Валок трехвалкового раскатного стана

 

Изобретение относится к производству горячекатаных бесшовных труб винтовой прокаткой и совершенствует основной технологический инструмент валок . Целью изобретения является снижение поперечной разностенности труб. Валок трехвалкового раскатного стана содержит захватный Koiiyc I , гребень 2, раскатной конус 3, образующая которого выполнена в виде выпуклой кривой с высотой -

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„ i 268221

<®11 4 В 21 В 9/Об 27/02

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ГЕНИЯ

Н А ВТОРИЧНОМУ СВИДЕТЕЛЬСВ ВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3914225/22-02 (22) 21.06.85 (46) 07.11.86. Бюл. N 4 (7l) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им. Л.И.Брежнева (72) В.Д.Михеенко, Б.А.Резниченко, С.П.Михалев, В.Я.Кармазин, Ю.А.Кондратьев и Г.Н.Кущинский (53) 621,771.07(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 710692, кл. В 21 В 27/02, 1978.

Данилов Ф.А. и др.:Горячая прокатка труб. — М.: Металлургиздат, 1962, с. 404. (54) ВАЛОК ТРЕХВАЛКОВОГО РАСКАТНОГО

СТАНА (57) Изобретение относится к производству горячекатаных бесшовных труб винтовой прокаткой и совершенствует основной технологический инструмент— валок. Целью изобретения является снижение поперечной разностенности труб. Валок трехвалкового раскатного стана содержит захватный конус 1, гребень 2, раскатной конус 3, образующая которого выполнена в виде выпуклой кривой с высотой = (0,0020,008) Х, где Х вЂ” длина образующей конуса, и выходной конус 4. 3 ил.

1268221

Изобретение относится к производству горячекатаных бесшовных труб винтовой прокаткой и совершенствует основной технологический инструмент— валок, 5

Целью изобретения является снижение поперечной разностенности труб.

На фиг ° 1 изображен валок при раскатке трубы; на фиг,2 — изменение

10 обжатия стенки трубы на раскатном конусе валка; на фиг.3 — очаг деформации, образованный тремя валками и оправкой, поперечное сечение.

Валок состоит иэ захватного конуса 1, гребня 2 с высотой Н, раскат15 ного конуса 3, образующая которого выполнена в виде выпуклой кривой с высотой = (0,002-0,008) 1, где Х— длина образующей конуса, и выходного конуса 4.

Выполнение раскатного участка выпуклым вносит качественные изменения в процесс раскатки трубы, Рассмотрим последовательно геомет25 рическую, деформационную и силовую картины очага, образованного валками с выпуклым раскатным участком и цилиндрической оправкой. На фиг.2 показано изменение обжатия стенки вдоль выпуклого раскатного участка AC . В

ЗО зоне от вершины гребня и до середины раскатного участка Ь зазор между валком и оправкой уменьшается, а затем плавно увеличивается и достйгает максимума в конце Раскатного 35 участка С ° Такой криволинейный характер изменения прокатного зазора пред. полагает аналогичную закономерность изменения деформации стенки, т.е. постепенное снижение и завершение об- " жатия к середине раскатного участка

Ь. Однако в действительности обжатие стенки осуществляется на всем протяжении выпуклого раскатного участка по линии АС, плавно уменьшаясь к его концу. Снижение обжатия стенки в зоне раскатного участка ЬС связано с процессом утолщения стенки трубы в межвалковых промежутках в период ее прохождения через раскатный участок, 50

Действительно, каждое поперечное сечение трубы (фиг.1), находящееся в зоне выпуклого раскатного участка

3, овализировано и имеет форму, показанную на фиг.3 Сформированная в прокатном зазоре ь- а стенка трубы, по мере своего продвижения к следующему валку через межвалковый промежуток, увеличивается до размера < — z.

Такое утолщение стенки происходит в результате действия на нее сил тангенциального подпора со стороны участка б — Ь, на котором осуществляется максимальное искривление сечений трубы B межвалковом промежутке. Утолщение стенки пос.пе прохождения через прокатный зазор:присуще пропессу поперечно-винтовой раскатки труб в трехвалко зом стане на оправке, поскольку трехкомпонентная деформация объемов металла:ча раскатном участке валка неизбежно:зорождает овализацию сечений на этом же участке, тангенциальный подпор, и следовательно, внеочаговое утолщение стенки. Именно по этой причине на внутренней поверхности труб„ прокатанных валками с прямолинейным раскатным участком, образуется )золнистость с шагом, равным шагу винтового двюкения трубы, и высотой, ра зной величине внеочагового утолщения стенки. Выпуклый раскатной участок, деформируя стенку на всей своей протяженности, исключает появление подобной волнистости и гарантирует теоретическую прямолинейность внутренней образующей трубы.

