Машины и агрегаты трубного производства

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Станы пилигримовой прокатки имеют два рабочих валка, вращающихся навстречу подаваемому металлу. Принципиальных различий в станах пилигримовой прокатки нет. Можно выделить некоторые отличительные особенности станов. По схеме привода рабочих валков существуют два типа станов. Различие их заключается в том, что станы старой конструкции имеют на две рабочих клети один общий привод (в агрегатах обычно устанавливают из-за малой производительности две параллельно работающие клети). В станах новой конструкции привод каждой клети делают самостоятельным. Это, в конечном счете, ведет к повышению производительности (примерно на 5...6 %). Объясняется это тем, что, во-первых, сокращаются простои, когда при поломках в одной клети прекращается прокатка и во второй; во-вторых, скорость прокатки (число оборотов валков) выбирают, обычно исходя из фактического состояния оборудования и в первую очередь подающего аппарата.

Станы пилигримовой прокатки различают также по способу зарядки дорна (оправки) в гильзу. Наиболее простым способом является зарядка дорна непосредственно на линии, т.е. в самом стане. Однако на современных станах применяют и другой способ зарядки дорна - внестановый.

В связи с этим появилась новая схема входной стороны, при которой осуществляют внестановую зарядку дорна, а на линию стана подают гильзу с введенным в нее дорном. В этом случае темп прокатки возрастает (примерно на 5...7%). Следует отметить отрицательную сторону такой схемы: вследствие более длительного контакта с горячей гильзой дорн разогревается более интенсивно, что приводит к более быстрому его износу. Несмотря на это, современные станы оборудуют внестановой зарядкой дорнов.

Известна еще и третья система работы - прокатка на водоохлаждаемой оправке, когда не требуется замена дорна после прокатки каждой трубы. Такую схему следует признать наиболее прогрессивной, позволяющей существенно повысить производительность пилигримового стана. Однако в этом случае встречаются серьезные конструкторские трудности, которые полностью преодолеть не удается. В частности, при прокатке труб диаметром менее 250 мм, когда диаметр дорна небольшой, нельзя иметь достаточное сечение внутреннего канала для охлаждения. Поэтому этот способ не получил распространения из-за искривления дорна в процессе работы.

Схема и общий вид клети пилигримового стана. Клеть имеет две станины закрытого типа в виде жестких прямоугольных рам. В проемах станины размещаются подушки рабочих валков обычной для прокатных станов конструкции. Шейки рабочих валков вращаются в текстолитовых вкладышах, вмонтированных в подушки. Нижний валок регулируется по высоте прокладками, которые устанавливают под подушки, или клиньями, а верхний рабочий валок перемещается двумя нажимными винтами, вращающимися от электродвигателя через червячные передачи, размещенные вверху станин. Верхний валок уравновешивается гидравлическим цилиндром, на плунжер которого опирается поперечина с подвешенными к ней на тягах подушками верхнего валка. На малых пилигримо- вых установках применяют также уравновешивание обратными подъемными винтами. Чтобы предохранить валки и нажимные винты от поломки, на подушках под винтами устанавливают предохранительные коробки или стаканы обычной конструкции.

Рабочая клеть пилигримового стана состоит из двух прямоугольных станйн закрытого типа, установленных на общей плитовине и соединенных с нею анкерными кольцами, посаженными по горячей посадке на приливы станины.

Конструкция клети пилигримового стана подобна конструкции рабочей клети двухвалкового стана продольной прокатки. В проемах станины устанавливаются подушки рабочих валков, шейки которых вращаются в текстолитовых вкладышах. Регулировка положения верхних рабочих валков осуществляется с помощью двух нажимных винтов с приводом от электродвигателя через червячные редукторы, размещенные вверху станины. С помощью нажимного устройства осуществляется подьем верхнего валка при пропуске нераскатанно- го конца трубы. Уравновешивание верхнего валка гидравлическое, состоящее из цилиндра, на плунжер штока которого опирается поперечина с подвешенными на тягах подушками валка. На малых пилигримовых станах применяется схема уравновешивания рабочего валка с помощью обратных подъемных винтов. Нижний валок устанавливается по высоте с помощью прокладок, находящихся под подушками, или клиньев.

