Дорновое устройство пилигримового стана

 

Использование: в трубопрокатном производстве , в качестве дорнового устройства пилигримового стана. Суть изобретения: дорн, имеющий рабочую часть, головку и размещенный между ними хвостовик, состоящий из трех конических участков с различной конусностью и концевого участка, несет надетое на него дорновое кольцо. Кольцо определяет длину этого участка и имеет внутреннюю поверхность, по форме и размерам одинаковую с наружной поверхностью концевого участка хвостовика дорна. Внутренняя поверхность дорнового кольца и наружная поверхность концевого участка хвостовика дорна выполнены из двух конусов с направлением конусности в сторону рабочей части, с соотношением протяженности второго от головки конуса к первому 3:1-4:1 при угле наклона образующей второго конуса, равном углу самоторможения , и угле наклона образующей первого конуса, в 3-4 раза большем угла самоторможения. 4 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s В 21 В 25/02, 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4889817/27 (22) 13.12.90 (46) 30.12.92. Бюл, М 48 (71) Нижнеднепровский трубопрокатный завод им. Карла Либкнехта (72) Ю.Д.Угрюмов, А.А.Чернявский, В,Е.Волнянский и Ю.С.Волочков (56) Данилов Ф.А. и др. Горячая прокатка труб, М;: Металлургиздат, 1962, с.332, Праздников А.В. и др. Дорн с коническим хвостовиком, ЦИИН ЧМ hb 21, 1963, с.39-40.

Авторское свидетельство СССР

М 427750, кл. В 21 В 25/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР

М 1127652, кл. B 21 B 21/00, 1983. (54) ДОРНОВОЕ УСТРОЙСТВО ПИЛИГРИМОВОГО СТАНА (57) Использовайие: в трубопрокатном про. изводстве, в качестве дорнового устройства

Изобретение относится к трубопрокатному производству, в частности, к дорновому устройству пилигримового стана.

Известно дорновое устройство, включающее дорн, имеющий рабочую часть, головку для фиксации дорна в замке подающего аппарата, цилиндрический участок, размещенный между головной и основной рабочей частью, равный ширине дорнового кольца, и охватывающее дорн дорновое кольцо. Дорновое устройство предназначено для осуществления прокатки гильзы в трубу на пилигримовом стане.

После прокатки очередной гильзы извлекают дорн вместе с дорновым кольцом иэ прокатанной трубы. В процессе пилигримо Ы 1784308 А1 пилигримового стана; Суть изобретения: дорн, имеющий рабочую часть, головку и размещенный между ними хвостовик, состоящий из трех конических участков с различной конусностью и .концевого участка, несет надетое на него дорновое кольцо.

Кольцо определяет длину этого участка и имеет внутреннюю поверхность, по форме и размерам одинаковую с наружной поверхностью концевого участка хвостовика дорна.. Внутренняя поверхность дорнового кольца и наружная поверхность концевого участка хвостовика дорна выполнены из двух конусов с направлением конусности в сторону рабочей части, с соотношением протяженности второго от головки конуса к первому 3:1-4:1 при угле наклона образующей второго конуса, равном углу самоторможения, и угле наклона образующей первого конуса, в 3-4 раза большем угла самоторможения. 4 ил. вой прокатки дорновое кольцо располагается на цилиндрическом участке имеющем протяженность равную ширине дорнового кольца. При этом дорновое кольцо занимает на дорне строго фиксированное положение между дорновым замком подающего àïïàрата и задним торцом гильзы.

Недостатком известного устройства являются значительные потери металла на пильгерголовку, отделяемую в технологическую обрезь после окончания пилигримовой прокатки.

Известно дорновое устройство, содержащее дорн, имеющий рабочую часть, головку для фиксации дорна в замке подающего аппарата, размещенный между ними кони1784308 ческий хвостовик, длиной равной длине пильгерголовки, цилиндрический участок протяженностью равный ширине дорнового . кольца и размещенный между хвостовиком и головкой и охватывающее дорн дорновое кольцо. Налйчйе в дорне конического хвостовика обеспечйвает уменьшение массы пильгерголовки и сйййГейие потерь металла в технологическую обрезь.

