книги из ГПНТБ / Производство труб на установках с пилигримовыми станами

В модернизированных технологических схе­ мах производства труб «а пилигримовых станах преду­ смотрены устройства для огневой резки труб (вместо дисковых пил). Труба длиной 36—40 м одновременно разрезается на заданное число труб необходимых длин. Труба устанавливается на рольганге, который располо­ жен параллельно выводному желобу пилигримового стана. Газовые резаки, расположенные на необходимом расстоянии друг от друга, прожигают точечное отверстие на поверхности трубы, которая при вращении в специ­ альных люнетах разделяется на части по всему перимет­ ру. Задний и передний концы трубы (затравочный конец и пильгерголовка) попадают на транспортер для уборки обрези, а трубы передаются по рольгангу для дальней­ шего передела.

Трубообрезные и трубонарезные станки

Для подготовки нефтепроводных труб к свар­ ке встык необходимо торцевать и снимать фаску на концах труб после их разрезки пилой или на установке для огневой резки.

На рис. 85 показан общий вид трубообрезного станка с гидравлической подачей резцов. Труба, подлежащая обрезке, перекатывается по стеллажу до упорных баш­ маков, а затем подъемным рольгангом подается в пат­ рон станка, где зажимается пневматическим кулачко­ вым устройством. Ход резцовых суппортов имеет две ско­ рости: ускоренную — при подходе резцов к поверхности трубы л рабочую — при внедрении резца в металл.,В ка­ честве охлаждающей жидкости применяется эмульсия (смесь эмульсола с водой). После обрезки конца, подго­ товки фаски и снятия заусенцев трубы передаются на трубонарезные станки, где нарезается резьба круглыми плашками. Обсадные трубы диаметром свыше 8" имеют шаг резьбы из шести ниток на У'. Изменение шага резь­ бы достигается установкой сменных шестерен механизма подачи.

4. РАСЧЕТЫ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ СТАНОВ

Наиболее ответственные узлы клети— стани­ на, валки, нажимные винты. Давление металла на вал­ ки воспринимается станиной. Поэтому при конструиро­ вании и изготовлении станин особое внимание уделяется их прочности и надежности в эксплуатации.

Практика показывает, что в наиболее тяжелых усло­ виях работают прокатные валки. Это нередко приводит к их поломкам и в связи с этим к значительным потерям производительности всего агрегата.

Расчет валков на прочность

Рабочие валки прошивного стана (рис. 86) изготовляют из кованых заготовок (стали 55 и 55Х). прошедших специальную термическую обработку. В про­ цессе эксплуатации рабочие валки нагружаются перио­ дически (25—35 циклов в горячий час работы стана), причем характер нагружения соответствует диаграмме, приведенной на рис. 66 —плавный подъем нагрузки при заполнении очага деформации, постоянное значение ее в установившемся процессе, максимальное значение и плавное уменьшение нагрузки до нуля во время осво­ бождения очага деформации.

По экспериментальным данным, относящимся к про­ шивке гильз из углеродистых сталей при 1150—1200°С,

- "kr - t

Рис. 86. Схема к расчету палка на прочность

полное давление металла на валок Р при установившем­

тому, что поломки рабочих валков под действием усилий прошивки Р происходят в большинстве случаев по шей­ ке, точнее в месте перехода от шейки к бочке.

В течение одного цикла прошивки в каждом сечении рабочего валка действуют напряжения изгиба, которые вследствие вращения валка являются знакопеременны­ ми для любой точки поверхности. Кроме знакоперемен­ ных напряжений изгиба, в каждом сечении от места подсоединения шпинделя до плоскости, соответствующей концу очага деформации, действуют напряжения кру­ чения. Таким образом, напряженное состояние для при­ водной шейки схематически представляют как совмест­

Расчет валка на статическую прочность проводят по схеме расчета балки на двух опорах.

1. При известных значениях силы Р (принимается максимальное значение, соответствующее пику нагру­ зки) определяют опорные реакции в точках А и В, ле­ жащих посередине шеек валка:

2. Изгибающий момент от действия силы Р в любом

Минимальные значения МпзГ.тіп='0 в точках А и В, максимальное — в точке приложения силы Р. Если си­ ла Р приложена посередине участка AB, то

величина которого не должна превышать допустимого напряжения [<т].

4. Производят проверку приводной шейки на сов­ местное действие изгиба и кручения: в опасном сече­ нии — месте перехода от шейки к бочке — момент изгиба

( 131)

где 1Ш— длина шейки. ■Напряжение изгиба

где d —диаметр шейки в месте перехода, мм.

