DE2232803A1

DE2232803A1 - Walzwerk zum kaltwalzen von duennwandigen rohren

Info

Publication number: DE2232803A1
Application number: DE2232803A
Authority: DE
Inventors: Anatolij V Kirilenko; Pawel I Orro
Original assignee: VNI I KT I TRUBNOJ PROMY
Current assignee: VNI I KT I TRUBNOJ PROMY
Priority date: 1972-07-04
Filing date: 1972-07-04
Publication date: 1974-01-17
Also published as: US3810377A

Description

ΟΰΟϋ München 22

Zv.-eibrückenstr. 6

Vsesojuznyj naucno-issledovatel'ski j i P 37 Ί5Ό/2 konstruktorskotechnologiceskij institut 4-. Juli 1972 trubnoj promyslennosti L/Br

Dnepropetrovsk/UdSSR

WALZWSEK ZUM KALTWALZEN VON Dt)IiHWANDIGEIT ROHREU

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Rohrherstellung, insbesondere auf Walzwerke zum Kaltwalzen von dünnwandigen Rohren·

Es ist ein Walzwerk zum Kaltwalzen von dünnwandigen und

äußerst dünnwandigen Rohren bekannt, welches ein Arbeitsge-

für auf_jl§jp
rüst _mit Lagern <Rohr abrollende und sie verfcr-

nit Lende Walzen mit Kalibern veränderlichen Querschnitts, auf die

V/alzen aufgesetzte! Endzahnräder^ für die hin- und hergehen-

mit

de Bewegung des Gerüstes und der Walzen und Zahnstangen, auf denen sich die Endzahnräder abwälzen und die Lage des Walzen fixieren, ' > sowie einen Motor zum

Antrieb - - des ganzen Walzwerks

und eine Rohrvorschub- und Drehvorrichtung umfaßt (siehe ·«·» US. -Pi 3.O3O.035 vom 24. April 1962).

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_ ρ —

Bei dein bekannten Rohr kalt walzwerk werden auf den WaIa ei. Antriebszahnräder verwendet, die einen mittleren Abwälzradius auf" der Länge des ganzen Walzenkalibers gewährleisten·

Dies führt zur Verschlechterung des Walzvorgangs wegen erhöhten Gleitens des Kalibers am Rohr, zur Vermehrung der MlIe , bei denen das zu walzende und das stoßende Rohr mit ihren Enden ineinander einschneiden, sowie zu erhöhtem Rissigwerden der Rohrenden am Walzbeginn.

Zweck der Erfindung ist die Beseitigung der vorerwähnten Nachteile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe, zugrunde, ein .
Walzwerk zum Kaltwalzen von dünnwandigen Rohren zu schaffen, welches das Gleiten des Kalibers an dem zu walzenden Rohr vermindern und das Einschneiden der Enden' des zu walzenden und des stoßenden Rohrs ineinander sowie Rissigwerden der Rohr-

enden am Walzbeginn beseitigen gestattet,
bei

Dies wird e 1If⁷WaIzwerk zum Kaltwalzen von dünnwandigen

Rohren ., das ein Walzgerüst, . mit Lagern

das zu walzende Rohr abrollende« und dieses verformende» WaI-

mit, die/

zen mit Kalibern veränderlichen Querschnitts,/auf Ί/lfalzen aufgesetzten EndzahnräderM für die hin- und hergehende Bewe-

mit
gung des Gerüstes und der Walzen , und Zahnstangen,

auf denen sich die Endzahnräder abwälzen und die Lage der
Walzen fixieren, , sowie einen L'otcr zuta Antrieb des ganzen »Valzwexkt uiii

tine Vorschub- und Drehvorrichtung für das zu walzend α v..ocx

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_ 3 —

dadurch erreicht, daß umfaßt/ £rfindungsgeniäß die Zahnstangen

. den "
(längsverschieb Ikb /in Bewegungsrichtungen des Gerüstes

bei während des Wal ζ ν or gangs zwi sehen dem Kaliber und den ζυ. walzenden Rohr auftretender Reibungskraft -von. kritischen V;ert

-, wenn sich der Walzradius des Kalibers ändert/ aii^- sind
ordnet, wobei mit den Zahnstangen eine Vorrichtung verbunden ist, welche die Rückführung der Zahnstangen in die ursprüngliche Stellung nach Aufheben der von der Reibungskraft herrührenden Belastung sicherstellt.

