Валок для винтовой прокатки труб

ОП ИСАНИЕИЗОбРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ои 973200(22) Заявлено 18, 0 , 81 (21) 3289480/22-02с присоединением заявки ЭЙ(51)М. Кл.В 21 В 27/02 В 21 В 19/02 Ьаударетвенный квинтет СССР по делам изобретений н отнрытнй(72) Авторы изобретения тУральский науцно-исследовательский институт-.У;(,;ф ртрубной промышленности1;:4 .ИО.1 т(54) ВАЛОК ДЛЯ ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ 1Изобретение относится к трубопро- катному производству и может быть использовано при прошивке на станах винтовой прокатки.Процесс прошивки на стане винтовой прокатки состоит из ряда этапов, основными из которых являются: первичный и вторичный захваты заготовки, заполнение очага деформации, установившийся процесс и освобождение очага деформации. Среди перечисленных этапов первицный захват заготовки во многом определяет возможность осуществления самого процесса прошивки, расходный коэффициент металла и износ рабочего инструмента. Как правило, на станах поперецновинтовой прокатки первичный захват заготовки осуществляют путем эаталкива 21 ния ее с приложением значительных внешних осевых усилий в калибр, образованный двуконусными валками, При этом, в результате удара передним торцом заготовки.о поверхность входныхконусов вращающихся валков острыекромки торца деформируются, образуяплощадку смятия, которая обеспечивает условия для вращения ее и осевоговтягивания. Наилучшие условия для захвата создаются при.низких коэффициентах осевого скольжения и высоких,коэффициентах тангенциального скольжения, т. е. заготовку желательно прежде раскрутить 1,Известно в трубопрокатном производстве при двуконусных валках использование заготовки с подготовленным передним концом по форме калибра и сцентровочным отверстием, обеспечивающими более плавное сопряжение поверхности заготовки с поверхностью рабочих валков в момент первичного захвата 2.Однако для реализации этого техни"ческого решения требуется размещениев технологической линии трубопрокат 973200ной установки дополнительного оборудования для профилирования концов эаГОТОВКИ.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является валок для винтовой прокатки труб, содержащий входной конус с выступом, имеющим профиль вдоль оси валка, ограниченный кривой второго порядка, сопряженной с образующей входного конуса, 1 Ои выходной конус 3.Выступ выполнен по всему периметруи оставляет на поверхности заготовкивинтовую впадину, способствуя снижению поперечной деформации при винто звой раскатке труб. Однако удалениевыступа от переднего торца вызываетто, что захват происходит без егоучастия, и его назначение состоит вположительном влиянии на сокращение рконцевых дефектов.Цель изобретения - повышение надеж.ности захвата и вращения заготовкипри прокатке,Поставленная цель достигается тем, учто в валке для винтовой прокатки труб,содержащем входной конус с выступом,имеющим профиль вдоль оси валка, ограниченный кривой второго порядка, сопряженной с образующей входного кону- З 0са, и выходной конус, у которого выступ выполнен на части поверхности, имеет высоту, составляющую 0,005-0,015диаметра переднего торца входного конуса, протяженность по дуге, составляющую 0,05-0,35 периметра торца, и3длину вдоль валка от переднего торца,равную 0,1-0,3 образующей входногоконуса. Это позволяет надежно раскрутить заготовку при первичном захватеи продлить срок службы валков,На фиг. 1 изображен валок в парес другим; на фиг. 2 - вид на передниеторцы валков,Валок содержит входной конус с передним торцом 1 и выступом 2, пережим453 и входной конус 4. Для прокатки встане используют два одинаковых валкаи располагают их выступами симметрично относительно оси прокатки при настройке и поддерживают в процессе работы. Процесс прокатки заготовки с использованием предлагаемого изобретения происходит следующим образом.35Заготовку 5 подают в раствор между валками в момент, когда выступы 2 находятся вне очага деформации. По мере вращения рабочих валков и сближения выступов заготовка своей наружной поверхностью входит в соприкосновение с ними и, поскольку валки развернуты на угол подачи, заготовка с вращением увлекается вдоль оси очага деформации. При дальнейшем продвижении заготовки выступы через каждый оборот валка профилируют поверхность заготовки по всей ее длине, Поскольку заготовка захватывается не с торца, что требует для образования площадки смятия приложения значительных по величине внешних усилий, а своей наружной цилиндрической поверхностью, исключается ударное воздействие острых кромок торца заготовки с поверхностью валков и обеспечивается ее надежное раскручивание.Профилирование поверхности заготовки улучшает прошиваемость заготовки и исключает в значительной мере образование внутренних плен.