Предохранение от поломок при перегрузках нажимных винтов и валков осуществляется с помощью предохранительных коробок или стаканов, устанавливаемых на подушках верхних валков под нажимными винтами.

Рабочие валки пилигримового стана имеют круглый ручей с переменной по окружности шириной и глубиной ручья. При вращении валков размеры калибра валков непрерьюно меняются и, следовательно, профиль калибра за полный оборот валков получается переменным.

При максимальном радиусе ручья валки образуют холостой калибр и зев валков раскрывается. Размеры холостого калибра больше диаметра гильзы, и в этот момент гильза вместе с дорном продвигается подающим аппаратом на величину подачи. При дальнейшем вращении валков размеры калибра постепенно уменьшаются и валки начинают производить обжатие, которое возрастает с уменьшением радиуса ручья. Валки отжимают захваченный участок гильзы в направлении их вращения, а гильза вместе с дорном перемещается назад. После поворота валков на 360° вновь раскрывается холостой калибр и подающий аппарат снова подает гильзу в валки. Одновременно с подачей гильза поворачивается на 90°.

Диаметр и длину бочки валков выбирают из технологических соображений с проверкой на прочность по минимальному сечению валка с учетом переточек (до 100 мм по диаметру). Наиболее опасным сечением является сечение шейки валка. Рабочие валки пилигримовых станов изготовляют из стали 45 с наплавкой поверхности электродами из стали Х25Н15.

Привод валков осуществляется от электродвигателей постоянного тока. Независимо от того является ли привод (5.16) групповым (на две клети) или индивидуальным, в его линии для защиты двигателей от пиковых нагрузок, неизбежно возникающих в процессе прокатки, а также для накопления энергии при холостом ходе устанавливают маховики.

Шестеренная клеть имеет нижнюю приводную шестерню, соединенную с валом маховика при помощи муфты и шпинделя. Корпус шестеренной клети - стальной со съемной верхней крышкой. Шевронные шестерни вращаются в подшипниках скольжения. Вращение рабочим валкам передается через шпиндели с универсальными головками со стороны шестеренной клети и трефовыми муфтами со стороны рабочей клети. Шпиндели имеют уравновешивание: верхний - гидравлическое, нижний - пружинное.

На входной стороне пилигримового стана наиболее ответственным механизмом является подающий аппарат. От его надежности зависит работа стана и производительность всего агрегата.

Основная задача механизма - подать гильзу в образующийся зев валка на определенную величину и скантовать ее на заданный угол. Подача должна осуществляться синхронно с валками, что выдвигает дополнительные требования - торможение должно осуществляться мягко и в строго заданном положении. Во всех агрегатах существующих станов подача гильзы в валки осуществляется с помощью пневматического привода. Что касается торможения, то оно может производиться двумя путями: пневматически или гидравлически.

Современные станы, как правило, имеют подающие аппараты с пневматическим приводом подачи и гидравлическим торможением. Обычно аппарат представляет собой (см.  5.16) стальной литой корпус, в котором имеются воздушная и водяная камеры. Внутри корпуса движется плунжер, к концу которого крепится дорновый замок. С другой стороны плунжера имеется шлице- вая гайка, находящаяся в зацеплении с дрелью. К задней стороне корпуса крепят коробку храпового механизма. В расточки корпуса вставлена тормозная букса и сальники, разделяющие воздушную и водяную камеры.

Подающий аппарат устанавливают на каретку, внутри которой имеется приспособление для регулирования оси аппарата по высоте, позволяя точно выставлять аппарат по оси прокатки.

Гильза подается в валки под действием сжатого воздуха давлением 1 МПа и более. Поршень вместе с дорном и гильзой останавливается гидравлическим торможением. Тормозная камера всегда заполнена водой. В нее входит тормозная втулка, на которую давит передний торец воздушного поршня. Перемещающаяся втулка вытесняет воду через клапаны, с помощью которых регулируют работу тормозного устройства. Давление воды в этом устройстве не превышает 0,6 МПа. Одновременно с подачей гильзы поворачивается дрель подающего механизма ( 5.17), а вместе с ней и гильза. Угол поворота обычно близок к 90°.