Vorteilhaft ist . ,. die Vorrichtung zur Rückführung der Zahnstangen in die ursprüngliche Stellung in Form einer mit Federn versehenen Dämpfungseinrichtung auge.fühit ., &±_e mit diesen Zahnstangen verbunden ist.

es

Dies gestattet den Zahnstangen, sich während der Verformung des Rohres unter Einwirkung der natürlichen Reibungskräfte nach dein Gesetz des veränderlichen Abwälzradius zu verschieben und eine der Federn der Dämpfungseinrichtung zusammenzudrücken sowie nach Beendung der Verformung in die ursprüngliche Stellung zurückzukehren, was die Gleitreibung des Kalibers an dem Rohr beim Walzen auf ein Mindestmaß, herabsetzt.

Zweckmäßig ". wird die Vorrichtung für die Rückführung der Zahnstangen in die ursprüngliche Stellung als ^ /> Socken ausgebildet, {mit diesen Zahnstangen verbundener)· was ebenfalls die Gleitreibung des Kalibers an dem Rohr beim ■.Valzen auf ein Linimum reduzieren läßt.

309883/0^;H7 BADORIGINAL

h'ij der vorliegenden Erfindung wurde ein Walzwerk zum Kaltwalzen von dünnwandigen und äußerst dünnwandigen Rohren geschaffen, welches die folgenden Vorzüge besitzt: die Walzwerksleistung steigt um das 2 bis 3fsiehe, die Anzahl der Zwischenoperationen bei den Vorbereitungsarbeiten geht um 25-35% zurück, die Durchmesserabnahme vergrößert sich bis auf 50% und die Dickenabnahme der Wand - bis auf 75%·

Im weiteren wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele und Zeichnungen erläutert; in den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 schematische Darstellung gemäß der Erfindung ausgeführten Walzwerks zum Kaltwalzen von dünnwandigen HohrenmSeitenansicht teilweise im Schnitt;

Fig. 2 eine Draufsicht;

Pig. 3 und 4 die Vorrichtung zur Verschiebung der Zahnstangen mit Verwendung eines Federdämpfers;

Fig. 5 und 6 die Vorrichtung zur Verschiebung der Zahnstangen mit Verwendung eines Nockens.

Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Walzwerk zum V/alzen von dünnwandigen und äußerst dünnwandigen Rohren besitzt ein Walzgerüst 1 rechteckigen Querschnitts, das auf Laufrollen 2 aufliegt, mittels derer sich das Walzgerüst ungehindert hin und zurück bewegen kann· Im oberen und im unteren Teil des Gerüstes 1 sind Auflagerplatten 3 aus gehärtetem Stahl angebracht, längs denen sich die Walzen 4 verschieben·

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Das Gerrit ü ist der arbeitende Haupt me chani sinus des Walzwerks, in welchem die Verformung des Rohrs vermittels deκ Walzwerkzeuge. - der Walzen 4 und eines Dorns 5 - stattfindet ·

Auf den Walzen 4 ist ein Ringkaliber 6 veränderlichen. Querschnitts ausgedreht und geschliffen» In der Abwicklung ist es kegelförmig", wodurch die Verformung des Rohrdurchmessers und der -wandüicke beim Walzen sichergestellt wird· Zur Ein- und Anstellung der Walzen 4 sind im oberen und

im unteren Teil des Gerüstes 1 Keile 7 angebracht, mit deren

aneinander

Hilfe die Auflagerplatten 3 angenähert oder voneinander entfernt werden können.

