SU1461554A1 - Калиброванный формовочный валок - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к производству сортового проката и трубному -производству. Цель изобретени  - повышение качества трубной заготовки за счет обеспечени  переменной кривизны ее профил  в поперечном сечении Калиброванный формовочный валок выполнен с криволинейной образующей бочки. При этом периметр профил  валка вьтолнен посто нным с постепенным увеличением радиуса калибра от наибольшей глубины врезани  к наименьшей . Кроме того, при производстве труб из углеродистых марок сталей, радиус калибра г измен етс  по закону 10R - h sin у- Jh2sin2f + -180Rh + 80h2-20r sin4/4r 0, где R - радиус валка, h - максимгитьна  глубина калибра, 1 - длина профил  калибра , - пол рна  координата в плоскости , перпендикул рной оси валка. Глубина калибра р калиброванного валка определ етс  по формуле р .

Description

1

Изобретение относитс  к производству сортового проката и трубного производства .

Цель изобретени  - повьш1ение качества трубной заготовки за счет обеспечени  переменной кривизны ее профил  в поперечном сечении.

На фиг. 1 дан валок с посто нным радиусом кривизны профил  калибра; на фиг, 2 - валок с двухрадиусной ка3 . 1 либровкой профил ; на фиг. 3 - схема дл  построени  профил  калибраJ на фиг. 4 - профиль калибра с посто н- ным радиусом кривизны} на фиг. 5 - профиль калибра при двухрадиусной ка либровке, на фиг. 6 - график функции f Р( f), представленный в формуле изобретени .

При выполнении профил  валка с мо нотонным изменением радиуса г калиб- ра (фиг. 1, 2) учитываютс  особенности непрерывного формоизменени  некоторых видов сортового проката, в частности производства сварных труб и профилей. Как известно, технологи  производства (формовки) исходной трубной заготовки в локальном очаге одного прокатного (формовочного) валка характеризуетс  об зательным - естественным нежелательным эффектом распружиниванй  готового сформованного профил  вне контакта с валком, причем с увеличением рассто нии от оси симметрии перемещение металла возрастает. Поэтому известные профил

прокатных валков, в которых радиус калибра по периметру не мен етс , не могут обеспечить получение качественно сф ормованной заготовки. Выполн   профиль валка с переменным радиусом, учитываетс  этот нежелательный эффект, и, сообща - переменную кривизну профил  калибра, существенно снижаетс  распружинивание сформованной в этом валке трубной заготовки .

Валок имеет посто нный периметр в любом сечении и обеспечивает непрерывность формо изменени  трубной заготовки .

Характер монотонного изменени  радиуса калибра профил  валка, ко- . торый достигаетс  симметричным пос

тепенным возрастанием радиуса кривизны от наибольшей глубины врезани  калибра к наименьшей, обеспечивает постепенное формоизменение геометрических параметров издели  и исключает пики деформа.ций на различных участках издели , т.е. позвол ет получить качественную продукцию.

Теоретические и экспериментальные

исследовани  показали, что отношение максимальной глубины врезани  - h к минимальной, равное 1,25,  вл етс  оптимальным по отсутствию гофрообразовани .

Дно калибра представл ет собой окружность радиуса R - 0,9h, смещенный относительно центра окружности реборд валка на 0,1h.

Если ось ординат направить через точки с максимальной глубиной врезани  и минимальной глубиной врезани , а центр координат расположить в центре окружности реборд, то глубину калибра р в зависимости от угла (фиг. 3) можно определить следующим

образом.

По теореме косинусов

СВ2 АС2 +АВ2 -2АСАВ cos ( (f - |)

АС2+АВ2-2АСАВ sin if. Отсюда

35 АВ

2АС 4AC2sin2vf -4АС2+4СВ2

так как АВ отрицательным быть не может .

Согласно сказанному вьш1е СВ R-0,9h, ,1h, где h - максимальна  глубина калибра.

Поэтому зависимость дл  АВ приобретает вид

АС sinvp+ VCB2-AC2+AC2sin2tp ..

