прошивной стан поперечно-винтовой прокатки
Классы МПК: | B21B13/00 Клети прокатных станов; валки и вспомогательные устройства B21B19/02 с осями валков, расположенными под некоторым углом к оси изделий, например косая прокатка труб B21B31/00 Конструкция клетей прокатных станов; установка, регулирование или смена валков, опор валков и станин |
Автор(ы): | Тартаковский Игорь Константинович (RU), Тартаковский Борис Игоревич (RU), Осадчий Владимир Яковлевич (RU), Чикалов Сергей Геннадьевич (RU), Зарудный Владимир Семенович (RU), Тазетдинов Валентин Иреклеевич (RU), Бедняков Владимир Владимирович (RU), Рассказов Владимир Владимирович (RU), Бородин Виктор Григорьевич (RU), Финкельберг Дмитрий Давидович (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Электростальский завод тяжелого машиностроения" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2004-07-12 публикация патента:
27.07.2006 |
Изобретение относится трубопрокатному производству, в частности к прошивным станам поперечно-винтовой прокатки. Прошивной стан поперечно-винтовой прокатки содержит рабочую клеть с одним бочковидным верхним валком и двумя бочковидными нижними валками, оси симметрии которых смещены в вертикальной плоскости относительно оси прокатки, и привод вращения нижних валков, верхний валок снабжен приводом, расположенным с противоположной от привода нижних валков стороны рабочей клети, при этом радиус пережима верхнего валка определен по формуле ,
где Rx - радиус пережима верхнего валка, Rв - радиус пережима нижнего валка, Rз - радиус прошиваемой заготовки, h=0-200 мм - величина смещения оси симметрии нижних валков относительно оси прокатки по радиусу пережима. Изобретение обеспечивает улучшение захвата заготовки валками и повышение качества прошиваемых гильз. 4 ил.
![прошивной стан поперечно-винтовой прокатки, патент № 2280517](/images/patents/188/2280517/2280517-2.jpg)
![прошивной стан поперечно-винтовой прокатки, патент № 2280517](/images/patents/188/2280517/2280517-5.jpg)
![прошивной стан поперечно-винтовой прокатки, патент № 2280517](/images/patents/188/2280517/2280517-6.jpg)
![прошивной стан поперечно-винтовой прокатки, патент № 2280517](/images/patents/188/2280517/2280517-7.jpg)
Формула изобретения
Прошивной стан поперечно-винтовой прокатки, содержащий рабочую клеть с одним бочковидным верхним валком и двумя бочковидными нижними валками, оси симметрии которых смещены в вертикальной плоскости относительно оси прокатки, и привод вращения нижних валков, отличающийся тем, что верхний валок снабжен приводом, расположенным с противоположной от привода нижних валков стороны рабочей клети, при этом радиус пережима верхнего валка определен по формуле
где Rx - радиус пережима верхнего валка;
Rв - радиус пережима нижнего валка;
Rз - радиус прошиваемой заготовки;
h=0-200 мм - величина смещения оси симметрии нижних валков относительно оси прокатки по радиусу пережима.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к трубопрокатному производству, а точнее к прошивным станам поперечно-винтовой прокатки.
В настоящее время на всех трубопрокатных агрегатах страны и за рубежом для получения гильз распространены два типа станов: двухвалковые прошивные станы и трехвалковые прошивные станы.
Главным критерием применения того или иного типа стана является качество прошиваемых гильз по геометрии, наличию внутренних и наружных плен, разностенности и точности размеров по диаметру, криволинейности и т.д.
Главным преимуществом двухвалкового прошивного стана является сравнительно низкая разностенность гильз, недостатком - наличие плен на их внутренней поверхности.
Главным достоинством трехвалкового прошивного стана является отсутствие плен на внутренней поверхности гильз, недостаток - повышенная разностенность.
Задача данного изобретения - использование преимуществ обоих типов стана и ликвидация их недостатков.
Известен прошивной стан поперечно-винтовой прокатки, содержащий рабочую клеть с двумя рабочими валками и привод вращения валков (В.Я.Осадчий, А.С.Вавилин и др. Технология и оборудование трубного производства. Учебник для вузов. М.: «Интернет Инжиниринг», 2001 г., с.75-82).
Особенность напряженно-деформированного состояния на входном конусе очага деформации двухвалковых станов определяет возможность разрушения металла в сечениях до носка оправки, что и приводит к образованию дефектов, а именно к появлению плен на внутренней поверхности гильз.
Более благоприятные условия для прошивки возможны на станах, где имеет место нагружение не в двух, а в трех точках по периметру заготовки.
Известен стан поперечно-винтовой прокатки, содержащий рабочую клеть с тремя валками, симметрично расположенными (под углом 120°) относительно оси прокатки, и групповой привод вращения валков (авт. свид. СССР №780914, В 21 В 19/02, заявл. 21.02.79 г., опубл. 23.11.80 г.).
В трехвалковых прошивных станах поперечно-винтовой прокатки допускается любое обжатие перед носком оправки без разрыхления в центре заготовки, уменьшается склонность к образованию внутренних плен и увеличивается коэффициент осевого скольжения. Однако, так как процесс прошивки в трех валках отличается высокими требованиями к сочетаниям параметров, то трехвалковые прошивные станы применяют для ограниченного сортамента исходной заготовки и при этом не исключается разностенность гильз. Кроме того, в трехвалковых станах с симметричным очагом деформации сложно применить индивидуальный привод - более мобильный, надежный и экономичный.
Из известных прошивных станов поперечно-винтовой прокатки наиболее близким по технической сущности является прошивной стан, содержащий рабочую клеть с имеющими одинаковую форму и длину одним верхним и двумя нижними валками, оси симметрии которых смещены в вертикальной плоскости относительно оси прокатки, и привод вращения нижних валков (патент ФРГ №1946463, В 21 В 31/08, заявл. 13.09.69 г., опубл. 5.01.78 г.).
