RU2030227C1 - Клеть винтовой прокатки - Google Patents
Клеть винтовой прокатки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2030227C1 RU2030227C1 SU4822107A RU2030227C1 RU 2030227 C1 RU2030227 C1 RU 2030227C1 SU 4822107 A SU4822107 A SU 4822107A RU 2030227 C1 RU2030227 C1 RU 2030227C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rolling
- drum
- angle
- rolls
- axis
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к оборудованию трубопрокатного производства, и может быть использовано для винтовой прокатки изделий и труб. В каждой из опор клетки размещен барабан, снабженный приводом поворота вокруг оси и приводом осевого перемещения. В барабане установлены два дисковых валка, при этом предшествующий относительно направления прокатки валок расположен под положительным углом раскатки, а последующий - под отрицательным углом, что позволяет конструктивно сблизить валки и создать единый, короткий очаг деформации. Опоры устанавливаются на одном уровне. При этом оси поворота барабанов лежат в одной горизонтальной плоскости, с которой совмещается ось прокатки. Дисковые валки устанавливаются эксцентрично относительно оси поворота барабана с различными эксцентриситетами l1 и l2 соответственно, при этом центр оси O2 последующего валка отклонен от линии OO1, соединяющей центры осей предшествующего валка и барабана, на угол Ψ , т.е. радиус-векторы расположены под углом друг к другу. 2 ил.
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к оборудованию трубопрокатного производства, и может быть использовано для винтовой прокатки изделий и труб.
Известен стан винтовой прокатки с многовалковым узлом, включающий последовательно смещенные вдоль оси прокатки две пары рабочих валков, развернутых на угол подачи, различный для каждой из пар, при прокатке в которых улучшается качество гильз и труб за счет создания условий прокатки с натяжением или подпором [1].
Применение известных валковых узлов в станах винтовой прокатки ограничивает по диаметру и толщине стенки сортамент прокатываемых изделий, при этом ограничение по диаметру изделия в данном случае более жесткое, чем для узла с тремя рабочими валками. Ограничение сортамента по толщине стенки прокатываемых изделий обусловлено наличием большого зазора между валками по периметру очага деформации, а установка линеек для обеспечения закрытого очага деформации в таком стане конструктивно не реализуется.
Известен стан винтовой прокатки, в котором две последовательно установленные пары валков образуют единый очаг деформации [2]. В этом стане возможно изменять в широких пределах расстояние между валками в сечении пережима, а также использовать линейки для создания закрытого очага деформации, что приближает возможности стана в части сортамента прокатываемых труб к возможностям обычного двухвалкового стана.
Однако в силу сложной конструктивной реализации валковых узлов известного стана, в частности, установки переменного угла подачи, обеспечения перемещения валков для изменения расстояния в пережиме, расположение привода и раздаточных устройств, в настоящее время такие станы в трубопрокатной практике не применяются.
Наиболее близкой к предложенному является клеть винтовой прокатки, содержащая два поворотных барабана с установленным в каждом из них эксцентрично и на угол раскатки приводным дисковым валком [3].
В известной клети конструктивно просто реализуется привод валков, а также возможность варьирования осевой составляющей скорости валков путем поворота барабана, в результате чего изменяется смещение оси дискового валка относительно оси симметрии стана.
К недостаткам известного стана следует отнести ограниченную при прокатке изделий возможность изменения условий деформирования путем изменения тянущих усилий на поверхностях контакта металла с валками, а также невозможность создания условий прокатки с внутриочаговым осевым натяжением, что в конечном счете снижает деформационную способность стана.
Целью изобретения является повышение деформационной способности клети.
Поставленная цель достигается тем, что клеть винтовой прокатки, содержащей два поворотных барабана с установленным в каждом из них эксцентрично и на угол раскатки приводным дисковым валком согласно изобретению снабжена дополнительными приводными валками, установленными в каждом из барабанов с другим эксцентриситетом и знаком угла раскатки.
В отличии от известных технических решений в предлагаемом стане винтовой прокатки установка в барабане дополнительного валка, расположенного относительно оси барабана с эксцентриситетом, отличным от эксцентриситета предшествующего валка, позволяет путем поворота барабана вокруг своей оси устанавливать требуемое отношение осевой составляющей скорости последующего валка к соответствующему параметру предшествую- щего валка, что дает возможность реализовать достаточно гибкое управление режимом деформации при винтовой прокатке, создавая внутриочаговое осевое натяжение или подпор. Это в совокупности с возможностью образования короткого, замкнутого очага деформации в предлагаемом стане позволяет последнему по широте размерной и марочной части прокатываемого сортамента превзойти существующие косовалковые станы.
