SU1523201A1 - Способ прокатки труб на редукционном стане и технологический инструмент дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к трубопрокатному производству и может быть использовано на редукционных станах. Цель изобретени  - повышение производительности и уменьшение расхода металла. При редуцировании трубы в трехвалковых калибрах одновременно с осевым раст жением ее подвергают знакопеременным деформаци м изгиба в черновых калибрах в вертикальной плоскости при направлении изгиба трубы вогнутостью в сторону горизонтального валка смещением оси калибра относительно стана на расчетную величину. Технологический инструмент дл  осуществлени  способа содержит р д трехвалковых калибров. В каждом калибре, образованном ручь ми трех валков, один валок 1 расположен горизонтально, а два других валка 2 и 3 наклонно. Каждый наклонный валок выполнен с ребордами неравного диаметра. Причем большие по диаметру реборды обращены к ребордам горизонтально расположенного валка. 3 ил, 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к трубопрокатному производству и может быть использовано при прокатке труб на не- прерьюных безоправочных станах.

Цель изобретени  - повышение производительности и уменьшение расхода металла„

На фиг.1 схематически изображен технологический инструмент редукцион- кого стана; на фиг.2 - трехвалковый калибр i-й клети; на фиг.З - то же, (1-1)-й клети,

Предлагаемьй способ, осуществл ют на редукционном стане, на котором установлены числа оборотов валков таким образом, чтобы их соотношение при заданных суммарном обжатии и исходных размерах заготовки обеспечивало общее нат жение, позвол кицее по- лучить необходимую величину стенки трубы без учета осевых деформаций, определ емых изгибом. При этом первы и последние калибры устанавливают по оси стана, а внутренние калибры так, чтобы центры их были смещены относительно оси стана в сторону, противоположную валку, ось которого располагаетс  горизонтально. Затем трубу-заготовку задают в валки,, где она про- катьшаетс , подверга сь деформада м изгиба и нат жени  одновременно.

Необходимые величины смещени  ценра калибра определ ют из следуншщх соображений. Трубу рассматривают как балку переменного сечени , т.е. в каждом i-M промежутке между калибрами сечение определ етс  диаметром калибра и стенкой в предьщзгщем калибре

В первом приближении принимают, что труба-балка под действием смещени  (h;) i-ro калибра изгибаетс  по дуге окружности радиусом R, причем окружности, по которым изгибаютс  дв смежных участка балки-трубы, плавно сопр гаютс  (см. фиго1)е,

Из геометрических соотношений величину смещени , определенную как высоту сегмента, образованного окружностью радиуса R и хордой, равной длине 1 межкалибрового промежутка, рассчитывают по формуле

I 1

i i

где радиус гиба трубы в i-м калибре Rj. R; 250dT;,, ,

0

5 0 5 о

О 5

5

d. - диаметр трубы, вход щей в i-й калибр.

В процессе прокатки в промежутках между калибрами труба подвергаетс  воздействию двух силовых факторов - раст жению и изгибу.

Одновременное воздействие нат жени  и изгиба в противоположных направлени х блокирует деформации сжати  за счет смещени  нейтрального сечени  и обеспечивает дополнительную выт жку. Это означает, что обусловленные только напр жени ми нат жени  деформации будут значительно меньше, чем деформации от совместного воздействи  нат жени  и изгибао

Дл  осуществлени  предлагаемого способа технологический инструмент содержит калибры, образованные ручь - Nffl трех валков, при этом реборды валка 1, ось которого расположена горизонтально , выполнены одинакового диаметра pi, а у валков 2 и 3, оси которых расположены под углом к горизонту , реборды вьтолнены различного диаметра D; , причем больши е по диаметру реборды обращены к реб.ордам горизонтально расположенного валка.

Такое выполнение инструмента обеспечивает во врем  прокатки смещение калибра относительно оси стана при установке калибров (фиг о 1). Труба захватьюаетс  валками первого калибра , центр которого не смещен, и движетс  по оси стана, затем она попадает во второй калибр и смещаетс  вверх, так как его ось смещена в этом направлении. Затем труба в последующем калибре отклон етс  вниз, из-за чего направление изгиба трубы мен етс  на обратное, так как валок, имеющий горизонтальную ось в трехвалко- вом стане, устанавливаетс  попеременно верхним или нижним.

Таким образом, технологический инструмент обеспечивает знакопеременные изгибы трубы от калибра к калибру , что и требуетс  дл  осуществлени  предлагаемого способа безоправоч- ной непрерывной прокатки.

Так как жесткость сечени  прокатываемой трубы на изгиб от начала к концу стана уменьшаетс  вследствие интенсивного уменьшени  диаметра при почти неизменной стенке, то величина смещени  калибра от начала стана к концу также уменьшаетс , а радиусы изгиба К- увеличиваютс  (фиг.1). Это

объ сн етс  тем, что сечение меньшей жесткости при наименьших значени х воздействующих изгибающих моментов переходит в пластическое состо ние. Фактическа  толщина стенки трубы на выходе из стана, соответствующа  общему фактическому нат жению, определ етс  как

«акт

US

и

н где S толщина стенки, получаема  на выходе стана, щего с

., работаю- нат жением Z, рассчитанным без учета изгиба;

&5ц - дополнительное от введени  перегибов трубы утонение стенкио

Проверку эффекта по влени  дополнительной выт жки от наложени  изгибов трубы при ее безоправочной прокатке с нат жением провели на простейшей лабораторной установке Эта установка представл ла собой прокатную клеть, дуо, на валках которой нарезаны ручьи, образующие овальный калибр. Переднее и заднее нат жение создавалось грузами, закрепленными на канатах, которые через блоки соедин лись с концами прокатьшаемой трубы . Смещение центра калибра h|. от ос стана моделировалось смещением .осей блоков по вертикальной оси. Это смещение фиксировалось в виде угла между осью трубы, вход щей (или выход щей ) из блоков, и горизонтальной осью, проход щей через центр калибра образованного ручь ми валков прокатной клети.

