ОПРАВОЧНЫЙ УЗЕЛ СТАНА ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ Российский патент 2013 года по МПК B21B25/04 

Описание патента на изобретение RU2497613C1

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к трубопрокатному производству, и может быть использовано при прошивке заготовок на станах винтовой прокатки с охлаждаемыми оправками.

Известна водоохлаждаемая оправка прошивного стана (патент РФ №2388557, B21B 25/00, опубл. 27.12.2009), имеющая переменный профиль с радиальными или наклонными отверстиями, равномерно расположенными по окружности задней части оправки. Количество отверстий и их диаметр выбраны из условия, что суммарная площадь их сечений не превышает площадь внутреннего сечения трубы, подводящей охлаждающую жидкость внутрь оправки. Недостатком такой конструкции является то, что при прошивке заготовок из труднодеформируемых и коррозионностойких сталей охлаждающая жидкость попадает на внутреннюю поверхность гильзы, что ведет к интенсивному окислению горячего металла, образованию в дальнейшем плен на внутренней поверхности гильзы и получению бракованной продукции.

Известна водоохлаждаемая оправка без отверстий для отвода воды и пара в носовой части (патент РФ №2423194, B21B 25/04, опубл. 10.07.2011). Водоохлаждаемая оправка установлена на полом стержне, включающем подводящую трубку, размещенную с кольцевым зазором. Для улучшения циркуляционного охлаждения оправки внутри подводящей трубки с зазором установлена коническая пробка с эксцентриситетом. Недостатком известной конструкции является недостаточное охлаждение оправки и неполное устранение «паровой рубашки». Кроме того, охлаждение оправки происходит преимущественно в зоне с максимальной скоростью охлаждающей жидкости, что приводит к неравномерному износу оправки (в области с максимальной скоростью охлаждения износ меньше, чем на остальных участках оправки).

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является полая оправка, охлаждаемая изнутри водой, подаваемой через стержень с подводящей трубкой и свободно вставляемым в нее телескопическим патрубком (Кауфман. М.М. Прошивка заготовок с применением водоохлаждаемых оправок / М.М. Кауфман. // Сталь - 1958 г. - №2, с.144-151). Под действием высокого давления воды патрубок выдвигается из подводящей трубки и своим вырезанным торцом прижимается к носовой части оправки, при этом сохраняется постоянный зазор для выхода воды в полость оправки. В такой конструкции охлаждающая жидкость после контакта с поверхностью полости оправки отводится через кольцевой зазор между подводящей трубкой и стержнем.

Недостатком известной конструкции является отсутствие возможности перемещения телескопического патрубка при замене оправки, из-за чего при смене оправки возможно повреждение целостности конструкции (поломка телескопического патрубка и водоподводящей трубы). Кроме того, данная конструкция может быть использована только при давлении воды в справочном узле более 20 атм, что исключает возможность ее применения на прошивных станах лабораторного типа или на опытно-промышленном прошивном стане.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в увеличении стойкости оправок, предотвращении повреждения внутренней конструкции справочного узла при смене оправки и повышении качества внутренней поверхности прокатываемых гильз.

Поставленная задача решается за счет того, что в справочном узле стана винтовой прокатки, содержащем охлаждаемую оправку с несквозной внутренней поверхностью, установленную на полом наконечнике, который зафиксирован на полом стержне, снабженном размещенной внутри него подводящей трубкой и свободно вставляемым в нее телескопическим патрубком, согласно изобретению, на торце подводящей трубки, обращенном к оправке, жестко закреплен фланец, на концах телескопического патрубка жестко зафиксированы ограничивающие элементы, а в зазоре между подводящей трубкой и телескопическим патрубком размещена пружина сжатия. Кроме того, ограничивающий элемент, зафиксированный на конце телескопического патрубка, обращенном к оправке, выполнен в виде стопорного кольца, а зафиксированный на другом конце патрубка - в виде упорной шайбы.

