Главная Обратная связь

Дисциплины:






Розрахунок калібровки робочого інструмента стана ХПТ 55



МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ

 

Кафедра “ Обробка металів тиском ”

 

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

З ДИСЦИПЛІНИ:

“ Технологічні особливості процесів трубного виробництва ”

 

 

 

Виконав: ст. гр. МОН-08 Кузнєцов А.А.

 

Керівник: Доц. Дрожжа П. В.

Нікополь 2011

Реферат

Курсовий проект – 34 с., 3 рис., 16 табл., джерел

 

Розглянуто технологію прокатки холоднокатаних труб на стані ХПТ-55

Наведено опис основних технологічних операцій.

Виконано перевірочні розрахунки параметрів технології. Всі необхідні розрахунки виконано із застосуванням ПЕОМ.

Отримані результати показують, що деталі і вузли робочої кліті відповідають умовам міцності.

 

труби безшовні ХОЛОДНОКАТАНІ, стан хпт-55, ТеХНОЛОГіЯ, МАРШРУТ ПРОКАТКИ, КаЛІБРУВАННЯ

 

 

НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ

 

Кафедра обробки металів тиском

Дисципліна “Устаткування цехів трубного виробництва”

Спеціальність «Технологія ОМД та Інформаційне забезпечення»

Курс IV Група МОН-08 Семестр ХІ

 

ЗАВДАННЯ

на курсовий проект студенту групи МОН-08 Кузнєцову Андрію

1. Тема проекту: «Розрахунок технології виробництва труб розміром 32х4,5 мм на ХПТ55 ЗАТ «СЕНТРАВІС Продакшн Юкрейн».

2. Строк здачі студентом виконаного проекту 31 грудня 2011 р.

3. Вихідні дані по проекту: параметри устаткування і технології прокатки труб на ХПТ-55; марка сталі – 20; діаметр труб – 32 мм; товщина стінки труби - 4,5 мм.

4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, які підлягають розробці)

1 Характеристика устаткування і технології виробництва труб на ХПТ55: сортамент ХПТ55; вимоги до якості вихідної заготовки і готових труб; технологічний процес виробництва зварних труб; можливі види браку та способи його усунення.

2 Розрахунок таблиці прокатки труб, калібровки інструменту, енергосилових параметрів прокатки.

3 Розрахунок годинної продуктивності стану.

5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов'язкових креслень)

1. Калібрування інструменту станів ХПТ55.

 

 

Дата видачі завдання – 16.09.2011 р.

КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН

ВИКОНАННЯ курсового ПРОЕКТУ

 

 

№ п/п Назва етапів виконання курсового проекту Строк вико- нання етапів проекту Відмітка про виконання
Видача завдання на курсовий проект. 16.09.2011 р.  
Характеристика устаткування і технології виробництва труб на ХПТ55 03.10.2011 р.  
Розрахунок таблиці прокатки труб, калібровки інструменту, енергосилових параметрів прокатки. 10.10.2011 р.  
Розрахунок годинної продуктивності стану 17.10.2011 р.  
Графічна частина проекту 24.10.2011 р.  
Оформлення пояснювальної записки проекту 8.11.2011 р.  
Здача виконаного проекту 15.11.2011 р.  
Захист проекту .05.2009 р.  

 



 

Студент А.А.Кузнєцов

 

Керівник проекту П.В. Дрожжа

 

 

ЗМІСТ

ВСТУП

1. ХАРАКТЕРИСТИКА УСТАТКУВАННЯ І ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА ТРУБ

1.1 Сортамент труб

1.2 Вимоги до якості вихідних заготовок та готових труб.

1.3 Технологія виробництва холоднокатаних труб на ХПТ-55.

1.4 Недоліки в роботі устаткування та способи їх усунення .

2 РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ ТЕХНОЛОГІЇ.

2.1 Розрахунок маршруту прокатки..

2.2 Розрахунок енергосилових параметрів і годинної продуктивності.

2.3 Розрахунок калібрування інструменту: валок, оправки

Висновки

Перелік посилань

 

 

ВСТУП

Холодна прокатка застосовується для виробництва високоякісних труб малих та середніх розмірів,тонкостінних та товстостінних труб підвищеної точності з вуглецевих, легованих, нержавіючих марок сталі, а також кольорових металів і сплавів.

Виробництво труб на станах холодної прокатки має слідуючі переваги:

- можливість отримання великого обтиснення по площі 75-90%;

- можливість отримання великого обтиснення по діаметру;

- можливість отримання великого обтиснення по станкам 50-60%;

- великий коефіцієнт витягання μ=2...5;

- можливість прокатування конічної труби.

Виробництво труб на станах холодної прокатки має слідуючи недоліки:

- складне обладнання станів холодної прокатки;

- низька продуктивність в порівнянні з волочінням;

- багато підготовчих та допоміжних операцій.

Найбільш перспективними засобами виробництва сталевих труб є в першу чергу такі, які мають високу продуктивність, здатність створення безперервних поточних ліній й автоматизації виробничих процесів, висока якість продукції при мінімальному використанні металу.