An zwei Snden der Walzen 4 sind Stirnräder 8 aufgesetzt, welche die beiden Walzen 4 miteinander verbinden und für deren Gleichlauf sorgen. Außer diesen Stirnrädern sind nur auf der unteren 7/alze 4 an deren beiden Enden zusätzlich Antriebszahnräder 9 aufgesetzt, die in ihrem oberen Teil mit Zahnstangen 10 und in dem unteren Teil mit beweglichen Zahnstangen 11, welche im Walzgerüst 1 montiert sind, im Eingriff stehen·

Die Zahnstangen 10 sind mit ihrem einen Ende an einer Dämpfungseinrichtung 12 mit Federn 13 befestigt. Die Zahnstangen 11 sind am Gerüst 1 unbeweglich befestigt, können sich aber zusammen mit dem Gerüst 1 hin- und hergehend bewegen.

In J?ig. 3 und 4 ist die Dämpfungseinrichtung 12 mit ' naher

Spannfedern 13 dargestellt. Durch Pfeile ist die Bewegungsrichtung der Zahnstangen bei dem Hin- und dem Rückgang des

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Gerüstes angedeutet.

Im hinteren Walzwerkst eil (gesehen in Walzricircung) befindet sich eine Dreh- und Vorschubvorrichtung 14 für das zu walzende Kohr, die je Doppelhub des Gerüstes 1 den Vorschub und die Drehung des Kohrs nur in der hinteren Lage oder auch getrennt, und zwar in der hinteren Lage den Vorschub und in · der vorderen die Drehung des Rohrs gewährleistet· Die Dreh- und Vorschubvorrichtung hat die übliche Bauart, wie sie in den serienmäßigen Bohrkaltwalzwerken verwendet wird.

Am hintersten Ende des Walzwerks befindet sich ein Anschlag 15 für einen Stab 16, der zur Anbringung und Einstellung der Lage des kegeligen Dorns 5 in der Formänderungszone bestimmt ist. Der Dorn 5 wird an dem vorderen Ende des Stabes 16 mit Hilfe von Schraubengewinden befestigt.

Auf den Stab 16 mit dem befestigten Dorn 5 wird vor den V/alzen ein Eohr 17 aufgeschoben und mit Hilfe der Dreh- und Vorschubvorrichtung 14 in die Formänderungszone gebracht·

An der vorderen Seite des Gerüstes 1 sind zwei Ösen 1ü vorhanden, die an Pleuelstangen 19 angeschlossen sind, wobei die gegenüberliegenden Enden der Pleuelstangen mit Kurbelzapfen 20 verbunden sind, welche in die Scheiben von Kurbelzahnrädern 21 fest eingepreßt sind.

Über elastische Keilriemen 22 ist das Getriebe 23 des Walzwerks mit einem Gleichstrommotor 24, welcher eine regelbare Drehzahl besitzt, verbunden.

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Alle Baueinheiten und -teile des Walzwerks sind auf einer massiven Metallplatte 25 montiert.

Anstatt des Federdämpfers 13 für die Verschiebung der Zahnstange 10 kann als eine der Ausführung svar iant en ein ITokkengetriebe 26^wIe es in Fig. 5 mid 6 abgebildet ist, verwendet werden. In diesem Falle erjoljf die Bewegung der Zahnstangen durch einen Exzenternocken 27 über Sollen 28 zwangweise entsprechend der Verschiebung der Kaliber 6 der Walzen 4 nach dem natürlichen (veränderlichen) Abwälzradius . Die Drehrichtung des Nockens 27 "und der Rollen 28 sowie die Bewegungsrichtung der Zahnstangen sind durch Pfeile angegeben.

Das besciiriebene Walzwerk arbeitet folgenderweise.