Выбор высоты выступов диктуется не- обходимостью надежного контакта их с боковой поверхностью заготовки, а так. же обеспечением требуемь.х параметровпрофиля. Для надежного контакта заготовки с выступом достаточно, чтобы высота их была не менее половины величины минусового допуска на диаметр заготовки по ОСТ 1121-77, что в диапазоне диаметров заготовки 90-220 мм составляет порядка 3 мм, В пересчете на валок зто составляет порядка 0,005 от диаметра переднего торца 1, в связи с чем зта величина выбрана в качестве нижнего предела, Верхний предел выбранного интервала, полностью удовлетворяя требованиям по надежности эахва. та заготовки, определяется параметрами профиля заготовки. По данным иссле. дования прошивки заготовок с профилированной наружной поверхностью глубина профиля должна составлять порядка 5 Ф от диаметра прошиваемой заготовки, что в пересчете на максимально больший диаметр используемой заготовки составляет порядка 0,015 диаметра переднего торца валка.Протяженность выступа по периметру валка определяется в основном спецификой накатки профиля заготовки и особенностями деформации последней во входном конусе валков, при этом требования пр надежности раскручивания заготовки полностью удовлетворяются,В связи с низким шагом осевой подачи заготовки в сечении первичного захвата в период установившегося про973200 формула изобретения 5цесса прокатки, который в 2-2,5 нижетребуемых параметров профиля заготовки, во избежание образования наружныхплен профиль выступа должен наноситься не более, чем в течение полуоборота последней. С учетом соотношениядиаметров заготовки с диаметром валков на эксплуатируемых в стране прошивных станах поперечно-винтовой прокатки, а также низких коэффициентах 10скольжения во входном конусе, составляющих 0,3-0,5, при прокатке заготовок меньшего диаметра (80-90 мм) протяженность выступа по дуге должна составлять 0,05, а при прокатке загото" Ивок большего диаметра (220-250 мм) соответственно 0,35 периметра переднего торца валка.При выборе длины вдоль валка от переднего торца для выступа исходят так 20 же из необходимости обеспечить требуемые по прошиваемости параметры профиля заготовки наименьшего и наибольшего диаметра.Поскольку, как упоминалось выше, 25глубина профиля заготовки должна быть в пределах 5 от диаметра, а период профиля больше глубины не менее, чем в 6 раз, и с учетом того, что на эксплуатируемых в настоящее время прошив-М ных станах высота входного конуса.валков составляет 250-350 мм при прокатке заготовок меньшего диаметра длины выступа должна составлять 0,1, а при прокатке заготовки большего диаметра 0,3 образующей входного конуса валка.Производят расчет параметров выступа для валков прошивного стана ТПА. На данной трубопрокатной установке весь сортамент труб обеспечивается заготовкой Ф 140 мм. Диаметр передне,го торца валков по утвержденной на заводе калибровке 750 мм, а образующ входного конуса валков 300 мм. Для данного диаметра заготовки глубина профиля:140 0,05=7 (мм)Во избежание образования закатов на наружной поверхности гильз период профиля выбирается больше глубины в 6 раз, т. е.:7 6=42 (мм) 6Протяженность выступа по дуге валка из расчета совершения ею 0;5 оборота с учетом коэффициентов осевого скольжения, равного 0,4 тангенциального 1, составляет 220 мм.Таким образом, параметры выступа: высота 7 мм, длина по дуге 565 мм, длина вдоль валка 42 мм.После расчета параметров делают проверку на надежность контакта заготовки с поверхностью выступов. По ОСТ 1421-77 величина минусового допуска на диаметр заготовки140 мм 2 или 2,8 мм, Эта величина значительно меньше выбранной нами высоты выступа и, следовательно, контакт заготовки с последними произойдет надежно.Зкономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения только по одному цеху составляет около 200 тыс. руб. в год. Валок для винтовой прокатки труб, содержащий входной конус с выступом, имеющим профиль вдоль оси валка, ограниченный кривой второго порядка, сопряженной с образующей входного конуса, и выходной конус, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности захвата и вращения заготовки при прокатке, выступ выполнен на части поверхности, имеет высоту, составляющую 0,005-0,015 диаметра переднего торца входного конуса, протяженность по дуге, составляющую 0,05-0,35 периметра торца, и длину вдоль валка от переднего торца, равную 0,1-0,3 образующей входного конуса. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеДанилов Ф. А. и др. Горячая прокатка труб. М., нйеталлургия", 1962,с. 198- 199.2, Авторское свидетельство СССРй 263540, кл. В 21 В 19/04, 19693 Авторское свидетельство СССРйф 596304, кл. В 21 В 27/02, 1977973200 Составитель Л Матуринаедактор К. Волощук Техред Т,Йаточка Корректор, Г. Огарй в Филиал Заказ 8576/8 ВНИИП по 113035, раж 815Государственноголам изобретенийсква, Ж, Рауш Подписное омитета СССР открытий кая наб., д, ч/9