ОМТ.Лекція 4. Конструкція прошивних станів.

Уважно прочитайте текст лекції ,перегляньте рисунки. Дайте відповіді на контрольні запитання.

Лекція 4. Конструкція прошивних станів.

      Прошивні стани є составним элементом трубопрокатных агрегатів для виробництва гарячекатаних труб. На них здійснюється  перетворення суцільної заготовки в порожню гільзу. З цією метою використовують  стани попереково-гвинтової прокатки и прес-валкові стани.

     Найбільш широке розповсюдження  в обробці металів тиском отримали  стани попереково-гвинтової прокатки. Вони використовуються не тільки  для прошивки заготовки, але й для різних інших технологічних операцій.

          Классифікуються такі стани за наступними найбільш характерними особливостями :

-          по призначенню : прошивні, раскатні, элонгатори, риллінги, розширювателі, калібрувальні;

-          по кінематичній  схемі (розташуванню валків): з подачею заготовки за рахунок  перекосу валків,  з подачею заготовки за рахунок  зміщення вісі прокатки (симетричне або несиметричне  розташування валків);

-          по способу розташування валків в стані: з кутом розкатки а = 0 (бочковидні), з кутом розкатки а > 0 (чашевидні), з кутом розкатки а < 0 (грибовидні);

-          по числу рабочих валків і виду направляючого інструменту: двохвалкові с направляючими лінійками, роликами, дисками (приводними або неприводними), диск-лінейкою, трьохвалкові (без направляючого інструменту);

-          по типу приводу: груповий і індивідуальний. Ів тому ііншому випадку можуть використовуватися електродвигуни постійного та перемінного струму;

-          по способу зміни кута подачі: зарахунок повороту барабанів з валками (кут розкатки не змінюється), за рахунок поворотної планшайби(кут розкатки  змінюється ) и без регулювання кута подачі;

-          по схемі вихідної сторони: з осьової и бічною выдачою гільзи і з вне- становим витягу стрижня.

   Розглянемо схеми робочих ліній двох прошивних станів: з бічною видачею гільзи після прошивки (мал.13, а) і з торцьо­вою (мал.13, б). 

    Робоча лінія прошивного стану з бічною ви­дачею гільзи включає наступні вузли і механізми: головний елек­тродвигун (1), шестерінна кліть (2), універсальний шпіндель (3), пневматичний штовхач заготовки у валки (4), ввід­ний жолоб (5), робоча кліть (6), упорний стрижень з оправкою (7), центрувач (8), упорний підшипник стрижня (11), круговий викидач (10), стіл з направляючими відведеннями упорного під­шипника із стрижнем (12) і похилена решітка (13).

    Прошивний стан з торцьовою видачею гільзи відрізняється ви­хідною стороною, де, крім центрувачів 8, розміщений меха­нізм перехоплення переднього  кінця стрижня 9, фрикційні ролики 14 видачі гільзи із стана, упорно-регулюючий механізм 15 з відкидним упорним підшипником, рольганг відведення гільзи 16.

Недоліком стана з бічною видачею гільз є велика втрата часу на відведення стрижня і подальшу його установку у початкове положення при кожному циклі прокатки. На початку 60-х років була створена принципово нова конструкція ви­хідної сторони з осьовою видачею гільзи, яка дозволяє скоротити час допоміжних операцій майже в 2 рази і підвищити продуктивність прошивних станів.

Розглянемо характеристику сучасного прошив­ного стану.

Мал.2. Оправки прошивних станів                     

    Робоча кліть (мал.13.) приймає на себе весь тиск металу на валки, значить її лита станина 1 має масивну коробчасту форму. Усередині станини розміщені пустотілі барабани 7 з проємами, в яких  встановлені касети подушок робочих валків 2. Зближення і розведення валків здійснюється переміщенням касет подушок по направляючим барабанів гори­зонтальними натискними гвинтами, які приводяться в обертання механізмами 6, що встановлені на торцях барабанів.

      Конструкція робочої кліті забезпечує повертання барабанів на кут 100°, що забезпечує перевалку валків через вікна кришки станини. Привід оберту барабану здійснюється від електродвигуна через два черв’ячних редуктора 3 і ведучу шестерню. В робочому положенні валки встановлюються на кут подачі 12¸18° і закріпляються механізмом стопоріння 4.

     Нижня лінійка встановлюється на стаціонарному столі, верхня лінійка закріпляється в траверсі 5, яка може пере­міщатися вверх і вниз від спеціального механізму, який включає два установочних гвинта і черв’ячний редуктор.

