СПОСОБ ПРОФИЛИРОВАНИЯ ЗАДНЕГО КОНЦА ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ТРУБНОЙ ЗАГОТОВКИ ДЛЯ ПРОКАТКИ В ТРЕХВАЛКОВЫХ СТАНАХ ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ Российский патент 2018 года по МПК B21B19/02 

Описание патента на изобретение RU2659559C1

Настоящее изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при прокатке трубных заготовок в трехвалковых станах винтовой прокатки.

Известные из уровня техники решения, а также сущность заявляемого изобретения поясняются фигурами, на которых изображено:

- на фиг. 1 - утяжина на заднем конце заготовки;

- на фиг. 2 - кольцевое отслоение металла на заднем конце гильзы;

- на фиг. 3 - наружная поверхность трубы с вмятинами;

- на фиг. 4 - принципиальная схема усеченного конуса на конце заготовки;

- на фиг. 5 - принципиальная схема формирования усеченного конуса на заднем конце цилиндрической заготовки 1 с помощью инструмента деформации 2 и нажимного устройства 3 (вид спереди);

- на фиг. 6 - принципиальная схема формирования усеченного конуса на заднем конце цилиндрической заготовки 1 с помощью инструмента деформации 2 и нажимного устройства 3 (вид сбоку);

- на фиг. 7 - принципиальная схема устройства для физического моделирования (общий вид), где 4 - корпус; 5 - инструмент деформации; 7 - рычаг поворота нажимного устройства;

- на фиг. 8 - принципиальная схема устройства для физического моделирования (разрез), где 4 - корпус; 5 - инструмент деформации; 6 - нажимное устройство; 7 - рычаг поворота нажимного устройства; 8 - обойма, в которой крепятся оси поворота инструмента деформации

- на фиг. 9 - обойма для закрепления инструмента деформации.

Из существующего уровня техники известен способ винтовой прокатки в трехвалковых станах винтовой прокатки, при котором осуществляется обжатие цилиндрической заготовки вращающимися валками, установленными под углами подачи и раскатки относительно оси прокатки. При этом заготовка в процессе прокатки приобретает винтовое движение (Тетерин П.К. Теория поперечной и винтовой прокатки. М.: Металлургия, 1971. 368 с.).

Недостатком такого способа обжатия цилиндрической заготовки является формирование утяжин на концах заготовки (см. фиг. 1). Формирование утяжины на конце заготовки приводит к образованию кольцевых отслоений на заднем конце гильзы в процессе прошивки (см. фиг. 2). При малой толщине кольцевых отслоений происходит их обрыв. В случае попадания кольцевых отслоений на валки прокатных станов происходит образование вмятин на поверхности трубы, являющихся дефектами (см. фиг. 3). Уменьшить или полностью исключить брак по вмятинам можно путем профилирования заднего конца заготовки в виде усеченного конуса (см. фиг. 4) перед обжатием.

Известен способ прокатки трубной заготовки (патент RU 2591913 С1, опубл. 20.07.2016), включающий профилирование заднего конца заготовки в виде усеченного конуса и ее обжатие в трехвалковом стане винтовой прокатки, отличающийся тем, что профилирование заднего конца заготовки осуществляют одновременно с ее обжатием, при этом профилирование заднего конца заготовки осуществляют инструментом деформации, выполненным с возможностью радиального и осевого перемещения. Перемещение инструмента деформации в осевом направлении осуществляется со скоростью, равной осевой составляющей скорости заготовки, причем профилирование начинают при установившемся режиме прокатки. Качество профилирования заднего конца заготовки зависит от того, насколько точно согласованы осевые составляющие скоростей заготовки и инструмента деформации.

Недостатком указанного способа является то, что при профилировании заднего конца заготовки осевые составляющие скорости заготовки и инструмента деформации не совпадают из-за того, что заготовка приводится в движение валками стана, а инструмент деформации толкателем заготовки. Согласованность осевых составляющих скоростей заготовки и инструмента деформации зависит от условий трения на контактной поверхности валков и заготовки. Значения коэффициента трения зависит от шероховатости инструмента и заготовки, температуры, калибровки валков, угла захвата, наличия смазки, окалины и других факторов, поэтому затруднительно обеспечить равенство осевых составляющих скоростей заготовки и инструмента деформации. Указанные трудности препятствуют стабильному получению рациональной формы заднего конца заготовки (см. фиг. 4) и способствуют образованию утяжин после обжатия заготовки в трехвалковом стане винтовой прокатки, образованию вмятин на поверхности труб и повышению уровня брака после прошивки и раскатки черновой трубы. Кроме того, для реализации способа требуется проведение дорогостоящей реконструкции оборудования входной стороны трехвалкового обжимного стана и связанным с этим простаиванием трубопрокатного агрегата, что сопряжено с большими экономическими затратами. На фиг. 4 обозначены: L - длина усеченного конуса; D - диаметр заготовки; d - наименьший диаметр заготовки в усеченном конусе.