.Крутящий момент

не должно превышать допустимого напряжения [а]. Величина допустимого напряжения при статическом

нагружении зависит от предела текучести материала сгт и характера нагружения, что учитывается коэффициен­ том запаса прочности п:

(136) Рекомендуемые значения коэффициента запаса

каждой точки поверхности валка необходимо также провести расчет шеек валка на усталостную прочность, причем, как показывает практика эксплуатации, в наи­ более тяжелых условиях работает неприводная шейка

коэффициенты запаса по текучести пти по разрушению пв, используя формулы:

Расчет рабочих валков пилигримового стана про­ водят в той же последовательности и по той же методи­ ке, что и расчет валков прошивных станов, однако сле­ дует проверить на усталостную прочность минимальное сечение валка, соответствующее вершине калибра.

Расчет станины на прочность и жесткость

Станины пилигримовых станов закрытого типа можно схематически представить в виде жесткой рамы прямоугольной формы, состоящей из двух одина­ ковых по сечению вертикальных стоек н двух равных поперечин (рис. 87). К такой же схеме можно привести конструкцию станины закрытого типа прошивного стана.

Рис. 87. Схема к расчету станины на прочность

Станины рассчитывают намаксимальное верти­ кальное усилие, зависящее от величины полного давле­ ния металла на валок. Горизонтальными силами, возни­ кающими от инерционных ^нагрузок и подпора со сторо­ ны подающего аппарата, в расчетах пренебрегают.

Со стороны нижней подушки и нажимного винта на

изгибают стойки станины внутрь окна станины, а по­

Под действием изгибающего момента М0 на наруж­ ной стороне стойки возникают напряжения сжатия, а на

Каждая поперечина станины подвергается только из­ гибу от силы Y и момента Mo. Момент М0 уменьшает из­

прокатки эти нагруженные детали упруго деформиру­ ются, причем суммарная величина упругой деформации изменяется в зависимости от изменения усилия металла на валки. Это может происходить из-за различной тол­ щины стенки гильзы, раскатываемой на дорне; вследст­ вие постепенного остывания гильзы к концу прокатки и других переменных факторов. Таким образом, в процес­ се прокатки рабочая клеть, подобно пружине, изменяет зазор между валками и дорном, вызывая отклонения толщины стенки прокатанной трубы. Если колебание усилия Р и упругие деформации клети небольшие, то изменения толщины стенки незначительны и находятся в пределах поля допуска на разностенность. Из этого следует, что необходимо уменьшать величины упругой деформации клети, чего можно добиться тремя путями:

1)повышением жесткости деталей и узлов, воспри­ нимающих нагрузку;

2)уменьшением числа таких деталей;

3)уменьшением не только величины давления метал­

ны, в нашем случае определяется по формуле:

(147)

где Е — модуль упругости материала станины (для ста­ льного литья £ = 2 0 0 Гн/м2, или '20000 кГ/мм2).

Деформация двух поперечин от действия изгибаю­ щих моментов:

(148)

Деформация поперечины от действия срезывающих (поперечных) сил:

Общая деформация станины в вертикальном направ­

лении без учета упругих деформаций промежуточных деталей равна:

определяет не только качество полупродукта, но и ока­ зывает влияние на качество готовых труб. Поэтому для получения высококачественной продукции при задан­ ной производительности необходимо особое внимание уделять правильной эксплуатации основного технологи­ ческого оборудования.

в матрицу кольцевой зазор имеет постоянную величину по периметру.

(Не допускается работа пресса с изношенной голов­ кой пуансона, так как это приводит к появлению на внутренней поверхности стаканов продольных выступов и искажению геометрических размеров.

Правильность настройки пресса и состояние инстру­ мента контролируют, периодически определяя размеры стакана через каждые 100—120 штук.

В процессе работы пресса необходимо следить за охлаждением и смазкой внутренней поверхности мат­ рицы и головки пуансона. Охлаждение и смазка произ­

щих линеек), а также при переходе на прокатку гильз другого размера. При правильной настройке захват стакана происходит плавно, размеры гильз соответству­ ют таблице прокатки, нагрузка на двигатель не превы­ шает допустимой, вибрация стержня оправки отсутст­ вует. Перекос валков в горизонтальной плоскости и установка валков, имеющих разницу в диаметре бочки более 10 мм, не допускается,