универсальная клеть для профилирования труб

Формула изобретения

Универсальная клеть для профилирования труб, содержащая валки с бочками, образующими замкнутый калибр, оси которых расположены в одной диаметральной плоскости и установлены в подушках-опорах с возможностью изменения площади сечения калибра, а горизонтальные валки выполнены приводными, отличающаяся тем, что клеть содержит два горизонтальных валка с коническими бочками и один вертикальный валок с цилиндрической бочкой, ось которого установлена в горизонтальных элементах С-образной опоры, образующие калибр с сечением в виде равностороннего треугольника, при этом нижний горизонтальный валок выполнен с жестко закрепленной осью, а верхний и вертикальный валки - с возможностью перемещения в упомянутой диаметральной плоскости по горизонтали и вертикали.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для обработки металлов давлением и может быть использовано для производства профильных труб.

Такие трубы, имеющие квадратное, прямоугольное, треугольное и др. формы поперечного сечения, изготавливают либо на трубоформовочных станах путем последовательной формовки исходной плоской заготовки, либо переформовкой круглого сечения в требуемое. В обоих случаях применяются клети различной конструкции, аналогичные рабочим клетям прокатных станов. Типы и схемы таких клетей описаны, например, в книге А.А.Королева «Механическое оборудование прокатных и трубных цехов», М., «Металлургия», 1987, с.52-54.

Как правило, в качестве чистовых клетей при формовке профильных труб используются универсальные клети, содержащие две пары горизонтальных и вертикальных валков, из которых приводными обычно являются горизонтальные.

Известна универсальная клеть профилегибочного стана, содержащая горизонтальные и вертикальные валки, установленные в одной вертикальной плоскости в двух кассетах, перемещаемых с помощью специальных винтов (см. книгу под ред. И.С.Тришевского «Производство гнутых профилей (оборудование и технология)», М., «Металлургия», 1982, с.102-103).

Недостатком такой клети является необходимость перевалки (смены) валков при переходе на новый профилеразмер, что повышает расход валков и затраты на производство.

Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является универсальная четырехвалковая клеть для профилирования труб по пат. РФ №2201825, кл. В 21 С 37/08, опубл. в БИ №10, 2003 г.

Эта клеть содержит валки с бочками, образующими замкнутый калибр, оси которых расположены в одной диаметральной плоскости и установлены в подушка-опорах с возможностью изменения площади сечения калибра, а горизонтальные валки выполнены приводными, и характеризуется тем, что подушки размещены в четырех Г-образных опорах, скрепленных двумя кольцам на входе и выходе из клети, причем диаметр всех четырех валков одинаков и равен (3,2...4,0)dт, где dт - диаметр исходной круглой трубы-заготовки.

Однако клеть такой конструкции неприемлема для формовки профильных труб с треугольным поперечным сечением.

Технической задачей настоящего изобретения является расширение сортамента профильных труб, изготавливаемых из круглых труб-заготовок.

Для решения этой задачи универсальная клеть, содержащая валки с бочками, образующими замкнутый калибр, оси которых расположены в одной диаметральной плоскости и установлены в подушках-опорах с возможностью изменения площади сечения калибра, а горизонтальные валки выполнены приводными, содержит два горизонтальных валка с коническими бочками и один вертикальный валок с цилиндрической бочкой, которые образуют калибр с сечением в виде равностороннего треугольника; при этом нижний горизонтальный валок может быть выполнен с жестко закрепленной осью, верхний и вертикальный валки - с возможностью перемещения в упомянутой диаметральной плоскости по горизонтали и вертикали, а опора вертикального валка - выполненной С-образной, в горизонтальных элементах которой закреплена ось этого валка.

Сущность заявляемого технического решения заключается в изменении конструкции известной универсальной клети, что делает возможным изготовление с ее помощью треугольных профильных труб из круглых. Такие трубы имеют большую жесткость (несущую способность), чем круглые и квадратные (прямоугольные) трубы при одинаковом расходе металла на их изготовление.

Предлагаемая универсальная клеть схематически показана на чертеже.

Нижний 1 и верхний 2 горизонтальные валки установлены на подшипниках качения в соответствующих подушках-опорах 3, размещенных в левой (на фиг.1) станине 4 клети. Оси этих валков через муфты 5 соединены с приводом (не показан). Бочки 6 горизонтальных валков - конические. Перемещение верхнего из этих валков осуществляется вертикальным 7 и горизонтальным 8 нажимными винтами.

Вертикальный валок 9 с цилиндрической бочкой установлен также на подшипниках качения в горизонтальных элементах (щековинах) 10 С-образной опоры 11, размещенной в правой станине 12 клети. Перемещение этого валка по горизонтали и вертикали осуществляется, соответственно, нажимными винтами 13 и 14.

Обе станины клети крепятся к ее основанию - плитовине 15.

Клеть работает следующим образом.

Формуемая круглая труба-заготовка под действием валков, образующих калибр, принимает требуемую форму сечения. При необходимости перехода на треугольное сечение новых размеров осуществляют перемещение верхнего валка 2 влево и вниз, а вертикального валка 9 влево и вверх (при уменьшении сечения) или перемещают валок 2 вправо и вверх, а валок 9 вправо и вниз (при увеличении сечения).

После закрепления нажимных винтов начинают формовку сечения новых размеров.

Принципиально профилирование требуемых труб можно осуществлять в трехвалковой клети, валки которой имеют оси, расположенные друг к другу под углом 60° (для сечения в виде равностороннего треугольника). Однако такое исполнение клети значительно усложнит ее привод, в особенности, с учетом необходимого перемещения валков в двух направлениях.

Опытную проверку заявляемой клети осуществляли в ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». С этой целью в двух клетях, показанных на чертеже и последовательно установленных за трубоэлектросварочным станом, из круглых труб-заготовок диаметром от 40 до 120 мм с толщиной стенок 1...4 мм формовали профильные треугольные трубы разных размеров с сечением в виде равностороннего треугольника. Материал труб - стали с пределом прочности б_в 550 МПа.

При опытном профилировании до 99,5% полученных треугольных труб соответствовали всем требованиям по их качеству и геометрии.

Универсальная четырехвалковая клеть, выбранная в качестве ближайшего аналога (см. выше), в этих опытах не использовалась ввиду невозможности получения с ее помощью профильных треугольных труб.

Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для выполнения поставленной задачи и его преимущество перед известным устройством.

По данным технико-экономических исследований, проведенных в Центральной лаборатории контроля ОАО «ММК», использование предлагаемой клети позволит расширить сортамент профильных труб, изготавливаемых на комбинате. При этом использование треугольных труб взамен круглых и квадратных, например, в строительстве позволит уменьшить расход металла не менее чем на 15%.

Пример конкретного выполнения

Универсальная трехвалковая клеть для профилирования труб с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника выполнена в соответствии со схемой, приведенной на чертеже.

В качестве заготовки используются круглые трубы из рядовых и конструкционных марок стали с б_в 550 МПа диаметром от 40 до 120 мм и толщиной стенок 1...4 мм.

Горизонтальные приводные валки клети выполнены с бочками, имеющими диаметры d=300 и D=440 мм. Холостой валок - с цилиндрической бочкой диаметром d=350 мм и длиной l=140 мм.

Привод валков - от электродвигателя мощностью 15 кВт; скорость профилирования (максимальная) - 0,5 м/с.