На фиг. 1 показаны узлы предлагаемого стана и очаг деформации в нем; на фиг. 2 - установка рабочих валков в барабане.
Клеть имеет опоры 1. В каждой из опор размещен барабан 2, снабженный приводом поворота барабана вокруг оси и приводом осевого перемещения. В барабане установлены два дисковых валка 3 и 4, при этом предшествующий относительно направления прокатки, указанного на фигурах стрелкой, валок расположен под положительным углом δ1 раскатки, а последующий - под отрицательным углом δ2, что позволяет конструктивно сблизить валки (см. фиг. 1 и 2) и создать единый, короткий очаг деформации.
Опоры устанавливаются на одном уровне, при этом оси поворота барабанов лежат в одной горизонтальной плоскости, с которой совмещается ось прокатки.
Дисковые валки устанавливаются эксцентрично (см. фиг. 2) относительно оси поворота барабана с различными эксцентриситетами е1 и е2 соответственно, при этом центр оси О2 последующего валка отклонен от линии ОО1, соединяющей центры осей предшествующего валка и барабана на угол Ψ, т.е. радиус-векторы е1 и е2 расположены под углом друг к другу.
В результате такой установки валков при повороте барабана вокруг своей оси, радиус-вектор е2 отклоняется от горизонтальной оси барабана на центральный угол, например φ, при этом радиус-вектор е2 отклонится на угол φ+Ψ . Ввиду различия указанных центральных углов, а также эксцентриситетов е1 и е2 предшествующий и последующий валки располагаются с различным смещением относительно оси прокатки соответственно q1 и q2. Отношение величин смещения валков в конечном счете определяет отношение осевых составляющих скорости этих валков и рассчитывается по формуле
= = , (1) где V02 и V01 являются осевыми составляющими скоростей соответственно последующего и предшествующего валков.
= = , (1) где V02 и V01 являются осевыми составляющими скоростей соответственно последующего и предшествующего валков.
Как видно из формулы и представленной на фиг. 2 схемы установки валков, путем изменения величины угла поворота барабана, т.е. угла φ , возможно в достаточно широких пределах варьировать отношение осевых составляющих скоростей валков последующей пары к предшествующей.
Указанное отношение осевых составляющих скоростей выбирается пропорционально величине вытяжки трубы μ , т.е.
= (0,4-1,6)μ (2)
Значение коэффициента пропорциональности в рамках выделенного диапазона (0,4-1,6) определяется технологическими условиями деформации металла. При прокатке изделий из малопластичных марок сталей и сплавов коэффициент пропорциональности выбирается меньше единицы, что обеспечивает прокатку с внутриочаговым подпором. При прокатке пластичных изделий этот коэффициент устанавливается большим единицы, что приводит к реализации процесса с внутриочаговым осевым натяжением.
Значение коэффициента пропорциональности в рамках выделенного диапазона (0,4-1,6) определяется технологическими условиями деформации металла. При прокатке изделий из малопластичных марок сталей и сплавов коэффициент пропорциональности выбирается меньше единицы, что обеспечивает прокатку с внутриочаговым подпором. При прокатке пластичных изделий этот коэффициент устанавливается большим единицы, что приводит к реализации процесса с внутриочаговым осевым натяжением.
При выборе коэффициента пропорциональности за пределами указанного диапазона (менее 0,4 и более 1,5) увеличивается скольжение металла на контактной поверхности валков обеих пар, что приводит к росту энергоемкости процесса, интенсивности износа валков. Кроме того, при выборе значения коэффициента пропорциональности за пределами указанного диапазона резерв сил трения, действующих в осевом направлении и создающих внутриочаговый подпор или натяжение, практически исчерпывается.
