Дорновий пристрій пілігрімового стану

Изобретение относится к трубопрокатному производству, в частности к дорновому устройству пилигримового стана. Известно дорновое устройство, включающее дорн, имеющий рабочую часть, головку для фиксации дорна в замке подающего аппарата, цилиндрический участок, размещенный между головной и основной рабочей частью, равный ширине дорного кольца, и охватывающее дорн дорновое кольцо [1]. Дорновое устройство предназначено для осуществления прокатки гильзы в тр убу на пилигримовом стане. После прокатки очередной гильзы извлекают дорн вместе с дорновым кольцом из прокатанной трубы. В процессе пилигримовой прбкатки дорновое кольцо располагается на цилиндрическом участке, имеющем протяженность, равную ширине дорнового кольца/При этом дорновое кольцо занимает на дорне строго фиксированное положение между дорновым замком подающего аппарата и задним торцом гильзы. Недостатком известного устройства являются значительные потери металла на пильгерголовку, отделяемую в те хнологическую обрезь после окончания пилигримовой прокатки. Известно дорновое устройство, содержащее дорн, имеющий рабочую часть, головку для фиксации дорна в замке подающего аппарата, размещенный между ними конический хвостовик, длиной равной длине пильгерголовки, цилиндрический участок протяженностью равный ширине дорнового кольца и размещенный между хвостовиком и головкой и охватывающее дорн дорновое кольцо [2]. Наличие в дорне конического хвocтовика обеспечивает уменьшение массы пильгерголовки и снижение потерь металла в технологическую обрезь. А процессе прокатки дорновое кольцо занимает строго фиксированное положение между дорновым замком подающего аппарата и задним торцом гильзы. Недостатком известного устройства является недостаточное уменьшение массы пильгерголовки при ее раскатке и значительные потери металла в обрезь. Известно дорновое устройство, содержащее дорн, имеющий рабочую часть, головку для фиксации дорна в дорновом замке подающего аппарата, размещенный между ними хвостовик, состоящий из нескольких сопряженных цилиндрических ступеней, размещенный между хвостовиком и головкой цилиндрический участок равный ширине дорнового кольца и охватывающее дорн дорновое кольцо [3]. Наличие у дорна хвостовика, состоящего из нескольких сопряженных цилиндрических ступеней разного диаметра, позволяет в большей мере уменьшить массу пильгерголовки по сравнению с предыдущим техническим решением и снизить потери металла (рис.3). В процессе прокатки дорновое кольцо занимает строго фиксированное положение между замком подающего аппарата и задним торцом гильзы. Недостатком известного устройства является недостаточное уменьшение массы пильгерголовки, в результате того, что максимальный диаметр хвостовика не превышает внутренний диаметр гильзы. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является дорновое устройство, содержащее дорн, имеющий рабочую часть, головку для фиксации дорна в замке подающего аппарата, размещенный между ними хвостовик, состоящий из трех конических участков с различной конусностью, размещенный между хвостовиком и головкой участок, равный ширине дорнового кольца и охватывающее дорн дорновое кольцо [4]. Использование известного решения обеспечивает максимально возможное уменьшение массы пильгерголовки и сокращение технологической обрези. Недостатком известного устройства является нестабильность положения дорнового кольца на дорне в процессе прокатки. Это связано с тем, что в процессе прокатки с использованием известного дорнового устройства, в течение определенного времени на задний торец гильзы не действует подпор со стороны подающего аппарата, т.к. раскат в процессе прокатки постепенно наползает на хвостовик дорна. Участок дорна для размещения на нем дорнового кольца выполнен цилиндрическим. Цилиндрической выполнена и внутренняя полость дорнового кольца. С учетом имеющегося зазора между дорновым кольцом и дорном невозможна фиксация кольца на дорне при отсутствии подпора со стороны подающего аппарата на задний торец гильзы. Вследствие этого, дорновое кольцо перемещается по дорну возвратно-поступательно между замком подающего аппарата и задним торцом гильзы. Такие перемещения дорнового кольца увеличивают износ поверхности дорна и внутренней полости дорнового кольца, что снижает надежность их работы из-за повышенного износа. Кроме того, повышенный износ участка хвостовика дорна приводит к снижению объема хвостовика и увеличению массы пильгерголовки и, соответственно, увеличению технологической обрези. Повышается опасность захвата нефиксированного кольца при прокатке пильгерголовки, что связано с созданием аварийной ситуации. Кроме того, существующая конструкция дорнового устройства не обеспечивает стабильное положение дорнового кольца на дорне в процессе их совместной передачи от клети пилигримового стана к устройству для охлаждения, участку вне-становой зарядки и далее опять к пильгерстану. В результате этого, возможно смещение дорнового кольца на головку и даже падение с дорна, что увеличивает вспомогательное время прокатки и снижает производительность пильгерстана. Целью изобретения является повышение надежности работы, снижение вспомогательного времени и повышение производительности стана. Поставленная цель достигается тем, что в известном дорновом устройстве пилигримового стана, содержащем дорн, имеющий рабочую часть, головку и размещенный между ними хвостовик, состоящий из трех конических участков с различной конусностью и концевого участка с надетым на него дорновым кольцом, определяющим длину этого участка и имеющим внутреннюю поверхность по форме и размерам одинаковую с наружной поверхностью концевого участка хвостовика дорна, согласно изобретению, внутренняя поверхность дорнового кольца и наружная поверхность концевого участка хвостовика дорна' выполнены из двух конусов с направлением конусности в сторону рабочей части, с соотношением протяженности второго от головки конуса к первому как 3:1-4:1 при угле наклона образующей второго конуса, равным углу самоторможения, и угле наклона образующей