Технологический инструмент двухвалкового редукционного стана

(19) (,: 8 5 В 21 В 714 ЕТЕНИ ИСАН 21) 4480876/2 -022) 12.09,88 7, в,=1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(54) ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТДВУХВАЛКОВОГО РЕДУКЦИОННОГО СТАНА(57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использоваИзобретение относится к обработке металловдавлением и может быть использовано на двухвалковых редукционныхстанах.Целью изобретения является увеличение срока службы инструмента.На чертеже изображен предлагаемыйинструмент,Технологический инструмент включаетсемнадцать черновых многозонных калибров 1, один овальный поедчистовой 2 и двакруглых чистовых 3. Плоскости разъема всехкалибров повернуты одна относительнодругой на угол 90,Каждый ручей чеоновых калибров выполнен тремя дугами - центральной с радиусом ги протяженностью, определяемойуглом Ф, и двумя одинаковыми выпускнымис радиусом В, который больше радиуса центральной дуги. Центры центральной и выпуно на двухвалковых редукционных станах, Цель изобретения - увеличение срока службы инструмента, Технологический инструмент д"ухвалкового редукционного стана содержит многозонные черновые, овальные предчистовые и круглые чистовые калибры,плоскости разъема которых повернутьодна относительно другой на угол 90. В черновых калибрах каждый оучей выполнен тремя дугами - центральной и двумя одинаковыми вьпускными дугами с радиусом больше радуса центральной дуги и центрами всех дуг, расположенными а оси симметрии ручья, Угловая протяженность центральной дуги ручья в каждом следующем черновом калибре на 4-6 больше, чем в предыдущем калибре. 1 ип 3 табл. скных дуг расположены на оси симметрии ручья, В данном примере центр центральной дуги расположен в центре калибра, а выпускных - смещен относительно центра на величину е(зксцентриситет). Возможно смещение центра центральной дуги относительно центоа калибра в сторону смещения центра выпускных дуг, ни во всех случагх радиус выпускных дуг должен быть больше радиуса центральной дуги.Основные размеры черновых калибров - высота Ни ширина Ввыбираотся из общепринятых в теории и практике редуцирования труб положений для овальных калибров. Радиусы г;, В и зксцентриситет е определяются из соотношений10 15 20 30 40 50 55 В, - Н,е=б4 Нсов -2Центральная и выпускные дуги пересе каются в точках, расположенных под угломф- к оси симметрии ручья, образуя выступына его поверхности,Угловая протяженность центральнойдуги (б) в среднем калибре (8-й калибр,табл,1) составляет 104. Угловая протяжен ность центральной дуги у всех калибров,расположенных перед средним калибром,меньше на 6 по мере уменьшения порядкового номера калибра, а у калибров, расположенных за средним калибром,увеличивается на 6 по мере роста порядкового номера калибра. Положение среднегокалибра определяется по величине дефор, мации труб по наружному диаметру, в немзаканчивается первая половина общей де,формации,При определении среднего калибра по, ступают следующим образом,Определяют половину деформациитруб по наружному диаметру1 О 0 - Ок2 Оогде Оо - наружный диаметр трубы доредуцирования, мм;Ок - средний диаметр последнего (чистового) калибра, мм.Определяют диаметр трубы Оп, при ко тором обеспечивается первая половина де,формацииО. = О. (1 - 00 ).В данном случае1 130 - 64 100 25 402 130и Оп = 130 (1 - 100Сравнивая диаметр Оп со средними диаметрами калибров (табл,1), определяют что первая половина деформации должна заканчиваться в 8-м калибре, который и является средним. Угловая протяженность центральной дуги в среднем калибре выбрана равной 104, так как при этом обеспечивается минимальная внутренняя граненность труб, Минимальная и максимальная разница в угловой протяженности центральных дуг смежных черновых калибров определена на основании экспериментальных данных.Предчистовые и чистовые калибры в предлагаемом технологическом инструменте Соответствуют калибрам, применяемым на практике в обычных калибровках валков с овальными черновыми калибрами,Прокатка труб с использованием предлагаемого технологического инструмента осуществляется следующим образом. За счет вращения валков каждое сечение трубы последовательно деформируется во всех калибрах. При деформации трубы в первом калибре (как в обычном разъемном калибре) утолщение стенки по периметру неравномерно, Труба утолщается больше в местах, примыкающих к разъему калибра, и меньше в местах, примыкающих к вершинам во втором калибре, повернутом относительно первого на 900, максимальное утолщение стенки располагается в месте минимального, а минимальное - в месте максимального изменения стенки, достигнутых в первом калибре.