Известен способ резки прокатных заготовок (патент RU 2470747 C1, опубл. 27.12.2012) на ножницах горячей резки, заключающийся в том, что перед обжатием заготовки в трехвалковом стане винтовой прокатки производят ее резку на мерные длины и одновременно профилирование заднего конца в виде усеченного конуса за счет специальной калибровки ножей.

Недостатком указанного способа является то, что он не позволяет стабильно формировать на заднем конце заготовки усеченный конус требуемых размеров. Поэтому, применение указанного способа не обеспечивает существенного уменьшения объема брака труб по вмятинам.

Таким образом, заявляемое изобретение направлено на решение технической проблемы предотвращения образования утяжины на заднем конце заготовки при обжатии на стане винтовой прокатки.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является формирование на заднем конце цилиндрической заготовки усеченного конуса рациональной формы (см. фиг. 4) перед прокаткой в трехвалковом стане винтовой прокатки.

Технический результат, достигаемый применением предлагаемого способа прокатки трубной заготовки, заключается в получении на заднем конце заготовки усеченного конуса требуемой формы, а также минимизации глубины утяжины на заднем конце заготовки при ее обжатии в трехвалковом стане винтовой прокатки и уменьшении объема дефектов на поверхности труб.

Задача может быть решена разработкой и использованием способа профилирования конца цилиндрической заготовки, заключающегося в том, что конец заготовки профилируют в виде усеченного конуса синхронным перемещением инструментов деформации (например, бойков) в радиальном направлении с одновременным вращением заготовки без ее перемещения в осевом направлении. При этом обеспечивается минимизация глубины утяжины на конце заготовки при обжатии на стане винтовой прокатки за счет того, что в процессе винтовой прокатки наружные слои заготовки перемещаются с большей осевой скоростью, чем внутренние, и происходит выравнивание заднего торца заготовки.

Способ профилирования конца цилиндрической заготовки осуществляют следующим образом (см. фиг. 5 и 6): заготовке 1 сообщают вращательное движение от индивидуального привода, одновременно осуществляется сведение инструмента деформации 2 (например, бойков) с помощью поворота нажимного устройства 3, при этом осуществляется формирование усеченного конуса на заднем конце заготовки. Профилирование заднего конца заготовки осуществляют без ее перемещения в осевом направлении, что обеспечивает стабильное получение на конце заготовки усеченного конуса требуемой формы.

Работоспособность способа была проверена путем физического моделирования.

Физическое моделирование процесса профилирования конца цилиндрической заготовки при винтовой прокатке осуществлялось на образцах из модельного материала с помощью устройства для физического моделирования (см. фиг. 7 и 8). Задачей исследования являлось получение на заднем конце заготовки усеченного конуса требуемой формы, определение рациональной калибровки инструмента деформации и определение режимов профилирования заднего конца заготовки. Процесс профилирования конца заготовки с помощью устройства для физического моделирования осуществлялся следующим образом: заготовка профилируется с помощью инструмента деформации 5, установленного в обойме 8, закрепленной в корпусе 4. Инструмент деформации сводят с помощью нажимного устройства 6, приводимого от рычага 7. Обойма 8 (фиг. 9) имеет пазы 9, расположенные друг относительно друга под углом 120°, в которых, под воздействием нажимного устройства 6, перемещается инструмент деформации 5 в радиальном направлении. Корпус 4 устройства закрепляется на столе неподвижно относительно привода вращения образца.

В результате моделирования на заднем конце заготовки был получен усеченный конус требуемой формы (см. фиг. 4), а также найдены калибровка инструмента деформации и режим профилирования, обеспечивающие получение требуемой формы заднего конца заготовки.

