Радиально — сдвиговая прокатка – высокоэффективный способ обработки металлов давлением.

Целевое назначение нашего комплекса – производство круглого сортового проката, полых заготовок и труб на основе титана, меди, алюминия, магния, жаропрочных сплавов на никелевой основе, а также высоколегированных сталей.

Технологии и станы РСП не имеют аналогов в отечественной и мировой практике. Сегодня это единственный процесс станционарной винтовой прокатки сортового металла и заготовок, получивший промышленное применение. Приоритет МИСиС в этой области ОМД защищен более чем 80 патентами СССР, РФ и авторскими свидетельствами на изобретения, а также патентами Франции, Италии, Швеции.

Радиально — сдвиговая прокатка – высокоэффективный способ обработки металлов давлением.

С процессом радиально-сдвиговой прокатки (РСП) связан один из наиболее динамичных и продуктивных этапов развития обработки металлов давлением. Реальный вклад в развитие науки и техники, практическая значимость достигнутых результатов позволяют отнести РСП к фундаментальным достижениям мирового уровня.

Радиально — сдвиговая прокатка определяется как частный случай стационарной винтовой прокатки в области больших углов подачи (16…18 градусов и более) в валках со специальной калибровкой для деформации сплошных заготовок постоянного сечения.

Родоначальниками и основателями данного процесса РСП были И.Н. Потапов и П.И.Полухин.

Основное назначение РСП – производство круглого сортового проката, прутков и заготовок. Прокатка на больших углах подачи (β≥18÷20 градусов) оказывает действие уплотнения металла по всему сечению. Вскрытие полости исключается даже при обжатиях 25 %. Увеличение угла подачи с 6-11 до 21-24 градусов способно «реверсировать» разрыхляющее действие прокатки в уплотняющее и более чем на 300% увеличить технологическую пластичность заготовок.

15 ноября 1977 г. универсальный способ РСП был опробован на стане МИСиС 100Т при прокатке заготовок из никелевых жаропрочных сплавов ХН77ТЮР и ХН51ВМТЮКФР. Заготовки диаметром 105 и 120 мм были прокатаны в пруток диаметром 55 мм за пять и семь проходов. Затем впервые в мировой практике была прокатана опытная партия слитков, предварительно-деформированных, и непрерывно литых заготовок из сталей Х12М, Р6М5, Р18, ХН55ВМЕФКЮ, ХН56ВМЕЮ и др. Использовали один комплект рабочих валков с универсальной калибровкой, позволяющий вести прокатку со свободным выбором коэффициентов вытяжки при неограниченном числе проходов. До настоящего времени, уже более 35 лет этот способ не превзойден по эффективности, универсальности и простоте реализации. В 1978 г. стан МИСиС 100Т был модернизирован и стал первым в мире реверсивным станом R-РСП. Позднее этот способ стал технологической основой мини-станов винтовой прокатки.

Процесс РСП обеспечивает проработку практически любых деформируемых металлов и сплавов, в том числе высокоуглеродистых, подшипниковых, быстрорежущих, легированных, Ti – сплавов, Zr – сплавов, жаропрочных суперсплавов на основе никеля, силуминов, порошковых материалов разного состава, белых чугунов с содержанием 3% С и др. Один стан с двумя-тремя комплектами рабочих валков гарантирует оперативное производство круглого сортового проката более 70 чистовых диаметров при неограниченном количестве промежуточных размеров раската. По деформации одна клеть заменяет не менее пяти-семи клетей продольной прокатки, общая масса которых превосходит массу клети РСП более, чем в 15 раз.

Геликоидальное истечение металла в очаге деформации по заданным траекториям c замедлением внешних слоев заготовки и ускорением внутренних создает эффект объемного макросдвига. Металл глубоко уплотняется и прорабатывается по всем уровням металлофизического строения. Элементы структурного строения металла приобретает форму изотропных обособленных частиц, высокой дисперсности; при этом происходит комплексное повышение и стабилизация физико-механических и служебных свойств металла. Наиболее высокий уровень достигается в пластических и вязких, а также корреляционно связанных с ними эксплуатационных свойствах.

