Дорновое устройство пилигримового стана Советский патент 1992 года по МПК B21B25/02 B21B21/00 

Изобретение относится к трубопрокатному производству, в частности, к дорново- му устройству пилигримового стана.

Известно дорновое устройство, включающее дорн, имеющий рабочую часть, головку для фиксации дорна в замке подающего аппарата, цилиндрический участок, размещенный между головной и основной рабочей частью, равный ширине дорнового кольца, и охватывающее дорн дорновое кольцо. Дорновое устройство предназначено для осуществления прокатки гильзы в трубу на пилигримовом стане.

После прокатки очередной гильзы извлекают дорн вместе с дорновым кольцом из прокатанной трубы. В процессе пилигримовой прокатки дорновое кольцо располагается на цилиндрическом участке имеющем протяженность равную ширине дорнового кольца. При этом дорновое кольцо занимает на дорне строго фиксированное положение между дорновым замком подающего аппарата и задним торцом гильзы.

Недостатком известного устройства являются значительные потери металла па пильгерголовку, отделяемую в технологическую обрезь после окончания пилигримовой прокатки.

Известно дорновое устройство, содержащее дорн, имеющий рабочую часть, .оло- вку для фиксации дорна в замке подающего аппарата, размещенный между ними конич

00

N

00

о

00

ческий хвостовик, длиной равной длине пилыерголовки, цилиндрический участок протяженностью равный ширине дорнозого кольца и размещенный между хвостовиком и головкой и охватывающее дорн дорновое кольцо. Налйчие в дорне конического хвостовика обеспечивает уменьшение массы пилъг ерго лШкйТЛ сТПШзпие потерь металла в технологическую обрсзь.

В процессе прокатки дорновое кольцо занимает строго фиксированное положение между дорновым замком подающего аппарата и задним торцом гильзы.

Недостатком известного устройства является недостаточное уменьшение массы пилыерголовки при ее раскатке и значительные потери металла в обрезь.

Известно дорновое устройство, содержащее дорп, имеющий рабочую часть, головку для фиксации дорна в дорновом замке подающего аппарата, размещенный между ними хвостовик состоящий из нескольких сопряженных цилиндрических ступеней, размещенный между хвостовиком и головкой цилиндрический участок равный ширине дорнового кольца и охватывающее дорн дорновое кольцо.

Наличие у дорна хвостовика, состоящего из нескольких сопряженных цилиндрических ступеней разного диаметра, позволяет в большей мере уменьшить массу пилыерголовки по сравнению с предыдущим техни- ческим решением и снизить потери металла.

В процессе прокатки дорновое кольцо занимает строго фиксированное положение между замком подающего аппарата и задним торцом гильзы.

Недостатком известного устройства является недостаточное уменьшение массы пилыерголовки, в результате того, что максимальный диаметр хвостовика не превышает внутренний диаметр гильзы.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и дости- гаемому эффекту является дорновое устройство, содержащее дорн, имеющий рабочую часть, головку для фиксации дорна в замке подающего аппарата, размещенный между ними хвостовик, состоящий из трех конических участков с различной конусностью, размещенный между хвостовиком и головкой участок, равный ширине дорнового кольца и охватывающее дорн дорновое кольцо.

о

Использование известного решения обеспечивает максимально возможное уменьшение массы пилыерголовки и сокращение технологической обрези.

Недостатком известного устройства является нестабильность положения дорнового кольца на дорне в процессе прокатки. Это связано с тем, что в процессе прокатки с

использованием известного дорнового устройства, в течение определенного времени на задний торец гильзы не действует подпор со стороны подающего аппарата, т.к. раскат в процессе прокатки постепенно наползает на хвостовик дорна.

Участок дорна для размещения на нем дорнового кольца выполнен цилиндрическим. Цилиндрической выполнена и внутренняя полость дорнового кольца. С учетом

имеюще-ося зазора между дорновым кольцом и дорном невозможна фиксация кольца на дорне при отсутствии подпора со стороны подающего аппарата на задний торец гильзы. Вследствие этого дорновое кольцо

перемещается по дорну возвратно-поступательно между замком подающего аппарата и задним торцом гильзы. Такие перемещения дорнового кольца увеличивают износ поверхности дорна и внутренней полости

дорнового кольца, что снижает надежность их работы из-за повышенного износа. Кроме того, повышенный износ участка хвостовика дорна приводит к снижению объема хвостовика и увеличению массы пильгерголовки и, соответственно, увеличению технологической обрези. Повышается опасность захвата нефиксированного кольца при до- катки пилыерголовки, что связано с созданием аварийной ситуации. Кроме того,

существующая конструкция дорнового устройства не обеспечивает стабильное положение дорнового кольца на дорне в процессе их совместной передачи от клети пилигримового стана к устройству для охлаждения, участку внестановой зарядки и далее опять к пильгерстану. В результате этого возможно смещение дорнового кольца на головку и даже падение с дорна, что увеличивает вспомогательное время прокатки и снижает производительность пиль- герстана,

Целью изобретения является повышение надежности работы, снижение вспомогательного времени и повышение тем

самым производительности стана.

