Способ профилирования трубы заданной длины

Способ предназначен для повышения качества труб и повышения стойкости оборудования. Способ включает установку трубы (2) между по меньшей мере одной парой (4) валков (5), имеющих соответствующие параллельные оси вращения (6), расположенные поперек трубы (2), и радиальное перемещение с постепенным прижатием валков (5) к трубе (2). Труба (2) в то же время совершает аксиальное возвратно-поступательное перемещение. Уменьшение овальности трубы и повышение поперечной устойчивости валков за счет снижения воздействующих на них осевых усилий обеспечивается посредством того, что радиальное перемещение валков и аксиальное возвратно-поступательное перемещение трубы производят одновременно. 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу профилирования трубы заданной длины, в частности металлической трубы, полученной отрезанием трубы неопределенной длины в поперечном направлении в конце непрерывного производственного процесса.

Уровень техники

Для профилирования металлических труб заданной длины и сечения используются различные способы для преобразования первоначального сечения трубы в другое, например круглое, квадратное, прямоугольное, дольчатое, звездообразное и т.п., сечение.

Одним из самых обычных способов является пропускание трубы через множество фасонных штампов, расположенных на одной линии в заданном направлении перемещения трубы и каждый из которых включает множество валков, расположенных с образованием прохода для трубы.

Сечения последовательных проходов отличаются друг от друга и все больше и больше приближаются, в направлении перемещения трубы, к окончательному сечению трубы, так что труба, при прохождении в направлении перемещения, постепенно деформируется из первоначального в окончательное заданное сечение.

Указанный выше способ обеспечивает профили достаточно хорошего качества, однако имеет несколько недостатков, которые серьезно ухудшают продукцию.

Одним из них является неправильная деформация переднего концевого участка трубы, когда труба вставляется между валками штампов. В результате этого, концевой участок должен извлекаться в конце процесса профилирования, что тем самым влияет на дополнительные расходы, связанные с оборудованием и отходами.

Другой недостаток указанного способа заключается в том, что фасонные штампы обычно предназначены для определенного размера трубы и определенного окончательного сечения, так что для каждого определенного первоначального размера трубы и/или каждого определенного окончательного сечения все или некоторые штампы должны быть заменены, что тем самым вызывает дополнительные расходы, связанные с простоем производства и высокой стоимостью необходимого оборудования.

Для устранения последнего из указанных недостатков, который несомненно становится тем хуже, чем больше будет труба, был предложен другой способ, при котором все штампы или по меньшей мере все те, которые установлены между первоначальным черновым штампом и окончательным отделочным штампом, были заменены множеством пар противоположно расположенных валков, подвижных по отношению друг к другу и в пределах заданного интервала в радиальном направлении относительно оси трубы.

Несмотря на большую гибкость, будучи достаточно приспособляемым к размеру и форме трубы, это решение не может устранить первый из недостатков, указанных выше, относительно неправильной деформации переднего концевого участка трубы.

Решение этой проблемы предлагается в WO-A-2008/022626, в котором раскрыто пропускание трубы между парой расположенных на расстоянии друг от друга валков, которые затем сближаются на среднем участке трубы и располагаются на расстоянии друг от друга, которое меньше, чем наружный диаметр трубы, которая нагревается для обеспечения радиального проникновения валков. Затем труба совершает возвратно-поступательное перемещение между валками для получения деформации вышеуказанного среднего участка трубы. Окончательная форма трубы достигается путем поэтапного регулирования зазора между валками.

Вышеуказанное решение имеет ряд недостатков, в основном, потому, что радиальная нагрузка, прилагаемая валками на трубу, при любом поэтапном регулировании зазора является статической радиальной нагрузкой, которая вызовет овальность трубы, если труба не будет нагрета. Кроме того, осевые усилия, необходимые для начала перемещения трубы в осевом направлении, настолько велики, что поперечная устойчивость валков всегда подвергается опасности.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание способа профилирования трубы заданной длины, который является недорогим и простым для осуществления и, в то же время, обеспечивает устранение вышеуказанных недостатков.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается способ профилирования трубы заданной длины, как заявлено в прилагаемой формуле изобретения.

Краткое описание чертежей

Множество неограничивающих вариантов осуществления настоящего изобретения будут описаны в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 представляет собой схематичный вид в перспективе осуществления предпочтительного варианта устройства для профилирования трубы заданной длины и осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 2-6 представляют собой схематичные виды в перспективе осуществления соответствующих вариантов устройства согласно фиг. 1.

Фиг. 7 представляет собой увеличенный поперечный разрез устройства согласно фиг. 6.

Фиг. 8 и 9 аналогичны фиг. 7 и представляют собой поперечные сечения соответствующих вариантов согласно фиг. 1.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения

Позицией 1 на фиг. 1 обозначено в целом устройство для профилирования трубы 2 заданной длины L.

