Способ обнаружения налипания металла на прокатный инструмент при прокатке труб

Своз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 211278 (21) 2699105/22-02 (5 ) М Кф с присоединением заявки М В 21 В 37/00 Государствеииый комитет СССР яо демам изобретеиий и открытий(088.8) Дата опубликования описания 30,1080(54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ НЗЛИПАНИЯ МЕТАЛЛА НА ПРОКАТНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ПРИ ПРОКАТКЕ ТРУБИзобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при холодной (теплой) прокатке труб.Наиболее близким к описываемому 5 способу по технической сущности и достигаемому результату является способ обнаружения налипания металла в калибрах валков чистовой клети при прокатке,заключакщийся в измерении 30 амплитудно-частотных характеристик процесса и сравнении их с эталонными 11 .Для этого в процессе прокатки контролируют колебания прокатываемого металла в вертикальной плоскости на выходе из чистовой клети. Из спектра частот выделяют составляющую колебаний с частотой вращения прокатных валков и о налипании судят по трех- четырехкратному увеличению амплитуды 2 О .выделенной составляющей колебаний.Этим способом можно определить налипание металла только в том случае, если прокатываемое изделие на выходе иэ клети имеет степень свободы в 25 вертикальной плоскости, а сам процесс прокатки носит непрерывный характер. При холодной (теплой) прокатке труб, которая носит периодический характер, прокатываемая труба не имеет 2степени свободы в вертикальной плоскости, так как зажата калибрами валков и передним патроном. В связи с этим, данным способом невозможно определить налипание металла на прокатный инструмент при холодной (теплой) прокатке труб.При прокатке труб иэ малолегированных и нержавеющих сталей возникают такие виды брака, как задиры на поверхности труб, образукщиеся в результате налипания частиц металла на поверхность прокатного инструмента, обусловленные различными причинами. Предпосылкой налипания металла на инструмент служит явление полусухого или сухого трения между пластически деформируеьым металлом трубы и поверхностью оправки (валков)т вдоль которой происходит продольйое истечение металла трубы.При этом значение сил трения колеблется от величины, соответствукщей нормальным условиям прокатки, до величины, превыцакхцей силы.молекулярного сцепления между поверхностными слоями металла трубы. За один рабочий ход клети (прямой или обратный) происходит многократноеизменение (от минимальных до максимальных) значений сил трения и соответственно значений осевых усилий прокатки.Известно, что увеличение, в результате налипания, сил трения, действующих на прокатываемый металл со стороны оправки и калибров валков, в значительной степени препятствует продольному течению деформируемого металла, в большей мере - со стороны оправки. При налипании оправка со стержнем, прокатываемый металл, патрон подачи начинают колебаться в продольном направлении с частотой колебания осевых усилий, Как показали наблюдения, за один рабочий ход клети происходит более двух колебаний осевых усилий прокатки, т.е. при возникновении налипания частота колебаний осевых уси" лий в два и более раза превышает частоту рабочего хода клети.Целью изобретения является обеспечение надежного определения момента налипания металла на прокатный инструмент для устранения брака производства по качеству поверхности труб.Для достижения указанной цели в способе обнаружения налипания металла, включающем замер частотных характеристик процесса прокатки и сравнение их с эталонными, в качестве параметра, характеризующего процесс, используют колебания осевых усилий прокатки и о наличии налипания судят по возникновению повторяющихся при каждом рабочем ходе (прямом, обратном) клети колебаний осевых усилий прокатки с периодом колебаний, меньшим периода одного рабочего хода клети (прямого, обратного) в два и более раэ. На Фиг. 1 приведена блок-схема устройства, с помощью которого может быть реализован способ обнаружения налипания металла на прокатный инструмент при холодной (теплой) прокатке труб; на Фиг.2 - осциллограмма изменения осевых усилий прокатки и осевых перемещений стержня оправ ки за каждый рабочий ход клети (прямой и обратный); на Фиг. 3 - циклограмма работы схемы, изображенной на Фиг.1. Блок-схема устройства, реализующего описываемый способ, содержит датчики 1 крайних положений клети (А - крайнее заднее, Б - крайнее переднее), датчик 2 осевого перемещения стержня оправки, преобразователь 3 выходного сигнала датчика 2, представляющий собой Формирователь импульсов типа триггера Шмидта, блок 4 логики, выполняющий счетные и логические операции, собранный на базе элементов "Логика Тф, систему 5 управления главным. приводом стана ХПТ, патрон б стержня оправки, стер" жень 7 оправки, табло 8, сигнализирующее вальцовщику о наличии налипа 1ния.