Устройство для установки оправки трубопрокатного стана
Патент 982831
Авторы
Устройство для установки оправки трубопрокатного стана
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскнк
Социалистические
Республик (и1982831 (63) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07. 07 81 (21) 3311877/22-02 (51)М. Кл.
В 21 В 25/02
В 21 В )9/14 с присоединением заявки №9кударстаипаВ кенатет
CCCP ао делан каабретеакв к етерыткв (23 ) Приоритет
Опубликовано 2) . 12. 82 . Бюллетень ¹ 47
Дата опубликования описания 2 . 12 .82 (53) УДК 621. 771. .28.002.54 (088.8) И.Н. Потапов, В.С. Чугуевский, В.А. Войцеховский, П.И, Финагин, А.Д. Семенов, Г.Н. Ванин, Н.И. Вавилкин, В,П. Дулисов, В.С. Юсупов, С.И. Арутюнов и С.В. Запасов (72) Авторы изобретения (7В) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ ОПРАВКИ
ТРУБОПРОКАТНОГО СТАНА
Изобретение относится к трубопрокатному производству и предназначено для оборудования заднего стола прошивного стана винтовой прокатки.
Известно устройство для установки оправки, включающее упорно-регулиро5 вочный механизм, несущий оправочный стержень, ряд центрователей и размещенную от первого центрователя до оправки втулку. Втулка расположена на стержне и, кроме того, охватывает оправку. Перемещение ее в осевом направлении осуществляется прошиваемой гильзой P1). !
Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет уве. личить жесткость прошивного стержня на участках между центрователями.
Кроме того, втулка должна иметь наруж-ао ный диаметр, равный диаметру гильзы, :что приводит к необходимости использования большого количества втулок различных размеров.
Известно устройство для установки оправки трубопрокатного стана, включающее несущий оправку стержень, конусно-цилиндрический наконечник, охватывающий свободно стержень вблизи оправки, подвижно установленные в осевом направлении направляющие стержня, охватывающую их втулку, упорную головку и роликовый центрователь с транспортными роликами) 2 j.
Недостатком этого устройства является то, что направляющие стержня в виде колец не могут обеспечить достаточной жесткости системы, что приводит к повыыенным колебаниям гильзы, а вследствие этого к низкой точности получаемых гильз.
Наиболее близким к изобретению является устройство для установки оправки трубопрокатного стана, включающее несущий оправку оправочный стержень с конусно-цилиндрическим наконечником, свободно охватывающим стержень вблизи оправки, жестко соединен3 98283 ные с наконечником три направляющие, расположенные вдоль стержня и через равные углы вокруг него, центрирующую втулку с продольными пазами под направляющие, объединяющее их кольцо, роликовые центрователи с транспортными роликами и жестко соединенную со втулкой упорную головку f33.
Недостатком известного устройства является то, что по иере прошивки 10 направляющие с кольцом, вращаясь, . выходят из упорной головки. Это приводит к изгибу направляющих, и, следовательно,.к частой их сиене. Скапливание окалины внутри втулки приво- 1$ дит к задирам на поверхности направляющих или на внутренней поверхности втулки. Таким образом, увеличивается износ трущихся поверхностей направляющих и, снижается срок, службы уст- 20 ройства для установки оправки.
Кроме того, в начале процесса прошивки раскручивание втулки осуществляется через оправку и справочный стержень„ что приводит к задирам на 25 поверхности оправки, а также скручиванию стержня. Следовательно, необходима частая сиена оправок и стержней.
Целью изобретения является увеличение срока службы устройства, 36
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для установки оправки трубопрокатного стана, включающем несущий оправку оправочнйй стержень с конусно-цилиндрическим наконечником,щ свободно охватывающим стержень вблизи оправки, жестко соединенные с наконечником три направляющие, расположенные вдоль стержня и через равные углы вокруг него, центрирующую втулку с 4О продольными пазами под направляющие, объединяющее их кольцо, роликовые центрователи с транспортными роликами и жестко соединенную с втулкой упорную головку с приводом продольного пере- 4З мещения, центрирующая втулка снабжена диском с центральным крепежным углублением под хвостовик оправочного стержня и тремя отверстиями под направляющие, выполненные цилиндрическими, который расположен перед кольцом, установленным во втулке с возможностью продольного перемещения и снабженным шпинделем, закрепленным с воэможностью вращения, при этом пазы втулки образованы дуговыми вкладышами, длина которых составляет 5-10 диаметров направляющих, а на наружной
1 ф поверхности втулки выполнены сквозные продольные отверстия длиной, равной длине вкладыша, шириной, равной 1,21,5 диаметра направляющей, и расположенные под направляющими с осевым смещением относительно вкладыша на его длину и на 60О .
Кроме того., устройство снабжено механизмом раскручивания втулки в виде двух конических роликов, один из которых жестко насажен на втулку, а другой соединен с приводом и подпружинен в,осевом направлении.
Увеличение срока службы устройства и значит сокращение времени на его ремонт) обеспечивается применением коротких дуговых вкладышей с уменьшенной контактной поверхностью.
