19. Классификация прокатных станов по назначению.

Прокатным станом называется агрегат производящий прокатку заготовки последовательную ее деформацию в прокатных валках.

Заготовка перемещаясь через калибр прокатного стана, приобретает форму этого калибра.

Калибром называется расстояние между прокатными валками, образуемое их ручьями. Ручей прокатного валка – его профилированная поверхность. В зависимости от проката, производимого на стане, все прокатные станы подразделяются на:

1. Подготовительные – катают блюмы, слябы, заготовки для бесшовных труб(блюминги, слябинги, заготовочные станы). Обозначаются по максимальному диаметру прокатного валка. Блюм 500

2. Сортопрокатные – крупносортные, среднесортные, мелкосортные, рельсобалочные, проволочные. Обозначаются по максимальному диаметру валка. Катают прутки: круглого, прямоугольного, шестиугольного, восьмиугольного сечения, разной величины уголки, швейлеры, двутавры, проволоку.

3. Листопрокатные – толстолистовые, средней толщины, тонколистовые, полосовые и станы для прокатки фольги. Обозначаются по длине катающей бочки валка.

4. Станы для прокатки бесшовных труб – ТПА с автомат станом, ТПА с пилигримовым станом, ТПА с непрерывным станом, станы Асселя, станы Дишера, реечный раскатной. Обозначают по диапазону катаемых труб. Это станы только горячей прокатки.

5. Станы для холодной прокатки бесшовных труб. ХПТ по максимальному сортаменту прокатываемых труб, ХПТР(роликами) по диапазону прокатываемых труб.

6. Станы для прокатки сварных труб.

7. Специальные детале-прокатные станы. Шарики, ролики пластинчатых цепей, сверла, червяки, зубчатые колеса и шестерни, ребристые трубы, профили переменного сечения.

По количеству рабочих клетей: одно и много клетьевые

Способ прокатки: непрерывный, реверсивный.

23 Подшипники жидкостного трения

Подшипники жидкостного трения (ПЖТ) получили широкое распространение в прокатных станах. Принцип работы этих подшипников заключается в том, что при всех условиях работы (при больших давлениях и даже небольших скоростях скольжения шейки в подшипнике) между телом шейки и материалом подшипника всегда сохраняется (не выдавливается) масляная пленка, благодаря чему шейка как бы плавает в подшипнике. Состояние жидкостного трения обеспечивается в этих подшипниках благодаря тщательной (зеркальной) обработке трущихся деталей и совершенно закрытой (герметичной) конструкции самого подшипника. При вращении шейки валка в таких подшипниках ей приходится преодолевать очень незначительное трение в масляной пленке, зависящее от вязкости масла. Коэффициент трения таких подшипников очень невелик и при больших скоростях прокатки он даже несколько меньше, чем коэффициент трения в роликовых подшипниках. Подшипник состоит из двух основных деталей:

1) сменной втулки-цапфы, насаженной (на шпонке) на коническую шейку валка и вращающейся вместе с ним. Наружный диаметр цапфы является номинальным диаметром подшипника. Согласно ГОСТ 7999—70 предусмотрено изготовление подшипников диаметром 0,14— 1,18 м при l/d=0,6 и 0,75. После обработки по 1-му классу точности (с предельным отклонением минус 18—45 мкм) рабочая поверхность втулки-цапфы становится зеркальной, соответствующей 12-му классу шероховатости (средняя высота микронеровностей не более 0,25 мкм) по ГОСТ 2789-73;

2) втулки-вкладыша с заливкой (центробежным способом) толщиной 3—5 мм, изготовленной из высокооловянистого баббита марки Б83 (состав, %: 83 Sn, 6 Сu и 1 Sb). Поверхность баббитовой заливки обрабатывают по 10-му классу шероховатости Н_ср<0,8 мкм), и после приработки в подшипнике она также приобретает зеркальный вид. Номинальный внутренний диаметр втулки d_B=dп+2δ, где δ —радиальный зазор в подшипнике, обычно принимают δ = 100÷200 мкм.

Шейки валков изготовляют коническими по следующим соображениям:

1)для того чтобы легко снять подшипники с шейки валка, на которую подводится смазка по небольшим радиальным отверстиям;f

2)коническая шейка в сечении около бочки прочнее цилиндрической, так как диаметр ее больше.

Величина коэффициента трения в подшипнике зависит от вязкости масла; В большинстве случаев для тяжелонагруженных подшипников прокатных станов применяют хорошо очищенное вязкое масло П-28 (брайтсток); масляная пленка в подшипнике способна выдерживать давление до 25 МПа. Для высокоскоростных и легконагруженных подшипников можно применять менее вязкое турбинное масло марки УТ.