Наличие выпуклых участков калибров в местах пересечения центральной и выпускных дуг препятствует тангенциальному истечению металла, Из-за этого характер изменения стенки трубы между вершиной и выпуском калибра может быть различным в зависимости от протяженности центральной дуги. После прокатки труб в системе повернутых один относительно другого на угол 90 калибров с протяженностью центральной дуги меньше 104 толщина стенки оказывается неравномерной с четырьмя максимумами и четырьмя минимумами, ориентированными под углом 45 к направлениям разъемов или вершин калибров, Если протяженность центральной дуги больше 1040, четыре максимума и минимума стенки ориентированы в направлении разъемов и вершин калибров, поэтому при редуцировании труб в черновых калибрах, осуществляющих первую половину деформации и имеющих протяженность центральной дуги меньше 1040, толщина стенки оказывается неравномерной с четырьмя максимумами и минимумами, ориентированными под углом 45 к направлениям разъемов (или вершин) калибров, За вторую половину деформации в калибрах с протяженностью центральной дуги больше 104 на месте минимумов стенки накладываются максимумы, а на месте максимумов - минимумы изменения стенки, В результате конечная толщина стенки оказывается относительно равномерной.После прокатки в(1-2) овальных предчистовых и (1-2) круглых чистовых калибрах труба приобретает круглый наружный профиль.Минимальную и максимальную разницу в протяженности центральных дуг ручьев смежных калибров, а также стойкость ка 1614875либров валков определяют при редуцировании без натяжения труб размерами 63,5 Х (8 - 13) мм из труб размерами 130 Х Х(5,7 - 9,5) мм на двадцатиклетевом двухвалковом редукционном стане трубопрокатного агрегата 140.Для редуцирования труб используют технологический инструмент, включающий 17 черновых калибров, один овальный пред- . чистовой и два круглых чистовых. Основные параметры калибров - средний диаметр, высота и ширина взяты такими же, как и на действующей в настоящее время на стане калибровке валков (табл.1).Пять вариантов черновых калибров характеризуются различной угловой протяженностью центральной дуги каждого ручья (табл.2).В вариантах 1-4 в срецнем черновом калибре угловая протяженность центральной дуги составляет 104 О. В группе калибров, расположенных перед средним калибром, протяженность центральной дуги в каждом предыдущем калибре на 3,4,6 и 7 О меньше, чем в последующем, а в группе калибров, расположенных за средним калибром, протяженность центральной дуги в каждом последующем калибре на 3,4,6 и 7 больше, чем в каждом предыдущем калибре, В пятом варианте протяженность центральной дуги одинакова во всех черновых калибрах и равна 104,Все калибры изготовлены путем расточки валков в клетях на станках, предназначенных для изготовления овальных и круглых калибров, Черновые калибры расточены из двух конечных установок режущего инструмента. При первой установке режущую кромку резца устанавливают в центральной плоскости клетей, проходящей через оси валков и центр калибра, Диаметр траектории режущей кромки резца равен высоте калибра. Таким путем расточены центральные участки (дуги) ручьев. При второй установке режущая кромка резца смещена относительно центральной плоскости клети на величину Уь рассчитанную из выражения Х=уО П Р(2) ) (2 2)где Оид- идеальный диаметр валка, равный 330 мм для всех клетей;Оф - диаметр траектории режугцей кромки резца; мм.Диаметр траектории режущей кромки резца определен из выражения Оф=к-е, -- + - + ГР е)2 ВОид 4 Оид В 7И - е) В4(6 - е ) --- + -Оид 4 О;дПри такой установке режущего инструмента выполнены выпускные участки.Параметры Х 1 и Оф для варианта 3 (вкачестве примера) приведены в табл.1.В течение длительного времени изучалихарактер износа калибров, а также характер изменения размеров и формы наружного контура готовых труб пом меое прокатки на каждом из указанных выше вариантов технологического инструмента, Кроме того, при редуцировании труб размерами 63,5 Х Х(12-13) мм для оценки внутренней граненности замеряют толщину стенки готовых труб непрерывно по всему периметру с пбмощью танзометрического устройства. Ве личину граненности (в Оо) определяют какусредненную разницу между четырьмя максимумами и четырьмя минимумами стенки, отнесенную к средней в сечении толщине стенки трубы.