Формовочный стан трубоэлектросварочного агрегата

Формовочный стан трубоэлектросварочного агрегата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к производству сварных прямошовных труб. Цель - снижение энергозатрат на формовку и повьшгение качества трубной заготовки за счет снижения гофрообразования. При работе трубрэлектросварочного стана полоса сначала формуется в неприводных кассетах с формующими штырями, расположенными с внешней и внутренней сторон полок, затем - в кассетах с тянущими роликами , а после - в кассетах с тянущими приводными механизмами 17. Тянущие ролики 31 приводятся во вращение от червячного редуктора в корпусе механизма 17, который в свою очередь приводится во вращение от зубчатого колеса 16, шестерни 21, редуктора 22 и двигателя 23. Тянущие механизмы 17 имеют возможность перемещения в радиальном и кольцевом направлениях по направляющим кассеты. «Ьормовочньй стан позволяет повысить качество трубных заготовок широкого диапазона размеров за счет создания монотонной деформации полосы по всей длине формовочного стана.5 з.п. ф-лы, 5 ил. и СЛ

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИНА1

„„Я0„„141 7951 (51)4 В 21 С 37/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4184904/31-27 (22) 22.01.87 (46) 23.08.88. Бюл. У 3.1 (71) Московский институт стали и сплавов (72) В.A.Ðûìîâ, И.H.Ïîòàïîâ, С.В.Самусев, А.В.Федоров и Г,И.Доронин (53) 621.774.21(088.8) (56) Патент ФРГ У -1933222, кл. В 21 С 37/08, 1975.

Авторское свидетельство СССР

М 1)83225, кл. В 21 С 37/08, 1984. (54) ФОРМОВОЧН1П1 СТАН ТРУБОЭЛЕКТРОСВАРОЧНОГО АГРЕГАТА (57) Изобретение относится к производству свар ых прямошовных труб.

Цель — снижение энергозатрат на фор мовку и повьш ение качества трубной заготовки за счет снижения гофрообразования. При работе трубоэлектросварочного стана полоса сначала формуется в Heïðèâoäíûõ кассетах с формующими штырями, расположенными с внешней и внутренней сторон полок, затем — в кассетах с тянущими роликами, а после — в кассетах с тянущими приводными механизмами 17. Тянущие ролики 31 приводятся во вращение от червячного редуктора в корпусе механизма 17, который в свою очередь приводится во вращение от зубчатого колеса 16, шестерни 21, редуктора 22 и двигателя 23. Тянущие механизмы 17 имеют воэможность перемещения в радиальном и кольцевом направлениях по направляющим кассеты. Формовочный стан позволяет повысить качество трубных заготовок широкого диапазона размеров за счет создания монотонной деформации полосы по всей длине формовочного стана.5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1417951

Изобретение относится к производству сварных прямошовных труб и наиболее эффективно может быть использовано при реконструкции существующих формовочных станов трубоэлектросварS ных агрегатов и создании новых станов.

Цель изобретения — снижение энергозатрат на формовку и повышение качества трубной заготовки за счет снижения гофрообразования.

На фиг. l представлен формовочный стан, общий вид; на фиг.2 — кассета с приводными тянушими роликами, на фиг. 3 — 15 кассета с приводйыми тянущими механизмами; на фиг. 4 — приводной тянущий механизм; на фиг, 5 — то же, вид сбоку.

Формовочный стан ТЭСА состоит из 20 станины 1, расположенной на фундаменте 2, на которой размещены задающая клеть 3, формовочные кассеты 4, кассеты с приводными тянущими роликами 5, кассеты с приводными тянущи- 25 ми механизмами 6.

Кассета с приводными тянущими роликами состоит из кольцеобразного корпуса 7, крепящегося к станине 1.

В теле корпуса кассеты выполнены опо- 30 ры несущих приводных валов 8, на которых закреплены рабочие валки иэ упругого фрикционного полимерного материала с выпуклой рабочей поверхностью 9, Формуюшие штыри 10 размещены в верхней части корпуса кассеты, которая выполнена плоской для обеспечения параллельности этих штырей, располагающихся сверху полосы попарно симметрично по ширине кассеты от- 40 носительно ее вертикальной оси, При этом на двух парах штырей вдоль оси стана закреплены два кромкоудерживающих устройства, состоящих из обойм

