Диссертация (Совершенствование технологии и конструкции стана для прокатки прецизионных труб малого диаметра), страница 4

Очень важнымявляется строго определенное расположение опорных планок внутри кольцевойрасточки станины. Оно должно точно соответствовать углу 360/n, где n – числоопорныхпланок.Даженебольшоеотклонениеэтогоуглаисключаетвозможность получения готовых труб правильной геометрической формы.Достигается точная установка опорных планок промежуточными26 Рисунок 1.10. Станина с рабочей клетью стана ХПТРсегментами 4, выполненными строго одинаково. Опорные планки крепятся ккольцевой станине болтами 5 через пружину 6, которые дают возможностьперемещаться им в радиальном направлении при движении клиньев 3 впродольном направлении.

Таким образом производится настройка калибра.Клинья могут двигаться каждый раздельно от винта 7 или все вместе спомощью зубчатой передачи 8, объединяющей винты всех клиньев. Настойкакалибра клиньями производится обычно по оправке. Рабочие роликиустанавливаются на подшипниках скольжения 9 в пазах сепаратора, которыйудерживает их в одной вертикальной плоскости.

Окна перемещают врадиальном направлении полуоткрытые подшипники скольжения, которые27 Рисунок 1.11. Рабочая клеть стана ХПТР 4-1528 называются вкладышами сепаратора. Внутренней расточкой подшипникиудерживают цапфы роликов, а наружными плоскостями скользят в пазахсепаратора. Чтобы ролики постоянно прижимались к опорным планкам,подшипники-вкладыши опираются на пружины 10.

Сепаратор с роликамиперемещается возвратно-поступательно в станине на опорах скольжения,выполненных в виде накладок 11 из бронзы или фторопласта (для станов малыхтипоразмеров).Скорость движения роликов по опорным планкам, а следовательно искорости движения сепаратора определяются катающим радиусом и радиусомцапф роликов, т.е. ролики катятся за счет одновременного контакта с опорнымипланками и прокатываемой трубой при движении клети. Катающий радиус –это радиус, проведенный в точке на калибре валка, где окружная скоростьвалков равна скорости выхода металла из валков.В станах ХПТР применяют разные системы соединения сепаратора срабочей клетью. В приведенной на Рисунке 11 конструкции клети сепараторприсоединен с помощью двух планок 14 к двуплечему рычагу 13, который всвою очередь соединен с клетью, регулируемой по длине штангой 15.

Оськачания рычага закреплена на неподвижной станине (на Рисунке 1.11 непоказана). При движении клети двуплечий рычаг качается возвратнопоступательно, увлекая за собой сепаратор с роликами. Длина пути движениясепаратора будет зависеть от места закрепления штанги 15 на рычаге и клети.Определяются места закрепления соотношением катающего радиуса и радиусацапф роликов. Эта регулировка позволяет для каждого маршрута прокатки(размера прокатываемой трубы-заготовки и получаемой трубы) значительноснижать осевые силы, возникающие при прокатке на стане ХПТР [3].Скорость поступательного движения роликов при прокатке зависит отскорости движения рабочей клети и отношения катающего радиуса ручьяроликов к радиусу цапф.29  Рисунок 1.12.

Схема и схема настройки рычажной системы клети длястана ХПТР 4-1530 Регулировка происходит вручную по таблице настройки рычажнойсистемы клети (Рисунок 1.12) [3, 65]. Значение длины плеч рассчитывается наэтапе проектирования стана.Для станов ХПТР характерны следующие особенности:- клеть, выполненная в форме толстостенной втулки, обладает большойжесткостью, что позволяет исправить разнотолщинности (абсолютная иотносительная) заготовки и достичь высокой точности геометрическихразмеров трубы;-малыйдиаметррабочихроликов,чтопозволяетполучитьособотонкостенные трубы и понизить давление прокатываемого металла нарабочий инструмент;- применение 3-4 роликов с постоянным сечением ручья позволяетуменьшить глубину вреза ручья в ролики. Таким образом снижаетсяскольжение калибров по заготовке, следовательно, данная мера не приводит кналипанию металла на рабочий инструмент;- относительная простота конструкции рабочего инструмента, что в своюочередь дает возможность обеспечить точность изготовления и простотуконтроля.Вышеперечисленные особенности приводят к тому, что основная задачастанов ХПТР – получение прецизионных особотонкостенных труб.

При этомспособ получения труб на станах ХПТР не предусматривает высокуюпроизводительность.Основные причины, не позволяющие повысить производительность:1. Прокатка роликами, имеющими постоянный радиус ручья, равныйрадиусуготовойтрубы,осуществляетсявтакназываемом«незакрытом» калибре, что образует значительный зазор междуроликами. При увеличении степени деформации металл начнет течь взазор и невозможно будет получить необходимую трубу.31 2. Особенностью прокатки на таких станах является то, что в подвижномкорпусе клети движется сепаратор с роликами. Ход корпуса рабочейклети больше хода сепаратора. Длина очага деформации определяетсявеличиной перемещения сепаратора с роликами.