В качестве примера, труба 2 на фиг. 1 имеет первоначально круглое поперечное сечение, коаксиальное продольной оси 3 и подлежащее преобразованию в, по существу, квадратное поперечное сечение.

Устройство 1 имеет множество пар 4 противоположных валков 5, разнесенных вдоль оси 3, и на участке трубы 2 на длине короче длины L.

Валки 5 в каждой паре 4 идентичны, расположены на противоположных сторонах оси 3, вращаются вокруг соответствующей параллели, лежащие в одной плоскости оси 6 расположены в поперечном направлении к оси 3, каждый валок имеет цилиндрическую рабочую поверхность и длину, по меньшей мере, равную стороне заданного окончательного поперечного сечения.

Пары 4 валков 5 расположены в чередующемся порядке под углом смещения 90º относительно оси 3. Другими словами, рабочие поверхности валков 5 в каждой паре 4 обращены в сторону соответствующих участков трубы 2 под углом 90º к участкам, обращенным к рабочим поверхностям каждой из соседних пар 4.

Валки 5 в каждой паре 4 установлены с возможностью регулирования на соответствующих опорах (не показаны) и выполнены с возможностью постепенного перемещения относительно друг друга и радиально относительно оси 3, между открытым положением, в котором соответствующие рабочие поверхности разнесены расстоянием d, измеренным по расстоянию между центрами, равному или большему первоначального диаметра трубы 2, и закрытым положением, в котором расстояние d между соответствующими рабочими поверхностями валков 5 равно длине стороны заданного квадратного поперечного сечения.

Валки 5 перемещаются в радиальном направлении с помощью исполнительных устройств (не показаны), которыми управляет центральный электронный блок управления (не показан) и которые могут быть представлены, например, известными подъемными приспособлениями, известными гидравлическими цилиндрами или другими аналогичными системами силовых приводов известных конструкций и принципов действия и поэтому не описываются подробно.

Валки 5 в парах 4 приводятся в действие реверсивными электрическими или гидравлическими двигателями (не показаны) для вращения их в обоих направлениях вокруг соответствующей оси 6. В другом варианте некоторые валки 5 приводятся в перемещение, а другие находятся в нерабочем состоянии.

При практическом использовании, в начале процесса профилирования валки 5 в каждой паре 4 установлены в открытом положении для образования сквозного канала, который шире, чем первоначальное круглое поперечное сечение трубы 2.

Труба 2 затем устанавливается между валками 5, при этом ось 3 трубы располагается, по существу, поперек оси 6, а цилиндрическая боковая стенка 8 трубы является, по существу, равноудаленной от рабочих поверхностей валков 5.

После установки трубы 2 валки 5 в каждой паре 4 перемещаются в радиальном направлении по отношению к оси 3, вплотную к трубе 2, и вращаются в противоположных направлениях вокруг соответствующих осей 6.

При достижении боковой стенки 8 валки 5 начинают сжимать и деформировать боковую стенку 8, и, в то же время, давить на трубу 2 аксиально в том же направлении, что и направление вращения валков 5 в точке касания с ней. Когда задний конец трубы 2, в направлении перемещения трубы 2, доходит до последней пары 4, вращение валков 5 меняется на обратное, и труба 2 двигается аксиально в противоположном направлении.

По мере того как труба 2 двигается вперед и назад, как описано выше, валки 5 во всех парах 4 постепенно сжимают одновременно боковую стенку 8, так что совместное действие давления валков 5 и аксиального движения трубы создает постепенную и равномерную деформацию боковой стенки 8.

Профилирование заканчивается, когда валки 5 достигают закрытого положения, в котором поперечное сечение прохода, образованного парами 4, в целом соответствует заданному окончательному поперечному сечению трубы 2, и вся труба 2 имеет равномерную деформацию.

После этого трубу 2 можно освободить от валков 5, которые затем повторно устанавливают в открытое положение для приема следующей трубы 2. С другой стороны, валки 5 можно повторно установить в открытое положение до извлечения трубы 2, в этом случае вручную.

В связи с вышеизложенным следует отметить, что исходное положение трубы 2 ни в коей мере не является обязательным, и центральный участок трубы 2 необязательно должен располагаться в пределах пар 4, как описано в примере. Например, если труба 2 первоначально располагается так, что ее концевой участок находится напротив пар 4, то необходимо просто изменить первое аксиальное перемещение трубы 2 с тем, чтобы деформация валками 5 была «распределена» по всей длине трубы 2.

В этой связи следует отметить, что, вопреки обычным способам профилирования, описанный способ также имеет преимущество, заключающееся в обеспечении профилирования участка трубы 2 любой длины, равной или меньшей длины L, или двух или более отдельных участков трубы 2 путем программирования центрального блока управления (не показан) на соответствующее управление вращением валков 5 и радиальным перемещением открытия и закрытия пар 4. В этом случае, валки 5 необходимо вернуть в открытое положение до того, как труба 2 будет извлечена из валков 5 в конце процесса профилирования.

