Особенности работы подающего аппарата при нестабильной прокатке

Целью работы является исследование нестабильных режимов прокатки на пилигримовом стане в условиях возможного развития аварийных режимов работы подающего аппарата. Проведены исследования влияния увеличения диаметра прокатываемой гильзы на кинематику работы подающего аппарата, результаты которых созда...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2009
Hauptverfasser:	Большаков, В.И., Листопадов, И.Б.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України 2009
Schriftenreihe:	Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии
Schlagworte:	Металлургическое машиноведение
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/63044
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Особенности работы подающего аппарата при нестабильной прокатке / В.И. Большаков, И.Б. Листопадов // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2009. — Вип. 20. — С. 300-309. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-63044
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-630442014-05-30T03:02:39Z Особенности работы подающего аппарата при нестабильной прокатке Большаков, В.И. Листопадов, И.Б. Металлургическое машиноведение Целью работы является исследование нестабильных режимов прокатки на пилигримовом стане в условиях возможного развития аварийных режимов работы подающего аппарата. Проведены исследования влияния увеличения диаметра прокатываемой гильзы на кинематику работы подающего аппарата, результаты которых создают предпосылки для разработки системы управления подающим аппаратом при прокатке труб, позволяют внести изменения в методики расчета конструктивных и энергосиловых параметров его работы. Метою роботи є дослідження нестабільних режимів прокатування на пілігрімовому стані в умовах можливого розвитку аварійних режимів роботи подавального апарату. Проведено дослідження впливу збільшення діаметру прокатуваної гільзи на кінематику роботи подавального апарату, результати якого створюють передумови для розробки системи управління подавальним апаратом під час прокатування труб, дозволяють внести зміни в методики розрахунку конструктивних і енергосилових параметрів його роботи. The work purpose is unstable modes research of rolling on pilger rolling mill in the conditions of emergency operation possible development of feeding device work. Influence researches of rolling sleeve diameter increase on kinematics of the feeding device working are carried out, the results of which create preconditions for management system engineering by the feeding device during pipes rolling, allow to make changes into design procedures of constructive and energy-power parametres of its work. 2009 Article Особенности работы подающего аппарата при нестабильной прокатке / В.И. Большаков, И.Б. Листопадов // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2009. — Вип. 20. — С. 300-309. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. XXXX-0070 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/63044 621.771.2.002.5 ru Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Металлургическое машиноведение Металлургическое машиноведение
spellingShingle	Металлургическое машиноведение Металлургическое машиноведение Большаков, В.И. Листопадов, И.Б. Особенности работы подающего аппарата при нестабильной прокатке Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии
description	Целью работы является исследование нестабильных режимов прокатки на пилигримовом стане в условиях возможного развития аварийных режимов работы подающего аппарата. Проведены исследования влияния увеличения диаметра прокатываемой гильзы на кинематику работы подающего аппарата, результаты которых создают предпосылки для разработки системы управления подающим аппаратом при прокатке труб, позволяют внести изменения в методики расчета конструктивных и энергосиловых параметров его работы.
format	Article
author	Большаков, В.И. Листопадов, И.Б.
author_facet	Большаков, В.И. Листопадов, И.Б.
author_sort	Большаков, В.И.
title	Особенности работы подающего аппарата при нестабильной прокатке
title_short	Особенности работы подающего аппарата при нестабильной прокатке
title_full	Особенности работы подающего аппарата при нестабильной прокатке
title_fullStr	Особенности работы подающего аппарата при нестабильной прокатке
title_full_unstemmed	Особенности работы подающего аппарата при нестабильной прокатке
title_sort	особенности работы подающего аппарата при нестабильной прокатке
publisher	Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
publishDate	2009
topic_facet	Металлургическое машиноведение
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/63044
citation_txt	Особенности работы подающего аппарата при нестабильной прокатке / В.И. Большаков, И.Б. Листопадов // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2009. — Вип. 20. — С. 300-309. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.
