ОПРАВКА ПРОШИВНОГО СТАНА
PLUG ROLLING MILL MANDREL

Изобретение относится к трубопрокатной области и касается, в частности, усовершенствования профиля оправки прошивного стана. Может быть использовано на прошивных станах.
Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату являются оправки прошивного стана с радиусным, коническим рабочим профилем, а также оправки, профиль которых образован в соответствии с постоянным режимом частных относительных обжатий стенки гильзы (в дальнейшем "обжатий") и постоянных частных коэффициентов вытяжки металла заготовки (в дальнейшем "вытяжки") (Данилов Ф.А. и др. Горячая прокатка труб. М.: Металлургиздат, 1962, 212-219 с.).
Недостатками данных оправок при производстве труб являются появление прессостатка в виде кольца с "пятаком" и образования на трубах внутреннего дефекта "продав", а также повышенные энергосиловые параметры при прошивке, приводящие к повышенному износу валков и оправок.
Технической задачей изобретения является разработка оправки прошивного стана, обладающей повышенными эксплутационными свойствами.
Технический результат - повышение качества внутренней поверхности труб, исключение образования в конце прошивки гильзы образования прессостатка в виде кольца с "пятаком", приводящего к образованию на трубах внутреннего дефекта "продав", снижение энергозатрат при прошивке гильзы, повышение стойкости инструмента прошивного стана.
Решение этой задачи достигается тем, что образующая профиля рабочей части оправки имеет S-образную форму.
Текущий радиус рабочей части оправки определяют исходя из заданного режима изменения частных обжатий толщины стенки гильзы в этой области очага деформации (далее обжатий).
Режим обжатий задают следующим образом.
I
II
Рабочую часть оправки делят на две зоны X и Х.
I
В первой зоне X значения обжатий возрастают от единицы до максимальной величины. Протяженность ее составляет 0,25÷0,5 длины рабочей части оправки.
I
Режим обжатий толщины стенки гильзы в зоне X определяется по формуле
где:
I
- частные обжатия стенки гильзы в текущих сечениях зоны X рабочей части оправки;
е - основание натурального логарифма;
М - суммарное обжатие стенки гильзы;
I
II
I
II
N и N - количество сечений для расчета диаметра рабочей части оправки в зонах X и X, определяют по формулам
и  соответственно,
где
m - шаг от сечения к сечению.
I
I
I
i - порядковый номер текущего сечения зоны X рабочей части оправки в диапазоне от "0" до "N".
II
Во второй зоне X значения обжатий снижаются от максимальной величины до единицы.
II
Режим изменения обжатий толщины стенки гильзы в зоне X определяется по формуле
где:
II
- частные вытяжки гильзы в текущих сечениях зоны X рабочей части оправки;
II
II
II
i - порядковый номер текущего сечения зоны X рабочей части оправки в диапазоне от "0" до "N".
Пример расчета оправки с образующей профиля S-образной формы.
Исходные данные и методика расчета:
заг
R - радиус заготовки - 200 мм;
г
R - радиус гильзы - 216 мм;
г
S - толщина стенки гильзы - 60 мм;
oпp.«0»
R - радиус носика оправки - 15 мм;
oпp
R - радиус оправки - 156 мм;
калибр
L - длина калибрующего участка оправки - 60 мм;
1
α - угол входного конуса валка - 3,5°;
2
α - угол выходного конуса валка - 5°;
переж
L - длина участка валка в пережиме - 70 мм;
- обжатие заготовки в первичной зоне захвата, ≈4%;
- обжатие заготовки в пережиме валков, ≈9,5%;
- шаг сечений рабочей части оправки - 10 мм;
L - длина рабочей части оправки - 590 мм.
г i
1. Текущий радиус гильзы (R) определяется по известной методике исходя из заданных радиуса оправки, радиуса и толщины стенки гильзы и калибровки валков (схема для определения параметров оправки, фиг.1).
2. Длина рабочей части оправки определяется по исходным данным:
I
II
L=(X+X)=590 мм
I
I
3. Протяженность первой зоны (X) рабочей части оправки. При общем обжатии стенки гильзы М=(200-15)/60≈3,1 принимаем протяженность первой зоны рабочей части оправки X≈34% или 200 мм.
I
II
4. Число сечений в первой и второй зонах рабочей части оправки N и N равны 20 и 39 соответственно.
5. Частные обжатия стенки гильзы в сечениях первой и второй зоны рабочей части оправки рассчитываются по соответствующим зависимостям:
6. Толщина стенки гильзы в сечениях рабочей части оправки рассчитывается по формуле
7. Текущий радиус в сечениях рабочей части оправки определяют по формуле
опр I
г I
г i
R = R - R
Расчетные значения оправки для прошивки заготовки радиусом 200 мм приведены в таблице 1, а профиль рабочей части оправки - на фиг.2.
Использование изобретения повысит качество внутренней поверхности труб, снизит энергозатраты при прошивке гильзы и повысит стойкость инструмента прошивного стана.