0,1h 1кг - l,8Rh + 0,81h2-0,01h4-0,01h sin 2ll205i zl§2Rh ± 80hi+hf sin2 Ф + h

л --- - --- - - - - 1 ,

10

Использу  выражение дл  АВ, легко получить выражение дл  f

о 10R - h + lOOR -180Rh+80h2 . ., -- vu

10

при производстве труб из углеродистых марок сталей цель изобретени 

f R - АВ;

достигаетс  при посто нном радиусе кривизны по профилю калибра (фиг.4).

Определим зависимость дл  изменени  радиуса кривизны - г в зависиПутем простейших тригононетричесни  радиуса кривизны - г в зависи-j

мости от угла (так как глубина вреза- преобразований (coso( 1-2 sin2|-) ни  есть функци  «f ).правую часть выражени  можно предПоловина- угла, ст гивающа  сегмент ставить в виде:

длина

профил 

Г(1 - COS -)

10R-h sinf - M100RZ-180Rh+80h2+h2sin2(f -20r 0,.(2)

Зависимость ширины калибра h легко определить из геометрических соображений

21 г2 (г -р)2 2pr.-p

п 2 l2 рг - р .

(3)

Указанное построение профил  вал- ка обеспечивает максимально допустимую интенсивность деформации периферийных участков полосы в сечении минимального радиуса профил  и максимальной глубины калибра. Последзпощее формоизменение снижает величину интенсивности , так как радиус профил 

увеличиваетс 

, а это, в свою очередь

гf - - - - --tr- г-

дает возможностю разгрузитьс  (снизить величину продольной деформации) продольным волокнам периферийных участков за счет предложенного профил  можно получать такую уменьшенную

+100R2-180Rh + 80h2

51 - j OORj;h r .

a дл  радиусов, значительно превышаю- щих глубину врезани 

г

1012

80R - 8h sinvf- 8 jhZsinZ +100R2-180Rh + SOh (5)

Построение профил  калибра проиллюстрируем по фиг. 3 - разрез валка по оси симметрии. На фиг. 3 А - центр системы координат, I - реборда валка, II - крива  дна профил  ка- либра.

При производстве труб из высоколегированных марок стали экспериментальный анализ показал необходимость профилировани  калибра по двухрадиус- нрй схеме, причем радиус калибра в

Я 2 г

4г

Отсюда получаем искомую зависимость дл  радиуса кривизны

5 0

величину радиуса формовки в одном сечении, ктора  была бы невозможна при посто нном профиле валка. Это позволит интенсифицировать процесс

0 формовки (гиба) в каждом конкретном локальном очаге деформации и хот  бы на о граниченном участке получать желаемую форму очага формовки (деформации ) .

Такие циклические зависимости изменени  геометрических параметров профил  валка имитируют существующие, реальные, локальные очаги деформации в линии формовочных станов, по профилю одного валка.

Данные математические зависимости дл  радиуса калибра и глубины врезани  не состав т труда дл  технологов цеха в составлении калибровок валка.

5 При этом при максимальной глубине врезани , сравнимой с радиусами калибра , можно использовать упрощенную формулу дл  расчета

+100R2-180Rh + 80h2

(4)

районе его периферийных участков г 5Q посто нен, а в районе дна калибра г измен етс  по определенному закону таким образом, что касательные в угловых точках профил  параллельны.

gg Вместе с тем длина периферийных участков профил  1 постепенно увеличиваетс  от значени , равного

- при наибольшей глубине врезани .

71 до значени , равного тг, при наимень .шей глубине врезани  по закону 1

-г (5 sinf + 9) (4), что обеспечи- s

-5

вает, как показали эксперименты, оптимальность кинематических условий сворачивани .

Использу  иллюстрацию на фиг. 5, получим зависимость, св зывающую г и Гг..

Как видно из фиг.5 разница р . li - равна разнице г -

Т - 01

---- ( р глубина врезани  измен 2Г2

етс  по формуле (1) также, как и дл  однорадиусной схемы), т.е.