11 и цили:дрических роликов 12 мало- 4

ro диаметра, Привод тянущих роликов

5 осуществляется через редуктор 13 от двигателя 14. Кассета с приводным тянущим механизмом состоит из кольцеобразного корпуса 15, крепяг1егося к станине 1. На корпусе кассеты установлено с возможностью вращения большое зубчатое колесо 16 и приводные тянущие механизмы !7. Корпус кассеты имеет боковые кольцевые вырезы для размещения формующих штырей 18, имеющих возможность кольцевого и радиального перемещения и фиксации. На корпусе кассеты закреплены вдоль оси два кромкоудержинающих устройства, состоящих из расположенных по обе стороны кассеты подвесных штанг 19, на каждой из которых укреплено по паре роликов 20 сложного сечения и малого диаметра. Привод осуществляется от ведущей шестерни 21 через редуктор 22 от двигателя 23. Приводной тянущий механизм состоит из телескопического корпуса 24, крепящегося к корпусу 15 кассеты, с регулировочным винтом — стопором 25. В корпусе механизма расположен приводной, регулируемый по длине вал 26, на одном конце которого находится ведомая шестерня 27, находящаяся в зацеплении с большим зубчатым колесом 1b, а на другом конце — червяк 28, находящийся в зацеплении с рабочей шестерней

29, закрепленной на рабочем валу 30.

С наружной части механизма на рабочий вал 30 крепятся рабочие диски 31 иэ упругого фрикционного полимерного материала.

При включении привода работа стана происходит следующим образом.

Исходная лента поступает в задающую клеть 3. Задающая приводная клеть, содержащая плоские цилиндрические валки, сообщает полосе тянущее усилие и подает ее к первой формовочной неприводной кассете.4, а дальнейшая протяжка полосы обеспечивается приводными кассетами. Размеры всех неприводных кассет: длина

70 мм, диаметр 300 мм. В кассете происходит изгиб полосы на угол 18 благодаря поперечному усилию со стороны неприводных формовочных стержней, расположенных сверху и снизу полосы, причем кбМструкция и настройка их такова, что обеспечивает продвижение полосы в кассете и создание монотонного очага сворачивания, так как контакт формовочного стержня с полосой можно считать практически точечным, в связи с чем отсутствуют зоны опережения и отставания, характерные для валкового калибра, и на полосу действуют только поперечно направленные силы.

При выходе из первой формовочной клети полоса попадает в аналогичную вторую формовочную клеть, настроенную уже на угол формовки 36, При движении полосы из кассеты в кассету она будет стремиться к распружиниванию, т.е, к нарушению монотонности!

41795! очага сворачивания, но, так как расстояние между кассетами равно 30 мм, а, следовательно, между деформирующими сечениями !00 мм, то монотонность деформации сохраняется, о

Сформованная на угол 36 полоса при выходе из второй формовочной кассеты попадает в первую приводную кассету 5, расположенную между формующими кассетами с углами формовки 36 и 60О, с приводными криволинейными роликами из упругого фрикционного полимерного материала, располагающимися попарно сверху и снизу полосы симметрично по ширине относительно вертикальной оси кассеты, при этом ролики предварительно сведены до полного контакта по всей их ширине, Распружиниванию кромок препятствуют кромконаправляющие устройства 11.

Привод роликов осуществляется через редуктор от двигателя 14.

В этой кассете происходит сообщение полосе тянущего усилия. Кассета, имеющая диаметр 300 мм и ширину

120 мм, расположена на расстоянии

30 мм от второй формовочной кассеты, т.е. расстояние между деформирующими сечениями равно 125 мм, что больше аналогичного расстояния дпя соседних формующих клетей. Однако применение в приводной кассете кромкоудерживающих устройств с цилиндрическими роликами 12 малых по сравнению с кассетой размеров (диаметр ролика 10 мм) настроенных так, чтобы препятствовать распружиниванию кромок, т.е. наиболее опасных мест трубной заготовки, способствует благодаря малым размерам роликов и близкому их расположению сохранению монотонного очага сворачивания полосы, созданного в формовочных клетях.

Далее установлены три формовочные клети, настроенные на углы формовки

60, 84 и 108, .последовательно чередующиеся с еще двумя аналогичными приводными кассетами с приводными тянущими роликами и с соответственно настроенными кромкоудерживающими устройствами.

После этого участка установлены шесть подряд формующих кассет, в коо торых полоса формуется от 126 до 216 (126, 144, 162, 180, 198 и 216ц соответственно на каждую кассету), а между формующими кассетами, настроенными на углы 216 и 240, установлена

55. +o

Возможность перемещения приводных тянущих механизмов обеспечивается наличием кольцевых торцовых направляющих 32 на корпусе кассеты и сопряжен5

1О l5

40 приводная кассета 6, где полоса протягивается приводными тянушими механизмами !7.

