|
До последнего времени при
определении длины формовочного стана исходили из допустимого относительного
удлинения б кромок ленты, которое не должно было превышать 0,2—0,3.%.
Удлинение кромок зависит от калибровки валков, числа рабочих клетей и
расстояния между ними. Если при формовке ленты исходить из условия деформации
кромок в упругих пределах, то для стали 10 должно быть принято 6 = 0,1%, а
для средне- углеродистых и легированных сталей б = 0,3% и т. д.
Формула (239) справедлива, если рассматривать формовку
полосы как непрерывный процесс. Тогда длина очага деформации равна длине
формовочного стана. В действительности процесс формовки является
последовательным, состоящим из отдельных очагов деформации (по числу
деформирующих клетей). Фактическое удлинение кромок в несколько раз превышает
удлинение по формуле (239).
Между двумя соседними очагами деформации гиб полосы
отсутствует. Тогда общую длину формовки Ьф можно представить как сумму длин
очагов деформации. Это позволяет определить фактическое удлинение кромок.
Для заводской калибровки формовочного стана при
производстве труб размером 25x1,5 мм определили фактическое относительное
удлинение кромок, которое оказалось равным 1,5%. Для этих же условий
относительное удлинение по формуле (238) равно 0,3%.
Практическое удлинение кромки, как показывают исследования
(см. 149), по длине фактического очага деформации распределяется
неравномерно, достигая максимального значения, равного 2—3%, на входе в
геометрический очаг.
Для углеродистой стали удлинение кромки не должно
превышать 3% (экстремальная точка на нижней части 149). При большем
удлинении образуются по кромкам полосы гофры. Поэтому при определении длины
формовочного стана нужно исходить из числа клетей, расстояние между которыми
должно быть минимальным, но не меньшим длины очага деформации. Увеличение
длины формовочного стана усложняет конструкцию и резко ухудшает его
конструктивные показатели. В связи с этим всегда стремятся к допустимому
уменьшению длимы формоЕочного стана. Удлинение кромок зависит от интенсивности
формовки, а не от длины стана.
Минимальное число клетей с горизонтальными валками на
формовочном стане равно шести, из них обязательно три с закрытыми калибрами.
Число клетей зависит и от типоразмера стана. С увеличением диаметра
свариваемых труб число клетей увеличивается. Так, для стана 159—529
формовочный стан имеет И клетей. Однако опыт освоения этого стана показал,
что имеется возможность сократить число клетей до 8—9.
Все разнообразие калибровки формовочных станов
определяется различными комбинациями из четырех ее основных типов, по
казанных на 188.
Профили калибровки первого типа выполнены при помощи
одного радиуса (это так называемая однорадиусная калибровка). Профили
калибровки второго типа построены двумя радиусами, причем радиус центральных участков
калибра Rt больше крайних rt. Частным случаем этой калибровки является ее
третий тип, при котором средний участок калибра остается прямолинейным. Такие
калибры применяют для формовки труб большого диаметра (больше 168 мм). Калибры четвертого типа также построены при помощи двух радиусов, причем радиусы центральных
участков калибров меньше крайних.
Калибровки валков формовочного стана отличаются друг от
друга профилем калибров открытого типа. Независимо от числа клетей с
открытыми калибрами (а) и типа калибровки число клетей с калибрами закрытого
типа (б) во всех случаях остается постоянным и равным трем. Калибры закрытого
типа резко сокращают удлинение кромок и тем самым улучшают качество сварки.
При выборе того или иного типа калибровки исходят из тогог
чтобы обеспечить: минимальное удлинение кромок ленты при формовке;
устойчивость полосы в калибрах; универсальность и взаимозаменяемость
калибров, простоту их изготовления.
На основании данных практики и экспериментов наименьшее
удлинение кромок получается при калибровке четвертого типа. С применением
такой калибровки было успешно освоено производство труб размером 102x1,5 мм
на пятиклетевом формовочном стане.
Несомненным преимуществом калибровки четвертого типа
является возможность уменьшения числа клетей и ведения формовки без холостых
направляющих роликов.
Наихудшим с точки зрения удлинения кромок является
калибровка третьего типа. Именно по этой причине ее не применяют для труб
диам. до 150 мм.