Кроме того, на втулке выполнены сквозные продольные отверстия с осевым смещением относительно, вкладыша на
его длину и на 60О, которые позволяют исключить скопление окалины внутри втулки.
Ширина отверстия не должна превышать 1,5 диаметра направляющей,так как снизится жесткость втулки. С другой стороны - уменьшение ширины паза менее 1,2 диаметра направляющей не позволяет эффективно удалять окалину иэ- втулки, .так как направляющая перекроет отверстие.
В данном устройстве имеются три направляющие, которые расположены через 120О, что позволяет абсолютно жестко центрировать стержень. Увеличение количества направляющих нецелесообразно, так как это приводит к усложнению устройства и не позволяет увеличить жесткость стержня. Таким образом, и дуговые вкладыши расположены через 120 или поочередно, с отверстием через 60
Оптимальный выбор длины вкладышей позволяет сохранить жесткость устройства для установки оправки и практически исключить прогиб направляющих между образующими, что подтверждается расчетом. Величина прогиба направляющей определяется по формуле
3 Ef
1 г. где g = @7gaL р- распределенная нагрузка, определяемая весом направляющей, кг/мм (3 - диаметр направляющей, мм, 50
Перед прошивкой втулка 7, а через нее и оправка со стержнем раскручиваются до окружной скирости равной скорости вращения гильзы посредством включения электродвигателя 17 через конические ролики 18 и 20.
5 9828 р = 7,8 - плотность углеродистой стали г/см
L, = 6 t — расстояние между соседними образующими, расположенными на одной оси, мм;
l — длина образующей, мм, Е - модуль упругос1и, ? 10 кг/см;
3=0,05 4 - момент инерции для круга, си .
При получении гильзы Dx о = 36 х х 17 диаметр направляющей равен 20 мм.
В этом случае прогиб практически отсутствует и составляет Ь = 1,39
19 см.
Применение шпинделя, цилиндрический хвостовик которого крепится к кольцу с воэможностью относительного вращения и зашиксированного от осевого 20 перемещения, позволяет разместить направляющие на весь цикл процесса прошивки внутри втулки, а значит исключить их изгиб. Действие же центробежных сил на шпиндель исКлючено, так. р5 .как он не вращается в процессе Rpo шивки.
Использование механизма раскручивания втулки в виде двух конических роликов, один из которых насажен на втулку жестко, а другой - соединен .с приводом и подпружинен в осевом направлении, позволяет исключить вращение оправочного стержня и оправки относительно получаемой гильзы. Это исключает скручивание стержня и интенсивный износ рабочей поверхности оправки.
На фиг. 1 представлено устройство для установки .оправки перед прошивкой,общий вид; на фиг. 2 - то же, после прошивки в момент движения упорной головки в заднее положение; на фиг. 3 - то же, после выдачи гильзы; на фиг. 4 - упорная головка с механизмом раскручивания втулки; на фиг. 5 — принципиальная схема центрирующей втулки; на фиг. 6 - схема расположения отверстий и вкладышей на втулке; на фиг. 7 - разрез А-А на фиг. 5; на фиг. 8 - разрез Б-Б на фиг. 5; на фиг. 9 - разрез В-В.на фиг. 5.
Устройство для установки оправки трубопрокатного стана включает несущий оправку 1 оправочный стержень 2, конусно-цилиндрический наконечник 3, свободно охватывающий стержень вблизи оправки, цилиндрические направляющие 4, расположенные вдоль стержня и через равные углы вокруг него, жест" ко связанные .с наконечником и кольцом 5, с установленным в нем с возможностью относительного вращения и заоиксированного от осевого смещения шпинделем 6, центрирующую втулку 7 с продольными-пазами под направляющие,образованные дуговыми вкладышами 8, длина которых составляет
5-10 диаметров направляющих, со сквозными продольными отверстиями 9 на наружной поверхности длиной, равной длине вкладыша, шириной равной 1,2-1,5 диаметра направляющей, расположенные под направляющими с осевым смещением относительно дугового вкладыша на его длину и на 60О, диск 10 с центральным крепежным углублением под хвостовик справочного стержня и тремя отверстиями, сквозь которые пропущены направляющие, расположенный перед кольцом, жестко соединенную со втулкой упорную головку 11 с приводом от электродвигателя 12 через цепную передачу 13, роликовые центрователи 14 с транспортными роликами 15 Перемещение головки осуществляют по направляющим станины, 16. Раскручивание центрирующей втулки осуществляется с помощью электродвигателя 17 через установленный на его оси ролик 18, прижимаемый пружи- ной 19, и ролик 20, жестко закрепленный на втулке. На станине размещены упоры 21 для головки и 22 для шпинделя. Шпиндель установлен в кольце через подшипник 23.
Устройство для установки оправкй трубопрокатного стана работает следующим образом.
Перед прошивкой оправка 1 с справочным стержнем 2 устанавливается в очаге деформации стана перемещением упорной головки 11 через цепную передачу 13 от электродвигателя 12 и фиксируется от осевого перемещения. упором 21, установленным на станине 16.