Значний технічний прогрес в області виробництва труб був досягнутий у нашій країні завдяки найбільш влаштованим схемам розподілу деформації між основними агрегатами, застосування раціонального калібрування валків, використання обчислювальних апаратів, для розрахунків технологічних процесів й маршрутів виробництва, втілення заходів, які забезпечують комплексну автоматизацію і механізацію процесів.

 

 

1 ХАРАКТЕРИСТИКА УСТАТКУВАННЯ І ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЦТВА ТРУБ НА СТАНІ ХПТ-55

 

1.1 Сортамент труб стану ХПТ 55

 

На стані ХПТ-55 виготовляють труби слідуючого сортаменту:

Таблиця 1.1 – Сортамент труб стану ХПТ 55

Зовнішній діаметр, мм Товщина стінки, мм Марка сталі ДСТУ на труби
25…55 0,75…10     12Х18Н10Т   08Х18Н10Т 10Х17Н13М2Т 15Х25Т Х18Н10Т 12Х21Н5Т 12Х17   ГОСТ 8734-75 9941-81 14-3-197-73 9941-81 9941-81 14-3-769-78 14-3-368-76 9941-81

 

З наведеного сортаменту для курсового проектування підібрано трубу основного сорту діаметром 32 мм та товщиною стінки 4,5 мм, яка виготовляється по ГОСТ 8734-75 із сталі 20.

ДСТУ на труби

Труби загального призначення діаметром 32 мм і товщиною стінки 4,5 мм виготовленні по ГОСТ 8734-75 із сталі 20.

ГОСТ 8734-75 — Труби сталеві безшовні холоднодеформовані.

Сортамент

Труби діаметром 32 мм виготовляють з товщиною стінки 0,4…8,0 мм.

За довжиною труби виготовляються: немірної довжини – в межах від 1,5 до 11,5 м; мірної довжини – в межах 4,5…9м; довжини кратної мірної – в межах мірної, з припуском на кожний різ по 5 мм;

Овальність труб не повинна виводити діаметр за граничне відхилення по зовнішньому діаметру.

Таблиця 1.2 – Граничні відхилення діаметра і товщини стінки труби

Розміри труб Проміжні відхилення при точності виготовлення
     
Зовнішній діаметр 30…50 мм   +0,4;-0,4мм  
Товщина стінки від 1 до 5 мм   +10%;-10%  

 

Граничні відхилення діаметра і товщини стінки труби 34х5,0мм:

Кривизна любої ділянки труби на 1 м довжини не повинна перевищувати:

- 1 мм – для труб 5 мм та більше, з товщиною стінки 0,5 мм та більше;

- 2 мм – для труб діаметром більше 15 мм, з товщиною стінки менше 0,5 мм;

- для труб діаметром менше 15 мм, з товщиною стінки менше 0,5 мм норми кривизни не регламентуються, ці труби не повинні мати різких перегинів.

1.2 Вимоги до якості вихідних заготовок та готових труб

Механічні властивості труб із марки сталі 20 приведені у таблиці 1.3

 

Таблиця 1.3 – Механічні властивості труб із марки сталі 20

Марка сталі Тимчасовий опір sв, МПа Границя текучості sт, МПа Відносне подовження sз,%
не менш
411,6

 

Зовнішня та внутрішня поверхня труб повинні бути без пленів, розривів, закатів, щілин, та глибоких рисок. Допускається вилучення дефектів шляхом місцевої зачистки суцільного або місцевого шліфування, розточки, обточки, якщо це не виводить діаметр та товщину стінки за межі мінусових відхилень, вказаних в таблиці 1.2.

Кінці труб повинні бути обрізані під прямим кутом і зачищені від заусенець. За потребою споживача на кінцях труб з товщиною стінки більше 5 мм повинна бути фаска для зварювання.

Поверхня труби повинна бути світлою. Допускається матова поверхня з сірим відтінком, згідно з способом виробництва та маркою сталі.

Труби працюючи під тиском (що повинно обговорюватися при замовленні) повинні витримувати без утворення течі випробувальний гідравлічний тиск (Р), згідно з умовами ГОСТ 3845-75

Випробування на бортовання повинні витримувати труби зовнішнім діаметром не менш 25 мм і не більше 160 мм з товщиною стінки не більш 10% зовнішнього діаметра – для труб з зовнішнім діаметром до 60 мм.

Ширина огинаємого борту, відмірена від внутрішнього діаметру труби повинна бути не менш 12% внутрішнього діаметру трубі і не менш 1,5 товщина стінки.

Рисунок 1.1 – Технологічний процес виробництва труб

1.3 Технологічний процес виробництва труб

Перелік операцій

1 Приймання труб-заготовок

2 Огляд ОТК

3 Ремонт дефектних ділянок

4 Торцювання та різка

5 Вимірювання геометричних розмірів, оцінка різностінності, кривизни труб заготовок

6 Стілоскопірування

7 Зважування

8 Термічна обробка

9 Травлення

10 Активування поверхні

11 Міднення поверхні

12 Правка на косовалковому стані

13 Змащування

14 Прокатка на стані

15 Різка, торцювання після прокатки

16 Зняття мастила

17 Термічна обробка

18 Торцювання після ТО

19 Травлення

20 Пасивування поверхні

21 Правка на косовалковому стані

22 Гідровипробування

23 Сушка труб

24 Дефектоскопія

25 Огляд внутрішньої поверхні за допомогою перископу

26 Стілоскопірування

27 Оформлення документації, запаковування, видача на збут

Описування операцій

1 Приймання труб-заготовок

Пакети труб-заготівель, надходячи до цеху, повинні мати дерев’яні ярлики та пред’явки з вказаними на них необхідними даними, а саме: номер пред’явки, марку сталі, плавку, кількість штук у пакеті, розміри, вагу, номер технічних умов. В пред’явкі вказується уловний номер плавки.

