Вся электронная библиотека >>>

 Калибровка инструментов  >>>

 

 

   Калибровка инструмента для производства бесшовных труб


Раздел: Учебники

 

Глава третья. КАЛИБРОВКА КОЛЕЦ ВОЛОЧИЛЬНЫХ И ПРОТАЛКИВАЮЩИХ СТАНОВ

  

 

Волочение сварных труб через кольцевые калибры было известно еще до изобретения способа изготовления бесшовных труб косой и пильгерной прокаткой. Оно применялось для уменьшения толщины стенки и диаметра труб с целью полу- чения их желаемых размеров.

После того как братья Маннесман организовали массовое изготовление бесшовных труб, стали применять и их волочение. Первоначально производили главным образом горячее волочение через кольца для достижения на трубах желаемых малых размеров. Применение волочения позволило изготовлять трубы диам. 60 мм и толщиной стенки около 2,5 мм, что ранее невозможно было при существовавших тогда методах производства.

В дальнейшем для массового производства труб малого диаметра были изобретены редукционные станы. Начиная с этого времени горячее волочение стали производить только для небольших партий тонкостенных труб.

Различают три метода волочения труб: на длинной оправке, на короткой оправке и без оправки. При волочении на длинной и короткой оправках изменяется как толщина стенки, так и диаметр трубы. При волочении же без оправки изменяется только диаметр трубы.

Процесс деформации ка проталкивающем (реечном) стане аналогичен в известной степени процессу волочения. Обычно в таком стане устанавливают несколько волочильных колец на заранее рассчитанных расстояниях. Благодаря коническому направляющему участку на наружной стороне волочильное кольцо сохраняет абсолютно центральное положение в своем держателе. Наружный диаметр волочильного кольца и внутренний диаметр держателя одинаковы. Это обеспечивает легкую замену колец при износе и смене.

В отличие от обычной гильзы стакан имеет донышко, в которое упирается оправка в процессе проталкивания. Стакан обычно изготовляют из квадратной заготовки на прошивном прессе. При проталкивании вводят в него длинную оправку, при помощи которой он последовательно проходит через волочильные кольца

Так как при проталкивании труба уменьшается по диаметру и толщире стенки и соответственно удлиняется, волочильные кольца необходимо устанавливать на всё увеличивающихся к концу стана расстояниях. Эти расстояния, как будет показано ниже, могут быть вычислены на основе закона постоянства объема.

Таким образом, процесс проталкивания на проталкивающем стане состоит в том, что гильза (стакан) с одним открытым концом и относительно толстой стенкой проходит за один натрев через несколько колец и деформируется в готовую трубу, имеющую сравнительно тонкую стенку. Если предположить, что после первого кольца труба плотно прилегает к оправке, то для правильной калибровки кольца необходимо знать ряд величин, определяющих работу проталкивающего стана. К этим величинам относятся:

Рассмотрим в качестве примера изготовление трубы с наружным диам. 57,5 мм и толщиной стенки 2,75 мм на проталкивающем стане. Длина станины стана Юм. Длина труб может быть принята около 4 м (несколько меньше, чем половина длины станины). В качестве заготовки для стакана применяется квадратный профиль с размерами сторон 75 мм9 который вначале прошивается на прессе.

Подставляя заданные величины в эту формулу, получаем объем, равный 1930 см3 . Объем донышка, если толщина его 30 мм9 составляет около 60 см3 . Таким образом, суммарный объем трубы будет 1930 + 60 = 1990 см* . Вес трубы 1990 X X 7,8 = 15,6 кг . Поперечное сечение квадратной заготовки 75 X 75 = 5600 мм3 = 56 см*. Требуемая длина заготовки может быть найдена как частное от деления объема трубы на поперечное сечение заготовки: 1990:56 = 35,6 см . Если добавить к ней 1,75—2% запаса на отходы и угар при нагреве, то требуемая длина заготовки получится 363 мм.