В предлагаемом справочном узле охлаждающая среда, поступающая по подводящей трубке, за счет оказываемого давления на ограничивающий элемент, например упорную шайбу, зафиксированную на телескопическом патрубке, ограниченно перемещает телескопический патрубок. Телескопический патрубок выдвигается на требуемую глубину так, чтобы его торец не доходил до края внутренней поверхности оправки. В таком положении подаваемая жидкость устраняет образовавшуюся «паровую рубашку» и эффективно охлаждает оправку по всему внутреннему профилю, тем самым снижает температуру наружной поверхности оправки и повышает ее износостойкость.

Для предотвращения поломки подводящей трубки и телескопического патрубка при смене оправок на справочном узле (при условии отсутствия давления в подводящей трубке) торец телескопического патрубка должен находиться строго в теле наконечника.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен справочный узел при отсутствии в нем охлаждающей среды, на фиг.2 - вид А на фиг.1, на фиг.3 - справочный узел при наличии в нем охлаждающей среды.

Справочный узел стана винтовой прокатки содержит полую оправку 1 с несквозной внутренней поверхностью 2, полый наконечник 3, соединенный с оправкой, например, через конические поверхности, и расположенную в полости наконечника подводящую трубку 4 для подвода охлаждающей среды, телескопический патрубок 5, расположенный коаксиально в подводящей трубке. На торце подводящей трубки, обращенном к оправке, жестко закреплен фланец 6. На конце телескопического патрубка, обращенном к оправке, жестко зафиксировано, например, стопорное кольцо 7, а на другом конце - упорная шайба 8. В зазоре между телескопическим патрубком и подводящей трубкой размещена пружина сжатия 9.

Предлагаемый справочный узел стана винтовой прокатки работает следующим образом. В процессе прокатки через расположенную в полом наконечнике 3 подводящую трубку 4 подают охлаждающую среду, например воду, которая действует на упорную шайбу 8. Под действием возникающего давления на упорную шайбу 8, жестко зафиксированную на конце телескопического патрубка 5, патрубок перемещается в направлении движения воды. Максимальное перемещение ограничено полным сжатием пружины 9. Вода транспортируется через телескопический патрубок 5 и охлаждает внутреннюю поверхность оправки 1. Затем вода проходит через кольцевой зазор, образованный наконечником 3 и подводящей трубкой 4. Наличие телескопического патрубка 5 способствует непосредственному контакту поступающих объемов воды с внутренней поверхностью оправки 1, тем самым не допускает образования «паровой рубашки». В результате снижается разогрев оправки, повышается ее стойкость. При прекращении подачи охлаждающей среды в подводящую трубку 4, пружина 9 возвращает телескопический патрубок 5 с упорной шайбой 8 в исходное положение, регулируемое стопорным кольцом 7, которое упирается во фланец 6. Поскольку при отсутствии давления воды основные элементы справочного узла, такие как: телескопический патрубок 5, подводящая трубка 4, упорная шайба 8, пружина 9, фланец 6 и стопорное кольцо 7, не выходят за границу наконечника 3 со стороны оправки 1, то при смене оправки внутренняя поверхность последней не повредит элементы конструкции, тем самым обеспечивая целостность конструкции.

Предлагаемая конструкция справочного узла была опробована при прошивке гильз на стане винтовой прокатки ТПА «140». Прокатывали заготовки диаметром 156 мм и длиной 2000 мм из стали 09Г2С в гильзы размерами 167×11,8 мм при температуре нагрева заготовки 1230-1240°С.

Угол подачи составлял 10°, число оборотов валков - 100 об/мин, расстояние между валками в пережиме составляло 140 мм, между линейками - 155 мм, давление воды в системе охлаждения составляло 4 атмосферы. Затем полученные гильзы прокатывали в трубы размерами 168×11,5 мм.

Было прокатано 135 труб, при этом расход оправок в опытной партии оказался в 1,3 раза меньше, чем при действующей технологии с использованием справочного узла известной конструкции.

При осмотре труб плен и подрезов на внутренней поверхности не обнаружено.

