Спосіб розкочування гільз

 

Винахід відноситься до обробки металів тиском, а саме до технології розкочування гільзи в многовалкових станах гвинтової прокатки (стан Асселя), і може бути використане при виробництві тонкостінних труб на трубопрокатних агрегатах, оснащених трехвалковими раскатними станами гвинтової прокатки.

Відомий спосіб розкочування гільз на трьохвалковому стані гвинтової прокатки (Ф.А.Данилов, А.З.Глейберг, В.Г.Балакин «Гаряча прокатка труб». М.: Металургія, 1962 р., с.398-408), що включає захоплення гільзи, її редукування по діаметру до повного прилягання до оправці з деяким незначним обтисненням стінки, інтенсивне обтиснення стінки гільзи до значень кінцевої товщини і калібрування стінки і зовнішнього діаметра. При цьому інтенсивне обтиснення стінки гільзи, до 90%, здійснюють коротким, т.зв. гребневим ділянкою, висота якого варіюється залежно від розміру гільз. Основною перевагою способу є можливість виробляти труби з жорсткими допусками за геометричними розмірами: товщині стінки в межах ±6,0% від номінальної товщини стінки і діаметру в межах ±0,5% від номінального розміру діаметра, що в 2-3 рази перевищує точність розмірів труб, одержуваних на інших типах раскЂруб з відношенням діаметра до товщини стінки (D/S) від 4 до 11, є критичним. При відношенні D/S більшому 11 на кінцях труби з'являються трикутні розтруби, при меншому - освіта граненности і захід оправки. Основним недоліком способу є обмеженість сортаменту прокатуваних труб, головним чином по товщині стінки, неможливість прокату труб з середньою товщиною стінки при D/S>11÷20 і тонкостінних труб при D/S>20÷25 і вище.

Відомий спосіб гвинтової прокатки труб на трьохвалковому стані, в якому здійснюють обтиск переднього кінця гільзи гребенем валка на утоненном кінці довгої оправки, не більше висоти гребеня, з розведенням валків на величину не більше висоти гребеня у момент наближення заднього кінця гільзи до гребеня (а. с. СРСР №358041, В21В 19/06, опубл. 03.11.72 р.). Недоліком способу є складність виконання калібрування або профілювання оправки, що задовольняє умовам виробництва широкого сортаменту труб, оскільки оправлення використовується для прокату труб різного сортаменту по товщині, а гільза не фіксується на оправці в одному положенні. Процес зведення та розведення валків при прокатці заднього кінця гільзи пов'язаний з необхідністю докорінної модернізації і автоматизації стану. Крім того, спосіб передбачає на кінцевий обрезью, але велика товщина стінки заднього кінця труби визначає при цьому і більший витратний коефіцієнт металу.

Відомий спосіб розкочування гільз трьохвалковому стані гвинтової прокатки, у якому запропоновано переформувати отримав спотворення в процесі інтенсивної деформації профіль поперечного перерізу труби з тригранного в циліндричний у зоні т.зв. «відновлення», яка являє собою виконану в тілі валка виїмку меншого діаметру, розташовану після зони інтенсивного обтиснення (О.А.Пляцковский, А.А.Спирин, Б.Г.Павловский та ін. «Розширення технологічних можливостей трубопрокатних агрегатів з трехвалковими раскатними станами». «Черметинформация», 1977, №23).

Однак ефект для прокатки задніх кінців труб опинився практично не відчутний, і автори змушені рекомендувати використовувати запропоноване технічне рішення в поєднанні з уже відомим способом використання спеціальної форми оправки і розведення валків в момент проходження заднього кінця труби.

Відомо здійснення прокатки тонкостінних труб в трьохвалковому раскатном стані допомогою комбінування прокатки кінцевих ділянок без оправки з прокаткою основної частини гільзи на оправці. Цю виробництво труб в США». Збірник «Черметинформация», 1974 р., 124 с.).

