СТАН ДЛЯ ПРОФИЛИРОВАНИЯ КРУГЛОЙ ТРУБЫ В ШЕСТИГРАННУЮ ТРУБУ

Полезная модель относится к оборудованию для изготовления профилированных труб, в частности, станам профилирования круглой трубы из борсодержащей стали в шестигранную трубу, используемую для изготовления устройств хранения отработанного ядерного топлива.
Известен стан для профилирования труб, в частности, труб круглого сечения в трубы квадратного и прямоугольного сечения. Известный стан содержит подающий рольганг с приводом, формующие клети, отводящий рольганг с приводом, карманы для готовой продукции.
(RU 2295410, B21C 37/08, опубликовано 20.03.2007)
Наиболее близким по технической сущности является прокатный стан для профилирования круглой трубы в профиль иного сечения, содержащий накопитель, рольганг подачи, станину с установленными на ней и расположенными друг за другом клетями, включающими формообразующие или калибрующие и правящие валки, а также размещенные между клетями неприводные ролики, устройство сталкивания готовой продукции за габарит стана, привод клетей и рольгангов.
(RU 2270067, B21B 17/14, опубликовано 20.02.2006)
Недостатками известных технических решений являются невозможность их использования для изготовления шестигранных труб, а также обеспечения повышения производительности при высокой точности габаритных параметров и высокого качества поверхности шестигранной трубы.
Задачей и техническим результатом полезной модели является возможность получения шестигранных труб при высокой точности их габаритных параметров и высоком качестве поверхности, повышение эффективности производства и его автоматизации.
Технический результат достигается тем, стан для профилирования круглой трубы в шестигранную трубу, содержит раму с размещенными на ней друг за другом рабочими клетями с формообразующими валками, устройство сталкивания готовой трубы за габариты стана и привод, при этом снабжен четырьмя рабочими клетями, каждая из которых включает шесть формообразующих неприводных валков, образующих шестигранные калибры, причем через калибры всех рабочих клетей проходит цилиндрическая штанга, которая на одном конца снабжена насадкой для захвата заготовки трубы круглого сечения, а другим концом соединена с устройством протягивания заготовки трубы через калибры клетей, приводимое в действие приводом стана.
Технический результат также достигается тем, что стан дополнительно содержит два фиксатора цилиндрической штанги в крайних положениях, соединенных со штоками гидроцилиндров, причем первый фиксатор размещен перед рабочими клетями, а второй фиксатор - за устройством сталкивания готовой трубы; устройство протягивания заготовки трубы выполнено в виде каретки, перемещаемой по направляющим с использованием двух параллельных цепных передач, приводимых в движение от звездочек, соединенных общим валом с приводом стана, включающим редуктор с электродвигателем; стан дополнительно включает три центрирующих ролика, размещенных за клетями, причем два боковых ролика размещены вертикально на опорах, соединенных с пневмоцилиндрами, которые перемещают опоры в горизонтальной плоскости, а третий верхний ролик размещен над цилиндрической штангой и выполнен откидывающимся, а устройство сталкивания готовой шестигранной трубы размещено за центрирующими роликами и выполнено в виде двух штоков пневмоцилиндров вертикального подъема готовой трубы, и двух штоков пневмоцилиндров горизонтального сталкивания готовой трубы в трубоприемник.
Полезная модель может быть проиллюстрирована примером с использованием фиг. 1, где:
1 - рама;
2 - рабочие клети;
3 -устройство протягивания заготовки трубы через калибры клетей;
4 - каретка устройства протягивания;
5 - цилиндрическая штанга;
6 - насадка для захвата;
7 - цепные передачи;
8 - звездочка;
9 - редуктор привода;
10 - электродвигатель привода;
11 - пневмоцилиндры со штоками сталкивания;
12 - боковые центрирующие ролики;
13 - верхний центрирующий ролик;
14 - пневмоцилиндры перемещения опор боковых роликов;
15 - пневмоцилиндры вертикального подъема готовой трубы;
16 - первый фиксатор цилиндрической штанги;
17 - второй фиксатор цилиндрической штанги.
