9.3. Конструкция станов барабанного (бухтового) волочения труб

Трубоволочильные барабанные станы относят к числу высокопроизводительных автоматизированных агрегатов. Волочение на барабанах проводят только на самоустанавливающихся плавающих оправках, а в качестве заключительной операции используют безоправочное волочение. Барабаны оснащены механизмом для острения конца трубы перед подачей ее в волоку и съемниками протянутых бунтов.

На зарубежных заводах по производству труб из углеродистых и КС-сталей применяют для этой цели механизированные вертикальные или горизонтальные волочильные барабаны диаметром 2500, 1800, 1500 и 1370 мм.

Разработкой и изготовлением станов бухтового волочения за рубежом занимаются фирмы «Marchall Richard» (Англия), «Blaw Knox» (США), «Mannesmann Demag» (Германия) и др. Зарубежные фирмы выпускают станы с вертикальным барабаном и верхним расположением привода для волочения стальных труб. Тип такого стана определяется расположением и конструкцией рабочего барабана. Стан с горизонтальным и вертикальным расположением барабана выполняют с перемещающимся вдоль его оси размоточным устройством. В этом случае труба подается под предыдущий виток и выжимает его вдоль оси барабана. Станы с вертикальным расположением барабана имеют верхнее и нижнее по отношению к барабану расположение привода. При нижнем расположении привода труба после волочения извлекается специальным съемником. При верхнем расположении привода обработанная труба снимается с барабана под действием собственной силы тяжести. Станы этого типа наиболее распространены.

В конструкции станов с вертикальным расположением барабана (см. рис. 9.2, а) бухты, пройдя травление, подвесным конвейером 1 подаются к машине 3 для забивки концов, предварительно перед этой операцией внутрь трубы вводится смазка и оправка, после чего ее подают на приемный стол 2, бухту устанавливают в размоточном барабане 4, а забитую головку трубы вводят через правильную роликовую обойму в коробку 5 с фильерами (направляющей и волочильной). Головка трубы зажимается специальным устройством, расположенным на волочильном 6 барабане. Стан пускают при малой скорости, чтобы избежать обрыва трубы. В процессе волочения размоточный барабан и волочильная коробка с роликовой обоймой за каждый оборот волочильного барабана опускаются на величину, равную диаметру трубы. По окончании волочения передний конец высвобождается, и бухта падает на транспортную тележку. Величина обжатия за проход при бухтовом волочении достигает 40%.

На рис. 9.9, а показана схема расположения оборудования волочильного стана ВСТ-1/1500 с вертикальным расположением барабана. Стан загружается бухтами 3, которые поднимаются по элеватору 1 обычному подъемнику вертикального типа, передающему бухты от нижнего транспортера 9 на рабочий стол 4. Гидроножницами отрезают ранее обжатый конец трубы, идущий на повторное волочение. С помощью дозатора внутрь трубы подают смазочный материал, вводят оправку и обжимают конец трубы заковочным устройством. Бухту подают верхним транспортером 2 на рабочую площадку 12, где размещен размоточный стол 11 с вертикальными и горизонтальными роликами, фиксирующими бухты при размотке и волочении. Размоточный стол перемещается по вертикали с помощью гидропривода 10 и центрируется специальными колонками. На столе смонтирован волокодержатель с механизмом подачи труб в волоку. Выходящий из волокодержателя обжатый конец трубы захватывается клещами, закрепленными на барабане 8. С этого момента начинается плавный разгон барабана до рабочей скорости от электродвигателя главного привода 5 с помощью коробки скоростей 6 и редуктора 7. После волочения клещи расцепляются, и бухта спадает к нижнему транспортеру. Во избежание повреждения поверхности труб часть транспортера под барабаном облицована резиной. В зависимости от технологического маршрута бухта либо выдается из стана гидроцилиндром, либо передается другим гидроцилиндром на нижний транспортер при необходимости повторного волочения. В этот момент главный привод отключается, и стол возвращается в исходное верхнее положение. При повторном волочении бухта перемещается транспортером к элеватору и третьим гидроцилиндром передается на него.

Стан ВСТ-1/750 оборудован устройством для волочения капиллярных труб, которые имеют малый угол пружинения, и поэтому без воздействия извне не снимаются с барабана после волочения. Для этой операции предусмотрена специальная прорезь в барабане вдоль его оси. Установленные внутри барабана гидроцилиндры сжимают его стенки, диаметр уменьшается, и капиллярные трубы легко снимаются с него после волочения.

