Валок прошивного стана Советский патент 1992 года по МПК B21B27/02 B21B19/04 

Изобретение относится к трубному производству, а именно к рабочему инструменту прошивных станов и может быть использовано при изготовлении труб на трубопрокатных агрегатах, например с пилиг- римовыми станами.

Известен валок косовалкового прошивного стана, содержащий вал и полую бочку, где ось полости бочки наклонена под углом 0,5-1,5° к оси наружной поверхности валка и пересекает ее посередине (авт.св. № 1079322),

Данный валок при вращении создает периодическое изменение обжатия перед носиком оправки, что исключает развитие дефектов на внутренней поверхности гильз, но в свою очередь ухудшает качество гильз по геометрии из-за изменения очага деформации в выходном конусе.

Известны бочковидные валки прошивного стана, состоящие из двух усеченных конусов, соединенных большими основаниями, сечения которых, перпендикулярные

оси вращения, представляют окружность (см. Матвеев Ю.М. и др. Калибровка инструмента трубных станов. М., Металлургия, 1970, с.37-38).

Недостатком указанных рабочих валков прошивного статна является постоянство обжатий перед носиком оправки, и в случае разрыва металла перед оправкой из-за наличия дефектов металлургического происхождения (например, неметаллических включений) этот разрыв будет распространяться по длине гильзы вследствие созданного концентратора напряжений.

Цель изобретения - повышение качества прошитых гильз путем уменьшения вероятности образования внутренних плен и расслоений.

Поставленная цель достигается тем, что часть входного конуса, отстоящая от его начала на расстоянии 0,1-0,3 его длины, выполнена с овальным переменным поперечным сечением, при этом величина малой оси вала до сечения, расположенного

VI Os

О СП

VI

от начала конуса на расстоянии 0,2-0,5 его длины, уменьшается до значения, равного диаметру в начале входного конуса, а затем до конца этого конуса увеличивается до диаметра большого основания конусов.

Использование предлагаемых валков позволит периодически изменять величину обжатия перед носиком оправки, периодически перераспределять течение металла в ocefoM .тангенциальном направлении за счёт изменения соотношения длины и ши- риньГкбнтактной поверхности при неизменной очаге деформации в выходном конусе валка, несоответственно, уменьшать вероятность образования внутренних плен и расслоений.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый валок ко- совалкового прошивного стана отличается тем, что два из трех участков входного конуса по сечениям имеют плавный переход от круга к овалу и от овала к кругу.

Таким ,аявляем ый в й л6 к соответствует критерию изобретения новизна. Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники,не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию существенные отличия.

На фиг.1 и 2 изображено два взаимно перпендикулярных сечения предлагаемого валка.

Входной конус валка состоит из трех основных последовательно расположенных участков протяженностью соответственно (0,1-0,3)1вх, (0,1-0,2)1Вх и (0,5-0,8)Ux.

Первый участок имеет в поперечных сечениях круг, второй - круг, плавно перехо- .дящий в овал с минимальной осью овала, равной диа метру начала входного конуса расположенной от начала конуса на расстоянии 0,2-0,5 его длины, третий - овал, плавно переходящий в круг к сечению большего основания конусов.

Величина протяженности первого участка принята (0,1-0,3)1Бх из условия обеспечения обжатия заготовки на данном участке не более 2% при использовании в практике углах входного конуса валков прошивного стана а 2-4°.

При обжатии 2% деформация достигает центральной зоны заготовки, но не приводить к ее разрушению (Смирнов B.C. Теория прокатки. М.: Металлургия, 1967, с.381-390).

Второй участок протяженностью (0,1- 0,2)вх выбран из условия, что при существующей в практике установки оправок в очаге деформации, т.е. их выдвижение за пережим, обжатие перед носиком оправки периодически должно снижаться до S 2% и

5 обеспечения плавного перехода от первого участка к третьему с целью исключения пореза гильзы.

Величина протяженности третьего участка равна разности между длиной входного

0 конуса и суммой предыдущих двух участков равной (0,2-0,5)IBX.

Таким образом, при использовании предлагаемых валков в процессе прошивки на первом участке происходит захват и об5 жатие слитка (заготовки) до 2%, при этом длина контактной поверхности при установившемся процессе остается постоянной. На втором и третьем участках частное обжатие и длина контактной поверхности перио0 дически изменяются с частотой 4 за один оборот валка без изменения общей величины обжатия. Изменение частного обжатия приводит к периодическому снятию критических напряжений и к прекращению разви5 тия трещин, появившихся в металле перед носиком оправки из-за дефектов металлургического происхождения, а, именно, из-за неметаллических включений, химической неоднородности металла или других снижа0 ющих пластичность факторов.

Изменение длины контактной поверхности приводит к изменению соотношения между длиной и шириной контактной поверхности и, соответственно, к периодическому

5 перераспределению напряжения в очаге деформации и течения металла в продольном и тангенциальном направлениях.

Периодическое снижение напряжения в тангенциальном направлении приводит в

0 свою очередь к снижению вероятности образования разрывов типа расслоений.

Экономическая эффективность от использования предлагаемого изобретения получается за счет уменьшения обрези по

5 расслоению и внутренним пленам.

Э-Р(Д1-Д2)(С1-С2), где Р - годовое производство труб из слитка, тн;

Д1 - расходный коэффициент металла 0 до использования предлагаемого изобретения;

Да - ожидаемый расходный коэффициент металла после использования предлагаемого изобретения;

5 Ci - стоимость одной тонны металла, руб.;

С2 - стоимость одной тонны отходов металла, руб.

Тогда Э 270000(1,253-1,243)(170-35) 364500 руб.

Формула изобретения Валок прошивного стана, содержащий бочку, образованную двумя соединенными большими основаниями входным и выходным конусами, отличающийся тем, что, с целью повышения качества прошитых гильз путем уменьшения вероятности образования внутренних плен и расслоений, часть входного конуса, отстоящая от его начала на расстояние 0,1-0,3 его длины, выполнена с овальным переменным поперечным сечением, при этом величина малой оси овала до сечения, расположенного от начала конуса на расстоянии 0,2-0,5 его длины, уменьшается до значения, равного диаметру в начале входного конуса, а затем до конца этого конуса увеличивается до диаметра большего основания конусов.

Использование: для деформации заготовок на косовалковых прошивных станах. Сущность изобретения: часть входного конуса, отстоящая от его начала на расстоянии 0,1-0,3 его длины, выполнена с овальным переменным поперечным сечением. При этом величина малой оси овала до сечения, расположенного от начала конуса на расстоянии 0,2-0,5 его длины, уменьшается до значения, равного диаметру в начале входного конуса, а затем до конца этого конуса увеличивается до диаметра большого основания конусов. 2 ил.

А.

(,1)Сц т,9 1

Фиг. 2.