Vor Arbeitsbeginn des Walzwerks wird in das 7/alzgerüst 1 das Viialzwerkzeug - die Walzen 4 und der Dorn 5 - eingebaut, Wobei Oi(SiS Werkzeug nach der vorgegebenen Kalibrierung gewählt und orientierungsweise eingestellt wird. Hiernach wird auf den Stab 16 mit dem Dorn 5 das Rohr 17 aufgeschoben und in üblicher \7eise in der Dreh- und Vorschubvorrichtung 14 be-. festigt. Dann wird der Motor 24 eingeschaltet und mit dem Walzen bei geringer Geschwindigkeit begonnen. Der Motor fängt an, über die elastischen Keilriemen 22 die Kurbelzahnräder 21 und mit ihnen auch, die Kurbelzapfen 20 in Drehung zu versetzen. Die mit den Zapfen verbundenen Pleuelstangen 19 bewegen das Gerüst 1 nin und zurück. Zusammen mit der Bewegung

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Gerüstes 1 bewegen sich auch die Walzen 4, indem sie sich um einen Winkel von etwa 360 drehen, wobei der Durchmesser des Kalibers 6 beim Hingang in Rohrhewegungsricircung entsprechend der vorgegebenen Kalibrierung von der maximalen auf die minimale, der Abmessung des fertigen Rohrs 1? entsprechenden Größe abnehmen soll. Während der Bewegung des Gerüstes 1 werden die Walzen 4 infolge des Eingriffs des jin.-triebszahnrads 9 mit ä.en Zahnstangen 10 und 11 zwangsweise auf den Auflagerplatten 3 verschoben·

Während der Leerlaufarbeit des Walzwerks bleibt die Zahnstange 10 unbeweglich und die Verschiebung der Walzen 4 erfolgt ohne axiale Kräfte. Deshalb ist der Federdämpfer 12 nicht belastet. Aber vom Augenblick an, wo dov Walzen des Rohrs 17 beginnt, treten auf seiner Oberfläche in der Formänderungszone wegen der verschiedenen Abwälzradien in Längsrichtung des arbeitenden Kalibers 6 natürliche axiale !Reibungskräfte zwischen dem £ohr 17 und dem Kaliber 6 auf, welche bestrebt sind, die Zahnstangen 10 in beiden Eichtungen zu verschieben. Diese axialen Reibungskräfte sind umso bedeutender, je größer der Unterschied der Abwälzradien des Kalibers 6, d.h. je größer die Konizität des zu walzenden Rohre in der Formänderungszone ist.

Diese axialen Reibungskräfte sollen beseitigt werden, da sie erhebliche Betriebsstörungen des Walzwerks verursachen:

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die Kaliber nutzen .sich, schneller ab, die Belastungen der Zahnstangen 10 und 11 nehmen zu, es kommt zum. Eissigwei-uo^ der Enden des Rohrs 1? und zum Einschneiden der Enden des zu walsenden und des stoßenden Rohrd ineinander. Die Beseitigung der Reibungskräfte wird durch den in Fig. 3 ¹^d $ dargestellten Federdämpfer 13 erreicht. Die Arbeit des Dämpfers besteht, darin, daß unter Einwirkung der axialen Reibungskräfte die Zahnstangen 10 sich längs der Walzachse verschieben und die Federn 13 in der einen oder anderen Richtung je nach dem Hin- und Rückgang des Gerüstes zusammendrücken. Hierdurch werden die zwischen dem Kaliber 6 und dem zu walzenden Rohr 17 entstehenden veränderlichen Reibungskräfte auf der ganzen Kali— barlänge beseitigt. Sobald das Walzen beendet ist, gibt das Kaliber das Rohr frei, die Wirkung der Reibungskräfte hört auf und die Federn 13 des Dämpfers bringen die Zahnstangen 10 in die mittlere Ausgangsstellung zurück. Die Verschiebungsrichtungen der Zahnstangen 10 sind in Fig. 3 durch Pfeile angedeutet.

