2.2 Расчёт геометрических параметров калибровочного стана

Калибровка труб на заданные размеры осуществляется в 3-х и 5-ти клетьевых калибровочных станах. Для получения труб заданной формы применяют знакопеременную калибровку, которая обеспечивается попеременно вертикальной и горизонтальной овализацией сварного профиля с редуцированием в 1÷2 % в каждой клети. Последняя клеть калибровочного стана является чистовой, т.к. калибрует круглый сварной профиль окончательного размера.

Периметр трубы в калибровочном стане:

,

где - порядковый номер калибровочной клети.

Овальность калибра создаётся двумя радиусами. Рекомендуемый диапазон углов формовки меньшим радиусом овала калибра составляет 70º÷100º. Меньший радиус формовки овала выбирается в пределах 70÷90 % от радиуса готовой трубы, а больший радиус берётся в пределах 105÷120 % от радиуса готовой трубы.

Задаваясь радиусами овала и углом формовки меньшего радиуса, находим центральный угол из выражения:

мм?

где: - угол центрального участка калибра, рад;

- угол периферийного участка калибра, рад;

- радиус центрального участка калибра, мм;

- радиус периферийного участка калибра, мм.

Ширина и высота овального калибра определяется по формулам:

а) для овала с большей горизонтальной осью:

мм;

мм;

где - высота калибра, мм;

- ширина калибра, мм.

б) для овала с большей вертикальной осью:

мм;

мм.

Ширина верхнего и нижнего валка калибра определяется:

мм.

Диаметры валков по дну и расстояния между ребордами определяются так же, как для формовочных клетей. Диаметры валков по реборде определяем исходя из высоты калибра:

мм.

Калибры калибровочного стана представлены на рисунках 2.10- 2.12.

Рис.2.10 - Овальный калибр с большей горизонтальной осью.

Рис. 2.11 - Овальный калибр с большей вертикальной осью.

Рис. 2.12 – Круглый конечный калибр калибровочного стана.

Задача 6

Пример расчёта инструмента калибровочного стана.

Расчет ведем для линии стана производства труб ТЭСА 20-102 для типоразмера из предыдущего примера.

Решение:

1. Для первой калибровочной клети определяем:

1.1 Периметр трубы в первой клети:

мм

1.2Радиус периферийного участка равен:

мм,

где R_т = 40 мм – радиус готовой трубы.

1.3 Угол периферийного участка:

рад

1.4 Радиус центрального участка:

мм

1.5 Угол центрального участка:

рад

1.6 Ширину и высоту калибра:

мм

мм

1.7 Ширину валка:

мм

1.8 Минимальный диаметр валка по дну калибра:

мм

1.9 Диаметр валка по реборде:

мм

2. Для второй калибровочной клети рассчитываем:

2.1 Периметр трубы:

мм

2.2 Радиус центрального участка:

мм

2.3 Угол центрального участка:

рад

2.4 Радиус периферийного участка:

мм

2.5 Угол периферийного участка:

рад

2.6 Ширина и высота калибра:

мм

мм

2.7 Ширину валка:

мм

2.8 Минимальный диаметр валка по дну калибра:

мм

2.9 Диаметр валка по реборде:

мм

3. Для третьей калибровочной клети:

Данный калибр имеет круглую форму. Радиус калибра равен радиусу готовой трубы R_т = 20 мм.

Ширина калибра равна его высоте и диаметру готовой трубы D_T = 40 мм.

Вычислим:

3.1 Ширину валка:

мм

3.2 Диаметр валка по дну калибра:

мм

3.3 Диаметр валка по реборде:

мм

4. Кривизну участков калибров в калибровочном стане определяем, как:

а) 1-я клеть:

мм

мм

б) 2-я клеть:

мм

мм

в) 3-я клеть:

мм

Изменение кривизны участков с малым и большим радиусом представлено на графике:

Рис. 2.13 График изменения кривизны периферийного и центрального участков калибров в калибровочном стане.

Из графика видно, что кривизна периферийного участка изменяется от своего значения в сварочном калибре до наибольшего значения в первой калибровочной клети, а затем до минимального значения во второй калибровочной клети. Кривизна центрального участка изменяется в обратном порядке.