Станы холодной прокатки труб

Разновидности станов ХПТ

и их технико-экономические показатели

Стан холодной прокатки труб представляет собой двухвалковый стан с периодическим режимом работы, рабочей клети которого сообщается возвратно-поступательное движение при помощи кривошипно-шатунного механизма.

Рабочие валки, установленные в клети на опорах, совершают в процессе прокатки возвратно-поступательное и качательное движение при помощи насаженных на их шейки шестерен, крайние из которых на нижнем (или верхнем) валке находятся в зацеплении с зубчатыми рейками, закрепленными на боковых стенках станины рабочей клети.

Процесс прокатки трубы, схема которого показана на рис. 94, осуществляется на неподвижной конической оправке 3, ввернутой в стержень 4, калибрами 1, закрепленными в вырезах валков 2 и имеющими по окружности ручей переменного сечения. Исходный размер ручья соответствует наружному диаметру заготовки 5, конечный размер – наружному диаметру готовой трубы 6.

Конструктивная особенность, отличающая станы холодной прокатки от пилигримовых станов для горячей прокатки труб, заключается в возвратно-поступательном движении рабочей клети стана и неподвижности конической оправки, на которой происходит прокатка труб. Кроме того, при холодной прокатке трубная заготовка используется полностью, а при горячей прокатке на пилигримовом стане значительная часть трубной заготовки (пилигримовая головка) идет в отходы. В исходном положении рабочей клети (І – І, рис. 94) трубная заготовка при помощи специального механизма перемещается в направлении прокатки на некоторое расстояние, называемое «подачей». При движении рабочей клети вперед происходит редуцирование поданного участка заготовки по диаметру и обжатие по стенке в кольцевой постепенно уменьшающейся щели, образуемой ручьем калибров и оправкой. В процесс прокатки задний конец заготовки зажат и неподвижен в осевом направлении.

Рис. 94. Схема холодной прокатки труб на стане валкового типа.

В крайнем переднем положении рабочей клети (ІІ – ІІ, рис. 94) происходит поворот прокатываемой заготовки вместе с оправкой на 60 – 90^о. При обратном движении рабочей клети калибрами прокатанных участку трубы придается правильная форма окружности заданных размеров и обкатывается на оправке коническая часть заготовки переменного сечения, называемая рабочим конусом 7. Далее операции повторяются.

На калибрах в начале и в конце ручья имеются выточки, называемые зевами, исключающие соприкосновение заготовки и трубы с калибрами при подаче и повороте.

Работающие на отечественных трубных заводах станы холодной прокатки труб можно классифицировать по следующим основным признакам:

1) По максимальному размеру наружного диаметра прокатываемых труб – малые, средние, крупные;

2) По типу прокатываемых труб – постоянного и поперечного сечения;

3) По способу загрузки заготовки – с торцовой и боковой загрузкой;

4) По компоновке основных механизмов – левого и правого исполнения;

5) По конструктивным особенностям;

6) По числу одновременно прокатываемых труб – одноручьевые и многоручьевые.

Наиболее полные данные о технологических параметрах станов ХПТ последних конструкций приведены в табл. 6.

Таблица 6

Стан холодной прокатки труб состоит из следующих основных частей: рабочая клети; главного привода, состоящего из главного двигателя, редуктора и кривошипно-шатунного механизма, предназначенного для преобразования вращательного движения вала главного двигателя в возвратно-поступательное движение рабочей клети; механизмов подачи и поворота заготовки (распределительно-подающий механизм); механизма установки и отвода стержня с оправкой; стола заготовки, стола выдачи; смазочной станции; гидроуправления. В последнее время станы ХПТ изготовляют с различными уравновешивающими устройствами, которые можно отнести к узлам приводного механизма.

