SU1500405A1 - Способ изготовлени труб на непрерывных трубосварочных агрегатах - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением и может быть использовано на непрерывных трубосварочных агрегатах. Цель изобретени  - снижение расхода металла, повышение качества труб и производительности трубосварочного агрегата путем предотвращени  ут жки полосы при ее удлинении в гибочно-нат жном устройстве. Осуществл ют сварку встык отдельных рулонов штрипса стыкосварочной машиной 1 в непрерывную полосу (П) 2, ее знакопеременный пластический изгиб с нат жением в неприводном многороликовом гибочно-нат жном устройстве на роликах 3 и 4. Прот гивают через это устройство П 2 т нущим устройством 5. Формуют П 2 в трубную заготовку на формовочном стане 6. Осуществл ют сварку в сварочной клети 7 и калибровку в калибровочном стане 8 в готовую трубу 9. При пластическом изгибе П 2 подвергают упругому сжатию по крайней мере трем  роликами гибочно-нат жного устройства с углом охвата П 2 среднего ролика 4, большим 180°. Усилие сжати  П 2 роликами 3 и 4 прилагают по линии общей образующей среднего ролика 4 и крайних роликов 3. Величину усили  устанавливают из соотношени  Р=Т^.А/√K²-А², где Р - усилие прижати  ролика 4 к П 2

Т - среднее т нущее усилие на ролике

А - рассто ние между ос ми смежных роликов по горизонтали

К - кратчайшее рассто ние между ос ми смежных роликов. Такое усилие сжати  П 2 роликами 3 и 4 исключает уменьшение ширины П, при этом не происходит ее прокатки. 1 ил.

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано на непрерывных трубосварочных агрегатах.

Целью изобретения является снижение расхода металла, повышение качества труб и производительности трубосварочного агрегата путем предотвращения утяжки полосы при ее удлине-Ц) нии в гибочно-натяжном устройстве.

На чертеже приведена схема осуществления способа.

Способ осуществляют следующим образом. Рулоны в стыкосварочной машине 15 1 стыкуют в непрерывную полосу 2, которую подвергают знакопеременному пластическому изгибу в неприводных роликах 3, 4. Полосу 2 через ролики 3, 4 протягивают тянущим устройством 20 5, затем полосу формуют в трубную заготовку в формовочном стане 6, сваривают в сварочной клети 7 и калибруют в калибровочном станке 8 в готовую трубу 9. 25

В роликах 3, 4 полосу подвергают знакопеременному пластическому изгибу. Энергию для совершения работы деформации изгиба подводят через полосу тянущим устройством 5. Вследст- 30 вие этого в полосе за осью I-Ι первого ролика 3 возникают напряжения растяжения, которые совместно с напряжениями от изгиба обеспечивают вытяжку полосы. «

I

Тянущее усилие, которое создают устройством 5, и сопротивление роликов 3, 4 обеспечивают прижатие ролика 4 к полосе и через полосу к роликам 3 в точках С и D. Величина усилия прижатия определяется из выражения:

Р = Т (1)

1К² - А^{2 45} где Р - усилие прижатия ролика к полосе;

Т - среднее тянущее усилие на среднем ролике;

А - расстояние по горизонтали между осями смежных роликов в рабочем положении;

К - кратчайшее расстояние между осями смежных роликов в рабочем положении.

Как видно из формулы, величина усилия прижатия ролика 4 к полосе 2 и через нее к роликам 3 зависит от тянущего усилия, соотношения радиусов роликов 3 и 4, расстояния между вертикальными осями I-Ι, ΙΙ-ΙΙ и ΙΙΙ-ΙΙΙ роликов 3 и 4 и величины деформации изгиба на среднем ’ролике.

Это усилие прижатия должно обеспечивать в полосе напряжения сжатия, не превышающие сопротивления пластической деформации (т.е. возникающие в полосе деформации от сжатия не должны быть пластическими).

Взаимосвязь деформации полосы по толщине и усилия прижатия изменяется при изменении марки стали полосы и роликов, толщины полосы, диаметра роликов и определяется экспериментально.

Сжатие полосы по толщине предотвращает ее утяжку и, следовательно, связанные с ней негативные моменты при формовке, сварке и калибровке трубы. Сжатие в пределах упругой деформации позволяет избежать дефектов, связанных с прокаткой (например, уширения, наведения серповидности при прокатке клиновидной полосы, повышенного износа роликов и т.п.), и уменьшить вероятность разрыва·полосы. Рекомендуемые значения тянущего усилия на выходе из ГНУ должны обеспечивать напряжения растяжения в полосе (0,3-0,7)6_s, где - предел текучести материала полосы. Деформация от изгиба на поверхности полосы рекомендуется в пределах 0,01-0,1 для ТЭСА типа 20-76 и 0,05-0,08 для ТЭСА типа 20-102. Соотношение радиусов крайнего и среднего роликов от 2 до 8 для ТЭСА типа 20-76 и от 3 до 5 для ТЭСА типа 20-102.

Рассмотрим осуществление способа на конкретном примере производства трубы диаметром 102 *4,0 мм из стали 10 на стане 20-102 СевТЗ.

Рулонный штрипс шириной 312 мм и толщиной 4,0-4,3 мм сваривается в непрерывную полосу и подается к гибочно-натяжному устройству. При номинальной толщине стенки трубы 4,0 мм минимально допустимая толщина может быть 3,6 мм, следовательно, утонение полосы, а значит, и ее вытяжка могут быть 10-15%.

