Вся електронна бібліотека >>>

 Калібрування інструментів >>>

 

 

Калібрування інструменту для виробництва безшовних труб


Розділ: Підручники

 

Глава п'ята. ХОЛОДНА ПРОКАТКА БЕЗШОВНИХ ТРУБ НА ПИЛЬГЕРНЫХ СТАНАХ

  

 

Процес холодної прокатки безшовних труб на пильгерных станах, розроблений у 1931 р . фірмою Тьюб Редьюсинг Корпорейшн (США), отримує в даний час все більше і більше широке поширення.

Порівняно з холодним волочінням такий спосіб прокатки дозволяє виробляти значно більші деформації по поперечному перерізу металу і відповідно зменшити кількість допоміжних проміжних операцій (травлення, нагрівання тощо). Все це можливо тому, що при холодної прокатці, в протилежність холодного волочіння, має місце тертя кочення, а не тертя ковзання.

Найбільшу перевагу має холодна прокатка на пильгерных станах головним чином для жаростійких і кор - розиоиностойких сталей, так як прокатка їх при 130

відбувається краще, ніж при більш низькій (кімнатній) температурі

Внаслідок значного нагрівання прокатується заготов - ки у процесі холодної прокатки необхідно її доцільне подальше охолодження. Щоб уникнути утворення вад на зовнішній і внутрішній поверхнях труби потрібно їх спеціальна підготовка. Заготовки після відпалу і травлення опускають в гарячий вапняний розчин, а при подачі в стан покривають сумішшю масла і графіту.

Схема пильгерного стана холодної прокатки труб показана на 49. Валки 7, мають відповідні вирізи <2, закріплені в рамі 3, яка від кривошипа 4 отримує зворотно-поступальний рух. Змінне обертання валків досягається тим, що на осі кожного з них закріплена шестірня, що знаходиться в зачепленні із зубчастою рейкою, нерухомо закріпленої на рамі стану. Заготівля 5, всередині якої знаходиться конічна оправлення 6> за допомогою пристрою 7 подається періодично в валки в певний момент. Відповідний ділянку труби прокочується при ході кліті вперед (див. стрілки). При прокатці труб діам. 2,5" число ходів становить близько 90 в хвилину. Так як в процесі прокатки переміщуються великі маси металу, для здійснення періодичного руху і труби кліті необхідно мати точно працюють перемикаючі механізми. Перед початком кожного ходу слід здійснити подачу ділянки труби у валки. Одночасно труба повинна бути повернута на кут приблизно 90 град.

Для здійснення рухів обох видів практично є час в інтервалі від 0,1 до 0,2 сек. Такий короткий час, враховуючи значні маси, що знаходяться в русі, пред'являє до механізмів дуже високі вимоги.

Як показують криві, навантаження, величини яких знайдені експериментальним шляхом, змінюються за кожен рух кліті по синусообразной лінії внаслідок особливостей криво - шишшго механізму. Крива має два значення максимальних і два мінімальних значень, близьких до нуля.

У перших американських конструкціях таких станів були передбачені для кривошипного механізму спеціальні зубчасті приводи, між якими встановлена еластична муфта, яка сприймає зусилля перевантаження.

Практика роботи показала, що внаслідок високого числа обертів такі муфти призводять до ударів в приводі, що викликає часті поломки шестерні і валків. Для зменшення перевантажень доводилося зменшувати число обертів стану, що, однак, призводило до відповідного зниження продуктивності.

Для поліпшення конструкції механізму подачі і повороту труби було запропоновано застосовувати мальтійські хрести. Конструкція з цими деталями дала можливість здійснити точну подачу труби, але підвищення числа оборотів і відповідне підвищення продуктивності стану виявилося неможливим, так як мальтійські хрести випробовують високі навантаження в момент (перемикання. Тільки розробка спеціального механізму подачі дозволила досягти поставлених цілей.

Обертання вала 1 в цьому механізмі через систему конічних і циліндричних зубчастих шестерень передається кулачку який приводить в важіль хитний рух Зл При кожному обороті вал 1 притискає важелем 3 гайку 4 до упору 5. Одночасно обертання від валу 1 передається безступінчатим передачею 6 до гайки 4. Після того як важіль 3 притиснув гайку 4 до упору 5 і повернувся у вихідне положення, гайка, що обертається на шпинделі 7, відходить від упору <на відстань, зависисящее від встановленого передавального числа на безступінчатим передачі 6Ш За кожний наступний оборот кулачок пересуває гайку і шпиндель точно те ж саме відстань, на яке перед цим гайка 4 відійшла від упору 5.

У цьому приводі маси, які рухаються при кожному періоді подання, зведені до мінімуму, і тому можлива робота на високих швидкостях. Такий механізм прзволяет здійснити точну подачу за кожен оборот валків. Спільно з кліноременним приводом він являє собою найкраще конструктивне рішення приводу для станів холодної прокатки.

