Способ изготовления спирально-шовных труб и устройство для его осуществления
Изобретение относится к производству труб со спиральным швом методом высокочастотной сварки, в частности к способу изготовления спирально-шовных труб и устройству для его осуществления. Цель изобретения - улучшение качества и повышение производительности труб. При использовании в качестве заготовки полосы с нестабильными геометрическими и прочностными параметрами сформованную заготовку 17 в зоне сварки удерживают регулируемыми роликами 5, 6, 12 и 13. Роликами 5 и 13 задают требуемый наружный диаметр трубы, а роликами 6 и 12, перемещаемыми приводом 9, распирают трубу по внутреннему диаметру усилием F<SB POS="POST">расп.</SB>, F<SB POS="POST">расп.</SB>≥K<SP POS="POST">.</SP>[Σ]<SB POS="POST">изг.</SB><SP POS="POST">.</SP>B<SP POS="POST">.</SP>H<SP POS="POST">2</SP>/1,81<SP POS="POST">.</SP>R<SB POS="POST">р</SB>, где К = (1,2...1,5) - коэффициент пропорциональности, учитывающий колебание параметров исходной полосы [σ]<SB POS="POST">изг.</SB> - допустимое напряжение изгиба полосы, кг/мм<SP POS="POST">2</SP>, B - ширина полосы, мм H - толщина полосы, мм R<SB POS="POST">р</SB> = R<SB POS="POST">тр</SB> - H/2 - расчетный радиус трубы, мм R<SB POS="POST">тр</SB> - наружный радиус трубы, мм. Стабилизация процессов формовки и сварки за счет оптимизации геометрии заготовки в зоне сварки позволяет повысить качество труб, производимых из полосы с отклонениями геометрических и прочностных свойств. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (>9) (1!) (s))s В 21 С 37/12
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4473483/22-27 (22) 15.08,88 (46) 30.06,90. Бюл. ¹ 24 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения им. А,И.Целикова (72) В.А.Иванов, В,А.Вердеревский и В,И.Абраменков (53) 621.774(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 854491, кл, В 21 С 37/12, 1979.
Авторское свидетельство СССР
¹ 994072, кл. В 21 С 37/12, 1981. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПИРАЛ6НО-ШОВНЫХ ТРУБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ
ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к производству труб со спиральным швом методом высокочастотной сварки, в частности к способу изготовления спирально-шовных труб и устройству для его осуществления. Цель изобретения — улучшение качества и повышение производительности труб. При исИзобретение относится к производству труб и наиболее эффективно может быть использовано при высокочастотной сварке спирально-шовных труб.
Целью изобретения является улучшение качества и повышение производительности труб, В процессе изготовления труб для сохранения условий формовки и сварки при отклонении геометрических размеров и упругих свойств исходной полосы к внутренней поверхности трубы по диаметральной линии проходящей через точку сварки, попользовании в качестве заготовки полосы с нестабильными геометрическими и прочностными параметрами сформованную заготовку 17 в зоне сварки удерживают регулируемыми роликами 5, 6, 12 и 13,. Роликами 5 и 13 задают требуемый Наружный диаметр трубы, а роликами 6 и 12, перемещаемыми приводом 9, распирают трубу по внутреннему диаметру усилием Fpacn.
Fpacn.) = K Иизг. Ь h / 1,81 Rp
2 где К = (1,2...1,5) — коэффициент пропорциональности, учитывающий колебание параметров исходной полосы. (о)и3г. допустимое напряжение изгиба полосы, кг/мм, Ь вЂ” ширина полосы, мм; h — толщина
2 полосы, мм, Rp = Ryp — h/2 — расчетный радиус трубы, MM; Ryp — наружный радиус трубы, мм, Стабилизация процессов формовки и сварки за счет оптимизации геометрии заготовки в зоне сварки позволяет повысить качество труб, производимых из полосы с отклонениями геометрических и прочностных свойств, 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил. стоянно создают усилие, распирающее трубу, которое обеспечивает устойчивое положение сформованной трубной заготовке, препятствует уменьшению диаметра трубы, появлению превышения кромок в сварном шве, а также сохраняет степень заполнения полосой полости формовочной втулки, благодаря чему стабилизируется сопротивление полосы процессу формовки трубной заготовки и в конечном счете за счет сокращения вынужденных остановок процесса улучшается качество труб и повысится производительность процесса.
