Валок для прошивного стана с кольцевой калибровкой

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ВАЛОК ДЛЯ ПРОШИВНОГО СТАНА С КОЛЬЦЕВОЙ КАЛИБРОВКОЙ(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 для прошивного стана с кольцевой калибровкой, 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, на первых пяти гребнях содержится насечка, кроме этого, на втором гребне выполнена кольцевая калибровка.(56) 1. Патент РФ 2220796 (аналог). 2. Матвеев Ю.М., Ваткин Я.Л. Калибровка инструмента трубных станов. - М. Металлургия, 1970. - С. 45, рис. 8 (прототип). Фиг. 1 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. 89262013.02.28 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 для прошивного стана с кольцевой калибровкой, 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, на первых пяти гребнях содержится насечка, кроме этого, на втором гребне выполнена кольцевая калибровка. Полезная модель поясняется фиг. 1, на которой обозначено 1 - концевой участок 2, 3 - шейки валка для крепления в подшипниках 4 - бандаж с гребнями 5, 6, 7, 8, 9 5 первый гребень 6 - второй гребень 7 - третий гребень 8 - четвертый гребень 9 - пятый гребень. Новая конструкция бандажа выполнена в виде конуса, на котором расположены конусообразные гребни с конусностями, отличными от конусности бандажа. На первых четырех гребнях содержится насечка, кроме этого, на втором гребне выполнена кольцевая калибровка. Данная конструкция 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. 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. Процесс захвата и прошивки слитка-заготовки на стане поперечно-винтовой прокатки с очагом деформации поясняется фиг. 2, на которой приведены следующие обозначения 5 - первый гребень 6 - второй гребень 7 - третий гребень 8 - четвертый гребень 9 - пятый гребень 10 - оправка 11 - слиток-заготовка. Валок прошивного стана по полезной модели был изготовлен и прошел испытания на ОАО БМЗ. Валок состоит из концевых участков 1, шейки 2 и 3 для крепления валка в подшипниках, бандажа 4 с гребнями 5, 6, 7, 8, 9. Бандаж 4 был выполнен конусообразным. Гребни 5, 6, 7, 8, 9 бандажа 4 образуют пять конусообразных участков с конусностью, отличной от конусности бандажа. Первый участок образован гребнем 5, второй участок образован гребнем 6, третий участок образован гребнем 7, четвертый участок образован гребнем 8, пятый - гребнем 9. Процесс прошивки слитка-заготовки на стане поперечно-винтовой прокатки трубопрокатного цеха Белорусского металлургического завода с применением предложенных валков включает нагрев слитка-заготовки в кольцевой нагревательной печи с вращающимся подом. После чего нагретый слиток-заготовка 11 поступает к прошивному стану. На прошивном стане слиток-заготовка 11 захватывается валками прошивного стана заявленной конструкции. Процесс обжатия заготовки и ее прошивки происходит следующим образом. На первом участке, образованном гребнем 5, происходит захват слитка-заготовки 11 и его обжатие по диаметру. Конусность гребня 5 больше конусности бандажа и насечка на гребне 5 обеспечивают лучший захват и удержание слитка-заготовки в очаге деформации. 2 89262013.02.28 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 слоев слитка-заготовки 11. При движении слитка-заготовки 11 образуется периферийный слой, который подвергается деформации более интенсивно, чем центральный слой слитка-заготовки 11, что приводит к появлению в центральной слое 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 критическое напряжение крит, то произойдет полное использование запаса пластичности нагретого металла и образуются макроразрушения. Это приводит к образованию дефектов на внутренней стороне трубы. Процесс прошивки необходимо вести таким образом, чтобы не было достигнуто критическое напряжение крит. Для этого на бочке валка после гребня 5 выполняют гребень 6 с кольцевой калибровкой (зона ). При кольцевой калибровке малые гребни, расположенные вдоль образующей валка, оказывают подпирающее действие в осевом направлении, уменьшая в этом направлении растягивающие напряжения. При этом схема напряженного состояния становится близкой к схеме с двумя сжимающими и одним растягивающим напряжением, что ведет к повышению критического обжатия крит. В третьей зонепроисходит обжатие металла по диаметру с большими обжатиями,так как во второй зонеудалось повысить критическое обжатие крит. В четвертой зонена пути течения металла встречаются гребень 7 и оправка 10,которые создают дополнительное сопротивление течению металла. Это приводит к смене схемы напряженного состояния металла в очаге деформации. Гребень 7 с насечкой отвечает за вторичный захват и удержание слитка-заготовки 11 в очаге деформации при ее прохождении через оправку 10. После чего слиток-заготовка 11 превращается в полую гильзу. Насечка на гребне 7 улучшает вторичный захват слитка-заготовки. Выполнение гребней с насечками повышает устойчивость слитка-заготовки 11 в валках и обеспечивает его прохождение через прошивку 10 и образование гильзы. В пятой зонена пути течения металла встречается гребень 8, который отвечает за формирование толщины стенки и диаметра получаемой гильзы. Взоне формируются окончательные размеры 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 так же 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