способ прокатки труб на валковом стане периодического действия

Формула изобретения

СПОСОБ ПРОКАТКИ ТРУБ НА ВАЛКОВОМ СТАНЕ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ, заключающийся в периодическом обжатии и редуцировании трубной заготовки валками, установленными в рабочей клети, совершающей возвратно-поступательное движение, подаче трубной заготовки на заданную величину в зону деформации и повороте ее в крайних положениях клети, отличающийся тем, что в каждом цикле движения клети измеряют усилия прокатки и поддерживают их на заданном уровне путем воздействия на величину подачи заготовки в крайнем положении клети, причем эти измерения и воздействия производят отдельно для направлений движения клети вперед и назад.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области холодной прокатки труб на валковых станах периодического действия.

Известен способ холодной прокатки труб на валковом стане периодического действия, заключающийся в периодическом обжатии и редуцировании трубной заготовки валками, установленными в рабочей клети на опорах, совершающей возвратно-поступательное движение, подаче трубной заготовки на заданную величину в зону деформации в крайнем заднем положении клети и повороте заготовки в крайнем переднем положении клети (иногда в обоих крайних положениях) [1] Этот способ применяется во всех существующих валковых станах холодной прокатки труб и обеспечивает высокое качество труб при достаточно высокой степени его технологичности и экономичности.

Недостаток известного способа сравнительно невысокая производительность, обусловленная ограничениями, налагаемыми прочностью механических частей стана на число двойных ходов клети и величину подачи, т.к. при увеличении числа двойных ходов клети резко возрастают усилия в звеньях кинематической цепи кривошипно-шатунного механизма, что приводит к их быстрому износу и выходу из строя, а увеличение подачи выше расчетной для стана вызывает рост недопустимых нагрузок на валки, опоры и механические элементы клети.

Известен способ холодной прокатки труб на валковом стане периодического действия, позволяющий повысить производительность стана за счет подачи трубной заготовки в зону деформации в переднем и заднем положениях клети на одинаковую величину [2] (прототип). Этот способ позволяет повысить производительность стана, но при этом резко возрастают усилия прокатки, причем максимальные усилия при ходе назад превышают усилия при ходе вперед в 1,5-1,8 раза, что налагает ограничения на величину подачи по условиям допустимых нагрузок на валки, опоры и механические элементы стана.

Цель изобретения повышение производительности и надежности стана.

Эта цель достигается тем, что в способе холодной прокатки труб на валковом стане периодического действия, заключающемся в периодическом обжатии и редуцировании трубной заготовки валками, установленными в рабочей клети на опорах, совершающей возвратно-поступательное движение, подаче трубной заготовки на заданную величину в зону деформации и повороте ее в крайних положениях клети, измеряют усилия прокатки в каждом цикле движения клети и поддерживают их на заданном уровне путем воздействия на величину подачи заготовки в крайних положениях клети. Эти измерения и воздействия производят отдельно для направлений движения клети вперед и назад.

В известном способе при равенстве величин подач при ходах вперед и назад усилия прокатки при ходе назад в 1,5-1,8 раза больше усилий прокатки при ходе вперед, поэтому по условиям непревышения допустимых нагрузок прокатки приходится ограничивать максимальную величину подачи по усилиям прокатки при ходе назад. При этом недоиспользуется возможность увеличения подачи при ходе вперед. Измерение усилий прокатки и поддержание их на заданном уровне для каждого направления движения клети вперед и назад позволяет при ограничении по допустимым усилиям увеличить суммарную подачу за цикл и таким образом увеличить производительность стана. При этом усилия прокатки поддерживаются на заданном уровне, и появляется возможность уменьшения пиков нагрузки по сравнению с известным способом и тем самым уменьшения усилий в валках, механических элементах клети и, следовательно, повышения надежности стана в целом.

Отличительные от прототипа существенные признаки, а именно: измерение усилий прокатки в каждом цикле движения клети, подержание их на заданном уровне путем воздействия на величину подачи заготовки в крайних положениях клети и осуществление этих операций отдельно для направлений клети вперед и назад, позволяет считать предлагаемое техническое решение соответствующим критерию "новизна".

В процессе исследования предлагаемого решения по патентной и научно-технической литературе не выявлены известные технические решения, которые содержат признаки, отличающее заявленное решение от прототипа, следовательно, данное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На чертеже показана схема стана холодной прокатки с индивидуальным электроприводом подачи.

Стан содеpжит клеть 1 с валками, совершающую возвратно-поступательное движение, которая приводится в движение через кривошипно-шатунный механизм 2 от главного электропривода 3 с системой 4 автоматического регулирования, имеющей на входе регулятор 5 задания числа двойных ходов (скорости клети). На валу двигателя 3 установлены датчик 6 положения клети и датчик 7 скорости. Трубная заготовка 8 подается в зону деформации механизмом 9 подачи, приводимым в движение электродвигателем 10 с системой 11 автоматического регулирования с регулятором 12 перемещения на входе и блоками задания подачи при ходе клети вперед 13 и назад 14, представляющими собой цифроаналоговые преобразователи. Входы блоков задания подачи подключены к выходу решающего устройства 15 (управляющая микроЭВМ), к входам которого подключены выходы датчика 7 скорости, датчикa 16 момента главного привода 3, датчика 6 положения клети и задатчика 17 усилия прокатки.

Способ реализуется следующим образом. Главным электроприводом 3 клети 1 сообщается возвратно-поступательное движение и регулятором 5 задания устанавливается необходимое для данного сортамента труб число двойных ходов клети. Задатчиком 17 усилия прокатки устанавливается необходимое максимальное значение этой величины за цикл движения клети. Если это значение и все остальные условия ведения процесса со времени прокатки предыдущей трубы не изменялись, решающее устройство 15 оставляет прежними и задания величин подачи в блоках 13 и 14. При изменении хотя бы одного из параметров прокатки она начинается с принятых минимальных величин подачи, которые с определенным темпом от цикла к циклу увеличиваются до тех пор, пока усилия прокатки не станут равными заданной величине. МикроЭВМ вычисляет усилия прокатки по сигналам датчиков 7 скорости и момента двигателя 16, используя общеизвестные уравнения движения механической системы. В дальнейшем эти усилия поддерживаются на заданном уровне с помощью программного регулятора устройства 15 путем воздействия на задания, устанавливаемые кратковременно на время подачи заготовки в заднем и переднем положениях клети соответственно в блоках 13 и 14.

Производительность стана холодной прокатки может быть увеличена в 1,2-1,3 раза.