Способ изготовления сварных труб и агрегат для его осуществления

(5)5 В 21 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СТВУ СКОМУ СВИДЕ К А(54) СПОСОБ ТРУБ И АГРЕ НИЯ (57) Изобрете таллов давле но при произ диаметров н росварочных ЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ Т ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕбработке меь использоваых и средних трубоэлектзобретения -ние относится.к о нием и может быт водстве труб мал а непрерывных агрегатах. Цель и(56) Авторское свидетельство СССРМ 1433521, кл. В 21 С 37/08. 1986. Изобретение относится к обработке материалов давлением и может быть использовано при производстве труб малых и средних диаметров на непрерывных трубозлектросварочных агрегатах,Цель изобретения -увеличение производительности и повышение качества путем расширения диапазона регулирования тянущих усилий.На фиг.1 показана схема агрегата для изготовления сварных труб; на фиг,2 - схема сил в клети тянущего устройства (ТУ).Агрегат состоит из. раэматывателя 1, стыкосварочной установки 2, в которой отдельные рулоны стыкуются в непрерывную полосу 3, накопителя 4 полосы, гибочно-наувеличение производительности и повышение качества путем расширения диапазона регулирования тянущих усилий. Тянущее усилие обеспечивается за счет прижима полосы к гибочным валкам с регулируемым расчетным усилием. Агрегат для изготовления сварных труб, содержащий установку для стыковки рулонов в непрерывную полосу 3, гибочно-натяжное устройство 5 с гибочными роликами, тянущие клети 6 с приводными цилиндрическими валками, снабженные каждая прижимным 7 и двумя тянущими 8 валками (В), Диаметры прижимного В 7 и соседнего тянущего В 8 равны. В тянущего устройства вы пол нен ы диаметром, составляющим 5 - 10 диаметров гибочных роликов гибочно-натяжного устройства, Это позволяет обеспечить тянущие усилия, необходимые для ликвидации серповидности и уменьшения продольной разнотолщинности полосы. 2 с.и. 1 з,п.ф-лы, 2 ил. тяжного устройства (ГНУ) 5, тянущего устройства (ТУ) 6 с прижимными 7 и тянущими (гибочными) 8 цилиндрическими валками, формовочных клетей 9. сварочного узла 10 и калибровочных клетей 11,Гибочные 8 и прижимные 7 валки ТУ собраны в клети, содержащие один прижимной и два гибочных валка, установленных в одной вертикальной плоскости с размещением прижимного валка над гибочными. Прижимной валок и соседний гибочный выполнены с равными диаметрами для исключения проскальзывания Дп=Д 1,Соотношение диаметра ТУ Д),2 и диаметра роликов б ГНУ равно 5 - 10. Это соотношение обусловливается тем, что де 1648585формация изгиба полосы на гибочных роликах ГНУ должна быть достаточной для обеспечения вытяжки в ГНУ до 10 ф, Однако достижение такой вытяжки в ГНУ, обусловленной знакопеременным изгибом полосы в вертикальной плоскости, вызывает возникновение в полосе остаточных.напряжений и деформаций поперечного ее изгиба,Для исправления этого поперечного изгиба в валках тянущего устройства создают дополнитЕльную вытяжку полосы. Для обеспечения исправления полосы в поперечном направлении достаточно на валках 8 создавать деформацию изгиба в продольном направлении, равную 1 - 1,5. Эта деформация достигается при 0,2/6=5 - 10. Большие величины относятся к трубам больших размеров по диаметру и толщине стенки (предлагаемый способ и агрегат предназначены для производства-труб малых и средних диаметров). Дальнейшее увеличение деформации изгиба, т. е. уменьшение отношения 0,2/6, может привести к разрушению поперечного сварного шва в тянущем устройстве даже при разведении роликов ГНУ.Уменьшение деформации изгиба в валках 8, т, е. увеличение О 1,2/610, отрицательно сказывается на исправлении поперечного изгиба полосы, образующегося после деформации в ГНУ с большой вытяжкой, а также нецелесообразно по конструктивным соображениям (габариты, трудности изготовления узлов и станины тянущего устройства).Способ осуществляют следующим образом.