Валок прошивного стана

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Белорусский металлургический завод(72) Авторы Масютина Ольга Николаевна Муриков Максим Анатольевич Ибрагимов Виталий Эрнестович Коровин Виктор Сергеевич Шашков Александр Николаевич Томило Вячеслав Анатольевич(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Белорусский металлургический завод(57) Валок прошивного стана, состоящий из концевых участков, шеек, бочки с бандажом,содержащим гребни, отличающийся тем, что бандаж выполнен в виде конуса, на котором расположены конусообразные гребни с конусностями, отличными от конусности бандажа, а на первых двух гребнях содержится насечка.(56) 1. Описание к патенту РФ 2220796 (аналог). 2. Матвеев Ю.М., Ваткин Я.Л. Калибровка инструмента трубных станов. - М. Металлургия, 1970. - С. 45, рис. 8 (прототип). Полезная модель относится к трубному производству, а именно к рабочему инструменту прошивных станов поперечно-винтовой прокатки, и может быть использована при изготовлении труб на трубопрокатных агрегатах. Известен валок прошивного стана, состоящий из бочки, шеек, концевых участков 1. Данный валок не обеспечивает надлежащей устойчивости заготовки в калибре. 86982012.10.30 Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявленному является валок прошивного стана, содержащий концевые участки, шейки, бочку с бандажом, снабженным гребнями 2. Недостатком данного валка является недостаточная устойчивость заготовки в валках,а также получаемая разностенность прошиваемой гильзы. Задачей настоящей полезной модели является повышение устойчивости заготовки в валках и уменьшение разностенности прошиваемой гильзы. Указанная цель достигается тем, что валок прошивного стана, состоящий из концевых участков, шеек, бочки с бандажом, содержащим гребни, отличается тем, что бандаж выполнен в виде конуса, на котором расположены конусообразные гребни с конусностями,отличными от конусности бандажа, а на первых двух гребнях содержится насечка. Процесс прошивки слитка-заготовки на стане поперечно-винтовой прокатки с применением предложенного валка осуществляется следующим образом. Заготовка нагревается в кольцевой нагревательной печи с вращающимся подом и поступает к прошивному стану. На прошивном стане заготовка захватывается валками прошивного стана в очаг деформации и прошивается. При этом образуется гильза для дальнейшего передела в трубу. Новая конструкция бандажа, выполненного в виде конуса, на котором расположены конусообразные гребни с конусностями, отличными от конусности бандажа, а на первых двух гребнях содержится насечка, позволяет повысить критическое обжатие заготовки за счет изменения обычной схемы напряженно-деформированного состояния (по двум осям растяжение и по одной оси сжатие) на новую (по двум осям - сжатие и по одной оси - растяжение), что приводит к улучшению устойчивости заготовки в валках, а также к уменьшению разностенности прошиваемой гильзы. При этом реализуется принцип дробления деформации. Прошивка заготовки с использованием заявленных валков позволяет изменить скольжение и создать дополнительные подпирающие силы. Валок прошивного стана по полезной модели был изготовлен и прошел испытания на Белорусском металлургическом заводе. Валок содержал концевой участок 1, шейки 2 и 3 для крепления валка в подшипниках, бандаж 4 с гребнями 5, 6, 7. Бандаж 4 был выполнен конусообразным с конусностью 0,47. Гребни 5, 6, 7 бандажа образуют три конусообразных участка с конусностью, отличной от конусности бандажа. Первый участок, образованный гребнем 5, имеет конусность 0,66. Второй участок, образованный гребнем 6 имеет конусность 0,91. Третий участок, образованный гребнем 7, имеет конусность 0,36 (фиг. 1). Процесс прошивки слитка-заготовки на стане поперечно-винтовой прокатки трубопрокатного цеха Белорусского металлургического завода с применением предложенных валков осуществляется следующим образом. Заготовка нагревается в кольцевой нагревательной печи с вращающимся подом и поступает к прошивному стану. На прошивном стане заготовка захватывается валками прошивного стана заявленной конструкции. Процесс обжатия заготовки и ее прошивки происходит следующим образом. На первом участке, образованном гребнем 5, конусностью 0,66 происходит захват слитка-заготовки и его обжатие по диаметру. Так как конусность гребня 5 больше конусности бандажа, наличие насечки на гребне 5 обеспечивает лучший захват и удержание слитка-заготовки в очаге деформации. Очаг деформации представлен на фиг. 2. Условно его можно разделить на пять зон. В первой зонепроисходит первичный захват и обжатие металла по диаметру. Но, так как деформация осуществляется при сравнительно узких контактных поверхностях металла с валками, это вызывает неравномерность деформации. При движении заготовки образуется периферийный слой, который подвергается деформации более интенсивно, чем центральный слой заготовки. Стремясь увеличить периметр,этот слой приводит к появлению в центральной части растягивающих напряжений. В результате деформации металла происходит, с одной стороны, увеличение растягивающих напряжений, а с другой стороны - скопление микропор и микротрещин, которые являются результатом пластической деформации. Если в результате обжатия будет достигнуто кри 2 86982012.10.30 тическое обжатие крит, то произойдет полное использование запаса пластичности и образуются макроразрушения, а это в результате приводит к образованию дефектов на внутренней стороне трубы. Процесс прошивки необходимо вести таким образом, чтобы не было достигнуто напряжение крит, поэтому на бочке валка после гребня 6 выполняют пережим (зона ). В зонеобжатие не производится, так как она имеет нулевую конусность. Зонаосуществляет переход от одного конусного участка к другому с целью перераспределение деформации, в результате чего напряжение снижается и не достегает своего критического значения крит. В третьей зонена пути течения металла встречается гребень 6 с конусностью 0,91,который создает дополнительное сопротивление течению металла. Это приводит к смене схемы напряженного состояния металла в очаге деформации. Гребень 6 отвечает за вторичный захват и за прошивку слитка-заготовки в полую гильзу. На этом участке также выполнена насечка, которая улучшает вторичный захват слитка-заготовки. В четвертой зоне , так же как и во второй, обжатие не производится. В пятой зонена пути течения металла встречается гребень 7, который отвечает за формирование толщины стенки и диаметра получаемой гильзы. На гребнях происходит дробление деформации по двум осям - сжатие и по одной оси - растяжение, что приводит к улучшению устойчивости заготовки в валках, а также к уменьшению разностенности прошиваемой гильзы. На этих участках осуществляются отдельные обжатия, которые значительно меньше критических. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3