Наука і освіта науково-технічне видання способи виробництва прецизійних труб

МГТУ імені Н.Е. Баумана

Прецизійні труби - це труби з підвищеними вимогами до якості поверхні і точності геометричних розмірів. Кінцевими споживачами є автомобільна, машинобудівна, енергетична промисловості, авіація, космос та важке машинобудування.

До теперішнього часу прецизійні труби вироблялися в основному на станах поздовжньої холодної періодичної прокатки труб (ХПТ) і станах холодної прокатки труб роликами (ХПТР). Саме ці стани набули найбільшого поширення в промисловості як найбільш продуктивні і економічні машини, придатні для масового виробництва труб. Розглянемо основні параметри цих станів [1]. У вітчизняній промисловості холоднодеформовані труби діаметрами 20-450 мм, товщиною стінки 0.1-40 мм, довжиною 30 м і більше в основному отримували прокаткою на стані ХПТ. Як заготовки використовували обточені і розточені гарячекатані труби з легованих і вуглецевих сталей. Наведемо основні переваги способу прокатки на станах ХПТ:

· Низький видатковий коефіцієнт металу;

· Можливість отримання високих обтиснень по стінці (до 75-85%) і по діаметру (до 65%), що дозволяє скоротити до мінімуму циклічність деформації;

· Можливість використання товстостінних вихідних заготовок малої довжини і, відповідно, високою точністю по товщині стінки;

· Отримання широкого асортименту труб з невеликого числа типорозмірів трубних заготовок;

· Висока якість зовнішньої поверхні труб (Ra 10 Ra 0,63).

Витратний коефіцієнт металу при холодній прокатці труб становить 1,05-1,1 і складається з наступних втрат в відходи:

зниження разностенность і допусків по товщині стінки внаслідок шлюбу, який залежить від багатьох причин і в середньому становить 1%;

· Відходи на обрізку кінців труб (довжина 20-100 мм):

при довжині труби 20 м - 2%

при довжині труби 7м - 6%

· Відходи на зразки для механічних випробувань - 1%

· Травлення (одна операція) - 0,5%

· Термічна обробка - до 1%.

До недоліків способу прокатки на станах ХПТ слід віднести:

· Значні динамічні навантаження, пов'язані зі зворотно-поступальним рухом кліті, дискретними подачами і поворотом заготовки, що визначає можливу продуктивність стану

· Для зміни діаметра необхідність переходити на інші калібри, а отже, при отриманні труб на станах ХПТ для кожного розміру труби потрібно встановлювати відповідні калібри

· Складність і дорожнеча виготовлення інструменту.

Прокатка на станах ХПТ відбувається завжди на конічної оправці і зміна товщини стінки труб досягається плавним регулюванням (переміщенням) оправлення в осьовому напрямку. Зміна діаметру одержуваного труби під час прокатки в даних калібрах можливо лише на 0,5-1 мм шляхом регулювання зазору між валками. Для більшого зміни діаметра необхідно переходити на інші калібри. Таким чином, при отриманні труб на станах ХПТ для кожного розміру труби потрібно встановлювати відповідний калібр складної конфігурації, що вимагає великого парку дорогого інструменту і веде до втрат робочого часу на перевалку.

Для прокатки прецизійних труб діаметром 4-120 мм, товщиною стінки 0,03-3,0 мм застосовували стани ХПТР. Відмінною особливістю цих станів є:

· Малий діаметр робочих роликів, що забезпечує зниження тиску металу на робочий інструмент;

· Застосування 3-4 роликів з постійним перетином струмка, що дозволяє різко знизити ковзання калібрів по трубі і, як наслідок, не призводить до налипання металу на ролики;

· Простота конструкції робочого інструмента (ролики малого діаметра і циліндрична оправлення), що забезпечує більш високу точність його виготовлення і контролю.

Зазначені особливості дозволяють отримувати труби з особливо тонкими стінками (відношення діаметра до товщини стінки до 1500). Максимальні деформації труби по товщині стінки до 30%, по діаметру 5-7% (або 2-3 мм при 57 мм; 2-6 мм при 57 мм). Коефіцієнт витяжки - до 4-х. Незначне редукування труби обмежує технологічні можливості ХПТР, вимагає великої кількості розмірів заготовок по діаметру. Продуктивність станів ХПТР значно нижче валкових і становить 20-35 м / год. Тому виникла необхідність забезпечити виробництво труб малого діаметра на більш продуктивних станах.Іменно такий процес був реалізований в АХК ВНИИМЕТМАШ, який освоїв нову технологію виробництва труб малого діаметра нема на роликових станах, як це було прийнято, а на валкових станах нового покоління. Мені випала нагода брати участь у конструкторських розробках одного з таких станів (стан ХПТ 6-25). Ця технологія виготовлення труб дозволяє значно збільшити продуктивність станів холодної прокатки труб і забезпечити виробництво якісних особотонкостінні труб при високій маневреності обладнання.

Роботи по підвищенню продуктивності станів холодної прокатки ведуться в різних країнах. Так в Україні успішно впроваджений процес, що дозволяє інтенсифікувати деформацію труб на станах ХПТР за рахунок використання багаторядних станів, де деформація труби відбувається в двох або трьох послідовно розташованих в одному таборі клітях ХПТР [2].

У АХК ВНИИМЕТМАШ розроблені і знаходяться на стадії впровадження стани холодної прокатки труб в яких використовуються одночасно валкові і (або) роликові кліті. Так застосування при виробництві труб деяких розмірів полегшених клітей валкового типу, які легко встановлюються замість роликового каретки, дозволяє підвищити продуктивність стану в 2 рази, що дозволяє досягти продуктивності станів ХПТ на ряді маршрутів понад 200 м / год.

3. М. І. Гріншпун, В. І. Соколовський "Стани холодної прокатки труб", М. Машинобудування, 1967. - 238 с.