Технология трубного производства

_р -диаметр оправки риллинг-стана;

D_к-наружный диаметр трубы после калибровки;

d_к-внутренний диаметр трубы после калибровочного стана;

S_к-толщина стенки трубы после калибровки;

D_г-наружный диаметр готовой трубы;

d_г-внутренний диаметр готовой трубы;

S_г-толщина стенки готовой трубы;

-коэффициент вытяжки при  прошивке;

, -коэффициент вытяжки при прокатке в стане СПП1 и СПП2;

- коэффициент вытяжки при  прокатке в риллинг-стане;

- коэффициент вытяжки  при прокатке в калибровочном  стане.

Наружный диаметр трубы  после калибрования определяется размером калибров последней пары валков.

Толщина стенки после калибровочного стана должна быть равна толщине  стенки готовой трубы, т.е. S_к=S_o=7 мм.

 

Величина изменения  диаметра при прокатке в калибровочном  стане:

где m=2-число работающих клетей калибровочного стана.

Наружный диаметр трубы  после обкатного стана:

В процессе риллингования труб раскатываются дефекты и несколько снижается разностенность. Раскатка сопровождается увеличением диаметра и незначительным уменьшением толщины стенки трубы. Увеличение диаметра AD_P (подъём) при риллинговании труб показано в табл. 1.9.

 

Таблица 1.9.

Увеличение диаметра трубы при риллинговании

ST, мм	Dp<114	121-146	152-219	245-325
<8	4-7	5-8	6-9	-
8-15	3-5	4-6	5-7	10-13
15-25	1-3	2-4	3-5	8-11
>25	-	0-2	0-3	3-6

 

Диаметр оправки обкатного  стана выбирают в соответствии с  величиной подъема  D_p; он должен быть больше внутреннего диаметра трубы после СПП-2 на величину ξ_р (ξ_р=2÷4 мм):

Принимаем _р=133 мм.

Внутренний диаметр  трубы после обкатного стана  берется на 5-10 мм больше диаметра оправки

Толщина стенки трубы после обкатного  стана

Толщина стенки трубы после  СПП-2

S_спп2= 7,5 мм.

Диаметр оправки СПП-2

Принимаем δ_спп2=129 мм.

Диаметр оправки СПП-1

δ_спп1= δ_спп2+1=129,46+1=130,46 мм.

Принимаем δ_спп1=130 мм.

Диаметр трубы после  СПП-1

D_спп1=149 мм.

Толщина стенки трубы после  СПП-1

S_спп1=(D_спп1- δ_спп1)/2=(149-130,46)/2=9,27 мм.

Толщина стенки гильзы

S_г= S_спп1+Δ S_спп1=9,27+3=12,27 мм,

где Δ S_спп1-величина обжатия по толщине стенки в СПП-1.

Внутренний диаметр гильзы должен обеспечивать свободное введение оправки и берется на 3-4 мм больше диаметра оправки СПП-1

d_г= _спп1 +(3..4)=130,46+4=134,46 мм.

Наружный диаметр гильз определяем исходя из величины внутреннего диаметра и толщины стенки:

 

D_г=d_г+2S_г=134,46+2*12,27=159 мм.

Диаметр используемой заготовки D_з=150 мм.

Диаметр оправки прошивного стана  выбирается с учетом величины раскатки, т.е. подъема внутреннего диаметра гильзы, составляющего от 3% до 7% от внутреннего  диаметра:

п=(0,92…0,97)d_г=0,93*134,46=125,05 мм.

Принимаем _п=125 мм.

 

Коэффициент вытяжки прошивного стана

.

Коэффициент вытяжки на СПП-1

.

Коэффициент вытяжки на СПП-2

.

Коэффициент вытяжки на обкатном стане

.

Коэффициент вытяжки на калибровочном стане

.

Общий коэффициент вытяжки составляет:

Длина гильзы после прошивного стана

= · =2,0 3,12=6,24 м.

Длина трубы после СПП-1

= · =7,1 1,44=10,22 м.

Длина трубы после СПП-2

= =10,22 1,26=12,88 м.

Длина гильзы после обкатного стана

= · =10,73 1,29=13,84 м.

Длина трубы после калибровочного стана 

= · =14,06 1,02=14,34 м.

Таблица прокатки представлена в табл. 1.10.

Таблица 1.10

Таблица прокатки трубы размером 146×7 мм

Размер готовых труб, мм		Диаметр заготовки, мм	Прошивной стан				СПП-1				СПП-2
Наружный диаметр	Толщина стенки		Размер гильзы, мм		Диаметр оправки, мм	Коэффициент вытяжки	Размеры труб, мм		Диаметр оправки, мм	Коэффициент вытяжки	Размер  труб, мм		Коэффициент вытяжки
			Диаметр	Толщина стенки			Диаметр	Толщина стенки			Диаметр	Толщина стенки
146	7	150	158	10,8	126	3,12	149	7,8	133	1,44	147	7,5	1,26

 

Продолжение табл. 1.10

Обкатной стан				Калибровочный стан
Размер гильзы, мм		Диаметр оправки, мм	Коэффициент вытяжки	Размеры труб, мм		Коэффициент вытяжки	Суммарный коэффициент вытяжки
Диаметр	Толщина стенки			Диаметр	Толщина стенки
150,5	5,5	134	1,29	147,5	7	1,02	7,45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3. Калибровка инструмента обкатного стана

1.3.1. Калибровка размеров валка

Диаметр валков риллинг-станов определяют по формуле:

D₀=(4,3-4,6)D_max, где Dmax-максимальный диаметр труб, мм. D₀=4,3 175=750mm.