Anstatt des Federdämpfers 13 kann als eine Ausführungsvariante dfto Κockengetriebe 26 verwendet werden, welches in Jig· 5 und 6 dargestellt ist. Das Getriebe besteht aus einem Nahmen 29, der mit den Zahnstangen 10 starr verbunden ist". Im Rahmen 29 ^slIld auf einer Welle 30 ein Exzenter nocken 2? und zv/ei angetriebene Rollen 28 angeordnet. In den, tlaße, wie sich der Hocken nit der Welle 31 des Antriebs dreht, verschieben

BAD ORIGINAL 30 9883/0817

die angetriebenen Hollen 28 die Zahnstangen 10 j hin und zurück] synchron mit der Änderung des Abv/älzradius des Kalibers 61 Durch Pfeile sind die Bewegungsrichtungen der Zahnstangen 10 und die Drehrichtung der Welle 31 angedeutet.

Dank der Verwendung des F e der dämpf er s 12 oder des ITcckengetriebes 26 werden auch axiale Reibungskräfte beseitigt, die wegen verschiedener Abwälaradien des Kalibers auftreten.

Nach, jedem Doppelhub des Gerüstes 1 wird das Rohr durch die Dreh- und Vorschubvorrichtung 14 um das vorgegebene Maß vorgeschoben und gedreht, um neue Abschnitte des Rohrs bis auf den- vorgegebenen Durchmesser und die vorgegebene wanddicke zu walzen. Der Vorschub und die Drehung des Rohrs können getrennt ausgeführt werden: die Drehung in der vorderen Lage und der Vorschub in der hinteren. Die Aufgabe der Dreh- und Vor-Schubvorrichtung 14 besteht darin, das Röhrte einem Doppelhub des Gerüstes gleichmäßig zu drehen und vorzuschieben.

Am hinteren Anschlag 15 wird unbeweglich der Stab 16 mit dem Dorn 5 befestigt, auf welchem das Rohr heruntergetaucht wird. Zum leichteren Ablaufen des Rohrs vom Dorn wird der letztere kegelig ausgebildet.

Nach dem Walzen des vorderen Rohrendes auf einer geringen

er

Länge wird die Richtigkeit der Einstfclung geprüft und er^ordtrlichewfalls die Einstellung korrigiert. Eat sich die Einstellung als richtig erwiesen, so wird das ganze Rohr gewalzt.

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Claims

4. Juli 1972 L/Brr PATEN Ϊ ANSPRÜCHE i

1. jwalzwerk zum Kaltwalzen von dünnwandigen Rohren, das β ι ^v—~s auf dem

■§ j ein Arbeitsgerüst, . mit Lagern für zu walzende Rohr abc.vj rollende und es verformende Walzen mit Kalibern veränderlichen

^ωΚ· mit die H/

Querschnitts, auf Walzen aufgesetzte/Endzahnräder ■ fur

die hin- und hergehende Bewegung des Gerüstes und der Walzen und Zahnstangen, auf denen sich die Endzahnräder abwälzen und die Lage der Walzen fixieren, .» soviie einen Lot or zum Antrieb - / des ganzen Walzwerks und eine Vorschub- und Drehvorrichtung für das zu walzende Rohr umfaßt, dad'urch gekennzeichnet, daß die Zahnstangen (10) _ .. '

den
in Bewegungsrichtungen des Gerüstes (1) bei

während des Walzvorgangs zwischen dem Kaliber (6) und den zu walzenden Rohr (17) auftretender Reibungskraft von kr it i seilen

-■ert , wenn sich der Walzradius des Kalibers (6) ändert,

sverschieblichj^iaa)
^angeordnet^;und daßmit 'den Zahnstangen (10) eine Vorrichtung verbunden ist (12· oder 26), welche die Rückführung der Zahnstangen (1C) in die ursprüngliche Stellung nach Aufheben der von der rleibungskraft herrührenden Belastung sicherstellt.

2. V/alz'n'erk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Rückführung ...?i·

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Zahnstangen in die ursprüngliche Stellung in Form einer nix lodern (13) v-enr-^sehenen Dämpfungseinrichtung (12) ausgeführt
ist, die mit diesen Zahnstangen (10) verbunden ist.

3. Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch g e kennze ic hnet, daß die Vorrichtung zur Rückführung der Zahnstangen in die ursprüngliche Stellung in Form eines Nockens (27) ausgebildet ist, der mit diesen Zahnsrangen (10) verbunden