Распространение деформации стенки на всю длину выпуклого раскатного участка удлиняет контактную поверхность с оправкой, повьппает уровень сил, защемляющих оправку в очаге деформации, чем способствует стабилизации положения оправки по оси стана в процессе раскагки трубы. Однако черезмерное удлинение выпуклого раскатного участка сопряжено с ростом контактных сил трения, препятствующих продвижению грубы в осевом направлении. Поэтому протяженность выпуклого раскатного участка имеет свою оптимальную длину, обеспечивающую, с одной стороны, достаточно высокую скорость прокатки и, с другой стороны, надежное защемление оправки в очаге и получение теоретически прямолинейной образующей внутренней поверхности труб. Оптимальная длина выпуклого раскатного участка установлена экспериментально и превьппает в восемь раз высоту гребня.

Минимальная величина выпуклости, равная 0,002 от длины раскатного участка, соответ=твует величине средней высоты микрорельефа поверхности этого участка валка в процег.се его

1Z68221

Ось опраВки

Фиг. 2 эксплуатации и составляет 0 1-0,15мм.

Меньшие значения выпуклости не оказывают заметного влияния на защемление оправки и сохраняют известные несовершенства формообразования внутренней поверхности труб, присущие валкам с прямолинейным раскатным участком.

Максимальная величина выпуклости раскатного участка составляет 0,008 10 от длины раскатного участка и соответствует предельной величине утолщения стенки в межвалковых промежутках при раскатке наиболее толстостенных труб максимального диаметра. Для су- f5 ществующих прокатных установок эта величина установлена экспериментально.

Дальнейшее увеличение выпуклости раскатного участка валка, которая является сама по себе источником до- полнительной деформации, ограничено также ростом поперечной деформации, увеличением периметра овализированных сечений, нарушением их формы и прекращением вращения трубы при прокатке заднего конца.

Прокатка труб на трехвалковом раскатном стане с использованием пред- З0 лагаемого валка осуществляется следующим образом (фиг.l).

В установившейся стадии процесса раскатки каждый объем гильзы с предварительно введенной в нее оправкой последовательно деформируется захватным конусом 1, гребнем 2, раскатным конусом 3. Основная деформация по толщине стенки происходит на гребневом участке, а дополнительная — на : 40

1 длине выпуклого раскатного участка.

Распространение деформации на всей протяженности раскатного участка обеспечивает повышение сил на контактной поверхности валка с металлом, которые защемляют оправку и препятствуют повороту ее оси относительно оси прокатки. Уменьшение колебаний оправки в установившемся процессе раскатки снижает волнистость прокатываемых труб °

При опытной прокатке труб с отношением D/$ = 8-10, диаметром 130160 мм используют валки с длиной бочки 370 мм, диаметром по вершине гребня 450 мм, длиной входного участка

160 мм с высотой гребня Н = 10 мм, с раскатным участком длиной 80 мм, образующая раскатного участка выполнена выпуклой с максимальной высотой посередине 0,6 мм.

Валок для винтовой раскатки позволяет снизить уровень поперечной разностенности труб путем уменьшения волнистости на 15-407, что особенно эффективно при производстве подшипниковых труб, подвергающихся механической обработке.

Формула изобретения

Валок трехвалкового раскатного стана, содержащий последовательно расположенные захватный конус, гребень, раскатной конус и выходной конус, отличающийся тем, что, с целью снижения поперечной разностенности труб, образующая раскатного конуса выполнена в виде выпуклой кривой с наибольшей высотой в середине, составляющей 0,002-0,008 от длины образующей.

1268221

Составитель Л. Матурина

Техред М.Моргентал

Корректор Е.Сирокмак

Редактор Г.Гербер

Заказ 5960/6

Р Тираж 518

ВНИИПИ Государственного комите-а СССР по делам изобретений и открь;тнй

113035, Москва, Ж-35, Раушсхая наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,