1574310
Предложенное устройство позволяет осуществить более жесткую связь формовочного устройства как с поло-ой, так и с готовой трубой при высокочастотной сварке труб и тем самым уменьшить колебания параметров формовки при отклонении геомет рических размеров и упругих свойств полосы. Это возможно благодаря тому, что распорный ролик, кинематически связанный через упругий элемент с внутренним кромкосжимающим роликом, препятствует уменьшению трубы, а регулируемый опорный ролик, развернутый по углу формовки, воспринимающий распирающее усилие, позволяет регулировать степень заполнения полосой полости формовочной втулки и практически позволяет исключить вредное воздействие на формовку распирающего усилия. Кроме того, предложенная конструкция устройства позволяет разгрузить консоль, на которой смонтированы внутрен° ние кромкосжимающий ролик и гратосниматель, Такое конструктивное выполнение устройства. позволяет улучшить качество труб при изготовлении их из полосы с непостоянными геометрическими размерами и упругими свойствами, На фиг, 1 изображена схема устройства для реализации способа; на фиг. 2 — разрез
А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг.2.
Устройство для изготовления спирально-шовных труб содержит задающую машину 1 и формовочную втулку 2, между которыми установлена проводка 32. Для разогрева кромок полосы до температуры сварки используют сварочное устройство
ВЧС 4. В зоне сварки располагают кромкосжимающие ролики 5 и 6. При этом наружный ролик 5 снабжен винтовым механизмом 7 радиального перемещения, а внутренний кромкосжимающий ролик 6 жестко связан с плунжером 8 гидроцилиндра 9, закрепленного на консоли 10, Гидроцилиндр 9 снабжен вторым плунжером 11, на конце которого закреплен распорный ролик 12.
Под распорным роликом 12 на формовочной втулке 2 смонтирован опорный ролик 13 с возможностью радиального перемещения клином 14 от винтового механизма 15, Ролики 5, 6, 12 и 13 располагают на диаметральной линии О>-О1, проходящей через точку сварки С„и разворачивают по углу формовки а .
На чертежах показаны также олоса 16, трубная заготовка 17, труба 18 и гратосниматель 19.
Способ осуществляют следующим образом.
Fpecn. создаваемое гидроцилиндром 9 при поджатии внутреннего кромкосжимающего
20 ролика 6 и распорного ролика 12. Это уси
llonocy 16 задающей машиной 1 через проводки 3 подают в формовочную втулку 2, где из нее формуют трубную заготовку 17.
Смежные кромки полосы 16 разогревают сварочным устройством 4 и сваривают между собой, удерживая их в требуемом положении кромкосжимающимися роликами 5 и 6, Регулирование положения наружного кромкосжимающего ролика 5 по высоте, в значительной степени задающего диаметр изготавливаемой трубы 18, производят винтовым механизмом 7.
В процессе изготовления труб по диаметральной линии 01-01, проходящей через точку сварки С, к трубе 18 и трубной заготовке 17 прикладывают распирающее усилие лие препятствует уменьшению диаметра изготавливаемой трубы, а наружный кромкосжимающий ролик 5 и опорный роли.; tà с формовочной втулкой 2 ограничивают нарастание диаметра трубы, Во избежание возможного превышения кромок в сварном шве и уменьшения диаметра трубы при изменении параметров исходной полосы (ee толщина, упругих свойств и прочих), распирающее усилие Fpacn. создают с учетом жесткости сформированной трубной заготовки, обеспечивая гарантированное поджатие свариваемых кромок к нару>кным кромкосжимающим роликам 5 с одной стороны и прижатие распорного ролика 12 со сформованной в трубную заготовку 17 полосой 16 к опорному ролику 13 — c другой стороны.