series	Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии
work_keys_str_mv	AT bolʹšakovvi osobennostirabotypodaûŝegoapparataprinestabilʹnojprokatke AT listopadovib osobennostirabotypodaûŝegoapparataprinestabilʹnojprokatke
first_indexed	2025-07-05T13:57:54Z
last_indexed	2025-07-05T13:57:54Z
_version_	1836815613935222784
fulltext	300 УДК 621.771.2.002.5 В.И.Большаков, И.Б.Листопадов ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ПОДАЮЩЕГО АППАРАТА ПРИ НЕСТАБИЛЬНОЙ ПРОКАТКЕ Целью работы является исследование нестабильных режимов прокатки на пи- лигримовом стане в условиях возможного развития аварийных режимов работы подающего аппарата. Проведены исследования влияния увеличения диаметра прокатываемой гильзы на кинематику работы подающего аппарата, результаты которых создают предпосылки для разработки системы управления подающим аппаратом при прокатке труб, позволяют внести изменения в методики расчета конструктивных и энергосиловых параметров его работы. пилигримовый стан, подающий аппарат, аварийные режимы работы, система управления, методики расчета, энергосиловые параметры Современное состояние вопроса. Процесс прокатки труб на трубо- прокатных установках с пилигримовым станом представляет собой пе- риодическую прокатку, совмещающую элементы ковки и прокатки, вы- полняемые валками, вращающимися в противоположном подаче гильзы направлении. Периодичность прокатки проявляется в чередовании цикла деформации с циклом возврата и поворота гильзы. Пилигримовые станы являются наиболее экономичными агрегатами для производства горячекатаных труб нефтяного сортамента. Основным недостатком пилигримовой прокатки является относительно низкое по сравнению, например, с непрерывными станами качество выпускаемых труб, что во многом зависит от работы механизмов пилигримового стана в заданных режимах. К параметрам, обеспечивающим эти режимы, отно- сятся одинаковые в каждом цикле прокатки циклическое перемещение подвижных масс подающего аппарата (S,м) и непрерывное перемещение каретки механизма подачи (h,м/об). Несоблюдение постоянства этих параметров приводит к дефектам труб, основными из которых являются: разностенность труб; закаты на трубах; зажимы на тонкостенных трубах в месте выпуска ; бугры на тру- бах; пробоины (скворечни) на тонкостенных трубах ; гармошка – случай- ные задержки подачи в середине прокатки, прекращение подачи. Анализ причин появления брака показывает, что основной причиной является неравномерная и чрезмерно большая подача гильзы в валки ста- на, а также большой осевой подпор со стороны воздушного цилиндра на прокатываемую гильзу. Для оценки величины деформации металла при пилигримовой про- катке используют понятия подачи h и объема подачи Vh. Величиной пода- чи h, согласно [1–3], называется длина кольцеобразного участка металла гильзы, обжимаемого и раскатываемого за один оборот валков. Величина подачи равна расстоянию от вершины (точка D на рис.1) пилигримовой 301 головки длиной L до линии центров прокатных валков в момент выхода на эту линию точки А конца радиуса – вектора валка r0 (см. рис. 2). На рис.1 приведен момент захвата гильзы валками. Круглый в попе- речном сечении калибр валков имеет переменный радиус – вектор сред- ней линии и переменный радиус сечения. Такой калибр позволяет раска- тать гильзу на конус с криволинейной образующей, переходящей в ци- линдрическую трубу. Рабочая часть поперечного сечения валка состоит из переднего конуса (бойка), харак- теризующегося переменным увели- чивающимся от начала деформации гильзы радиусом сечения валка (ра- диус гребня); полирующего участка постоянного радиуса rП; и выходной участок (обратный конус), имеющий радиус, постоянно увеличивающий- ся к радиусу участка холостой час- ти, что обеспечивает плавный отрыв валка от гильзы. Переменный радиус гребня бойка определяет форму пи- лигримовой головки, режим деформации, качество прокатываемых труб и износостойкость инструмента [1]. На