§ 35. Конструкции колесопрокатных станов

Из существующих типов колесопрокатных станов рассмотрим несколько наиболее распространенных. При этом основное внимание будет уделено отечественным станам, являющимся наиболее современными и производительными. Следует учесть, что значительное число станов, установленных в Англии, США и Австралии, идентичны по конструкции с советским колесопрокатным станом.

На рис. 93 изображен продольный разрез колесопрокатного стана одного из заводов СССР. Колесо прокатывается в горизонтальном положении. Стан имеет семь рабочих валков (роликов), из которых группа в пять валков располагается в одной горизонтальной плоскости с заготовкой. К их числу относится и коренной валок — единственный приводной валок этой группы. Коренной валок укрепляется на вертикальном валу и обжимает поверхность катания колеса. Два других приводных валка (1 и 5) — наклон-

ные — в рабочем положении наклонены к горизонтальной плоскости вращения колеса под одинаковым углом и обжимают внутреннюю и боковые поверхности обода. Остальные четыре валка(ролика) - холостые; они прижимаются к прокатываемой заготовке давлением воды в нажимных цилиндрах — непосредственно или с помощью системы тяг.

Два валка из этих четырех, (называемые нажимными роликами 7 (рис. 93), укрепляются в салазках, которые могут перемещаться как совместно с рабочей клетью, так и относительно станины рабочей клети по специальным направляющим. Нажимные ролики прижимают прокатываемую заготовку к коренному валку. Они вращаются силами трения, возникающими при вращении колесной заготовки. Как и коренной валок, они выполняют основную работу по формированию поверхности катания обода колеса. Остальные два холостых ролика называются направляющими; под действием сравнительно незначительной силы прижатия они лишь удерживают колесо в горизонтальной плоскости, центрируя его.

Коренной и нижний наклонный валки приводятся от одного двигателя мощностью 1500 л. с. с регулируемой скоростью вращения 0—400 об/мин и с питанием от агрегата Леонардо. Через редуктор 15 вращение передается главному горизонтальному валу, соединенному коническими передачами с коренным вертикальным и наклонным нижним валами. По мере раскатки колеса, нижний наклонный вал вместе с рабочей клетью отходит в сторону, противоположную коренному валу, причем связанная с шестерней нижнего наклонного вала шестерня главного горизонтального вала передвигается вдоль него по направляющей шпонке.

Верхний наклонный вал приводится специальным двигателем мощностью 120 л. с. с регулируемой скоростью вращения до 600 об/мин. Питание — от агрегата Леонардо. Вспомогательный двигатель укреплен в люльке, являющейся опорной конструкцией для верхнего наклонного вала. Вращение от двигателя к валу передается через пару цилиндрических зубчатых колес.

Рабочие валки укрепляются в несущих конструкциях различным способом.

Фигурные наклонные валки закрепляются на наклонных валах с помощью трапецоидальной резьбы, нарезанной вдоль конусной внутренней расточки валка. Применение правой и левой резьбы соответственно для верхнего и нижнего наклонных валков предохраняет последние от отворачивания в процессе прокатки. Наклонные валки доворачиваются «на горячо», т. е. при разогреве, что обеспечивает необходимую прочность соединения.

Оригинален и прост способ закрепления коренного валка на вертикальном валу. Валок свободно насаживается на вал. В верхней торцевой поверхности валка имеются четыре отверстия для штырей, закрепленных в муфте, надеваемой на вал поверх валка. Муфта закрепляется на валу с помощью клина. Такое устройство дает возможность легко сменять валки. Холостые нажимные и направляющие ролики свободно вращаются на осях, укрепленных в соответствующих несущих конструкциях.

Стан имеет разветвленную гидравлическую приводную систему, обеспечивающую необходимое рабочее давление при деформировании заготовки, а также передвижение рабочей клети и отдельных узлов стана в рабочее положение.

Передвижение рабочей клети по направляющим, укрепленным на горизонтальной станине стана, осуществляется с помощью трех гидравлических цилиндров. Два из них — цилиндры прямого хода — производят перемещение рабочей клети к центру стана; один цилиндр обратного хода — перемещение рабочей клети в исходное нерабочее положение. Мощность цилиндров прямого хода рассчитана на преодоление постоянного давления в цилиндре обратного хода и на осуществление рабочего давления на прокатываемую заготовку со стороны коренного валка.