При прийманні пакетів заготовок перевіряється відповідність труб даним документам та робиться вимірювання ваги пакету, фактична вага заноситься в приймальну відомість, а також в книгу прийому металу відділу підготовки виробництва та в пред’явку.

2 Огляд ОТК

Огляду зовнішньої та внутрішньої поверхонь підвергаються труби, призначені для прокатки з ціллю вилучення недопустимих дефектів або їх ремонту. Дефекти, які не можуть бути відремонтовані, вирізаються.

На огляд подаються рівні, заторцьовані труби з чистою поверхнею.

Столи та стелажі для огляду ОТК повинні бути вкриті еластичним матеріалом.

Огляд зовнішньої поверхні робиться візуально індивідуально на кожній трубі.

Огляд внутрішньої поверхні заготівки діаметром більше 14 мм робиться переносним перископом зі збільшенням не менш як 4-х кратним.

Для заготовки з внутрішнім діаметром менше 14 мм огляд перископом робиться на ближньому розмірі згідно з маршрутом.

3Ремонт дефектних ділянок

Ремонт зовнішньої поверхні заготівки робиться: на безцентрово-шліфувальних або лінточних станках, на підвісних маятникових станках, вручну напильником, надфілями або наждачними брусками.

Внутрішньому ремонту підвергають заготівки при наявності дефектів типу коротких рісок. Ремонт робиться за допомогою анодногідравлічної або дробеструйної обробки.

4 Торцювання та порізка

Порізка труб на всіх переділах робиться абразивними кругами на пилах радіан.

Видалення заусениць та запливів робиться на спеціальних станках, шарошками з послідуючою запилкою напильником та ручною зачисткою шліфувальною шкуркою.

5 Вимірювання геометричних розмірів, оцінка різностінності кривизни труб заготівель

Здійснюється замір стінки, кривизни труби, діаметру.

6 Стілоскопірування

Ділянка труби, яка піддається стілоскопіруванню, повинна бути очищена від бруду, жиру та окалини. Припік при стілоскопіруванні повинен бути на відстані не більше 5 мм від кінця труби. При стілоскопіруванні труби не повинні притулятися до металевих частин з іншими трубами.

7 Вимірювання ваги

Вага труб вимірюється попакетно.

8 Термічна обробка

Термічній обробці підвергаються труби сухі та добре очищенні від мастила. Укладка труб на ролики робиться в один ряд.

 

Таблиця 1.4 – Режими термічної обробки труб із сталі 20

Марка сталі Переділ Sт, мм Швид-кість м/хв. Температура печі по зонам,0С t0C металу Охолод-ження
Проміж-ний 3,1-5 1,0-0,7 Повітря

 

9 Травлення

Труби, підлягаючі обробці в травильному відділі, набираються в

металеві скоби попереджуючі нанесення дефектів на зовнішню поверхню. Між трубами кладуться прокладки для підвищення якості травлення.

Таблиця 1.5 – Схема травлення труб

Характеристика труб Найменування операцій Тип розчину Час, хв.
Нержавіючі аустенітного класу Підтрав у сіркокислому розчині Промивка з брандспойта Азотнокислий розчин Промивка з брандспойта Сушка гарячим повітрям Обробка у розплаві Заключна ванна Сірчанокислий розчин Промивка з брандспойта Азотнокислий розчин Промивка з брандспойта             15...30   3...15     15...40   10...20   3...5

 

 

Характеристика розчинів:

1 – Лужний розплав: їдкий натрій ГОСТ 2263-71 70% або 700 кг на 1 т розплаву, натрієва селітра ГОСТ 828-68 30% або 300 кг на 1 т розплаву, поварена сіль ГОСТ 13830-68 5% або 50 кг на 1 т розплаву;

3 – Азотнокислий розчин: азотна кислота ГОСТ 6-03-270-70 20% або 270 л, вода 730 л;

4 – Сіркокислий розчин: сірчана кислота контактна покращена марок А або Б ГОСТ 2184-67 22% або 140 л, вода.

10 Активування поверхні

Активування поверхні проводиться для покращення якості міднення та уникнення здирання мідної поверхні при прокатці.

 

Таблиця 1.6 – Активування поверхні труби

Тип розчину Найменування Час, хв. t0C Компоненти
Активуючий 10...15 50...60 Сірчана кислота ГОСТ 2184-67 контактна покращена марок А або Б Поварена сіль ГОСТ 13830-68

11 Міднення

Нержавіючі труби аустенітного класу, піддають мідненню без наборки, перед аустенуванням і мідненням набирають у контейнери. Для покращення якості міднення ряди труб в контейнерах розділяють поперечними прокладками.

