RU2246362C1 - Method for screw rolling of finned tubes and rolls for performing the same - Google Patents

Abstract

FIELD: plastic working of metals, namely processes for making finned tubes by cross screw rolling, possibly in three-roll mills.

SUBSTANCE: method comprises steps of continuous deforming of blank metal in gages of three rolls arranged uniformly and turned relative to rolling axis; drawing fins of tube due to axial reduction of metal in gages; shaping fins and finally sizing them in gages of cylindrical portion. Fins are shaped due to axial reduction by means of pairs of working gages having similar profile and gradually increased thickness along outer diameter (said gages are placed on one roll) also by means of pairs of intermediate gages arranged opposite relative to working gages on two other rolls and having profile corresponding to that of working gages but less outer diameter. Fins are sized at preventing possibility for damaging shaped fin. Rolls are in the form of set of variable-profile discs; discs are mounted on the same axis and form gages. On cylindrical portion of rolls pairs of working gages and pairs of intermediate gages are mounted at minimum shift along rolling axis. Pairs of intermediate gages are mounted on two rolls opposite relative to pair of working rolls. Shift pitch and diameters of gages are normalized.

EFFECT: enlarged manufacturing possibilities of equipment and tool; enhanced quality of surface of ready shapes, uniform working of metal structure and metal deformation at shaping fins, lowered minimum diameter of reducing shapes, increased surface area of outer surface of fining.

2 cl, 3 dwg, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к валкам, касается технологии получения ребристых труб поперечно-винтовой прокаткой и может быть использовано на трехвалковых станах.The invention relates to the field of metal forming, in particular to rolls, relates to a technology for producing ribbed tubes by helical rolling and can be used on three-roll mills.

Известен способ прокатки труб с поперечными ребрами, с синхронно вращающимися валками, с винтовыми калибрами, в котором оси валков наклонены к оси прокатки на угол подъема винтовых поверхностей калибров прокатных валков [1].A known method of rolling pipes with transverse ribs, with synchronously rotating rolls, with helical gauges, in which the axis of the rolls are inclined to the axis of rolling by the angle of elevation of the helical surfaces of the gauges of the rolling rolls [1].

Недостаток состоит в ограничении сортамента изготавливаемых ребристых труб.The disadvantage is the limited range of manufactured ribbed pipes.

Известны валки с винтовыми калибрами для прокатки труб с поперечными ребрами, содержащие витки пружины, выполненные со ступенчатой заточкой и соответствующим поднутрением, скрепленные сквозными установочными винтами или штифтами [2].Known rolls with helical gauges for rolling pipes with transverse ribs containing spring coils made with step sharpening and corresponding undercut, fastened with through set screws or pins [2].

Недостаток состоит в ограниченности применения.The disadvantage is limited application.

Наиболее близким к заявляемому является способ прокатки ребристых труб, включающий непрерывное деформирование металла заготовки винтовыми калибрами, установленными на трех рабочих валках, равномерно расположенных и повернутых относительно оси прокатки на угол, зависящий от угла подъема прокатываемого профиля, на цилиндрическом участке валка происходит вытяжка ребер за счет осевого обжатия металла в калибрах, их формование и затем окончательное калибрование, калибры цилиндрического участка имеют одинаковый наружный диаметр [3].Closest to the claimed is a method of rolling ribbed pipes, including continuous deformation of the workpiece metal with screw gauges mounted on three work rolls, evenly spaced and rotated relative to the axis of rolling by an angle depending on the elevation angle of the rolled profile, the ribs are drawn out on the cylindrical section of the roll due to axial compression of metal in gauges, their molding and then final calibration, gauges of a cylindrical section have the same outer diameter [3].

Недостаток состоит в том, что изготовление оребренных труб данным способом на трехвалковых станах ограничено нижним пределом размера диаметра впадин между ребрами.The disadvantage is that the manufacture of finned tubes in this way on three-roll mills is limited to the lower limit of the size of the diameter of the depressions between the ribs.

Наиболее близкими к заявляемому являются валки для прокатки ребристых труб, выполненные в виде комплекта дисков переменного профиля, расположенных на одной оси и образующих калибры [4, 5].Closest to the claimed are rolls for rolling ribbed tubes, made in the form of a set of disks of variable profile located on the same axis and forming gauges [4, 5].

