Глава X выгибка диска цельнокатаных колес

§ 48. Цель выгибки диска

Выгибка диска является специфической операцией. С одной стороны, смещение ступицы колеса относительно обода позволя­ет наиболее удобно разместить детали колесной пары на оси, обеспечив доступ к буксам, часто осматриваемым и процессе эк­сплуатации. С другой стороны, изогнутый диск колеса может пластически деформироваться под воздействием тепловых напря­жений, возникающих в процессе неравномерного охлаждения от дельных элементов колеса, отличающихся по объему и по свободной поверхности охлаждения. Деформируясь в процессе охлаждения, диск смещает ступицу относительно обода, погашая тем самым возникающие напряжения. Это позволяет избегнуть значительных остаточных напряжений в готовом колесе, которые могут привести к разрушению колеса в пути.

Рис. 168. Форма колеса после выгибного пресса:

1-наружная поверхность ступицы; 2-наружная боковая поверхность обода; 3-внутренняя боковая поверхность обода.

Величина напряжений в местах перехода от ступицы к диску п от диска к ободу зависит от принятой схемы технологического процесса механико-термической обработки и, в свою очередь, влияет па размеры колеса. Главным образом условия охлаждения изменяют размер а — расстояния между внутренней боковой по­верхностью обода и наружным торцом ступицы (рис. 168). Поэ­тому при выпоре режима термической обработки цельнокатаных колес всегда следует учитывать возможные отклонения в этом размере под влиянием условий охлаждения колеса после терми­ческой обработки.

Размер расстояния между наружной боковой поверхностью обода и наружным торцом ступицы зависит также и от ширины обода. В практике завода им. К. Либкнехта, при применении по­верхностной закалки обрызгиванием с последующим самоотпус­ком, для колес условных диаметров, 950 и 1050 мм допускаются такие величины этого размера:

При ширине обода, мм...................................134 135 136 137 138 139

а, мм..................................................................19 20 21 22 23 24

На эти размеры и ориентируются при калибровке деформи­рующего инструмента пресса.

§ 49. Устройство выгибного пресса, последовательность операций на прессе и его настройка

По конструкции пресс для выгибки диска колеса (рис. 169) аналогичен формовочному прессу и состоит из следующих основ­ных узлов:

а) рабочего гидравлического цилиндра;

б) подъемных гидравлических цилиндров;

в) станины, архитрава и связывающих их в одну жесткую конструкцию колонн;

г) передвижной траверсы со штамподержателем;

д) механизма для передвижения нижней скользящей плиты;

е) стола, установленного на нижней скользящей плите, и тумбы, служащей для удаления колеса из-под пресса.

В прессе используют два вида энергии: гидравлическую и па­ровую. Первая используется при выполнении следующих опера­ций:

1) опускания траверсы;

2) рабочего нажатия для выгибки диска;

3) передвижения скользящей плиты;

4) подъема подвижной траверсы.

Пар используется для создания максимального давления в гидравлическом цилиндре парогидравлического мультиплика­тора.

Характеристика выгибного пресса приведена ниже.

Полное усилие пресса, т................................................... 2500

Давление рабочей жидкости, ат......................................... 400

Давление аккумуляторной жидкости, ат......................... 160

Ход траверсы, мм............................................................... 610

Усилие подъемных цилиндров, т..................................... 110

Скорость подъема и опускания траверсы, мм/сек. . . . 200

Усилие плунжеров передвижения скользящей плиты, т 20/10

Ход передвижения стола, мм ....................................... 1525

Скорость передвижения скользящей плиты, мм/сек .. 340

Расстояние между осями колонн, мм............................... 2440x1220

Размер в свету, мм …........................................................ 1580

Строительная высота пресса, мм....................................... 6085

Общая высота пресса, мм................................................... 7760

Последовательность операций, выполняемых на прессе следу­ющая:

1) прием прокатанного колеса на стол пресса;

2) передвижение стола под пресс;

3) опускание подвижной траверсы до соприкосновения с ко­лесом;

4) выгибка диска и клеймение;

Рис. 169. Пресс для выгибки диска колеса

5) подъем подвижной траверсы и захват колеса крючком;

6) передвижение тумбы под пресс;

7) опускание колеса на тумбу;

8) подъем траверсы;

9) выдвижение тумбы из-под пресса;

10) уборка колеса.

