Способ определения скольжения металла при винтовой прокатке

(51) 5 В 21 Н 1/14 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(71) Всесоюзный науцноисследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности (72 В.И.Гетало, И.К.Гейко, Ю.И.Ващенко и В.Ю.Ващенко(56) Авторское свидетельство СССР И 1428518, кл. В 21 Н 1/14, 1986.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯМЕТАЛЛА ПРИ ВИНТОВОЙ ПРОКАТКЕ(57) Использование: в трубном производстве при исследовании технологических параметров винтовой прокаткиполых тел. Сущность: измеряют датчиками частоты вращения величины частоты вращения валков, торцов прокатываемой заготовки, частоты вращения оправки от начала ее вращения послевторичного захвата до окончания вращеИзобретение относится к обработке , металлов давлением и может быть использовано при исследованиях технологических параметров винтовой прокатки полых тел. Известен способ определения скольжения металла при винтовой прокатке заготовок, который предусматривает применение прошивныхвалков с наваренными шийами, остав"ляющими соответствующие отпечатки напрокатываемом изделии,Недостатком способа является низ" . кая точность определения скольженияиэ"эа износа шипов в процессе осу ществления способа. Эти валки с на 501761361 А 1 2ния гильзы. Измеряют величину перемещения торцов заготовки вдоль оси про катки от захвата валками переднего торца заготовки до выхода заднего торца гильзы из валков с помощью датчика перемещения. По данным фактичес" ких замеров производят вычисление коэффициентов осевого и тангенциального скольжения мвталла по наружной и внутренней поверхностям полого тела, как отношение соответствующих фактицеских и теоретических значений скоростей, Знание качественного и количественного характера изменения скольжения металла по длине очага деформации и сечению полого тела позволяет создать трубопрокатный инст- Я румент с рабочей поверхностью, обеспечивающей минимальное проскальзывание металла по валкам. Это повыситС" производительность и качество прока" та полых тел. 2 ил,1 правляющими шипами используются одинраз, после чего они выбрасываются.Наиболее близким технологицеским решением является способ определения О" скольжения металла при винтовой прокатке, при котором осуществляют измерения и фиксироввние нв всем протяеении времени от захвата валками перед" д него торца заготовки до выхода еезаднего торца из валков фактических величин частоты вращения валков и заготовки, величины осевого перемещения заготовки и продолжительностивремени указанного перемещения, вычисляют коэффициенты осевого и тангенциального скольжения как отноше" нил соответствующих Фактических и теоретических скоростей;Недостатком данного способа являетсл низкая достоверность определения величины скольжения металла при прокатке изделий типа гильз за оправке, Это свлзано с тем; что не уциты" ваетсл скольжение металла по внутренней поверхности обрабатываемой гильзы.Целью изобретения является повышение достоверности определения величины скольжения металла при прокатке изделий типа гильз на оправке;Сущность изобретения заклюцаетсл в том, цто при прокатке гильз после выцисленил коэффициентов осевого и тангенциального скольжения по наруж" ной их поверхности производят дополнительнуа прокатку, согласно которой ,после захвата валками переднего тор" ца заготовки осуществляют вторичный захват заготовки и измеряют частоту 25 вращения оправки от начала вращения оправки после вторичного захвата до окончанил вращения гильзы, определяют величину коэффициентов осевого и тангенциального скольжения на оправкещ среднюю величину коэффициентов сколь" жения металла по сечению оправки и соотношения аналогичных коэффициентов по наружной и внутренней поверхности гильзы.35Устройство для реализации способа содержит штангу 1, расположенную с входной стороны, и состоящую из частей 1-1 и 1-2. Часть 1-1 может вра" щаться вокруг своей продольной оси. 40 Передний конец этой цасти оснащен наконечником 2, исключающим проскальзывание штанги относительно заднего торца заготовки 3, задний конец части штанги 1-1 соединен с упорнь 1 м подшипником ч. Передняя часть штанги 1"2 соединена с этим же упорным