Это достигается тем, что в известном дорновом устройстве пилигримового стана, содержащем дорн, имеющий рабочую часть, головку и размещенный между ними хвосто5 вик, состоящий из трех конических участков с различной конусностью и концевого участка с надетым на него дорновым кольцом, определяющим длину этого участка и имеющим внутреннюю поверхность по форме и

размерам одинаковую с наружной пов&рхностью концевого участка хвостовика до- рна, согласно изобретению внутренняя поверхность дорнового кольца и наружная поверхность концевого участка хвостовика дорна выполнены из двух конусов с направлением конусности в сторону рабочей части, с соотношением протяженности второго от головки конуса к первому как 3:1-4:1 при угле наклона образующей второго конуса, равным углу самоторможения, и угле наклона образующей первого конуса в 3-4 раза большим угла самоторможения.

Повышение надежности работы дорнового устройства пилигримового стана обеспечивается за счет того, что внутренняя поверхность дорнового кольца и наружная поверхность концевого участка хвостовика дорна выполнены из двух конусов с направлением конусности в сторону рабочей части. При этом наличие двух конусов на внутренней поверхности дорнового кольца и наружной поверхности концевого участка хвостовика дорна обусловлено следующим.

Наличие второго от головки конуса с углом наклона образующей равным углу самоторможения увеличивает силы сцепления на контакте кольца с дорном, что важно для стабильного положения дорнового кольца на дорне в период начала процесса прокатки, когда еще отсутствует осевой подпор на задний торец гильзы. Это ста- билизирует кольцо у замка подающего аппарата, предотвращая возвратно-поступательные перемещения кольца по дорну, и следовательно, уменьшая износ колец и повышая работоспособность.

Наличие первого конуса с углом наклона образующей в 3-4 раза большим угла самоторможения предотвращает смещение дорнового кольца на головку и последующее падение его с дорна в процессе перезарядки и транспортировки дорна по линии охлаждения.

Вследствие имеющего место в процессе эксплуатации износа дорнового кольца по внутренней полости, не гарантируется только за счет равенства уклзанных средних диаметров предотвращение смещения кольца на головку дорна.

Поэтому наличие конуса с углом наклона образующей в 3-4 раза большим угла самоторможения полностью предотвращает падение кольца с дорна при перезарядке даже при наличии износа внутренней полости кольца.

Направление конусности указанных конических участков в сторону переднего участка дорна обеспечивает возможность принудительного перемещения кольца с помощью шибера при снятии раската с дорна.

Выполнение угла наклона образующих сопрягаемых конусов кольца и дорна равным углу самоторможения на большем коническом участке обусловлена

5 необходимостью увеличения сил сцепления кольца с дорном в период фазы торможения плунжера подающего аппарата при задаче гильзы в валки. Для предотвращения этого явления угол наклона образующих прини10 мается равным углу самоторможения. В клиновом механизме, к которому может быть приведено взаимодействие кольца с дорном, самоторможение возможно, когда угол наклона плоскости меньше угла трения

5 на контакте.

Таким образом, величина угла наклона образующих сопрягаемых конусов кольца и дорна не должна превышать величины 8°30

0 При изменении условий на контакте величину угла уменьшают до 3°. Дальнейшее уменьшение угла наклона нецелесообразно по причине затруднений смещения кольца с дорна при снятии раската с дорна и повы5 шейного износа, вследствие этого, дорнового устройства. Соотношение длин большего и меньшего конических участков как 3:1-4:1 обусловлено следующим.

Максимальная величина этого соотно0 шения (4:1) ограничена возможностью обеспечения стабильного положения кольца па дорне, без его падения с дориа при перезарядке.

Минимальная величина этого соотно5 шения (3:i) ограничена возможностью создания достаточных сил сцепления кольца с дорном в процессе прокатки.

При этом выбор конкретного соотношения длин указанных конусов обусловлен ус0 ловиями трения на контакте кольца с дорном и износостойкости материала кольца.

Выбор угла наклона образующей меньшего конического участка в 3-4 раза боль5 шим угла самоторможения обусловлен следующим. Максимальная величина этого соотношения ограничена возможным ослаблением кольца при заданной его ширине, а минимальная величина - надежностью

0 предотвращения падения кольца с дорна при перезарядке.

