валок для продольной прокатки труб
Классы МПК: | B21B27/02 форма или конструкция валков B21B17/02 с оправкой |
Автор(ы): | Блинов Ю.И., Гамидов Ф.Д., Иосифов Ю.М., Яралиев Н.Г. |
Патентообладатель(и): | Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-02-03 публикация патента:
28.02.1994 |
Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано при производстве бесшовных труб на станах продольной прокатки. Цель изобретения - повышение качества внутренней поверхности и точности труб за счет выравнивания распределения металла в поперечном сечении очага деформации и улучшение условий захвата за счет увеличения тянущей способности валка. Валок содержит бочку с ручьем, выполненным волнообразной образующей с шагом, равным 1/2 или 1/3 периметра ручья, состоящей из центральной части и выпусков, высота полуволны которых равномерно уменьшается от линии разъема валков для линии, разделяющей выпуск и центральную часть калибра. Новым является то, что образующая центральной части калибра валка выполнена по синусоиде с изменяющейся по длине ручья высотой волны от 0,4 до 1,2 овальности ручья, причем изменение высоты волны в продольном сечении валка осуществляется также по синусоиде с шагом не более 1/2 длины дуги захвата и не менее шестикратной высоты волны. 2 табл. , 5 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7
Формула изобретения
ВАЛОК ДЛЯ ПРОДОЛЬНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ, содержащий бочку с ручьем с волнообразной образующей с шагом, равным 1/2 или 1/3 периметра ручья, состоящей из центральной части и выпусков, высота полуволны которых равномерно уменьшается от линии разъема валков до линии, разделяющей выпуск и центральную часть калибра, а сумма высот полуволн равна половине разности ширины и высоты калибра, отличающийся тем, что, с целью улучщения условий захвата и повышения качества труб, образующая центральной части калибра валка выполнена по синусоиде с изменяющейся по длине ручья высотой волны от 0,4 до 1,2 овальности ручья, причем изменение высоты волны в продольном сечении валка осуществляется также по синусоиде с шагом не более 1/2 длины захвата и не менее шестикратной высоты волны.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано при производстве бесшовных труб на станах продольной прокатки. Известен валок для продольной прокатки труб с ручьем, имеющим в поперечном сечении вогнуто-выпуклую образующую, выполненную сочетанием радиусов (авт. свид. N 505455, кл. В 21 В 27/02, 1976). Недостатком является то, что в поперечном сечении очага деформации, образованного известными валками, при распределении металла по периметру ручья, не обеспечивается плавное изменение толщины стенки в поперечном сечении трубы, что приводит к резкому изменению вытяжки между участками в поперечном сечении очага деформации, возникновению напряженности в металле трубы, продольным пленам и трещинам. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является валок для продольной прокатки труб, содержащий бочку с ручьем, имеющим волнообразную образующую с постоянным шагом, равным 1/2 или 1/3 периметра ручья, высотой полуволны, выполненной уменьшающейся от наибольшего значения у образующей бочки к вертикальной оси, где ее величина составляет 0,02-0,09 высоты полуволны у образующей бочки [1] . Недостатком валка является то, что при больших коэффициентах затухания волны, т. е. при большой овализации ручья, выпуклые участки образующей ручья в вершине и по линии выпуска расположены на разных расстояниях от центра калибра. Целью изобретения является повышение качества внутренней поверхности и точности труб за счет выравнивания распределения металла в поперечном сечении очага деформации и улучшения условий захвата за счет увеличения тянущей способности валка. Для этого валок для продольной прокатки труб содержит бочку с ручьем, выполненным с волнообразной образующей с шагом, равным 1/2 или 1/3 периметра ручья, состоящей из центральной части и выпусков, высота полуволны которых равномерно уменьшается от линии разъема валков до линии, разделяющей выпуск и центральную часть калибра, а сумма высот полуволн равна половине разности ширины и высоты калибра, в отличие от известного образующая центральной части калибра валка выполнена по синусоиде с изменяющейся по длине ручья высотой волны от 0,4 до 1,2 овальности ручья, причем изменение высоты волны в продольном сечении валка осуществляется также по синусоиде с шагом не более 1/2 длины дуги захвата и не менее шестикратной высоты волны. На фиг. 1 представлен калибр валка; на фиг. 2 - схема захвата валком по прототипу; на фиг. 3 - схема захвата трубы предложенным валком; на фиг. 4 - валок, поперечное сечение; на фиг. 5 - то же, продольное сечение. При прокатке труб в калиброванных валках со стороны валков на прокатываемый металл действуют силы нормального давления F и силы трения![валок для продольной прокатки труб, патент № 2008108](/images/patents/465/2008034/964.gif)