Волочильный стан с нижним расположением привода оборудован вертикальным барабаном и находящимся под ним приводным устройством. На размоточном столе бухта фиксируется роликами по наружному и внутреннему диаметрам. Размоточный стол в процессе волочения не вращается, а труба скользит по его роликам и попадает через волоку на барабан. Поскольку зажимные клещи находятся в нижней части барабана, при движении размоточного стола вверх раскладка трубы осуществляется снизу вверх. Готовая труба удерживается на барабане и снимается с него толкателями.

На рис. 9.9, б показано устройство стана бухтового волочения с вертикальным барабаном и нижним расположением привода. Оно состоит из привода барабана 14, размоточного стола 16, барабана 19, бухтоукладчика 18, бухтонакопителей 20, транспортера 23, механизмов обрезки концов 22 и обжима конца труб 21. В составе привода имеются электродвигатель, редуктор и двухскоростная коробка передач, которая совместно с электродвигателем постоянного тока позволяет плавно регулировать скорость волочения. С помощью гидроцилиндра 13 размоточный стол может перемещаться вертикально и фиксироваться на колонке 15. Расположенный над ним бухтоукладчик тремя телескопическими подъемниками 17, установленными на концах поворотной траверсы, осуществляет необходимые транспортные операции. На три ряда рычагов бухтонакопителя 20 бухтоукладчиком устанавливаются три бухты. Эти рычаги приводятся в движение пневмоцилиндрами. Бухтонакопитель подается к стану транспортером 23. В местах укладки и съема бухт монтируются механизмы обжима концов труб и ввода их в волоки. При необходимости можно запрессовать волоки на трубы и транспортировать их совместно на размоточный стол. В этом случае волоку заправляют в волокодержатель 24 и используют как рабочий инструмент. Если необходимо только обжимать концы труб, волоки после напрессовки механизмом съема снимают с трубы и используют только для обжатия. Перед повторным волочением обжатый конец трубы срезают гидравлическими ножницами. Операции среза и обжима механизированы и осуществляются с использованием поворотного крана 26.

Принцип работы такого стана следующий. На горизонтальный транспортер загружается несколько бухтонакопителей, которые последовательно подаются на участок подготовки труб. Здесь вводится технологическая смазка, надеваются оправки и обжимаются концы труб. В случае повторного волочения ранее обжатый конец трубы отрезают. Снаряженную бухту 25 передают на размоточный стол и обжатый конец трубы подают механизмом заправки через волоку к клещам барабана. Последний плавно запускается, протягивая трубу через волоку, причем одновременно стол опускается ниже, и трубы раскладываются по барабану. После окончания волочения клещи разжимаются, и труба упруго раздается на барабане. Бухтоукладчиком труба снимается и передается на бухтонакопитель. На противоположной стороне бухты с готовыми трубами снимаются с барабана и укладываются на свободные бухтонакопители. После однократного волочения транспортер начинает работать в противоположном направлении, доставляя бухты к барабану. В случае необходимости бухты загружают в отжиговые печи, и затем трубы подвергают повторному волочению.

На рис. 9.10 показана схема расположения оборудования линии из трех трубоволочильных станов: два – ТБК-2200 и один – ТБ 1500 с горизонтальным расположением барабанов. Свернутая в бухту труба укладывается на размоточный стол с вертикальной осью. После проталкивания конца трубы через подвижную волоку труба закрепляется на горизонтальном барабане. При передвижении раздаточного стола с волокодержателем по направляющим станины труба раскладывается на барабане.

Подготовленная к волочению прямая труба 1 подается через волоку 2 волокодержателя 3 к клещевому захвату барабана 10 и по мере волочения наматывается на него. После первого прохода бухта с толкателем 5 сдвигается с барабана на горизонтальный ролик 11 коромысла 12 механизма передачи бухты. Под действием привода коромысло поворачивается в нижнее положение 8. Перед повторным волочением конец трубы подготавливается, и затем бухта сдвигается толкателем 9 на размоточный стол 7 второго стана. В составе привода имеются электродвигатель 4, муфты и редуктор, установленные на станине 6. С размоточного стола 7 второго стана труба последовательно проходит волоку и поступает на барабан. После вторичного волочения бухта сталкивается на механизм передачи и задается на размоточный стол третьего стана. Операции обработки и переноса периодически повторяются.