рис.1 показано r0 – радиус – вектор; точка А – конец радиуса – вектора на гребне; rc – радиус бойка; С– точка встречи гильзы с валками; точка D – вершина пильгерголов- ки; точка В – начало полирующего участка калибровки с наибольшим радиус – вектором рабочей части rП; F0 – площадь поперечного се- чения гильзы; FП – площадь попе- речного сечения трубы; L – длина пилигримовой головки; lз – рас- стояние между точками D и С. Захват заготовки начинается в точке С гребня валка (рис.1), положе- ние которой зависит от синхронности движения заготовки, валков и ка- ретки механизма подачи [2]. В момент захвата имеет место встречный пластический удар гребней валков о гильзу. От момента касания валком металла в точке С до выхода точки А на линию центров валков происхо- дит обжатие стенки гильзы, при этом процесс деформации сходен с про- цессом ковки. При выходе точки А на линию центров валков (рис. 2) и дальнейшем повороте валков происходит обжатие гильзы непрерывно увеличивающимся радиусом–вектором калибра до величины, соответст- вующей радиусу rп (точка В на рис.1,2). Процесс деформации аналогичен продольной прокатке с обжатием в калибре переменного поперечного Рис.2 - Момент начала прокатки гильзы Рис.1. Момент захвата гильзы валками 302 сечения. С момента выхода точки А (радиуса вектора r0) на линию цен- тров валков начинается прокатка и откат гильзы с дорном назад. Следует заметить, что подача участка гильзы заданного объема пода- чи зависит от средней скорости перемещения каретки и координаты под- вижных масс подающего аппарата относительно каретки. При натурных измерениях, подача определяется как величина перемещения каретки ме- жду моментами захвата гильзы валками в смежных циклах прокатки. В зависимости от положения точки захвата гильзы валками С (рис.2) разли- чают [1] три вида захвата. Принудительный режим – когда точка С захва- та гильзы валками находится между вершиной пильгерголовки (точка D на рис.1) и линией центров валков (lз >0). Естественный режим – когда вершина пильгерголовки совпадает с точкой С(lз =0) . Затравочный ре- жим – когда точка С находится на пильгерголовке (lз <0). Согласно [1–3], за один оборот валков обжимается и раскатывается одна подача (объем подачи) металла гильзы. При работе в оптимальном режиме прокатки механизм подачи должен подать к валкам гильзу на ве- личину, обеспечивающую захват гильзы валками в точке С, совпадающую с вершиной пильгерголовки. Тогда реализуется естественный режим за- хвата металла валками. Величина подачи (h на рис. 2) при этом равна длине пильгерголовки. Если точка С встречи металла гильзы находится между вершиной пильгерголовки и линией центров валков, что происходит при подаче, величина которой больше заданной (оптимальной), то при прокатке необ- ходимо обжать и раскатать смещенный объем металла (смещенная пло- щадь [1]) больший, чем при оптимальном режиме прокатки. Прокатка осуществляется с принудительным захватом металла валками. В этом случае часть раскатанного на полирующем участке калибра валков сме- щенного металла выходит за пределы полирующего участка калибра и переходит на участок выходного конуса (продольного выпуска калибра) имеющего постепенно увеличивающийся диаметр калибра. Труба приоб- ретает местное утолщение (бугор), что является дефектом. Кроме воз- можного дефекта типа бугров, повышенная величина подачи вызывает увеличение отката подвижных масс вследствие увеличения эффективной длины полирующего участка калибра валков и, как следствие, увеличение давления воздуха в воздушной камере (осевого подпора прокатке гильзы). Изменение величины отката и давления воздуха в воздушной камере на- рушают установившийся режим работы подающего аппарата. Изменение режима работы подающего аппарата вследствие увеличения осевого под- пора может служить причиной широкого спектра дефектов, вызванных потерей устойчивости гильзы (искривление, образование и последующая раскатка в складки волн металла) и проскальзыванием металла в валках с образованием пробоин. Изменение режима работы подающего аппарата может уменьшить скорость перемещения каретки, т.