подшипни" ком, а задняя " с гидравлическим цилиндром 5, т,е. часть 1"2 может перемещатьсл только вдоль оси прокатки. Таким образом, штанга 1 может перемещатьсл вдоль оси прокатки (часть 1-2) и вращаться вокруг своей продольной оси (часть 1"1),На цасти 1"1 штанги укреплены датчики частоты вращения, например, фото55 электрического типа (ПДФ"3), 600 импульсов за один оборот, а часть 1-2 штанги соединена с помощью подвижного токосъемного контакта 7 с датчиком 8 перемещения (пути), выполненным,например, в виде планки, составлен"ной из токопроводящих и диэлектрицеских участков шириной от 1 до 10 мм(в зависимости от необходимой точности измерения перемещения торцовзаготовки).На фиг. 1 показана штанга 1, расположенная со стороны выхода заготовки 3 из валков 10, аналогичная поконструкции штанге 1. Однако штанга1 своей частью 1 -2 соединена с механизмом перемещения (например, с ци"линдрическим цилиндром), позволяющимпосле прохождения передним торцомзаготовки всего очага деформации (отмомента захвата до выхода этого торцаиэ валков) ускоренно, со скоростью,например, в 1,1-1,5 раза большей, чемпродольная скорость выхода заготовкииз валков, отвести штангу 1 от пе"реднего торца заготовки в крайне пра"вое (по рис.) положение и сместить еев горизонтальной плоскости с оси прокатки влево или вправо от этой оси.Части 1 -1 и 1 -2 штанги также оснащены датчиками соответственно частоты вращения и перемещения. Станоснащен месдозами для измерения уси"лия прокатки, датчиками 9 частотывращения валков 1 О, отметчиком времени,На фиг. 2 показаны изменения вустройстве, обусловленные необходимостью замеров скольжения на оправке,которые производятся перед прокаткойгильзы,При замерах скольжения полой гиль/ /зы вместо штанг 1 -1 и 1 -2 устанавливают оправку 15 и стержень 13,На выходной стороне показана формирующаяся гильза 11 на оправке 12,закрепленной на прокатном стержне 13.На прокатном стержне 13 крепится датчик контроля вращения (типа БКВ).Сам прокатный стержень 13 неподвижен в осевом направлении и можетвращаться в упорном подшипнике 15, Помере перемещения переднего торцагильзы 11 в осевом направлении, онвоздействует на датчик 16 линейныхперемещений, в основе которого бесконтактный датчик перемещений типаД.Способ определения скольженияметалла при винтовой прокатке осуществляется следующим образом Нагре", тую заготовку транспортируют к валкам 1 О. Перед очагом деФормации к передне-му и заднему торцам заготовки 3 под"/ водят наконечники 2 штанг 1 и 1 прижимают их и задают заготовку 3 в валки 10. При захвате заготовка 3 начинает вращаться и перемещаться вдоль очага деформации, Вместе с заготовкой 3 перемещаются вдоль очага деформации, с одновременным вращением вокруг продольной оси, штанги 1 и 1При этом датчик 8 фиксирует перемещение заднего торца заготовки 3 за время- от захвата переднего торца до выхода иэ валков 10 заднего торца заготовки 3 конструкция этого датчика позволяет определить элементарное перемещение б 1 (соответствующее ширине токопроводящего или диэлектрического участков) в течение элементарного промежутка времени В 1, 25 т.е. позволяет с высокой точностью определить "мгновенную" .скорость , ЧЯ перемещения заднего торца заготовки в любом -м сечении очага деформа" ции. Датчик 6 фиксирует частоту Ы вращения заднего торца заготовки за время Ч. - от захвата переднего торца заготовки до выхода из валков ее зад. него торца.Окружная скорость заднего торца заготовки 111, в любом -м сечении равна 1где , " радиус заготовки в данном-м сечении;сд - частота вращения заднегоЯторца заготовки,Теоретическая скорость перемещения заготовки в осевом направлении где 0 - диаметр валков; 50й) - частота вращения валка в8мин;Я " угол подачи валков,Теоретическая скорость перемещения здготОВки В тднГенциальном направ лении Тогда коэффициент осевого скольжения заднего торца заготовки в сечении очага деформации равен Коэффициент тангенциального скольжения заднего торца заготовки в этом же д-м сечении равен Датчик 8 перемещения на выходной стороне стана, фиксирует перемещение 1 переднего торца заготовки за время . с - от захвата переднего торца заго" товки 3 до выхода иэ валков 1 О ее зад-, него торца.