Решение:

1. Длина опорной планки определяется по формуле (6.8):

L = 450/(1+1,0) = 173 мм;

2. Длина зева подачи и поворота заготовки определяется по формуле (6.9):

l_п = 69/(1 + 1,6) = 26,0 мм;

3. Длина участка редуцирования принимается равной 12 мм;

4. Длина калибрующего участка рассчитывается по формуле (6.10):

l_к =4 15 · 0,6 = 36 мм;

5. Длина обжимного участка рассчитывается по формуле (6.12):

l_обж = 170 – (26 + 12 + 36) = 99 мм;

6. Суммарное обжатие заготовки по стенке определяется по формуле (6.13):

µ = 2/1 = 2;

7. Обжимной участок планки разбивают на 7 контрольных сечений, с равным расстоянием 14 мм. По номограмме (см. рис. 6.10) определяется коэффициент вытяжки, а по формуле (6.14) рассчитывается толщина стенки в контрольных сечениях:

Сечение, № . . . . . . . . . . . . . . . . .	1	2	3	4	5	6	7
 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	1,18	1,36	1,5	1,65	1,78	1,9	2,0
Sст, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	1,69	2,48	1,38	1,21	1,12	1,05	1,00

Снижение высоты планки по ее длине в контрольных сечениях определяют по формуле(6.15):

Сечение, № . . . . . . . . . . . . . . . . .	1	2	3	4	5	6	7
Снижение ∆y, мм . . . . . . . . . . . .	0,69	0,48	0,33	0,21	0,12	0,05	0,00

По полученным данным строят профиль опорной планки.

6.4. Совершенствование процесса и оборудования периодической прокатки на станах хптр

Валковые клети станов ХПТР. В отдельных случаях для прокатки труб из коррозионной стали, сплавов циркония, молибдена, тантала, титана и других труднодеформируемых металлов требуются тонкостенные трубы малых типоразмеров D_т × S_т = 6÷14 × 0,8 ÷1,5 мм, к которым предъявляются высоки требования по чистоте поверхности и точности размеров.

При безоправочном волочении труб, например из молибдена или вольфрама, на трубных заготовках появляются трещины так как они не выдерживают посадки по диаметру; на заготовках более пластичных металлов на наружной поверхности появляются продольные риски, а на внутренней могут образовываться дефекты в виде складок, которые переходят в риски при последующей деформации. Во избежание образования перечисленных видов брака на трубах волочение заменяют многопроходной прокаткой с малыми обжатиями на станах ХПТР, что не экономично. Поэтому как у нас в стране, так и за рубежом для производства труб данного сортамента разработаны станы ХПТР с валковыми клетями (рис. 6.10). В валковой клети стана ХПТР применяется рабочий инструмент, аналогичный рабочему инструменту стана ХПТ, но значительно меньших размеров. Сочетание валков малых размеров с предварительно напряженной станиной позволяет создать легкую и жесткую конструкцию клети с принудительным движением реек привода валков.

Двухниточные (многониточные) роликовые станы, прокатывают одновременно несколько труб и созданы для повышения производительности процесса роликовой прокатки. На двухниточном роликовом стане 2 ХПТР6-15 прокатывают трубы с допуском по наружному диаметру ± 0,05 мм, по внутреннему диаметру ± 0,03 мм и производительностью 30…70 м/ч.

Прокатка труб в станах ХПТР с двумя рядами роликов. В настоящее время прокатка на станах ХПТР в нашей стране – единственный способ изготовления тонкостенных гладких или ребристых труб на наружной поверхности для оболочек тепловыделяющих элементов атомных реакторов. В зависимости от типа реактора в качестве оболочек используются или гладкие трубы, или трубы со спиральными ребрами на наружной поверхности. Ребра увеличивают жесткость трубы и обеспечивают необходимое расстояние между ТВЭЛ при установке их в реакторе. Способ прокатки тонкостенных труб с ребрами жесткости на роликовых станах и оборудование ХПТР со специальными клетями были разработаны во ВНИИМЕТМАШе под руководством В.А. Вердеревского. Станы ХПТР со специальными клетями для производства ребристых труб были изготовлены в нашей стране и закуплены фирмами Японии, Германии и Швеции, которые поставляют оболочки ТВЭЛ во многие страны мира.