е. величину подачи, изменить в сторону увеличения динамическое воздействие на механизм 303 подачи, увеличить коэффициент динамичности в главной линии пильгер- стана, вплоть до срабатывания предохранительного устройства (брех- шпинделя). Вопросы влияния увеличенного осевого подпора на реакцию различных механизмов и технологический процесс прокатки частично рассмотрены в работах [2,4]. Случай затравочного режима захвата металла гильзы, когда точка С встречи металла гильзы находится за пильгерголовкой, как правило, про- исходит в начале прокатки при набивке (формировании) пильгерголовки и осуществляется в ручном режиме. В этом случае производится манев- рирование кареткой механизма подачи для обеспечения кантовки гильзы при обкатке. В некоторых случаях, характерных для несинхронной рабо- ты системы «аппарат–валки» и механизма подачи, затравочный режим захвата металла может происходить и при прокатке гильзы. В этом случае, когда точка С встречи металла гильзы с валками находится вблизи вер- шины пильгерголовки и подвижные массы подающего аппарата имеют конечную скорость (более 0,2м/с), происходит сдвиг металла участка гильзы, что приводит при дальнейшей прокатке к образованию закатов. Анализ механизма образования некоторых видов дефектов труб пока- зывает, что в известной научно–технической литературе, например, в ра- ботах [1–3,5] механизм образования дефектов рассматривается без учета некоторых особенностей прокатки труб на пильгерстанах. Одной из особенностей работы пилигримового стана является изме- нение положения (дрейф) подвижных масс подающего аппарата относи- тельно каретки механизма подачи во время прокатки гильзы. Явление дрейфа подвижных масс (отставания подвижных масс от крайнего перед- него положения каретки механизма подачи), причины его возникновения, влияние на стабильность подачи и методы устранения приведены в работе [6]. В этой работе упомянуто, что одной из причин возникновения дрейфа подвижных масс является увеличение диаметра прокатываемой гильзы во время прокатки. Пилигримовая прокатка совмещает элементы прокатки и ковки ме- талла. Согласно работе [1], при встрече заготовки с валками перед линией центров валков (см. рис.1) при захвате гильзы валками осуществляется операция ковки под действием усилия валков и осевой силы со стороны подающего аппарата. Ковке способствует и один из способов торможения гильзы валками [6] – «гильза бьет в валки», широко применяемый при обкатке пильгерголовки и в установившемся режиме прокатки. Начиная с обкатки пильгерголовки происходит увеличение диаметра прилегающего к пильгерголовке участка гильзы (набивка пильгерголовки). При значительном увеличении диаметра участка гильзы происходит из- менение отношений входящего и выходящего периметров гильзы и изме- нение условий заполнения калибра валка металлом [7], что приводит к потере поперечной устойчивости круглого профиля гильзы и дефектам типа «ужим» и «продольный закат». По мере прокатки механизм увеличе- 304 ния поперечного сечения гильзы становится подобным деформации высо- ких заготовок при штамповке и ковке металла – с образованием бочки в середине с последующим распространением деформации по всей длине гильзы. Изменение диаметра гильзы зависит от температуры гильзы, площади ее сечения, вида захвата гильзы валками и режима торможения подвижных масс. Все выводы получены путем визуального наблюдения. Исследование этого процесса и измерение изменения площади сечения от различных параметров не проводилось. Изменению диаметра гильзы при прокатке зачастую сопутствует из- менение ее геометрии, вызванное потерей гильзой продольной устойчиво- сти. Механизмы образования различных видов дефектов на трубах и на- рушения стабильности процесса пилигримовой прокатки рассмотрены в работе [8]. В ней