СТАН ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением, а точнее к станам холодной прокатки труб.
Известен стан холодной прокатки труб, см. Шевакин Ю.Ф., Коликов А.П., Файков Ю.Н. «Производство труб», Москва, «Интермет Инжиниринг», 2005 г., стр. 438-439, содержащий стол загрузки, механизм фиксации стержня с оправкой, патрон заготовки с люнетами, рабочую клеть с приводным механизмом, стол приема готовых труб с торцевым упором и два предохранительных устройства от перегрузок в рабочей зоне, которые расположены в клети над подшипниковыми подушками верхнего рабочего валка. Предохранительное устройство выполнено в виде срезного кольца, установленного между матрицей и пуассоном (см. рис. 18.11 стр. 439).
Перегрузки в рабочей зоне клети могут возникнуть в частности от обрыва оправки. При перегрузках происходит срезание кольца, смещение верхнего рабочего валка вверх - раскрытие калибров, чем обеспечивается свободный проход трубы через валки.
Недостаток данного решения защиты стана заключается в том, что оно не имеет автоматического контроля за возникновением аварийной ситуации. Стан продолжает работать после разрушения предохранительного кольца, остановка стана происходит по команде оператора. В связи с этим возможно дальнейшее развитие аварии, поломка других механизмов стана, а также растет объем бракованных труб от момента начала аварии до остановки стана.
Так как на стане прокатывают трубы широкого диапазона по наружному диаметру аварийные усилия в клети при обрыве оправки сильно разнятся по величине, то есть для труб "min" диаметра усилие разрушения оправки может быть соизмеримо с усилием прокатки труб "max" диаметра. В связи с этим в предохранительное устройство необходимо ставить различные срезные кольца, рассчитанные на соответствующий диаметр прокатываемых труб, что усложняет эксплуатацию стана и увеличивает время перевалки.
В случае аварии, связанной с обрывом оправки, при восстановлении работоспособности стана возникает необходимость в замене не только оправки, но и в ремонте предохранительного устройства, что ведет к потерям времени, увеличению трудоемкости ремонтно-восстановительных работ и снижению годовой производительности.
Из известных станов холодной прокатки труб наиболее близким по технической сущности является стан холодной прокатки труб, описанный в патенте Японии №6328109, М. кл. B21B 21/00, заявл. 02.04.1993 г., опубл. 29.11.1994 г.
Этот стан холодной прокатки труб содержит стол загрузки, механизм фиксации стержня с оправкой, патрон заготовки с люнетами, рабочую клеть с приводным механизмом, стол приема готовых труб с торцевым упором и датчик контроля положения оправки при настройке и контроля ее обрыва при прокатке, расположенный в рабочей зоне и состоящий из магнитного сердечника и блока обмоток - одной первичной обмотки и двух вторичных обмоток, симметрично расположенных от первичной обмотки. Магнитный сердечник монтируется на немагнитной вставке, например, из немагнитной нержавеющей стали, которая крепится на свободном конце оправки. Блок обмоток крепится аксиально к магнитному сердечнику так, чтобы прокатываемая труба проходила между ними.
Известный датчик контроля может быть работоспособным при прокатке труб из материалов, пропускающих электромагнитные волны.
Недостаток известной конструкции стана холодной прокатки труб заключается в невозможности контролировать перемещение оправки при прокатке труб из материалов, непропускающих электромагнитные волны, а именно из нержавеющих сталей, циркониевых сплавов и др., что сужает технологические возможности стана.
Расположение датчика контроля непосредственно за оправкой в рабочей зоне клети затрудняет подачу смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в очаг деформации, что снижает производительность стана, качество прокатываемых труб и ускоряет износ прокатного инструмента. Кроме того затруднен контроль качества наружной поверхности готовой трубы сразу за валками, что увеличивает объем бракованных труб по качеству наружной поверхности.
Место расположения датчика контроля является аварийно-опасным участком рабочей линии стана холодной прокатки труб и подвержено действиям высоких усилий прокатки, резким перепадам температур, вибрации, воздействию агрессивных СОЖ, что снижает надежность и долговечность датчика.