Цей спосіб складний і також пов'язаний з наявністю підвищених кінцевих відходів.

Найбільш близьким технічним рішенням, прийнятим за прототип, є спосіб розкочування гільз трьохвалковому стані поперечно-гвинтової прокатки, що включає захоплення гільзи, її редукування до повного прилягання до оправці з деяким незначним обтисненням стінки, інтенсивне обтиснення до кінцевої товщини стінки труби, калібрування стінки і зовнішнього діаметра труби (Ф.А.Данилов, А.З.Глейберг, В.Г.Балакин «Гаряча прокатка труб». М.: Металургія, 1962 р., с.398-408).

Основним і істотним недоліком відомого способу є обмеження в сортаменті прокатуваних труб. Метод можна використовувати лише для виробництва товстостінних труб з відношенням D/S менше 11÷11,5. При прокатці відносно тонкостінних труб з D/S більше 10÷11 інтенсивно збільшується поперечна деформація. Якщо в сталому режимі прокатки зростання поперечної деформації обмежує наявність т.зв. «жорсткого» кінця, тобто ділянок гільзи, що знаходяться в даний момент перед гребенем, то при прокатці заднього кінця труби, коли стримуючий фактор відсутній, поперечна прокатка викликає интенсивого розтруба і припинення процесу прокатки.

Технічна задача, розв'язувана винаходом, полягає в усуненні освіти кінцевого розтруба та освоєнні виробництва тонкостінних і, головне, високоточних труб на трубопрокатних агрегатах, оснащених трехвалковими раскатними станами гвинтової прокатки, а також підвищення стійкості валків.

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в способі розкочування гільз на оправці в многовалковом стані поперечно-гвинтової прокатки, що включає захоплення гільзи, її редукування до повного прилягання до оправці з деяким обтисненням стінки, інтенсивне обтиснення до кінцевої товщини стінки труби, калібрування по діаметру і стінці, згідно винаходу інтенсивне обтиснення здійснюють послідовно шляхом розклинення зовнішньої поверхні гільзи в осьовому напрямку, формування на ній щонайменше одного гребеня і його розкочування. Крім того, інтенсивне обтиснення стінки здійснюють у кілька прийомів залежно від ступеня утонения стінки гільзи.

Суть винаходу полягає в тому, що інтенсивне обтиснення стінки гільзи гребневим ділянкою валка здійснюють не повністю до кінцевої товщини стінки, а приблизно наполовину шляхом розклинення зовнішньої поверхні гільзи в оѹ потім розкочують до кінцевої товщини стінки, завершуючи другу половину деформації стінки.

Інтенсивне обтиснення стінки може бути здійснене в кілька прийомів залежно від ступеня утонения стінки гільзи.

Винахід пояснюється кресленнями, де на фіг.1 схематично показаний механізм процесу розкочування гільзи за чинним способом, а на фіг.2 - за пропонованим.

На фіг.1 і 2 в розрізі зображені валок 1 і оправлення 2 стана поперечно-гвинтової прокатки в процесі розкочування гільзи 3.

При здійсненні способу по прототипу (фіг.1) інтенсивну деформацію стінки здійснюють гребневим ділянкою II. Особливістю процесу є те, що гребневим ділянкою здійснюють близько 90% всього обтиснення стінки гільзи. Разом з прилеглим до гребеня ділянкою I редукування гільзи, на якому також здійснюють часткове обтиснення стінки, повне обтиснення гільзи по стінці зосереджена на порівняно короткій ділянці осередку деформації, якими є кінець I ділянки і гребеневої ділянка II. Друга особливість відомого способу полягає в нерозривності контакту металу з валками і оправкою як на ділянці інтенсивного обтиснення стінки II-IV, так і суміжного з ним ділянки редукування I гільзи до посада гільзи на оправку, на якому також осуѰтия зумовлюють дію осьових підпирали сил тертя (показано стрілками), перешкоджають осьовому течією металу і ініціюють поперечну деформацію, особливо в зоні II інтенсивного обтиснення гільзи. Процес розкочування характеризується великими питомими зусиллями металу на прокатний інструмент, особливо в зоні інтенсивного обтиснення гільзи, а також розвитком переважно поперечної деформації, відповідальною за утворення кінцевого розтруба.