Высокие сдвиговые деформации, сосредоточенные в ограниченном объеме очага, сопровождаются управляемым разогревом металла. Температурный эффект разогрева – до 100-150 ^оС, что позволяет снизить температуру нагрева перед прокаткой, существенно сузить и оптимизировать температурный интервал деформации, исключив промежуточные подогревы.

Деформация металла ведется с замедлением скорости движения периферийных слоев, что сокращает развитие исходных поверхностных дефектов, устойчиво обеспечивает предельное отклонение по диаметру не более 0,5% от номинального и кривизну прутков 0,75 мм/м.

Непрерывно дискретный характер деформирования, создавая локализованную контактную поверхность с валками, ограничивают уровень усилий, момента и мощности прокатки. При сопоставимых обжатиях уровень энергосиловых параметров при РСП в 12-15 раз ниже, чем при продольной. Соответственно снижается металлоемкость оборудования и мощность главных приводов.

Станы РСП оригинальной конструкции, реализующие новую технологию получения прутков и заготовок диаметром от 8 до 300 мм, разработаны совместно с ОАО «ЭЗТМ», которое является производителем и поставщиком уникального оборудования. Оборудование компактно в исполнении, надежно в эксплуатации, автоматизировано, обладает большой технологической маневренностью, оснащено универсальным и дешевым рабочим инструментом

Основная часть

Часть 1

В первый день практики мы ознакомились с программой двухнедельной практических занятий. Так же нам были предоставлены фильмы про трехвалковый стан, который был произведен и использовался в лаборатории кафедры ранее – стан МИСиС 100Т стан радиально-сдвиговой прокатки сортового металла; про стан холодной прокатки труб (ХПТ); про стан холодной прокатки труб роликами (ХПТР).

ПРОКАТКА РАДИАЛЬНО-СДВИГОВАЯ — поперечно-винтовая прокатка сплошных круглых профилей преимущественно на трехвалковых станах винтовой прокатки с большими углами подачи и высокими разовыми обжатиями. Радиально-сдвиговой прокаткой можно изготовлять сортовые профили с коэффициентами вытяжками за проход от 4 до 25 с хорошим качеством поверхности и существенно меньшими усилиями, чем при продольной прокатке или экструзии. Радиально-сдвиговую прокатку отличает высокие сдвиговые деформации и радикальные локальные усилия, что способствует прокатке труднодеформируемых материалов.

В видео говорится о том, что в Московском Институте Стали и Сплавов разработан новый метод обработки металлов с высоким обжатием на стане радиально-сдвиговой прокатки сортового металла. На примере в видео показан пример как из заготовки диаметром 130 мм получают, всего за один проход, пруток диаметром 40 мм. При этом относительное уменьшение площади поперечного сечения составляет 90%, а длина увеличена примерно в 10 раз.

В целом одна клеть радиально-сдвиговой прокатки совершает такую же работу как 10 клетей продольной прокатки. Сущность нового метода прокатки в том, что нагретая заготовка, проходя очаг деформации, совершает вращательное и поступательное движение. Очаг деформации образует 3 рабочих валка, угол между которыми 120 градусов. Они вращаются в одном направлении. Для того чтобы заготовка имела поступательное движение необходимо повернуть валки на угол подачи, который варьируется от 18 до 30 градусов. Этот метод осуществляется на специальных прокатных станах, разработанные в содружестве с производственным объединением «Электросталь ТяжМаш». Главная часть стана - рабочая клеть, которая состоит из станины и крышки. В клети расположены 3 цилиндрических барабана. В каждом из них имеются расточки для установки рабочих валков. Валки имеют специальную калибровку с тремя участками: 1-входной, 2-обжимной, 3-калибрующий.

Чтобы изменить угол подачи производится поворот барабанов. Для перехода с одного размера на другой приводятся в перемещение барабаны, которые вращаясь вместе с валками в радиальном направлении, изменяют калибр. Простота и быстрота перемещения барабанов позволяет на одном комплекте получать сортовой прокат любого размера широкого марочного ассортимента. В 1975 – году по предложению ученых Московского Института Стали и Сплавов была осуществлена модернизация агрегата и с тех пор для перехода на другой вид продукции достаточно произвести замену технологического инструмента, чтобы на этом же агрегате получать не только трубы, но и новый вид продукции – круглый сортовой прокат. За 10 лет промышленной эксплуатации универсальный агрегат окупился 6 раз. Технология и оборудования станов радиально-сдвиговой прокатки эффективное средство реконструкции и технического перевооружения сортопрокатного производства.