 

Таблиця 1.7 – Міднення труби

Характеристика сталі Порядок операцій Тип розчину Час, хв. t0C
Нержавіюча аустенітного класу для ХПТ Міднення Промивка з брандспойта Промивка в гарячій проточній воді     До 20     60...75    

 

 

Характеристика розчину:

7 – Омідняючий без наборки: сірчана кислота ГОСТ 2181-67 контактна покращена марок А або Б 28% або 175 л, мідний купорос ГОСТ 19347-74 1% або 10 кг, ОП-7, ОП-10 або сапаль ГОСТ 8433-57 0,2% або 2 кг, поварена сіль ГОСТ 13830-68 1,5% або 15 кг, залізний купорос ГОСТ 6981-54 2,5% або 25 кг, вода.

12 Правка на косовалковому стані

На правку подають труби чисті, сухі з заторцьованими кінцями. На поверхнях жолобів направляючих воронок та інших частин обладнання, яке доторкається труб, не повинно бути гострих кутів, забоїн, які призвадять до рисок, порізів. Кривизна труб після правки повинна знаходитися у межах допусків.

13 Змащування

Технологічні мастила, які використовують при холодній прокатці на станах ХПТ, приведені в таблиці 1.8.

 

 

Таблиця 1.8 – Мастила для холодної прокатки труб на станах ХПТ

Склад мастила ГОСТи та ТУ на складові
а) Касторове масло – 55...60% Тальк – 40...45% б) Кубові СЖК – 60...80% NH4Cl або NaCl – 20...40% ГОСТ 6757-73 ТУ 21-25-198-76 ТУ 21-25-159-75 марка Б ГОСТ 979-52

 

14 Прокатка на стані ХПТ

Масова прокатка починається тільки після перевірки правильності настройки стану і відповідної до неї коректування на перших 3...5 метрах труб.

На прокатку задаються, заторцьовані без заусенців труби, які пройшли операції підготовки поверхні по дійсній технологічній інструкції. Погано підготовленні труби або труби з недопустимими дефектами поверхні направляють на перепідготовку або ремонт.

На торцях заготівель для стану ХПТ зовні та в середині повинні бути виповнені фаски.

На прокатку задаються тільки добре змащені труби. Змащення внутрішньої поверхні труб робиться наливанням змазки в труби під нахилом, які обертають вручну. Зовнішня поверхня труб змащується після зарядки їх в стан шляхом поливки змазкою з маслянка та протирки салфеткою.

Для стану ХПТ 90 діаметр стержня повинен бути менше діаметра заготівлі на 2,5...7 мм. Стержні виготовляються з наклепаних нержавіючих труб або термічно оброблених труб, зі збільшеною міцність багатократним правленням. На поверхні стержню не повинно бути дефектів, які призводять до руйнування внутрішньої поверхні заготівки.

Внутрішній діаметр проміжної проводки та проводки переднього патрону повинен бути на 2...5 мм більше діаметра заготовки і прокатаної труби.

Зазори між секторами люнетів та заготівлею повинні бути в межах 1...3 мм.

Зазори між ребордами верхнього та нижнього калібрів під навантаженням з обох боків повинні бути однаковими та відповідати таблиці 1.9.

Таблиця 1.9 – Зазори між ребордами калібрів стану ХПТ-55

Товщина стінки труб після прокатки, мм Величина зазорів між калібрами, мм Допустима різність зазорів між калібрами по довжині ручаю, мм
до 1,5 більше 1,5 0,05...0,45 0,05...0,6 0,3 0,4

 

Зазори між валками повинні бути завжди на 0,1...0,2 мм більше ніж зазори між калібрами.

Рівчаки верхнього та нижнього калібрів повинні співпадати.

Оправка підбирається по двом розмірам: діаметру в пережимі та діаметру циліндричної частини. Діаметр калібруючої частини вимірюється в 100 мм від кінця оправки. Конусність оправки повинна відповідати конусності калібрів.

Мінімальний зазор між внутрішньою поверхнею заготівки та циліндричною частиною оправки повинен відповідати таблиці 1.10.

Таблиця 1.10 – Мінімальний зазор між циліндром оправки та заготовкою на ХПТ-55

Товщина стінки заготівки, мм Мінімальний зазор між циліндром оправки та заготівкою, мм
до 4,0 більше 4,0 2,0 2,5

 

Число подвійних ходів для стану ХПТ-55= 70...80

Перед прокаткою першої труби через передній патрон вводиться труба, яка дорівнює діаметру прокатуваної.

15 Порізка, торцювання після прокатки

Обрізці кінців після прокатки на станах ХПТ піддають труби:

1) загального призначення, які мають тріснуті кінці;

2) в готових електрополірованих і безрисочних трубах обрізають лопнуті кінці;

3) усі труби, які йдуть на перекат.

Довжина обрізних кінців проміжних труб після прокатки повинна бути:

1) для труб загального призначення діаметром до 30 мм – 20...30 мм;

2) для труб загального призначення діаметром більше 30мм – 30...50 мм;

3) для безрисочних труб і електрополірованих труб усіх діаметрів 50 мм.