Размеры стакана будут: наружный диам. 100 мм, толщина стенки 20 мм.

Прежде чем приступить к расчету волочильных колец, примем, как и в предыдущем примере, количество их равным 8.

При деформации стакана из обычной углеродистой стали, нагретого примерно4на 1000°, в каждом кольце допускается деформация от 20 до 30%. В первом волочильном кольце, в котором заготовка имеет наибольшую толщину, принимают обычно несколько меньшую деформацию

На основании этих данных можно вычислить диаметр волочильных колец и длину трубы после выхода ее из соответствующего кольца.

Из расчетов следует, что полное уменьшение поперечного сечения от стакана до готовой трубы составляет 89,5%.

Полученные размеры колец и установка последних показаны на  37.

Калибровка волочильных колец может быть также выполнена чрезвычайно просто графическим методом.

На оси ординат наносят в масштабе диаметр отверстия волочильных колец, а на оси абсцисс ставят через равные промежутки номера колец. Над точкой пересечения осей координат наносят диаметр стакана (в нашем примере 100 мм ). Размеры всех колец (за исключением кольца № 1, в котором производится несколько меньшая деформация) откладывают на дуге окружности радиусом 480 мм . Если обозначить буквами: L — длину абсциссы до последнего волочильного кольца № 8, h — ординату над точкой 8 до кривой А и g — ту же ординату над точкой 0 , то точка пересечения линий будет находиться на расстоянии около ]U от имеющейся длины оси (0—8) за последней точкой 8. При этом полная длина абсциссы в нашем примере будет 160 + 40 = 200 мм.

Если построить вторую кривую В параллельно кривой А на расстоянии, равном диаметру оправки, то кривая В ограничит на ординате двойную толщину стенки в соответствующем волочильном кольце.

Так, например, толщина стенки будет: после кольца №8 — 5,5 : 2 = 2,75 мм; после кольца №2 — 31,34 : 2 = = 15,7 мм и т. д.

Таким образом, из диаграммы можно получить непосредственно как толщину стенки, определяемую кривой 5, так и диаметр соответствующего кольца, характеризуемый кривой А.

Если хотят применить не восемь, а семь волочильных колец, то, разделив участок от точки 0 до точки 8 на семь равных частей, проводят от соответствующих точек перпендикуляры до пересечения с кривой А и получают необходимые размеры колец.

Если, например, хотят уменьшить деформацию в каждом кольце и работать не с восемью, а с девятью кольцами, то, разделив ось абсцисс на 9 равных частей, проводят от соответствующих точек перпендикуляры до кривой А и находят размеры новых колец.

Следовательно, пользуясь приведенной диаграммой, возможно определить размеры волочильных колец при их различном количестве.

Рассмотрим теперь вопрос о длине проталкивающего стана. Общая длина стана связана с начальной длиной стакана, конечной длиной трубы и величиной деформации за проход» При этом необходимо учитывать, должна ли труба при работе стана находиться одновременно в одном, в двух или в трех кольцах. Очевидно, длина проталкивающего стана должна быть больше, чем в случае, когда труба находится только в одном кольце

Если расстояние между кольцами меньше, чем длина трубы, выходящей из кольца, то она будет находиться одновременно в двух кольцах.

Для рассмотренного выше примера получаем данные, приведенные в табл. 6.

Расстояние Е зажима между кольцами при прохождении трубы через одно или три кольца показано схематично на  39 и 40.

Обычно при длине станины проталкивающего стана около 9 м длина готовой трубы не превышает 4 м. Таким образом, отношение длин станины и готовой трубы составляет около 2,2. Отсюда следует, что при изготовлении более длинных труб требуется значительно большая длина проталкивающего стана.