Станы холодной прокатки труб (ХПТ)

Предназначены для производства бесшовных холоднокатаных высокоточных труб из различных марок стали, а также сплавов на основе титана, титана, меди и алюминия.

Прокатанные данным способом трубы имеют прецизионные размеры толщины стенки, наружного и внутреннего диаметров, высокое качество наружной и внутренней поверхностей, благоприятную структуру металла.

Применяют такие трубы, главным образом, в атомной и энергетической промышленности, в космической и авиационной технике, судостроении, нефтехимической и химической промышленности и в других отраслях машиностроения.

Этим способом изготавливаются станы более 50 модификаций для производства труб диаметром от 6 до 450 мм. с учетом применения оптимальной технологии по условиям производства у Покупателя:

· станы могут иметь боковую или торцовую загрузку заготовки со схемой работы как с остановкой на перезарядку, так и непрерывного действия;

· станы выпускаются с различным типом клети: с подвижной силовой станиной; с подвижными кассетой и силовой станиной с опорными брусьями; с подвижной кассетой с опорными валками и стационарной силовой станиной. Клети могут оснащаться следующими типами калибров – кольцевыми, подковообразными, полудисками или роликовыми с постоянным профилем ручья;

· станы поставляются в однониточном или двухниточном исполнении;

· длина заготовки от 1,5-15 метров;

· станы поставляются с выходными столами для приема труб в отрезках или со свертыванием готовых труб в бухту в линии прокатки.

Использование новой технологической схемы прокатки в сочетании с применением новых силовых машин обеспечили производство высокоточных холоднодеформирован-ных труб, соответствующих международным стандартам.

Использование в приводе перемещения рабочей клети устройств для уравновешивания статических и динамических нагрузок обеспечивает высокую быстроходность станов и минимальные энергетические затраты при эксплуатации оборудования.

Новая компоновка машин обеспечила минимальную глубину фундамента под оборудование, что существенно сокращает затраты при строительстве и монтаже.

Повышенная среднемесячная и среднегодовая производительность достигается в результате сокращения времени на выполнение вспомогательных операций и ремонт оборудования.

Холодная прокатка труб

Холодная прокатка труб представляет собой периодический процесс деформации, в результате которого получают трубы повышенной точности по диаметру и по толщине стенки. Станы холодной прокатки предназначены для изменения размеров (диаметра и стенки) и улучшения качества поверхности труб путем пластической деформации их валками или роликами, имеющими переменное сечение ручья (от радиуса заготовки до значения радиуса готовой трубы), на конической или цилиндрической оправке. Оправка закрепляется вдоль оси трубы. Калибры, закрепленные на валах или роликах, совершают сложное движение вдоль оправки: возвратно-врашательное вокруг собственной оси и поступательное совместно с клетью, в которой они установлены на подшипниках качения. Наибольшее уменьшение поперечных сечений стальных труб достигает 88%, а уменьшение толщины стенки 70%, при этом допуск на диаметр обычно находится в пределах 0.5-0.8% от диаметра готовой трубы, а допуск на толщину стенки 0.5-10% от заданного ее готового значения.