первого конуса в 3-4 раза большим угла самоторможения. Повышение надежности работы дорнового устройства пилигримового стана обеспечивается за счет того, что внутренняя поверхность дорнового кольца и наружная поверхность концевого участка хвостовика дорна выполнены из двух конусов с направлением конусности в сторону рабочей части. При этом, наличие двух конусов на внутренней поверхности дорнового кольца и наружной поверхности концевого участка хвосто вика дорна обусловлено следующим. Наличие второго от головки конуса с углом наклона образующей равным углу самоторможения увеличивает силы сцепления на контакте кольца с дорном, что важно для стабильного положения дорнового кольца на дорне в период начала процесса прокатки, когда еще отсутствует осевой подпор на задний торец гильзы. Это стабилизирует кольцо у замка подающего аппарата, предотвращая возвратно-поступательные перемещая кольца по дорну, и следовательно, уменьшая износ колец и повышая работоспособность. Наличие первого конуса с углом наклона образующей в 3-4 раза большим угла самоторможения, предотвращает смещение дорнового кольца на головку и последующее падение его с дорна в процессе перезарядки и транспортировки дорна по линии охлаждения. Вследствие имеющего место в процессе эксплуатации износа дорнового кольца по внутренней полости, не гарантирует только за счет равенства указанных средних диаметров предотвращение смещения кольца на головку дорна. Поэтому наличие конуса с углом наклона образующей в 3-4 раза большим угла самоторможения, полностью предотвращает падение кольца с дорна или перезарядке даже при наличии износа внутренней полости кольца. Направление конусности указанных конических участков в сторону переднего участка дорна обеспечивает возможность принудительного перемещения кольца с помощью шибера при снятии раската с дорна. Выполнение угла наклона образующи х сопрягаемых конусов кольца и дорна равным углу самоторможения на большом коническом - участке обусловлена необходимостью увеличения сил сцепления кольца с дорном в период фазы торможения плунжера подающего аппарата при задаче гильзы в валки. Для предотвращения этого явления угол наклона образующи х принимается равным углу самоторможения. В клиновом механизме, к которому может быть приведено взаимодействие кольца с дорном, самоторможение возможно,- когда угол наклона плоскости меньше угла трения на контакте. Таким образом, величина угла наклона образующи х сопрягаемых конусов кольца и дорна не должна превышать величины 8°30. При изменении условий на контакте величину угла уменьшают до 3°. Дальнейшее уменьшение угла наклона нецелесообразно по причине затруднений смещения кольца с дорна при снятии раската с дорна и повышенного износа, вследствие этого, дорнового устройства. Соотношение длин большего и меньшего конических участков как 3:1-4:1 обусловлено следующим. Максимальная величина этого соотношения (4:1) ограничена возможностью обеспечения стабильного повышения кольца на дорне, без его падения с дорна при перезарядке. Минимальная величина этого соотношения (3:1) ограничена возможностью создании достаточных сил сцепления кольца с дорном в процессе прокатки. При этом выбор конкретного соотношения длин указанных конусов обусловлен условиями, на контакте кольца с дорном и износостойкости материала кольца. Выбор угла наклона образующей меньшего конического участка в 3-4 раза большим угла самоторможения обусловлен следующим. Максимальная величина этого соотношения ограничена возможным ослаблением кольца при заданной его ширине, а минимальная величина - надежностью предотвращения падения кольца с дорна при перезарядке. Выбор конкретной величины указанного соотношения обусловлен габаритами используемого дорнового кольца и износостойкостью материала кольца. На фиг. 1 изображено дорновое устройство, общий вид; на фиг. 2-4 - стадии процесса раскатки гильзы на дорне в трубу на пилигримовом стане. Дорновое устройство включает дорн, имеющий рабочую часть 1, головку 2 для фиксации дорна в дорновом замке подающего аппарате (на рисунке не показан) и размещенный между ними хвостовик, состоящий из трех конических участков 3,4 и 5. Между головкой 2 и хвостовиком размещен участок шириной IК разный ширине дорнового кольца 6, охватывающего дорн. Участок дорна, шириной IК, в свою очередь состоит из двух конусов 7 и 8. Протяженность конуса 8 составляет I, а конуса 7 г- (IК -1). Соотношение длин конусов 7 и 8 составляет 3:1 - 4:1. Угол наклона образующей конуса 7 равен углу самоторможения, а угол у- угол наклона образующей конуса 8 составляет g = (3-4) a Угол наклона образующей конического участка 5 хвостовика равен 0°30'-3°. Значения диаметров конических участков 7 и 8: где d1 - максимальный диаметр конического участка 5 хвостовика; d2 - максимальный диаметр конуса 7; d3 - максимальный диаметр конуса 8. Внутренняя полость дорнового кольца 6 выполнена соответственно участку дорна шириной IК, также состоящей из двух конусов, протяженность и углы наклона образующи х которых полностью соответствуют конусам 7 и 8 на дорне. При этом величина среднего диаметра дорна на конусе 7 - равна среднему диаметру полости кольца на соответствующем участке, а величина среднего диаметра конуса 8 - равна среднему диаметру полости кольца на соответствующем конусе. Указанная конструкция дорнового устройства обеспечивает повышение надежности его работы за счет создания необходимых сил сцепления между дорном и кольцом на участке 7, что предотвращает сползание кольца с дорна в начале прокатки и стабилизирует положение кольца у дорнового замка. Это предотвращает преждевременный износ и выход из строя деталей дорнового устройства, а также способствует улучшению раскатки пильгерголовки и уменьшению вследствие этого обрези. Кроме того, указанная конструкция дорнового устройства предотвращает падение кольца с дорна в результате смещения кольца на головку дорна при перезарядке гильзы и транспортировки дорна с кольцом по линии охлаждения, в результате чего снижается вспомогательное время и повышается производительность пилигримового стана.