Каретка трубоволочильного стана

О П И С А Н И Е и)882678ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихреспублик(23)Приоритет ССЕР ао делаи изобретений и стирытий(71) Заявитель Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М, Кирова(54) КАРЕТКА ТРУБОВОЛОЧИЛЬНОГО СТАНА Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано в волочильном производстве,Известны каретки линейных трубоволочильных станов периодического действия,5 состоящие из корпуса и клиновых плашек, Поверхности плашек, взаимодействующие с иэделием, имеют насечку 11Недостатком станов такого типа является значительная доля времени вспомото гательных операций в цикле волочения каждой единицы изделия.Значительное увеличение производительности и сокращение времени вспомогательных операций достигается на непрерывных трубоволочильных станках.Известна каретка трубоволочильного стана, содержащая корпус, в котором установлены две клиновые плашки, имеющие плоские грани для захвата изделия, параллельные оси волочения. Грани каждой плашки наклонены друг к другу под углом 2/3 . Дефекты на поверхности иэделия в зоне взаимодействия его с плашками недопустимы, Эквивалентные напряжения в наиболее нагруженных точках поперечного сечения трубы складываются иэ растягиваютпих главных напряжений от осевой силы и сжимающих главных напряжений от изгибающего момента, действующего в поперечном сечении трубы. Доля напряжения волочения в эквивалентном напряжении, в случае, когда плоские грани плашек, взаимодействукнцие с изделием, параллельны оси волочения, является функцией угла между гранями плашки и прио оптимальных значениях углов =28 иоРа =62 не превышает 30%, а при /3 =45 меньше 20% 21 Однако при назначении коэффициентов запаса прочности при волочении, близких к их минимальным допускаемым значениям, штина контактной эоны между иэделием и плашкой, обеспечивающая получение изделия высокого качества, резко возрастает, что приводит к увеличению габаритов ка8826Цель изобретения - уменьшение габаритов каретки и повышение производительности трубоволочильного стана эа счетувеличения доли напряжения волочения вэквивалентном напряжении в наиболееопасных точках поперечного сечения трубы,Указанная цель достигается тем, чтов каретке трубоволочильного стана, содержашего корпус, в котором установленыдве клиновые плашки, имеющие плоскиеграни для захвата иэделия, плоские граниплашек наклонены к оси волочения подуглом сл., определяемым по формуле,Ят-)115где 8 - предел текучести материала трубы;Е - модуль упругости материапа трубы;20К - коэффициент трения между изделием и плашками;коэффициент запаса прочностИ материалатрубы при волочении.Использование такого профиля гранейплашек, взаимодействующих с изделием,позволяет обеспечить одинаковые эквивалентные напряжения в наиболее опасныхточках поперечного сечения трубы по всейдлине контактноР зоны между трубой и 30плашкой. Это дает воэможность значительно увеличить долю напряжения волоченияв эквивалентном напряжении (до 70% иболее), позволяет назначить любые технологические обоснованные коэффициенты запаса прочности при волочении, практическине учитывая влияния напряжений изгибапоперечного сечения трубы на величинуэквивалентных напряжений.Выражение для эквивалентного напражения в наиболее опасных точках поперечного сечения трубы имеет видЯ Р й2 Р) кб Р Ч е Ф Гий 7: Я,ь: - ,: ---- 1) 4- соответственно, осевая силав изделии и сила контактногодавления между трубой иплашкой в сечении трубы нарасстоянии Х от ее ненагруженного осевой силой конца;- средний радиус и толщинастенки трубы;Ф - площадь поперечного сечениятрубы и момент сопротивления сечения изгибу; М- изгибающий момент в попеечном сечении трубы.78 4Осевая сила в произвольном сечениитрубы с координатоР х складывается изсуммы сил трения, действующих на трубуна участке от 0 до х, и определяетсяпо формуле. Р= 611 сх Ь) Принимая, чтоэ,к, в любом поперечном сечении трубы равно пределу текучести материала трубы, из (1) и (2) получают выражение дляГР ечЗК (Ц-ГКИ 2)(, - длина плашек, Величину упругого перемещения точки профиля поперечного сечения трубы под действием силы , находят на основании теоремы Кастильяно3" Г1,где 2 Я, (1-М) КК Рг.