показано, что к условиям нарушения стабильности про- цесса прокатки в первую очередь относятся потеря продольной или попе- речной устойчивости деформируемого профиля гильзы (трубы) и срыв– восстановление процесса прокатки. При этом срыв–восстановление про- цесса пильгерования происходит при достаточно жестком деформируе- мом профиле и малых деформациях по толщине стенки, что характерно для прокатки толстостенных труб, а потеря устойчивости профиля обычно наблюдается на тонкостенных трубах. В некоторых случаях эти явления могут происходить одновременно [7]. В работе [8] показан механизм воз- никновения срыв–восстановления пильгерования. Процесс зависит от со- отношения сил подпора со стороны подающего аппарата и сил со стороны валков: трения и нормального давления. При полном выклинивании зон геометрического и деформационного опережения должна произойти про- буксовка валков относительно раската и остановка последнего. Однако, при пробуксовке изменяется характер сил трения между валками и раска- том, в результате чего, по всей области контакта возрастают силы трения, направленные в сторону вращения валков. В этом случае, если суммарная величина сил в направлении проката больше усилия подпора, процесс прокатки восстанавливается. Дальнейший откат гильзы и увеличение подпора до величины, превышающей суммарные силы в очаге деформа- ции, направленные в сторону прокатки, вновь приводят к срыву процесса пильгерования (пробуксовке) валков. Процесс пробуксовки вызывает снижение производительности из–за уменьшения подачи металла в сле- дующем цикле и, следовательно, эффективной длины полирующего уча- стка. Постановка задачи. Увеличение диаметра гильзы по мере прокатки приводит к изменению условий захвата гильзы валками и кинематики работы подающего аппарата. Для предотвращения попадания в очаг де- формации чрезмерного количества металла, оператор стана уменьшает давление воздуха в воздушной камере, уменьшая осевой подпор. Умень- шение осевого подпора приводит к увеличению времени возврата гильзы к валкам. Захват заготовки валками переводится в затравочный режим, 305 что уменьшает объем раскатанного металла и величину отката подвиж- ных масс. Скорость перемещения каретки и, следовательно величина по- дачи остается неизменной, что приводит к отставанию подвижных масс от крайнего переднего положения. Устанавливается новый режим работы пилигримового стана, при котором подвижные массы тормозятся в режи- ме «гильза бьет в валки», способствуя ковке гильзы и увеличению ее диа- метра и раскатке большего объема металла. Откат подвижных масс начи- нает увеличиваться и, при увеличении отставания подвижных масс от крайнего переднего положения, подвижные массы достигают крайнего заднего положения (максимально–возможный откат составляет S=1,3м). Наступает аварийный режим работы подающего аппарата. Выводя работу подающего аппарата из аварийного режима оператор останавливает пере- мещение каретки механизма подачи и гильза некоторое время подается в валки сжатым в воздушной камере воздухом, пока не прокатается участок гильзы, длина которого равна отставанию подвижных масс от крайнего переднего положения. Теоретически, величина отставания может дости- гать 0,3м. Изложение основных материалов исследования. Рассмотрим изменение параметров прокатки в одном цикле работы стана при увеличении диаметра гильзы для труб наружного диаметра 168мм с толщиной стенки 7мм (168х7) и 377х8. При изменении сечения гильзы изменяется коэффициент вытяжки )D(4/)dD( тр 2 д 2 г δδμ −−= , где Dг– наружный диаметр гильзы, м; dд – диаметр дорна, м; δ –толщина стенки трубы после пильгерстана; Dтр – наружный диаметр трубы после пильгерстана. Задавая изменение наружного диаметра гильзы ΔDг полу- чим изменение коэффициента вытяжки, который увеличивается по мере увеличения диаметра гильзы за счет увеличения объема подаваемого в валки металла при неизменной величине подачи. При этом увеличивается длина участка трубы раскатанной за один оборот валков. Качество трубы при прокатке увеличенного объема металла зависит от длины полирую- щего участка калибра валков, определяемой углом полирующего участка и радиусом калибра валка Rп на полирующем участке. Требуемый угол полирующего участка калибра валков при заданном катающем радиусе калибра на этом участке определяется из выражения пп.