4) Для труб загального призначення торцювання проміжних розмірів труб діаметром до 48 мм і товщиною стінки менш як 5 мм призводять на станах ХПТ шорошкою.

16 Зняття мастила

Труби комплектують у скоби наступним чином:
Труби діаметром 25 мм и менше – не більше 200 штук у пакеті;

Труби діаметром більше 25 мм – не більше 100 штук у пакеті.

 

Таблиця 1.11 – Технологічні схеми видалення змазок та покриття з поверхні труби

Порядок операцій Тип розчину Час, хв.
Обезжирюючий розчин Промивка в гарячій воді t = 60...900С Промивка з брандспойту Азотно-плавиковий розчин Промивка із брандспойту Азотнокислий розчин Промивка з брандспойту Сушка на спеціальних установках           60...90     30...40   2...5    

 

Характеристика розчинів:

9 – Обезжирюючий (лужний) розчин: їдкий натрій ГОСТ 2263-7 4% або 40 кг, тринатрій фосфат ГОСТ 201-58 4% або 40 кг, рідке скло ГОСТ 13078-67 3% або 30 кг, вода;

11 – Азотно-плавиковий для очистки труб перед термообробкою: плавикова кислота ГОСТ 2567-73 5% або 165 л, азотна кислота ГОСТ 6-03-270-70 14% або 200 л, вода;

3 – азотнокислий розчин: азотна кислота ГОСТ 6-03-270-70 20% або 270 л, вода 730 л.

17 Термічна обробка

Дивись пункт 8.

18 Торцювання після ТО

Торцювання термічно оброблених труб готових розмірів робиться напильником або надфілями.

19 Травлення

Дивись пункт 9.

20 Пасивування поверхні

Для придання товарного виду трубам, які йдуть на експорт та трубам спецпризначення, вони підвергаються травленню в азотно-плавиковому розчині (тип розчину 2) до однорідної світлої поверхні з послідуючою промивкою з брандспойту.

Характеристика розчину:

2 – Азотно-плавиковий розчин: плавикова кислота ГОСТ 2567-73 4% або 130 л, азотна кислота ГОСТ 6-03-270-70 12% або 170 л, вода 700 л.

21 Правка на косовалковому стані

Дивись пункт 12.

22 Гідровипробування

Установка труб у затискачах повинна забезпечувати герметичність торців труб при робочому тиску. Час витримки під тиском повинен бути задовільним для огляду усієї поверхні труби. Кінці труб при заживанні не повинні деформуватися.

23 Сушка труб

Сушку труб виконують після різних хімічних операцій чистим повітрям, повітря очищується від масел і механічних домішок через

матерчаті фільтри.

24 Дефектоскопія

Дефектоскопію проводять згідно з ГОСТ 17410 – 78 та нормативно технічній документації.

25 Огляд внутрішньої поверхні за допомогою перископу

Контролю якості перископом підвергаються готові труби по внутрішній поверхні, згідно перечню операцій.

Довжина перископу повинна забезпечувати огляд по всій довжині. Чохол перископу повинен бути ізольованим по всій довжині.

26 Стілоскопірування

Дивись пункт 6.

27 Оформлення документації, запаковування, видача на збут

Готові труби запаковують в папір та складують в дерев’яні ящики. В один ящик дозволяється укладка труб різних пакетів та розмірів в різних упаковках.

 

Таблиця 1.12 – Кількість труб при упаковці в пачки

Діаметр труб, мм Кількість труб, штук
4...10 до 100
10,5...15 до 20
16...20 до 6
21...30 до 5
31...50 до 4
більше 50

 

Довжина ящика робиться на 100...200 мм більше максимальної довжини труби.

Місця, залишені у ящику, незаповненими, ущільнюються дерев’яними розпірками, пакувальним папером.

На кришці ящику наноситься маркування. Жорсткість ящикам надається за допомогою металевої стрічки.

1.4 Недоліки в роботі устаткування та способи їх усунення

Кидки труб. Призводять до перегрузки вузлів стану, браку труб та є наслідком: несправностей РПМ, вироблення гайки або гвинта подачі, неякісної хімічної обробки заготовки, обтиснення заготовки на циліндричній части оправки.

Стиковка труб (врізка торців заготовки). Призводить до перевантаження стана та є наслідком: не перпендикулярності торца заготовки и та збільшеної кривизни, поперечного зміщення заготовки через недостатній діаметр стержня, утруднений сход труби з оправки.

Розтріскування кінців труби є наслідком: невідповідність конусності оправки при калібруванні, збільшена розвалка рівчака, незадовільні механічні властивості металу заготовки. Брак і заходи, що застосовуються для його усунення на станах ХПТ, а також порушення процесу прокатки.

Види невідповідностей якості продукції вимогам НД, їх причини та способи усунення наведені в таблиці 5.

Таблиця 1.13 – Види невідповідностей якості продукції вимогам НД, їх причини та способи усунення.