Кинематическая схема стана ХПТ показана на рис. 95. От электродвигателя 1 вращение через главный редуктор 2 передается на кривошипно-шатунный механизм 3,который сообщает рабочей клети 4 возвратно-поступательное движение. Одному полному обороту кривошипа соответствует двойной ход рабочей клети: в направлении выхода готовой трубы – прямой ход и в обратном направлении – обратный ход.

Вращение валков 5 осуществляется с помощью ведущих шестерен 6, находящихся в зацеплении с неподвижными зубчатыми рейками 7.

Угол разворота валков зависит от диаметра начальной окружности ведущей шестерни, параметров кривошипно-шатунного механизма. На действующих станах угол разворотов составляет 157 – 214^о. от главного редуктора 2 вращение передается на редуктор 8 кулачкового механизма 9 подачи и поворота. Этот механизм сообщает системе рычагов 10 прерывистое движение, которое передается винту подачи 11 и валу 12 поворота трубы. В крайнем заднем положении рабочей клети происходит подача и поворот трубы, в крайнем переднем положении – поворот ее. Механизм 13 предназначен для ускоренного отвода винта подачи, а механизм 14 для установки и отвода стержня крепления оправки.

Устройство рабочей клети стана ХПТ

Рабочая клеть стана ХПТ служит для получения готовой трубы из заготовки, которую прокатывают в калибрах, установленных в вырезах рабочих валков (рис. 96). Рабочие валки 1 смонтированы на подшипниках качения 2, установленных в подушках 3.

Рис. 96. Рабочая клеть стана ХПТ

На оба конца верхнего и нижнего валков насажены ведомые шестерни 4. На нижнем валке, кроме того, смонтированы ведущие шестерни 5. В подушках нижнего валка имеются гнезда, в которые установлены пружины, уравновешивающие верхний валов. Верхний и нижний валки вместе со смонтированными на них деталями установлены в окнах станины 6.

Станина закрытого типа представляет собой цельную отливку, состоящую из двух боковых рам таврового или двутаврового сечения, соединенных между собой перемычкой. В нижней части станины расточены две пары отверстий, в одной из которых установлена ось 19 ползунов 18. В другой паре отверстий смонтированы подшипники 8 с осью 9 бегунков 7. Между подушками верхнего валка и станиной рабочей клети установлены клинья 16. В клиньях размещены срезные кольца 13 и пуансоны 14 предохранительного устройства. Винты 15 фиксируют положение клиньев.

На станине на уровне оси прокатки имеются два прилива для присоединения шатунов приводного механизма. Выступы в нижней части станины предохраняют рабочую клеть от опрокидывания и смещения с оси прокатки.

Подушки нижнего валка устанавливаются неподвижно и фиксируются в станине планками 24. Верхний валок подвижен в осевом и вертикальном направлениях. Осевое перемещение валка достигается ослаблением болтов, крепящих одну из планок 17, и завинчиванием болтов на второй планке. Установка верхнего валка в вертикальной плоскости осуществляется с помощью клиньев 16, перемещаемых винтами 15 по наклонным плоскостям верхних подушек.

Калибры удерживаются в вырезах рабочих валков центровыми болтами 10. Крутящий момент с рабочего валка на калибр передается двумя клиньями 12, устанавливаемыми в радиальных пазах, выполненных на калибре и в бочке валка. Клинья затягивают болтами 11.

Рабочая клеть получает возвратно-поступательное движение от шатунов приводного механизма. При этом она перемещается на ползунах и бегунках по рельсам станины. Ведущие шестерни нижнего валка, находясь в зацеплении с неподвижно установленными в станине под рабочей клетью рейками, сообщают рабочим валкам качательное движение.

Для компенсации износа бронзовых планок 20 ползунов в корпусах последних установлены клинья 21. Ослабив винты 22, болтами 23 сводят клинья и выдвигают планки из корпуса ползунов, после чего винты 22 вновь затягивают.