У результаті великого обтиснення та інтенсивного розвитку поперечної деформації профіль поперечного перерізу труби на ділянці інтенсивного обтиснення стінки набуває форму, близьку до трикутної (фіг.1, сеч.А-А). Стійкість профілю підтримується наявністю недеформируемого перерізу перед гребенем, що виконує функцію «жорсткого» кінця. Надлишок поперечної деформації на гребневом ділянці супроводжується локальним потовщенням стінки труби від дії внеконтактной деформації (фіг.1, сеч.А-А). Процес розкочування енергоємний з-за циклічно повторюваних операцій утонения стінки в місці контакту і потовщення стінки від внеконтактной деформації. Прокатка заднього кінця труби при відсутності «жорсткого» кінця закінчується інтенсивної поперечної розкочуванням, втратою стійкості профілю з утворенням кінцевого треугольпособе представлений на фіг.2. По-перше, розклинююча дія клинового ділянки II при відсутності підпирали сил тертя на розвантажувальному ділянці III, виконує одночасно функцію формування гребневого профілю, ініціює осьову деформацію і зменшує поперечну. По-друге, приблизно дворазові зменшення обтиснення на клиновом ділянці також сприяють зменшенню поперечної деформації. На наступному деформаційному ділянці IV, в якому здійснюють осадку сформованого на ділянці III гребеня, процес проходить також з переважаючим плином металу в осьовому напрямку, оскільки поперечний переріз гребеня зорієнтоване перпендикулярно до осі прокатки. Тому на обтискних ділянках вогнища деформації, клиновом II і раскатном IV, форма поперечного перерізу гільзи-труби близька до круглої (фіг.2, сеч.А-А).

Термін «гільза-труба» вибраний виходячи з того факту, що в осередку деформації між II і IV ділянками переріз набуває проміжну товщину стінки: по вершині гребеня ще зберігає номінальну товщину стінки гільзи, а по западині вже набуває номінальну товщину стінки труби. При прокатці заднього кінця роль стримуючого фактора або «жорсткого» кінця приймає на себе ділянку гільзи - труби з кільцевим грровождается інтенсивним перебігом металу в осьовому напрямку, причому тим сильніше, чим тонше стінка труби. Ці ж особливості і відмінності дозволяють виготовляти тонкостінні труби шляхом дворазового або багаторазового повторення операцій розклинення і розкочування гребенів в осередку деформації, тобто здійснювати багатоступеневий процес розкочування гільзи, що не представляється можливим у відомому способі. Кількість ступенів деформації лімітується довжиною бочки валка.

Таким чином, механізм деформування гільзи в запропонованому способі забезпечує реальні умови для виключення утворення кінцевого розтруба і прокатки тонкостінних і одночасно високоточних труб на прокатних агрегатах, оснащених трехвалковими раскатними станами гвинтової прокатки. Крім цього, запропонований спосіб прокатки дозволить:

- зменшити витратний коефіцієнт металу,

- знизити зусилля металу на прокатний інструмент,

- підвищити експлуатаційну стійкість валків і оправок раскатного трехвалкового стану за рахунок зниження питомих зусиль на інструмент,

- поліпшити якість поверхні труб за рахунок зменшення гвинтового сліду і порізів на внутрішній поверхні труб,

- стабілізувати технологію операції розкочування і подальшого редуцированЋ розміром 76×5,5 мм (D/S=14,3) з гільзи розміром 102×15 мм, прошитою з заготовки діаметром 105 мм. Настроювальні параметри прошивного стана були наступними:

відстань між валкамиb=86 мм
відстань між лінійкамиа=102 мм
діаметр оправкиdпро=66 мм
довжина оправкиlпро=148 мм
висунення оправки за пережимЗ=94 мм
обтиснення у перетисканняUж=17,8%
розмір гільзи102×15 мм
коефіцієнт витяжкиμ=2,13

Отриману гільзу розкочують в трьохвалковому стані гвинтової прокатки в трубу розміром 76×5,5 мм.