Требуемая величина угла поворота барабана рассчитывается по выражению, полученному с учетом конструктивных параметров, взаимосвязь которых определена формулой (1), и технологических условий, отраженных в зависимости (2):
ctgφ = (0,4-1,6)μ - ctgΨ . (3)
Настройку стана и реализацию процесса в предлагаемом стане винтовой прокатки рассмотрим на примере прокатки гильзы диаметром до 250 мм. Для этого процесса могут быть применены дисковые рабочие валки с максимальным диаметром 750 мм. Первая пара валков, образующая входной конус очага деформации, устанавливается с положительным углом раскатки δ1 = 85о, последующая пара валков, образующая выходной конус очага деформации, устанавливается на отрицательный угол раскатки δ2 , - 85о, при этом в направлении прокатки радиус рабочих валков этой пары уменьшается.
ctgφ = (0,4-1,6)μ - ctgΨ . (3)
Настройку стана и реализацию процесса в предлагаемом стане винтовой прокатки рассмотрим на примере прокатки гильзы диаметром до 250 мм. Для этого процесса могут быть применены дисковые рабочие валки с максимальным диаметром 750 мм. Первая пара валков, образующая входной конус очага деформации, устанавливается с положительным углом раскатки δ1 = 85о, последующая пара валков, образующая выходной конус очага деформации, устанавливается на отрицательный угол раскатки δ2 , - 85о, при этом в направлении прокатки радиус рабочих валков этой пары уменьшается.
Относительно оси барабана предшествующий валок расположен эксцентрично на величину е1 = 588 мм, а последующий - с эксцентриситетом е2 = 173 мм, при этом угол отклонения центра последующего валка от линии, соединяющей центры оси осей барабана и предшествующего валка, равен Ψ≈ 22,5о. При такой установке валков в барабане при развороте последнего на угол φ = 1о отношение осевых составляющих скоростей соответственно последующего и предшествующего валков (при одинаковой частоте вращения валков) равно 6,72, при угле φ = 8,8о это отношение становится равным единице.
Для реализации процесса первоначально определяется требуемая установка угла разворота барабана. На основании заданной при прокатке вытяжки гильзы и исходя из пластических свойств прокатываемого металла, выбирается соотношение осевых составляющих скоростей последующего и предшествующего валков. Например, для обеспечения величины вытяжки, равной двум, при редуцировании на 10-15% диаметра гильзы из углеродистой марки стали зона определения коэффициента пропорциональности смещается в сторону верхней границы диапазона 0,4-1,6, выбираем значения коэффициента, равным 1,4. Тогда величина отношения осевых составляющих скоростей валков различных пар составляет 2,8, с использованием приведенной формулы (3) определяется соответствующий угол разворота барабана φ≈ 2,55о.
Нагретую до температуры прокатки гильзу 5 задают в предшествующую пару рабочих валков 3 (см. фиг. 1), которые сообщают гильзе геликоидальное перемещение, при этом в осевом направлении гильза перемещается в сторону увеличения радиуса валков 3. Направление вращения рабочих валков показано на фиг. 2.
По мере осевого перемещения гильза встречается с посаженной на стержень 6 оправкой 7, в результате чего происходит обжатие стенки гильзы. Дальнейшая деформация гильзы на оправке производится последующей парой рабочих валков, осевая составляющая скорости которых отлична от осевой составляющей скорости валков предшествующей пары. В результате этого и с учетом вытяжки гильзы определяется соотношение осевых тянущих сил, воздействующих на гильзу во входном участке, образованном предшествующей парой валков, и выходном участке, образованном последующей парой валков.
В отличие от прототипа при осуществлении процесса прокатки в предлагаемом стане обеспечиваются различные режимы деформации металла как с внутриочаговым осевым подпором, так и натяжением. Это в сочетании с возможностью перераспределения деформации между предшествующей и последующей парами валков за счет расположения оправки в очаге и изменения ее калибровки позволяет реализовать наиболее рациональные для каждого сортамента изделий (заготовок, гильз, труб и т.д.) режимы деформирования, учитывающие физические свойства и геометрические размеры проката.
Применение предлагаемого стана позволяет эффективно воздействовать на результирующее скручивание металла при винтовой прокатке, которое способствует перераспределению пластических свойств труб в поперечном и продольном направлениях. Результирующее скручивание возможно варьировать путем рассогласования частоты вращения валков одной пары по отношению к валкам другой пары, а также расположением оправки относительно границы между смежными валками различных пар.
Предлагаемый стан может быть использован для различных процессов винтовой прокатки: прошивки, элонгирования, производства заготовок и прутков и др. В качестве вспомогательного инструмента, обеспечивающего закрытый калибр, в предлагаемом стане могут применяться линейки и дисковые проводки. Привод рабочих валков может быть групповой, индивидуальный или комбинированный с различной группировкой валков.
