Способ производства электросварных труб Советский патент 1992 года по МПК B21C37/08 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано на непрерывных трубоэлектросварочных агрегатах.

Цель способа - повышение качества сварных труб и снижение расхода металла на их изготовление за счет стабилизации механических свойств полосы перед формовкой.

Сущность способа заключается в следующем. При удлинении полосы в процессе протягисания ее через ролики ГНУ изменяются г. схамическис свойства металла. При коло5 пни юлцини непрерывно полосы по д-ияс (гфо/юпьнгя разнотолщинность) наш ходе полосы из ГНУ (после последнего по ходу ролика) будет иметь место колебание м; панических спойств металла полосы.

Колебание механических свойств полосы также происходит из-за неравномерности механических свойств по длине исходной заготовки- непрерывной полосы. В результате колебание механических свойств будет изменяться величина усилия (давления) полосы на последней ролик ГНУ.

Величина вертикального усилия на последний ролик ГНУ определяется по зависимости

XI

о

Јь О XJ 00

Tn-i sin a

0)

где Тп-1 - угол охвата полосой последнего ролика;

а- величина тянущего усилия на входэ полосы на последний ролик.

Формула для расчета величины тянущего усилия (усилия протягивания полосы через ролик ГНУ) полу;: г;-.я выражения мощности N, г1ериход:л.г . д/г, протягкаа- ния полосы

T-N7V.

()

где V - скорость полосы.

Мощность внутренних -.;ил определяется из уравнения, связиалюш.зго нгпрпжс- ния а и деформации Ј в ьидз

а В ет ,

t3)

где Вит- характеристики механических свойств металла полосы.

Удельнзя работа внутренних сил определяется с учето м принципа Мазинга.

Принимается, что продольная деформа- ция по толщине при изгиПе полосы изменяется по линейному от нуля на срединной поверхности до максимальных и равных по абсолютной величине значений на наружной и внутренней поверхностях. Принимается также гипотеза плоских сечений.

Учитывая изложенное, а также то, что мощностью потерь на тречие в подшипниках при расчете можно пренебречь, из выражения (2) получается зависимость для определения Тп-1 в виде

-b hm4 2

Dm + 1(m + 1)(m +2)

{2(n-1)(1-m) + . (4)

где b и h - ширина и толщина полосы;

D и п - диаметр и число роликов ГНУ.

Из (1) и (4) получается формула для расчета величины усилия на последний ролик ГНУ

Р Bbhm+2 sin a

чГП -f 1

(m 4- 1)(m +2)

x{2(n-2)(1-m)+21-m-mj (5)

Из формулы (5) следует, что величина усилия на последний ролик ГНУ зависит от постоянных и переменных параметров. К постоянным параметрам относятся диаметр D и число роликов п, угол охвата а, ширина полосы Ь. К переменным параметрам относятся: толщина полосы h и характеристики механических свойств металла полосы Вит.

При обозначении совокупности посто- пчкых параметров коэффициентом К, искомое flbirj3:i .OHKi: приобретет и;д формулы

Р «-- UJnr z (и), гдо К - коэффициент, ззвиеяtu . fl or постоянных парзметроа: числа и ди- гмотрз роликов ГНУ; ширины полосы, угла охвота полосой последнего ролика; 3 и m - характеристики механических свойств металла полосы; h -толщина фопмуемой полосы.

Таким образом, контрольной величиной, хврактеризующей изменение или стабилизацию механических ссойств полосы на выходе из ГНУ. может быть представлена

величина усилия Р на последний ролик ГНУ. Для того, чтобы величину усилия Р использовать в качестве фактора, определяющего стабилизацию механических свойств полосы в функциональной зависимости (5),

параметры, характеризующие механические свойства металла, следует зафиксировать, принять постоянными, соответствующими заданным механическим свойствам заготовки; поступающей в

формовочный стан. Тогда величина Р, определенная при условии постоянства параметров В и m по зависимости (5) при переменных толщинах полосы h. будет соответствовать условию стабилизации механических свойств металла полосы на выходе из ГНУ.