установлено, что по мере редуциоования труб с использованием известнсго технологического инструмента (вариант 5) выступы на поверхности валков во всех черновых калибрах в местах пересечения цент ральной и выпускных дуг не исчезают, апроявляются в большей степени. В конечном итоге наблюдающиеся из-за этого впадины на трубах вдоль четырех образующих перестают раскатываться в предчистовом и чистовых калибрах и приводят к отклонению наружного диаметра в этих местах за пределы допускаемых о 1 клонений.Стойкость калибров валков при этомоказывается относительно невысокой (сред нее количество труб, прокатанных на одномкомплекте калибров составляет около 950 т).Характер износа черновых калибров технологического инструмента по остальным вариантам (1-4) практически такой же, как и у технологического инструмента по варианту 5, Но поскольку в черновых, калибрах этих вариантов инструмента выступы на поверхности валков в местах пересечения центральной и выпускных дуг рассредоточены по периметру калибров, то впадины на поверхности трубы, приводящие к отклонению наружного диаметра за пределы допусков, появляются после проката большего количества труб, чем в случае варианта 5, При этом, чем полнее рассредоточение указанных, выступов (т,е., чем больше разница в угловой протяженности центральных дуг смежных калибров) в пределах значений Лб = 3-6, тем выше стойкость калибров валков.1614875 Таблица 1 Ширина Радиус ентральой дуги гь мм та.рам 130,0 125,8 120,2 114,9 109,9 105,1 100,7 62,30 58,80 56,30 53,95 51,65 49,55 47,55 45,65 42,1040,5 7,50 6,10 4,80 3,70 2,70 64 Средняя величина внутренней граненности труб, редуцированных на каждом из вариантов технологического инструмента, выказывается примерно одинаковой,,Усредненные данные по стойкости технологического инструмента и величине нутренней граненности представлены в ,абл.З, Эти данные свидетельствуют, что суественное повышение стойкости калибов достигается, когда разница в угловой ротяженности центральных дуг черновых алибров составляет 4-6 О, При более высокой величине разницы увеличения стойкоти калибров валков не наблюдается,Таким образом, предлагаемый технолоический инструмент позволяет увеличить рок службы калибров валков редуцион ного тана. Это объясняется тем, что рассредотоение выступов на поверхности валков в естах пересечения центральной и выпускых дуг по периметру калибров позволяет ущественно увеличить расстояние между ыступами двух смежных калибров от начав к концу стана и не локализовать впадины а трубе в узкой области. При этом впадины т каждого предыдущего калибоа раскатываются на протяженной гладкой части каждога последующего калибра, а не только в предчистовом и чистовых калибрах, В результате на предлагаемом технологическом инструменте можно допустить большее уве личение выступов на поверхности валковпри износе калибров, чем на известном, а следовательно, и прокатать большее количество труб. 10 Формула изобретения Технологический инструмент двухвалкового редукционного стана, содержацийряд повернутых относительно друг друга на15 угол 90 круглых чистовых, овальных предчистовых и многозонных черновых калибров, каждый ручей которых образованцентральной дугой и двумя выпускными дугами с радиусом, большим радиуса цент 20 ральной дуги, и с центрами всех дуг,расположенными на оси симметрии ручья,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюувеличения срока службы инструмента, каждый следующий по ходу прокатки черновой25 калибр выполнен с угловой протяженностью центральной дуги на 4-6 больше, чемпредыдущий,Калибр Установка Хь ммДиаметр0 1,мм 1,22 0,00 0,00 Таблица Угловая протяженность (а, град) и разница в угловой протяженности (Ла, град) центральных дуг смежных черновых калибров различных вариантов технологического инст мента Калибры/галиб либр 17 раймлюдиг /ГОМфбф Чисюаге юдифь Составитель Л, МатуринаРедактор И, Горная . Техред М.Моргентал Корректор Л. Бескид Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина,.101 Заказ 394 б Тираж 409 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5