Обжатие заготовки при установившемся процессе прокатки происходит следующим образом. В исходном положении рабочей клети (рис. 1, а) механизмом подачи заготовка перемещается в сторону выхода готовой трубы на величину подачи т. При этом сечение I-I занимает положение I₁-I₁; и соответственно сечение II-II положение II₂-II₂. Объем металла, заключенный между сечениями I-I и I₁-I₁ называют объемом подачи. Он равен произведению площади поперечного сечения заготовки на величину подачи m. Поскольку прокатку ведут на конической оправке, то во время подачи образуется зазор между внутренней поверхностью рабочего конуса и оправкой. Поэтому, по мере продвижения рабочей клети вперед (рис. 1, б) валок, обкатывая рабочий конус, вначале редуцирует заготовку по диаметру до соприкосновения с оправкой и уже за тем обжимает по стенке. Таким образом, мгновенный очаг деформации состоит из двух характерных участков: участка редуцирования трубы по диаметру и участка обжатия стенки. По мере продвижения рабочей клети участки рабочего конуса, расположенные впереди калибров, смещаются вперед, и сечение II₂-II₂ занимает промежуточное положение II_x-II_x. Отрезок между этими сечениями, определяемый величиной смещения металла за счет обжатия, равен , где - текущее значение коэффициента вытяжки. Особенностью процесса периодической прокатки является непостоянство размеров очага деформации, скоростных условий и силовых нагрузок по длине рабочего конуса. По всей длине рабочий конус деформируется неодинаково и его сечение постоянно изменяется. Это вызывает известные трудности при определении параметров очага деформации, в частности, вытяжки, абсолютных и относительных обжатий в различных сечениях рабочего конуса, знание которых необходимо для вычисления усилий и момента прокатки.

Рис. 1. Схема холодной прокатки труб на валковом стане:

а - исходное положение; б - промежуточное положение; в - конечное положение

ОБОРУДОВАНИЕ СТАНОВ ХПТ.

1. Конструкция станов ХПТ. На рис. 2 показан план расположения оборудования стана ХПТ с боковой загрузкой заготовок. Технологические операции на этом стане осуществляются в следующей последовательности. Пакет заготовок краном загружается на приемный стол 8. Здесь заготовки распределяются в один ряд и с помощью дозирующих устройств передаются на ось прокатки. Во время передачи патрон заготовки и патрон 6 стержня оправки должны находится в крайнем заднем сложении. Очередная заготовка центрируется люнетами. Затем включается привод 5 патрона стержня оправки, и оправка, продвигаясь сквозь заготовку, устанавливается в исходное положение в зоне движения рабочей клети 3. Включается главный привод стана, сообщающий возвратно-поступательное движение рабочей клети и прерывистое движение патрону подачи и, следовательно, заготовке через механизмы подачи и поворота. Прокатка трубы происходит до тех пор, пока патрон заготовки не переместиться до своего крайнего положения. В этот момент главный привод стана отключается, а

Рис. 2. Схемы расположения оборудования станов холодной прокатки труб с боковой (а) и торцевой (б) загрузкой заготовок

патроны заготовки и стержня оправки возвращаются в исходное (крайне заднее) положение, освобождая место для размещения очередной заготовки. Затем цикл прокатки повторяется.

Порезка готовых труб выполняется во время прокатки летучей пилой, и мерные трубы укладываются на стол готовых труб 1. В целях сокращения времени перезарядки, патрон стержня оправки перемещается со скоростью, примерно вдвое большей, чем скорость патрона подачи. Боковая загрузка требует остановки стана при его перезарядке очередной заготовкой. Частые остановки стана обусловливают существенное снижение производительности и нарушение теплового режима прокатки, что отрицательно сказывается на качественных показателях технологического процесса. Следует заметить, что при боковой загрузке затруднительно осуществлять прокатку труб на цилиндрической оправке и оправке с малой конусностью, так как возникают трудности с извлечением оправки из очага деформации и ее возвращением в исходное положение. Достоинством боковой загрузки является возможность визуального контроля поверхности оправки во время перезарядки заготовок.

При торцевой загрузке стол заготовок размещают в конце стана. Стержень оправки удерживается двумя зажимами, работающими поочередно. Очередная заготовка, попадая на ось прокатки, продвигается через открытый зажим стержня 7 с помощью подающих роликов или другими транспортными средствами. Как только заготовка минует зажим, последний автоматически закрывается, открывается зажим 6 и заготовка продвигается до упора в смежную прокатываемую трубу. Патрон 4 захватывает новую заготовку и цикл повторяется.

При торцевой загрузке заготовок не требуется механизма отвода стержня оправки. Время остановки стана на перезарядку заготовки значительно сокращается по сравнению с боковой загрузкой. Время перезарядки экономится за счет уменьшения количества операций.

