Основные виды периодической прокатки

Прокатка периодических профилей

Профили, имеющие переменное поперечное сечение по длине, могут быть получены путем прокатки, штамповки, сварки, литья или резания. В наибольшей степени механизированному и автоматизированному массовому производству отвечает прокатка, обеспечивающая высокую производительность при минимальных технологических отходах металла (в виде обрези, облоя, стружки).

Периодические профили проката классифицируют по нескольким признакам: по форме - односторонние (рис.1, а) и двусторонние (рис.1, б), двусторонние с совпадающим и несовпадающим верхним и нижним контуром; по сложности - простые (с постоянной шириной; с отношением площадей поперечного сечения профиля Fmах/Fmin < 2) и сложные (с переменной шириной; с Fmах/Fmin > 2) по технологическим признакам - прокатанные в открытых или закрытых калибрах (соответственно с усами местными, по всей длине или без них) и др.

Рис. 1- Односторонний и двусторонний периодические профили:

a - зубчатая рейка - односторонний профиль постоянной ширины без уса;

б - винтовая арматура - двусторонний несовпадающий профиль без уса с постоянным нормированным смещением контуров.

Различные признаки могут быть взаимосвязаны, а в некоторых случаях их выполнение может зависеть от конструкции главной линии стана. Например, прокатка с усами позволяет увеличить коэффициент вытяжки до 3,4 - 3,8 без нарушения условий захвата металла валками (в то время как при прокатке без усов он не превышает 2,1 - 2,3), что позволяет получить более сложные профили.

При получении готового профиля без усов их последующая обрезка приводит к повышению отходов металла. Односторонний и двусторонний профили с ненормированным относительным расположением нижних и верхних контуров (арматурные профили, кроме винтовых, и другие, допускающие смещение нижнего и верхнего контуров), могут быть прокатаны на любом прокатном стане. Двусторонние профили с закономерным расположением верхнего и нижнего контуров (с совпадением контуров, винтовая арматура и другие с нормированным смещением контуров) могут быть прокатаны только на специальных станах. На этих станах привод валков чистовых клетей снабжён устройствами для угловой синхронизации вращения валков - регулировочными муфтами с бесступенчато проворачиваемыми друг относительно друга полумуфтами, а также механизмами относительного перемещения в пространстве валков шестеренной клети). Способы продольной прокатки профилей переменного сечения показаны на рисунке 2.

Рис.2 - Способы продольной прокатки профилей переменного сечения:

а - в круглых валках с переменным межосевым расстоянием; б - периодическая прокатка в валках с переменным радиусом при нерегулируемом межосевом расстоянии (показана кратность по окружности валка k = 2; I-IV - соответствующие участки валка и полосы; I и III - участки с постоянным обжатием, II и IV - участки с убыванием и нарастанием обжатия; L_п - длина одного периода; 1 - ось валка; 2 - бандаж; 3 - бурт);

в – вальцовка.

Продольная периодическая прокатка осуществляется тремя способами:

- в круглых валках при переменном межосевом расстоянии, периодическая прокатка в валках с переменным радиусом при нерегулируемом межосевом расстоянии, вальцовка.

Первый способ, осуществляемый в валках с постоянным по периметру радиусом R, но с регулируемым (переменным) расстоянием между осями валков

А (τ), позволяет прокатывать профили с плавным изменением размеров по длине. Клиновидность профиля tgψ = u / ν зависит от скорости изменения расстояния между валками u и скорости прокатки ν. Этот способ применяется, например, для прокатки листов переменной толщины; заданный закон изменения толщины реализуется по длине листа, как правило, один раз, т.е. такой лист представляет собой однократный профиль.

Второй способ, осуществляется в валках с переменным по периметру радиусом R(θ) и нерегулируемым в процессе прокатки (примерно постоянным) межосевым расстоянием (рис.3). Этот способ позволяет получать плавные илирезкие переходы размеров, что определяется калибровкой валков. Длина получаемого профиля и диаметр (периметр) валка при этом способе имеют строгую

взаимозависимость, так как за один оборот валка должен быть прокатан 1 про-

филь полной длины или, при малой длине, целое число m профилей. При кратности k = 1¸ m по окружности валка и числу оборотов валка n за время прокатки

Рис.3 – Схемы прокатки периодических профилей

данной полосы на ее длине уложится kn кратностей (периодов) профиля; в этом случае прокатанную полосу называют периодическим профилем, а процесс его получения - периодической прокаткой. Периодическая прокатка выполняется обычно за одни проход в последней (чистовой) клети сортопрокатного стана. Все предыдущие клети производят обычную продольную прокатку заготовки с постоянным по длине поперечным сечением, которое в наибольшей мере приближено к поперечным сечениям периодического профиля.

Третий способ изготовления профилей переменного сечения - деформация в ковочных вальцах (вальцовка). Вальцовку производят в валках с закрепленными на них деформирующими калибрами в виде бандажей или секторов с переменным радиусом R(θ) при нерегулируемом межосевом расстоянии А. Вальцовка является по существу процессом прокатки, который, однако, имеет некоторые отличия от описанного способа прокатки в валках с переменным радиусом в стане обычной конструкции.

Валкам ковочных вальцев сообщают прерывистое вращение с остановками в момент выхода на линию центров холостой части валков. В этот момент зазор между валками превышает высоту заготовки; задача заготовки в валки производится в направлении, обратном направлению прокатки. При последующем вращении валки с центральным углом рабочей части 180 - 270° обжимают металл и выдают его в сторону вальцовщика (по характеру движения металла и валков процесс вальцовки аналогичен пилигримовой прокатке труб). Вальцовкой получают профили ограниченной длины, которая определяется диаметром валков в рабочей части, составляющим обычно 200 - 500 мм. Преимуществом вальцовки является не вызывающая затруднений возможность осуществления ее в несколько пропусков в многоручьевых валках, что позволяет максимально приблизить форму профиля к готовой детали. Вальцы используются преимущественно перед штамповочными прессами в машиностроении, в то время как станы для получения массовых периодических профилей проката - в металлургии.

Прокатанные периодические профили подвергаются правке (на правильных машинах, прессах, в штампах, растяжением), обрезке усов (в штампах, дисковыми ножницами), разрезке на мерные длины или периоды (на ножницах, пилах). Эти операции в зависимости от вида и размера профилей производятся в различной последовательности, выборочно, а также в горячем или холодном состоянии.

Дата добавления: 2015-09-05