Кинематика очага деформации при безоправочной прокатке труб нефтяного сортамента

Abstract

Рассмотрен процесс безоправочной прокатки труб нефтяного сортамента. Получены зависимости определения параметров калибровки относительно известных обжатия и величины овализации калибра. Обосновано создание математической модели процесса редуцирования и работы извлекательно- калибровочного стана. Приведены зависимости определения основных параметров очага деформации. Получены системы уравнений для нахождения поверхности контакта металла трубной заготовки и инструмента для двухвалкового и трехвалкового калибров. Представлено поле скоростей металла трубной заготовки. Из условия, что осевая компонента вектора скорости изменяется по квадратичному закону и скорость металла на входе очаг деформации со скоростью выхода из очага деформации связаны коэффициентом вытяжки, получена зависимость для определения этой компоненты вектора скорости. Обоснован линейный закон распределения радиальной компоненты вектора скорости металла трубной заготовки, из условия связи осевой компоненты вектора скорости и радиальной тангенсом угла между рассматриваемым сечением и вертикальной плоскостью симметрии валка получена зависимость для определения радиальной составляющей вектора скорости. Третья компонента вектора скорости определена из условия несжимаемости, которое определено для трехвалкового и двухвалкового калибра. На основе определенных компонент вектора скорости определены компоненты тензора скоростей деформации для трехвалкового и двухвалкового калибров. Компоненты тензора скоростей деформации рассчитаны для случая прокатки труб на редукционном трехвалковом стане. Произведена численная оценка компонент тензора скоростей деформации, определены компоненты тензора скоростей деформации, которые возможно не учитывать при проведении инженерных расчетов с использование тензора скоростей деформации. This article describes the process of plugless rolling of oil pipes. Correlations between caliber parameters and swaging were obtained. The mathematical model of the process of plugless rolling of pipes was made. Main parameters of the deformation zone were determined. A set of equations to determine the surface of the contact area of the round billet and the tool for two-roll and three-roll calibers was obtained. The velocity field of metal billets was presented. From the assumption that the axial component of the velocity vector changes according to the quadratic law and the metal entrance velocity in the deformation zone is connected with the exit velocity from the deformation zone by the reduction ratio, the dependence for the determination of this component of the velocity vector was obtained. The linear function of the radial component of the velocity vector was justified. From the relation of axial and radial components of the velocity vector by the tangent of the angle between the considered section and the vertical symmetry plane of the roll a dependence for the determination of the radial component of the velocity vector was defined. The third component of the velocity vector was determined subject to the incompressibility condition, which was defined for three-roll and two-roll calibers. Based on the determined components of the velocity vector, the components of the strain velocity tensor were defined for three-roll and two-roll calibers. The components of the strain velocity tensor were calculated for the case of rolling tubes in a three-roll reduction mill. The components of the strain velocity tensor were numerically estimated, and the components of the strain velocity tensor that may be neglected in engineering calculations were determined.