Спроектированные в последнее время рабочие клети станов ХПТ32-2, ХПТ55-2 и ХПТ75-2 имеют некоторые отличительные особенности. Ведущие шестерни установлены на верхнем валке, что позволяет при замене валков извлекать рабочую клеть из станины вверх с помощью мостового крана без снятия лобовины. Отсутствуют ползуны. Клеть имеет две пары бегунков, что позволяет точнее сохранять ось прокатки. Окна станины облицованы стальными планками.

Такая конструкция рабочей клети имеет очень большую массу и создает при своем возвратно-поступательном движении большие динамические нагрузки в цепи главного привода стана.

Снизить массу рабочей клети можно только за счет исключения из состава деталей, совершающих возвратно-поступательное движение, станины рабочей клети. При этом усилия прокатки с рабочих валков должны передаваться на неподвижную станину.

Рабочая клеть стана, в которой отсутствует подвижная станина, воспринимающая усилия прокатки, применена в станах ХПТ для прокатки труб переменного сечения.

Применение рабочей клети с неподвижной станиной позволяет снизить массу рабочих органов стана примерно на 60 %. Помимо снижения массы, неподвижная станина обеспечивает бесшумность работы стана, что значительно улучшает условия труда обслуживающего персонала.

Главный привод стана

Главный привод стана состоит из главного двигателя, редуктора и кривошипно-шатунного механизма, предназначенного для преобразования вращательного движение вала главного двигателя возвратно- поступательное движение рабочей клети.

Главный двигатель может быть постоянного тока с регулируемым числом оборотов и переменного тока с постоянным числом оборотов. Практикой эксплуатации станов ХПТ установлено, что для станов малых типоразмеров, на которых прокатывают трубы в очень широком диапазоне как по размерам, так и по маркам сталей, более целесообразно применение привода с двигателем постоянного тока. Такой привод позволяет регулировать число двойных ходов рабочей клети, что расширяет технологические возможности станов.

Для станов специального назначения и станов средних и крупных типоразмеров целесообразнее привод с двигателем переменного тока. Главный привод с двигателем переменного тока значительно уменьшает эксплуатационные расходы и капитальные затраты, так как при этом нет необходимости в установке специальных генераторов. Капитальные затраты эксплуатационные расходы уменьшается с увеличением типоразмера стана, что связано с ростом мощности двигателей главных приводов. В том случае когда применяются двигатели переменного тока, настроечное число ходов рабочей клети получают за счет вспомогательного двигателя, подключаемого к редуктору главного привода с помощью специальной муфты и вспомогательного редуктора.

По типу редукторов различают главные приводы с коническими редукторами и цилиндро-коническими редукторами.

Преимущество конических редукторов в том, что они позволяют расположить двигатели главных приводов вдоль оси стана, а такое расположение двигателей обеспечивает минимальные габариты станов по ширине. Однако наличие в редукторе большого числа конических зубчатых зацеплений требует тщательной регулировки этих зацеплений. Неточная же регулировка приходит к быстрой поломке основных деталей такого редуктора. Поэтому срок службы деталей цилиндро-кониического редуктора более длителен.

От главного двигателя через редуктор вращение передается на приводной и кривошипно-шатунный механизм, а также механизм подачи и поворота.

Приводной механизм предназначен для превращения вращательного движения главного двигателя стана в возвратно-поступательное движение рабочей клети. Приводной механизм представляет собой спаренный дезаксиальный кривошипно-шатунный механизм с двумя парами зубчатых колес, из которых ведомые являются кривошипными, а ведущие соединены через муфту с главным приводом стана.

Кинематическая схема этого механизма представлена на рис. 97.

Вал кривошипных шестерен смонтирован на двухрядных конических подшипниках. В кривошипных шестернях выполнены расточки, в которые горячей посадкой установлены пальцы. На пальцах с помощью подшипников установлены шатуны. Шатуны устанавливают на двух конических или сферических роликовых подшипниках каждый.

Валы ведущих шестерен монтируют также на сферических или конических роликовых подшипниках. Кривошипные шестерни выполняют с бандажами.