Кліноременная передача, не піддана впливам перевантажень, має високу еластичність і дозволяє збільшити число обертів майже на 50%.

Вихідна швидкість прокатки, що залежить від розмірів труб, складає від 0,9 до 1,2 м/хв. Для табору, прокатывающего труби діам. 2,5", подача за кожен хід кліті в залежності

від якості прокатываемого матеріалу та величини зменшення поперечного перерізу знаходиться в межах 10-13 мм, а нормальна продуктивність дорівнює 54-72 м труб на годину.

Виготовлення інструменту пильгерных - станів для холодної прокатки труб порівняно складно, особливо - валків. Щоб уникнути значного зносу поверхні бочки валка, особливо характерного для процесу холодної прокатки труб, обтискання металу в цьому випадку роблять так званими калібрами, що прикріплюються до валку і сменяемыми по мірі їх зносу. Калібри виготовляють з хромомо - либденовой сталі. Після остаточної термічної обробки вони повинні мати твердість 62 HRC.

Зношені калібри можуть використовуватися для виробництва труб більшого діаметру. Стійкість калібрів становить 1500-2500 м готових труб. Оправки, що застосовуються при холод - 70 ної прокатці безшовних труб, нмеюг конічну форму ( 55).

При розрахунку калібрів до валків холодної прокатки на пильгерном стані виходять з заданих розмірів заготовки і готової труби. Методика розрахунку профілю калібрів випливає з наступного прикладу Припустимо, що задана калібрування для розкочування заготовки зовнішнім діам. 112 мм і внутрішнім діам. 68 мм в трубу, що має зовнішній діам. 87 мм і внутрішній діам. 52 мм ( 56 і 57).

Нехай ідеальний діаметр бочки валків Di = 4- 68 мм , а діаметр бочки валків Dв = 467,8 мм . Кути-на різних ділянках валка складають, град.: вхідного 5, захватного 20, робочого 110, поліруючого 40, вихідного 5.

Припустимо, що труба обжимається на оправці, зменшується в діаметрі пропорційно довжині калібру і що Б захватном конусі обтиснення труби по її діаметру (від 112 до 110 мм ) відбувається без зміни . товщини стінки. (Всі ці вихідні дані взяті з практики.)

Профіль калібру будується графічно. Вичертивши колу по діаметру бочки з ідеального діаметра валка, відзначають за величинами кутів кордон окремих ділянок. Зменшення внутрішнього діаметру труби від 66 до 52 мм відбувається згідно з конусністю оправки (враховуючи редукування на 2 мм у захватном ділянці).

Ця формула має переваги порівняно з формулами іншого типу в тому, що в ній рівному центральному куті валків відповідає рівне обтиснення.

Для отримання однакового зменшення товщини стінки труби центральний кут

110 град. і відповідний йому ділянку оправки розділимо на рівну кількість частин.

Так як Ъ обернено пропорційна хп, а величини У про уп постійні, значення х , що знаходяться між цими величинами, можна вважати пропорційними фактичній довжині робочого ділянки (при цьому значення на 56 і 57 однакові).

Для полегшення обчислень приймемо довжину осередку деформації рівною 1000 мм і розділимо її на 10 однакових частин. Розділивши робочий ділянку валка з кутом 110 град, на 10 кутів кожен по 11 град., обчислимо значення товщини стінки кожній точці (табл. 7).

Необхідно врахувати також зменшення внутрішнього діаметра труби внаслідок конусності оправки. Радіус оправки га на початку робочого ділянки становить 33 мм , а в кінці його - 26 мм . Якщо довжину конічного ділянки оправки ^акже розділити на 10 ділянок, то зменшення радіусу оправки на кожній ділянці складе 0,7 мм .

Щоб побудувати профіль робочого ділянки, слід ви- рахувати суми уп + Га = ~ (де Ra - половина зовнішнього діаметру труби), і відрізки, що відповідають їм, відкласти по радіусах ідеального кола діаметра валка. Результати обчислення для визначення зовнішнього діаметра валка наведено в табл. 8.

Неодружена частина калібру утворюється радіусами 100 і 80 мм . Отримана теп ерь крива поперечного перерізу калібру повинна бути перенесена у відповідному масштабі у вигляді прямолінійних ділянок на схему 57.

При використанні цієї формули можливо як катающего діаметра валка приймати діаметр валка по висоті калібру, так як помилка від такого припущення виходить незначною.

Отже, катає діаметр Dq валка (по вершині калібру) приймається рівним ідеального за вирахуванням зовнішнього діаметра готової труби.

Аналогічні обчислення дають наступні довжини окремих ділянок: захватного - 62,5 мм ; робітника - 345 мм поліруючого - 133 мм і вихідного - 16,6 мм .