Учитывая, что оправка примерно на 1,5—2 м длиннее трубы, а в нашем примере она имеет длину 5,5—6 м , общая длина станины проталкивающего стана должна быть около 10 м. 56

Ход рейки может быть определен как сумма длин станины, оправки, стакана и величины зазора, необходимого в целях безопасности. Конкретно в нашем случае он равен соответственно 10 + б + 0,5 + 1 = 17,5 м.

Оправка, подвергающаяся высоким напряжениям, должна иметь очень точную и чистую поверхность, так как в процессе прохождения металла через волочильные кольца всякий дефект на ней вызовет возникновение внутренних дефектов на трубе. Поэтому оправку необходимо изготовлять из жаростойкого материала, одновременно стойкого к износу, что требует, конечно, высоких затрат.

После окончания проталкивания оправку вместе с трубой пропускают через валки обкатной машины. В результате между трубой и оправкой возникает зазор, позволяющий извлечь инструмент из трубы. После извлечения из трубы оправку охлаждают и передают для повторного использования.

Показанная на  41 расчетная длина проталкивающего стана (около 49 м) должна быть увеличена еще с учетом длины обкатного стана и оправкоизвлекателя, которые устанавливают непосредственно после проталкивающего стана.

Из приведенного примера видно, что капиталовложения на такую установку довольно велики, а производственные расходы, вследствие большого износа волочильных колец и оправок, также весьма значительны. Однако преимуществом проталкивания является высокая точность, с которой могут быть изготовлены трубы. Эта точность значительно превышает ту точность, которая может быть получена при изготовлении труб пилигримовой прокаткой.

Производительность описанной установки довольно велика; на ней без окаких-либо трудностей можно изготовить за одну минуту четыре трубы длиной 4 м. что примерно соответствует общей длине 1000 м/час.

Время, требуемое для перестройки стана, сравнительно невелико. Отходов по концам трубы здесь значительно меньше, чем у труб, получаемых пилигримовой прокаткой.

Ниже дан химический состав качественных сталей, применяемых для изготовления оправок и волочильных колец.

Большое значение имеет форма волочильных колец. Наибольшее применение находят конические кольца с углом наклона около 15 град. Кольца такой формы легко изготовить и они не требуют сравнительно больших усилий деформации. На  42 показано устройство для закрепления колец.

Указанный выше метод калибровки колец проталкиваючильного стана при волочении труб на короткой или длинной оправках. В известной степени данная методика может быть применена также при безоправочном волочении труб.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:   Калибровка инструмента для производства бесшовных труб

 




Смотрите также:

        

Контрольно-измерительные инструменты и техника измерений

Для контроля изготовления деталей, сборки и ремонта механизмов и машин используют различные измерительные средстваинструменты и приборы.

 

Виды измерительного инструмента - штангенглубиномер, штангенциркуль...

Виды измерительного инструмента. Среди самых распространенных измерительных инструментов обычно доминируют

 

Слесарные работы. Измерительный инструмент. Ремонт легковых...

Измерительный инструмент. Надежность и долговечность работы агрегатов и узлов автомобиля обеспечивается точной посадкой (зазор или натяг) их деталей.

 

Измерительный инструмент

Измерительный и поверочный инструмент необходимо содержать в чистоте, в особенности его измерительные поверхности; соприкосновение измерительных поверхностей инструмента с...

 

Калибровка. Технологичность калибровок

Однако в ряде случаев это ограничивается возможностями стана, калибровка инструмента которого должна обеспечивать простоту настройки стана и устойчивость процесса формовки...

 

Контрольно-измерительные приборы и инструмент

§ 1. Назначение контрольно-измерительных приборов и инструмента.
В соответствии с этим разработаны и конструкции измерительных инструментов и приборов.

 

Последние добавления:

 

Сборные фундаменты  Слесарные и сборочные работы 

 Промышленные здания  Предварительно напряженный железобетон 

Отопление и вентиляция Токарное дело арматурная сталь  ОСАДКИ СТОЧНЫХ ВОД   

 Вторичные ресурсы   Теплоизоляция  Приливные электростанции