Требуемую величину распирающего усилия Fpacn. определяют по следующей формуле. где К = (1,2 — 1,5) — коэффициент пропорциональности, учитывающий колебания пара-. метров исходной полосы;
Io) изг.— допустимое напряжение изгиба полосы, кг/мм;, Ь вЂ” ширина полосы, мм, h — толщина полосы, мм;
Йт = R p - h/2 — расчетный радиус трубы, мм;
R p — наружный радиус трубы, мм.
Пример, При изготовлении спирально-шовных труб диаметром 325 мм из полосы шириной 500 мм и толщиной 4,0 мм и с допускаемым напряжением трубы (о) 15 кгlмм ) „15 500 42 Ерасч. 1,5 — „„„60 5 622 кг При таком ведении процесса в случае изменения упругих свойств сформированной в трубную заготовку полосы или при увеличении толщины полосы уменьшению диаметра изготавливаемой трубы препятствовало усилие, распирающее трубу по внутреннему диаметру, приложенное по диаметральной линии, проходящей через точку сварки С, благодаря чему труба удерживалась внутренними кромкосжимающими роликами в верхнем положении и не отходила от рабочей полости формовочной втулки, что позволило сохранить степень ее заполнения и стабилизироватьдиаметр тру- 20 бы и положение кромок в зоне сварки. Использование изобретения позволяет повысить качество труб и повысить производительность процесса при изготовлении труб из полосы с непостоянными геометрическими и прочностными параметрами за счет стабилизации процессов формовки и сварки. Кроме того, при использовании устройства осуществление способа позволяет разгрузить консоль, на которой смонтиро- 30 ваны внутренние кромкосжимающий ролик и гратосниматель, что очень важно для уменьшения уп ругой деформации консоли и качественного удаления внутреннего грата, Это стало возможным благодаря тому, что усилие, распирающее трубу, замыкается непосредственно на трубе, опорном и наружном кромкосжимающем роликах, Формула изобретения 1. Способ изготовления спирально- "0 шовных труб, при котором полосу формуют в трубную заготовку, смежные кромки разогревают токами высокой частоты и сваривают между собой, прикладывая усилие, распирающее трубу по внутреннему диаметру, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества труб и повышения производительности процесса, усигие, распирающее трубу, прикладывают по диаметральной линии, проходящей через точку сварки. 2, Способ по и.;, î T л и ч а ю шийся тем, что распирающее трубу усилие задают не менее усилия, необходимого для поддержания требуемого диаметра трубы, а деформацию внешней стороны трубы ограничивают заданным размером. 3. Устройство для изготовления спирально-шовных труб, содержашее задающую машину, формовочную втулку, сварочное ус1 рой1ство. а- Гаl".ке развер1 }, тые по угл формовки наружные и внутренние кромкос>кимающие t>QJllit: для сварки разогретых кромок заготовки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества труб и повышения производительности процесса, устройство снабжено упругим элементом и распорным роликом, установленным диаметрально противоположно внутреннему кромкосжимающему, оси вращения которых соединены упруглм элементом. 4. Устройство по и, 3, о т л и:s а ю щ е ес я тем, что под распорним роликом в формово чной втулке установлен регулируемый опорный ролик. 5. Устройство по и. 3, о тл и ча ю щеес я тем, что упруглй элемент выполнен в виде плунжерных гидроцилиндров с общей рабочей полостью, 1574310 ОЬг.2 . Б Составитель А.Сушкин Техред M.Моргентал Корректор Л.Патай Редактор Н. Гор ват Заказ 1742 Тираж 484 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 2 13 И 15 ЯЬг.З Б о, 7 
