ПРОШИВНОЙ СТАН ПОПЕРЕЧНО-ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ Российский патент 2006 года по МПК B21B13/00 B21B19/02 B21B31/00 

Описание патента на изобретение RU2280517C2

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.

Похожие патенты RU2280517C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИЛЬЗ 2010
  • Тартаковский Борис Игоревич
RU2438810C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА БЕСШОВНЫХ ТОНКОСТЕННЫХ ТРУБ 2009
  • Тартаковский Борис Игоревич
  • Фадеев Михаил Михайлович
  • Ананян Владимир Виллиевич
  • Ширяев Владимир Кузьмич
  • Журавлёв Владимир Михайлович
  • Пермяков Игорь Львович
  • Лясковский Андрей Анатольевич
RU2402392C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИЛЬЗ 2003
  • Фролочкин В.В.
  • Кузнецов В.Ю.
  • Марченко К.Л.
  • Романцев Б.А.
  • Ширяев В.К.
  • Харитонов Е.А.
  • Галкин С.П.
  • Багаев Н.Ф.
  • Поляков К.А.
  • Фадеев М.М.
  • Сейдалиев Брекеш
RU2245751C1
Валок прошивного стана 2023
  • Бушин Роман Олегович
  • Пятков Владимир Леонидович
  • Панасенко Олег Александрович
  • Пьянков Алексей Григорьевич
  • Терешин Александр Викторович
  • Блаженец Николай Юрьевич
RU2812165C1
Технологический инструментпРОшиВНОгО КОСОВАлКОВОгО CTAHA 1979
  • Потапов Иван Николаевич
  • Харитонов Евгений Анатольевич
  • Ахмедшин Рауф Исламович
  • Доровских Михаил Алексеевич
  • Селезнев Владимир Алексеевич
SU804021A1
Способ винтовой прошивки в четырехвалковом стане 2021
  • Онучин Александр Борисович
  • Романцев Борис Алексеевич
  • Гончарук Александр Васильевич
  • Гамин Юрий Владимирович
RU2759820C1
Технологический инструмент прошивного косовалкового стана 1978
  • Потапов Иван Николаевич
  • Полухин Петр Иванович
  • Харитонов Евгений Анатольевич
  • Зимин Владимир Яковлевич
  • Гаврилов Анатолий Константинович
SU749469A1
Способ настройки стана винтовой прокатки 1983
  • Гетия Игорь Георгиевич
  • Осадчий Владимир Яковлевич
  • Шумилин Владимир Константинович
  • Левшунов Михаил Александрович
  • Белорусов Алексей Юрьевич
  • Славин Виктор Борисович
  • Дервоед Эдуард Адамович
  • Поповцев Юрий Александрович
  • Биск Матвей Борисович
  • Каспирович Георгий Александрович
  • Жуков Александр Иванович
SU1121073A1
СПОСОБ ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ 2006
  • Галкин Сергей Павлович
  • Гончарук Александр Васильевич
  • Романцев Борис Алексеевич
RU2315671C1
СПОСОБ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ БЕСШОВНЫХ ТОНКОСТЕННЫХ ТРУБ 2008
  • Тартаковский Борис Игоревич
  • Марченко Леонид Григорьевич
  • Фадеев Михаил Михайлович
  • Ананян Владимир Виллиевич
  • Журавлёв Владимир Михайлович
  • Пермяков Игорь Львович
  • Лясковский Андрей Анатольевич
RU2368440C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 280 517 C2

Реферат патента 2006 года ПРОШИВНОЙ СТАН ПОПЕРЕЧНО-ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ

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.

Формула изобретения RU 2 280 517 C2

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.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2280517C2

DE 1946463 А 18.03.1971
DE 1961092 A 29.07.1971
US 2958244 A 01.11.1960
Рабочая клеть стана поперечно- винтовой прокатки 1979
  • Тартаковский Игорь Константинович
  • Тартаковский Борис Игорьевич
  • Полухин Петр Иванович
  • Осадчий Владимир Яковлевич
  • Потапов Иван Николаевич
  • Финагин Петр Михайлович
  • Ермолаев Павел Иванович
  • Гетия Игорь Георгиевич
SU780914A1
Установка для непрерывной горячей прокатки без вращения гильз в бесшовные трубы 1977
  • Эрих Бретшнайдер
SU1041021A3
SU 1593019 A1 20.05.1999
RU 98122295 A 10.10.2000.

RU 2 280 517 C2

Авторы

Тартаковский Игорь Константинович

Тартаковский Борис Игоревич

Осадчий Владимир Яковлевич

Чикалов Сергей Геннадьевич

Зарудный Владимир Семенович

Тазетдинов Валентин Иреклеевич

Бедняков Владимир Владимирович

Рассказов Владимир Владимирович

Бородин Виктор Григорьевич

Финкельберг Дмитрий Давидович

Даты

2006-07-27Публикация

2004-07-12Подача