Винахід відноситься до області обробки металів тиском, конкретно - до трубопрофільних виробництва. Стан містить тягне барабан з приводом і з встановленими на нього захватними кліщами, а також розмотувальний стіл для установки бухти труб. Розмотувальний стіл забезпечений додатковим натяжним барабаном з гальмівним пристроєм. Крім того, на гілку труби, що подається на тягне барабан, перед натяжним барабаном встановлений блок натяжних регульованих роликів, а швидкість сходу труби з натяжної барабана беруть менше окружної швидкості обертання тягне барабана. Розширюються технологічні можливості. 1 з.п. ф-ли, 3 мул.
Малюнки до патенту РФ 2337778
Винахід відноситься до області обробки металів тиском, зокрема до виробництва профільних труб.
Відомий стан бухтового волочіння, що містить дві котушки з покладеної на них в кілька шарів трубної заготівлею і проміжний тягне барабан, за патентом №1040430 (Великобританія), кл. В3Р, 1964. Отримання профільної труби відбувається при перемотування труби з однієї котушки через проміжний тягне барабан на іншу котушку. Волочильний інструмент (волоки), призначений для надання форми трубі, розташований по обидва боки від проміжного барабана. При цьому можливе створення такого режиму деформації, коли шляхом гальмування однієї з котушок відбувається створення невеликого заднього натягу (протинатягненням) перед волочильним інструментом.
Недоліком цього стану є те, що величина протинатягненням труби, створювана перед волокою, не може бути значною, оскільки з ростом протинатягненням зростає пошкодження трубної заготовки на котушці, з якої здійснюється смотка. При цьому відбувається місцеве спотворення форми труби і отримання шлюбу.
Відомий також волочильний стан (патент США №2717072, кл. 205-3, 1956), що містить два горизонтальних робочих барабана. На цьому таборі може бути створено протинатягненням труби перед одним з робочих барабанів. Недоліком такого стану є те, що процес волочіння на стані ведуть методом вичавлювання труби по котра утворює барабана, проте процес волочіння з вижиманням призводить до поперечного нагружению профілю готової труби, його спотворення, що неприйнятно при виробництві профільних труб.
Прототипом заявляється стану є стан бухтового волочіння конструкції Алма-Атинської заводу важкого машинобудування (див. В.Я.Шапіро, В.І.Уральскій. Бухтового волочіння труб. М. Металургія, 1972, с.150, ріс.51). На цьому таборі встановлено вертикально тягне барабан з захватними кліщами і приводом тягне барабана. По напрямних колон вертикально вгору і вниз переміщається розмотувальний стіл, на якому розташовують бухту труб, що підлягає волочіння. На Розмотувальний столі встановлено також волокодержатель з волокою. Цей стан дозволяє отримувати овальні труби при використанні відповідної форми волоки.
Недоліком прототипу є те, що процес отримання овальних труб може бути виконаний тільки під час волочіння в волоку, при цьому процес овалізаціі труби без волоки неможливий, оскільки створення протинатягненням на цьому стані не може бути отримано.
Завданням винаходу є створення стану для профілювання труб, що дозволяє отримувати овальні профільні труби без застосування волочильного інструменту (волоки), виключити технологічну мастило, розширити сортамент профільних труб, профілювати труби з матеріалів, поверхня яких пасивна до мастил (сплави титану, нержавіючі стали, алюмінієві сплави ).
Завдання винаходу вирішується створенням табору для отримання овальних профільних труб, що містить тягне барабан з встановленими на нього захватними кліщами, привід тягне барабана, а також розмотувальний стіл для установки бухти труб.
Новим в пристрої є те, що стан забезпечений розміщеними на Розмотувальний столі натяжним барабаном з гальмівним пристроєм і блоком натяжних регульованих роликів, встановленим перед натяжним барабаном, що має можливість забезпечення ковзання труби в окружному напрямку щодо нього. Крім того, для забезпечення ковзання труби в окружному напрямку щодо натяжної барабана швидкість сходу труби з натяжної барабана встановлена менше окружної швидкості обертання тягне барабана.
Стан для отримання овальних профільних труб схематично показаний на фіг.1. На фіг.2 показані напрямок обертання натяжної і тягне барабанів, на Фіг.3 наведено позначення зусиль в трубі на набігає і збігає гілках труби на гальмівному барабані.
Стан містить тягне барабан 1 з приводом і встановленими на ньому захватними кліщами 2. На Розмотувальний столі 3 розміщений натяжна барабан 4 з гальмівним пристроєм 5. Перед барабаном 4 встановлений блок натяжних регульованих роликів 6. На Розмотувальний столі розміщується також бухта труб-заготовок 7. Знизу під тягне барабаном розташована кишеня для готових труб 8.