Некоторые операции перекрываются другими. Так, например, операция 1 целиком перекрывается операциями 7 и 8; операции 2 и 9 совпадают; операция 10 производится во время осуществления операций 3 и 4. Машинисты-новаторы завода им. К. Либкнехта добились частичного перекрытия отдельных операций путем одновременного выполнения нескольких операций. Так, напри­мер, они сочетают движение стола с колесом под пресс с опуска­нием подвижной траверсы, экономя на этих операциях 2 сек. Передвижение тумбы под пресс выполняется одновременно с опусканием траверсы для укладки колеса на тумбу; при этом экономится 2,7 сек.

После укладки колеса на тумбу подвижная траверса подни­мается, а тумба с готовым колесом выдвигается из-под пресса. Машинисты-новаторы выполняют эти операции, перекрывая в значительной степени одну операцию другой; они достигают этим экономии времени в 3 сек.

Так как операции выгибки диска и клеймения колеса являют­ся последними в цепи технологического процесса прессо-прокатного отделения, после деформирования на горячем колесе замеряются основные размеры с целью установления соответствия полученных размеров заданным.

Обязательной периодической проверке подлежат следующие размеры колес: наружный диаметр по кругу катания; ширина обода; толщина диска у ступицы и у обода.

У колос, поступающих на пресс после колесопрокатного стана, проверяются диаметры внутренней поверхности обода с наруж­ной и внутренней поверхностей колеса. Диаметры должны соответствовать заданным, причем диаметр внутренней поверхности обода с внутренней стороны колеса может на 6 мм превышать диаметр с наружной стороны колеса.

Практикой завода им. К. Либкнехта для колес условного диа­метра 950 и 1050 мм, установлены следующие размеры горячих колес (мм), гарантирующие получение требуемых техническими условиями размеров охлажденных колес (см. рис. 24):

Условный диаметр колес .... 950 1050

Диаметр по кругу катания …… 968—986 1068—1086

по внутренней поверхности

обода² ....................................... 812—818 912—918

Ширина обода................................ 134—139 134—139

Толщина диска у ступицы ………… 27—31 27—31

у обода............................................ 21-25 21—25

Длина ступицы ………………........ 198—212 208—222

Для замера диаметров применяются специальные скобы, вы­полненные по среднему размеру заданного предела. Ширина обо­да проверяется набором охватывающих шаблонов, а толщина диска — специальным клещеобразным дискомером, снабженным градуированной шкалой.

Выгибной пресс используется также для исправления эксцен­триситета ступицы колеса относительно наружной поверхности обода. Это достигается тем, что нижняя часть ступицы, частично входящая в центральное отверстие нижнего штампа, и верхняя, входящая в отверстие верхнего штампа, отгибаются в положение, концентричное внутренней поверхности обода колеса, центрируе­мого в штампах. Для центровки колеса диаметр нижнего штампа выгибного пресса выполняется несколько больше максимального диаметра внутренней поверхности колеса с внутренней его сто­роны.

Естественно, что необходимость исправления эксцентрисите­та ступицы относительно обода требует тщательной настройки пресса. Недостаточно точная настройка может увеличить эксцен­триситет, смещая одну часть ступицы относительно другой.

Настройка пресса заключается в центровке выгибных штам­пов один относительно другого.

Для центровки штампов на плиту стола пресса устанавлива­ется одним из катетов прямоугольный треугольник таким обра­зом, чтобы его вертикальный катет касался нижнего штампа по максимальному диаметру. При опускании подвижной траверсы расстояние между вертикальным катетом треугольника и макси­мальным диаметром верхнего штампа не должно превышать по­ловины допускаемой разности в размерах максимальных диаметров штампов. Отклонение от этого условия требует изменения взаимного расположения штампов, что достигается регулировкой их установки на местах посадки.

Управление прессом рычажное. С помощью главного рычага управления осуществляются операции опускания траверсы, де­формирования диска и последующий подъем траверсы. С по­мощью вспомогательного рычага осуществляется управление ци­линдрами перемещения нижней скользящей плиты со столом и тумбой. Детали механизма управления прессом и их кинемати­ческая связь аналогичны таковым пресса для формовки колесной заготовки. Поэтому аналогична и схема управления, описание ко­торой в связи с этим, не приводится.