Медна  холоднот нута  трубка размером 4,95x0,636 мм, имек ца  предел текучести G , равный 23,20 кг/мм , и предел прочности , равный 25,58 кг/мм , прокатьюалась в калибре , имеющем высоту 4,38 мм и ширину 4,68 мм (средний диаметр калибра 4,52 мм), что соответствует обжатию (т), равному 8,48%. Нат жение созда вапось посто нными грузами (набором калиброванных гирь) 47,5 и 52,5 кг, причем переднее и заднее нат жение дл  конкретного эксперимента создавалось одинаковыми грузами.

Осева  деформаци  фиксировалась замером штангенциркулем рассто ний между нанесенными на наружной поверхности трубы рисками, а также измере

0

5

0

5

0

5 0 5

5

0

ни ми поперечного сечени  трубы до и после прокатки микрометром„

Результаты экспериментов представлены в табЛо1 о

Из табл.1 видно, что осева  деформаци  трубы возрастает по мере роста нат жени  и при наложении изгибов трубы в калибре. Так, осева  деформаци  при нат жении грузами 47,5 кг со смещением калибра относительно оси стана, что задавалось углом выхода переднего конца трубы из калибра, равным 17,0°, и входом под углом 15,5°, больше, чем эта же деформаци  без смещени  калибра, на величину 1,42%. Аналогична  картина наблюдаетс  и при прокатке с нат жением, обеспечиваемым грузами весом 52,5 кг Осева  деформаци  трубы 5, прокатываемой с изгибом, больше , чем трубы 4, прокатываемой без изгиба, на 1,44%.

Таким образом, проведенные лабораторные исследовани  показали наличие дополнительной осевой выт жки трубы при введении изгибов при безоправочной прокатке. В этих исследовани х использовались малые величины пластического нат жени  Z „, (см„

ОВи

табл.1) и бьии получены относительно большие дополнительные деформации выт жки. Экстраполиру  полученные результаты на случай гор чей безоп- равочной прокатки труб с пластическим нат жением 0,40-0,75, определ ют дополнительную осевую выт жку от изгиба трубы в пределах одного калибра, равную 1,5-2,0%.

Дополнительна  выт жка от изгибов трубы при прокатке с нат жением, котора  реализуетс  в предлагаемом способе, позвол ет повысить производительность трубопрокатного агрегата и снизить удельный расход металла .

В табЛо2 представлены элементы вапьцетабел  прокатки трубы размером ,5 мм, построенного с использованием известной технологии и по предлагаемому способу.

Как видно из табл.2, производительность предлагаемого способа при прокатке трубы размером ,5 мм выше на 7,7%, чем у известного способа. Это повьш1ение производительности достигаетс  возможностью прокатки более толстостенной трубы после непрерывного стана, более толстостенной гильзы и увеличением длины заготовки, кото 1523201

рые определ ютс  повышенной выт жной где радиус гиба трубы в i-м калибре способностью редукционного стана. стана

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1 Способ прокатки труб на редук- ционном стане, включающий деформахщю с уменьшением диаметра трубы в черно вых и чистовых трехвапковых калибрах с осевым раст жением трубы между ка- либрами, отли чающийс  тем, что, с целью повышени  производительности и уменьшени  расхода металла , трубу подвергают знакоперемен ной деформации изгиба в черновых калибрах в вертикальной плоскости при направлении изгиба трубы вогнутостью в сторону валка, расположенного горизонтально , а величину смещени  оси трубы hj относительно оси стана в сечении выхода из калибров устанавливают из соотношени 

   h;

   R; - -1)

   в;

   R; 250dT., ,

   . i 5 0

   1-1

   в;

   5

   рассто ние между калибра- МИ f мм}

   диаметр трубы, вход щей в i-й калибру радиус горизонтального валка по вершине i-ro калибра , мм.
2. 2. Технологический инструмент дл  прокатки труб на редукционном стане, содержащий последовательно расположенные калибры уменьшающегос  по ходу прокатки диаметра, образованные ручь ми трех валков, из которых один валок расположен горизонтально, а два других - наклонно, отличающийс  тем, что каждый наклон- ЙШ валок выполнен с ребордами неравного диаметра, причем большие по ди-. аметру реборды обращены к ребордам горизонтально расположенного валка.

   r

   Г

   о

   Ol M

   Ot en

   s

   1Л

   ffl

   in

   J5

   5

    

   « Г4 ve

   to

   M

   ем

   -

   in

   CM

   m

   ГМ

   O

   t

   in

   4 M

   ГМ

   (Ч

   to

   CO

   in to

   о

   tk

   to

   in

   so

   о во

   ем

   in

   Г4

   m

   m

   CM

   о

   in n

   о

   to

   о to

   « «I у

   i-l

   s X t к n .

   a « о ( X -a

   §0) «1 e eg e и v-