Изготовление оребренных труб на трехвалковых станах ограничено нижним пределом размера диаметра обжима Do (диаметр впадин между ребрами). Данный размер зависит от габаритов опоры валка (минимальное межосевое расстояние валков Aw min, размер А минимально возможный) и от максимального диаметра валка (максимальное межосевое расстояние валков Aw max) [4, 5].The manufacture of finned tubes on three-roll mills is limited by the lower limit of the size of the crimp diameter Do (diameter of the hollows between the ribs). This size depends on the dimensions of the roll support (minimum roll center distance Aw min, size A is the smallest possible) and on the maximum roll diameter (maximum roll center distance Aw max) [4, 5].

Максимальный диаметр валка определяется по формуле:The maximum diameter of the roll is determined by the formula:

Dd≤ 6,43× Do-7,41× ZDd≤ 6.43 × Do-7.41 × Z

Do - минимальный диаметр обжима (диаметр впадин между ребрами);Do - the minimum diameter of the crimp (the diameter of the depressions between the ribs);

Z - радиальный зазор между валками.Z is the radial clearance between the rolls.

Недостаток состоит в ограничении сортамента изготавливаемых ребристых труб.The disadvantage is the limited range of manufactured ribbed pipes.

Основной задачей, на решение которой направлен способ винтовой прокатки ребристых труб и валки для его осуществления, является расширение сортамента ребристых труб, снижение материалоемкости и повышение качества изделий.The main task, which is directed by the method of screw rolling of ribbed tubes and rolls for its implementation, is to expand the range of ribbed tubes, reducing material consumption and improving product quality.

Единым техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленной группы изобретений, является расширение технологических возможностей оборудования и инструмента, улучшение качества поверхности получаемых профилей, повышение равномерности проработки структуры и деформируемости металла при формовании и калибровании ребра, снижение минимально возможного диаметра обжима получаемых профилей, увеличение площади наружной поверхности оребрения.A single technical result achieved in the implementation of the claimed group of inventions is to expand the technological capabilities of equipment and tools, improve the surface quality of the obtained profiles, increase the uniformity of the structure and deformability of the metal during molding and calibration of the rib, reduce the minimum possible crimp diameter of the resulting profiles, increase the outer surface area fins.

Поставленная задача достигается тем, что в способе винтовой прокатки ребристых труб, включающем непрерывное деформирование металла заготовок калибрами, установленными на трех рабочих валках, равномерно расположенных и повернутых относительно оси прокатки на угол, зависящий от угла подъема прокатываемого винтового профиля, и вытяжку ребер ребристых труб за счет осевого обжатия металла в калибрах, их формование и окончательное калибрование калибрами цилиндрического участка, согласно изобретению ребра формуют осевым обжатием парами рабочих калибров с одинаковым профилем, с постепенно увеличивающейся толщиной калибра по наружному диаметру, расположенных на одном валке, а калибруют и устраняют возможность смятия сформированных ребер парами проставных калибров с профилем, соответствующим профилю рабочих калибров, но имеющими меньший наружный диаметр, установленных напротив рабочих калибров на двух других валках.The problem is achieved in that in the method of screw rolling of ribbed pipes, including continuous deformation of the metal of the workpieces with calibers mounted on three work rolls, evenly spaced and rotated relative to the rolling axis by an angle depending on the angle of elevation of the rolled screw profile, and drawing the edges of the ribbed tubes for the axial compression of the metal in calibers, their molding and final calibration with calibers of the cylindrical section, according to the invention, the ribs are formed by axial compression in pairs of p working calibers with the same profile, with gradually increasing caliber thickness on the outer diameter, located on the same roll, and calibrate and eliminate the possibility of crushing the formed ribs by pairs of spacer calibers with a profile corresponding to the profile of working calibers, but having a smaller outer diameter, installed opposite working calibres on two other rolls.