Реализация справочного узла предлагаемой конструкции позволяет повысить стойкость оправок стана винтовой прокатки, увеличить его производительность, улучшить качество внутренней поверхности гильз по сравнению с достигнутым при использовании штатного инструмента. Кроме того, использование справочного узла не требует изменения технологии прошивки гильз и оборудования прошивного стана, предотвращает повреждение внутренней конструкции справочного узла при смене оправки, позволяет снизить температуру оправок и внутренней поверхности гильз до оптимального диапазона. А также обеспечивает снижение себестоимости продукции за счет уменьшения количества оправок одного типоразмера.

Похожие патенты RU2497613C1

название год авторы номер документа
ОПРАВОЧНЫЙ УЗЕЛ СТАНА ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ 2011
  • Ширяев Владимир Кузьмич
  • Ананян Владимир Виллиевич
  • Тыщук Игорь Николаевич
  • Выдрин Александр Владимирович
  • Звонарёв Дмитрий Юрьевич
RU2477186C2
Оправочный узел стана винтовой прокатки 2017
  • Топоров Владимир Алексеевич
  • Пьянков Борис Григорьевич
  • Панасенко Олег Александрович
  • Терешин Александр Викторович
  • Пьянков Константин Павлович
  • Блаженец Николай Юрьевич
RU2650218C1
ОПРАВОЧНЫЙ УЗЕЛ СТАНА ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ 2008
  • Алещенко Александр Сергеевич
  • Романцев Борис Алексеевич
  • Гончарук Александр Васильевич
  • Поляков Константин Андреевич
  • Ананян Владимир Вильевич
  • Лубе Иван Игоревич
RU2354468C1
ВОДООХЛАЖДАЕМАЯ ОПРАВКА И СТЕРЖЕНЬ ПРОШИВНОГО СТАНА 2009
  • Вавилкин Николай Михайлович
  • Бодров Даниил Валерьевич
RU2423194C2
ОХЛАЖДАЕМАЯ ОПРАВКА КОСОВАЛКОВОГО СТАНА И СПОСОБ ЕЕ ОХЛАЖДЕНИЯ 2014
  • Пышминцев Игорь Юрьевич
  • Курятников Андрей Васильевич
  • Король Алексей Валентинович
  • Корсаков Андрей Александрович
  • Михалкин Дмитрий Владимирович
RU2568805C1
Устройство для установки оправки трубопрокатного стана 1981
  • Потапов Иван Николаевич
  • Чугуевский Василий Сергеевич
  • Войцеховский Владимир Андреевич
  • Финагин Петр Михайлович
  • Семенов Алексей Дмитриевич
  • Ванин Георгий Николаевич
  • Вавилкин Николай Михайлович
  • Дулисов Виталий Петрович
  • Юсупов Валерий Савитович
  • Арутюнов Сергей Игоревич
  • Запасов Сергей Владимирович
SU982831A1
СПОСОБ ВИНТОВОЙ ПРОШИВКИ ЛИТОЙ ЗАГОТОВКИ 2012
  • Пышминцев Игорь Юрьевич
  • Курятников Андрей Васильевич
  • Король Алексей Валентинович
  • Корсаков Андрей Александрович
  • Звонарев Дмитрий Юрьевич
  • Овчинников Дмитрий Владимирович
  • Липнягов Сергей Валерьевич
  • Грехов Александр Игоревич
  • Пономарев Николай Георгиевич
  • Мишкин Игорь Владимирович
  • Ступин Алексей Владимирович
RU2489220C1
АГРЕГАТ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ 1995
  • Стародуб Ю.Н.
  • Попов В.А.
  • Егоров Н.М.
  • Киреев В.П.
  • Коршунов В.А.
  • Авсеенко И.М.
  • Лещинский Ю.М.
  • Шикунов В.В.
  • Попов Н.Е.
  • Серебренников В.Л.
  • Вьюгина Л.А.
  • Коновалов А.А.
  • Топоров В.Н.
  • Уткин Л.Е.
  • Козлов М.Ю.
  • Павлюков Ю.С.
  • Матурина Л.Ф.
RU2098205C1
Задний стол прошивного стана 1987
  • Волчков Евгений Андреевич
  • Терентьев Дмитрий Васильевич
  • Финагин Петр Михайлович
  • Потапов Иван Николаевич
  • Фоминых Евгений Николаевич
  • Сильченко Анатолий Александрович
  • Данченко Валентин Николаевич
  • Панюшкин Евгений Николаевич
SU1488050A1
Способ получения гильз на прошивном стане 1978
  • Чус Александр Владимирович
  • Гаранин Ефим Сергеевич
  • Куприенко Александр Петрович
SU749467A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 497 613 C1

