устройство для поперечно-винтовой прокатки осесимметричных изделий

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОПЕРЕЧНО-ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащее два поворотных калибра, профиль винтовых ручьев которых выполнен в соответствии с профилем обжимаемой трубной заготовки, привод перемещения трубной заготовки относительно поворотных калибров, отличающееся тем, что привод перемещения трубной заготовки выполнен в виде барабана с размещенными на его оси шкворнем и храповым колесом, собачки, установленной с возможностью взаимодействия с храповым колесом и подпружиненной относительно шкворня, и гидроцилиндра, шток-поршень которого шарнирно связан с собачкой, при этом на цилиндрической части барабана выполнен винтовой ручей для размещения в нем каната, один конец которого служит для закрепления на торцевой части трубной заготовки, другой - на барабане, а шаг винтового ручья выполнен равным шагу ручья поворотных калибров.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении длинномерных конических труб типа металлических мачт связи.

Известно устройство для изготовления трубчатых изделий переменного по длине сечения из цилиндрических трубных заготовок, при котором при вращении последней осуществляют обжатие поперечного сечения при помощи роликового блока [1]

Недостаток этого технического решения заключается в том, что обеспечение вращения длинномерных заготовок относительно роликового блока сопряжено с большими трудностями, в частности при совпадении собственной частоты колебания с колебаниями, получаемыми при вращении, заготовка попадает в резонанс, приводящий к чрезмерным амплитудам колебания и, как следствие, к браку изготавливаемых изделий и даже к их разрушению.

Известно также устройство для поперечно-винтовой прокатки осесимметричных изделий, выбранное в качестве прототипа, которое содержит пару поворотных калибров, профиль винтовых ручьев которых выполнен в соответствии с профилем обжимаемой трубной заготовки, а также привод трубной заготовки относительно поворотных калибров [2]

Недостаток этого предложения состоит в том, что перемещение трубной заготовки относительно калибров, основанное на использовании полезных сил трения между заготовкой и формообразующим инструментом, приводит к усложнению конструкции оборудования и к увеличению его металлоемкости, а также к искривлению изделий из-за того, что формообразование изделия осуществляется без средств калибровки заготовки растяжением.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в обеспечении изготовления длинномерных конических труб типа мачт связи при существенном снижении металлоемкости и упрощении требуемого оборудования.

Предлагаемое устройство для поперечно-винтовой прокатки осесимметричных изделий, содержащее пару поворотных калибров, профиль винтовых ручьев которых выполнен в соответствии с профилем обжимаемой трубной заготовки, а также привод перемещения трубной заготовки относительно поворотных калибров, отличается тем, что привод перемещения трубной заготовки выполнен в виде гидроцилиндра с совершающим возвратно-поступательное перемещение шток-поршнем, концевой участок которого шарнирно закреплен со шкворнем, насаженным на одну из опор барабана, барабан снабжен храповым колесом, взаимодействующим с размещенной на шкворне подпружиненной собачкой, а на цилиндрической части барабана образован винтовой ручей для размещения в нем каната, один конец которого укреплен на торцовой части трубной заготовки, а другой на барабане, причем шаг винтового канатного ручья выполнен равным шагу ручья поворотного калибра.

На фиг. 1 показано предложенное устройство, общий вид и сечение А-А; на фиг. 2 и 3 стан поперечно-винтовой прокатки и привод перемещения заготовки при ее формообразовании соответственно, поперечные сечения; на фиг. 4 вид по стрелке Б на фиг. 1, до поворота храпового колеса, на фиг. 5 то же, после поворота храпового колеса; на фиг. 6 сечение В-В на фиг. 4.

Устройство (фиг. 1) содержит стан 1 поперечно-винтовой прокатки и привод 2 перемещения заготовки, скрепленные швеллерами 3 и размещенные на полу 4.

Стан поперечно-винтовой прокатки (фиг. 2) состоит из станины, содержащей скрепленные друг с другом стойки 5 и 6 и поперечины 7 и 8, двух поворотных калибров 9 и 10, роликовых подшипников качения 11, в которых размещены опорные участки поворотных калибров, и шестерен 12 и 13, скрепленных с хвостовиками 14 и 15 поворотных калибров 9 и 10 при помощи шпоночных соединений 16 и дисков 17.