Задача настоящей полезной модели состоит в создании стана холодной прокатки труб, позволяющей обеспечить контроль перемещения оправки при настройке стана и в случае аварии, связанной с обрывом оправки, во время прокатки труб из любых материалов, в том числе из нержавеющих сталей и циркониевых сплавов, повысить надежность и долговечность датчика контроля.
Следующей задачей настоящей полезной модели является повышение производительность стана, улучшение качества и снижение брака прокатанных труб.
Поставленная задача достигается тем, что в стане холодной прокатки труб, содержащем стол загрузки, механизм фиксации стержня с оправкой, патрон заготовки с люнетами, рабочую клеть с приводным механизмом, стол приема готовых труб с торцевым упором и датчик контроля положения оправки при настройке и ее обрыва при прокатке, установленный по оси прокатки и связанный с системой управления станом, согласно полезной модели, датчик контроля положения оправки при настройке и ее обрыва при прокатке выполнен лазерным и расположен за столом приема готовых труб.
Такое конструктивное выполнение стана холодной прокатки труб позволяет обеспечить контроль перемещения оправки при настройке стана и в случае аварии, связанной с обрывом оправки во время прокатки труб из любых материалов, а именно из нержавеющих сталей и циркониевых сплавов, а также повысить надежность и долговечность датчика контроля.
Это достигается благодаря тому, что датчик контроля положения оправки при настройке и ее обрыва во время прокатки убирают из рабочей зоны и располагают за столом приема готовых труб и выполняют лазерным.
Кроме того, при таком решении освобождается рабочая зона стана, что дает возможность свободно осуществлять подачу смазочно-охлаждающей жидкости в очаг деформации и осуществлять визуальный контроль за наружной поверхностью труб.
В результате повышается производительность, улучшается качество и снижается брак прокатанных труб.
Для пояснения полезной модели ниже приводится конкретный пример выполнения полезной модели со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг. 1 - изображен общий вид стана холодной прокатки труб;
на фиг. 2 - то же, вид сверху;
на фиг. 3 - место А на фиг. 1;
на фиг. 4 - место Б на фиг. 2;
на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4;
на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 5;
на фиг. 7 - разрез Д-Д на фиг. 2.
Стан холодной прокатки труб содержит стол загрузки 1, механизм 2 фиксации стержня с оправкой, патрон заготовки 3 с люнетами 4, механизм подачи 5, рабочую клеть 6 с приводным механизмом 7, стол 8 приема готовых труб с тянущими роликами 9 и торцевым упором 10. За столом приема 8 готовых труб расположена стойка 11 с прокладками 12, на которой шарнирно закреплена регулируемая площадка 13 с установленным на ней датчиком 14 контроля положения оправки при настройке и ее обрыва при прокатке, который выполнен лазерным. Рабочая клеть 6, содержащая валки 15 с калибрами 16, движется вдоль оправки 17, закрепленной на стержне 18. Оправка 17 оснащена шомполом 19 с упругими кольцами 20.
Стан холодной прокатки труб работает следующим образом.
При прокатке трубы 21 рабочая клеть 6 осуществляет возвратно-поступательное движение от приводного механизма 7. Прокатка трубы 21 осуществляется калибрами 16 на оправке 17, которая расположена в трубе. Оправка 17 закреплена на стержне 18, который удерживает ее от осевого смещения в очаге деформации. Закрепленный на оправке шомпол 19 с упругими кольцами 20 очищает внутреннюю поверхность готовой трубы от технологической смазки. Положение торца Ε шомпола 19 контролируется датчиком контроля 14 (лазерным лучом). В случае обрыва стержня 18, оправки 17 или шомпола 19 происходит смещение торца Е, что фиксирует лазерный датчик контроля 14 и подает сигнал в систему управления стана, по которому стан получает команду стоп. Стан останавливается. Производится замена стержня, оправки, шомпола.
Такое конструктивное выполнение стана холодной прокатки труб по сравнению с известными позволяет обеспечить контроль перемещения оправки при настройке стана и в случае аварии, связанной с обрывом оправки во время прокатки труб из любых материалов, в том числе из нержавеющих сталей и циркониевых сплавов, а также повысить надежность и долговечность датчика контроля.