Станы ХПТ принято называть валковыми станами, так как деформация заготовки осуществляется валками. В отличие от них, роликовые станы (ХПТР) деформируют заготовку на цилиндрической оправке роликами, ручей которых выполнен постоянным радиусом. Уменьшение кольцевой щели при прямом ходе рабочей клети происходит в результате того, что цапфы ролика катятся по опорной планке, высота которой возрастает по ходу прокатки, и ролики постепенно приближаются к оправке, обжимая заготовку по диаметру и толщине стенки. Поворот и подача трубы происходит одновременно при заднем положении клети.

2. Рабочие клети.Рабочая клеть √ основной узел стана, в котором осуществляется деформация заготовки и превращение ее в готовую трубу. Конструкция клети должна обеспечивать легкий доступ к сменным деталям (валкам, калибрам, оправке, и т.д.) и вместе с тем должна быть достаточно жесткой и прочной, так как максимальные усилия деформации достигают нескольких мега ньютонов. В процессе прокатки детали рабочей клети и сама клеть упруго деформируются, в результате чего они пружинят, т.е. изменяют свои размеры. Эти изменения отрицательно сказываются на качестве получаемых труб, поэтому клеть должна быть максимально жесткой, и иметь минимальную ⌠пружину■. Это в первую очередь относится к станине, так как в ней смонтированы остальные узлы и детали рабочей клети.

Валки станов холодной прокатки труб совершают возвратно-поступательное движение, при этом рабочие клети выполняют с подвижной и неподвижной станиной. Большинство станов ХПТ имеет подвижную станину. В случае большой массы рабочей клети (станы крупных типоразмеров, многониточные станы) применяется неподвижная станина с подвижным рабочими валками.

Рабочая клеть с подвижной станиной (рис. 3) имеет два валка 2, собранных на подшипниках качения. Массивные стойки станины 1 воспринимают вертикальную составляющую усилия прокатки. Основание станины выполнено массивным, благодаря чему повышается ее устойчивость и уменьшается износ опор. Рабочая клеть перемещается на ползунах в направляющих рамах. Валки устанавливают на ось прокатки с помощью клинового механизма 3. Подвижные рабочие клети конструкцииАО ЭЗТМ оснащают предохранительными устройствами, которые осуществляют практически мгновенный аварийный подъем подушки верхнего валка в том случае, когда усилие прокатки превысит максимально допустимое значение.

Предохранительное устройство состоит из пуансона 5, срезного кольца 6 и матрицы 7, которая одновременно является клином для регулировки зазора между валками. Материалом для предохранительного кольца служит чугун СЧ 18-38. Использование предохранительных устройств в значительной мере способствует сохранению деталей рабочей клети и главного привода стана в случае перегрузки. Однако эти устройства снижают жесткость рабочей клети, вследствие чего в большей степени искажаются размеры очага деформации.

Рис. 3. Рабочая клеть стана ХПТ конструкции АО ЭЗТМ

На станах конструкции АО ЭЗТМ верхний и нижний валки соединены синхронизирующими шестернями. Привод валка осуществляется от реечной передачи через консольные шестерни 4, установленные на верхнем валке.

В станах фирмы "Mannesmann-Demag" (рис. 4) рабочие валки снабжены односторонним независимым приводом шестерен от неподвижных реек. Отсутствие синхронизирующих шестерен позволяет уменьшить массу рабочей клети, но несколько затрудняет извлечение ее из рамы. В станах конструкции АО ЭЗТМ клеть извлекают вверх при помощи мостового крана. При независимом приводе валков нижнюю шестерню нужно предварительно вывести из зацепления с рейкой 1.

Рис.4. Рабочая клеть стана фирмы "Mannesmann-Demag"

В рабочих валках станов ХПТ обжатие металла осуществляется специальными калибрами, установленными на рабочих валках. Применяют калибры трех видов: полудисковые, кольцевые и подковообразные. Первоначально использованы только полудисковые калибры, которые применяют в короткоходовых станах. В последнее время их заметно вытесняют кольцевые калибры, которые устанавливают в длинноходовых станах. Подковообразные калибры применяют главным образом при модернизации короткоходовых станов.

