Доменное пр-во
Электрометаллургия
Конвертерное пр-во
Разливка стали
Популярные материалы

Прокатка специальных профилей

Специальные профили могут быть получены различными способами. Так, при периодической прокатке получают изделия, поперечное сечение которых изменяется по определенному закону, и это изменение обычно периодически повторяется по длине прокатывающейся полосы. Периодические профили получают следующими видами прокатки:

При продольной периодической прокатке получают профили с односторонним периодом, с двусторонним, совпадающим периодом, с несовпадающим верхним и нижним периодами и т.д..

Калибровка валков для получения периодического профиля существенно отличается от калибровки валков при получении обычных профилей. При этом процессе окончательную форму предоставляют за один проход, причем в разных сечениях одного периода вытяжка непрерывно изменяется, достигая в некоторых случаях двух-и даже трехкратной. Длина периода профиля определяется длиной окружности валка. При каждом обороте валков из них должен выходить отрезок полосы с целым числом периодов, поэтому наибольшая длина периода не может быть больше длины окружности валков при данном диаметре. Поэтому чем больше период, тем больше должен быть и диаметр валков.

Виды периодических профилей, полученных продольной прокаткой и трехвалковых состояние для поперечной прокатки периодических профилей
Рисунок. 4.18. Виды периодических профилей, полученных продольной прокаткой и трехвалковых станов для поперечной прокатки периодических профилей

Одной из наиболее трудных задач при продольной прокатке периодических профилей является получение постоянной длины периода, так как начиная от переднего конца полосы до заднего, длина периода при процеесе обработки может колебаться. В то же время допуск на длину периода, как правило, составляет очень небольшую величину - примерно 1%. Длина же периода зависит от опережения, величину которого определить очень трудно из-за изменчивости радиуса валков, изменение условий трения между деформируемой полосой и валками, наличие окалины и другие факторы.

Есть и другие специфические трудности производства периодических профилей, однако через значительные выгоды, получаемые при его применении, необходимо совершенствовать и развивать данный вид производства. На рис. 4.18 приведены некоторые виды периодических профилей, получаемые методом продольной обработки. Для обработки периодических профилей проектируют специальные станы или приспосабливают обычные станы.

Поперечная прокатка периодических профилей существенно отличается от продольной тем, что заготовка и готовый профиль представляют собой тела вращения. Наиболее перспективным станом поперечной прокатки является трехвалковый (рис. 4.18). Прокатку на данном стане осуществляют дисковыми или коническими валками, расположенными в рабочей клети стана под углом 120° друг к другу. Каждый валок может перемещаться поперек своей оси под действием индивидуального гидравлического цилиндра, причем это перемещение автоматически происходит одновременно на одинаковую величину для всех валков.

Регулирование перемещения валков для создания раствора заданной величины между ними зависит от передвижного суппорта, на котором закреплена копировальная линейка. Суппорт оборудован вращающимся зажимом, в котором закреплена заготовка, нагретая до температуры, близкой к 1150° С. После этого суппорт передвигается под действием гидравлического цилиндра и создает необходимое натяжение по оси движения заготовки. Вместе с тем сближают или разводят валки для получения соответствующего диаметра заготовки по ее длине.

На этих станах можно получать профили различной конфигурации, причем переход с одного профиля на другой осуществляется быстро.

Станы поперечной прокатки периодических профилей классифицируют по диаметру выпускаемых изделий, (от 10 до 120 мм). Согласно этому их называют стан 10, стан 120 и т.д.

Поперечной прокаткой накатывающего зубы шестеренок между двумя вращающимися валками. При этом возможны два способа обработки зубов:

  • с осевой подачей заготовки;
  • с радиальной подачей валков (искусственная прокатка).

Образование зубов в процессе обработки давлением с осевой подачей заготовок осуществляется перемещением нагретой в кольцевом индукторе заготовки между двумя вращающимся зубчатыми валками, модуль которых равен модулю прокатуемой шестерни (рис. 4.19). В начале процесса обработки давлением заготовка приводится во вращение делительным зубчатым колесом, которое находится в зацеплении с валками. После выхода из зацепления шестерня вращается валками.

Диаметр заготовок для получения шестерен, который устанавливается опытным путем, близок к диаметру делительной окружности. Прутковую прокатку шестерен применяют для обработки прямозубых и косозубых шестерен с небольшими модулями (=< 6 мм) и диаметром =< 200 мм. )

При втором способе прокатки зубов - с радиальной подачей валков - нагретую до температуры обработки давлением, штампованную цилиндрическую заготовку помещают между двумя вращающимися зубчатыми валками (рис. 4.19). Заготовке передается принудительное вращение с определенной скоростью, которая соответствует передаточному числу между валками и прокатываемой шестерней а затем валки сближают. При этом их зубы углубляются в заготовку и образуют впадину в шестерни. Вытесненный зубом валка металл течет в головку зуба шестерни. Полученные на заготовке зубы, обкатываясь в зацеплении с зубьями валков, получают эвольвентный профиль.