Разновидности и конструкция механизмов подачи и поворота

В процессе холодной прокатки труб заготовка должна перемещаться (подаваться) в направлении к рабочим валкам, в зону деформации металла, а также поворачиваться вокруг своей оси. Подача и поворот заготовки могут происходить только тогда, когда валки не касаются прокатываемого металла, т. е. в момент раскрытия зевов на калибрах. Отсюда вытекает основная особенность механизмов подачи и поворота и требования, предъявляемые к конструкции этих механизмов.

Особенность эта заключается в периодическом характере действия механизмов. Движения, осуществляемые механизмами, должны быть прерывистыми, с постоянными пусками и остановками всех кинематических цепей подачи и поворота. Таким образом, первое требование к конструкции этих механизмов сводится к обеспечению синхронизации подачи и поворота заготовки с положением рабочей клети.

Для обеспечения выполнения этого требования в настоящее время на станах ХПТ применяются механизмы подачи и поворота с мальтийским крестом, с рычажной системой и редукторного типа.

На станах ХПТ одним из первых механизмов подачи и поворота был механизм с мальтийским крестом (рис. 98). Ведущий палец механизма 1 вращается от главного привода стана с числом оборотов, совпадающим с числом двойных ходов рабочей клети. К моменту начала подачи палец входит в зацепление с крестом 2 и, продолжая вращаться, поворачивает крест на определенный угол, равный частному от деления 360^о на число пазов креста. Поворот креста через систему передач, в которую входят и сменные шестерни 3, необходимые для регулирования величины подачи, передается на винт подачи 4 и вал поворота 5. Для торможения креста в период рабочего и обратного ходов клети во избежание самопроизвольного его поворота служит специальный кулачок 6, закрепленный на ведущем валу, который, вращаясь в радиусных выточках креста, не позволяет повернуться больше, чем на величину зазора между кулачком и радиусным выступом. Для ускоренного отвода винта подачи имеется электродвигатель, движение от которого на винт передается через клиноременную передачу и муфту переключения.

К разновидности данного механизма относится механизм с двумя крестами, позволяющий разделить подачу и поворот. В этом случае первый крест служит для осуществления подачи, второй – полворота.

Эти механизмы имеют ряд конструктивных недостатков:

1. Для соблюдения оптимального соотношения между рабочими и холостыми участками хода клети, согласно которому на подачу и поворот отводиться на цикла, или по 60^о оборота кривошипа, необходимо для станов применять трехлучевой мальтийский крест. Однако использование трехлучевого креста не представляется возможным из-за неблагоприятной динамической характеристики этого механизма. Основные нагрузки, возникающие в механизмах подачи, - динамические. Динамические условия остаются весьма значительными при четырехлучевом кресте. Опыт создания механизмов подачи с четырехлучевым крестом показал невозможность практического использования таких механизмов вследствие резко выраженного ударного характера работы креста. Для обеспечения нормальной работы стана четырехлучевые кресты на этих механизмах были заменены шестилучевыми.

2. Второй серьезный недостаток этого механизма – постоянство угла поворота заготовки. Для уменьшения износа ручья калибра желательно, чтобы угол поворота заготовки был переменным, что нельзя обеспечить применение механизмов подачи и поворота с мальтийским крестом.

Указанные недостатки механизма, а также сложность его изготовления, высокие требования, предъявляемые к точности выполнения пазов, наличие нескольких горизонтальных разъемов корпуса механизма объясняют то обстоятельство, что механизмы с мальтийскими крестами не получили широкого применения на станах холодной прокатки.

Механизм подачи и поворота с рычажной системой (рис. 99) состоит из двух коробок: кулачковой І, в которой непрерывное вращательное движение, передаваемое от главного привода стана, преобразуется в прерывистое возвратно-поступательное движение, и рычажной ІІ, где это движение передается дальше на винт подачи и вал поворота.