Похожие патенты RU2659559C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПРОКАТКИ ТРУБНОЙ ЗАГОТОВКИ 2015
  • Богатов Александр Александрович
  • Павлов Дмитрий Андреевич
  • Ерпалов Михаил Викторович
RU2591913C1
Способ получения гильз 2015
  • Король Алексей Валентинович
  • Выдрин Александр Владимирович
  • Кузнецов Владимир Иванович
  • Михалкин Дмитрий Владимирович
  • Гагаринов Вячеслав Алексеевич
  • Бодров Андрей Юрьевич
  • Липнягов Сергей Валерьевич
RU2614231C1
Технологический инструмент стана винтовой прокатки 1976
  • Курятников Андрей Васильевич
  • Картушов Борис Пантелеевич
  • Кириченко Алексей Никифорович
  • Потапов Иван Николаевич
  • Нодев Эрик Освольдович
  • Гончаров Вениамин Петрович
SU691232A1
Способ прошивки в стане винтовой прокатки 2016
  • Романцев Борис Алексеевич
  • Скрипаленко Михаил Михайлович
  • Чан Ба Хюи
RU2635685C1
Способ раскатки трубных заготовок 2019
  • Комлев Владимир Сергеевич
  • Юсупов Владимир Сабитович
  • Андреев Владимир Александрович
  • Романцев Борис Алексеевич
  • Скрипаленко Михаил Михайлович
  • Будников Алексей Сергеевич
  • Карелин Роман Дмитриевич
RU2722952C1
Способ холодной пилигримовой прокатки профильных труб 1989
  • Никулин Эдуард Владимирович
  • Павлов Адольф Афанасьевич
  • Алпатов Евгений Николаевич
  • Усенко Анатолий Павлович
  • Шлосберг Лев Михайлович
  • Ребрин Валентин Иванович
  • Бильдин Константин Михайлович
  • Исаков Евгений Борисович
SU1708454A1
Технологический инструмент для поперечно-винтовой прокатки 1983
  • Гуляев Юрий Геннадиевич
  • Рынкевич Юрий Юрьевич
  • Карпов Александр Георгиевич
  • Лев Олег Исаакович
  • Губинский Алексей Владимирович
SU1138197A1
СПОСОБ РАСКАТКИ ГИЛЬЗ 2006
  • Курятников Андрей Васильевич
  • Пышминцев Игорь Юрьевич
  • Пумпянский Дмитрий Александрович
  • Ананян Владимир Виллиевич
  • Чикалов Геннадий Валентинович
RU2320433C2
Валок для поперечно-винтовой раскатки труб 1978
  • Друян Владимир Михайлович
  • Кириченко Виктор Васильевич
  • Гуляев Юрий Геннадиевич
  • Угрюмов Юрий Дмитриевич
  • Хотимский Юлий Леонидович
SU710692A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ТРУБ НА ТРУБОПРОКАТНЫХ АГРЕГАТАХ С ТРЕХВАЛКОВЫМ РАСКАТНЫМ СТАНОМ 2013
  • Харитонов Евгений Анатольевич
  • Романенко Василий Павлович
  • Будников Алексей Сергеевич
RU2556164C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 659 559 C1

Реферат патента 2018 года СПОСОБ ПРОФИЛИРОВАНИЯ ЗАДНЕГО КОНЦА ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ТРУБНОЙ ЗАГОТОВКИ ДЛЯ ПРОКАТКИ В ТРЕХВАЛКОВЫХ СТАНАХ ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ

Настоящее изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при прокатке трубных заготовок в трехвалковых станах винтовой прокатки. Способ позволяет спрофилировать на заднем конце трубной заготовки усеченный конус перед прокаткой в трехвалковом стане винтовой прокатки. Способ профилирования заднего конца цилиндрической трубной заготовки для прокатки в трехвалковых станах винтовой прокатки характеризуется тем, что конец заготовки профилируют в виде усеченного конуса синхронным перемещением инструментов деформации в радиальном направлении с одновременным вращением заготовки без ее перемещения в осевом направлении. 9 ил.

Формула изобретения RU 2 659 559 C1

Способ профилирования заднего конца цилиндрической трубной заготовки для прокатки в трехвалковых станах винтовой прокатки, характеризующийся тем, что конец заготовки профилируют в виде усеченного конуса синхронным перемещением инструментов деформации в радиальном направлении с одновременным вращением заготовки без ее перемещения в осевом направлении.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2659559C1

СПОСОБ ПРОКАТКИ ТРУБНОЙ ЗАГОТОВКИ 2015
  • Богатов Александр Александрович
  • Павлов Дмитрий Андреевич
  • Ерпалов Михаил Викторович
RU2591913C1
Способ винтовой прошивки 1982
  • Ротенберг Жозеф Яковлевич
SU1069888A1
0
  • Я. Л. Ваткин, Г. А. Бибик В. М. Дру Г. Н. Кущинский, В. В. Перчаник, Н. И. Попов В. Н. Умеренков
  • Днепропетровский Металлургический Институт
SU286940A1
Диодно-транзисторный логический элемент 1971
  • Ермаков Игорь Николаевич
SU450363A2

RU 2 659 559 C1

Авторы

Богатов Александр Александрович

Павлов Дмитрий Андреевич

Даты

2018-07-02Публикация

2017-06-19Подача