Для увеличения ходасепаратора придется значительно увеличить ход корпуса клети, чтоприведет к возрастанию динамических нагрузок на привод клети.3. Невозможно увеличить количество ходов клети в минуту. Этообусловлено тем, что при обратно ходе клети конструктивно необеспечено изменение направления вращения роликов. Поэтому прибольших скоростях ролики не будут успевать менять направлениевращения, что приведет к проскальзыванию по планкам и к выработкепоследней.Для прокатки труб с очень тонкими стенками на станах ХПТР характерностыкование торцов заготовок. Величина осевых сил и напряжений на торцахзаготовки пропорциональна коэффициентам вытяжки и величине подачи.Поэтому в обычных условиях во избежание стыкования заготовок прокаткутонкостенных труб производят с малым линейным смещением металла, т.е.

приочень низкой производительности станов. Для решение проблемы стыкованиязаготовки был разработан «плавающий» патрон подачи заготовки в очагдеформации (Рисунок 1.13) [3].В плавающем патроне шпиндель, удерживающий заготовку, привозникновении осевых сил может свободно перемещаться вдоль оси прокатки всторону действия сжимающей осевой силы. Во время прокатки заготовка,удлиняясь в сторону патрона при обратном ходе клети, утапливает шпиндель.Перед началом следующего хода, когда совершается подача и поворотзаготовки, труба с помощью специальных торцевых кулачков возвращается висходное положение и одновременно перемещается на величину подачи.

Прииспользовании «плавающего» патрона подачи на заготовку действуют толькоусилия подачи, а во время рабочего хода клети осевые силы на заготовку не32 действуют. Это благоприятно влияет на процесс прокатки, т.к. усилия подачизначительно меньше осевых сил, возникающих при прокатке.Рисунок 1.13. «Плавающий» патрон стана ХПТР 15-30. 1- корпус патрона, 2 –кулачки, 3- шпиндель, 4 – шестерня, 5, 6 – торцевые кулачки, 7 –пружина, 8 – стопор [3]Недостатком патрона такой конструкции является то, что смещениепрокатываемого металла при обратном ходе клети происходит в сторонупатрона подачи.

Это уменьшает долю прокатываемого металла для обратногохода и увеличивает для прямого. Это приводит к уменьшению величиныподачи заготовки в очаг деформации из-за возрастания усилий прокатки.Следовательно, применение «плавающего» патрона подачи снижает, и без тогоневысокую, производительность станов ХПТР [3].Для совершенствования процесса прокатки роликами постоянно ведутсяисследования теоретические и экспериментальные исследования [27, 30, 48].Существует вариант, при котором стан холодной периодической прокаткипоставляется сразу с рабочими клетями стана валковыми и роликовымиклетями (клети станов ХПТ и ХПТР) [12].

В этом случае для привода обеихклетей используются кривошипно-шатунный механизм стана ХПТ (Рисунок1.14).Такойвариантпозволяетзначительноповыситьихчасовую33 производительность, сохраняя заданное качество трубы. Однако требуетсямного времени на замену одной клети на другую.Рисунок 1.14. Стан холодной периодической прокатки с валковой и роликовойклетямиПринимая во внимание все вышеперечисленное, было принято решениедля повышения производительности прокатки прецизионных труб малогодиаметра рассматривать в данной диссертационной работе повышениепроизводительности на станах ХПТ путем минимизации величины осевых сил,возникающих при прокатке.1.3 Причины возникновения осевых сил, возникающие при прокаткена стане ХПТВопросу снижения осевых сил всегда уделялось много внимания. Вразное время для решения этой проблемы были предложены различныеконструктивные способы снижения осевых сил, действующих на трубу припрокатке.

Прежде чем начинать обзор существующих методов необходимоболее подробно разобраться с причиной возникновения осевых сил.Согласно принятой теории холодной периодической прокатки катающийрадиус валков принимается равным радиусу начальной окружности ведущейшестерни, который, как отмечалось ранее, в общем случае не совпадает со34 значением действительного катающего радиуса.

Другими словами, прокатка настанах ХПТ ведется с принудительным катающим радиусом. Под катающимрадиусом понимается радиус, проведенный в точке на калибре валка, гдеокружная скорость валков равна скорости выхода металла из валков. Будемпринимать за действительный катающий радиус - фактическое значениекатающегорадиусаприпрокаткевкаждыймоментвремени,запринудительный катающий радиус – радиус, равный выбранному значениюрадиуса начальной окружности ведущей шестерни, а за расчетное значениекатающего радиуса – значение, полученное при расчете по какой-либометодике. Значение действительного катающего радиуса изменяется напротяжении всей длины очага деформации, в то время как радиус начальнойокружности ведущей шестерни постоянен (Рисунок 1.15).