Рис. 98. Механизм подачи и поворота с мальтийским крестом

Кулачковая коробка (рис. 100) состоит из двух узлов (не считая корпуса): вала с кулачком и подвижной рамки. Вал профилированного кулачка вращается в подшипниках качения с числом оборотов, равным числу двойных ходов рабочей клети.

Из кинематической схемы кулачкового механизма видно, что профиль кулачка 1 построен таким образом, что два диаметрально противоположно расположенных участка, занимающих по 120^о, описаны постоянными радиусами R и r из центра вращения кулачка. Вторая пара диаметрально противоположно расположенных участков занимает по 60^о и описана переменными радиусами кривизны. Переменные радиусы кривизны выбирают так, чтобы межцентровое расстояние между роликами 2, обкатывающими кулачок, сохранялось неизменным.

Такое деление профиля кулачка на участки обеспечивает оптимальное соотношение между рабочими и холостыми участками ручья. В моменты, когда ролики катятся по участкам постоянного радиуса, рамка 3, в которой они закреплены, остается неподвижной, а следовательно, неподвижна и вся рычажная система и вместе с ней вал поворота и винт подачи. В это время происходит обжатие заготовки калибрами. Так как вал кулачка вращается с равномерной скоростью, можно считать, что угол его поворота пропорционален времени. Значит, времени цикла (что соответствует 240^о оборота кулачка) отводится на деформацию металла и на подачу и поворот (что соответствует 120^о оборота кулачка). Как только точки D и B (см. рис. 100) профиля кулачка подходят к горизонтальной плоскости, проходящей через ось вращения кулачка, начинается движение рамки слева направо, которое заканчивается тогда, когда точки А и С выйдут на горизонтальную плоскость.

Величина перемещения рамки равна разности постоянных радиусов (R – r). Обратное движение рамки (справа налево) начинается после поворота кулачка на 120^о. Ролики вращаются на осях, одна из которых жестко закреплена в рамке, а вторая может перемещаться с помощью клина, приближаясь или удаляясь от кулачка для регулировки зазора между роликами и кулачком.

Тяга 4, выходящая из кулачковой коробки, где она жестко закреплена в рамке (см. рис. 99), шарнирно соединена с тягой 5 рычажной системы. Перемещением рамки с помощью тяг 4 и 5 достигается поворот рычага 6, который через тягу 20 передает движение на обод роликовой муфты поворота 21 и через тягу 7 на кулису 8. Поворот последней через тяги 9 и 11 и двуплечий рычаг 10 передается на обод роликовой муфты 12 подачи. Таким образом, в момент движения рамки 3 поворачиваются ободы обеих роликовых муфт: один обод поворачивается в направлении движения часовой стрелки, второй – в противоположную сторону. Роликовые муфты обгона, передавая вращение в одном направлении, свободно проскальзывают в обратном направлении. В рассматриваемой схеме роликовая муфта поворота передает движение следующим звеньям кинематической цепи тогда, когда ее обод вращается по часовой стрелке, а роликовая муфта подачи передает движение следующим звеньям при вращении ее обода против часовой стрелки. При перемещении ролика 3 слева направо происходит поворот заготовки, так как в этот момент обод роликовой муфты поворота вращается по часовой стрелке, муфту заклинивает и движение передается валу поворота, соединенному с муфтой обгона обычной жесткой муфтой. Ось вала поворота в данной схеме совпадает с осью роликовой муфты поворота.

В этот момент роликовая муфта подачи проскальзывает, т. е. вся кинематическая цепь за ободом муфты остается неподвижной. При перемещении рамки 3 справа налево муфта подачи заклинивается, и шестерня 16, жестко связанная с корпусом муфты, поворачивается на некоторый угол. Это движение через паразитную шестерню 17, находящуюся одновременно в зацеплении с шестернями 16 и 18, передается на гайку винта подачи, на которой насажена шестерня 18. Так как гайка зафиксирована в осевом направлении, ее вращение вызывает поступательное движение винта подачи. В этот момент роликовая муфта поворота проскальзывает.