Конструктивні розміри функціональних ділянок валка, а також настроювальні параметри трехвалкового стану складали:

кут вихідного конусаα=2°30'
довжина вихідного конусаl1=110 мм
висота клинаhдо=8 мм
ширина клина у заснуваннядо=24 м
діаметр опрleft">довжина бочки валкаLб=260 мм
коефіцієнт витяжкиμ=3,38

В процесі розклинення у вільній зоні формувався гребінь висотою 8 мм і шириною підстави 24 мм, який потім повністю розкочувався до кінцевої товщини стінки труби 5,5 мм. Кінцеві розтруби були відсутні. Якість поверхні труб задовільний. При розкочуванні гільзи в валках діючої калібрування процес припинявся з-за втрати стійкості профілю в калібрі і освіти трикутного розтруба на кінці труби.

Використання запропонованого технічного рішення забезпечує реальну можливість освоєння виробництва високоточних тонкостінних труб з співвідношенням D/S більше 11 на трубопрокатних агрегатах, оснащених раскатними трехвалковими станами, а також зниження енергосилових параметрів процесу розкочування, підвищення стійкості прокатного інструменту і поліпшення якості поверхні труб.

1. Спосіб розкочування гільз на оправці в многовалковом стані поперечно-гвинтової прокатки, що включає захоплення гільзи, її редукування до повного прилягання до оправці з деяким обтисненням стінки, інтенсивне обтиснення до кінцевої товщини стінки труби, ка� ділянкою валка на половину кінцевої товщини стінки шляхом розклинення зовнішньої поверхні гільзи в осьовому напрямку і формування на ній щонайменше одного хвилеподібного гребеня, який розкачують до кінцевої товщини стінки на подальшому деформаційному ділянці.

2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що інтенсивне обтиснення стінки здійснюють у кілька прийомів залежно від ступеня утонения стінки гільзи.



 

Схожі патенти:

Пристрій для виправлення круглої труби

Винахід відноситься до обробки металів тиском, зокрема для зменшення діаметру, забезпечення круглості або випрямлення труби шляхом прокатки

Спосіб гвинтової прокатки ребристих труб та валки для його здійснення

Винахід відноситься до області обробки металів тиском і стосується технології отримання ребристих труб поперечно-гвинтової прокаткою і може бути використане на трехвалкових станах

Спосіб розкочування деталей

Винахід відноситься до машинобудування, а саме до холодної розкочуванні деталей типу тіл обертання, призначеної для надання їм заданої геометричної форми і розмірів

Спосіб гвинтовий розкочування труб

Винахід відноситься до трубопрокатному виробництва, точніше до гвинтовий розкочування труб
Винахід відноситься до трубопрокатному виробництва та може бути використане при виробництві безшовних гарячекатаних труб гвинтовою прокаткою

Технологічний інструмент стану гвинтової прокатки

Винахід відноситься до трубопрокатному виробництва і стосується інструменту стану гвинтової прокатки

Технологічний інструмент трехвалкового стану

Винахід відноситься до трубопрокатному виробництва і призначене для виготовлення тонкостінних труб в широкому діапазоні вшгтовой прокаткою

Спосіб поперечно-гвинтової элонгирования

Винахід відноситься до області обробки металів тиском і може бути використане на современньж установках, до складу яких входять прошивні преси та стани-элонгатори

Спосіб виготовлення кільцевих виробів

Винахід відноситься до прокатного виробництва, до способів прокатки кілець з смуги
Up!