з гг полная потенциальная энергия деформациикольца единичной силы, выделенного изтрубы (2);й - коэффициент Пуассона;К =0,25(ЯП 19-Хъсоь 11 Ъ+ ТС 05 5),Зависящая от Х переменная часть этогоперемещения равна Г ИГ(ь)кР( чаиТ 3 Ц (-Г 51 и Г/3 1 в днаГИ(1- х) ЗР(-2 нциальную функцию тРа складывают э спо степенной ряд. Учи пазоны изменения под знаком экспон (О,;05( - ( 35), удер два первых члена,тывая возможные параметров сто енты (0,1(Оф; 0,01 живают в разложен тогда ящих.- ( Я и г3 Ьпи(А 4) И 838 (1 - / )К Гй бра огрешность, связанная стальных членов ряда,Величина А являетс угла Р и имеет диапазо (А 0,18, Для расчет езначение АРф 0,1. ием 5% лько 0,06 сред не превышаетя функцией тн измененияа принимают5 98Поскольку плашка значительно жестче изделия, то при захвате трубы она, практически, не деформируется и, выполняя профиль плоской грани плашки, взаимодействующей с изделием по закону (4), получают такие условия деформации трубы, при которых эквивалентные напряжения в наиболее нагруженных точках ее поперечного сечения будут постоянны по всей длине контактной зоны, Зависимость (4) является линейноЯ Функцией координаты контактной зоны, поэтому предлагаемый профиль грани плашки удобнее задать углом наклона этой грани к оси волочения Х с учетом того, что о величина малая и 1 1 = Х из (4) получим Каретка трубоволочильного стана, со держащая корпус, в котором установленыдве клиновые плашки, имеющие плоскиеграни для захвата изделия, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что, с целью уменьшениягабаритов каретки и повышения произво дительности стана за счет увеличения доли напряжения волочения в эквивалентномнапряжении в наиболее опасных точкахпоперечного сечения трубы, плоские граниплашек наклонены к оси волочения подуглом аС, определяемым по формулеф 4 т Ь )25 где 7.- предел текучести материала трубы;Е - модуль упругости материала тру30.бы;К - коэфФициент запаса прочностиматериала трубы при волочении;у - коэффициент трения между изделием и плашками.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Перциков 3. И, и др. Современныестаны для волочения труб прутков в СССРи эа рубежом. М., НИИИНФОРМТЯЖМАШ,1974, с. 45.2. Соколовский В, И, и др. Определение длины трубных захватов непрерывноготрубоволочильного стана, - фИэв. ВУЗов,Машиностроение", 1978, Мь 7, с. 142146 формулу для определения минимальной, допускаемой длины плашек, при которой исключаются дефекты на поверхности трубы в зоне захвата, получают иэ (2) и (3)1 = 1,Г - (11 - Т 5 ч ГР ) и - =КТ-1На фиг. 1 изображена каретка, вид сбоку; на Фиг, 2 - разрез А-А на Фиг. 1.Каретка состоит из корпуса 1 и двух клиновых плашек 2, имеющих плоские грани 3 для захвата трубы, Грани плашек, взаимодействующие с изделием, расположены под углом СС,к оси волочения.При работе стана каретке сообщают движение в направлении волочения. В зоне захвата изделия плашки 2 при помощи механизма захвата изделия одного иэ известных типов перемещаются по клиновым направляющим корпуса 1 каретки до соприкосновения плоских граней Э плашек с иэделием 4. Сила трения между обраба- тываемоЯ трубой 4 и плашками 2 при дальнейшем движении каретки затягивает плашки 2 в клиновые направляющие кор 2678опуса каретки 1, Это приводит к заклиниванию трубы 4 между плашками 2 каретки и упругой деформации трубы, которая соответствует профилю плашки.5 фор мула изобретения882678ди. 1Составитель Ю, Зарапин Редактор В. Иванова Техред А.Бабинец Корректор М. Коста Заказ 10053/13 Тираж 891 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская набд. 4/5филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4