Величина подачи регулируется с помощью кулисы 8 в результате поворота винта 19. Для ускоренного отвода патрона заготовки ползун 13 с помощью гидроцилиндра перемещается слева направо. При этом паразитная шестерня 17, закрепленная на ползуне, выводится из зацепления с шестерней гайки. Другая паразитная шестерня 14, также закрепленная на ползуне и постоянно находящаяся в зацеплении с шестерней 15, вводится в зацепление с шестерней гайки. Шестерня 15 связана через эластичную муфту с электродвигателем ускоренного отвода.

Вращение двигателя ускоренного отвода через шестерни 15 и 14 передается на шестерню гайки, которая, вращаясь, ускоренно перемещает патрон заготовки.

Несмотря на то что механизмы описанной конструкции получили сравнительно широкое применение, этим механизмам также присущ ряд недостатков:

1. Возникновение дополнительных динамических нагрузок, обусловленных применением в кинематической цепи нескольких шарнирных четырехзвенников с коромыслами неравной длины.

2. Неизбежность ударов в кулачковой коробке вследствие отрыва роликов от кулачка. Ролики в кулачковом механизме не могут постоянно прижиматься к кулачку. Между ними и кулачком обязательно должен быть зазор. В противном случае вследствие неточности изготовления кулачка, неконцентричности внутреннего и наружного диаметров роликов и их неравномерного износа кулачок может распереть ролики и остановиться или вызвать поломку рамки.

3. Значительное число (до 20) шарнирных соединений – также крупный недостаток механизма. В условиях динамического характера работы пальцы и втулки этих соединений быстро изнашиваются.

4. Конструкция узла переключения подачи на ускоренное движение патрона заготовки не исключает попадания «зуба в зуб» переключаемых шестерен, что делает ненадежной автоматизацию этого узла, а следовательно, и всего стана.

На основании изучения опыта эксплуатации всех имеющихся механизмов подачи и поворота, а также их теоретического анализа был создан механизм редукторного типа, кинематическая схема (рис. 101) и конструктивное оформление которого наиболее полно удовлетворяют требованиям, предъявляемым к механизмам подобного рода.

Механизм редукторного типа представляет собой компактную коробку с одним горизонтальным разъемом. Первым валом, получающим движение от главного привода стана, служит кулачковый вал 16 (см. рис. 101), который вращается с числом оборотов, строго соответствующим числу двойных ходов рабочей клети.

Кулачок 15 обкатывает ролики 33 и 35, закрепленные на рычагах 19 и 21. Оба ролика связаны между собой рамкой 34, причем валик ролика 35 посажен в щеки рамки по ходовой посадке. Валик второго ролика 33 фиксируется в ползуне 32, имеющем возможность перемещаться в специальных пазах рамки 34.

В заднюю стенку ползуна упирается пружина 31, натяг которой регулируется винтом 30. Пружина обеспечивает достаточное прижатие роликов к кулачку, что необходимо для безударной работы механизма. Профиль кулачка проектируется таким образом, чтобы в период рабочего и обратного ходов клети рамка и ролики оставались неподвижными. В момент подачи участок профиля кулачка переменного радиуса кривизны отклоняет ролик 35 направо, и рычаг 19 поворачивается против часовой стрелки на угол 20^о 30’.

На этот же угол поворачивается кулиса 18, посаженная на тот же вал, что и рычаг 19. На палец кулисы насажена тяга 20, другой конец которой шарнирно соединен с рычагом 22. В зависимости от положения пальца кулисы устанавливается передаточное число между валом 17 и валом 8. Таким образом, угол качания вала 8 может меняться от 0 до 35^о. Это обеспечивает возможность регулировки величины подачи. На шлицевом соединении вала 8 закреплена звездочка 9 роликовой муфты обгона. В момент подачи муфта заклинивается и поворот вала 8 передается ободом муфты шестерне 10, которая жестко соединена с ободом.