Для подшипников жидкостного трения устанавливают отдельную масляную систему. Масло из резервуара засасывается шестеренчатым насосом, подается в фильтр, проходит через охладитель (в летнее время) и при давлении ~0,1 МПа подается в подшипник. Электродвигатель привода насоса сблокирован с регулятором давления; если давление в сети недостаточно, то автоматически включается двигатель шестеренчатого насоса.

Подшипники жидкостного трения бывают двух типов — горизонтальные и вертикальные, причем для восприятия возможных осевых условий они имеют на концах шеек радиально-упорные шариковые (для небольших ПЖТ) или радиально-упорные роликовые конические (для средних и крупных ПЖТ) подшипники. Благодаря высокой точности изготовления и очистки масла коэффициент трения ПЖТ меньше, чем у роликовых конических подшипников качения, и составляет 0,001—0,005.

ПЖТ, собранный в подушке, легко монтируется на шейку валка —внутренняя втулка-цапфа имеет шпоночное соединение с конической шейкой валка и вращается в наружной цилиндрической втулке-вкладыше, имеющей баббитовую заливку по внутреннему диаметру. Для облегчения демонтажа подшипника на сопрягаемые по шпонке конические поверхности подается смазка через отверстие в конусной втулке.

Со стороны бочки валка на втулке-вкладыше имеется сменное кольцо-насадка для фиксации резиновых уплотнений.

Радиальная нагрузка воспринимается баббитовой заливкой (максимальное давление 25 МПа) и передается на подушку; осевая нагрузка — радиально-упорными подшипниками качения, наружные кольца которых фиксируются резьбовым кольцом-гайкой. Подшипник полностью герметизирован уплотнителями с передней и задней стороны, которые не допускают проникновения влаги, пыли и вытекания масла. На конце шейки валка ПЖГ фиксируется при помощи резьбовых полуколец и гайки.

В крупных ПЖТ двухрядный конический роликоподшипник своим внутренним кольцом установлен на втулке, опирающейся своим высоким фланцем в торец втулки-вкладыша с баббитовой заливкой; по наружным кольцам роликоподшипник установлен в специальном стакане, предназначенном для передачи осевых усилий на переднюю крышку и затем на подушку, зафиксированную в окне станины упорными планками.

Основными параметрами ПЖТ являются диаметр и длина баббитовой заливки (d×l)- Для компенсации прогиба валка подушки с ПЖТ вверху и внизу опираются на сферические подпятники.

Гидродинамические ПЖТ обеспечивают жидкостное трение между втулкой и цапфой при высоких скоростях, когда вращающаяся с большой скоростью цапфа увлекает за собой смазку и образуется масляный клин, давление в котором уравновешивает внешнюю нагрузку. В переходных режимах работы прокатного стана (при пуске, реверсе, при заправочной скорости под полным давлением на валки) жидкостное трение не обеспечивается, увеличивается момент трения в подшипниках и затрудняется их эксплуатация.

При изменении частоты вращения валков изменяется толщина смазочного слоя в подшипниках и вследствие этого толщина прокатываемой полосы (образуется разнотолщинность).

Гидростатодинамические ПЖТ являются подшипниками комбинированного типа: смазка под высоким давлением подается в подшипник только в период переходных режимов работы стана (при пуске, торможении и при работе на небольших скоростях); при установившемся режиме работы стана (при больших скоростях) высокое давление смазки автоматически выключается и жидкостное трение в подшипнике обеспечивается масляным гидродинамическим клином, образующимся при высоких скоростях вращения цапфы и при подаче смазки под обычным для ПЖТ давлением (100—150 кПа).

На рабочей (нижней) поверхности втулки имеются четыре углубления-кармана, в которые в переходные режимы подается смазка под давлением 50 МПа. Карманы выполнены в виде узких канавок на дуге около 40°, что незначительно уменьшает рабочую опорную площадь вкладыша, воспринимающую внешнюю нагрузку; расход смазки на один подшипник около 8 л/мин. Распределение смазки между карманами осуществляется капиллярными трубками, предотвращающими утечку мас­ла через какой-либо один карман при перекосе подшипника.

Обычная система смазки ПЖТ имеет дополнительную систему высокого давления: насос, обратный клапан, предохранительный клапан и манометр. Насос включается автоматически, когда скорость цапфы снижается до определенной величины (2—3 м/с); питание насоса — от напорного трубопровода низкого давления системы ПЖТ; слив масла из подшипника по общему сливному трубопроводу. Насос выключается также автоматически, когда скорость цапфы оказывается достаточной Для создания гидродинамического режима подшипника (образования масляного клина).