Поставленная задача достигается тем, что валки для винтовой прокатки ребристых труб, выполненные в виде комплекта дисков переменного профиля, расположенных на одной оси и образующих калибры, согласно изобретению на цилиндрическом участке валков расположены пары рабочих и пары проставных калибров с профилем, соответствующим профилю рабочих калибров, но имеющих меньший наружный диаметр, при этом пары рабочих и проставных калибров установлены с минимальным смещением вдоль оси прокатки на 2¹/₃ × Т, причем напротив пары рабочих калибров диаметром Dp одного валка установлены на двух других валках пары проставных калибров диаметром Dп=(Dp+Do)× Cos 30°-(Dp/2+Z), гдеThe problem is achieved in that the rolls for screw rolling of ribbed tubes made in the form of a set of disks of variable profile located on the same axis and forming calibers, according to the invention, on the cylindrical section of the rolls are pairs of working and pairs of spacer gauges with a profile corresponding to the profile of working calibers, but having a smaller outer diameter, wherein the pair of working and prostavnyh gauges installed with minimum displacement along the rolling axis by 2 _^1/3 × T, the opposite pairs of work di calibers meter Dp one roller mounted on the other two pairs of rollers prostavnyh caliber diameter Dp = (Dp + Do) × Cos 30 ° - (Dp / 2 + Z), where

Т - шаг ребра,T is the step of the ribs

Dp - наружный диаметр рабочего калибра,Dp is the outer diameter of the working caliber,

Dп - наружный диаметр проставного калибра,Dp - the outer diameter of the spacer gauge,

Do - минимальный диаметр обжима,Do - minimum crimp diameter,

Z - радиальный зазор между валками.Z is the radial clearance between the rolls.

В настоящей заявке на выдачу патента соблюдено требование единства изобретений, поскольку способ и устройство рабочих и проставных калибров цилиндрического участка валков взаимосвязаны.In this patent application, the requirement of the unity of inventions is met, since the method and device of working and spacer gauges of the cylindrical portion of the rolls are interconnected.

Реализация способа иллюстрируется Фиг.1, на которой представлена схема поперечной винтовой прокатки ребристых труб.The implementation of the method is illustrated in figure 1, which presents a diagram of the transverse helical rolling of ribbed pipes.

На Фиг.2 представлено устройство валков для прокатки ребристых труб.Figure 2 presents the device rolls for rolling ribbed pipes.

На Фиг.3 представлена схема комплектации рабочих и проставных калибров валков.Figure 3 presents a diagram of a complete set of working and spacer caliber rolls.

Способ реализуется следующим образом:The method is implemented as follows:

Заготовка Фиг.1 подается на трехвалковый стан для прокатки ребристых труб, деформация металла заготовки осуществляется тремя валками, расположенными вокруг нее через 120°, причем ребристые трубы изготавливаются с диаметром обжима Do, менее допустимого диаметра для используемого оборудования и с наружным диаметром оребрения Dн.The blank of Figure 1 is fed to a three-roll mill for rolling ribbed pipes, the metal of the workpiece is deformed by three rolls located around it through 120 °, and the ribbed tubes are made with a crimping diameter Do, less than the allowable diameter for the equipment used and with an external finning diameter Dн.

Диаметр рабочего калибра принимается, в зависимости от требуемой высоты ребра, из следующего условия:The diameter of the working gauge is taken, depending on the required height of the ribs, from the following conditions:

Aw min≤ Dp+Do≤ Dmax+Do, гдеAw min≤ Dp + Do≤ Dmax + Do, where

Aw min - минимальное межосевое расстояние, которое зависит от габаритов опоры валка (размер А минимально возможный);Aw min - the minimum center distance, which depends on the dimensions of the roll support (size A is the smallest possible);

D max - максимальный диаметр калибра для используемого оборудования.D max - the maximum diameter of the caliber for the equipment used.

Напротив пары рабочих калибров Dp на двух других валках установлены пары проставных калибров Dп с профилем, соответствующим профилю рабочих калибров, но имеющие меньший наружный диаметр.Opposite the pair of working calibers Dp, on two other rolls, pairs of spacer calibers Dp are installed with a profile corresponding to the profile of working calibers, but having a smaller outer diameter.

Устройство валков для прокатки ребристых труб иллюстрируется Фиг.2, на которой изображены толстостенная труба 1, несущая труба или оправка 2, валки 3, проставные калибры 4, рабочие калибры 5.The device of the rolls for rolling ribbed tubes is illustrated in Figure 2, which shows a thick-walled tube 1, a supporting tube or mandrel 2, rolls 3, spacer gauges 4, working gauges 5.