Далее движение передается через блок шестерен 23, кулачковую муфту 28 – 29 и зубчатую передачу 26 на шпиндель подачи 24, в котором закреплена бронзовая гайка 5. Поворот гайки 5, зафиксированной в осевом направлении, вызывает поступательные перемещение винта подачи 25 в направлении к рабочим валкам. От поворота винт стопориться специальной шпонкой в патроне заготовки.

В момент поворота переменный профиль кулачка отклоняется ролик 33 налево и рычаг 21 поворачивается против часовой стрелки. Вместе с рычагом поворачивается и звездочка роликовой муфты обгона 12, закрепленная на том же валу. При повороте муфта заклинивается и вращение передается в муфты 11 и шестерне 13, которая жестко закреплении с ободом.

С шестерне 13 находятся зацеплении с одной стороны шестерня блока 6, от которого вращение передается на верхний вал поворота 37, идущий на патрон стержня, и с другой стороны шестерня 14 нижнего вала поворота, соединяемого с трансмиссией переднего и промежуточного патрона.

При подаче заготовки рычаг 21 поворачивается по часовой стрелке. Это движение дальше муфты обгона не передается, так как при вращении в этом направлении муфта обгона проскальзывает. При повороте заготовки проскальзывает роликовая муфта подачи, и поэтому возвратное движение рычага подачи 19 не передается по кинематической цепи далее муфты обгона.

Для ускоренного перемещения патрона заготовки кулачковая муфта 28 – 29 с помощью гидроцилиндра 27 расцепляется. Одновременно сжимаются диски фрикционной муфты 3. Вращение электродвигателя ускоренного хода передается на гайку винта подачи через клиноременную передачу 1, фрикционную муфту 3, вал 2 и зубчатую передачу 26.

Высокие эксплуатационные качества механизма обеспечиваются не только в результате использования выгодной кинематической схемы и сравнительно удачной общей компоновки механизма, но и в результате конструктивного оформления отдельных узлов. Как видно из схемы, все трущиеся пары механизма, за исключением шарниров тяги, выполнены на подшипниках качения. Все шестерни механизма имеют закаленные и шлифованные зубья. Обеспечена надежная смазка всех элементов механизма. Жидкая циркуляционная смазка подается через два коллектора, закрепленных в крышке механизма, и соответствующие сопла.

В настоящее время в эксплуатации находится несколько модификаций механизмов подачи и поворота редукторного типа.

Описанными конструкциями не исчерпываются все разновидности механизмов подачи и поворота, тем более, что постоянно разрабатываются и новые схемы. В частности, исследуются гидравлические и электрогидравлические механизмы, механизмы с дифференциальным приводом, гидроприводом и др.

Однако в настоящее время эти новые схемы еще не получили промышленного распространения, и основная часть отечественных станов работает на механизмах, рассмотренных выше.

Механизм установки и отвода патрона

стержня с оправкой

Механизм установки патрона стержня станов ХПТ предназначен для фиксации в крайнем переднем положении патрона стержня, восприятия осевых усилий прокатки, передаваемых на стержень, а также для регулировки положения оправки. На станах прокатки труб переменного сечения механизм установки патрона стержня предназначен, кроме того, для выполнения еще ряда функций.

Механизм установки патрона стержня станов ХПТ состоит из патрона стержня, клина с приводом, защелки, станины.

Патрон стержня состоит из литых салазок, имеющих на боковых и нижних поверхностях бронзовые планки. На верхней части салазок установлены направляющие, по которым с помощью винта перемещается каретка. К торцовым поверхностям салазок прикреплены закаленные стальные клинья. Нижняя часть салазок имеет два прилива с отверстиями, предназначенными для соединения салазок с цепью механизма отвода патрона стержня.