Види невідповідностей Причини Дія з бракованою продукцією
  Закати Переповнення рівчака через кидок, недостатню развалку, завелику подачу або потовщення стінки заготовки, збільшений зазор між калібрами, поперечне зміщення повороту труби. 1.Ручна запилка дефектів. 2.Сплошна шліфовка.
В'мятины (ужими) Поперечне зміщення калібрів, збільшений зазор у передкалібрувальніій зоні, крута развалка. Призначення операції волоченя на оправці.

Продовження таблиці 1.13

Порізи Гострий перехід від зевів до рівчака, неправильна настройка повороту, торкання труби ножами обрізної головки. 1 Ручна запилка дефектів. 2 Сплошна шліфовка.
Продольна різностінність Невідповідність конусності оправки калібровки, нерівномірність зазорів, надмірна подача. Призначення операції волочення на оправці.
Поперечна різностінність Зношення рівчака калібрів, надмірна розвалка рівчака та подача, завелика різностінність заготовки. Призначення операції волочення на оправці.
Тріщины під кутом 45º до осі труби Недостатнє охолодження робочого конусу, незадовільні механічні властивості труби, надмірний коефіцієнт витяжки Остаточний брак
Порізи на внутрішній поверхні Поломка оправки, короткий стержень Призначення операції волочення на оправці

 

 

2 РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ ТЕХНОЛОГІЇ

2.1 Розрахунок маршруту прокатки

Вихідні дані:

Розміри заготівки: Dз×Sз = 57×7 мм

Розміри готової труби: Dт×Sт = 32×4,5 мм

Марка сталі: 20

Розрахунок

2.1.1 Визначаємо площу поперечного перерізу заготівки:

 

Fз = π · Sз · (Dз – Sз), мм2(2.1)

де π відношення довжини кола по діаметру;

Dз – зовнішній діаметр заготовки, мм;

Sзтовщина стінки заготовки, мм.

2.1.2 Визначаємо площу поперечного перерізу готової труби:

 

Fт = π · Sт · (Dт-Sт), мм2(2.2)

 

де π – відношення довжини кола по діаметру;

Dт – зовнішній діаметр готової труби, мм;

Sт – товщина стінки готової труби, мм.

- Визначаємо сумарний коефіцієнт витяжки:

(2.3)

де Fз – площа поперечного перерізу, мм2;

Fт – площа поперечного перерізу готовой труби, мм2.

Коефіцієнт витяжки на станах ХПТ знаходиться у границях μ= 2...5.

Прокатку проводимо в один прохід.

2.1.4 Для стану ХПТ 55 допустиме зменшення діаметру труби (мм)

bmax = 32мм

b = Dз – Dт

2.1.5 Задаємося довжиною заготовки lз = 5 м з даних технічної характеристики стана

2.1.6 Задаємося втратою металу за прохід

Травлення 0,5%

Брак при прокатуванні 1,0%

Обрізання кінців труб 1,0%

Δ1 = 2,5%

2.1.7 Визначаємо масу однієї заготовки:

 

Рз = 0,0246 · Sз · (Dз-Sз) · lз, кг (2.4)

деlз – довжина заготовки, м.

2.1.8 Визначаємо масу втрат:

(2.5)

2.1.9 Визначаємо масу труби за відрахуванням втрат:

Р1 = Рз – Рвт1, кг (2.6)

 

2.1.10 Визначаємо лінійну густину готової труби:

 

gт = 0,0246 · Sт · (Dт – Sт), кг/м (2.7)

 

2.1.11 Визначаємо довжину труби після прокатки:

(2.8)

2.1.12 Ріжемо трубу на дві частини:

(2.9)

Обробка готової труби

2.1.13 Задаємося втратою металлу:

Термообробка 0,75%

Обрізання кінців 2,5%

Брак при здаванні 1,5%

Відбір зразків для випробувань 1,0%

Δгот = 5,75%

 

2.1.14 Визначаємо масу труби перед доведенням:

 

P'гот = gт · lт , кг (2.10)

 

де lт – довжина труби, м;

gтлінійна густина труби після другого проходу, кг/м.

2.1.15Визначаємо масу готової труби:

(2.11)

де P'гот маса труби перед доведенням, кг;

Δгот втрата металу, %.

2.1.16 Визначаємо довжину готової труби:

 

(2.12)

де Pгот – маса готової труби, кг;

gтлінійна густина труби, кг/м.

 

 

Результати розрахунку технологічної карти прокатки труб розміром 32×4,5 мм зі сталі 20 представлено в таблиці 2.1

Таблиця 2.1 – Технологічна карта холодної прокатки труб 32×4,5 мм зі сталі 20

Розмір труби     Проміжні операції     В а г а Втрати по масі
Dт Sт Fт
мм мм мм2 1труба Усіх труб % кг
    Ремонт, ТО, травління, міднення, змащування   43,05 43,05    
4,5 388,57 6,89 2.83 ХПТ 55 Прокатка, обрізка кінців   3.04 20,95 41,93   2,5   1.12
                      39,48 5,75  
гот 4,5 388,57 6,49 2.83     3,04 19,74 3,57
                                 

 

Розрахунок калібровки робочого інструмента стана ХПТ 55

Вихідні дані:

Розміри заготовки: Dз×Sз = 57×7 мм

Розміри готової труби: Dт×Sт = 32× 4,5мм

Марка сталі: 20

Тип стану: ХПТ 55

Характеристика калібровки

2.2.1 Сумарний коефіцієнт витяжки:

(2.13)

2.2.2 Відносне обтиснення по площі:

(2.14)

2.2.3 Відносне обтиснення стінки труби:

(2.15)

2.2.4 Абсолютне обтиснення діаметра:

ΔD = Dз - Dт , мм (2.16)

 

Розрахунок

2.2.1 Визначаємо конусність оправки:

При ΔD=18 мм- 2tgα = 0,025 – за цеховими даними

 

2.2.2 Визначаємо діаметр оправки у перетисканні:

 

dn = Dт – 2 · Sт, мм (2.17)

Рисунок 2.1 – Оправка стана ХПТ

2.2.3 Визначаємо довжину калібруючої частини

Рисунок 2.2 – Розгорнення гребня руч’я

 

lкал = m · μ · К , мм(2.18)

де m – величина подавання, мм;

μ – коефіцієнт витягання;

m · μ – величина лінійного зміщення труби, мм

По цеховим даним m · μ = 45 мм;

К – коефіцієнт калібровки,

К = 2...4 – для холодної прокатки.

2.2.4 Визначаємо діаметр циліндричної частини оправки:

 

dц = dп + 2 tgα · (lкон - lкал), мм (2.19)

де lкон довжина конічної частини оправки, мм

lкон = 500 мм – па цеховим данним

 

2.2.5 Визначаємо довжину частини редукування:

(2.20)

де 2 tgγ – конусність калібра у зоні редукування

2 tgγ = 0,18...0,25

ΔР – зазор між заготівкою та оправкою, мм

ΔР = (Dз – 2 · Sз) - dц , мм (2.21)

2.2.6 Визначаємо довжину обтискаючої частини:

 

lобт = lроб – lред - lкал , мм (2.22)

де lробдовжина робочої частини руч’я калібру, мм

Приймаємо lроб = 510 мм

2.2.7 Довжина обтискання частини розбивання на десять однакових частин:

(2.23)

2.2.8 Визначаємо приростання діаметру у кожному перерізі:

 

δ1...10 = l1..10 · 2 tgα , мм (2.24)

 

2.2.9 Визначаємо діаметри окружностей у контрольних перерізах:

d0 = dп = 23 мм

d1 = d0 + δ d6 = d5 + δ

d2 = d1 + δ d7 = d6 + δ

d3 = d2 + δ d8 = d7 + δ

d4 = d3 + δ d9 = d8 + δ

d5 = d4 + δ d10 = d9 + δ

2.2.10 Визначаємо товщину стінки заготівки з урахуванням її потовщення при редукуванні у 10 перерізі:

S10 = Sз + ΔS, мм (2.25)

де ΔS = (0,05...0,07) – по цеховим даним.

 

S10 = Sз + (0,05…0,07) · (dз – d10), мм (2.26)

 

2.2.11 Визначаємо сумарну витяжку по стінці:

2.2.12 Визначаємо часткові коефіцієнти витягання в контрольних перерізах по номограмі:

Таблиця 2.3 – Часткові коефіцієнти витягання у контрольних перерізах

μх 1,000 1,030 1,064 1,108 1,155 1,210 1,274 1.351 1,443 1,557 1,70

 

2.2.13 Визначаємо товщину стінки у контрольних перерізах:

Sх = Sт · μх , мм (2.28)

Рисунок 2.3 – Калібр стану ХПТ

2.2.14 Діаметри руч’я калібрів у початку і кінці калібруючої частини приймаємо однаковим зовнішньому діаметру труби:

 

Dкал = D0 = Dт

 

2.2.15 Діаметр рівчака у початку частини редукування дорівнює зовнішньому діаметру заготівки:

Dред = Dз

2.2.16 Визначаємо діаметри рівчака калібру у контрольних перерізах:

 

D1 = d1 + 2 · S1 D6 = d6 + 2 · S6

D2 = d2 + 2 · S2 D7 = d7 + 2 · S7

D3 = d3 + 2 · S3 D8 = d8 + 2 · S8

D4 = d4 + 2 · S4 D9 = d9 + 2 · S9

D5 = d5 + 2 · S5 D10 = d10 + 2 · S10

 

2.2.17 Визначаємо глибину калібрів у контрольних перерізах:

 

2hкал = Dкал – λ , мм (2.29)

 

де λзначення величини зазору між калібрами, мм

λ = 0,05...0,80 мм Приймаємо λ = 0,2 мм

2h0 = D0 – λ 2h6 = D6 – λ

2h1 = D1 – λ 2h7 = D7 – λ

2h2 = D2 – λ 2h8 = D8 – λ

2h3 = D3 – λ 2h9 = D9 – λ

2h4 = D4 – λ 2h10 = D10 – λ

2h5 = D5 – λ 2hред = Dред – λ

2.2.18 Визначаємо ширину калібрів за допомогою емпіричних коефіцієнтів:

Вкал = Dкал + (0,3...0,5) (2.30)