В процессе прокатки дорновое кольцо занимает строго фиксированное положение между дорновым замком подающего аппарата и задним торцом гильзы.

Недостатком известного устройства является недостаточное уменьшение массы пильгерголовки при еа раскатке и значительные потери металла в обрезь.

Известно дорновое устройство, содержащее дорн, имеющий рабочую часть, головку для фиксации дорна в дорновом замке подающего аппарата, размещенный между ними хвостовик состоящий из нескольких сопряженных цилиндрических ступеней, размещенный между хвостовиком и головкой цилиндрический участок равный ширине дорнового кольца и охватывающее дорн дорновое кольцо.

Наличие у дорна хвостовика, состоящего из нескольких сопряженных цилийдрических ступеней разного диаметра, позволяет в большей мере уменьшить массу пильгерголовки по сравнению с предыдущим техническим решением Й снизить потери металла.

В процессе прокатки дорновое кольцо занимает строго фиксированное положение

"между замком подающего аппарата и задним торцом гильзы.

Недостатком известного устройства является недостаточное уменьшение массы пильгерголовки, в результате того, что максимальный диаметр хвостовика не превышает внутренний диаметр гильзы.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является дорновое устройство, содержащее дорн, имеющий рабочую часть, головку для фиксации дорна

- o замке подающего аппарата, размещенный между ними хвостовик, состоящий из трех конйческих участков с различной конусностью, размещенный между хвостовиком и головкой участок, равный ширине дорнового кольца и охватывающее дорн дорновое кольцо.

О

Использование известного решения обеспечивает максимально возможное уменьшение массы пильгерголовки и сокращение технологической обрези.

Недостатком известного устройства является нестабильность положения дорнового кольца на дорне в процессе прокатки, Это связано с тем, что в процессе прокатки с

5 использованием известного дорнового устройства, в течение определенного времени на задний торец гильзы не действует подпор со стороны подающего апйарата, т.к, раскат в процессе прокатки постепенно на10 ползает на хвостовик дорна.

Участок дорна для размещения на нем дорнового кольца выполнен цилиндрическим. Цилийдрической выполнена и внутренняя полость дорнового кольца. С учетом

15 имеющегося зазора между дорновым кольцом и дорном невозможна фиксация кольца . на дорне при отсутствии подпора со стороны подающего аппарата на задний торец гильзы; Вследствие этого дорновое кольцо

20 перемещается по дорну возвратно-поступательно между замком подающего аппарата и задним торцом гильзы. Такие перемещения дорнового кольца увеличивают износ поверхности дорна и внутренней. полости

25 дорнового кольца, что снижает надежность их работы из-за повышенного износа. Кроме того, повышенный износ участка хвостовика дорна приводит к снижению объема хвостовика и увеличению массы пильгерго30 ловки и, соответственно, увеличению техно- . логической обрези, Повышается опасность захвата нефиксированного кольца при докатки пильгерголовки, что связано с созданием аварийной ситуации. Кроме того, 35 существующая конструкция дорнового устройства не обеспечивает стабильное положение дорнового кольца на дорне в процессе их совместной передачи от клети пилигримового стана к устройству для ох40 лаждения, участку внестановой зарядки и далее опять к пильгерстану. В результате этого возможно смещение дорнового кольца на головку и даже падение с дорна, что увеличйвает вспомогательное время про45 катки и снижает производительность пильгерстана, Целью изобретения является повышение надежности работы, снижение вспомогательного времени и повыщение тем

50 самым производительности стана.