идп *)RR/(Kh ωμϕ −= , где К=2,8 – коэффициент полировки; Rид = Rб+0,01м – идеальный радиус валка, где Rб – радиус бочки валка, м; ωп=1,06–1,1 – коэффициент опережения на полирующем участке калибра валков. Раскатка увеличенной длины участка трубы увеличивает величину отката подвижных масс (S), которая является определяющей (наряду с углом холостого хода и числом оборотов валков) величиной при опреде- лении настроечных параметров работы подающего аппарата. Величина отката согласно работы [5] определяется по формуле 306 ббпп Rв/hKS ωϕωμ += , где ϕб – угол участка бойка; Rв – катающий радиус калибровки валка, Rв= Rб –Rк, м; ωб =1,35– коэффициент опереже- ния на участке бойка калибра валка. Результаты вычислений сведены в таблицу. Таблица. Параметры прокатки при изменении диаметра гильзы Параметры По таблице прокатки Расчетные параметры при изменении Dг Размер готовой трубы 168х7377х8 168х7 377х8 Нар. диам. гильзы, Dг, м 0,31 0,51 ΔDг, μп ϕп,о S,м αрх о μп ϕп,о S,м αрх о Диам. дорна, Dд, м 0,12 0,365 0 14,7 98 0,943 166 9,4 115,60,961183,6 Угол хол. хода , αхх о 180 180 0,00114,8 98,8 0,947166,8 9,4 116,60,965184,6 Диам. валка, Dв, м 0,73 0,905 0,00214,9 99,5 0,951167,5 9,5 117,5 0,97 185,5 Диам. калибра, Dл, м 0,182 0,385 0,003 15100,30,954168,3 9,6 118,40,974186,4 Угол бойка, ϕб, о 68 68 0,00415,1 101 0,958 169 9,7 119,40,979187,4 Угол пол. участка, ϕп,о 112 112 0,00515,2101,80,962169,8 9,8 120,30,983188,3 Угол выпуска, ϕпр.в,о 22 22 0,00615,3102,50,966170,5 9,8 121,30,988189,3 Об. валков, n, об/мин 68 52 0,00715,5103,3 0,97 171,3 9,9 122,20,992190,2 Откат, S,м 0,93 0,968 0,00815,6 104 0,974 172 10 123,10,996191,1 Подача, h, м 0,013 0,022 0,00915,7104,80,978172,810,1124,11,001192,1 Кат. радиус, Rк., м 0,274 0,26 0,01 15,8105,60,982173,610,1 125 1,005 193 Анализ приведенных в таблице расчетных данных показывает, что при увеличении диаметра гильзы на 0,01м полный коэффициент вытяжки μп увеличивается на 7,5%. Увеличение коэффициента вытяжки связано с увеличением объема подачи при постоянной расчетной величине подачи. С увеличением объема подачи прокатываемого металла в валки увеличи- вается и используемый для раскатки участка гильзы угол полирующего участка калибра валков. Следует отметить, что для труб легкого сорта- мента (168х7) значение используемого полирующего участка калибра валков более чем на 12% меньше, чем заложено в калибре валков ( при увеличении диаметра гильзы на 0,01м). При прокатке труб тяжелого сор- тамента (377х8) с заданной величиной подачи требуется (расчетно) боль- шая, чем в калибре валков длина полирующего участка, увеличивающаяся с увеличением диаметра гильзы. В данном случае раскатка трубы произ- водится не только на полирующем участке калибра, но и на участке про- дольного выпуска калибра, что увеличивает вероятность появления про- дольной разнотолщинности труб в связи с постепенным увеличением диаметра калибра на участке продольного выпуска. Увеличение фактиче- ского угла калибра валка при раскатке заданной величины подачи приво- дит к уменьшению заданного в калибровке угла холостого хода валков и уменьшению времени, отведенного на перемещение подвижных масс по инерции от валков и их возврат в переднее (к валкам) положение. Факти- ческое уменьшение времени холостого хода не учитывается в сущест- 307 вующих методиках определения настроечных параметров подающего ап- парата и конструкции тормозного устройства. Для обеспечения синхрон- ной работы системы подающий аппарат – валки пильгерстана требуется увеличение давления воздуха в воздушной камере