Свернутые в рулон полосы разматыва. ют, сваривают встык на стыкосварочной установке в непрерывную полосу, которую направляют в ГНУ 5, В ГНУ 5.полосу подвергают знакопеременному пластиЧескому изгибу в вертикальной плоскости, Через ГНУ 5 полосу протягивают ТУ б.ТУ б развивает тянущее усилие за счет Эйлеровой силы трения при охвате полосой приводных валков, за счет сжатия полосы между валками, за счет переднего натяжения Т 1, развиваемого формовочным станом.Результирующее тянущее усилие, включающее три указанные составляющие, обеспечивает необходимую деформацию полосы при протягивании ее через гибочно-натяжное устройство,Для реализации требуемой величины деформации в ГНУ 5 тянущее устройство должно развить тянущее усилие Т, определяемое по зависимостигде Ь, Ь, В и гп - размеры (ширина итолщина) и константы механических свойств полосы;В и и - радиус и число роликов гибочно 110 натяжного устройства.В качестве активного воздействия навеличину Тт в данном способе применяют усилие сжатия Р полосы между валками тянущего устройства, которое определяют по 15 зависимости гх Р=(Т - Те)ХХ гп;(2) 20 21 ес =где а; - угол. охвата полосой валка 1-го25Л - коэффициент трения между полосойи валками7 п - число валков ТУ с охватом их полосой,При этом натяжение полосы перед формовкой Т 1 устанавливают постоянным, а повеличине расположенным в диапазоне0ТТ Иэ тянущего устройства полоса поступает в формовочное устройство, гдеосуществляется ее гибка, а затем в сварочный и калибровочные узлы,П р и м е р. Из полосы размером 685 хб ммполучают трубы размером 219 х 5,6 мм. Константы механических свойств полосы40 а=0,07; В=45 кг/мм,2Рулоны штрипса поступают в разматыватель 1, затем на стыкосварочной машине2 отдельные рулоны стыкуются в непрерывную полосу 3, которая после накопителя 4поступает в гибочно-натяжное устройство 5,Устройство содержит девять роликов, три иэкоторых диаметром 80 мм, остальные шесть 270 мм. Через гибочно-натяжное устройствополоса протягивается тянущим устройствомб, содержащим два трехвалковых блока,каждый иэ которых содержит один прижимной. 7 и два тянущих валка, Диаметр прижимного и среднего тянущегО валков равен500 мм, а тянущего валка, охватываемогополосой, 497,6 мм.Отношение диаметров валков тянущегоустройства и роликов гибочно-натяжного устройстваО = 500 - 6,25,1648585 15 20 25 30 35 40 50 деформация изгиба на валках тянущего устройства г= 6/500 100= 1,2 %. Этой деформации достаточно для исправленияпоперечного изгиба полосы, возникающегопосле ее деформации в ГНУ, и достижениядополнительной вытяжки полосы в ГНУ,около 1%,Например, тянущее усилие формовочного устройства Т 1=.5000 кг. Углы охвата тянущих валков тянущего устройстваа 1 =аз =а 4 =л, а 2 =0 1,5 л. Коэффи-циент трения между валками и полосой1=0,1. По формулам (1) и (2) определяем Тт=.=- 44980 кг и Р= 11438 кг. При этом коэффициент пластического натяжения составляето= 0,36 (гг 9= 30 кг/мм ), Вытяжка полосы вГНУ составляет 7,5%.Допустимое усилие сжатия полосы Рд,определяемое иэ условия пластической деформации (прокатки), равноР д = 0,577 09 Ь Л Ь - Х12 1 - /Ли/ВХ 1+ 7 / +1 Л 6/Ь 39960 кгСледовательно,РРд.Устанавливаем усилие сжатия полосы,равное Р=11,5 т, Это усилие сжатия обеспечивает тянущее усилие около 45 т.Пусть при отсутствии натяжения полосы перед формовочным устройством (Т 1 О)необходимое усилие сжатия для обеспечения того же тянущего усилия составляетР= 21065, что также значительно меньшемаксимально допустимой величиныР=21,0 б 5 т Рд=39,96 т.Максимальное тянущее усилие, соответствующее усилию сжатия, равному Рд=39,9 бт, составляет при Т 1=0 Тт=85,3 т,при Т 1=5 ТтС=195,9 т.Из тянущего устройства б полоса поступает в линию формовочного устройства 9,где производится ее формовка в трубнуюзаготовку, а затем в сварочном узле 10 осу-.ществляется обжатие и сварка кромок трубной заготовки, которая калибруется вкалибровочных клетях 11 в трубу 12,Величина вытяжки полосы, получаемойв ГНУ (7,5%), позволяет исправлять как серповидность, так и продольную раэнотолщинность полосы.