Устойчивость полосы при формовке, учитывая допустимую
сабельность (кривизну) ленты и ее разнотолщинность, позволяет повысить
скорость сварки и обеспечивает получение качественного шва при прочих равных
условиях. Наибольшую устойчивость ленты при формовке обеспечивают калибровки
четвертого, третьего и второго типов. При калибровке первого типа
устойчивость полосы наименьшая. Наилучшую универсальность, простоту
изготовления калибров и их взаимозаменяемость обеспечивает калибровка первого
типа. Наибольшую сложность в изготовлении калибров и наименьшую их
взаимозаменяемость имеет калибровка четвертого типа. В связи с этим такую
калибровку применяют редко.
При переходе с калибровки второго, третьего или
четвертого типов на калибровку первого типа парк валков формовочного стана
сокращается более чем в два раза. По этой причине калибровка первого типа
получила большое распространение при производстве труб диам. до 100 мм.
С внедрением радиочастотной сварки с повышением скорости
сварки и повышением требований к точности формовки (совпадение кромок)
переходят на калибровку второго типа вместо первого.
Калибровку валков второго типа раньше применяли главным
образом при производстве труб больших диаметров (более 150 мм) в целях формовки толстых листов и штрипсов, а также листов и лент из легированных сталей.
Калибровку третьего типа используют для труб диам. более 150 мм ( 189).
Рассмотрим калибровку второго типа для формовочного стана
(по Ю. М. Матвееву). В первых клетях производят гибку полосы радиусом rh
приблизительно равным радиусу трубы (см. 188), а гибку центрального участка
длиной Bai —большим радиусом Rh причем длина этого участка постоянно
уменьшается, пока не достигнет 0,4—0,5 всей ширины формуемой полосы.
Характерной особенностью калибровки является то, что
сформованные крайние участки уже не вступают в соприкосновение с валками.
После того как длина центрального участка достигнет 0,4—0,5 ширины полосы,
производится гибка этого участка полосы путем уменьшения радиуса гиба. При
достижении отношения радиуса гиба центрального участка к радиусу гиба крайних
участков (радиусу трубы), равного 1,5—2, дальнейшая формовка совершается в
закрытых калибрах с разрезными шайбами, причем толщина шайб уменьшается от
калибра к калибру.
В соответствии с таким процессом формовки могут быть
выделены следующие группы калибров:
а) калибры, в которых осуществляется гибка полосы
по всей ее ширине (обычно первая клеть формовочного стана, в некоторых
случаях также вторая клеть);
б) калибры, в которых деформированные кромки ленты
не соприкасаются с валками, а гибка полосы происходит по двум радиусам;
в) калибры, в которых совершается гибка только
центральной части полосы;
г) калибры с разрезными шайбами.
Основными расчетными величинами для калибров первой м
второй групп являются: радиус rh которым формуются кромки полосы; радиус Rh
которым формуется центральный участок полосы и углы at и соответствующие
радиусам Rt и rt.
Между формующими клетями располагают холостые вертикальные
направляющие валки (ролики). До последнего времени их использовали для
уменьшения упругого пружинения ленты. В этом случае направляющие вертикальные
валки устанавливают, начиная с той клети, в которой кромки полосы уже не
соприкасаются с формующими валками. Профиль роликов выбирают таким, чтобы
обеспечить полное соприкосновение поверхности роликов с поверхностью крайнего
участка ленты, который вышел из соприкосновения с рабочими валками. Профиль
ролика обычно представляет собой дугу окружности, радиус которой равен
радиусу формовки кромок в предыдущей клети (обычно наружному радиусу трубы).
Опыт эксплуатации трубосварочных станов внес существенные
коррективы в расчет калибровки валков формовочных станов. Если ранее гиб
полосы осуществляли только в клетях с горизонтальными валками, а вертикальные
валки не участвовали в деформации, то в настоящее время вертикальные валки в
равной мере участвуют в гибе полосы. Величину пластического гиба распределяют
между валками как горизонтальными, так и вертикальными ( 190). Это позволило
уменьшить деформацию в клетях с горизонтальными валками и снизить удлинение
кромок, ранее Достигавшее больших значений, а также улучшить формовку, устранить
возможность образования гофров на кромках и повысить качество сварки.
Участие холостых вертикальных валков в формовке полосы
позволяет сократить число клетей формовочного стана, но при этом число клетей
с разрезными шайбами должно быть не менее трех, так как они способствуют
устранению волнистости (гофрирования) кромок полосы.
|