Высокая маневренность стана и его повышенная деформационно-вытяжная способность делает перспективным его использование в качестве раскатного стана. При этом могут быть реализованы процессы прокатки на короткой и длинной оправке, в последнем случае перемещение оправки может быть свободным или с регулируемой скоростью.
Claims (1)
- КЛЕТЬ ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ, включающая два поворотных барабана с установленным в каждом из них эксцентрично и на угол раскатки приводным дисковым валком, отличающаяся тем, что, с целью повышения деформационной способности клети, она снабжена дополнительными приводными валками, установленными в каждом из барабанов с другим эксцентриситетом и знаком угла раскатки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4822107 RU2030227C1 (ru) | 1990-05-03 | 1990-05-03 | Клеть винтовой прокатки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4822107 RU2030227C1 (ru) | 1990-05-03 | 1990-05-03 | Клеть винтовой прокатки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2030227C1 true RU2030227C1 (ru) | 1995-03-10 |
Family
ID=21512477
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4822107 RU2030227C1 (ru) | 1990-05-03 | 1990-05-03 | Клеть винтовой прокатки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2030227C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2529304C2 (ru) * | 2010-07-29 | 2014-09-27 | Марк Николаевич Надинский | Способ изготовления панелей, конструкций |
RU2764066C2 (ru) * | 2020-05-06 | 2022-01-13 | Общество с ограниченной ответственностью "МИП "Стан" | Стан винтовой прокатки |
-
1990
- 1990-05-03 RU SU4822107 patent/RU2030227C1/ru active
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 330891, кл. B 21B 19/00, 1972. * |
2. Фомичев И.А. Косая прокатка. Харьков: Металлургиздат, 1963, с.27. рис.16. * |
3. Нодев Э.О. Устранение кинематической асимметрии дисковых прошивных станов, "Черная металлургия", Бюллетень Научно-технической информации, 1976, N 8, с.42-44. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2529304C2 (ru) * | 2010-07-29 | 2014-09-27 | Марк Николаевич Надинский | Способ изготовления панелей, конструкций |
RU2764066C2 (ru) * | 2020-05-06 | 2022-01-13 | Общество с ограниченной ответственностью "МИП "Стан" | Стан винтовой прокатки |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4440012A (en) | Rolling stand with noncylindrical rolls | |
US3492849A (en) | Rolling of metal billets | |
US4502310A (en) | Conveyor roller and method of manufacture thereof | |
RU2030227C1 (ru) | Клеть винтовой прокатки | |
SE446434B (sv) | Sett att framstella somlosa metallror | |
US5649440A (en) | Method for calibration of assel rollers | |
US4510787A (en) | Method of manufacturing hollow rods | |
RU2031750C1 (ru) | Центрователь трубопрокатного стана | |
GB1592621A (en) | Apparatus and method for reducing the corss-section of linearly extending material | |
US2458110A (en) | Apparatus for producing seamless tubes | |
CN85106452B (zh) | 无缝钢管轧机 | |
US1957916A (en) | Apparatus for and method of producing metal tubes | |
SU710692A1 (ru) | Валок дл поперечно-винтовой раскатки труб | |
KR850007003A (ko) | 경사로울을 구비한 로울링밀과 그 제어공정 | |
US4202195A (en) | Skew rolling mill roller | |
US1464702A (en) | Rolling mill | |
SU804021A1 (ru) | Технологический инструментпРОшиВНОгО КОСОВАлКОВОгО CTAHA | |
RU2013144C1 (ru) | Способ непрерывной поперечно-винтовой прокатки | |
SU496056A1 (ru) | Линейка стана поперечно-винтовой прокатки труб | |
SU884786A1 (ru) | Способ подгибки кромок листа на трехвалковых симметричных машинах | |
SU921646A1 (ru) | Способ периодической прокатки труб | |
SU1523201A1 (ru) | Способ прокатки труб на редукционном стане и технологический инструмент дл его осуществлени | |
SU1560340A1 (ru) | Способ производства труб на непрерывном стане | |
SU1378980A1 (ru) | Инструмент чистовой клети многоклетьевого профилегибочного стана | |
SU948474A1 (ru) | Ма тникова прокатна клеть |