Характеристика гидравлических цилиндров

колесопрокатного стана

Номера цилиндров	Назначение цилиндров	Диаметр плунжера, мм	Ход плунжера, мм	Рабочее давление, ат	Общая поверхность давления, см
1 2 3 4 5 6 7 8 9	Передвижение рабочей клети к центру стана То же Передвижение рабочей клети от центра стана Передвижение салазок к центру и осуществление давления на колесо Обратный ход салазок Опускание люльки и осуществление рабочего давления Подъем люльки Подвод направляющих роликов к заготовке Удаление направляющих роликов по окончании прокатки	215,9 215,9 295,4 95,2 79,6 273 165	2400 2400 2400 533 533 254 254 774,7 774,7	60 60 60 60 и 160 Постоянное, 160 60 и 160 Постоянное, 160 60 Постоянное, 60	365,9 365,9 375,0 685,0 71,1 638,6 49,7 585,0 213,7

*Числитель – диаметр плунжера; знаменатель – диаметр штока.

Захват состоит из двух двуплечих рычагов 1, оси которых закреплены в одной траверсе. Короткие плечи этих рычагов представляют собой насеченные губки, служащие для захвата колеса. Концы длинных плечей рычагов 1 цепями соединены с муфтой 2, передвигающейся по штоку. С помощью тяги муфта 2 подвешена к крюку поворотного крана. В рабочем положении, т. е. при транспортировке колеса, муфта 2 подтянута кверху. С помощью цепей рычаги 1 также подтягиваются кверху, а губки, упираясь в стенки отверстия ступицы колеса, удерживают его. Для освобождения колеса при укладке его на стол выгибного пресса муфта -2 опускается, цепи ослабевают и рычаги 1 поворачиваются книзу и сдвигают губки, подготовляя их для удаления из ступицы. При дальнейшем опускании муфты 2 закрепленные в ней рычаги 3 скользят по верхнему конусу 4 и упираются в нижнее его основание. В этом положении кран переключается на подъем. При подъеме муфта 2 скользит вверх и поднимает с помощью рычагов 3 конус 4, а вместе с ним и рычаги 1. При этом губки свободно выходят из центрального отверстия колеса.

Рис. 95. Захват для транспортировки колес от колесопрокатного

стана

Для осуществления захвата колеса опускают крюк крана до упора губок в колесо. При дальнейшем опускании муфта 2 начинает скользить по штоку. С ослаблением цепей губки смыкаются и могут быть введены в отверстие ступицы колеса. В это время рычаги, минуя конус 4, захватывают нижний конус. Кран переключается на подъем. При подъеме вверх муфта 2 увлекает за собой рычаги 3 и нижний подвижной конус. После упора нижнего конуса в конус 4 рычаги 3 соскальзывают по малому конусу, проходят поверх него, не зацепив за нижний край конуса 4. При дальнейшем подъеме муфта 2 натягивает цепи и подтягивает ими длинные плечи рычагов 1. Губки расходятся и упираются в стенки отверстия ступицы. При продолжающемся подъеме муфты 2 колесо увлекается вверх и выводится из стана.

Управление поворотным краном может производиться как с площадки управления колесопрокатного стана, так и с пульта управления пресса для выгибки.

Таковы основные особенности колесопрокатного стана с горизонтальным расположением колесной заготовки. К недостаткам этой конструкции, помимо указанных выше, следует отнести:

1) недостаточно жесткое, неустойчивое крепление люльки верхнего наклонного вала, что отражается на точности размеров обода колеса;

2) недостаточность усилия, развиваемого нажимным гидравлическим цилиндром верхнего наклонного вала, что приводит к неточности в размерах ширины обода или к увеличению времени раскатки колесной заготовки и, следовательно, к снижению производительности стана;

3) плохая доступность часто демонтируемых деталей, в частности, верхнего и нижнего наклонных валов, что вызывает затрату значительного времени на их смену;

4) наличие открытых, доступных попаданию окалины, воды и грязи элементов: конические зубчатые передачи, главный вал и др.;

5) задача заготовки в стан сверху, что приводит к непроизводительной затрате времени и, следовательно, к снижению производительности стана;

6) применение подшипников скольжения, что приводит к повышенной затрате мощности на преодоление трения в опорах;

7) наличие двух двигателей, что осложняет электрическую схему стана.