Выходы датчиков 1 подключены напервый вход блока 4, На другой входэтого блока подключен выход преобразователя 3, вход которого соединенс выходом датчика 2 осевого перемещения стержня 7 оправки. Выход блока4 логики подключен на вход системы5 управления и на табло 8.Способ осуществляется следующимобразом.В процессе деформации под воздействием изменяющихся осевых усилийпрокаткистержень 7 оправки совершает .продольные перемещения относительно неподвижного патрона 6(Фиг 1), Частоту. этих перемещенийконтролируют путем измерения зазораЬ между торцом стержня и датчиком2. На выход этого датчика поступает 26 сигнал, характеризующий изменениеосевых перемещений стержня. При нормальном процессе прокатки изменение осевых усилий Я и соответственно продольных перемещений стержняоправки Ь 8 за один ход клети носит достаточно плавный характер(Фиг.2 - сплошная линия) - возрастает с нуля в начале хода клетидо максимума и убывает до нуля кконцу хода клети, т.е. происходитодно колебание. При налипании металла характер изменения Ю и Ь 8 резкоменяется (фиг.2 - пунктирная линия)Происходит несколько колебаний в течение времени одного ходаклети, Выходной сигнал датчика 2подают на вход преобразователя 3(Фиг.1), Преобразованный сигнал Озв виде импульсов, следующих с частотой колебаний стержня оправки, пос тупает на второй вход блока 4 логики. Одновременно с измерением продольных колебаний стержня оправкиФиксируют датчиками 1 крайние положения (А и Б) клети. С выхода датчиков 1 сигнал О в виде импульсов,следующих с частотой прохожденияклетью ее крайних положений, подаютна первый вход блока 4 логики. Вблоке 4 производят сравнение частотыосевых колебаний стержня оправки счастотой рабочего хода клети, Этосравнение осуществляют путем просчета количества импульсов О за период.времени между двумя последовательными импульсами О крайних положенийклети. При наличии налипания за время одного хода клети на второй входблока 4 поступает не менее трех импульсов О. Период следования этихимпульсов Тб(фиг.3) в несколько раз 40 меньше периода Т одного хода клети.Логика блока 4 предусматривает выдачу сигнала О о наличии налипания. только в том случае, если вслед запоступлением нескольких импульсовОз при одном (например, прямом)ходе клети на вход блока поступит не менее трех импульсов О при последующем (обратном) ходе клети. Такое решение исключает вероятность ложного срабатывания.Таким образом, сигнал о наличии налипания поступит на табло 8 и в систему 5 управления главным приводом для его отключения только в случае возникновения колебаний осевых усилий прокатки с периодом колебаний, меньшим периода одного хода клети в два и более раз, что обеспечивает надежное определение момента налипания металла на прокатный инструмент при холодной (теплой) прокатке труб. Это достигается тем, что в 15 процессе деформации фиксируют характерное для момента налипания изменение осевых усилий прокатки за каждый рабочий ход клети.Надежное определение момента на- Щ липания позволяет в свою очередь устранить брак производства по качеству внутренней поверхности труб. Формула изобретенияСпособ обнаружения налипания металла на прокатный инструмент при прокатке труб, включакщий замер частотных характеристик процесса и сравнение их с эталонными, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения надежного определения момента налипания для устранения брака производства, замеряют колебания осевых усилий прокатки и период рабочего хода клети, и о наличии налипания определяют по возникновению повторяющихся при каждом рабочем ходе клети колебаний осевых усилий прокатки, период которых меньше периода одного рабочег( хода клети по крайней мере в два раза.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 519239, кл. В 21 В 37/00, 1976.774642 иков Корректор:Г, Назар ор Т. оставит елвхред М.Еу ипе 594/8 . Радам4 вЗаказ тираж 986 ЦНИИПИ Государстнвнного коми по делам изобретений и от 3035, Москиа, Ж, Рауыакая