Вращающий момент передается от двигателя 23 через редуктор 22 на большое зубчатое колесо 16, установленное на корпусе 15 кассеты, а от него через ведомую шестерню 27, установленную на приводном валу 26 с червяком 28, — на рабочую шестерню 29 и рабочие диски 31 из упругого фрикционного полимерного материала, которые и обеспечивают протяжку полосы через формующие кассеты, При этом рабочие механизмы настроены так, чтобы между полосой и рабочими дисками был обеспечен полный контакт по всей ширине их, т.е. было обеспечено необходимое поджатие поло- сы.

Фиксация полосы сверху и сохранение монотонности очага сворачивания обеспечивается кромкоудерживаюшими механизмами, содержащими ролики 20 сложного сечения и малого диаметра, расположенные попарно симметрично по обе стороньг кассеты так, чтобы препятствовать распружиниванию кромок на участке между формующими кассетами.

Необходимость применения кромкоудерживающих механизмов объясняется также и тем, что размеры кассет с приводными тянущими механизмами составляют в диаметре 300 мм (беэ зубчатого колеса) и по ширине 150 мм, т.е. расстояние между деформирующими се чениями увеличено, а также наличием возмущений от приводных тянущих ме— ханизмов, контактирующих с полосой только с наружной стороны.

Далее полоса протягивается еще тремя аналогичными колесами с приводными тянущими механизмами с соответствующим образом настроенными кромкоудерживающими устройствами, последовательно чередующимися формовочными кассетами с углами формовки 264 и

288, после которых полоса формуется в трех подряд установленных формовочных кассетах с углами формовки 312, 330 и 348, которые обеспечивают угол схождения кромок до опорно-сварочно141 795 ) 10

55 ных с ними направляющих приводных тянущих механизмов, а последующая фиксация заданного положения механизма обеспечивается крепежными болтами 33 за выступы направляющих механизма, Радиальное перемещение и фиксация в рабочем поожении рабочих дисков достигается вращением регулировочного винта — стопора 25.

Таким образом, формовочный стан имеет 17 формующих кассет, три кассеты с приводными тянущими роликами, четыре кассеты с приводными тянущими механизмами, .а углы формовки распределены по кассетаМ таким образом, что для непосредственно,, соседствуюших формующих кассет разность углов формовки составляет 18, а для формовочных кассет, разделенных приводными кассетами, разность углов формовки равна 24, т.е. на 307 больша, что необходимо для натяжения кромок полосы, так как в этом случае расстояние между соседними формующими 2 сечениями деформации больше.

Расположение вначале линии стана задающей клети, имеющей в своем составе плоские приводные валки, необходимо для подачи ленты из накопителя 3

ТЭСА и продвижения ее через первые две формовочные кассеты до кассет с приводными тянущими роликами. Первые .две формовочные кассеты не являются приводными, так как необходимо обеспечить стабильный участок перехода от плоской полосы к очагу сворачивания. Исходя из относительных размеров ленты и кассет, нижняя граница углов формовки полосы, для которой применимы кассеты с приводными тянущими роликами, устанавливается рав.ной 30 . Протяжка ленты через первые две формовочные кассеты только кассетой с приводными .тянущими роликами,без задающей клети, увеличивает энергозатраты стана и ухудшает каче-ство трубной заготовки вследствие увеличения значения тянущего усилия кассеты с приводными тянущими роликами.

Верхняя граница углов формовки для кассет с приводными тянущими механизмами равна 110, так как при увеличении значения угла сворачивания полосы диаметр верхних приводных роликов увеличивается. Экспериментально установлено, что при углах формовки, больших 110, диаметр верхних приводных роликов становится настолько большим, что в зоне контакта ролик — полоса появляются ярко выраженные участки опережения и отставания с большими потерями энергии на трение, что увеличивает энергоэатраты, Кассеты с приводными тянущими механизмами используются на углах формовки 200-320 . Так как рабочие ролики приводных тянущих механизмов контактируют с полосой только с наружной ее части, а для нормального функционирования и эффективной работы приводного тянущего механизма,а также для обеспечения некоторого обжатия трубной заготовки необходим прижим рабочих дисков к трубной заготовке, то такая конструкция работоспособна на углах формовки от 180О и больше.

Применение этой конструкции на углах формовки до 180 требует опорных элементов с внутренней стороны полосы, что значительно увеличивает энергетические потери, Экспериментально найдено значение углов формовки, равное

200, выше которых возможно практическое применение кассет с приводными тянущими механизмами.