Несколько более сложным является нажимное устройство нажимных роликов, деформирующих поверхность катания. Несущая конструкция нажимных роликов — салазки — представляет собой гидравлический цилиндр, который может перемещаться относительно неподвижно закрепленного в рабочей клети плунжера. В свою очередь плунжер салазок делается полым, причем его полость служит цилиндром обратного хода салазок, плунжер которого с помощью тяг связан с салазками.

Таким образом, при подаче воды в цилиндр прямого хода салазок осуществляется рабочее давление нажимных роликов на деформируемую заготовку. При этом преодолевается давление воды в цилиндре обратного хода салазок. При открывании выпускного клапана в цилиндре прямого хода салазок, давлением воды в цилиндре обратного хода, салазки возвращаются в исходное положение. К цилиндру салазок подводится вода как высокого (160 ат), так и низкого (60 ат) давления. Работа стана начинается при низком давлении воды, а затем цилиндр переводится на высокое давление.

Рис. 94. Нажимное устройство направляющих роликов:

1-прокатываемое колесо; 2-коренной валок; 3-направляющие ролики;

4-цилиндр прямого хода направляющих роликов; 5-цилиндр обратного хода направляющих роликов

Нажимное устройство направляющих роликов представляет собой систему двух гидравлических цилиндров, установленных на одной оси и имеющих общий плунжер (рис. 94). В плунжере закреплена траверса, соединенная тягами с двуплечими рычагами, оси которых неподвижно закреплены в станине стана. На вторых плечах двуплечих рычагов закрепляются направляющие ролики. В рабочем положении ролики соприкасаются с металлом. При открывании выпускного клапана цилиндра прямого хода, давлением гидравлики в цилиндре обратного хода направляющие ролики поворачиваются в исходное положение.

Рабочее давление на наклонных валках создается специальным нажимным устройством 2, состоящим из гидравлического цилиндра, установленного на станине рабочей клети. Давление на люльку передается с помощью специального штока с двумя шаровыми поверхностями на торцах. Этими поверхностями шток упирается в шаровые углубления в плунжере гидравлического цилиндра и в люльке. Такое приспособление позволяет передавать требуемое давление от неподвижно закрепленного цилиндра к люльке, поворачивающейся вокруг оси, укрепленной в П-образной стойке. К нажимному цилиндру подводится вода как низкого, так и высокого давления. Опускание люльки происходит под низким давлением. После включения нажимных валков цилиндр переводится на высокое давление.

Уравновешивающее устройство люльки также гидравлическое. Оно состоит из гидравлического цилиндра, укрепленного на рабочей клети стана. Цилиндр находится под достоянным давлением в 160 ат. Таким образом, при открывании выпускного клапана нажимного цилиндра люлька, под действием усилия, развиваемого в цилиндре уравновешивающего устройства, поднимается вверх, освобождая колесо. Давление воды рассчитано таким об-

разом, чтобы преодолеть вес люльки и сопротивление в трубопроводах.

Характеристика гидравлических цилиндров стана приведена в табл. 22.

К недостаткам гидравлической системы рассматриваемого стана относится необходимость применения воды высокого и низкого давления, что значительно усложняет обслуживание стана и управление им.

Изменение угла наклона верхнего наклонного вала производится с помощью специального механизма. Червячный вал, соединяемый при настройке с двигателем, приводит во вращение две червячные шестерни, закрепленные на винтах; винты проходят через поперечину П-образной стойки, на которой подвешена люлька. Вращение винтов дает возможность перемещать люльку вдоль П-образной стойки вверх и вниз.

Обе ветви П-образной стойки цапфами прикреплены в нижней своей части к станине рабочей клети. В верхней части П-образная стойка удерживается двумя наклонными винтами, проходящими через гайки, укрепленные в станине рабочей клети. Вращением этих двух винтов достигается изменение угла наклона П-образной стойки.

Совмещением двух описанных движений — подъема или опускания люльки и изменения угла наклона П-образной стойки — достигается фиксирование требуемого угла наклона верхнего наклонного вала.

Установка колесной заготовки в стан производится при отведенной от коренного валка рабочей клети стана. Заготовка, удерживаемая специальным захватом в трех точках обода, вводится в стан сверху и прижимается к коренному валку. Затем включается механизм передвижения рабочей клети. Последняя подводится к колесной заготовке до упора в нее нажимных роликов. Установленная в стан заготовка освобождается от захвата путем его расжатия.

Уборка готового колеса со стана и передача его на выгибной пресс производится поворотным краном с помощью захвата оригинальной конструкции (рис. 95).

Таблица 22