КОМПЛЕКТ ДИСКОВЫХ НОЖЕЙ К ЛЕТУЧИМ ПИЛАМ СТАНОВ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ (ХПТ)

Полезная модель относится к механической обработке и может быть использована для безотходной порезки металлических труб на мерные длины в процессе их прокатки на станах ХПТ и других видах оборудования, оснащенных летучими пилами подобно типа.
Существует множество способов резки труб и других видов продукции. К ним относятся: резка ленточными и дисковыми пилами, призматическими резцами, дисковыми фрезами, абразивными кругами, лазером, плазменная резка и т.п. {1, 2, 3}. Эти способы, как правило, приводят к образованию отходов разрезаемого материала в виде стружки, опилок, пыли, окалины, дыма, что в конечном итоге, вынуждает заниматься их утилизацией.
Известен комплект инструмента, применяемый на летучих пилах действующих станов ХПТ. Порезка осуществляется без образования отходов путем вдавливания с одновременной обкаткой заостренной конической режущей кромки, имеющейся на наружном диаметре всех трех ножей, в тело трубы до полного отделения отрезаемой трубы в линии стана без остановки процесса прокатки (см. Фиг.1).
К недостаткам используемого в настоящее время инструмента относятся:
Образование на трубе наружных кольцевых наплывов вытесненного в процессе резки металла в зонах, приближенных к плоскости резки, и с наружным диаметром наплыва, превышающим наружный диаметр прокатанной трубы в прямой зависимости от толщины ее стенки.
Время порезки толстостенных труб из пластичных металлов может превышать время прохождения летучей пилы совместно с отрезаемой трубой своего продольного ход, ограниченного длиной направляющих, что во избежание недореза, ведет к вынужденному изменению скорости прокатки в сторону уменьшения, т.е. к снижению производительности стана.
Целью использования полезной модели является минимизация негативного влияния наружного кольцевого наплыва металла, образующегося в процессе порезки толстостенных труб летучей пилой стана ХПТ, на последующие операции согласно маршрутной технологии получения готовой трубы; сокращение времени порезки толстостенных труб летучей пилой стана.
Технические задачи, решаемые при использовании предлагаемой полезной модели (см. Фиг.2):
1. Резка трубы на мерные длины в процессе прокатки в линии стана ХПТ.
2. Прикатка кольцевых наплывов металла вблизи плоскости резки до размеров, не оказывающих существенного влияния на износ инструмента на
последующих технологических операциях.
3. Исключение обрезки концов труб с наплывами после резки их летучей пилой приводит к значительной экономии металла и обеспечению безопасных условий труда обслуживающего персонала на волочильном стане, где возможны обрывы концов труб при прохождении через волоку.
4. Сокращение времени порезки толстостенных труб вследствие возникновения в плоскости реза наряду с растягивающими знакопеременных сдвиговых и изгибающих напряжений, способствующих досрочному хрупкому отделению отрезаемой трубы за счет применения цилиндрических рабочих участков на двух из трех дисковых ножах, вызывающих указанные знакопеременные напряжения, одновременно, прикатывающих кольцевой наплыв металла на конце отрезаемой трубы вплоть до момента ее отделения.
Работа летучей пилы, оснащенной комплектом предлагаемых дисковых ножей, происходит следующим образом.
При поступлении команды от конечного переключателя на отрезку включается электропривод вращения режущей головки и гидропривод радиального сведения ползунов с закрепленными на них дисковыми ножами. При внедрении конических режущих кромок в тело трубы дисковые ножи обкатываются вокруг трубы с одновременной радиальной подачей и с продольным перемещением режущей головки совместно с прокатываемой трубой по направляющим станины летучей пилы.
В ходе внедрения ножей в тело трубы по обе стороны от режущей кромки происходит вытеснение металла наружу с образованием кольцевых наплывов, которые начинают прикатываться цилиндрическими рабочими участками ножей после соприкосновения их с поверхностью наплыва.
При этом прикатка кольцевого наплыва металла трубы со стороны проката производится одновременно с порезкой всеми тремя дисковыми ножами, а со стороны отрезаемой трубы - двумя ножами, имеющими цилиндрические рабочие участки, благодаря которым в процессе прикатки кольцевых наплывов возникают знакопеременные сдвиговые и изгибающие напряжения, способствующие досрочному хрупкому разрушению трубы в плоскости резки.
После отделении отрезанной трубы автоматически подается команда на отключение электропривода вращения режущей головки, возврат ползунов с закрепленными на них дисковыми ножами в исходное положение и возврат летучей пилы на позицию готовности к следующей порезке.
Предлагаемый комплект инструмента может быть использован как для порезки толстостенных труб, так и для труб с обычной стенкой, у которых диаметр наружного кольцевого наплыва металла незначителен, - без замены комплекта дисковых ножей.
После проведения испытаний опытным путем определены оптимальные размеры высоты от вершины режущей кромки до цилиндрического рабочего участка ножа в зависимости от толщины стенки отрезаемой трубы S:
1
- со стороны прокатной клети: Δ≈(0,8÷0,86)S;
2
- со стороны отрезаемой трубы: Δ≈(0,65÷0,7)S;
ε - деформация трубы в момент ее отделения под действием
знакопеременных сдвиговых и изгибающих напряжений, возникающих от воздействия цилиндрических участков двух ножей.
Величина ε зависит от механических свойств металла трубы и от степени затупления режущей кромки дисковых ножей.
Список используемой литературы:
1. Лихтенштейн Д.Е., Саломатов В.Г. Механическая обработка труб. М. Металлургия, 1981.
2. Ножин В.И. Способы, оборудование и инструмент для порезки труб.
Горнорудная и металлургическая промышленность. 1991. №3. с 24-27.
3. Ножин В.И. Отделка труб. Учебное пособие. Министерство промышленности Украины. Украинский центральный институт повышения квалификации руководящих работников и специалистов металлургии. Днепропетровск. 1993.