При входе в опорно-сварочный узел, т.е. на углах формовки, приближающихся к 360, требования, предъявляемые к монотонности очага сворачивания, особенно велики, так как кассета с приводными тянущими механизмами является тянущим элементом, в очаг сворачивания полосы будут вноситься воз/ мущения, которые в зоне у опорно-сварочного узла недопустимы. Таким обра- зом, последняя кассета с приводными тянущими механизмами должна быть установлена на некотором расстоянии от опорно-сварочного узла.

Минимальное число приводных тянущих механизмов в кассете с приводными тянущими механизмами, равное трем, определяется исходя из симметричной в разрезе картины сворачивания полосы, при которой один механизм необходим в нижней части кассеты для опоры продвижения полосы, и не менее, чем по одному механизму с каждой стороны.

Так как приводные кассеты являются тянущими элементами, то для фиксации положения кромок и обеспечения монотонности очага сворачивания применяются кромконаправляющие устройства в

1417951 8

10

20

° 30

40

55 кассетах с приводными тянущими роликами и кромкоудерживающие устройства в кассетах с приводными тянущими механизмами.

Выполнение приводных тянущих роликов и рабочих дисков криволинейными и из упругого фрикционного полимерного материала необходимо для того, чтобы ролики в процессе эксплуатации можно было сжать до обеспече- . ния полного контакта по всей их ширине, обеспечив таким образом высокую эффективность транспортировки ленты, а, следовательно, и высокие энерго-силовые параметры.

Выполнение приводных тянущих механизмов в виде телескопического корпуса с возможностью перемещения в радиальном и кольцевом направлениях рабочих дисков из упругого материала с выпуклой рабочей поверхностью, а привода — в виде большого зубчатого колеса, закрепленного на корпусе кассеты, обеспечивает воэможность перестройки кассеты при переходе на новый сортамент, возможность обеспечения необходимого обжатия полосы и возможность привода тянущих механизмов при любом его положении в кассете

Использование изобретения позволяет получать качественные заготовки под.сварку труб в широком диапазоне геометрических параметров последних..

Формула изобретения

1. Формовочный стан трубоэлектросварочного агрегата, содержащий станину с укрепленными на ней кассетами, одна часть которых снабжена формующими штырями для контакта с наружной и внутренней поверхностями трубной заготовки, а другая — формующими штырями для контакта с наружной поверхностью трубной заготовки, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения энергозатрат на формовку и повышения качества трубной заготовки, часть кассет с формующими штырями дпя контакта с наружной и внутренней поверхностями трубной заготовки снабжены двумя парами приводных тянущих роликов для передачи тя.нущего усилия трубной заготовке и кромконаправляющими устройствами, закрепленными на двух парах штырей и выполненными в виде обойм с установленными в них цилиндрическими роликами, другая часть кассет с формующими штырями для контакта с наружной поверхностью трубной заготовки снабжена не менее чем тремя приводными тянущими механизмами для передачи тянущего усилия трубной заготовке, каждый иэ которых выполнен в виде телескопического корпуса с размещенным внутри него рабочим валом с двумя рабочими дисками и приводным регулируемым по длине валом, на одном конце которого закреплена ведомая ше.стерня, а на друпом конце — червяк, рабочий вал снабжен шестерней, которая находится в зацеплении с червяком приводного вала, привод всех тяну.щих механизмов выполнен в виде зубчатого колеса, размещенного на кассете с,возможностью вращения и находящегося в зацеплении с ведущими шестернями приводных валов всех тянущих механизмов, все кассеты, кроме того, снабжены кромкоудерживающими устройствами, 2. Стан по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что тянущие ролики и рабочие диски выполнены из упругого фрикционного материапа с выпуклой рабочей поверхностью.

3. Станпоп. 1, отличаю— шийся тем, что приводные тянущие механизмы выполнены с возможностью регулирования их длины и снабжены регулировочным винтом-стопором, укрепленным нп корпусе механизма.

4. Стан по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что он снабжен saдающей клетью.

5. Стан по п. 1, о тлич аю шийся тем, что кассеты с тянущими приводными механизмами снабжены устройствами фиксации тянущих механизмов, выполненными в виде кольцевых направляющих в кассете, сопряженных с направляющими, предусмотренными на корпусах тянущих механизмов, и скрепляющих болтов.

6. Стан по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что все кассеты установлены в станине с возможностью перемещения вдоль оси стана.!

417951

Фиг. 2

I4 I 795 I

Составитель 3.Ветрова

Редактор В,Бугренкова Техред M.Ходанич Корректор М.Ложо

Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4095/В

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4