![валок для продольной прокатки труб, патент № 2008108](/images/patents/465/2008108/955.gif)
![валок для продольной прокатки труб, патент № 2008108](/images/patents/465/2008064/981.gif)
![валок для продольной прокатки труб, патент № 2008108](/images/patents/465/2008017/945.gif)
![валок для продольной прокатки труб, патент № 2008108](/images/patents/465/2008108/936.gif)
![валок для продольной прокатки труб, патент № 2008108](/images/patents/465/2008108/955.gif)
Ai=
![валок для продольной прокатки труб, патент № 2008108](/images/patents/465/2008108/2008108t.gif)
![валок для продольной прокатки труб, патент № 2008108](/images/patents/465/2008064/981.gif)
![валок для продольной прокатки труб, патент № 2008108](/images/patents/465/2008108/969.gif)
![валок для продольной прокатки труб, патент № 2008108](/images/patents/465/2008004/183.gif)
![валок для продольной прокатки труб, патент № 2008108](/images/patents/465/2008108/920.gif)
![валок для продольной прокатки труб, патент № 2008108](/images/patents/465/2008064/981.gif)
![валок для продольной прокатки труб, патент № 2008108](/images/patents/465/2008108/969.gif)
![валок для продольной прокатки труб, патент № 2008108](/images/patents/465/2008108/955.gif)
Rbi= Ro + Abi
Рассчитаем для трех сечений по длине ручья с шагом между сечениями равным 1/6 шага волны lb через 15о. Полученные значения заносим в табл. 1. В предлагаемом ручье для обеспечения равномерного распределения металла радиус калибра по линии, разделяющей выпуск и центральную часть ручья, должен быть равен радиусу калибра при вершине (Rc = RD). Для рассматриваемого примера (R30о= R90о). Значения текущего радиуса калибра ручья определяют из соотношения
R
![валок для продольной прокатки труб, патент № 2008108](/images/patents/465/2008108/2008108-2t.gif)
![валок для продольной прокатки труб, патент № 2008108](/images/patents/465/2008108/2008108-3t.gif)
![валок для продольной прокатки труб, патент № 2008108](/images/patents/465/2008108/2008108-4t.gif)
![валок для продольной прокатки труб, патент № 2008108](/images/patents/465/2008108/2008108-5t.gif)
![валок для продольной прокатки труб, патент № 2008108](/images/patents/465/2008064/981.gif)
![валок для продольной прокатки труб, патент № 2008108](/images/patents/465/2008108/969.gif)
![валок для продольной прокатки труб, патент № 2008108](/images/patents/465/2008004/183.gif)
![валок для продольной прокатки труб, патент № 2008108](/images/patents/465/2008108/920.gif)
h = (0,4-1,2) - от овальности калибра ручья. h = (0,4-1,2)1,06 = 0,42-1,27 Получили минимальное значение высоты волны в поперечном сечении волка hmin = = 0,42 мм, максимальное hмакс = 1,27 мм. Высота волны изменяется от сечения к сечению вдоль ручья. Принимаем, что в первом сечении I-I высоты волны имеет максимальное значение, тогда текущий радиус валка будет равен в сечении I-I (60о)
R60I-I = RD +h мaкc = 67,82 + 1,27 = 69,09 мм
Средний радиус в первом сечении будет равен RoI(I-I) = RD +
![валок для продольной прокатки труб, патент № 2008108](/images/patents/465/2008108/2008108-6t.gif)
Средний радиус центральной части пересекается с синусоидальной образующей калибр ручья в точках соответствующих 45 и 75о
RoI(I-I) = R45I-I = R75I-I = 68,45 мм Остальные значения текущего радиуса для сечения I-I находятся по соотношениям 1 и 2. Размеры текущего радиуса для второго и третьего сечений находят аналогично первому с учетом высоты волны в каждом сечении. Результаты расчетов сведены в табл. 1. Высота волны в продольном направлении изменяется по синусоидальному закону. Шаг волны должен быть не больше половины длины дуги захвата, т. е. примерно равен длине зоны редуцирования. Для рассматриваемого случая длина очага деформации равна 66 мм, т. е. длина волны равна 33 мм. Корректируем полученный шаг волны. Для этого определяем диаметр нарезки Dн по которому будут нарезаться углубления. Для рассматриваемого случая Dн = = 590,9 мм, длина окружности составляет 1857 мм, тогда количество шагов будет 56,2. Принимаем целое количество шагов 57, тогда уточненный шаг будет равен 32,54 мм. Полученная величина шага не должна также превышать шага раскатки на раскатном стане. Для рассматриваемого случая шаг раскатки составляет 52 мм. Валки с ручьями, имеющими периодический профиль в центральной части, прошли испытание на ТПА-250 АзТЗ. Ручьи имели параметры приведенные в табл. 1. Длина шага в продольном сечении составила 32,54 мм. Было прокатано по 2 тыс. т труб на предлагаемой калибровке и по прототипу результаты представлены в табл. 2. Анализ результатов опытной прокатки показал, что снизилось количество незахватов труб на автоматическом стане на 57,2% , уменьшилось количество перерезов по концам труб из-за повышенной концевой разностенности на 25% , снизился брак из-за дефектов по внутренней поверхности на 75% . (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 956080, кл. В 21 В 27/02, 1983.
Класс B21B27/02 форма или конструкция валков