Следует отметить, что вышеуказанный способ относительно устройства 1 на фиг. 1 применяется независимо от количества и расположения валков 5.

Например, в варианте на фиг. 2 устройство 1 включает, в дополнение к парам 4, показанным на фиг. 1, два фасонных штампа 7, расположенных на соответствующих концах пар 4 и каждый из которых включает четыре идентичных копланарных валка 5, расположенных в виде двух противоположных пар и образующих проход А, коаксиальный оси 3.

В вариантах на фиг. 3 и 4 устройство 1 включает множество штампов 7, выровненных вдоль оси 3, и один штамп 7 соответственно.

В целях максимальной универсальности устройства 1 в качестве штампов 7 предпочтительно использовать «универсальные» штампы, а именно такие, в которых валки 5 могут принимать различные закрытые положения, каждое из которых соответствует определенному размеру заданного окончательного поперечного сечения. Подобно парам 4 валки 5 каждого штампа 7 установлены на опоры (не показаны) и радиально отрегулированы относительно оси 3.

В варианте на фиг. 5 устройство 1 включает одну пару 4 валков 5. Такое решение имеет большое преимущество, являясь простым, компактным и дешевым, однако обработка всей наружной поверхности трубы 2 требует профилирования по этапам и вращения трубы 2 вокруг оси 3 между одним и другим этапами для выборочного расположения соседних участков боковой стенки 8 напротив рабочих поверхностей валков 5.

Следует также отметить, что описанный способ относительно устройства 1 применяется также независимо от формы валков 5 и/или штампов 7, то есть независимо от формы необходимого окончательного поперечного сечения.

Например, как видно из фиг. 7 и 9, окончательные дольчатые поперечные сечения разного типа могут быть получены путем использования валков 5 соответствующей формы, расположенных с соответствующим смещением относительно оси 3.

В заключение, на фиг. 6 показан вариант описанного выше способа, с помощью которого получается труба 2 с винтовым дольчатым поперечным сечением, которое невозможно получить, используя традиционные способы.

В этом случае, валки 5 имеют соответствующие наклонные оси 6 относительно оси 3 трубы 2, так что труба 2 вращается в одну и другую сторону одновременно и в то же время с ее осевым возвратно-поступательным перемещением.

В этой связи следует отметить, что в другом варианте все валки 5 могут быть неприводными, и труба 2 может перемещаться в аксиальном направлении и вращаться в одну и другую сторону с помощью одного или более исполнительных устройств (не показаны), управляемых центральным электронным блоком управления (не показан).

1. Способ профилирования трубы (2), имеющей заданную длину (L), продольную ось (3) и боковую стенку (8), по существу коаксиальную продольной оси (3), включающий расположение по меньшей мере одной пары (4) противоположных валков (5), имеющих соответствующие оси вращения (6), с образованием прохода (А) для свободного приема трубы (2), введение трубы (2) в проход (А) с расположением ее продольной оси (3) поперек осей вращения (6), перемещение валков (5) радиально относительно продольной оси (3) до контакта с боковой стенкой (8) трубы, затем постепенное прижатие валков (5) к боковой стенке (8) трубы и аксиальное возвратно-поступательное перемещение трубы (2), отличающийся тем, что радиальное перемещение упомянутых валков (5) и аксиальное возвратно-поступательное перемещение трубы (2) осуществляют одновременно.

2. Способ по п.1, который включает дополнительный этап вращения трубы (2) в одну и другую сторону вокруг ее продольной оси (3), при этом вращательное и аксиальное перемещения осуществляют совместно для получения винтового движения.

3. Способ по п.2, в котором вращательное перемещение трубы производят одновременно и во время ее аксиального возвратно-поступательного перемещения.

4. Способ по любому из пп.1-3, в котором множество пар (4) валков (5) располагают со смещением относительно друг друга на заданный угол по продольной оси (3) трубы (2), при этом радиальное перемещение сообщают валкам (5) во всех парах (4).

5. Способ по п.4, в котором по меньшей мере две пары (4) валков (5) устанавливают с образованием фасонного штампа (7).

6. Способ по п.1, в котором валки (5) являются приводными, при этом трубу (2) перемещают аксиально посредством валков (5) и осуществляют аксиальное возвратно-поступательное перемещение посредством реверсирования вращения валков (5).

7. Способ по п.1, который включает дополнительный этап отвода валков (5) радиально от трубы (2) для изменения прохода (А) и по меньшей мере частичного извлечения профилированной трубы (2) из прохода (А).

8. Способ по п.1, в котором аксиальное возвратно-поступательное перемещение короче по длине, чем длина (L) трубы (2) и охватывает заданный участок трубы (2).

9. Способ по п.8, в котором заданный участок является центральным участком.

10. Способ по п.8 или 9, в котором заданный участок содержит по меньшей мере два отдельных последовательных подучастка.

11. Способ по п.1, в котором радиальное перемещение валков (5) и аксиальное перемещение трубы (2) контролируют с помощью электроники.