При изменении толщины полосы вели- чина усилия на ролик изменяется и это изменение усилия включает в себя как

изменение за счет колебания деформации в ГНУ, так и изменение механических свойств металла исходной полосы.

Для стабилизации механических свойств полосы необходимая величина усилия на ролик определяется по формуле (5) при const Вити устанавливается путем изменения суммарного угла а. охвата роликов полосой, тем самым изменяя величину деформаций полосы в ГНУ.

0

5

Пример. При изготовлении труб размером 102 х 3.0 мм, рулоны полос шириной 312 мм и номинальной толщиной 3,0 мм стыкуются в непрерывную полосу и подвергают знакопеременному пластическому изгибу с натяжением в гибочмо-натяжном устройстве, содержащем 9 роликов диаметром D 80 мм. Величина угла охвата полосой последнего ролика а 50°. Механические характеристики полосы металла из стали 10 составляют В ° 45 кг/мм2, m - 0,07.

Величина усилия на последний ролик определяется по зависимости (5), составляет Р .66134 Н.

Пусть толщина исходной полосы отличается от номкяг л; в плюс и состззляст h 3,1 V,M. Тогда дл.г ста илизйцпи механических характеристик полосы величина усилия нэ последний ролик Р определяется при 5 тех хе значениях Вит по зависимости (5) и сбеспечивзотся ее фактическое зма- ченно, соответстоурщее расчетному, путем кзг- знекия суммарного угла охвата валкоа полосой. Величина усилия на последний ро- 10 лик, обеспечивающая стабилизацию меха- нических свойств полисы при.п 3,1 мм, составляет Р - 70773 Н.

Пусть толщина полосы отличается от номинальной в минусовую сторону и состааля- 15 ет 2,9 мм. В этом величина усилия на последний ролик, определяемая по зависимости (5), при Вит составляет Р 61652 Н).Дг,я обеспечения этой величины изменяется суммарный угол охвата роликов ГНУ 20 полосой.

Необходимая величина Р может поддерживаться также за счет изменения величины изданного натяжения полосы в ГНУ.

Таким образом, обеспечивающаяся в 25 приведенном примере величина Р 6,6 кН при h 3,0 мм; 7.01 кН при h-3.1 мм и 6,16 кН при h 2,9 мм. обеспечивает постоянство (стабилизацию) механических свойств металла полосы на выходе из ГНУ.30

При использовании изобретении -ла счет стабилизации механических спойс™ заготовки перед формовкой повышается качество сварного шва и увелмчивэется количество годных труб, что снижает расход металла.

Формула изобретения Способ производства элактросгзрных груб, включающий стыкозку отдельных ру- локов в непрорывную полосу, знакопеременный пластический изгиб полосы в вертикальной плоскости с натяжением в ги- бсчно-натяжном устройстве, формовку по:; лосы в трубную заготовку и сварку ее кромок, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварных труб зз счет стабилизации их механических свойств и сокращения расхода металла на их изготовление, величину усилия на последнем ролике гибочно-натяжного устройства при знакопеременном изгибе полосы поддерживают равной

Р К В hm+2.

где К - коэффициент, зависящий от количества гибочных роликов, ширины полосы и угла охвата полосой последнего ролика;

В, m - характеристики механических свойств металла полосы;

h - толщина формуемой полосы.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано на непрерывных трубоэлектросварочных агрегатах. Цель изобретения - повышение качества сварных труб за счет стабилизации их механических свойств и сокращение расхода металла на их изготовление. Способ производства электросварных труб включает стыковку отдельных рулонов в непрерывную полосу, знакопеременный пластический изгиб полосы в вертикальной плоскости с натяжением в гибочно-натяж- ном устройстве формовку полосы в трубную заготовку и сварку ее кромок. Величину усилия на последнем ролике гибочно-натяжно- го устройства при знакопеременном изгибе полосы поддерживают равной Р КВЬт4 , где К - коэффициент, зависящий от количества гибочных роликов, ширины полосы и угла охвата полосой последнего ролика; В, m - характеристики механических свойств металла полосы; h - толщина формуемой полосы. ел