После очередной подачи в процессе раскатки гильзы каретка подающего аппарата перемещается вперед с помощью гидравлических цилиндров, надвигаясь на поршень, а гильза вместе с дорном и поршнем движется назад. Давление воды в гидравлическом цилиндре доходит до 20 МПа. Таким образом, при пилигримовой прокатке дорн с гильзой-трубой совершает возвратно-поступательное движение, а раскатываемый участок трубы постепенно сходит с дорна.

При широком сортаменте труб на стане используют механизмы двух типо- азмеров. Подающие аппараты легко заменяются. Для этого их необходимо отсоединить от каретки, а саму замену осуществляют мостовым краном.

Со стороны входа в рабочую клеть установлено шиберное устройство, которое предназначено доя удержания трубы при извлечении из нее дорна после окончания прокатки (5.18).

Дорн свободно проходит в вырезе шибера, а труба или гильза упирается в выступ шибера, который установлен в раме с направляющими. Опускается шибер под действием силы тяжести, а поднимается с помощью гидроцилиндра. При смене валков для прокатки труб нового диаметра шибер заменяют.

На входной стороне расположены также механизмы для зарядки дорна в гильзу. После прокатки очередной трубы на пилигримовом стане дорн вынимают из дорнодержателя подающего аппарата, охлаждают водой, вводят следующую гильзу и вместе с ней снова устанавливают в подающий аппарат. Эти операции выполняют несколькими механизмами ( 5.19). Подъемный стол с гидравлическим приводом, расположенный между подающим аппаратом и пилигримовой клетью, снимает дорн из дорнодержателя. Поднятый столом дорн на котором вели прокатку, скатывается на рычаги тележки с цепным приводом, поданной к пилигримовой клети, и располагается напротив подъемного стола. Тележка транспортирует дорн к охлаждающей ванне, заполненной водой. В ванне находится барабан с пальцами специальной конструкции, которые позволяют перемещать дорн по направляющим, имеющимся в ванне. С рычагов тележки дорн захватывается пальцами барабана; тележка отодвигается дальше в свое крайнее положение, освобождая место для охлажденного дорна. Барабан поворачивается, извлекая из ванны охлажденный дорн и погружая в воду нагретый дорн. В ванне одновременно находится нескрлько дорнов. Охлажденный дорн занимает исходное положение для заталкивания. Гильза, поданная рольгангом к наклонной решетке, скатывается по ней до упора и занимает положение против охлажденного дорна. Включается передний ход тележки и дорн заряжается. Манипулятор поднимает гильзу с дорном и укладывает ее на подъемный стол, который находится в верхнем положении. Захватывающее приспособление манипулятора приводится в движение воздушным цилиндром дистанционного управления, а его подъемный механизм - двумя гидравлическими цилиндрами. Подъемный стол с дорном и гильзой опускается и дорн захватывается дорнодержате- лем подающего аппарата. Подающий аппарат с гильзой и дорном подается к валкам пилигримового стана, и начинается процесс прокатки.

На выходной стороне стана установлены выводные проводки, которые придают трубе правильное направление во время и после окончания прокатки.

Нижнюю, неподвижную часть проводки крепят на выступе станины. Боковые стрельчатые части проводки смонтированы на подвижной раме, которая поднимается или опускается гидроцилиндром двойного действия. Стрельчатые боковые части проводки предотвращают смещение трубы при прокатке. Кроме того, они являются ограничителями подачи гильзы, так как расстояние между ними меньше диаметра гильзы. При прокатке труб разного диаметра вместе со сменой валков подлежат замене и выводные проводки.

После выдачи трубы из калибра верхний валок и боковые части стрельчатой проводки опускаются, занимая рабочее положение. Поддерживающий ролик, установленный за проводкой, опускается ниже оси прокатки, а шибер и язык соответственно поднимаются. Подающий аппарат с дорном, закрепленным в держателе, отводится в заднее положение. Передний конец гильзы при подаче в валки поддерживается снизу валком. После окончания прокатки труба опирается в выступ шибера, облегчая извлечение дорна при обратном ходе подающего аппарата.