В предлагаемой конструкции каждая грань шестигранной трубы формируется одним плоским валком рабочей клети, который не имеет ручья. В этом случае окружная скорость одинакова для всех точек поверхности валка и совпадает со скоростью металла, т.к. валки выполнены неприводными. Таким образом, скольжение отсутствует, что гарантирует высокое качество поверхности и точную геометрию профиля трубы. При деформировании тонкостенных труб с отношением диаметра к толщине стенки (D/S) свыше 20 с обжатием по диаметру более 5% часто имеет место потеря устойчивости профиля трубы и соответственно потеря формы, происходит так называемое “схлопывание” профиля с образованием складки или вмятины на поверхности трубы. Для предотвращения этого явления и обеспечения высокой точности габаритных параметров при высоком качестве поверхности шестигранной трубы необходима дробность деформации в сочетании с ограниченной скоростью деформации, что достигается использованием нескольких рабочих клетей с неприводными валками. Использование пневмоцилиндров для манипулирования заготовкой и готовым продуктом обеспечивает повышение эффективности производства и его автоматизацию.
Стан для профилирования круглой трубы в шестигранную трубу содержит раму 1 с установленными на ней непосредственно друг за другом четырьмя рабочими клетями 2 с шестью формообразующими неприводными валками, образующими в клетях шестигранные калибры. Через калибры всех рабочих клетей проходит цилиндрическая штанга 5, которая на одном конце снабжена на одном конце насадкой 6 для захвата переднего конца заготовки трубы круглого сечения (не показано) непосредственно перед рабочими клетями 2. Другой конец цилиндрической штанги 5 соединен устройством протягивания 3 заготовки трубы через калибры клетей 2.
Устройство протягивания 3 заготовки трубы выполнено в виде каретки 4, перемещаемое по направляющим с использованием двух параллельных цепных передач 7, приводимых в движение от звездочек 8, соединенных общим валом (не показано) с приводом стана, включающим редуктор 9 с электродвигателем 10.
В процессе профилирования цилиндрическая штанга 5 центрируется двумя боковыми роликами 12 и одним верхним откидывающимся роликом 13. При этом боковые центрирующие ролики 12 размещены вертикально на опорах, соединенных с пневмоцилиндрами 14, которые перемещают опоры в горизонтальной плоскости, т.е. ролики имеют возможность поворота. Откидывающийся ролик 13 также перемещают с использованием пневмоцилиндра (не показано).
Стан по полезной модели для обеспечения удобства соединения заготовки круглой трубы и цилиндрической штанги 5 и ее отсоединения от готовой шестигранной трубы дополнительно содержит два фиксатора 16, 17 цилиндрической штанги 5 в крайних положениях, соединенных со штоками гидроцилиндров штоков, причем первый фиксатор 16 размещен перед рабочими клетями 2, а второй фиксатор 17 - за устройством сталкивания готовой трубы - за крайним пневмоцилиндром 11 устройства сталкивания.
Стан по полезной модели работает следующим образом.
Заготовку круглой трубы устанавливают перед рамой 1 с клетями 2 и надевают передним концом на захват 6 цилиндрической штанги 5, соединенной с устройством протягивания 3. Каретка 4 устройства протягивания 3 находится в крайнем переднем положении, центрирующие ролики 12 и 13 удерживают цилиндрическую штангу 5 на оси прокатки. Пневмоцилиндр фиксатора 16 обеспечивает соединение захвата 6 с круглой трубой. После включения электродвигателя 10 привода каретка цепной передачей 7 перемещает цилиндрическую штангу 5 с заготовкой трубы через блок клетей, где осуществляется ее формоизменение. При попадании готовой трубы в зону действия центрирующих роликов 12, 13 они автоматически переключаются на поддерживание трубы. После выхода заднего конца заготовки трубы из последней клети захват 6 попадает под пневмоцилиндр фиксатора 17 и происходит отсоединение захвата 6 от готовой трубы.
После этого с помощью центрирующих роликов 12 и 13 готовая шестигранная труба снимают с захвата 6, перемещают в направлении, обратном направлению протяжки на расстояние, обеспечивающее возможность ее свободного подъема в зону действия устройства сталкивания. Поддерживающие боковые ролики 12 раздвигают с использованием пневмоцилиндра 14, откидывают верхний ролик 13, включают пневмоцилиндры 15 вертикального подъема готовой трубы, которые поднимают трубу на уровень действия сталкивателя 11. Включают пневмоцилиндры устройства сталкивания и штоками 11 готовая труба горизонтально труба выдается за габарит стана в трубоприемник.
После этого штоки 11 устройства сталкивания возвращают в исходное положение, опускают вниз пневмоцилиндры 15 вертикального подъема готовой трубы, обратным ходом устройства протягивания 3 перемещают каретку 4 с штангой 5 в исходной переднее положение через блок клетей, при этом боковые центрирующие ролики 12 сводят на штангу 5, а верхний ролик 13 возвращают в исходное положение. Стан готов к протягиванию следующей заготовки круглой трубы.