При проектировании второго отечественного стана (рис. 96) все перечисленные недостатки были учтены. По схеме расположения валков второй отечественный стаи ничем не отличается от первого. Однако в его конструкцию внесены значительные изменения. Так, например, подшипники скольжения наклонных и коренного валов заменены подшипниками качения (рис. 97 и 98).

Это позволяет снизить мощность двигателя. Применение главного двигателя с малым числом оборотов позволило соединить непосредственно вал двигателя с главным горизонтальным валом и исключить дорогостоящий редуктор. В новом стане предусмотрено предохранение зубчатых передач и главного горизонтального вала от попадания окалины и воды. Все зубчатые передачи запроектированы в кожухах, что позволяет применить централизованную подачу жидкой смазки. Это увеличивает срок службы и надежность работы зубчатых зацеплений.

Изменена опорная конструкция люльки верхнего наклонного вала. В задней части станин рабочей клети имеются окна, в которых помещены подушки, жестко соединенные с нажимными винтами (рис. 99). Во втулках подушек находятся цапфы гильзы, в которую заключена люлька верхнего наклонного вала. Люлька при помощи встроенных в гильзу червячной и цилиндрической зубчатых передач (рис. 97) может перемещаться вдоль оси гильзы, а гильза вместе с люлькой при помощи нажимных винтов может перемещаться вверх и вниз в окне рабочей клети.

Станины рабочей клети в верхней задней части соединены траверсой, в которой смонтирована червячная передача для вращения нажимных винтов, на которых подвешена люлька верхнего наклонного вала.

Таким образом, регулировка угла наклона верхнего наклонного вала и в этом случае осуществляется совмещением двух описанных движений. Однако в новой конструкции обеспечивается значительно большая жесткость люльки в процессе прокатки. При горизонтальном перемещении люлька верхнего наклонного вала направляется боковыми стенками станины рабочей клети, для чего на внутренней стороне стенок установлены направляющие планки.

Рис. 96. Общий вид колесопрокатного стана Уральского завода

Рис. 97. Наклонный валок колесопрокатного стана Уральского завода

В новом стане предусмотрен только один двигатель мощностью 1200 л.с., 0—200 об/мин. Этот двигатель приводит вертикальный коренной вал и нижний наклонный вал. Верхний наклонный вал запроектирован неприводным, но предусмотрена возможность установки отдельного привода для него. На хвостовой части люльки вместо уравновешивающего груза может быть установлен кронштейн для двигателя, представляющий собой одновременно и кожух для зубчатой передачи от вала двигателя к верхнему наклонному валу.

Отказ от привода для верхнего наклонного вала безусловно упрощает конструкцию, однако может создать неблагоприятные условия деформирования заготовки с точки зрения качества поверхности готовых колес: значительное различие в окружных скоростях верхнего наклонного валка и вращающейся заготовки может вызвать появление мелких трещин и плен на боковых и внутренней поверхностях обода.

Гидравлическая система нового стана не свободна от недостатков гидравлической системы первого стана. Стан запроектирован на использование также двух давлений — высокого в 160 и низкого в 60 ат. Это требует работы насосов двух разных давлений и отдельных магистралей.

В новом стане несколько изменены размеры гидравлических цилиндров.

Рис 98. коренной валок колесопрокатного стана Уральского завода

Рис. 99. Опорная конструкция оси люльки стана

В новой колесопрокатной установке расположение оборудования и транспортных средств осуществлено так, что заготовку можно вводить в стан не сверху, а сбоку. Также сбоку выводится из стана готовое колесо. Это усовершенствование позволяет не задалживать дополнительного времени на установку заготовки и вывод колеса. Обе эти операции могут осуществляться одновременно, что достигается расположением соответствующих устройств с разных сторон стана.