Привод перемещения 2 (фиг. 3) состоит из станины, содержащей скрепленные друг с другом стойки 18 и 19 и поперечины 20 и 21, барабана 22, на концевых участках которого установлены подшипники качения 23 и 24 с размещенными на них шкворнем 25 с подпружиненной собачкой 26, и храпового колеса 27, скрепленного с хвостовиком 28 барабана 22 при помощи шпоночного соединения 29 и диска 30.

На стойке 18 (фиг. 6) посредством ввернутой в нее оси 31, кольца 32 и шплинта 33 прикреплен гидроцилиндp 34 со шток-поршнем 35, концевой участок которого в свою очередь соединен с подпружиненной собачкой 26 при помощи стержня 36, кольца 37 и шплинта 38.

На барабане 22 при помощи болта 39 и прокладки 40 закрепляется конец троса 41, а другой конец этого троса крепится (фиг. 1) к крепежному крюку стакана 42, свариваемого с торцовым участком трубной заготовки 43. Концевые участки последней в целях предотвращения изгиба трубы при перемещении ее относительно калибров 9 и 10 устанавливают на опоры 44 и 45.

Устройство работает следующим образом. Исходную трубную заготовку 43 с крепежным стаканом 42, вставленным и приваренным в эту заготовку, вводят в очко 46, образуемое ручьями калибров 9 и 10, и в крепежное кольцо 47 вставляют крюк троса 41, после чего включают в работу привод перемещения заготовки 43 относительно калибров 9 и 10, в результате чего жидкость под давлением подается в надпоршневую полость гидроцилиндра 34, что приводит к перемещению шток-поршня 35 вниз вместе с подпружиненной собачкой 26, которая, находясь в зацеплении с храповым колесом 27, поворачивает последнее вместе с барабаном 22. При обратном ходе шток-поршня 35 подпружиненная собачка 26 не препятствует повороту в исходное положение шкворню 25. Возвратно-поступательным перемещением шток-поршня 35 обеспечивают требуемое число оборотов барабана 22 для изготовления изделия.

Этим обеспечивается наматывание закрепленного на нем каната 41 и вытягивание трубной заготовки 43 через очко поворотных калибров 9 и 10 с обжатием его поперечного сечения от исходного диаметра Do до требуемого диаметра d в соответствии с профилем ручьев в этих калибрах.

С тем, чтобы переоформовка исходной трубы в полуфабрикат или в изделие происходила без ее искривления необходимо обеспечить ее перемещение относительно стана поперечно-винтовой прокатки и привода перемещения заготовки 2 с сохранением параллельности оси формообразуемого трубного изделия 43 положению оси перед формообразованием, для чего шаг оси винтового ручья 48 в барабане 22 выполнен равным шагу оси ручьев в поворотных калибрах 9 и 10. Это, а также и то, что трубная заготовка 43 при формообразовании в стане поперечно-винтовой прокатки 1 осуществляется под действием растягивающего усилия со стороны привода перемещения 2 обеспечивает прямолинейность изготавливаемых длинномерных изделий 43. Этому же способствует и то, что концевые участки трубной заготовки 43 при поперечно-винтовой прокатке изделия находятся на опорах 44 с шаровыми катками 45, перемещающимися с формообразуемым изделием 43 по полу 4.

В стане поперечно-винтовой прокатки предусмотрены находящиеся в зацеплении шестерни 12 и 13, которые обеспечивают встречное вращение калибров 9 и 10 без поворота их ручьев друг относительно друга, что обеспечивает высокое качество формообразования изделия.

Выполнение формообразующих ручьев в калибрах 9 и 10 и канатного ручья 48 в барабане 22 позволяет изготавливать длинномерные изделия типа мачт связи длиной до 8-9 м с использованием цилиндрических калибров диаметром до D_k 600-700 мм с 4-5 витками ручьев, что способствует снижению металлоемкости оборудования для изготовления длинномерных изделий. Использование же прокатных станов холодной прокатки труб с одноручьевыми калибрами потребовало бы оборудование с диаметрами поворотных калибров до 3 м, что практически неосуществимо.