После установки втулки 7 ролики центрователей 14 закрываются и тем самым центрируют оправочный стержень 2 с оправкой 1 на оси прокатки. Транспортные ролики 15 раскрыты.
7 9828
В процессе прошивки передним торцом гильза перемещает конусно-цилиндрический наконечник 3 с направляющими 4, кольцом 5 и шпинделем 6. При выходе из валков гильза входит внутрь втулки 7 и центрируется вкладышами 8.
При этом шпиндель 6 перемещается о крайнее заднее положение.
После окончания процесса прошивки открывается упор 2I, и закрываются to транспортные ролики I5, открываются ролики центрователей 14 и упорная головка 1I перемещается назад электродвигателем l2 через цепную передачу 13.
Центрирующая втулка выводится за ra- 15 бариты центрователей, а далее шпиндель 6 упирается в упор 22 и через кольцо 5 направляющие 4 и конусно-цилиндрический наконечник 3 удерживают заготовку от осевого перемещения. От- щ носительным движением назад заготовка выводится из втулки 7 и скатывается вбок. При этом внутренние элементы центрирующей втулки устанавливаются в крайнем переднем положении. Затем 2s упорная головка 11 перемещается в исходное положение, закрывается упор 21, закрываются центрователи 14, раскрываются транспортирующие ролики 15, раскручивается втулка 7 череЗ меха- 30 низи раскручивания. Цикл повторяется .
Il р и м е р. На двухвалковом стане винтовой прокатки с бочковидными валками осуществляли процесс прошивки заготовок из стали 50А диаметром
36 мм и длиной 500 мм на конических оправках диаметром 17,4 мм. Угол подачи составлял l2-14, обжатие в пережиме 153, коэффициент овализации I,14-1,15.
Заготовки нагревали в камерной печи до температуры 1100-1150 .
Процесс прошивки осуществлялся устойчиво. В результате получены гильзы повышенной точности по геометрическим размерам. Разностенность составляла +1,5-+23, овальность отверстия не превышала 0,1-0,15ь (по требованиям ГОСТа разностенность на данный типоразмер не должна превышать + 6:;) . После прошивки партии гильз в количестве 100 штук на внутренней поверхности втулки,а также на направляющих отсутствовали задиры, что показало удовлетворительное удаление окалины ° Применение коротких вкладышей .не привело к увеличению разностенности и овальности гильз. Наружным осмотром не удалось установить како31 8 го либо износа направляющих и дуговых вкладышей.
Таким образом, использование предлагаемого устройства на прошивном стане позволило увеличить его производительность за счет повышения срока службы устройства.
Следует отметить, что использование предлагаемого устройства наиболее эффективно при прошивке гильз малого диаметра 20-60 мм и диаметров отверстия 9-30 мм и небольших длин 300800 мм, потребность в которых велика.
Предлагаемое устройство позволяет снизить разностенность до 1,53 и сократить объем металла, идущего в стружку.
За базовый объект принято устройство, работающее на Ижевском механическом заводе и по сравнению с ним экономический эффект составит
78000 руб. формула изобретения
1. Устройство для установки оправки трубопрокатного стана, содержащее несущий. оправку оправочный стержень с конусно-цилиндрическим наконечником, свободно охватывающим стержень вблизи оправки, жестко соединенные с наконечником три направляющие, расположенные вдоль стержня и через равные углы вокруг него, центрирующую втулку с продольными пазами под направляющие, объединяющее их кольцо, роликовые центрователи с транспортными роликами и жестко соединенную с втулкой упорную головку с приводом продольного перемещения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения срока службы устройства, центрирующая втулка снабжена диском с центральным крепежным углублением под хвостовик оправочного стержня и тремя отверстиями под направляющие, выполненные цилиндрическими, который расположен перед кольцом, установленным во втулке с возможностью продольного перемещения и снабженным шпинделем, установленным с возможностью вращения,при этом пазы втулки. образованы дуговыми вкладышами, длина которых составляет
5-10 диаметров направляющих, а на наружной поверхности втулки выполнены сквозные продольные отверстия длиной, равной длине вкладыша, шириной, равной 1,2-1,5 диаметра направляющей, и
9 982831 10 расположенные под направляищими с осе- с приводом и подпружинен в осевом вым смещением относительно вкладыаа направлении. на его длину и íà 6Р
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
2. Устройство по и. l, о т л и - s 1. Авторское свидетельство СССР ч а и щ е е с я тем, что, с целью У 464347, кл. В 21 В 25/02, 1974. увеличения срока службы центрирующей 2. Авторское свидетельство СССР втулки, оно снабжено механизмом pac-. 1г 662172, кл. В 21 В 25/02, 1977.
, кручивания втулки в виде двух кони- 3. Авторское свидетельство СССР ческих роликов, оДин из которых жест- >о по заявке Н 2861038/22-02, ко насажен на втулку, другой соединен кл. В 21 В 25/02, 1980., °
982831
А-А
Составитель Н. Иуратова
Редактор Р. Циника Техред З.Палий Корректор ". Коста
5аказ 9790/15 . Тираж Щ Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035 Москва 3-ЗБ Раушская наб. .g. 4/g д д УШ ад . а
Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, ч