Это достигается тем, что в известном. дорновом устройстве пилигримового стана, содержащем дорн, имеющий рабочую часть, головку и размещенный между ними хвосто55 вик, состоящий из трех конических участков с различной конусностью и концевого участка с надетым на него дорновым кольцом, определяющим длину этого участка и имею-. щим внутреннюю поверхность по форме и размерам одинаковую с наружной поверх1784308

Поэтому наличие конуса с углом накло- 50 на образующей в 3-4 раза большим угла самоторможения полностью предотвращает падение кольца с дорна при перезарядке даже при наличии износа внутренней полости кольца, Направление конусности указанных конических участков в сторону переднего участка дорна обеспечивает возможность принудительного перемещения кольца с помощью шибера при снятии раската с дорна. ностью концевого участка хвостовика дорна, согласно изобретению внутренняя поверхность дорнового кольца и наружная поверхность концевого участка хвостовика дорна выполнены из двух конусов с направлением конусности в сторону рабочей части, с соотношением протяженности второго от головки конуса к первому как 3:1-4:1 при угле наклона образующей второго конуса, равным углу самоторможения, и угле наклона образующей первого конуса в 3-4 раза большим угла самоторможения.

Повышение надежности работы дорнового устройства пилигримового стана обеспечивается эа счет. того, что внутренняя поверхность дорнового кольца и наружная поверхность концевого участка хвостовика дорна выполнены из двух конусов с направлением конусности в сторону рабочей части.

При этом наличие двух конусов на внутрейней поверхности дорнового кольца и наружной поверхности концевого участка хвостовика дорна обусловлено следующим.

Наличие второго от головки конуса с углом наклона образующей равным углу самоторможения увеличивает силы сцепления на контакте кольца с дорном, что важно для стабильного положения дорнового кольца на дорне в период начала процесса прокатки, когда еще отсутствует осевой подпор на.задний торец гильзы, Это ста, билизирует кольцо у замка подающего аппарата, предотвращая возвратно-поступательные перемещения кольца по дорну, и следовательно, уменьшая износ колец и по- вышая работоспособность.

Наличие первого конуса с углом наклона образующей в 3-4 раза большим угла сам оторможения и редотвра ща ет смещение дорнового кольца на головку и последующее падение его с дорна в процессе перезарядки и транспортировки дорна по линии охлаждения.

Вследствие имеющего место в процессе эксплуатации износа дорнового кольца по внутренней полости, не гарантируется только за счет равенства указанных средних диаметров предотвращение смещения кольца на головку дорна.

Выполнение угла наклона образующих сопрягаемых конусов кольца и дорна равным углу самоторможения на большем коническом участке обусловлена необходимостью увеличения сил сцепления кольца с дорном в период фазы торможения плунжера подающего аппарата при задаче гильзы в валки. Для предотвращения этого явления угол наклона образующих принимается равным углу самоторможения. В клиновом механизме, к которому может быть приведено взаимодействие кольца с дорном, самоторможение возможно, когда угол наклона плоскости меньше угла трения на контакте, Таким образом, величина угла наклона образующих сопрягаемых конусов кольца и дорна не должна йревышать величины 8 30 .

При изменении условий на контакте величину угла уменьшают до 3 . Дальнейшее уменьшение угла наклона нецелесообразно по и ричине затруднений смещения кольца с дорна при снятии раската с дорна и повышенного износа, вследствие этого, дорнового устройства. Соотношение длин большего и меньшего конических участков как 3:1-4.1 обусловлено следующим.

Максимальная величина этого соотношения (4:1) ограничена воэможностью обеспечения стабильного положения кольца на дорне, без его паденйя с дорна при перезарядке.

Минимальная величина этого соотношения (3:i) ограничена возможностью создания достаточных сил сцепления кольца с дорном в процессе прокатки.

При этом выбор конкретного соотношения длин указанных конусов обусловлен условиями трения на контакте кольца с дорном и износостойкости материала кольца.