     Привод робочих валків прошивного стану знаходиться із сто­рони подачі металу і включає електродвигун постійного або змінного струму, шестерінну кліть-редуктор і шарнір­ний шпіндель. Двигуни постійного струму встановлюються на всіх сучасних прошивних станах, так як це дозволяє підвищити пропускну спроможність стану і його технологічну маневреність.

      В сьогоденні на прошивних станах встанавлюють незмінні водоохолоджуючі оправки (мал.2,б), при цьому раціональною схемою вихідної сторони є торцьова видача гільзы. При виробництві труб із нержавіючих марок сталей використовують змінну оправку (мал.2, а).

      Для утримання стрижня від продовжнього згину гільзи ,на вісі прошивки використовують центровачі з приводом зближения і розведення роликів від пневмоциліндрів. На малих і середніх станах встанавлюють трьохроликові, а на великих — чотирьох­роликові центровачі.                         

        При осьовій видачі переміщення гільзи здійснюється фрик­ційними приводними роликами.

Мал.3. Робоча кліть прошивного стану

Прошивка Прошивка гільзи на пресах.

      Прошивку на пресах використовують при виробництві труб пресуванням і на модернізованих агрегатах з пілігрімовими станами. Розрізняють три вида прошивки: заповнюючу, наростаючу і наскрізну. 

      На трубопрокатних установках прошивка зливків і заготовок в гільзи на пресі поєднується з послідуючим подовженням одержаних гільз на станах-подовжувачах (елонгаторах) або на трубопрофільних пресах.

      На модернізованих трубопрокатних установках з пілігрімовими станами для одержання порожнистих товстостінних гільз використовується глибока закрита прошивка, яка є різ­новидністю процесу  зворотного пресування.

     При глибокій закритій прошивці розрізняють два види утворення порожнини :

1) заповнююча пришивка зливків і заготовок, поперечний переріз яких менше перерізу внутрішньої порожнини контей­нера; при цьому течія металу в сторони не обмежена і за рахунок радіальної течії  витискаємий пуансоном метал за­повнює об’єм між бічними поверхнями контейнера і заготовки;

2) наростаюча прошивка, при якій здійснюється де­формація попередньо розпресованих зливків і загото­вок (осаджених до доторкання зі стінками контейнера) в глухому контейнері, і процес проходить з течією метала вдовж осі прошивки назустріч пуансону, при цьому висота гільзи збільшується відповідно об’єму ви­тисненого пуансоном металу;

3)   наскрізна прошивка.

Перші дві прошивки призначені для одержання стакану, який розкатується потім в гільзу на станах-елонгаторах, а наскрізна прошивка забезпечує одержання гільзи для використання на установках для виробництва труб пресуванням.

Течія металу при глибокій прошивці досліджувалась в работах Е. Зібеля, С. І. Губкіна, Л. В. Прозорова, Г. А. Смірнова-Аляєва та ін., однак у використанні до одержання товстостінних стаканів при прошивці дослідження в ши­рокому масштабі були проведені тільки в останні роки у зв’язку з освоєнням нових пілігрімових установок, які працюють по схемі прошивний прес—елонгатор—пільгерстан.

Одержання гільзи із стакана проводиться на стані-елонгаторі .

Елонгатор має два робочих валка, які встановлені під відповідним вуглом до осі прокатки (вугол подачі) і лінійки. На елонгаторі дно гільзи-стакана прошивається і повністю розкатується .

Для виробництва труб (в тому числі Æ300—500 мм) використовують багатогранну, переважно прямокутну заготовку, яка одержана на установці безперервного розливання сталі, розроблено процес прес-валкової прошивки, який містить елементи продовжної прокатки в круглому калібрі і пресової прошивки.

Для забезпечення наскрізної прошивки заготовки між її заднім торцем і прес-штемпелем розміщають шайбу з розмірами, які забезпечують її вільний прохід наскрізь середовище деформації . Якість гільз, які одержані по цій технології, вище якості гільз, які одержують на станах гвинтової прокатки, так як — в процесі проштовхування через калібр неприводних валків на заготовку діють лише напруження стискання.

Контрольні запитання.

1.Як ви вважаєте, прошивний стан – це окреме обладнання , чи частина ,чи составний элемент трубопрокатного агрегату ?

2. До складу якого стану входять центрувачі ?

3.Зробіть порівняльну характеристику конструкцій робочих ліній прошивних станів з бічною та торцьовою видачею гільзи.

4.Які види оправок використовують при прошиванні заготовок на прошивних станах ?

5.Опишіть суть прошивки заготовки на пресах кластер- мето