Реферат патента 2013 года ОПРАВОЧНЫЙ УЗЕЛ СТАНА ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ

Изобретение предназначено для увеличения стойкости оправок, применяемых при прошивке заготовок на станах винтовой прокатки с охлаждаемыми оправками. Оправочный узел стана винтовой прокатки содержит охлаждаемую оправку с несквозной внутренней поверхностью. Исключение повреждения внутренней конструкции оправочного узла при смене оправки и повышение качества внутренней поверхности прокатываемых гильз обеспечивается за счет того, что оправка установлена на полом наконечнике, который зафиксирован на полом стержне, снабженном размещенной внутри него подводящей трубкой и свободно вставляемым в нее телескопическим патрубком. На торце подводящей трубки, обращенном к оправке, жестко закреплен фланец, а на концах телескопического патрубка жестко зафиксированы ограничивающие элементы, при этом ограничивающий элемент, зафиксированный на конце телескопического патрубка, обращенном к оправке, выполнен в виде стопорного кольца, а зафиксированный на другом конце патрубка - в виде упорной шайбы. В зазоре между подводящей трубкой и телескопическим патрубком размещена пружина сжатия. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 497 613 C1

1. Оправочный узел стана винтовой прокатки, содержащий охлаждаемую оправку с несквозной внутренней поверхностью, установленную на полом наконечнике, который зафиксирован на полом стержне, снабженном размещенной внутри него подводящей трубкой и свободно вставляемым в нее телескопическим патрубком, отличающийся тем, что на торце подводящей трубки, обращенном к оправке, жестко закреплен фланец, на концах телескопического патрубка жестко зафиксированы ограничивающие элементы, а в зазоре между подводящей трубкой и телескопическим патрубком размещена пружина сжатия.

2. Оправочный узел по п.1, отличающийся тем, что ограничивающий элемент, зафиксированный на конце телескопического патрубка, обращенном к оправке, выполнен в виде стопорного кольца, а зафиксированный на другом конце патрубка - в виде упорной шайбы.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2497613C1

КАУФМАН М.М
Прошивка заготовок с применением водоохлаждаемых оправок// Сталь
Реактивная дисковая турбина 1925
  • Барановский В.А.
SU1958A1
ВОДООХЛАЖДАЕМАЯ ОПРАВКА И СТЕРЖЕНЬ ПРОШИВНОГО СТАНА 2009
  • Вавилкин Николай Михайлович
  • Бодров Даниил Валерьевич
RU2423194C2
Полая оправка с охлаждением и автоматическим перекрытием охлаждающей жидкости для трубопрокатных станов 1950
  • Альшевский Л.Е.
  • Фомичев И.А.
SU90450A1
Дорновое устройство подающего аппарата пилигримового стана 1980
  • Полищук Владимир Петрович
  • Чуб Владимир Иванович
  • Дворецкий Василий Макарович
SU876220A1
ДОРНОВОЕ УСТРОЙСТВО ПОДАЮЩЕГО АППАРАТА ПИЛЬГЕРСТАНА 1972
SU424628A1
US 3049947 А, 21.08.1962.

RU 2 497 613 C1

Авторы

Выдрин Александр Владимирович

Курятников Андрей Васильевич

Звонарев Дмитрий Юрьевич

Король Алексей Валентинович

Корсаков Андрей Александрович

Даты

2013-11-10Публикация

2012-03-23Подача