Калибры изготавливают из стали ШХ15 и 60ХФА. После термообработки твердость поверхности ручья калибра должна быть не менее 55┘60 HRC. Рабочие валки изготавливают из стали 30ХГСА. Их подвергают объемной закалке до твердости 250┘320 HB. Шестерни рабочих валков выполняют из стали 45Х с поверхностной закалкой зубьев до твердости, не менее 45 HRC.

Рис. 5. Калибр-полудиск . Рис. 6. Кольцевой калибр. Рис.7. Подковообразный калибр.

3. Главные приводы и приводные механизмы. На станах ХПТ и ХПТР главным приводом служат электроприводы с двигателями постоянного тока с постоянным числом оборотов. Двигатели постоянного тока с регулируемым числом оборотов применяют на станах малых типоразмеров, так как эти станы используют для прокатки труб широкого диапазона по размерам и маркам слали, что ведет за собой частые изменения режимов и скоростей прокатки. Передача движения от двигателя к рабочей клети может производиться кривошипно-шатунным механизмом, преобразующим вращательное двигателя в возвратно-поступательное движение рабочей клети.

Известны две схемы расположения кривошипно-шатунного механизма: перед рабочей клетью (рис. 8, а) (в зоне действия патрона подачи) и за клетью,

(рис. 8 б). По первой схеме проектируются станы ХПТ отечественной конструкции, по второй - станы фирмы "Mannesmann-Demag" (Германия). В конструкции отечественных станов сокращается их длина и протяженность трансмиссионного вала механизма 1 подачи и поворота заготовки, по второй схеме облегчается обслуживание приводного механизма, поскольку он не заставлен направляющими патронами подачи.

Кроме кривошипно-шатунного существуют гидравлические и реечные приводные механизмы, но они сложны по конструкции и не нашли широкого применения.

Рабочие клети имеют значительную массу, потому электродвигатель, узлы и детали приводных механизмов испытывают высокие динамические нагрузки, особенно в момент изменения направления движения рабочей клети. Для их уменьшения на станах ХПТ применяют уравновешивающие устройства трех типов: грузовые, пневматические и гидравлические.

Рис. 8. Кинематические схемы приводных механизмов станов ХПТ:

а - конструкции ЭЗТМ; б - конструкции фирмы "Mannesmann-Demag"

4. Механизмы подачи и поворота заготовки.Станы холодной прокатки труб периодический режим работы, т.е. заготовка деформируется не постоянно, а в отдельные промежутки времени. При отсутствии деформации происходит продвижение заготовки по оси прокатки и поворот ее вокруг своей оси. Подача и поворот заготовки происходит в тот момент, когда валки не имеют контакта с прокатываем металлом, т.е. перед началом деформации и после нее. Следовательно, режим работы подающе-поворотного механизма (ППМ) должен быть четко согласован с режимом работы рабочей клети, т.к. ППМ вступает в действие при нахождении клети в крайних положениях (переднем и заднем). Это учитывается в конструкции механизмов, которая обеспечивает строгую синхронизацию подачи и поворота заготовки с положением рабочей клети.

На станах ХПТ наибольшее распространение получила прокатка труб с раздельной подачей и поворотом, при которой подача заготовки происходит в момент, когда рабочая клеть находится в крайнем заднем положении, а поворот при нахождении клети в крайнем переднем положении. Прокатку на станах ХПТР ведут с одновременной подачей и поворотом заготовки при заднем положении рабочей клети.

ППМ обеспечивает плавную или ступенчатую регулировку подачи в пределах 3-40 мм с неравномерностью до 15% и поворот заготовки на угол 57-90^о, который можно изменять в процессе прокатки. При перезарядке и настройке стана ППМ может ускоренно и непрерывно перемещать патрон заготовки.

В настоящее время на станах холодной прокатки труб применяют механизмы подачи и поворота с мальтийским крестом, с рычажной системой, со стопорной пружиной, редукторного типа и дифференциально-кулачковые.