Выбор угла наклона образующей меньшего конического участка в 3-4 раза большим угла самоторможения обусловлен следующим. Максимальная величина этого соотношения ограничена возможным ослаблением кольца при заданной его ширине, а минимальная величина — надежностью предотвращения падения кольца с дорна при перезарядке.

Выбор конкретной величины указанного соотношения обусловлен габаритами испольэуемога дорнового кольца и износостойкость о материала кольца, На фиг.1 изображено дорновое устройство; на фиг.2 — 4-стадии процесса раскатки гильзы на дорне в трубу на пилигримовом стане.

1784308

7 . Дорновое устройство включает дорн, имеющий рабочую часть 1, головку 2 для фиксации дорна в дорновом замке подающего аппарата (на рисунке не показан) и размещенный между ними хвостовик, 5 состоящий из трех конических участков

3,4 и5.

Между головкой 2 и хвостовиком размещен участок шириной 4, равный ширине дорнового кольца 6, охватывающего дорн. 10

Участок дорна Шириной l в свою очередь состоит иэ двух конусов 7 и 8. Протяженность конуса 8 составляет 1, а конуса 7— (lK l).

Соотношение длин конусов 7 и 8 состав- 15 ляет 3.1-4:1. Угол наклона образующей конуса 7 равен углу самоторможения, а угол у- угол наклона образующей конуса 8 составляету =(3-4) а .

Угол Р наклона образующей коническо- 20 го участка 5 хвостовика равен 0 30 -3О, Значения диаметров конических участков7и8: с1 = 2(l -1)тд а + б ; оз=21 д a+ 02, 25 где d> — максимальный диаметр конического участка 5 хвостовика;

dz — максимальный диаметр конуса 7; г1з — максимальный диаметр конуса 8.

Внутренняя полость дорнового кольца 6 30 выполнена соответственно учаСтку дорна шириной 4 также состоящей из двух кону- .. сов, протяженность и углы наклона образующих которых полностью соответствуют конусам 7 и 8 на дорне. 35

При этом величина среднего диаметра дорна на конусе 7 равна среднему диаметру полости кольца на соответствующем участке, а величина среднего диаметра конуса 8 равна среднему диаметру полости кольца 40 на соответствующем конусе.

Указанная конструкция дорнового устройства обеспечивает повышение надежности его работы за счет создания

6 необходимых сил сцепления между дорном и кольцом на участке 7, что предотвращает сползание кольца с дорна в начале прокатки и стабилизирует положение кольца у дорнового замка. Это предотвращает преждевременный износ и выход из строя деталей дорнового устройства, а также способствует улучшению раскатки пильгерголовки и уменьшению вследствие этого обрези. Кроме того, укаэанная конструкция дорнового устройства предотвращает падение кольца с дорна в результате смещения кольца на головку дорна при перезарядке гильзы и транспортировки дорна с кольцом по линии охлаждения, В результате этого снижается вспомогательное время.и повышается производительность пилигримового стана, Формула изобретения

Дорновое устройство пилигримового стана, содержащее дорн, имеющий рабочую часть, головку и размещенный между ними хвостовик, состоящий из трех конических участков с различной конусностью и концевого участка с надетым на него дорновым кольцом, определяющим длину этого участка и имеющим внутреннюю поверхность, по форме и размером одинаковую с наружной поверхностью концевого участка хвостовика дорна, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышенйя надежности в работе, снижения вспомогательного времени и повышения тем самым производительности стана, внутренняя поверхность дорнового кольца и наружная поверхность концевого участка хвостовика дорна выполнены иэ двух конусов с напраьлением конусности в сторону рабочей части, с соотношением протяженности второго от головки конуса к первому 3:1-4:1 при угле наклона образующей второго конуса, равном углу самоторможения, и угла наклона образующей первого конуса, в 3-4 раза большим угла самоторможения.

1784308 (Составитель !О. Угрюмов

Техред М.Моргентал Корректор Э Лончакова

Редактор С. Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 4332 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113036, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., 4/5