подающего аппарата, что увеличивает скорость разгона подвижных масс и изменяет условие их торможения в гидротормозе. Величина отката при прокатке труб увеличивается при увеличении диаметра гильзы. Следует заметить, что в исследованном диапазоне изме- нения диаметров гильзы величина отката превышает величину отката по таблице прокатки. Различие в величине отката по расчету и по таблице прокатки происходит потому, что при расчете таблиц прокатки учитыва- ется только тот участок калибра валков на котором производится раскатка трубы. В действительности при определении величины отката подвижных масс необходимо учитывать полную длину полирующего участка и часть участка продольного выпуска калибра. После окончания раскатки части гильзы в одном цикле прокатки контакт трубы с прокатным валком со- храняется до момента, пока сила трения между трубой и поверхностью валка не становится равной силе осевого подпора со стороны воздушной камеры подающего аппарата. Сила трения поддерживается силой, созда- ваемой пружиной (упругой деформацией) клети, которая уменьшается с увеличением диаметра калибра на участке продольного выпуска. Для проверки полученных резуль- татов вычислений величины отката и фактического угла рабочего хода при изменении диаметра гильзы, свиде- тельствующих о несоответствии зна- чений этих параметров значениям ис- пользующихся в известных методиках определения настроечных параметров подающего аппарата, содержащихся, например, в работе [2], были проведе- ны расчеты времени рабочего хода. При расчетах использовалась формула для средней скорости прокатки [2,5] 03/ ⎯⎯←= nRU квпр ωπ с помощью ко- торой определялось время отката подвижных масс при прокатке t= S/Uпр, где использовалось табличное значение величины отката S. Результаты вычислений приведены в виде графиков на рис.3, где t/tв – отношение вре- мени отката подвижных масс к времени рабочего хода (по таблице про- катки tв = 120/n – время полуоборота рабочих валков); S/Sв – отношение величины отката подвижных масс к величине отката по таблице прокатки. Видно, что с увеличением диаметра гильзы увеличиваются величина и время отката подвижных масс, причем начальные значения этих парамет- ров превышают параметры заданные таблицей прокатки. Рис.3. Изменение величины и вре- мени отката при увеличении диа- метра гильзы. 308 Выводы. Установлено, что при захвате гильзы валками происходит увеличение диаметра прилегающего к пильгерголовке участка гильзы (набивка пильгерголовки). Причиной увеличения диаметра является удар- ное взаимодействие между валками, играющими роль наковальни и гиль- зой, которая подается в валки под действием осевой силы со стороны по- дающего аппарата. Увеличению диаметра гильзы способствует конечная скорость встречи гильзы с валками. По мере прокатки механизм увеличе- ния поперечного сечения гильзы становится подобным деформации высо- ких заготовок при штамповке и ковке металла – с образованием бочки в середине с последующим распространением деформации по всей длине гильзы. Изменение диаметра гильзы зависит от температуры гильзы, площади ее сечения, вида захвата гильзы валками и режима торможения подвижных масс. На примере исследования прокатки труб легкого (168х7) и тяжелого (377х8) сортамента установлено, что при увеличении диаметра гильзы на 0,01м: – полный коэффициент вытяжки μп увеличивается на 7,5%. Увеличе- ние коэффициента вытяжки связано с увеличением объема подачи при постоянной расчетной величине подачи; – откат подвижных масс подающего аппарата S увеличивается на 4,1% для труб легкого и на 4,8% для труб тяжелого сортамента; – используемая длина полирующего участка (угол полирующего уча- стка) калибра валков увеличивается на 7,75% для труб легкого и на 8,1% для труб тяжелого сортамента. Увеличение используемой длины поли- рующего участка вынуждает использовать для полной раскатки труб часть участка продольного выпуска калибра валков, повышая тем самым вероятность (для труб тяжелого сортамента) образования продольной раз- нотолщинности по длине труб с периодом, равным длине трубы раскатан- ной за один цикл прокатки; – время рабочего хода валков увеличивается на 4,6–5%, уменьшая тем самым время необходимое для перемещения гильзы к валкам. Установлено, что в диапазоне изменения диаметра гильзы ΔDг= 0 – 0,01м значения величины и времени отката подвижных масс превышают значения заданные таблицей прокатки. Такое явление происходит потому, что после окончания раскатки части гильзы в одном цикле прокатки кон- такт трубы с прокатным валком сохраняется до момента, пока сила трения между трубой и поверхностью валка не становится равной силе осевого подпора со стороны воздушной камеры подающего аппарата. Сила трения поддерживается силой, создаваемой пружиной (упругой деформацией) клети, которая уменьшается с увеличением диаметра калибра на участке продольного выпуска. Этот факт ранее не упоминался в научно– технической литературе. Несоответствие основных параметров таблицы прокатки фактическим параметрам изменяет методику определения на- чальных условий для расчета настроечных параметров работы подающего 309 аппарата и определения длины и тормозного профиля буксы, базирую- щуюся на определении реальной величины и времени отката подвижных масс при прокатке. Заключение. Таким образом, результаты исследований позволили уточнить механизм влияния увеличения диаметра гильзы на изменение кинематики работы подающего аппарата. Это создает предпосылки для создания системы управления подающим аппаратом, обеспечивающей стабильный режим его работы, позволяет внести коррективы в известные методики определения настроечных параметров работы аппарата и пара- метров гидравлического тормозного устройства (буксы), что улучшит качество работы комплекса механизмов пилигримового стана. 1. Виноградов А.Г. Трубное производство. – М.: Металлургия, 1981.– 344 с. 2. Оборудование цехов с пилигримовыми трубопрокатными установками / С.Н.Кожевников, А.В.Праздников, А.М.Иоффе и др. – М.: Металлургия, 1974. – 256 с. 3. Ваткин Я.Л., Ваткин Ю.Я. Трубное производство. – М.: Металлургия, 1970. – 510 с. 4. Большаков В.И., Листопадов И.Б. Особенности переходных процессов в элек- трогидромеханической системе периодического действия // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. Сб.научн.тр. ИЧМ. – Вып.10. – 2005. – С.307–312. 5. Емельяненко П.Т. Пильгерстаны. –Харьков, Гостехиздат Украины,1937.– 639 с. 6. Большаков В.И., Листопадов И.Б., Коноваленко К.В. Особенности взаимодей- ствия пневмогидравлических и гидромеханических систем тяжелых метал- лургических машин // Фундаментальные и прикладные проблемы черной ме- таллургии. Сб.научн.тр. ИЧМ. – Вып.17. – 2008. – С.258–266. 7. Геометрическое опережение и некоторые особенности прокатки труб на пи- лигримовом стане / А.А.Чернявский, В.Н.Данченко, Ю.Г.Крупман, В.А.По- стный // Металлургия и коксохимия. . – Вып.34. – К.: Техніка, 1973. – С.86–90. 8. Чернявский А.А., Умеренков В.Н. Определение коэффициента полировки при горячем пильгеровании труб // Сталь. – №12. – 1963. – С.– 1105–1107. Статья рекомендована к печати: Заместитель ответственного редактора раздела «Металлургическое машиноведение» канд.техн.наук В.В.Веренев В.І.Большаков, І.Б.Листопадов Особливості роботи подаючого апарату при нестабільному прокатуванні Метою роботи є дослідження нестабільних режимів прокатування на пілігрімовому стані в умовах можливого розвитку аварійних режимів роботи по- давального апарату. Проведено дослідження впливу збільшення діаметру прока- туваної гільзи на кінематику роботи подавального апарату, результати якого ство- рюють передумови для розробки системи управління подавальним апаратом під час прокатування труб, дозволяють внести зміни в методики розрахунку констру- ктивних і енергосилових параметрів його роботи.

Особенности работы подающего аппарата при нестабильной прокатке

Institution

Ähnliche Einträge