ППМ с мальтийским крестом применяются на станах ХПТР и на некоторых старых станах конструкции УЗТМ и фирмы ⌠Маннесман-Меер■. Механизм приводится в движение от главного привода стана пальцем, число оборотов которого равно числу двойных ходов рабочей клети. В момент начала подачи палец входит в паз мальтийского креста и поворачивает его на заданный угол. В результате этого через систему шестерен происходит подача и поворот заготовки (одновременно).

Для разделения подачи и поворота соответственно положениям клети применяют ППМ с двумя мальтийскими крестами, один из которых отвечает за подачу, а другой √ за поворот.

ППМ с мальтийским крестом не получил широкого применения, т.к. он имеет значительные недостатки: слишком большое отношение (2:1) зон подачи и поворота к зонам рабочих участков ручья калибра, т.е. половина времени рабочего хода расходуется на подачу и поворот; невозможность изменения угла поворота в процессе прокатки; сложность изготовления мальтийского креста.

Механизм с рычажной системой смонтирован в двух отдельных корпусах кулачковом и рычажном. Здесь вращательное движение вала главного привода стана преобразуется в прерывистое возвратно-поступательное движение рамки. Это обеспечивается построением профиля кулачка. Два его участка выполнены постоянными радиусами R и r. Каждый участок занимает по 120^о. Два других участка выполнены переменным радиусом по 60^о. Таким образом, при повороте кулачка на 240^о рамка остается неподвижной, а перемещается за время поворота кулачка на 120^о, т.е. на деформацию металла приходится 2/3 времени рабочего цикла. Рамка через шарнирное соединение и тягу связана с рычажным механизмом и роликовыми муфтами. Роликовые муфты передают вращение только в одну сторону (муфта поворота по часовой стрелке, подачи против). Таким образом, осуществляется разделение подачи и поворота. Ускоренный отвод патрона заготовки осуществляется от отдельного двигателя.

Данный механизм получил широкое распространение, но и он не лишен ряда недостатков дополнительные динамические нагрузки, удары в кулачковом корпусе, большое число шарнирных соединений, и т.д.

Наиболее удачным механизмом подачи и поворота является механизм редукторного типа. Он представляет собой компактную конструкцию, выполненную в корпусе с одним горизонтальным разъемом. Передача прорывного движения происходит при помощи кулачкового вала, получающего вращение от главного привода стана. Этот вал периодически заклинивает через рамку и систему рычагов то одну муфту обгона, то другую, которые передают движения на валы поворота или на гайку подачи. Ускоренное перемещение патрона заготовки происходит от отдельного двигателя.

Механизм подачи и поворота редукторного типа показал высокие эксплуатационные качества и в настоящее время его применяют на большинстве станов ХПТ.

5.Патроны и люнеты.Патроны устройства, передающие заготовке и трубе прерывистое движение поворота и подачи от подающе-поворотных механизмов. Подача заготовки осуществляется патроном заготовки, поворот стержня патроном стержня, заготовки √ патроним заготовки, поворот трубы передним патроном.

Патрон станов устаревших конструкций своими кулачками зажимает заготовку в течение всего своего движения. Он подает заготовку в очаг деформации и поворачивает ее в крайних положениях рабочей клети. Вследствие различной длины заготовок патрон фиксируется на различных расстояниях от клети, поэтому операцию удержания заготовок трудно механизировать и зажим заготовок осуществляют вручную.

Функции подачи и поворота патронов новых конструкций разделены. Операция поворота осуществляется с помощью промежуточного стационарного патрона, который устанавливается в непосредственной близости от рабочей клети.

Конструкции патронов могут быть различными, например, гидравлические, с самозаклинивающимися кулачками, и др.

6. Вспомогательные машины и механизмы станов ХПТ.В состав вспомогательных механизмов станов ХПТ входят: стол для приема заготовок и передачи их на ось прокатки, установка для зажима стержня оправки, отрезное устройство, стол выдачи готовых труб, гидроуправление станом, оборудование для смазки механизмов и охлаждения прокатываемой трубы, узлы автоматизации. Конструктивное исполнение перечисленных мехпнизмов может быть различным и зависит от многих факторов, основным из которых является способ загрузки заготовок.