Трубы с наружными продольными ребрами прокатывают на стане ХПТР с обжатием по стенке и по высоте ребра. На рис. 6.11 показан ролик с профилем ручья для прокатки труб с продольными ребрами.

Трубы с двумя и тремя ребрами жесткости, симметрично расположенными на наружной поверхности прокатывают двумя рядами роликов в двухрядном сепараторе. Первый ряд роликов выполняет основное обжатие заготовки, при котором накапливается металл для ребер в межроликовых зазорах, а второй ряд калибрует ребра и гладкую часть трубы. Например прокатка труб с тремя наружными ребрами, расположенными под углом 120º один к другому, ведется в сдвоенном трехроликовом сепараторе, при этом второй ряд роликов развернут относительно первого на угол 60º. Каждый ряд роликов имеет свою форму ручья.

Заготовка при двухрядной прокатке может обжиматься одновременно двумя рядами роликов или поочередно каждым рядом. При поочередной прокатке (рис. 6.12) трубу вначале деформируют ролики первого ряда, второй ряд не касается заготовки. Когда первый ряд роликов выходит из контакта с рабочим конусом, трубу начинает деформировать второй ряд роликов. Поочередная работа двух рядов роликов достигается соответствующей калибровкой опорных планок.

Трубы со спирально расположенными ребрами изготовляют в две основных операции: прокаткой труб с продольными ребрами на станах ХПТР и закруткой прокатанных труб на специальной машине.

В энергетической промышленности для передачи больших тепловых потоков при высокой изотермичности рабочей поверхности применяют трубы с внутренними продольными или винтовыми ребрами, которые изготовляют из КС-сталей, ниобия и сплавов на основе тугоплавких металлов.

В ГТИ (бывш. ВНИТИ Украина) разработана технология производства тепловых труб с внутренними продольными ребрами прямоугольной формы, которая включает прокатку на станах ХПТР и ХПТ с применением профильной оправки и последующее волочение на существующем промышленном оборудовании. Основная технологическая операция при изготовлении корпусов тепловых труб с капиллярной структурой в виде продольных каналов на внутренней поверхности состоит в прокатке обычной трубы на профильной оправке с выступами и канавками (рис. 6.13). Перед прокаткой оправку и передний конец трубы разогревают до 250…300ºС в индукторе высокочастотной установки. В качестве смазки при прокатке применяют водный раствор натриевой селитры в смеси с графитом, который наносят на внутреннюю и наружную поверхности трубы.

Для повышения эффективности производства особотонкостенных труб на станах ХПТР В.У. Григоренко и В.Н. Данченко (НГТУ бывш. ДМЕТИ) разработан способ непрерывной периодической трехроликовой прокатки труб (рис. 6.14). Особенность процесса в том, что первый ряд роликов выполняет операцию редуцирования, второй – операцию обжатия трубы по стенке, третий – калибрует трубы, таким образом, «перекрываются» зоны деформации объема подачи трубы. При прокатке по данной схеме получены трубы средних диаметров (30…60 мм) из КС-сталей высокого качества с жесткими требованиями по геометрии.

Роликовые станы для прокатки труб с очень тонкими стенками. На рис. 6.15 показана рабочая клеть стана ХПТР, в которой размещены восемь роликов диаметром 25 и 50 мм. При таких размерах и большом количестве роликов не удается разместить в рабочей клети цапфы необходимой грузоподъемности, поэтому ручей роликов одновременно обкатывается по деформируемой заготовке и опорной планке. Благодаря одновременному контакту ручья роликов с трубой и опорной планкой профиль планки в поперечном сечении должен копировать профиль ручья роликов, а в продольном сечении опорная планка имеет расчетную калибровку.

В табл. 6.4 приведены режимы прокатки труб с особо тонкими стенками из КС-стали.

Таблица 6.4. Результаты прокатки труб из заготовки D_з × S_з = 102 × 1,0 мм КС-стали без промежуточной термообработки

Прокатка			Суммарная вытяжка	Подача, мм	Число двойных ходов, в минуту
Первая	Вторая	Третья
100,3 × 0,4	100 × 0,25	–	4,05	3	6
103,3 × 0,4	99 × 0,20	–	5,05	3	60
103,4 × 0,4	99,8 × 0,15	–	6,75	3	60
100,5 × 0,5	100 × 0,25	99,7 × 0,1	10,10	3	60