Выбор конкретной величины указанного соотношения обусловлен габаритами ис- 5 пользуемого дорнового кольца и износостойкостью материала кольца.

На фиг,1 изображено дорновое устройство; на фиг.2-4-стадии процесса раскатки гильзы на дорне в трубу на пилигримовом стане.

Дорновое устройство включает дорн, имеющий рабочую часть 1, головку 2 для фиксации дорна в дорновом замке подающего аппарата (на рисунке не показан) и размещенный между ними хвостовик, состоящий из трех конических участков 3,4 и 5.

Между головкой 2 и хвостовиком размещен участок шириной к, равный ширине дорнового кольца С, охватывакщего дорн. Участок дорна шириной 1к в свою очередь состоит из двух конусов 7 и 8. Протяженность конуса 8 составляет I, а конуса 7 ОН).

Соотношение длин конусов 7 и 8 состав- ляет 3:1-4:1. Угол наклона образующей конуса 7 равен углу самоторможения, а угол у- угол наклона образующей конуса 8 составляет у (3-4) а .

Угол / наклона образующей коническо- го участка 5 хвостовика равен 0°30 -3°.

Значения диаметров конических участков 7 и 8:

d2 2(H)tga +di;

d3 a+d2,

где di - максимальный диаметр конического участка 5 хвостовика;

clz - максимальный диаметр конуса 7;

d3 - максимальный диаметр конуса 8.

Внутренняя полость дорнового кольца 6 выполнена соответственно участку дорна шириной 1К также состоящей из двух конусов, протяженность и углы наклона образу- ющих которых полностью соответствуют конусам 7 и 8 на дорне.

При атом величина среднего диаметра дорна на конусе 7 равна среднему диаметру полости кольца на соответствующем участке, а величина среднего диаметра конуса 8 равна среднему диаметру полости кольца на соответствующем конусе.

Указанная конструкция дорнового устройства обеспечивает повышение надежности его работы за счет создания

необходимых сил сцепления между дорном и кольцом на участке 7, что предотвращает сползание кольца с дорна в начале прокатки и стабилизирует положение кольца у дорнового замка. Это предотвращает преждевременный износ и выход из строя деталей дорнового устройства, а также способствует улучшению раскатки пильгерголовки и уменьшению вследствие этого обрези. Кроме того, указанная конструкция дорнового устройства предотвращает падение кольца с дорна в результате смещения кольца на головку дорна при перезарядке гильзы и транспортировки дорна с кольцом по линии охлаждения. В результате этого снижается вспомогательное время и повышается производительность пилигримового стана.

Формула изобретени я Дорновое устройство пилигримового стана, содержащее дорн, имеющий рабочую часть, головку и размещенный между ними хвостовик, состоящий из трех конических участков с различной конусностью и концевого участка с надетым на него дорновым кольцом, определяющим длину этого участка и имеющим внутреннюю поверхность, по форме и размером одинаковую с наружной поверхностью концевого участка хвостовика дорна, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе, снижения вспомогательного времени и повышения тем самым производительности стана, внутренняя поверхность дорнового кольца и наружная поверхность концевого участка хвостовика дорна выполнены из двух конусов с направлением конусности в сторону рабочей части, с соотношением протяженности второго от головки конуса к первому 3:1-4:1 при угле наклона образующей второго конуса, равном углу самоторможения, и угла наклона образующей первого конуса, в 3-4 раза большим угла самоторможения.

Использование: в трубопрокатном производстве, в качестве дорнового устройства пилигримового стана. Суть изобретения: дорн, имеющий рабочую часть, головку и размещенный между ними хвостовик, состоящий из трех конических участков с различной конусностью и концевого участка, несет надетое на него дорновое кольцо. Кольцо определяет длину этого участка и имеет внутреннюю поверхность, по форме и размерам одинаковую с наружной поверхностью концевого участка хвостовика до- рна. Внутренняя поверхность дорнового кольца и наружная поверхность концевого участка хвостовика дорна выполнены из двух конусов с направлением конусности в сторону рабочей части, с соотношением протяженности второго от головки конуса к первому 3:1-4:1 при угле наклона образующей второго конуса, равном углу самоторможения, и угле наклона образующей первого конуса, в 3-4 раза большем угла самоторможения. 4 ил. (Л С

±4

-&-

v Vj----- -

7

Фиг.З

LJ.-LJULJL2.

/ / -/-/-7-Г7

7 / 7 / yTTJ i/ //////

Фиг. 4