Переходим к зарубежным станам.

В Германии в период между первой и второй мировой войнами получили распространение колесопрокатные станы, значительно отличающиеся по конструкции от описанных выше отечественных. Представленный на рис. 100 и 101 стан применяется для прокатки как колес, так и дисков составных колес. Колесная заготовка прокатывается на этом стане в вертикальном положении и на оправке. В стане имеется пять валков (рис. 102). Два из них, конической формы, располагаются под углом один к другому. Эти валки раскатывают диск колеса, причем за счет утонения диска увеличивается диаметр колеса и образуется обод. В крайнем положении валки прижимают обод к нажимному валку, служащему для выкатки поверхности катания колеса и гребня. Для плоскости расположения конических валков.

Рис. 100. Колесопрокатный стан ф.Вагнер

Для установки колесной заготовки служит специальное подающее устройство (рис. 103). Оно состоит из поворачивающихся на оси кронштейнов с отверстиями для ввода оправки. Колесо вводится между кронштейнами и закрепляется па оправке, лежащей на них. Затем с помощью гидравлического цилиндра подающее приспособление переводится в рабочее положение. В рабочем положении к заготовке подводятся конические валки, которые устанавливаются с помощью специального устройства, приводящегося во вращение электродвигателем.

Нажимной валок неприводной. Он устанавливается в рабочее положение в зависимости от диаметра прокатываемого колеса. Для этого служит специальный привод, состоящий из электродвигателя и червячного редуктора. Для установки вертикальных валков также служит специальное устройство. Вращение конических валков производится от индивидуальных двигателей с помощью пары конических зубчатых колес. Шпиндели, соединяющие валки с редуктором, выполняются достаточной длины с тем, чтобы сделать минимальным отклонение при повороте валков и этим уменьшить износ муфт. После прокатки колесо выводится из соприкосновения с валками и снимается с оправки.

На рис. 13 показан стан, аналогичный предыдущему. Характерной особенностью его конструкции является общий привод для главных конических валков. Две пары конических зубчатых колес передают вращение от общей трансмиссии к шпинделям конических валков.

На рис. 104 показан колесопрокатный стан, установленный в Германии в годы второй мировой войны. Он значительно отличается от описанных выше. Прокатка колесной заготовки осуществляется с помощью пяти валков. Два главных конических валка обжимают диск заготовки. Вращение коническим валкам передается от главного привода, расположенного под полом цеха. Схема передачи такова. Через редуктор и передачу из двух пар конических шестерен двигатель приводит во вращение два вертикальных бала. Верхний конец каждого вертикального вала служит осью специальной поворотной опоре, в которой устанавливается полый вал. Полый вал, в свою очередь, является опорой вала главного конического валка. Последний закрепляется на полом валу с помощью чеки, что позволяет при поломках валков осуществлять их быструю смену. Вращение от вертикального вала к валу конического валка передается через пару конических шестерен, закрепленных соответственно на этих валах.

Главные приводные валки устанавливаются в рабочее положение с помощью расположенного под станиной гидравлического цилиндра и закрепленных в станине коленчатых валов. Помимо конических валков, в стане имеется нажимной валок, обрабатывающий поверхность катания колеса, и два вертикальных боковых валка, обрабатывающих боковые поверхности обода колеса. Нажимной валок может быть установлен вручную или с помощью гидравлического или электрического привода. Вертикальные боковые валки также укрепляются в поворотных опорах. При повороте опор валки могут быть установлены в рабочее положение. Установка этих валков производится вручную.