Аналогично, как и в случае фиксирования перемещения датчиком 8, на входной стороне, "мгновенная" скорость перемещения переднего торца заготовки в любом д-м сечении очага деформа- ции Окружная скорость переднего торцазаготовки П ; в любом -м сечении где И, - частота вращения переднеготорца заготовки;г, - радиус заготовки в данном-м сечении.Тогда коэффициент осевого скольжения Р,переднего торца заготовки в -том сечении очага деформации ра- вен Коэффициент тангенциального сколь" женияравен тес Уп В чв- цПосле заполнения металлом очагадеформации скольжение, определенное по предлагаемому способу, получается усредненным.Таким Образом определяют скольжение металла на наружной поверхности заготовки при косой прокатке,Осуществление способа при прокатке прошивке) полой гильзы на Оправке на входной стороне стана идентично с прокаткой заготовки. Для получения полых гильз 11 на оправке 12осуществление способа на выходнойстороне осуществляют после установкипрокатного стержня 13 с оправкой 12(на упорном подшипнике (15) и датчиков 1 контроля частоты вращения оп"равки и 1 б линейного перемещения гильзы.,Заготовка 3 задается в валки 10осуществляется захват переднего торца ее валками, после чего осуществляют вторицньй захват заготовки 3 наоправке 12. При этом измеряют частоту вращения оправки 12 от начала еевращения после вращения после вториц"ного захвата до окончания вращениягильзы 11 (посредством датчика 1 контроля вращения). Датчик 16 линейногоперемещения Фиксирует линейное перемещение гильзы 11 от момента выходапереднего торца гильзы 11 до полногоосвобождения валков 10 от металла,т.е. до момента выхода заднего торцагильзы 11 из валков 10. 25Фактическая окружная скорость оправки О, равнадц: до О 2где о " частота вращения оправки;1 о - диаметр оправки,Коэффициент осевого скольженияна оправке (или цто то же самое повнутренней поверхности гильзы)Коэффициент тангенциального скольжения на оправке (по внутренней поверхности гильзы)11 оЦСреднее значение коэффициентов осевого скольжения по сецению гильзы воср(ан оо)где д- коэффициент осевого скольжения по наружной поверхности.Среднее значение коэффициентов тангенциального скольжения,по сече" нию гильзыЧт 0 (тн то) фгде- коэффициент тангенциального7 Чскольжения по наружной поверхности. Соотношение коэффициентов осевого скольжения наружной и внутренней поверхности гильзыВ ВонооСоотношение коэффициентов тангенциального наружной и внутренней поверхности гильзы-7 Нж27 ОПолучение более достоверных данных по скольжению металла при винтовой прокатке на оправке полых изделий типа гильз позволяет создавать трубопрокатный инструмент с рабочей поверхностью, обеспечивающий уменьшения проскальзывания металла, цто в конечном счете может улучшить качество внутренней поверхности.формула изобретенияСпособ определения скольжения ме"таллд при винтовой прокатке, при котором осуществляют измерение и фиксирование на всем протяжении времени от захвата валками переднего торца заготовки до выхода ее заднего торца иэ валков Фактических величин ча" стоты вращения валков и заготовки, величины осевого перемещения заготовки и продолжительности времени указанного перемещения, вычисляют коэфФициенты осевого и тангенциального скольжения как отношения соответствующих Фактических и теоретических скоростей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности определения величины скольжения металла при прокатке изделий типа гильз на оправке, после захвата валками переднего торца заготовки осуществляют вторичный захват заготовки и дополнительно измеряют частоту вращения оправки от начала ее вращения после вторичного захвата до окончания вращения гильзы, дополнительно определяют величину коэффици" ентов осевого и тангенциального скольжения на оправке, среднюю величину коэффициентов скольжения металла по сечению гильзы при прокатке и соотношения аналогичных коэффициентов по наружной и внутренней поверхностям гильзы.Ю Составитель Ю,Ващенна . Техред М.Иоргентал Реда В,Си Вашковиц рек Подписноеоьретениям и открытиям при ГКНТ СССР Раущская наб., д. 4/5 14 аж осуда бинат Производственно-издательский ент , г ака чИИ венного комитета по и 113035, Москва, Ж,ород, ул, Гагарина,1 н 1