Верхний валок, неприводной, является направляющим. Два нижних валка - рабочие.
При таком расположении валков процесс прокатки ведут со смещением оси заготовки относительно оси стана. Смещение оси заготовки благоприятно сказывается на распределении напряжений в поперечном сечении заготовки, уменьшает вероятность разрушения металла (образование полости) перед носком оправки и образования дефектов на гильзах и трубах (плены, разностенность).
Недостаток известной конструкции прошивного стана поперечно-винтовой прокатки заключается в том, что наличие холостого верхнего валка ухудшает условия захвата из-за необходимости дополнительных усилий на раскручивание этого валка, имеющего значительный момент инерции. Именно это обстоятельство и возникающие при неприводном валке реактивные силы трения, направленные в сторону, противоположную усилиям прокатки, препятствуют надежному захвату заготовки.
Другим недостатком этого прошивного стана является невозможность прокатки тонкостенных гильз, так как необходимым условием для этого должен быть минимальный зазор между нижними валками и верхним валком при прокатке всего тонкостенного сортамента гильз.
Это, в свою очередь, возможно только при условии соблюдения определенных соотношений между основными конструктивными параметрами очага деформации.
Задача настоящего изобретения состоит в создании прошивного стана, позволяющего улучшить условия захвата заготовки валками и повысить качество прошиваемых гильз.
Поставленная задача достигается тем, что в прошивном стане, содержащем рабочую клеть с одним бочковидным верхним валком и двумя бочковидными нижними валками, оси симметрии которых смещены в вертикальной плоскости относительно оси прокатки, и привод вращения нижних валков, согласно изобретению, верхний валок снабжен приводом, расположенным с противоположной от привода нижних валков стороны рабочей клети, при этом радиус пережима верхнего валка определен по формуле
где Rx - радиус пережима верхнего валка,
Rв - радиус пережима нижнего валка,
Rз - радиус прошиваемой заготовки,
h=0-200 мм - величина смещения оси симметрии нижних валков относительно оси прокатки по радиусу пережима.
Такое конструктивное выполнение прошивного стана поперечно-винтовой прокатки позволяет, с одной стороны, улучшить условия захвата, а, с другой стороны, уменьшить разностенность гильз и качество их внутренней поверхности благодаря более благоприятной схеме напряженного состояния при наличии трех приводных валков, расположенных асимметрично относительно оси прокатки, в результате которой используются преимущества всестороннего сжатия заготовки тремя валками и всестороннего растяжения двумя нижними валками, как в двухвалковом стане.
Экспериментами установлено, что при использовании верхнего валка с радиусом пережима, рассчитанным по предложенной формуле, обеспечивается его контакт с нижними валками с минимальным зазором, в результате чего становится возможной получение прошивкой тонкостенных гильз без появления дефектов на их поверхности.
Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на чертежи, на которых:
на фиг.1 изображен прошивной стан поперечно-винтовой прокатки, общий вид сверху;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
на фиг.3 - вид Б на фиг.2;
на фиг.4 - схема расположения валков по радиусу пережима.
Прошивной стан поперечно-винтовой прокатки состоит из рабочей клети 1 и привода вращения валков рабочей клети.
Рабочая клеть 1 содержит станину 2, на которой в горизонтально расположенных барабанах 3 и 4 смонтированы нижние бочковидные валки 5 с возможностью изменения положения оси их симметрии как в горизонтальной, так и вертикальной плоскостях, на угол подачи с помощью известных механизмов. Верхний бочковидный валок 6 расположен в барабане 7, смонтированном в откидной крышке 8 с возможностью изменения положения оси симметрии валка 6 в вертикальной плоскости и на угол подачи известными механизмами.
Изменяя положение валков 5 и 6, ось прошивки может быть смещена вверх или вниз относительно оси симметрии стана.
Два нижних валка 5 и верхний валок 6 имеют одинаковую форму и длину.
Радиус Rx пережима верхнего валка 6 определен по формуле
где Rx - радиус пережима верхнего валка,
Rв - радиус пережима нижнего валка,
Rз - радиус прошиваемой заготовки,
h=0-200 мм - величина смещения оси симметрии нижних валков относительно оси прокатки.
Нижние валки 5 через шпиндели 9, расположенные на входной стороне стана, связаны через редуктор 10 с электродвигателем 11. Возможно также применение индивидуального привода для каждого нижнего валка 5.
Верхний валок 6 через шпиндель 12, расположенный на выходной стороне стана, связан с редуктором 13 и электродвигателем 14.
При прошивке заготовки на прошивном стане поперечно-винтовой прокатки основное движение и формоизменение металла происходит под действием сил трения поверхности металла с валками в очаге деформации, образованном двумя нижними валками 5 и одним верхним валком 6, со смещением оси прошивки относительно оси симметрии стана. Заготовка подается в очаг деформации любым известным способом и прошивается.
Смещение оси прошивки относительно оси симметрии стана создает благоприятную схему напряженно-деформированного состояния металла заготовки, при этом минимальный зазор в зоне контакта валков исключает искажение наружной поверхности металла, что особенно важно при получении тонкостенных гильз.
Предложенный прошивной стан поперечно-винтовой прокатки по сравнению с известными позволяет улучшить условия захвата заготовки, повысить качество гильз.
Класс B21B13/00 Клети прокатных станов; валки и вспомогательные устройства
Класс B21B19/02 с осями валков, расположенными под некоторым углом к оси изделий, например косая прокатка труб
Класс B21B31/00 Конструкция клетей прокатных станов; установка, регулирование или смена валков, опор валков и станин