Рис. 101 Колесопрокатный стан ф. Вагнер

Рис. 102. Схема раскатки колесной заготовки в колесопрокатном

стане ф.Вагнер

Рис. 103. Подающее заготовку устройство колесопрокатного

стана ф.Вагнер

К числу станов, прокатывающих колесную заготовку в вертикальном положении, относится и колесопрокатный стан фирмы Шлеманн (рис. 105, 106 и 107). В этом стане колесо прокатывается без оправки. Заготовка поступает в стан по наклонному жолобу и устанавливается в рабочее положение с помощью установочного ролика. Стан имеет восемь рабочих валков. Прокатка диска осуществляется двумя наклонными коническими валками, установленными под углом один к другому, и нажимным валком, который и этом стане является также приводным. В боковом направлении заготовка удерживается двумя коническими роликами, обрабатывающими боковые поверхности обода колеса и фиксирующими его ширину. Эти конические ролики неприводные. Направляющих роликов три, из которых два имеют общий привод для установки их в рабочее положение; эти два направляющих ролика обрабатывают поверхность катания колеса, а третий служит, как упоминалось, для установки колесной заготовки в стан.

Главные конические валки приводятся от двух индивидуальных двигателей (рис. 106). Установка конических валков в рабочее положение производится гидравлическим цилиндром с помощью коленчатых валов, закрепленных в станине стана. Нажимной (коренной) ролик устанавливается в салазках. Привод его осуществляется специальным двигателем через редуктор с цилиндрическими зубчатыми колесами. Установка коренного ролика производится с помощью гидравлического цилиндра. Направляющие ролики, за исключением боковых конических, имеют для установки также гидравлический привод. При раскатке колеса и соответственном увеличении диаметра направляющие ролики отходят назад. Благодаря наличию отдельного привода нажимного ролика, который непосредственно воспринимает нагрузку от конических приводных валков, имеется возможность хорошо обработать и уплотнить металл обода колеса. Примене-

ние агрегата Леонардо дает возможность регулировать число оборотов валков и таким образом использовать стан для производства колес различных размеров.

К числу недостатков этого стана следует отнести необходимость в дорогостоящих тихоходных двигателях, передающих через редуктор вращение непосредственно к наклонным валам. Значительное число роликов усложняет управление станом.

В литературе не имеется данных о достоинствах и недостатках зарубежных колесопрокатных станов описанных выше конструкций. Поэтому мы ограничились лишь кратким описанием этих конструкций.

Следует упомянуть еще об одном способе прокатки различных тел вращения, в том числе колес и колесных центров. Этот способ был предложен в США Сликом в 1908 г. В массовом производстве колес и дисков он был впоследствии вытеснен более производительными способами, описанными выше, но он имеет ряд преимуществ при изготовлении колесных центров с тонкими дисками, дисков турбин, зубчатых колес, шкивов, соединительных муфт и т. п. деталей.

Рис 104. Колесопрокатный стан вертикального типа

Рис. 105. Колесопрокатный стан ф.Шлеманн

Рис. 106. Колесопрокатный стан ф.Шлеманн

Рис. 107. Система валков стана ф.Шлеманн

Рис. 108. Стан системы Слика для изготовления колес,

Дисков и других тел вращения

Рис 109. Штампы стана системы Слика

Стан Слика представляет собой комбинацию штамповочного пресса и прокатного стана (рис 108 и 109). Заготовки, полученные разрезкой и последующей ломкой слитков, прошиваются примерно на половину высоты. Углубление служит для надевания заготовки на центрирующий стержень. Стан состоит из двух вращающихся валков-штампов, расположенных под углом 7—10°. Приводной валок-штамп закреплен в полом валу, который приводится во вращение от двигателя через редуктор. Второй неприводной валок-штамп перемещается в осевом направлении с помощью гидравлического цилиндра. Заготовка сначала деформируется осаживанием без вращения валков. Затем начинается прокатка с осаживанием до полного оформления нужного профиля.

При необходимости получения отверстия после окончания прокатки на специальном прессе производится прошивка. Одновременно специальными валками-ножами обрезаются заусенцы.