Схема прокатки шестерни с осевой подачей заготовки
Рисунок. 4.19. Схема прокатки шестерни с осевой подачей заготовки:
1 - заготовка, 2 - кольцевой индуктор, 3 - зубчатые валки; 4 - шестерня; и с радиальной подачей валков: 1 - оправка; 2 - зубчатые валки; 3 - ограничивающие диски, 4 - шестерня.

Двухвалковые станы винтовой прокатки широко применяют в последнее время для обработки давлением стальных шаров диаметром от 25 до 125 мм, так как потребность в них ежегодно растет в различных отраслях промышленности. Общий вид специального стана приведен на рис. 4.20.

Он подобен стану для прошивки круглой заготовки в гильзу при производстве бесшовных труб. Валки его, как и в прошивном стане, вращаются в одном направлении, благодаря чему заготовка получает вращательное движение. Для осевого перемещения заготовки оси валков располагают под небольшим углом к оси прокатки. В валках стана нарезают винтовые калибры. По характеру деформации калибр валка можно разделить на формирующую участок, где осуществляются захват заготовки и ее постепенное обжатие в шар, и отделочный участок, где даются точные размеры пули и происходит ее отделение от заготовки.

Стан для прокатки шаров
Рисунок. 4.20. Стан для прокатки шаров:
1 - рабочая клеть; 2 - вводный желоб, 3 - универсальный шпиндель, 4 - электродвигатель, 5 - главный шпиндель; 6 - редуктор, 7 - шестеренные клеть

Диаметр валков шаропрокатных станов примерно в пять-шесть раз больше диаметра прокатываемых шаров; так, для шаров диаметром от 25 до 125 мм применяют валки диаметром от 190 до 700 мм.

Учитывая, что за один оборот валков выходит один шар, то производительность стана определяется числом оборотов валков. Исходным материалом служат круглые заготовки длиной от 1,5 до 6 м, диаметр которых меньше диаметра шара. Заготовку нагревают до ~ 1000° С и по вводном желобе отправляют в валки стана. Исходя из другого конца стана, шары сбрасывают в бункер, в котором они охлаждаются.

Существует также ряд станов специального назначения, например агрегаты для прокатки ребристых труб, для накатки резьб и др..

Особой разновидностью специальных агрегатов является группа ролико-сгибочных станов. На них гнутые фасонные профили получают в результате изгиба полос в холодном состоянии. Получить такие тонкостенные профили горячей прокаткой во многих случаях невозможно из-за сложности формы и быстрого и неравномерного охлаждения тонкостенных профилей в валках.

Сортамент гнутых профилей разнообразный. На рис. 4.21 приведены некоторые наиболее характерные профили, которые могут быть получены на ролико-сгибочных станах.

Рисунок. 4.21. Фасонные профили, получаемые методом изгиба

Оборудование для изготовления тонкостенных гнутых профилей аналогичное оборудованию непрерывных формовочных клетей трубосварочных станов. Процесс изгиба на этих станах не является процессом обработки давлением, так как при нем в каждой клети меняется не только форма полосы, но и ее поперечное сечение, а при изгибе последовательно меняется только форма поперечного сечения полосы.

Бесспорно, что в каждой паре роликов изменение формы сечения полосы очень незначительное. Поэтому для получения сложных профилей необходимо применять многоклетьевые ролико-сгибочные станы, которые имеют 6-20 и более клетей в одной линии.

Профилирования во много раз производительнее по сравнению с изгибом в штампах и имеет много преимуществ по сравнению с прокаткой.

К таким преимуществам относятся:

  • возможность получения профилей с наиболее рациональным распределением металла по сечению с точки зрения обеспечения максимальной жесткости и прочности при минимальном расходе металла;
  • высокая точность размеров и хорошее качество поверхности,
  • возможность изготовления профилей с формой сечения, которая заменяет набор горячекатаных профилей;
  • относительно малая и одинаковаz по всему сечению толщина стенок профиля, которую во многих случаях невозможно получить прокаткой.

Всем этим обусловлена высокая эффективность производства и применения гнутых профилей. Высокопроизводительные профиле-сгибательные станы в нашей стране успешно эксплуатируются на металлургических комбинатах «Запорожсталь», «Криворожсталь», «Азовсталь».

Источник [1] → список литературы.


Вернуться в начало раздела: Обработка металла давлением (ОМД)
Вернуться на главную: Черная металлургия