ОМТ.Лекція 2.Основи попереково-гвинтової прокатки.

Уважно прочитайте лекцію та роздивіться малюнки. Дайте відповіді на запитання (письмово).

Лекція 2.Основи попереково-гвинтової прокатки.

        Першою технологічною операцією при виробництві стальних безшовних гарячедеформованих труб є прошивка зливків і заготовок в порожнисті товстостінні гільзи. Ця операція здійснюється в прошивних станах гвинтової прокатки з бочковидними, грибовидними або дисковими валками (рис.2), на пресах , пресвалкових станах , методом механічної розточки або виливанням.

Рисунок 1.Схема прокатки : а-повздовжня ;б- поперекова; в- попереково-гвинтова;1-валки ; 2-заготовка; 3- дорн(голка).

Рис.2.Схеми утворення середовища деформації на станах

з бочковидними (1), грибовидними (2), дисковими А(3), дисковими С(4)

і чашевидними (5) валками (А-асиметричне середовище деформації;

С - симетричне середовище деформації)

Рис.3.Обертальний рух валків в попереково-гвинтовій прокатці.

        Найбільше розповсюдження одержав спосіб прошивки круг­лої заготовки на прошивних станах поперечно-гвинтової про­катки, відмінною особливістю якої в порівнянні з про­довжною прокаткою є наявність, крім поступального руху, ще й обертального руху заготовки навколо про­довжної вісі в процесі деформації.

        Поступальний рух заготовки забезпечується розвертанням вісі робочих валків відносно вісі заготовки на кут подачі a в різному напрямку, але при однаковому напрямку обертання валків. Однак є і інші способи, за допомогою яких здійснюється поступальний рух  заго­товки. Деформація метала між валками здійснюється за рахунок зменшення в напрямку гвин­тового руху метала відстані між робочими поверхнями   прокатного  інструмента, забезпечуючи  тим самим збільшений режим обтискання   та сприятливі умови для за­хоплення металу.

            При гвинтовій прокатці основна формозміна металу здійснюється за рахунок сил тертя на поверхні контакту метала з валком. 

            Прошивні стани всіх типів мають однакову форму ос­новних ділянок середовища деформації (вхідний і вихідний ко­нуси), допоміжний інструмент (ролики, диски або лі­нійки) для утримання заготовки в середовищі деформації, меха­нізми і пристрої для підведення і примусової задачі заготовки у валки, утримування оправки в середовищі деформації.

             При прошиванні суцільних заготовок і зливків в гільзи на ста­нах поперечно-гвинтової прокатки використовують бочковидні, дискові, грибовидні і чашовидні валки. Основна різниця між прошивними станами з різними типами валків заключається розміщенні осей валків у просторі відносно осі прошивки (рис.4).

Рисунок 4.Схеми прошивних станів з бочкоподібними (а), дисковими(б) та грибовидними (в) валками:1-валки, 2- оправка ,3-заготовка , 4-лінійки.

Найбільше розповсюдження одержала прошивка на двох­валковому стані з бочковидними валками (рис.4, а), які мають  форму двох усічених конусів і з’єднаних між собою більшими основами. Осі валків розміщені у вертикальних площинах, паралельних вісі симетрії стана (вісі про­шивки), при цьому вісь валка складає з віссю прошивки кут a, який називається кутом подачі. В сучасних прошивних станах з бочковидними валками кут подачі складає  4¸18°.

Прошивний стан з грибовидними валками (рис.4, в) забезпечує більш сприятливі умови деформації. Грибо­видний валок представляє собою два усічених конуса, один із яких з більшим кутом нахилу образуючої — вхідний, а інший (з меншим кутом нахилу образуючої) — вихідний конус. Діаметр валка від входу до виходу заготовки збільшується, що сприяє підвищенню швидкості виходу гільзи із валків і зменшенню скручування заготовки у валках. Осі валків розміщені в просторі так, що їх проекції на вертикальну площину складають кут подачі a, який дорівнює  4¸12°, а проекція на горизонтальну площину — кут d, який називається кутом розкатки, d= 17¸30°.

         Стани з дисковими валками можуть мати дві схеми: з аси­метричним середовищем деформації (рис.2,поз.3 ) і симетричним (рис.2, поз.4).

Дискові прошивні стани з асиметричним середовищем деформації в силу притаманним їм конструктивних і технологічних недоліків в сьогоденні не виготовляються. Стани з симетричним середовищем деформації мають декілька кращі умови деформації, однак їх конструктивні недоліки ті ж.

Дискові валки представляють сполучення циліндра з усіченим конусом, менша основа і бокова поверхня якого є робочою поверхнею. Валки консольно встано­влені в станині на підшипниках і обертаються на стані з асиметричним середовищем деформації в одну сторону, а на стані з си­метричним середовищем — в різні сторони. Осі валків нахилені до осі прошивки під кутом d. Вісь прошивки паралельна гори­зонтальній площині, яка проходить через осі дисків, але зміщена по вертикалі на відстань q=50¸80 мм. Рівень прошивки (величину q) можна змінити перестановкою направляючих лі­нійок по вертикалі, що призводить до зміни швидкостей виходу гільзи із стана.

В останні роки розроблені і досліджені стани з чашо­видними валками (мал.2.1.поз. 5), в яких вхідний конус зроблений з меншим кутом нахилу образуючої, а вихідний — з більшим. До осі прошивки осі чашовидних валків нахилені під кутом 8°. Процес прошивки на стані з чашовидними валками проходить декілька швидше і з меншими енергозатратами, ніж на стані з бочковидними валками.

В сьогоденні все більший розвиток знаходить процес прошивки на трьохвалкових станах поперечно-гвинтової прокатки, які забезпечують одержання труб високої якості. На цих станах відсутній направляючий інструмент, що приводить до зниження сковзання металу і витрат енергії при про­шивці.

Питання для самоперевірки.

1.У чому суть попереково-гвинтової прокатки ?

2. Який інструмент використовують для попереково-гвинтової прокатки ?

3.Що відбувається з рухом валків ?

4.Яке обладнання використовують в прошивних станах ?

5.Назвіть най перспективний метод прошивки. Чому саме він ?