В0 = D0 · 1,012 В6 = D6 · 1,043

В1 = D1 · 1,015 В7 = D7 · 1,054

В2 = D2 · 1,018 В8 = D8 · 1,067

В3 = D3 · 1,023 В9 = D9 · 1,081

В4 = D4 · 1,028 В10 = D10 · 1,10

В5 = D5 · 1,035

Вред = Dред · 1,10

Таблиця 2.4 – Параметри розгортки рівчака калібру

  Кал. Ред.
lх, мм
dх, мм 25,28 24,76 25,64 26,52 27,40 28,28 29,16 30,04 30,92 31,80
Dx, мм 31,68 32,56 34,34 35,62 36,92 38,30 39,74 41,32 43,02 44,82 47,10
Bх, мм 33,05 34,96 36,44 37,95 39,64 41,44 43,55 45,90 48,56 51,81 62,70
2hх, мм 31,48 32,36 34,14 35,42 36,72 38,10 39,54 41,12 42,82 44,72 46,90 56,80

 

2.3 Розрахунок годинної продуктивності

Вихідні дані:

Розміри заготовки Dо × Sо = 57 × 7 мм

Розміри готової труби: Dт × Sт=32 × 4,5 мм

Розрахунок

2.3.1 Коефіцієнт, враховуючий кількість одночасно прокатаних труб

k=1.0

2.3.2 Cумарний коефіцієнт витяжки:

(2.31)

2.3.3 Число подвійних ходів кліті на хв. n = 80...160об/хв: n=110 об/хв

2.3.4 Коефіцієнт, враховуючий спосіб перезарядки –

Приймаємо при боковій загрузці ап=2.0

2.3.5 Тривалість допоміжних операцій tв=13.3

2.3.6 Швидкість переміщення патрона перезарядки: Vп=500

2.3.7 Довжина заготовки lз=1.5...8м - l=5000 мм

2.3.8 Подача за подвійний хід m=2...30мм: m=21

2.3.9 Коефіцієнт перезарядки

(2.32)

2.3.10 Продуктивність стану ХПТ в метрах

(2.33)

Вага одного погонного метра труби

(2.34)

Продуктивність стану ХПТ в кг

(2.35)

 

2.4 Розрахунок енерго-силових параметрів

 

Начало формы

Вихідні дані для розрахунку

Коефіцієнт форми контактної поверхні η=1.26

Радіус бочки валка (калібру) Rб Rб=182 мм

Початкове значення межі міцності для сталі 20 σв.0=530 МПа

коефіцієнт kв kв=14 МПа

коефіцієнт bm bm=1.0

Коефіцієнт, що враховує вплив середнього головного напруги nω=1.05

Коефіцієнт тертя f f=0.10

Радіус початковій окружності провідною валкової шестерні Rш=168 мм

число перетинів i=1..7

Діаметр заготовки Dз Dз=57 мм

величина подачі m=21 мм

Прямий хід кліті

2.4.1 Радіус заготовки Rз

(2.36)

2.4.2 Площа поперечного перетину заготовкиКонец формы

(2.37)

2.4.3 Площа поперечного перерізу робочого конуса

(2.38)

2.4.4 Коефіцієнт витяжки в перерізах

(2.39)

2.4.5 Обтиснення стінки труби

(2.40)

2.4.6 Радіус гребеня струмка

(2.41)

2.4.7 Обтиснення стінки при прямому ході кліті

(2.42)

2.4.8 Горизонтальна проекція площі контактної поверхні металу з валками

(2.43)

2.4.9 Відносне обтиснення площі поперечного перерізу труби

(2.44)

2.4.10 Тимчасовий опір металу труби до розриву

(2.45)

2.4.11 Приріст площі контактної поверхні за рахунок сплющення валків

(2.46)

2.4.12 Сумарна площа горизонтальної проекції контактної поверхні

(2.47)

2.4.13 Середній тиск металу на валки

(2.48)

2.4.14 Повне зусилля прокатки

(2.49)

Зворотній хід кліті

2.4.15 Обтиснення стінки

(2.50)

2.4.16 Горизонтальна проекція площі контактної поверхні без урахування сплющення металу

(2.51)

2.4.17 Сумарна площа горизонтальної проекції контактної поверхні

(2.52)

2.4.18 Середній контактний тиск

(2.53)

2.4.19 Зусилля на валок

(2.54)

 

ВИСНОВКИ

 

1. Холодна прокатка труб на конічній оправці є ефективним і перспективним способом виробництва безшовних труб масового призначення з вуглецевих і низьколегованих сталей.

2. Склад обладнання агрегату повністю забезпечує виробництво труб середнього діаметра з товщиною стінки від 3,5 до 8,0 мм.

3. Типовим представником сучасних станів ХПТ є стан ХПТ-55. Наведено технічні характеристики обладнання ХПТ55.

4. Розраховані параметри технології стану ХПТ55, калібрування, таблиця прокатки, енергосилові параметри та годинна продуктивність.

 

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1. Технологическая инструкция НЗБТ 79-1-2003 –73с.

2. Грудев А.П., Машкин Л.Ф., Ханин М.И. Технология прокатного производства. М.: Металлургия 1994.-656 с.

3.Коликов А.П., Романенко В.П., Самусев СВ. и др. Машины и агрегаты трубного производства. - М.: МИСиС, 1998 - 536 с.





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...