В расточках корпуса каретки на подшипниках качения установлен шпиндель. На конце шпинделя выполнена шестерня. В торце последней имеется прямоугольное гнездо, в которое входит прямоугольный прилив скалки. Скалка проходит в отверстие, просверленное вдоль оси шпинделя, и у другого торца его фиксируется гайками. Между приливом скалки и торцом шпинделя находится пружина. Между радиальными подшипниками шпинделя установлены упорные подшипники, предназначенные для восприятия осевого усилия прокатки. Осевое усилие прокатки передается на шпиндель каретки от скалки, к резьбовому концу которой крепится стержень стана.

Клин для фиксирования патрона стержня представляет собой П-образную поковку, нижние внутренние концы которой выполнены в виде наклонных плоскостей. Наружные поверхности клина входят в вертикальные пазы станины и служат направляющими при перемещения клина. В верхней части клина имеется отверстие. С помощью пальца, проходящего через это отверстие, клин соединяется с гидравлическим цилиндром, предназначенным для подъема и опускания клина.

Станина механизма установки патрона стержня представляет собой массивную чугунную отливку, в верхней части которой выполнены направляющие для перемещения патрона стержня. У заднего торца станины имеется обработанный прилив с отверстиями для соединения станины с направляющими механизма отвода патрона стержня. В передней части станины установлена натяжная звездочка механизма отвода патрона стержня. Над нею расположены шестерни для передачи вращения шпинделю патрона стержня. На внутренней стороне лобовой стенки станины крепятся клинья.

Во время перезарядки стана патрон стержня механизма перемещается с большой скоростью (до 1 м/с) в направлению к механизму установки патрона стержня, где он должен быть зафиксирован. При подходе к переднему положению скорость патрона снижается, и последние 50 – 100 мм пути патрон проходит по инерции. Так как сопротивление перемещению патрона (условия смазки, сопротивление входа отправки в очаг деформации и т. д.) всегда различно, довольно трудно выбрать момент отключения привода патрона таким образом, чтобы салазки патрона подошли к клиньям, установленным на станине без удара. При ударе о клинья патрон отскакивает зачастую на такую величину, что клин фиксирования ползуна не может закрыться.

Для предотвращения отскакивания патрона предусмотрена защелка.

Механизм отвода патрона стержня (рис. 102) служит для перемещения патрона стержня, необходимого в процессе перезарядки стана. Механизм представляет собой несколько литых рам, последовательно соединенных друг с другом и опирающихся в месте стыка на опорные стойки, устанавливаемые на фундамент. Ближайшая к механизму установки патрона стержня рама соединяется с его станиной.

В рамах обработаны направляющие, по которым перемещается патрон стержня. Между направляющими патрона к специальным приливам рам и к их дну крепят березовые доски или текстолитовые пластины, служащие постелью для перемещающейся бесконечной втулочно-роликовой цепи, присоединенной к патрону стержня. Приводная звездочка цепи располагается на последней раме, а холостая ведомая звездочка – на станине механизма установки патрона стержня. Ведомая звездочка имеет натяжную станцию. Вал ведущей звездочки через муфту связан с цилиндро-коническим редуктором привода.

Столы загрузки предназначены для размещения трубных заготовок перед прокаткой. Столы загрузки станов ХПТ представляют собой металлоконструкции из швеллеров, образующие наклонные решетки. Решетки опираются на сварные колонны, установленные на фундамент. На концах швеллеров, обращенных в сторону оси прокатки, имеются упоры, препятствующие самопроизвольному скатыванию заготовки со стола загрузки в сторону стана. На противоположных концах швеллеров также имеются упоры, препятствующие скатыванию со стола заготовки, загружаемой краном.

Укладка заготовки со стола загрузки в желоб стана осуществляется специальным дозатором.

Столы выдачи станов ХПТ предназначены для размещения выходящих из стана готовых труб, разрезки их на мерные длины и транспортирования этих труб к карманам для складирования.

Подробное описание столов загрузки и столов выдачи различной конструкции дано ниже.

Дата добавления: 2015-08-18