Один  валок в комплекте делается на 2-3мм больше по диаметру, чем другой, для того чтобы труба при риллинговании прижималась к линейке

Коническая  калибровка валков обкатного стана

Рис.1.4

Длина бочки валка L₀=(0,8-0,9)D₀; L₀=0,8-750=600mm.

В заводской практике пользуются конической калибровкой валков, они аналогичны валкам прошивного стана и представляют собой два усечённых конуса, имеющих одно общее большое основание. Для устойчивого захвата входной конус делают с углом α₁=2°, а выходной с углом α₂=1^о15^,-1^о30'. Пережим валков, как правило, смещается в сторону входа трубы, поэтому

L₁=(0,35-0,40)L₀;L,=0,40-600=240мм;

L₂=(0,60-0,65)Lo; L₂=0,6-600=360mm;

Угол наклона образующей входного конуса берётся равным 2°, а образующая выходного конуса валка  наклонена к оси валка под  углом 1⁰15’^'-1°30'.

 

1.3.2 Калибровка размеров оправки

Обкатка труб осуществляется в трёхвалковой рабочей клети на короткой неподвижной оправке конической формы (рис.1.5). Оправка имеет три участка. Длина рабочего (конического) участка должна быть по крайней мере в 1,5-2 раза больше шага подачи. Иногда длину рабочего участка увеличивают:

l₂=(1,3-2,0)δ_Р; l₂=1,75 90,6=160мм.

Это обеспечивает лучшую раскатку и  повышает стойкость оправок.

 

Коническая  оправка обкатного стана

Рис.1.5

Угол конусности оправки  делается равным углу выходного конуса валка, то есть в пределах от 1°15' до 1°30’.

 

Таблица 1.11

Размеры оправок риллинг-станов

δр, мм	L,mm	12, мм	13, мм	11 мм	г3, мм	β, град.-мин
90,6	225	162	13	50	25	21-30

 

 

 

1.4. Расчет энергосиловых параметров обкатного стана

Диаметр очага деформации:

,

где d=103,2 мм – диаметр трубы в пережиме;

d_спп2=101,6 мм – диаметр после стана продольной прокатки;

d_р=106,6 мм – диаметр после прокатки на рилинг стане.

.

Ширина  контактной поверхности в пережиме:

,

где R = 325 мм – радиус валка в пережиме;

r = 51,6 мм – радиус заготовки в пережиме;

z_п – абсолютное значение отклонения заготовки в пережиме.

z_п = |d_спп2 – d|= 101,6 – 103,2 = 1,6 мм.

.

Разделим  контактную поверхность на n=2 равных участков длиной .

Сечения:

1)     ,

где -коэффициент овализации;

- радиус валка в x-ом сечении;

- радиус заготовки в x-ом сечении.

Радиус  валка в конце каждого сечения:

R₁ =324,5 мм;

R₂ =325 мм;

R₃ =324,7 мм;

Постоянство расстояния до оси:

;

;

;

;

Частное обжатие при прокатке сплошной трубной  заготовки рассчитывается как разность размеров трубы в соседних сечениях, поэтому:

;

Частное обжатие при прокатке на оправке  определяется как разность толщин стенок в двух соседних сечениях, поэтому:

;

.

Ширина  контактной поверхности в сечениях:

1)

;

2)

;

 

Общая площадь контактной поверхности:

;

;

F_ист=1.5·F=1,5∙500=750 мм².

 

Усилие  на валки по формуле Прандтля:

;

P = 30 МПа;

P = p·F_ист = 30·750 =22,5 кН.

Момент  прокатки:

,

где   мм – средняя ширина контактной поверхности;

;

i – отношение диаметра трубы к диаметру валка i=0,16.

кН·м.

Мощность  прокатки:

;

об/мин;

кВт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте был представлен сортамент обсадных труб, анализ существующей технологии производства обсадных труб и требования НТД. Также разработан режим обжатия обсадных труб и произведен расчет таблицы прокатки (Таблица прокатки представлена в табл. 1.10.), рассчитаны энергосиловые параметры прокатки обсадных труб.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

1. Соловейчик П.М. Трубопрокатные агрегаты с автомат – станом.
2. Данилов Ф.А., Глейберг А.З., Балакин В.Г. Горячая прокатка и прессование труб.
3. Курсовое проектирование деталей машин/Чернавский С.А., Боков К.Н., Чернин И.М. и др.
4. Потапов И.Н., Коликов А.П., Друян В.М. Теория трубного производства.