Валки на цилиндрическом участке Фиг.3 содержат пары рабочих калибров диаметром Dp и пары проставных калибров диаметром Dп, причем напротив пары рабочих калибров одного валка на двух других валках установлены пары проставных калибров.The rolls in the cylindrical section of Figure 3 contain pairs of working calibers with a diameter of Dp and pairs of spacer gauges with a diameter of Dp, and opposite to a pair of working calibers of one roll, two pairs of spacer gauges are installed on two other rolls.

Валки осуществляют работу следующим образом:Rolls carry out the work as follows:

Толстостенная труба 1 Фиг.2 надевается на оправку или несущую трубу 2 и прокатывается тремя валками 3, каждый валок на цилиндрическом участке имеет пары рабочих 5 и проставных 4 калибров, конструкция которых обеспечивает непрерывное обжатие заключенного в них металла заготовки по заданному режиму с образованием сравнительно высоких и тонких ребер, причем пары рабочих 5 и проставных 4 калибров располагаются на валках с минимальным смещением вдоль оси прокатки равным 2¹/₃ × Т, при этом формируется ребристая труба с шагом Т, диаметром наружным Dн и диаметром обжима Do.The thick-walled pipe 1 of FIG. 2 is put on a mandrel or a supporting pipe 2 and rolled by three rolls 3, each roll in a cylindrical section has pairs of working 5 and 4 spacers, the design of which ensures continuous compression of the workpiece metal enclosed in them according to a given mode with the formation of relatively high and thin ribs, wherein the pair of work prostavnyh 4 and 5 are arranged on the caliber rolls with minimum displacement along the rolling axis to be 2 _^1/3 × T, the ribbed pipe is formed with a pitch T, outer diameter D n and crimping diameter Do.

Пример выполнения предлагаемого способа винтовой прокатки ребристых труб и валков для его осуществления.An example of the proposed method of screw rolling of ribbed tubes and rolls for its implementation.

На стане ХПРТ 12-28 с рабочими валками А 1519-33-00 было применено устройство валков, выполненное с рабочими и проставными калибрами с соответственными наружными диаметрами Dp=65 мм и Dп=60 мм, что позволяет изготавливать оребренные трубы со следующими параметрами, которые приведены в таблице.The KhPRT 12-28 mill with work rolls A 1519-33-00 used a roll device made with working and spacer gauges with corresponding external diameters Dp = 65 mm and Dp = 60 mm, which makes it possible to produce finned tubes with the following parameters, which are given in the table.

Опыт отработки способа показал, что получение ребристых труб характеризуется уменьшением минимально возможного диаметра полученных профилей, чем обеспечивается искомый технический результат и достижение цели изобретения.Experience in the development of the method showed that obtaining ribbed pipes is characterized by a decrease in the minimum possible diameter of the obtained profiles, which ensures the desired technical result and the achievement of the purpose of the invention.

  Способ и валок для винтовой прокатки ребристых трубMethod and roll for helical rolling of ribbed tubes Параметры оребренияFinning Parameters Диаметр рабочего калибра Dp, ммDiameter of working caliber Dp, mm Диаметр проставного калибра Dп, ммDiameter of spacer gauge Dp, mm Диаметр наружной оребренной трубы Dн, ммThe diameter of the outer finned pipe Dn, mm Диаметр впадин между ребрами оребренной трубы Do, ммThe diameter of the hollows between the ribs of the finned pipe Do, mm Диаметр несущей трубы d, ммThe diameter of the carrier pipe d, mm Площадь наружной поверхности оребрения S, м² The surface area of the finning S, m ² ИзвестныйFamous 63* 63 * 63^* 63 ^* 21,821.8 11* * eleven* * 88 0,310.31 ПредлагаемыйProposed 6565 6060 16,516.5 8,58.5 66 0,180.18 6565 6060 2222 9,59.5 88 0,340.34 * - рассчитан по формуле для расчета максимального диаметра валка
* * - минимально возможный диаметр, при требуемом наружном диаметре оребрения, для используемого оборудования* - calculated by the formula for calculating the maximum diameter of the roll
* * - the smallest possible diameter, with the required external fin diameter, for the equipment used

Список использованной информации:List of information used:

1. A.C. 136299, B 21 B 01/00. Способ прокатки труб с поперечными ребрами.1. A.C. 136299, B 21 B 01/00. The method of rolling pipes with transverse ribs.