Я- r.sinii .fi4 или несколько в упрощенном виде

p-r,sini 2r,sin

(5)

Аналогично использу  геометрические соотношени  можно получить зависимость дл  шарины калибра ti

146t55A8

периметр профил  калибра валка (1) 64,3 ММ , максимальна  глубина калибра (h) - 20 мм.

Дл  составлени  сводной табл. 1 используют номограмму (фиг. 6) и формулы (1), (2), (3).

П р и м е р 2. При производстве труб из углеродистой стали диа10 метром 100 мм и толщиной стенки 3 мм на стане . Габиртные размеры: диаметр по ребордам валка (2R) - 240 мм; ширина валка (М) - 180 мм; периметр профил  валка (1) - 158 мм;

15 максимальна  глубина калибра (h) - 50 мм.

Дл  составлени  сводной табл. 2 используют номограмму (фиг. 6) и формулы (1), (2), (3).

20 Применение калиброванного формовочного валка дает возможность управлени  (регулировани ) заданными ,, свойствами трубной заготовки за счет обеспечени  переменной кривизны про25 фил  по периметру, а также получени  оптимальных геометрических параметров В1алкового калибра при производстве труб из углеродистых и высоколегированных марок сталей.

30

|(Г2- Г)2-()2+ 2Г П,

ИЛИ

П 2г, + |2рг.-|)Ч 2г, г,

2г,-ь (р-.г,)(2г,,- г,-р)

(6)

Применение двухрадиусной калиб35

Форм у л а изобретени 

Claims (3)

1.Калиброванный формовочный валок с криволинейной образующей бочки, отличающийс  тем, что,

с целью повьшени  качества трубной заготовки за счет обеспечени  перемент ной кривизны ее профил  в поперечном сечении, он вьшолнен с посто нным ровки дл  производства труб из высо- др периметром профил  калибра с симмет- колегированных марок сталей обеспечи- ричным постепенным возрастанием ра- вает минимальное распружинивание кро- диуса кривизны от наибольшей глубины мок и минимальный изгибаюш 1й момент. врезани  калибра к наименьшей.

2.Формовочный валок по п. 1, о т- 45личающийс  тем, что, с

целью получени  оптимальных геометрических параметров валкового калибра дл  производства труб из углеродистых марок сталей, радиус калибра г 50 измен етс  по закону

трубной заготовки.

Пример 1. При производстве труб из углеродистой стали диаметром 40 мм и толщиной стенки 1 мм на стане 20-12. Габаритные размеры:

диаметр по ребордам валка (2R) - 160 мм; ширина валка (М) - 75 мм;

t

10R

- h |h sin2vp + 100R -180Rh + SOh - 20r 0,

где R - радиус валка

h - максимальна  глубина калибра}

1 - длина профил  калибра

f - пол рна  координата в плос55

кости, перпендикул рной оси

валка

глубина калибра f калиброванного валка определ етс  по формуле

9146155410

10R - h sinvp- l hzsinzvl +100R2r180Rh + SOh

P в,.„,.«™ -- - -. - --- - - --- - - --

Г - -- 10

-5

I a ширина калибрапосто нен, a радиус rj измен етс  по

n 2 S/2fP

3. Формовочный валок по п. 1,ю р- sin - 2T i sin -r - Zотличающийс  тем, что, .

с целью получени  оптимальных гео- 1 . + 9) - длина уча- метрических параметров валкового ка- 32 либра дл  производства труб из высо- стка профил  калибра с посто нным

колегированных марок сталей примен -is радиусом кривизны г, , при этом глуби- етс  двухрадиусна  калибровка, причем на калибрА валка определ етс  по фор- радиус кривизны профил  калибра г, муле

-

Фи9,2

Фиг. г

8h

Фи.З

Фиг. k

f/л г 0 .3- 0,8- 0,7 0,6

О

Л-/ 7г/г зл-/« гг 5 -/ з -/г 7 -/« гж г

qOt/e.f

фиг.5