Стан працює наступним чином. Бухта труб-заготовок 7 поміщається на розмотувальний стіл 3. Кінець труби подають в блок натяжних регульованих роликів 6, далі на натяжній барабані 4 утворюють один або кілька витків, кінець труби захоплюють кліщами 2 і починають процес профілювання труб шляхом намотування на барабан 1. Розмотувальний стіл 3 разом з барабаном 4 і бухтою труб 7 переміщається вертикально вниз, розкладаючи витки готової труби по що тягне барабану 1. Після закінчення процесу профілювання бухта готових труб падає в приймальний кишеню 8, розмотувальний стіл 3 піднімається в в рхнее положення, і процес повторюється.
Таке технічне рішення дозволяє виробляти профільні овальні труби без застосування дорогого профілюючого інструменту (волоки) і виключити, отже, його заміну при зміні сортаменту труби, виключити необхідність підготовки поверхні труби перед нанесенням мастила і виключити саму технологічну мастило, профілювати труби з матеріалів, поверхня яких пасивна до мастил (сплави титану, нержавіючі стали, сплави алюмінію і т.д.), в результаті чого їх раніше волочінням не обробляються.
Робота табору при профілювання овальних труб обгрунтовується наступними положеннями. У місці набігання труби на тягне барабан і її вигину виникають напруги розтягнення (на її зовнішній поверхні) і стиснення (на внутрішній поверхні в точці дотику з барабаном). Ці напруги, підсумовуючись з напругою, викликаними натягом в набігає гілки, призводять до овалізаціі труби. Величина овалізаціі труби зростає зі зменшенням діаметра тягне барабана і з ростом натягу труби при її намотуванні. Так, наприклад, в роботі Гільденгорн М.С. В зб. "Волочіння на плаваючою оправці". ЦБТІ, Свердловськ, 1969, С.52-54] показано, що овалізаціі виникає, якщо діаметр барабана
де Рм - зусилля натягу труби;
Dк і tк - зовнішній діаметр і товщина стінки готової труби;
Т - межа плинності матеріалу труби.
Таким чином, вибираючи відповідні значення діаметра барабана і величини натягу труби, можливо отримання овальних труб без застосування волочильного інструменту (волок). З цієї формули також випливає, що зниження межі текучості металу труби призводить до зменшення потрібного діаметра барабана Dб. Отже, для підвищення ефективності процесу овалізаціі перед тягне барабаном може бути встановлений пристрій для швидкого нагріву труби.
Процес овалізаціі труб починається вже при подачі труби на натяжна барабан. Дійсно, у міру просування труби по натяжній барабану натяг на ньому зростає від величини S (фіг.2) до величини Р відповідно до формули
де е - основа натуральних логарифмів;
m - число витків труби на натяжній барабані;
f - коефіцієнт тертя труби по барабану.
Зусилля натягу S створюється і регулюється блоком натяжних регульованих роликів. Це зусилля може бути прийнято невеликим. Вибираючи необхідну кількість витків труби на натяжній барабані, можна отримати натяг на збігає гілки Р вельми значним. Так, наприклад, при f = 0,1; m = 2. 3; Р / S = 3,5. 6,6.
Зазначене вище співвідношення P / S може бути реалізовано лише за наявності ковзання труби в окружному напрямку щодо натяжної барабана. З огляду на наявність поздовжніх пружних деформацій оброблюваної труби, швидкість сходу труби з натяжної барабана 4 слід прийняти менше окружної швидкості обертання тягне барабана 1. Оскільки величина пружної деформації для відомих матеріалів (сталей і кольорових металів) може досягати значень до 0,2. 0,5%, то для гарантованої наявності ковзання труби щодо натяжної барабана слід прийняти швидкість сходу труби з натяжної барабана на 2. 3% менше окружної швидкості обертання тягне барабана.
В результаті, керуючи гальмівним пристроєм 5 натяжної барабана 4 і блоком натяжних регульованих роликів 6, можна створювати необхідне значення натягу труби при подачі її на тягне барабан і, отже, надавати намотуваним трубі овалізаціі необхідної величини.
Прийняте напрямок обертання барабанів 1 і 4 (Фіг.3) призводить до того, що профіль поперечного перерізу овальної труби буде симетричним. Справді, деяка несиметричність овалізаціі труби, що виникає на барабані 4, компенсується овалізаціі труби, що виникає при набіганні труби на барабан 1.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Стан для отримання овальних профільних труб, що містить тягне барабан з встановленими на нього захватними кліщами, привід тягне барабана, а також розмотувальний стіл для установки бухти труб, що відрізняється тим, що він забезпечений розміщеними на Розмотувальний столі натяжним барабаном з гальмівним пристроєм і блоком натяжних регульованих роликів, встановленим перед натяжним барабаном, що має можливість забезпечення ковзання труби в окружному напрямку щодо нього.
2. Стан по п.1, що відрізняється тим, що для забезпечення ковзання труби в окружному напрямку щодо натяжної барабана останній виконаний із забезпеченням сходу труби з нього зі швидкістю, меншою окружної швидкості обертання тягне барабана.