Пусть тянущее усилие, необходимоедля протягивания полосы размером 685 х 4 мм(при труб размером 219 х 4 мм) через ГНУ,определенное по формуле 1); составляетТт=19433 кг, (у= 0,24 Ж Вытяжка полосы, достигаемая в ГНУ, составляет 5%, Усилиесжатия, необходимое для реализации этоготянущего усилия, определенное по формуле .(2), составляет при Т 1=4000 кг Р= 1400 кг,6приТ 1= 5000 кг, Р=. О, при Т 1=0 Р=9101 кг Рд 32423 кгВ приведенном примере показаны воэможности предлагаемого способа по регулированию тянущего усилия в широком диапазоне. Так при Т 1=0 только эа счет изменения усилия сжатия полосы в диапазоне 9 - 40,0) т тянущее усилие для полос разных размеров изменяется в диапазоне 19,4 -10 106)т,т.е, болеечемв 5 раз, Приэтомусилие сжатия значительно меньше допустимого Рд, следовательно, сжатие осуществляется в зоне упругой деформации,Натяжение полосы перед формовочным устройством постоянно или отсутствует.Максимальное тянущее усилие при Р=-Рд составляет при Т 1=,0 . Т"=69,2 т, при Т 1=5 Т =89,8 т,Предлагаемый способ позволяет повысить тянущие способности тянущего устройства, обеспечить тянущее усилие, необходимое для ликвидации в ГНУ серповидности и уменьшения продольной разнотолщинности полосы, расширить диапазон регулирования тянущим усилием размеров и механических свойств полосы, обеспечить стабилизацию натяжения (или его отсутствие) полосы перед формовкой, в результате этого - повысить производительность агрегата и качество. труб, снизить расход металла на их изготовление.Способ и агрегат для его осуществления могут быть реализованы при производстве труб малых и средних диаметров непрерывным методом. Формула изобретения 1, Способ изготовления сварных труб, включающий сварку рулонов в непрерывную полосу, ее натяжение перед формовкой путем изгиба в вертикальной плоскости в валках гибочно-натяжного устройства и протягивания через него полосы тянущим устройством с 5-образным охватом гибоч 45 ных валков полосой, формовку полосы в трубную заготовку, сварку кромок и калибровкутрубы, отл и чающий с я тем, что,ар=(т, - т 1 е1 )Х с целью увеличения производительности и повышения качества путем расширения диапазона регулирования тянущих усилий, регулирование тянущих усилий осуществляют путем прижима полосы к гибочным валкам тянущего устройства, используя для определений усилия прижима Р следующую зависимость:.б 7 г,1.Составитель Л,ТкаченкоТехред М.Моргентал Корректор А.Осауленко Горная Редакто Тираж 413 ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытия113035, Москва, Ж. Раушская наб 4/5 аз 148 В.НИИ КНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент ород. ул,Гагарина, 10)1 =5где Тт - тянущее усилие, необходимоедля протягивания полосы через гибочно-натяжное устройство,ВЬй(2 й)(1+гп)(2+в)Х 2(п - 1)(1 - т)+2 щ - т,Т - усилие натяжения, перед формовкой 0 Т 15Ь, Ь, В и и - ширина, толщина и константы механических свойств полосы;а - угол охвата полосой 1-го валка тянущего устройства;1 - коэффициент трения между полосой 20и валками;й и и - радиус и число роликов гибоч 1но-натяжного. устройства; п - число валков тянущего устройства с Охватом их полосой,2, Агрегат для изготовления труб, содержащий последовательно установленные установку для стыковки рулонов в непрерывную полосу, гибочно-натяжное устройство, содержащее гибочные ролики, тянущее и формовочное устройства, а также сварочный и калибровочный узлы, о т л и ч а ющ и й с я тем, что тянущее устройство снабжено прижимными валками, гибочные и прижимные валки тянущего устройства собраны в клети, содержащие один прижимной и два гибочных валка, установленные в одной вертикальной плоскости с размещением прижимного валка над гибочным, при этом прижимной валок и соседний гибочный валок выполнены с равными диаметрами,3. Агрегат по п,2, о т л и ч а ю щ. и й с я тем, что валки тянущего устройства выполнены с диаметром, составляющим 5 - 10 диаметров гибочных роликов гибочно-натяжного устройства.