Використовуючи знайдені вище зовнішні діаметри труби і обчислені довжини ділянок, будуємо ( 57) зовнішній профіль труби. Кут випуску калібру на вхідній ділянці зазвичай приймається 20 град, і зменшується до полирующему ділянці до 10 град.

Так як при холодній прокатці труби оправлення неподвиж

на, а калібри на валках розгортають на ній метал, отримана довжина осередку деформації повинна відповідати довжині ділянки конічного оправки.

Внаслідок того, що оправлення на ділянці також полирующем має конічну форму, труба легко сходить з оправки. Вільну довжину оправки приймають з конструктивних міркувань (у розглянутому прикладі вона прийнята 212 мм ).

Співвідношення між зовнішнім діаметром заготовки і можливим діаметром готової труби нанесені у вигляді прямих на 58.

Можливі довжини готових труб після холодної прокатки вказані в табл. 9. В табл. 10 наведено практичні дані по холодній прокатці труб з труднодеформіруємих матеріалів. З цієї таблиці випливає, що в даному випадку досягається обтискання, доходить до 80%. При цьому можливо витримати допуски .менее ніж 3%.

У зв'язку з економічністю процесу холодної прокатки і потребою в спеціальних трубах в останні роки розпочато холодна прокатка труб великого діаметру. Досягається при цьому точність настільки велика, що перед виготовленням з таких труб кілець кулькових підшипників не потрібно обточування зовнішньої поверхні труби і можна обійтися тільки її шліфуванням.

Для виготовлення втулок, шестерень та інших .массовых деталей також широко застосовуються холоднокатані труби, які дають високий економічний ефект. Крім того, освоєно виробництво плакованих труб методом холодної прокатки, який дозволяє, наприклад, отримувати точні сталеві труби, плаковані міддю як зовні, так і зсередини.

На закінчення слід відзначити наступні переваги процесу холодної прокатки труб:

1) рівномірне зменшення діаметра і товщини стінки труби із зменшенням поперечного перетину її до 80% при різних труднодеформіруємих матеріалах;

2) висока точність труби по товщині стінки і хороша зовнішня та внутрішня поверхні труби після прокатки;

3) можливість застосування такого процесу для виготовлення труб з труднодеформіруємих сталей і кольорових металів (включаючи труби з високолегованих нержавіючих і жароміцних сталей);

4) можливість промислового виготовлення високоточних сталевих труб, плакованих міддю.

 

 

ЗМІСТ: Калібрування інструменту для виробництва безшовних труб

 

Дивіться також:

        

Холодна прокатка листової сталі

Холодна прокатка надає виробам високі точність розмірів і якість поверхні, що неможливо при гарячої прокатці, а також особливі фізичні...

 

холодно деформовані труби. стан холодної прокатки труб

Холодна прокатка труб. Стани для холодної прокатки труб.
Технологічний процес прокатки труб на цьому стані наступний.Холодна прокатка труб.

 

Стани холодної прокатки

На станах холодної прокатки виготовляють труби діаметром від 4 до 450 мм . з товщиною стінки від декількох десятих часток міліметра до 30 мм і більше.

 

ХОЛОДНА ПРОКАТКА СТАЛІ. Вихідний матеріал і підготовка...

Вихідний матеріал та підготовка його до холодної прокатці. Вихідним матеріалом для холодної прокатки є гарячекатані листи товщиною 1,5-5,0 мм

 

роликові стани холодної прокатки труб

Перші вітчизняні стани холодної прокатки труб роликами (ХПТР) були створені у ВНИИметмаше і з'явилися в промисловості наприкінці 50-х років.

 

Прокатка листів на безперервних станах. Для холодної прокатки...

Холодна прокатка рулонної листової сталі виробляється зі значним натягом смуги між клітями і між останньою кліттю і моталкой...

 

Вплив процесу холодної прокатки на властивості сталі

При холодної прокатці форма зерна металу змінюється відповідно до загальної схемою деформації; вони витягуються в напрямку прокатки і зменшують.

 

ХОЛОДНА ПРОКАТКА ТРУБ. Стани холодної прокатки труб

Стани для холодної прокатки труб призначені для виробництва труб досить широкого сортаменту з особливо точними геометричними розмірами.

 

ПРОКАТКА ТРУБ. Гаряча прокатка безшовних труб на установках...

Технологічний процес прокатки складається з двох основних операцій: прошивки круглої катаної заготовки в гільзу і
7) холодна правка труби в косовалковом правильному стані.

 

Четырехклетевые стани холодної прокатки листів і стрічок

Представляє інтерес і четырехклетевой стан 400 холодної прокатки листа та стрічки, встановлений на Магнітогорському калібрувальному заводі.