Для обеспечения вытяжки полосы в ГНУ 10% на выходе из ГНУ устанавливают напряжения растяжения в полосе 0,56_s. Тянущее усилие в этом случае равно 15-18 т (предел текучести ^00405 не превышает 30 кг/мм²), а деформация изгиба на поверхности полосы на гибочных роликах устанавливается около 8%. При этом количество гибочных роликов должно быть не менее двух, а опорно-гибочных - не менее трех. Ролики изготовлены из стали 9Х.

Для обеспечения заданной деформации изгиба (8%) и надежности ГНУ диаметр гибочного ролика устанавливают равным 50 мм, а опорно-гибочного 200 мм. При таком соотношении размеров роликов среднее тянущее усилие на первом гибочном ролике будет равно 0,25 и втором 0,7 от усилия на выходе из ГНУ (усилия распределяются пропорционально работе деформации) . Относительное тянущее усилие (усилие, отнесенное к площади сечения полосы) будет соответственно равно 0,125t_sH 0,356_s.

Усилие прижатия ролика к полосе, также отнесенное к площади сечения полосы, которое создает в нем напряжения, не превышающие упругие, не должно превышать 0,66_s. Тогда в соответствии с указании выражением (1) для обеспечения соответствующего . усилия прижатия и при полученных размерах роликов, расстояние между осями первого гибочного и опорно-гибочных роликов устанавливают 120 мм, а между осями второго гибочного и опорно-гибочных роликов 110 мм.

Пример расчета по формуле (1).

Исходные данные:

р = o,66_s; т, = о, 1256_S; τ_α = = 0,356_s; К = 129 мм.

Из формулы (1)

А = ψ Ъ² - А².

Откуда

А₂ = 0,862К = 0,.862 х 129 = = 111,2 мм. '

Принятые значения А несколько меньше расчетных и обеспечивают такое усилие прижатия, что напряжения сжатия в полосе гарантированно не превышает предела текучести металла. Разница расчетной и фактической величин Л для первого ролика больше, поскольку вытяжка, а значит, и утяжка на первом ролике невелики и уси15 лие прижатия может быть меньше расчетного.

X

При таком расположении роликов прокатки полосы не происходит, но обеспечивается напряженное состоя2Q . ние в полосе, препятствующее ее утяжке. Утяжка составляет 1-1,5% от величины вытяжки, 0,1-0,2% или 0,3 ^— 0,6 мм, что допустимо по условиям формовки и сварки.

Полоса шириной 312 мм и толщиной 4,1 мм после ГНУ имеет ширину 311,5 мм и толщину 3,7 мм.

После знакопеременного изгибу с растяжением полосу формуют, свари30 вают и калибруют известным способом.

В процессе знакопеременного изгиба полосы вытяжка происходит за счет совместного действия изгиба и растяжения, но не за счет прокатки, по35 скольку соответствующим образом выбрано усилие прижатия. Если бы усилие прижатия превышало заданное значение, т.е. имела бы место прокатка полосы, в полосе могли бы наводиться ₄₀ дефекты, например серповидность, возросла бы вероятность обрывов за счет местных утонений.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает более высокое качеОпределение А, для первого ролика: а = 7к² - А² = θ’ ---⁵- -/к² -А² =

А, а, о, 125&J ’ = 4,8 1/к² - А² .

Откуда

А, = 0,975К = 0,975 · 129 = = 126,3 мм.

Определение-А_г для второго ролика

Д. = £ л/к² - А² = JrZ _ Д2 =.

Т_г ² 0,35^5 ι = 1,7 <К² - А², .

ство правки полосы и надежность работы ГНУ. Обеспечивается возможность работы на вытяжках 10% и более, поскольку утяжка полосы практически отсутствует. Известные способы производства труб с применением знакопеременного изгиба могут работать при вытяжках не более 5%. В противном случае утяжка полосы не позволяет стабильно вести процессы формовки, сварки и калибровки.

Предлагаемый способ позволяет экономить металл за счет уменьшения вероятности разрывов полосы, повышает качество труб за счет ликвида1500405 ции утяжки (уменьшения ширины полосы при вытяжке), которая отрицательно сказывается при формовке и сварке трубы.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ изготовления труб на непрерывных трубосварочных агрегатах, включающий сварку встык отдельных рулонов штрипса в непрерывную полосу, ее знакопеременный пластический изгиб с натяжением в неприводном многороликовом гибочно-натяжном устройстве; протягивание через него полосы тянущим устройством, формовку полосы в трубную заготовку, сварку ее кромок и калибровку в готовую трубу, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода металла, повышения качества труб и производительности трубосварочного агрегата путем предотвращения утяжки по лосы при ее удлинении в гибочно-натяжном устройстве, полосу при пластическом изгибе подвергают упругому сжатию по крайней мере тремя роликами гибочно-натяжного устройства с углом охвата среднего ролика полосой большим 1Ϊ , при этом усилие сжатия прилагают по линии общей образующей среднего и крайних роликов, величину которого устанавливают из соотношения :

   _ А

   Р = Т ,

   V К² - А² где Р - усилие прижатия ролика к полосе·;

   Т — среднее тянущее усилие на ролике»

   А - расстояние между осями смежных роликов по горизонтали;

   К - кратчайшее расстояние между осями смежных роликов.