2. А.С. 156914, B 21 B 27/02. Валки с винтовыми калибрами для прокатки труб с поперечными ребрами.2. A.S. 156914, B 21 B 27/02. Screw gauge rolls for rolling tubes with transverse ribs.

3. Производство точных заготовок машиностроительных деталей прокаткой. - М.: НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1968, с.282-285.3. Production of precision blanks of engineering parts by rolling. - M.: NIIINFORMTYAZHMASH, 1968, p. 282-285.

4. А.С. 175031, В 21 Н 08/02. Валок для прокатки ребристых труб.4. A.S. 175031, B 21 H 08/02. Roll for rolling ribbed tubes.

5. Производство точных заготовок машиностроительных деталей прокаткой. - М.: НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1968, с.304-311.5. Production of precision blanks of engineering parts by rolling. - M.: NIIINFORMTYAZHMASH, 1968, p. 304-311.

Claims (2)

1. Способ винтовой прокатки ребристых труб, включающий непрерывное деформирование металла заготовок калибрами, установленными на трех рабочих валках, равномерно расположенных и повернутых относительно оси прокатки на угол , зависящий от угла подъема прокатываемого винтового профиля, и вытяжку ребер труб за счет осевого обжатия металла в калибрах, их формование и окончательное калибрование калибрами цилиндрического участка, отличающийся тем, что ребра формуют осевым обжатием парами рабочих калибров с одинаковым профилем, с постепенно увеличивающейся толщиной калибра по наружному диаметру, расположенных на одном валке, а калибруют и устраняют возможность смятия сформированных ребер парами проставных калибров с профилем, соответствующим профилю рабочих калибров, но имеющих меньший наружный диаметр, установленных напротив рабочих калибров на двух других валках.1. A method of rolling a helical finned tube comprising a continuous deformation of the metal workpieces gauges mounted on three working rollers, evenly spaced and relatively rotated depending on the lead angle to the rolling axis of the rolling angle of the screw profile, and extracts the edges of pipes due to axial compression of the metal in groove , their molding and final calibration with gauges of a cylindrical section, characterized in that the ribs are formed by axial compression in pairs of working calibers with the same profile, with gradually velichivayuscheysya thickness gauge in outer diameter, located on the same roll, and is calibrated and eliminates the possibility of crushing the formed ribs in pairs prostavnyh caliber with a profile corresponding to the profile working gauges, but having a smaller outer diameter, installed opposite the working gauges on the other two rolls. 2. Валки для винтовой прокатки ребристых труб, выполненные в виде комплекта дисков переменного профиля, расположенных на одной оси и образующих калибры, отличающиеся тем, что на цилиндрическом участке валков расположены пары рабочих и пары проставных калибров с профилем, соответствующим профилю рабочих калибров, но имеющих меньший наружный диаметр, при этом пары рабочих и проставных калибров установлены с минимальным смещением вдоль оси прокатки на 2

х Т, причем напротив пары рабочих калибров диаметром Dp одного валка установлены на двух других валках пары проставных калибров диаметром Dn=(Dp +Do)x Cos 30°-(Dp / 2+ Z), где2. Rolls for screw rolling of ribbed tubes made in the form of a set of disks of variable profile located on the same axis and forming calibers, characterized in that on the cylindrical section of the rolls there are pairs of working and pairs of spacer gauges with a profile corresponding to the profile of working calibers, but having smaller outer diameter, while pairs of working and spacer gauges are installed with a minimum offset along the axis of rolling by 2

x T, and on the contrary, a pair of working calibers with a diameter Dp of one roll are mounted on two other rolls of a pair of spacer gauges with a diameter Dn = (Dp + Do) x Cos 30 ° - (Dp / 2+ Z), where Т - шаг ребра,T is the step of the ribs Dp - наружный диаметр рабочего калибра,Dp is the outer diameter of the working caliber, Dn - наружный диаметр проставного калибра,Dn is the outer diameter of the spacer gauge, Do - минимальный диаметр обжима,Do - minimum crimp diameter, Z - радиальный зазор между валками.Z is the radial clearance between the rolls.

Images