Холодная прокатка труб роликами (ХПТР)

Первые отечественные станы холодной прокатки труб роликами (ХПТР) были созданы во ВНИИметмаше и появились в промышленности в конце 50-х годов. В настоящее время их серийное производство организовано на АЗТМ. Выпускаются станы пяти типоразмеров: ХПТР 4-15, ХПТР 8-15, ХПТР 15-30, ХПТР 30-60 и ХПТР 60-120. На них прокатывают трубы диаметром от 4 до 120 мм. Станы ХПТР 8-15 и ХПТР 15-30 изготавливаются также в двухниточном исполнении.

На станах ХПТР применяется только торцевая загрузка заготовок, поскольку прокатка осуществляется на цилиндрической оправке. Весьма жесткие требования предъявляются к механизмам подачи, так как стабильность величины подачи оказывает решающее влияние на разностенность готовых труб. Поэтому подача и поворот заготовки осуществляется с помощью мальтийских механизмов, а величина подачи устанавливается посредством коробки скоростей.

На станах ХПТР созданы необходимые условия для получения высокоточных тонкостенных труб: применяются рабочие ролики малого диаметра для прокатки труб с тонкими стенками, небольшое скольжение деформируемой трубы относительно поверхности нескольких роликов, охватывающих трубу по всему периметру, простота изготовления рабочего инструмента по сравнению со станами ХПТ и т.д.

Рабочие клети. Станы ХПТР имеют в своем составе рабочие клети которые состоят из следующих узлов: рабочих роликов, размещенных в сепараторе, станины и системы рычагов, соединяющих сепаратор со станиной. Сепаратор выполнен в виде втулки с прямоугольными окнами и двумя проушинами для соединения с рычагом. Ролики монтируют в окнах сепаратора посредством вкладышей, подаваемых на цапфы роликов. Благодаря вкладышам ролики размещены в одной вертикальной плоскости и свободно перемещаются в радиальном направлении. Эти вкладыши изготовляют из бронзы, текстолита или других антифрикционных материалов. Станина клети выполнена в виде толстостенного кольца-втулки. Станина рабочих клетей станов ХПТР крупных типоразмеров имеют выступы на которых она перемещается в направляющих неподвижной рамы. На станах ХПТР 4-15, ХПТР 8-15, ХПТР 15-30 толстостенная втулка встроена в легкую сварную каретку, которая может перемещаться в неподвижной раме. При расчете на прочность и жесткость станину представляют в виде толстостенного кольца, нагруженного изнутри несколькими сосредоточенными силами по числу роликов. Путем перемещения клиньев ролики устанавливаются на размер прокатываемой трубы.

Большое значение для разработки процессов холодной прокатки труб в станах ХПТР имеет правильный выбор диаметра ролика. Он определяется из условия получения труб с заданной минимальной толщиной стенки. Максимальный диаметр ролика определяется из условия, когда в результате его упругого сплющивания среднее удельное давление окажется меньше сопротивленк металла деформированию. При достижении этого условия дальнейшее увел! ченис давления не вызывает утонения стенки трубы из-за упругого сжатия рс ликов. Поэтому минимальную толщину стенки, которая может быть получен при использовании ролика заданного диаметра, находят из решения уравнени среднего удельного давления и "сплющенной" дуги захвата.

При прокатке труб на ролики действуют силы со стороны деформируемого металла и опорных планок. Кроме того, на них передается усилие S от сепаратора при рассогласовании скоростей. Это усилие может способствовать или препятствовать передвижению роликов в зависимости от настройки привода сепаратора.

Для поштучной подачи в стан заготовок, уложенных в один слой на накло ной решетке, предназначено загрузочное устройство. Оно состо; из транспортера с замкнутой тяговой цепью 1, ползушки 2 с закрепленными i ней толкателем 3, транспортирующих роликов 4, регулируемых в радиальнс направлении. При перезарядке стана заготовка с наклонной решетки 5 сбр сывателем 6 передается на транспортирующие ролики и толкателем задается стан через приоткрытые зажимы стержня оправки и патрон подачи.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: