/
Текст
ПРЕДИСЛОВИЕ
Книга «Прокатные станы» представляет со-
бой значительно переработанное/ и дополнен-
ное переиздание книги А. ИЯЦеликова «Про-
катные станы», выпущеннвйгв свет Металлург-
издатом в 1946 г., и его же книги «Механизмы
прокатных станов», выпущенной в свет Маш-
гизом в 1946 г. Эта переработка книги глав-
ным образом была направлена на то, чтобы
она, как учебник для студентов вузов, по сво-
ему содержанию соответствовала учебным
программам и отражала историю развития
конструкций прокатных станов за истекшие
12 лет после издания указанных книг.
В настоящую книгу не вошла глава по тео-
рии усилий, действующих на валки при про-
катке, так как этот раздел входит в програм-
му курса теории прокатки, но была добавлена
глава, в которой кратко описано общее рас-
положение машин и механизмов наиболее ха-
рактерных прокатных станов, и глава, в кото-
рой приведены данные о смазочном оборудо-
вании прокатных станов. Кроме того, расши-
рен и обновлен материал книги па расчету и
устройству различных прокатных/станов и их
машин и механизмов, причем главным обра-
зом за счет прокатных станов, ((проектирован-
ных и построенных отечественными заводами
тяжелого машиностроения влеслевоенные го-
ды. Также широко были использованы рабо-
тающие на ряде заводов машины и механизмы
прокатных станов, сконструированные Цент-
ральным конструкторским бюро металлургиче-
ского машиностроения.
Рисунки этих конструкций в значительной
части публикуются впервые, а некоторые из
них заимствованы из книги А. А. Королева и
Г. М. Николаевского «Механическое оборудо-
вание прокатных цехов».
Благодаря тому, что в книге уделено боль-
шое внимание устройству различных прокат/
ных станов и их механизмов, она может яв-
ляться не только учебником, но и пособием
при дипломном и курсовом проектировании.
Для более удобного понимания сложных кон-
струкций описание внешнего вида их допол-
нено кинематическими схемами. \
Указанная переработка потребовала факти-
чески коренного изменения не только иллюстл
ративного материала, но также и текстового
материала. Переработка за исключением пер-
вых двух глав была выполнена доцентом канд.
техн, наук В. В. Смирновым.
Глава по смазочному оборудованию напи-
сана инж. М. П. Вавиловым. Авторы выража-
ют благодарность доц. канд. техн, наук А. Ау
Королеву за редактирование книги /
Часть первая
Р^ЩЕЕ УСТРОЙСТВО ПРОКАТНЫХ СТАНОВ
ГЛАВА I
ОПРЕДЕЛЕНИЕ И УСТРОЙСТВО ПРОКАТНЫХ СТАНОВ
§ 1. Определение прокатного стана
Все типы самых разнообразных современ-
ных машин подразделяются на два основных
вида: 1) машины-двигатели и 2) «машины-
орудия», или, как их называл К. Маркс, «ра-
бочие машины».
Машины-двигатели служат для преобразо-
вания одного рода энергии в другой, напри-
мер тепловой в механическую или электриче-
скую, а рабочие машины служат для обработ-
ки и преобразования материала в полупродукт
или продукт.
Прокатные станы относятся к рабочим ма-
шинам.
Рассмотрим, из каких основных элементов
они слагаются.
В современных рабочих машинах движения
орудий, необходимые для выполнения той или
иной механической работы, производятся под
действием одного или нескольких двигателей.
В связи с этим непременным элементом раз-
витой рабочей машины является не только ис-
полнительный механизм, т. е. механизм, воз-
действующий с помощью орудий на объект
труда, но также двигатель, приводящий орудия
машины в движение.
Кроме того, элементом рабочей машины яв-
ляется передаточный механизм, назначение ко-
торого состоит в передаче и преобразовании
движения двигателя соответственно требуемо-
му движению орудий рабочей машины. Таким
образом, рабочая машина, как правило, вклю-
чает в себя три основных элемента: 1) испол-
нительный механизм; 2) двигатель и 3) пере-
даточный механизм. У современной разви-
той машины к этим трем элементам обычно до*
бавляется четвертый элемент, представляющий
собой средства автоматизации, при помощи
которых достигается управление всей рабочей
машиной без участия человека.
Рабочая машина может включать в себя не
только по одному, а по нескольку таких эле-
ментов. У совершенных машин, предназначен-
ных для выполнения сложного рабочего про-
цесса за несколько операций, может быть не-
сколько исполнительных и передаточных меха-
низмов, а также и несколько двигателей.
Современное массовое производство в со-
циалистическом обществе, характеризуемое
механизацией и автоматизацией при поточном
движении обрабатываемого материала или
предмета труда, требует не одну, а несколько
рабочих машин.
В целях повышения производительности, ме-
ханизации и автоматизации производства про-
водится дифференциация технологических опе-
раций между машинами; их встраивают в од-
ну общую поточную автоматическую линию
и связывают между собой соответствующими
транспортными устройствами. Такого рода ли-
ния разнородных машин, выполняющая пол-
ный производственный цикл, называется си-
стемой машин. Эту важную особенность сов-
ременного механизированного производства
предвидел К. Маркс.
Рассматривая процесс развития машинного
производства как переход от более простого к
более сложному, К. Маркс отмечал различие
между двумя видами машинного производ-
ства: кооперацией однородных ма-
шин и системой машин.
Кооперация однородных машин,
характеризующая менее развитый вид машин-
ного производства, представляет собой простое
скопление однородных и одновременно дейст-
вующих машин в одном цехе. При этом тех-
нологический цикл обработки выполняется
каждой отдельной самостоятельной машиной,
независимо от других таких же рядом стоящих
машин.
Система машин характеризует более
высокую ступень развития машинного произ-
водства и, как указывает К. Маркс, «...засту-
пает место отдельной самостоятельной маши-
ны только в том случае, когда предмет труда
проходит последовательный ряд взаимно свя-
занных частичных процессов, которые выпол-
няются цепью разнородных, но взаимно допол-
няющих друг друга рабочих машин»
(К. Маркс, Капитал, т. I, Госполитиздат,
1949, стр. 385).
На этом основании можно сделать вывод,
что рабочие машины выступают в двух видах:
1) отдельно стоящая рабочая машина и 2)
система разнородных машин, образующих по-
точную, часто автоматическую линию для вы-
полнения полного производственного цикла.
В современном производстве автоматизация
предусматривается у машин обоих видов, но,
как правило, у машин второго вида ее удает-
ся осуществить полнее и совершенней.
В условиях СССР, в период построения ком-
мунистического общества, процесс перехода от
первого вида рабочих машин ко второму виду
машин, т. е. к их системе, протекает и будет
протекать особенно интенсивно. Это объяс-
няется тем, что автоматические линии или си-
стемы рабочих машин представляют собой од-
ну из основных форм высшей техники, кото-
рая является базой для непрерывного совер-
шенствования социалистического производства
в целях обеспечения максимального удовлет-
ворения постоянно растущих материальных и
культурных потребностей всего общества.
Прокатные станы в зависимости от их на-
значения представляют собой развитую рабо-
чую машину или систему машин. В первом
случае прокатный стан может быть назван
рабочей машиной, служащей для
обработки материалов давлением
между вращающимися валками.
Это определение прокатного стана, однако,
не является исчерпывающим. Производство
проката в большинстве случаев требует не-
скольких технологических стадий прокатки.
Кроме того, необходимо также выполнять и
ряд вспомогательных операций, к которым, на-
пример, относятся: транспортирование исход-
ной продукции со склада, нагрев, подача про-
катываемого материала к валкам стана, кан-
товка, уборка материала после прокатки, рез-
ка на мерные длины, маркировка или клейме-
ние, правка, сматывание в бунты или рулоны,
подача на склад готовой продукции и др.
Развитие массового производства проката
потребовало применения широкой механиза-
ции и автоматизации технологического процес-
са на основе поточного движения обрабаты-
ваемого материала. Это послужило причиной
установки машин для обработки проката в
одну общую технологическую поточную линию
и соединения их между собой соответствующи-
ми устройствами или транспортными механиз-
мами для передачи обрабатываемого материала
от одной машины к другой. Такого рода система
машин является типичной для большинства сов-
ременных производств проката, и поэтому при-
нято ее называть также прокатным станом.
Следовательно, прокатным станом в
однихслучаях называется отдель-
но стоящая машина, выполняю-
щая процесс пластической дефор-
мации обрабатываемого материа-
ла между валками, а в других слу-
чаях — система машин, служащих
для осуществления как собствен-
но процесса прокатки, часто за
несколько стадий, так и вспомога-
тельных операций, которыми со-
провождается производство про-
ката.
В первом случае прокатный стан представ-
ляет собой одну машину, состоящую из одной
или нескольких рабочих клетей (исполнитель-
ный механизм), передаточного механизма
(зубчатой передачи, муфт и шпинделей) и
электродвигателя, приводящего во вращение
валки.
Во втором случае в прокатный стан входит
несколько рабочих машин соответственно чис-
лу требуемых технологических операций по
обработке проката и заданной производитель-
ности, и тогда он становится системой машин
или агрегатом, состоящим из последователь-
но расположенных разных машин, связанных
между собой рольгангами или другими транс-
портерами в одну общую технологическую по-
точную линию.
Оборудование прокатного стана, служащее
для деформации металла между вращающи-
мися валками, называется основным обо-
рудованием, а линия, по которой оно рас-
полагается, — главной линией прокат-
ного стана. Механическое оборудование
для выполнения прочих операций называется
вспомогательными машинами и ме-
ханизмами прокатного стана.
Указанное двойное определение прокатного
стана— машина или система машин — являет-
ся результатом процесса развития механизи-
рованного производства от более простого к
более сложному.
Современный высокопроизводительный про-
катный стан, как правило, представляет собой
целый комплекс машин и механизмов, выпол-
няющих ряд последовательных и взаимно свя-
занных между собой операций. Однако наряду
с прокатными станами этого вида для произ-
водства некоторых видов проката не массового
потребления находят иногда применение про-
катные станы, представляющие собой единич-
ную машину, как например, одноклетьевые
станы для холодной прокатки ленты или труб,
шаропрокатные станы и др., которые выполня-
ют не полный технологический процесс про-
изводства проката, а только собственно про-
цесс деформации металла между валками. Та-
ким образом, орудия современного производ-
ства проката чаще выступают как система ма-
шин и реже — как кооперация однородных ма-
шин.
Общее развитие техники и в первую очередь
автоматизации производственных процессов
выдвигает как один из принципов построе-
ния производства соединение всех стадий из-
готовления изделий, начиная от исходного
сырья и кончая упаковкой готового изделия,
в один общий автоматизированный технологи-
ческий поток. В соответствии с этим в даль-
нейшем несомненно будет значительно расши-
ряться взаимосвязь операций, выполняемых
на прокатном стане, с другими смежными
операциями. С одной стороны наблюдается
тенденция объединить процессы разливки ме-
талла в одном общем агрегате, а с другой —
у выходной части прокатного стана преду-
сматривать использование все большего чис-
ла разных машин для последующей обработ-
ки проката в готовые изделия.
Так, например, в Италии в 1950 г. появи-
лись станы системы Проперци для прокатки
алюминиевой проволоки, в которых произво-
дится непрерывная разливка алюминия в за-
готовку бесконечной длины, а затем ее про-
катка. Можно полагать, что в скором време-
ни такого рода станы будут разработаны и
для стали.
Станы для прокатки колес или рельсов, как
правило, снабжаются станками для того, что-
бы последующую механическую обработку
указанных изделий (обточку колес или фре-
зеровку торцов и расточку отверстий у рель-
сов) производить в общем технологическом
потоке.
Стремление концентрировать даже разные
технологические процессы в одной поточной
линии вплоть до получения готового изделия
с каждым годом будет преобразовывать про-
катный стан в более сложную систему машин.
В эту систему машин будут входить не только
машины для выполнения собственно процесса
прокатки и связанных с ней вспомогательных
операций, но также машины и агрегаты, вы-
полняющие смежные с прокаткой технологи-
ческие операции как для получения исходного
литого металла, так и для производства из
проката готовых изделий.
§ 2. Классификация прокатных станов
по назначению
Главнейшие типы станов в зависимости от
их назначения указаны в табл. 1.
Так как размеры прокатного стана обычно
зависят от размеров прокатываемых на нем
профилей; то эта классификация во многих
случаях является также классификацией по
размеру стана. Причем размер сортового ста-
на определяется диаметром рабочих валков, а
листового стана — длиной бочки валка.
Таблица 1
Классификация прокатных станов по назначению
Станы Размер валков, мм Назначение
диаметр длина бочки
1. Обжимные и заготовочные, в том числе:
а) блуминги 800—1450 — Обжатие слитков в блу- мы
б) слябинги 1100 Обжатие слитков в круп- ную плоскую за- готовку, назы- ваемую СЛЯГом
в) заготовоч- ные сорто- вые . . . 450—750 Прокатка блу- мов в заготовку сечением от 50 х Х50 до 150х X 150 мм
г) трубозаго- товочные 2. Сортовые, в том числе: 700—800 — Прокатка блу- мов в заготовку круглого сече- ния диаметром от 70 до 350 мм
а) рельсоба- лочные 750—900 Прокатка рельсов для ши- рокой колеи, крупных Галок высотой от 240 до 600 мм и бо- лее и других тяжелых про- филей
б) крупно- сортные 500—750 Прокатка крупных профи- лей: сталь квад- ратная и круг- лая от 80 до 150 мм, балки и швеллеры высо- той от 120 до 240 мм и дру- гие
Продолжение табл. 1
Станы Размер валков, мм Назначение
диаметр длина бочки
в) средне- сортные . . 350—500 Прокатка средних профи- лей: сталь квад- ратная и круг- лая от 40 до 80 мм, балки и швеллеры высо- той до 120 мм, угловые профи- ли от 50 х 50 до 100x100 мм и другие
г) мелкосорт- ные . . . 250—350 Прокатка мелких профи- лей: сталь квад- ратная и круг- лая от 8 до 40 мм, угловые профили от 20 х Х20 до 50 х Х50 мм и дру- гие
д) полосовые (штрипсо- вые) . . . 300—400 — Прокатка полос шириной от 65 до 500 мм и толщиной от 1,5 до 10 мм
е) проволоч- ные . . . 250—300 — Прокатка проволоки диа- метром от 5 до 10 мм
3. Листовые, в том числе:
а) толстоли- стовые . . 2000—5000 Прокатка листов толщи- ной от 4 до 50 мм и более
б) листовые широкопо- лосовые .. . — 700—2500 Прокатка широких полос шириной от 600 до 2300 мм
в) тонколи- стовые . . 700—1300 Прокатка (го- рячая) тонких листов толщи- ной от 0,2 до 4 мм и шири- ной от 500 до 1200 мм
4. Трубопрокат- ные .... — — Прокатка бесшовных труб диаметром до 650 мм и более
5. Холодно-про-
катные, в том
числе:
а) листовые 700—2800 Прокатка ли- стов шириной от 600 до 2500 мм
Продолжение табл. Г
с 1 1 Размер валков, мм Назначение
диаметр длина бочки
б) лентопро- катные . . — 150—700 Прокатка лен- ты толщиной от 0,02 до 4 мм и шириной от 201 до 6С0 мм, сма- тываемой в бунты
в) фольгопро- катные . . — 200—700 Прокатка фольги толщи- ной 0,008— 0,012 мм
г) плющиль- ные . . . 6. Для особых видов прока- та, в том чи- сле: 70—200 ' Прокатка из проволоки уз- кой ленты ши- риной от 0,8 до 12 мм
а) колесопро- катные . . Прокатка ко- лес для желез- нодорожных ва- гонов и другого назначения
б) кольце- и бандаже- прокатные Прокатка ко- лец для под- шипников и ко- лесных банда- жей
в) шаропро- катные . . — — Прокатка ша- ров
г) для профи- лей пере- менного се- чения . . Прокатка различного рода переменных про- филей
д) для зубча- тых колес Накатка зубьев зубча- тых колес
Размер трубопрокатного стана характери-
зуется максимальным наружным диаметром
прокатываегЛях труб.
Однако назначение стана не всегда опреде-
ляет его конструкцию. Последняя в значитель-
ной мере зависит от производительности и при
одном и том ж.е назначении стана может быть
различной.
§ 3. Основные элементы главной линии
прокатного стана
Основное оборудование прокатного стана
состоит из одной или нескольких главных ли-
ний, по которым располагаются нижеследую-
щие три устройства:
Рабочая клеть — в нее входят: прокат-
ные валки и их подшипники, станины, устано-
вочные механизмы, плитовины, проводки. При-
чем во многих случаях в одной линии (считая
по оси валков) устанавливают несколько ра-
бочих клетей, что особенно характерно для
станов менее современной конструкции.
Двигатель для вращения прокатных вал-
ков.
Передаточные механизмы от дви-
гателя к прокатным валкам.
Рабочая клеть прокатного ста-
на, состоит из ряда элементов, которые ха-
рактерны для большинства прокатных станов.
Для предварительного понятия^ об ее устрой-
стве рассмотрим рабочую клеть сортового ста-
на трио (рис. 1). Основными деталями и ме-
ханизмами рабочей клети являются: 1 — про- ;
катные валки, между которыми происходит об- |
которых расположены подшипники прокатных
валков; 6 — плитовины, т. е. опорные плиты в
виде двух линеек, наглухо устанавливаемые
на фундаменте, на которых укрепляют стани-
ны рабочих клетей.
Эти элементы той или иной конструкции яв-
ляются обязательными для рабочей клети поч-
ти любого прокатного стана.
В дальнейшем будет приведен более подроб-
ный разбор конструкции деталей и механиз-
мов рабочей клети, а ниже приведем описание
других устройств главной линии прокатного
стана.
Двигатели в прокатных станах совре-
менного типа применяются только электриче-
ские. Ранее применялись паровые машины,,
гидравлические турбины и двигатели внутрен-
него сгорания (газовые и нефтяные). Начиная
с 1898 г., когда для прокатного стана впервые
Рис. 1. Рабочая клеть
сортового стана трио
жатие прокатываемого металла; 2 — подшип-
ники прокатных валков; 3 — установочные
(или нажимные) механизмы валков, служащие
для изменения расстояния между валками; 4—
проводки, служащие для направления прока-
тываемого металла при входе и выходе из вал-
ков; 5 — две вертикальные станины, в окнах
был применен электродвигатель, они стали
вытесняться более совершенны?»! типом приво-
да — электрическим, являющимся наиболее
экономичным и удобным в эксплуатации по
сравнению с другими типами двигателей. В-
тех случаях, когда не требуется регулирова-
ния скорости прокатки, как правило, приме-
няют электродвигатели переменного тока: син-
хронные при работе без маховика и асинхрон-
ные при работе с маховиком или когда мощ-
ность двигателя невелика. Электродвигатели
постоянного тока устанавливают в тех случа-
ях, когда необходимо регулировать скорость
прокатки.
Мощность электродвигателя, приводящего в
движение прокатный стан, зависит от назначе-
ния и производительности последнего. В боль-
шинстве случаев применяют двигатели мощ-
ностью от 200 до 2000 л. с., но у некоторых
станов, например у крупных блумингов, сля-
бингов и толстолистовых станов, мощность
двигателя доходит до 7000—10 000 л. с.
Передаточные механизмы главной
линии прокатного стана зависят от типа про-
катного стана и режима его работы. У мно-
гих прокатных станов они состоят из шесте-
ренной клети, редуктора, соединительных муфг
и шпинделей. Иногда в системе передаточных
механизмов еще предусматривается маховик.
Характерным примером стана, имеющего
почти все основные элементы передаточных
механизмов, может служить обжимной стан
трио (рис. 2).
Рис. 2. Схема главной линии прокатного стана
трио
Согласно этой схеме, к основным элементам
передаточного механизма относятся следую-
щие: 1 — шестеренная клеть, служащая для
передачи вращения трем прокатным валкам;
обычно шестеренная клеть состоит, соответст-
венно числу прокатных валков, из двух или
трех шестерен равного диаметра, расположен-
ных одна над другой в закрытой коробке
(рис. 3); 2 — редуктор (см. рис. 2), позволяю-
щий при небольших или средних скоростях
прокатки повысить число оборотов двигателя
и маховика и этим снизить стоимость послед-
них, а при больших скоростях прокатки, нао-
борот, понизить число оборотов двигателя.
Обычно редуктор состоит из одной или двух
пар цилиндрических шестерен, установленных
в закрытом кожухе (рис. 4); применявшиеся
раньше канатные и ременные передачи в со-
временных установках не применяют, так как
они занимают много места в цехе и менее
экономичны, чем зубчатые редукторы; 3 — ма-
Рис. 3. Шестеренная клеть
Рис. 4. Зубчатый редуктор прокатного стана
ховики (один или два), расположенные на ва-
лу малой шестерни редуктора и служащие ак-
кумулятором энергии для выравнивания на-
грузки привода стана за период прохода про-
катываемого металла между валками и за пе-
риод паузы; 4 — шпиндели, передающие вра-
щение прокатным валкам от шестеренной
клети; 5 — коренная муфта, передающая вра-
щение ведущей шестерне шестеренной клети;
6 — моторная муфта, сцепляющая двигатель
7 с ведущим валом передаточного механиз-
ма, в данном случае с валом ведущей шестер-
ни редуктора.
Наличие в передаточном механизме всех пе-
речисленных звеньев не обязательно для лю-
бого прокатного стана. Так, у реверсивных ста-
нов и у ряда других станов с продолжитель-
ным временем прохода прокатываемого ме-
талла между валками маховики становятся не-
нужными. У быстроходных станов и большин-
ства реверсивных становится излишним редук-
тор и вместе с ним отпадает надобность в од-
ной из муфт. В случае привода только одного
валка или при индивидуальном приводе каж-
дого валка от отдельного двигателя исключает-
ся шестеренная клеть. Подобный стан можно
видеть на рис. 5, где изображена схема блу-
минга 1150 Уральского завода тяжелого ма-
шиностроения им. Орджоникидзе с двухмотор-
ным приводом мощностью по 4500 л. с. 11].
положение валков в рабочей клети разное. По
этому признаку принято различать рабочие
клети следующих видов: I — с горизонтальны-
ми валками; II — с вертикальными валками;
III — с горизонтальными и вертикальными
валками; IV — с косорасположенными валка-
ми и V — прочие клети.
I. Клети с горизонтальными вал-
ками наиболее распространены. Можно отме-
тить восемь различных типов клетей с гори-
зонтальными валками, указанных в табл. 2:
1. Клеть дуо (см. табл. 2, рис. 1) состоит
из двух горизонтальных валков, расположен-
ных в вертикальной плоскости. Станы с этими
клетями наиболее распространены.
Их применяют: а) как реверсивные станы,
т. е. с изменением направления вращения вал-
Рис. 5. Линия блуминга 1150 с приводом каждого валка от отдельного двигателя (УЗТМ)
У некоторых прокатных станов отдельные
звенья передаточного механизма иногда соеди-
няются, образуя агрегаты, выполняющие одно-
временно функции нескольких звеньев, как, на-
пример, комбинированные редукторы, где ше-
стеренная клеть и редуктор сделаны в одной
общей коробке, или отдельные виды рабочих
клетей специального назначения, где шестер-
ни, передающие движение валкам, часто уста-
навливают непосредственно на последних и то-
гда устраняют промежуточные шпиндели и как
самостоятельное звено — шестеренную клеть.
§ 4. Расположение валков в рабочей
клети
В зависимости от назначения прокатного
стана и требующейся производительности рис-
ков после каждого прохода металла через вал-
ки; они предназначаются для прокатки круп-
ных профилей (блумов, балок и рельсов) и
толстых листов; б) как высокопроизводитель-
ные сортовые и заготовочные станы современ-
ного типа, состоящие из нескольких рабочих
клетей, расположенных друг за другом; металл
в них прокатывается так, что в каждой клети
он пропускается через калибр валков только
один раз; в) как тонколистовые станы; г) как
станы для холодной прокатки листов и ленты
и пр.
2. Клеть трио (см. табл. 2, рис. 2) состо-
ит из трех горизонтальных валков, располо-
женных в одной вертикальной плоскости.
В этих клетях металл прокатывается в обоих
направлениях без реверсирования. Станы с
Таблица 2
Схемы рабочих клетей с горизонтальными валками
Схема расположения валков Название клети Применение
Клеть дуо а) Реверсив- ные станы для прокатки круп- ных профилей (блумов, балок, рельсов) и тол- стых листов
б) Станы вы- сокой произво- дительности для прокатки заго- товки и сорто- вого металла в) Станы для прокатки тон- ких листов (ста- рым способом) г) Станы для холодной про- катки листов и ленты
Рис. 1
Клеть трио а) Для про- катки балок, рельсов, заго- товки, блумов и других крупных профилей б) Для про- катки сортового металла при не- большой произ- водительности
Р] ИС. 2
±..Х V*? Клеть трио с плавающим вал- ком (клеть Ла- ута) | Для прокатки средних и тол- стых листов и иногда для тон- ких листов
ф Рис. 3
двой-
Рис. 4
Клеть
ное д\о
I
Для прокатки
мелкого и сред-
него сорта при
небольшой про-
изводительно-
сти
Продолжение табл. 2
Схема расположения валков Название клети । риме-хние
Рис. О 1 „ 1 Клеть кварто 1 I Для горячей и холодной про- катки листов, широких полос и ленты
I Клеть шести- валкового стана Для холодной прокатки листов и ленты
1 Рис * . 1 . $ 1
1 [3 Клеть двенад- цативалкового стана То же
Рис. 7
\ 1 - 4 -4 ' Клеть’ двад- цативалкового стана 1 I То же
Рис. 8
Продолжение табл. 2
Схема расположения
валков
и 1
Название ।
клети । Примечание
I
Клеть много-
валкового стана
с разным диа-
метром рабочих
валкоз
То же
этими клетями начали вытесняться высоко-
производительными станами дуо, в которых
для каждого прохода металла предусмотрена
своя рабочая клеть и таким образом отпадает
надобность в возвратном движении прокаты-
ваемого металла.
В настоящее время их еще применяют:
а) как листовые клети трио для прокатки
средних и толстых листов, называемые клетя-
ми Лаута, средний валок этих клетей непри-
водной и несколько меньше по диаметру, чем
верхний и нижний валки (см. табл. 2, рис. 3);
после каждого прохода средний валок подни-
мается или опускается, прижимаясь то к верх-
нему, то к нижнему валку; б) как рельсоба-
лочные станы; в) как блуминги для обжатия
небольших слитков весом 1—1,5 т; г) как сор-
товые станы небольшой производительности.
3. Клеть двойное дуо (см. табл. 2,
рис. 4) состоит из четырех горизонтальных вал-
ков, расположенных попарно в двух верти-
• кальных плоскостях. Станы с этими клетями
| строить перестали, а существующие исполь-
। зуют, в частности, для прокатки высококачест-
венной сортовой стали при диаметре валков
300—400 мм.
4. Клеть кварто (см. табл. 2, рис. 5) со-
стоит тоже из четырех горизонтальных валков,
но расположенных один над другим. Прокатка
происходит только между двумя средними вал-
ками, которые называются рабочими валками.
Диаметр их значительно меньше, чем у верх-
него и нижнего валков. Последние служат
лишь опорой для рабочих валков и поэтому
называются опорными валками.
Опорные валки значительно увеличивают
жесткость и прочность клети при небольшом
диаметре и при значительной длине бочки ра-
бочих валков. Вертикальная плоскость, в ко-
торой располагаются рабочие валки, большей
частью немного (около 10 мм) смещается в
направлении прокатки по отношению верти-
кальной плоскости, проходящей через оси
опорных валков. Это делается для предотвра-
щения возможного перекоса рабочих валков
на величину зазора в их подшипниках. Станы
с клетями кварто появились около 30—40 лет
назад. В настоящее время они весьма распро-
странены и применяются как: а) станы для
горячей прокатки листов; б) как станы для
холодной прокатки листов и ленты.
У клетей кварто большей частью приводят-
ся в движение только рабочие валки. Опорные
валки — холостые; они вращаются при трении
о рабочие валки. За последние годы начали
применять для холодной прокатки тонкой лен-
ты станы кварто с приводными опорными вал-
ками и холостыми рабочими 12].
5. Шестивалковые клети (см. табл.2,
рис. 6) состоят из двух рабочих валков и четы-
рех опорных. Станы с такими клетями перво-
начально получили некоторое распростране-
ние, но в дальнейшем не обнаружили значи-
тельных преимуществ в жесткости перед ста-
нами кварто, и вследствие этого их почти пере-
стали строить.
6. Многовалковые клети бывают две-
надцати (см. табл. 2, рис. 7) [3] или двадцати-
валковые (см. табл. 2, рис. 8) [4], или с раз-
ным диаметром рабочих валков (см. табл. 2,
рис. 9) 15]. В этих клетях по сравнению с кле-
тями кварто и шестивалковыми достигается
более благоприятное соотношение диаметров
рабочих и главных опорных валков, воспри-
нимающих основную часть изгибающих уси-
лий. В связи с этим многовалковые клети
весьма прочны и жестки при относительно ма-
лом диаметре рабочих валков.
Многовалковые станы появились в 1934 г.
и в некоторых случаях применялись для хо-
лодной прокатки весьма тонких листов и лен-
ты (фольги). У этих станов аналогично станам
кварто и шестивалковым приводными валками
являлись рабочие, а опорные холостыми. За
последние годы стали применять другой способ
привода валков — через промежуточные опор-
ные валки при холостых рабочих и главных
опорных валках. При этом способе привода,
когда рабочие валки разгружаются от скручи-
вания, конструкция многовалковых станов ока-
залась весьма рациональной.
На основе опыта эксплуатации станов та-
кого типа они оказались выгодными при хо-
лодной прокатке широких (200—1000 мм) и
тонких (0,02—0,2 мм) стальных полос.
7. Клети для прокатки на плите
(см. табл. 2, рис. 10) состоят из одного валка
и движущейся плиты, являющейся своего рода
штампом, на которую устанавливают прокаты-
ваемое .изделие. Процесс прокатки в станах с
такими клетями значительно отличается от
прокатки на предыдущих станах.
Эти станы применяются в очень редких спе-
циальных случаях для прокатки различных из-
делий небольшой длины переменного сечения.
8. Планетарные станы (см. табл. 2,
рис. 11) появились около 1952 г. для горячей
прокатки полос с высокими обжатиями (до
90—95%). Они имеют два приводных опор-
ных валка и две системы рабочих валков, дви-
жущихся вокруг опорных валков. Подшипни-
ки рабочих валков заключены в сепараторы
(обоймы), связанные между собой зубчатыми
зацеплениями [7].
II. Клети с вертикальными валка-
м и (см. табл. 3) применяют для обжатия про-
Таблица 3
Схемы рабочих клетей с™вертикальрыми валками
и универсальных клетей
Схема расположения валков Название клети Применение
Рис. 1 Вертикальная клеть Для обжатия боковых поверх- ностей прока- тываемого металла
Продолжение табл. 3
Схема расположения валков Название клети Применение
Рис. 2 Универсальная дуо (с одной парой верти- кальных валков) Для прокатки слябов и ши- роких листовых полос
Рис. 3 Универсальная дуо (с двумя парами верти- кальных вал- ков) Для прокатки широких листо- вых полос
Рис. 4 Универсальная трио (с одной парой верти- кальных вал- ков) Для~прокатки широких листо- вых полос
Рис. 5 Универсальная трио (с двумя парами верти- кальных вал- ков) Для прокатки ШИ рек их листо- вых полос
Рис. 6 Универсальная балочная Дтя прокатки ширскополоч- ных балок вы- сотой от 300 до 1200 мм
катываемого металла с боков, когда нежела-
тельна кантовка (поворот металла относитель-
но оси), а именно: а) для обжатия с боков в
горизонтальном направлении в заготовочных и
сортовых непрерывных станах (вертикальные
клети); б) для выравнивания кромок при про-
катке широких полос (см. табл. 3, рис. 1).
III. Клети с горизонтальными и
вертикальными валками, называе-
мые универсальными клетями, представляют
собой клеть дуо (см. табл. 3, рис. 2 и 3) или
трио (см. табл. 3, рис. 4 и 5), или кварто с до-
бавлением одной или двух пар вертикальных
валков для обжатия боковых поверхностей |
прокатываемого металла в горизонтальном
направлении. Станы с подобными клетями
применяют: а) как слябинги, служащие для
обжатия слитков в слябы (рабочая клеть кон-
струируется по схеме см. табл. 3, рис. 2, т. е.
дуо с одной парой вертикальных валков);
б) как собственно универсальные станы, слу-
жащие для прокатки широких полос; в) как
станы для прокатки широкополочных балок
(стан выполняется по схеме — см. табл. 3,
рис. 6, т. е. оси вертикальных и горизонтальных
валков расположены в одной плоскости). Уни-
версальные станы трио (см. табл. 3, рис. 4 и
5) в настоящее время не строят.
В универсальных клетях горизонтальные и
вертикальные валки приводные; лишь у кле-
тей, показанных в табл. 3, рис. 6, приводятся
в движение только горизонтальные валки.
Кроме указанных станов, получивших
распространение, следует еще отметить пла-
нетарный стан системы Центрального конст-
рукторского бюро металлургического машино-
строения (ЦКБММ) с горизонтальными и
вертикальными валками, находящейся в ста-
дии внедрения (авт. свид. № 107346).
IV. Клети с косорасположенными
валками (см. табл. 4) применяются для
поперечно-винтовой прокатки и главным обра-
зом при производстве труб: а) трубопрокатные
прошивные станы — применяют для прошивки
отверстий в заготовках или в слитках кругло-
го сечения (см. табл. 4, рис. 1, 2, 3); б) трубо-
прокатные вытяжные или удлинительные ста-
ны — для удлинения прошитых заготовок в
трубу за счет уменьшения толщины стенки
(см. табл. 4, рис. 4); в) трубопрокатные рас-
катные станы применяют для отделки (вырав-
нивания поверхности и размеров) прокатан-
ных труб; г) трубопрокатные расширитель-
ные станы — для увеличения диаметра прока-
тываемых труб за счет уменьшения толщины
их стенки.
В станах с косорасположенными валками
прокатываемый металл вращается относитель-
Таблица 4
Схемы рабочих клетей с косорасположенными валками
Схема рас ва. положения ЯКОВ Название стана Применение
Прошивной стан бочкообраз- ный Прошивка труб диаметром 604-650 мм
Ри. ьм 1
Прошивной грибовидный стан Прошивка труб диаметром 604-200 мм
Рис. 2
х ) у Рис. с Прошивной дисковый стан Прошивка труб диаметром 604-15о мм
Рис 4 Трех валковый вытяжной (уд- линительный) стан Вытяжка труб за счет умень- шения толщины стенки
Ри1 ТТГ/ Л \\°о с. О Шаропрокат- ный стан Прокатка ша- ров диаметром 184-60 мм
Ри с. 6 Трех валковый стан периодиче- ской прокатки Прокатка круглых перио- дических про- филей
но своей оси и одновременно движется посту-
пательно. У прошивных станов (см. табл. 4,
рис. 1 и 2) между валками на стержне уста-
навливают оправку, на которую сплошная за-
готовка надвигается при своем поступатель-
ном движении и прошивается. Обуслов-
ленная особенностями поперечно-винтовой
прокатки тенденция к образованию полости в
заготовке сильно облегчает процесс прошивки.
У станов на рис. 1. 2 и 3 в табл. 4 поступа-
тельное движение осуществляется вследствие
косого расположения валков, а у дискового
стана (см. табл. 4, рис. 1) —вследствие того,
что ось прокатываемого металла расположена
немного ниже плоскости, проходящей через
оси дисков.
Надо отметить, что у станов с грибовидными
валками поступательное движение заготовки
может быть также достигнуто при расположе-
нии осей валков в двух параллельных пло-
скостях, между которыми проходит ось заго-
товки (рис. 6). В этом случае точки контакта
с металлом располагаются на образующих ко-
нуса валков, перекрещивающихся с осью за-
Рис. 6. Схема стана для винтовой прокатки
с грибовидными (коническими) валками:
I — ось прокатываемого металла: 2 — ось перед-
него валка; 3— ось заднего валка
готовки, благодаря чему обеспечивается осе-
вая составляющая скорости V эта. Такое рас-
положение грибовидных валков упрощает кон-
струкцию стана.
Область применения станов с косорасполо-
женными валками за последние годы значи-
тельно расширилась.
В настоящее время эти станы стали приме-
нять для прокатки шаров и других коротких
тел вращения (см. табл. 4, рис. 5). Валки в
этом случае выполняются с калибрами по вин-
товой линии. Этот метод был предложен сле-
сарем Гармашем и инженерами Крючковым
и Егоровым. Первый промышленный стан для
прокатки подшипниковых шаров был создан
в 1950 г. коллективом работников Централь-
ного конструкторского Бюро металлургическо-
го машиностроения ЦКБММ— ЦНИИТмаш
(Дмитриевым Л. Д., Грановским С. П., Ефа-
новым В. Н., Целиковым А. И.) [8, 9].
Метод винтовой прокатки стали применять
также для получения круглых изделий с пере-
менным диаметром по длине (круглых перио-
дических профилей). Изделие при этом спо-
собе (рис. 6, табл. 4) прокатывается между тре-
мя коническими валками с короткой бочкой/
По мере продвижения изделия тянущим меха-
низмом расстояние между валками меняется,
чем достигается переменный диаметр изделия
по длине [10, 111. Этот метод прокатки и конст-
рукция стана были предложены и внедрены в
1952 г. работниками ЦКБММ — ЦНИИТмаш
(Целиковым А. И., Левиным Е. И., Ливши-
цем Г. А., Стоша Е. А., Анисифоровым В. П.
и др.). Клети последнего, т., е. пято-
го, класса имеют самое различное распо-
Рис 7. Схема бандажепро-
катн©го стана
ложение валков. В числе станов этого класса
можно отметить следующие:
а) кольце- и бандажепрокатные станы
(рис. 7), весьма разнообразные по конструк-
ции, но имеющие много общего между собой
[121. Кольцепрокатные станы у нас в Союзе
широко применяют для прокатки заготовок
колец подшипников качения [13], крупных зуб-
чатых венцов и ватерных колец в текстильной
промышленности. Бандажепрокатные станы за
последнее время утрачивают свое значение в
связи с возникшей тенденцией применять цель-
нокатанные колеса;
б) колесопрокатные станы (рис. 8), конст-
рукция которых подробно описана на стр. 222.
Рис. 8. Схема колесопрокатного
стана
в) редукционные (трубопрокатные) станы;
г) станы для прокатки шестерен (рис. 9), в
которых круглая нагретая заготовка подвер-
Рис. 9. Схема стана для прокатки шестерен:
1 — заготовка: 2 — валки
гается поперечной прокатке между двумя вал-
ками, калиброванными по форме заданного
зуба зацепления; обжатие заготовки происхо-
дит или при одновременном сближении вра-
щающихся валков, или за счет ее осевой по-
дачи [14]. Технологический процесс прокатки
зубьев для первого промышленного стана для
прокатки шестерен был разработан и внедрен
в 1952 г. работниками ЦКБММ — ЦНИИТмаш
(Кузьминым А. Д., Воробьевым С. В., Взнуз-
даевым Л. Д. и Васильчиковым М. В.).
§ 5. Расположение рабочих клетей у разных
прокатных станов
Взаимное расположение рабочих клетей про-
катного стана может быть самым разнообраз-
ным, в зависимости от назначения прокатно-
го стана, от требуемого числа проходов между
валками при прокатке того или иного профиля
и от заданной производительности. Станы мо-
гут быть с одной рабочей клетью или с не-
сколькими.
В зависимости от числа рабочих клетей и
их расположения принято различать станы
(рис. 10) следующих видов: а — одноклетье-
вые; б—многоклетьевые с расположенными на
одной линии клетями (линейные станы); в —
станы с последовательным расположением кле-
тей (тандем); г — ступенчатые; д — непрерыв-
ные, с групповым приводом; е — непрерывные
с индивидуальным приводом; ж — полунепре-
рывные; з — последовательно-возвратные ста-
ны (кросс-каунтри); и — шахматные.
Наиболее простым является одноклетьевой
стан (см. рис. 10). Он состоит из: электродви-
гателя, в некоторых случаях — редуктора, ше-
стеренной клети и, наконец, рабочей клети,
расположенных в одну линию. Эти станы наи-
более распространены. Их применяют: а) как
нереверсивные станы дуо для прокатки труб и
для холодной прокатки листов и ленты; б) как
реверсивные станы дуо для прокатки крупных
профилей: блуминги (рис. 11), слябинги, тол-
столистовые и универсальные; в) как станы
трио для прокатки листов и блумов: листовые
станы и блуминги трио; г) как станы кварто
или многовалковые для холодной прокатки
тонких листов и ленты и в некоторых случаях
для горячей прокатки тонких листов.
Когда не удается расположить на валках од-
ной клети все калибры, необходимые для про-
катки данного профиля, или когда необходи-
ма более высокая производительность, при-
меняют станы, состоящие из нескольких рабо-
чих клетей.
Одним из наиболее дешевых многоклетьевых
станов является второй тип, у которого рабо-
чие клети установлены в одну линию. Станы
с таким расположением рабочих клетей назы-
ваются линейными (рис. 10, би 12). Все рабо-
чие клети у таких станов приводятся в движе-
а
^^ступень
Иступень
И—бз
Шступень
Рис. 10. Схемы расположения рабочих клетей у различных прокатных станов:
а — одноклетьевой; б — линейный; в — сдвоенный; г—ступенчатый; д — непрерывный с групповым приводом; е — непрерывный
с индивидуальным приводом; ж — полунепрерывный; з — последовательно возвратный; « — шахматный
ние одним двигателем через общую шестерен-
ную клеть.
Количество рабочих клетей в одной линии в
зависимости от назначения стана бывает от
двух до пяти, а иногда, например, в проволоч-
но-прокатных станах старого типа, оно дохо-
дило до девяти. Линейные станы применяют
для прокатки сортового металла, крупных и
мелких сортов, толстых и тонких листов.
Крупными недостатками этих станов явля-
ются: невозможность увеличивать скорость
прокатки по мере увеличения длины полосы
(за счет вытяжки) и неудобства, связанные с
необходимостью поперечного перемещения ме-
талла при передаче из одной клети в другую.
Это сильно снижает производительность и за-
трудняет механизацию процесса прокатки. По-
этому эти станы в настоящее время строят
редко; чаще предпочитают располагать рабо-
чие клети в несколько линий.
Простейшим видом такого стана является
сдвоенный стан (см. рис. 10). Рабочие клети
этого стана расположены не в одну линию, а
последовательно, в две линии, поэтому их на-
зывают также станами тандем. Металл прока-
тывается в нем в несколько проходов сначала
в первой клети, а затем во второй. Подобного
рода станы применяют для прокатки толстых
Рис. 11. Первый послевоенный блуминг 1000 (ЦКБММ — НКМЗ)
Рис. 12. Трехклетьевой линейный сортовой стан.
листов. Для прокатки сортового металла, боль-
шей частью по условиям калибровки [15; 161
двух клетей недостаточно, и тогда в каждой
клети стана располагают по нескольку рабо-
чих клетей, причем число линий иногда дости-
гает четырех. Такое расположение стана на-
зывается ступенчатым (рис. 10, г).
Как результат дальнейшего усовершенство-
вания этих станов в целях большей произво-
дительности и избежания возвратного движе-
ния прокатываемого металла, появились так
называемые непрерывные станы (рис. 13).
объемов металла, проходящих через каждую
клеть:
* СОП5(,
где и с/п — площадь сечения и скорость
прокатываемого металла при выходе из дан-
ной клети.
Из этого условия следует, что скорость про-
катки по мере уменьшения сечения прокаты-
ваемого металла должна увеличиваться. Со-
хранение указанного соотношения в известных
пределах для непрерывного стана обязатель-
Рис. 13. Черновая группа мелкосортного непрерывного стана 300, состоящая из 12-ти клетей дуо с диамет-
ром валков 340—380 мм.
Число рабочих клетей у этих станов берется
равным требуемому числу проходов и клети
располагают последовательно одна за другой.
Расстояние между клетями обычно значитель-
но меньше длины полосы, и поэтому последняя
будет одновременно прокатываться в несколь-
ких клетях. Диаметр и число оборотов валков
подбирают из условия равенства секундных
но, в противном случае полоса между клетями
будет разрываться или образовывать слиш-
ком большие петли.
Непрерывные станы могут быть с групповым
и с индивидуальным приводом (рис. 10, дне).
В первом случае все клети приводятся в дви-
жение от одного двигателя через один общий
редуктор, а во втором — каждая клеть имеет
свой самостоятельный привод с регулируемым
числом оборотов.
Непрерывные станы с индивидуальным при-
водом дороже, но более удобны в эксплуата-
ции, так как регулированием скорости прокат-
ки в каждой клети облегчается установление
постоянства величины для всех клетей
стана. Поэтому их с каждым годом все шире
применяют для прокатки листов, ленты, про-
волоки и сортового металла, заготовки и др.
Непрерывные станы являются наиболее ра-
циональной системой прокатного стана, так
как и габариты и вес оборудования, прихо-
дящегося на 1 т выпускаемого проката мини-
мальны; скорости прокатки высокие (до 30—
35 м!сек) и механизация полная.
Недостатком непрерывного стана является
более трудная его настройка и более сложный
переход с прокатки одного типоразмера про-
ката на другой. Несмотря на это, непрерывные
станы как более производительные явля-
ются наиболее прогрессивными, особенно в ус-
ловиях планового хозяйства СССР, и поэтому
ближайшее будущее в развитии советского
производства проката в первую очередь долж-
но принадлежать непрерывным станам.
Для прокатки более сложных профилей
(уголки, швеллеры и др.) непрерывные станы
ввиду сложности их настройки пока еще ши-
рокого распространения не получили, и для
этой цели применяют полунепрерывные станы
(см. рис. 10). В этом случае непрерывное рас-
положение сохраняется для обжимных и чер-
новых клетей, а подготовительные и чистовые
клети располагаются линейно в одну линию
или ступенями. Первые проходы осуществля-
ются в непрерывной группе клетей, а послед-
ние там, где требуется частая регулировка
валков из-за износа калибров — в самостоя-
тельных клетях.
Для прокатки среднесортной и крупносорт-
ной стали в последнее время получили рас-
пространение последовательно-возвратные ста-
ны (кросс-каунтри) (см. рис. 10) и их раз-
новидность— шахматные станы. Число рабо-
чих клетей у этих станов, как и у непрерыв-
ных принимается по возможности равным чис-
лу проходов, необходимых для прокатки за-
данных профилей, и металл в каждой клети
пропускается только один раз. Но в противо-
положность непрерывному стану металл в по-
следующую клеть поступает только тогда, ког-
да он целиком вышел из валков предыдущей
клети. Чтобы уменьшить длину стана, часть
рабочих клетей располагают ступенями и ме-
таллу при подаче в эти клети сообщается по-
перечное перемещение. Отсюда и произошло
самое название стана кросс-каунтри, что зна-
чит в переводе с английского (сгозз-сопп1гу)
«поперек стана».
Скорость прокатки в отдельных клетях этого
стана — прогрессивно повышающаяся, соответ-
ственно увеличению длины прокатываемого
металла при переходе с одной клети на следу-
ющую.
Ввиду отсутствия встречного движения про-
катываемого металла производительность
этих станов весьма высокая — в среднем 40—
150 т в час и больше в зависимости от разме-
ра прокатываемых профилей.
Отличие шахматных станов от последова-
тельно-возвратных состоит в том, что их по-
следние клети в целях большей компактности
располагают в шахматном порядке (см.
рис. 10). При этом основной принцип последо-
вательно-возвратных станов — для каждого
прохода своя рабочая клеть и своя скорость
прокатки — сохраняется.
Диаметр валков у сортовых станов с распо-
ложением клетей в несколько линий различен.
У первых клетей стана, черновых, диаметр
валков, как правило, больше, чем в подготови-
тельных и чистовых клетях, где сечение полосы
меньше и прокатка протекает с более низкими
линейными обжатиями.
Размер подобного рода станов, обычно счи-
тается по диаметру валков у последней клети,
выпускающей готовый прокат.
§ 6. Режим работы у разных станов
Различают следующие режимы станов:
1) нереверсивный; 2) реверсивный; 3) с при-
менением натяжения и 4) периодический или
пильгерный.
Нереверсивный режим работы наиболее рас-
пространен. При этом режиме работы каждый
из прокатных валков вращается в определен-
ном направлении. Скорость вращения валков
при этом режиме бывает постоянная и пере-
менная. В зависимости от требуемого графика
скорости прокатки, нереверсивный режим на
практике осуществляется по-разному; а) с со-
хранением почти строго постоянной скорости
прокатки; б) с небольшим снижением скорости
прокатки за период прохода; в) с регулирова-
нием скорости прокатки только при настройке
стана и г) с регулированием скорости прокат-
ки в широких пределах во время прохода.
Режимы работы у различных станов и гра-
фики скорости прокатки за период прохода
приведены в табл. 5 (рис. 1, 2, 3, 4, 5 и 6).
Небольшое снижение скорости прокатки за
проход на графике (рис. 2) вызвано наличием
в приводе стана маховика, который отдает ки-
нетическую энергию лишь при понижении чис-
ла его оборотов. Во время же паузы число обо-
Таблица 5
Режимы работы разных прокатных станов
Режим работы П] График скорости рокатки за период прохода Применение Тип электродвигателя для привода валков
1. Нереверсивный а) с постоянной ско- ростью V | Непрерывно заготовочные, прово- лочные, для холодной прокатки узкой ленты, прошивные и др_\ гие станы, где нет надобности регулировать ско- рость, а время нахождения металла в валках значительно по сравнению с паузой У крупных станов син- хронный, у мелких —асин- хронный
Рис. 1
б) с маховиком Г '//////////л * Станы трио, тонколистовые дуо и другие, где время нахождения метал- ла в валках незначительно по сравне- нию с паузой Асинхронный и иногда компаундный
Рис. 2
в) с редко регулируе- мой скоростью (длительный) 7 Г" I . Станы непрерывные, полунепрерыв- ные, последовательно-возвратные, шахматные, станы для специальных сталей и другие Шунтовой
- г Рис. 3
г) с часто регулируе- мой скоростью (по- вторно-кратковре- менный) V Станы трио заготовочные и рельсо- балочные, холодно-прокатные непре- рывные, бандаже- и колесопрокатные Шунтовой с регулирова- нием напряжения
Рис. 4
2. Реверсивный V И проход —ГА— * Тпроход Рис. 5 Блуминги, слябинги, толстолистные дуо, универсальные дуо и кварто, рельсобалочные д)О и станы для хо- лодной прокатки широкой ленты Шунтовой с регулиро- ванием напряжения
3. С применением на- тяжения При холодной прокатке ленты У крупных станов шун- товой, а у мелких станов асинхронный
4. Периодический или пильгерный и \\ ш 4 1х\\хУ Планетарные и трубопрокатные пильгерные, станы рокрайт и другие периодические станы, а также при за- острении разных изделии в ковочно- прокатных станах Асинхронный или шун- товой
1 11 11 11 1 11 11 11 □ и Ы Рис. 1 1 6
ротов маховика повышается (накопление энер-
гии маховиком).
Нереверсивный режим работы с
редко регулируемой скоростью со-
стоит в том, что имеется возможность регули-
рования числа оборотов привода стана для по-
лучения наиболее выгодной скорости при про-
катке данного профиля. В течение же прохода
скорость прокатки примерно постоянна.
Нереверсивный режим работы с
часто регулируемой скоростью по
сравнению с предыдущим режимом, наоборот,
предусматривает регулирование скорости в те-
чение прохода металла через валки. При этом
режиме работы имеется возможность осущест-
влять захват металла с небольшой скоростью.
Этим обеспечивают лучший и безударный за-
хват металла валками, а проход металла че-
рез валки осуществляется с более высокой
скоростью. Если при этом необходимо, чтобы
металл при выходе из валков не отбрасывался
далеко от стана, то в конце прохода скорость
прокатки снижается. Подобный режим про-
катки весьма удобен и во многих случаях оп-
равдывается, несмотря на сильное удорожа-
ние привода стана.
Реверсивный режим работы (см.
табл. 5, рис. 5) состоит в том, что по оконча-
нии одного прохода (и для возможности в
этих же валках осуществить следующий про-
ход данной полосы) происходит реверсирова-
ние валков, т. е. изменение направления их
вращения. Захват металла валками и выход
его из валков, как и в предыдущем случае,
происходят при пониженной скорости. Ревер-
сивный режим работы раньше иногда обеспе-
чивался специальными реверсорами, состоя-
щими из зубчатой передачи и муфт сцепления,
а в настоящее время он достигается исключи-
тельно путем реверсирования самого двигате-
ля. Большая стоимость электропривода в этом
случае вполне оправдывается удобством и на-
дежностью в эксплуатации.
Для режима работы с применением натяже-
ния характерна особенность, заключающаяся
в том, что прокатываемому металлу сообщает-
ся определенное натяжение со стороны выхода
из валков (переднее натяжение), а иногда и
со стороны входа в валки (заднее натяжение).
Благодаря натяжению облегчается самый про-
цесс прокатки и одновременно с этим выправ-
ляется прокатываемый металл. Валки при
этом режиме работы приводятся в движение
не только за счет вращающих моментов от
шпинделей, но также за счет разницы перед-
него и заднего натяжений. При значительной
разнице этих натяжений возможен случай вра-
щения валков лишь от переднего натяжения.
В практике это имеет место при комбиниро-
ванном процессе прокатки — волочения, когда
на волочильных станах обрабатываемый ме-
талл протягивают через щель между холосты-
ми валками, т. е. через своего рода валковый
фильер.
Оригинальный способ использования тако-
го рода фильеров для прокатки равнопрочных
профилей (с уменьшающимся по длине сече-
нием) был предложен и внедрен на одном из
заводов советскими инженерами. Согласно
I этому способу, прокатка равнопрочных тав-
। ровых профилей * осуществляется протягива-
| нием обычного тавра через два последова-
I телЪно расположенных фильера с холостыми
валками. Как в первом, четырехвалковом, так
и во втором, трехвалковом, фильерах валки
во время прокатки сближаются, обеспечивая
изменение размеров профиля не только по
толщине, но также по высоте ребра и ширине
(рис. 14) 117, 18].
Рис. 14. Схема расположения валков для прокатки —
волочения равнопрочных тавровых профилей:
а — исходный профиль; б — профиль после 1. 2 и 3-го прохо-
дов
Периодический, или пильгерный,
режим работы применяют в планетарных ста-
нах, трубопрокатных станах для уменьшения
толщины стенки и диаметра труб (в пилигри-
мовых станах, в станах холодной прокатки
труб и др.) и в станах дуо специального назна-
чения, служащих для заострения разных видов
проката (прокатка заготовки для вил, лопат,
ножей и т. п.). Особенность этого режима ра-
боты состоит в том, что процесс обжатия осу-
ществляется не непрерывно на протяжении
всей длины прокатываемой заготовки, а пе-
риодически путем обработки ее на отдельных
участках. Прокатка происходит в калибре,
размеры которого по мере движения валков
за период рабочего хода постепенно умень-
шаются. Максимальные размеры калибра, на-
зываемого зевом, немного больше размеров се-
чения исходной заготовки, а минимальные раз-
меры калибра соответствуют прокатываемому
изделию.
Обработка каждого участка состоит из
двух основных операций, отдельные стадии
которых можно проследить на примере схе-
мы периодической прокатки труб на специ-
альных станах дуо, называемых пилигри-
мов ы м и (рис. 15). Первая операция —
Рис. 15. Схема прокатки трубы на пильгерном стане:
а — начало захвата трубы валками; б — прокатка кониче-
ским участком калибра; в — прокатка цилиндрическим уча-
стком калибра; г — подача трубы с поворотом
подача прокатываемого металла в валки при
одновременном повороте его на 60—90° в мо-
мент, когда валки образуют максимальный
размер калибра. Вторая операция — обжатие
участка металла, поданного в валки, за счет
уменьшения размеров того же калибра по ме-
ре движения валков.
После того как обжатие на протяжении
длины рабочей части калибра закончилось,
валки вновь образуют максимальный калибр,
т. е. зев, и тогда происходит подача металла,
а затем обработка следующего участка. Ос-
новная особенность этих станов, помимо нали-
чия валков с переменными размерами калиб-
ров, состоит в том, что имеется специальный
механизм для подачи и поворота прокатывае-
мой трубы, причем валки вращаются в сторо-
ну, противоположную направлению подачи
трубы.
В некоторых случаях при периодической
прокатке валкам вместо постоянного враще-
ния в одном направлении сообщается кача-
тельное движение вперед и назад; в этом слу-
чае валки выполняют в виде секторов. Станы
с подобным режимом работы применяют для
холодной прокатки труб. Их называют иногда
станами «рокрайт» (рис. 16).
Рис. 16. Схема движения вал-
ков у стана холодной прокатки
труб:
/ — положение валков перед на-
чалом рабочего хода (момент
подачи); 2—во время прокатки;
3 — по окончании рабочего хода
(момент поворота трубы)
§ 7. Скорости прокатки у разных станов
Под скоростью прокатки обычно подразу-
мевают скорость выхода металла из валков.
Если пренебречь опережением, то скорость
прокатки, очевидно, равна окружной скорости
прокатных валков по рабочему или катающе-
му диаметру.
Применяемые скорости прокатки весьма раз-
личны и зависят главным образом от требуемой
производительности стана, его устройства, сор-
тамента прокатываемой продукции и характе-
ра самого технологического процесса прокат-
ки. В одних случаях скорость прокатки не-
большая; например, в первых клетях непре-]
рывных станов или при холодной прокатке
листов штучным способом — около 0,3—
0,5 м]сек и меньше, а в других — большая,
достигающая, например, у непрерывных ста-
нов, при прокатке проволоки 25—30 м!сек и
более, а при холодной прокатке рулонной же-
сти 30—35 м!сек и выше.
При выборе скорости прокатки в каждом
отдельном случае приходится исходить из це-
лого ряда соображений.
Повышение скорости прокатки вызывает
лишь соответственное увеличение мощности
двигателей, приводящих валки и некоторые
механизмы стана, само же оборудование ста-
на при этом мало удорожается. Поэтому с
повышением скорости сокращается вес обору-
дования, приходящийся на одну тонну выпу-
скаемого проката. Кроме того, с повышением
скорости прокатки лучше сохраняется тепло-
та в прокатываемом металле и во многих слу-
чаях несколько снижается удельный расход
энергии на прокатку (на тонну продукции).
Однако повышение скорости прокатки не
всегда приносит желаемый эффект и иногда
вместо ожидаемого увеличения производи-
тельности может произойти ее понижение.
Поэтому необходимо учитывать ряд причин,
влияющих на скорость прокатки.
1. Пластичность металла редко ограничива-
ет скорость прокатки. Однако металлы и
сплавы с гексагональной решеткой (магний, ти-
тан и цинк) и слитки некоторых высоколегиро-
ванных сплавов и сталей, в частности быстро-
режущей стали, редко прокатывают со ско-
ростью более 2 м/сек во избежание разруше-
ния из-за недостаточной пластичности. В ос-
тальных же случаях горячей и холодной про-
катки большинства сортов стали и цветных
металлов скорость прокатки пластическими
свойствами не ограничивается.
2. Условия захвата металла валками при
повышении скорости ухудшаются. При низкой
скорости прокатки допустимый угол захвата,
а следовательно, обжатие, могут быть больше,
чем при высокой скорости. Это объясняется, с
одной стороны, снижением коэффициента тре-
ния между валками и прокатываемым метал-
лом с повышением скорости прокатки, а с
другой, — возникновением значительных инер-
ционных усилий, препятствующих захвату ме-
талла валками.
Кроме того, захват металла при большой
скорости валков, особенно при значительной
Массе прокатываемого металла или при про-
катке широких и коротких листов, сопрово-
ждается часто сильными ударами, неблаго-
приятно отражающимися на деталях главной
линии стана. Поэтому чрезмерное повышение
скорости прокатки крупных слитков (допусти-
мое обжатие которых обычно лимитируется
углом захвата) и широких, коротких листов
становится нецелесообразным, так как может
не дать увеличения производительности ста-
на, но может ухудшить условия эксплуатации
последнего. Обычно на практике, скорость
прокатки при захвате не превышает следую-
щих величин:
а) 2—2,5 м/сек при прокатке крупных
слитков, балок, рельсов, толстых листов и
других крупных профилей;
б) 1,2—1,4 м!сек при прокатке тонких ли-
стов на станах дуо;
в) 0,3—1,2 м/сек при холодной прокатке
коротких листов.
Следует заметить, что у непрерывных ста-
нов и других станов, например у станов
кросс-каунтри и шахматных, где металл к
валкам может подводиться с большей ско-
ростью, скорости захвата могут быть значитель-
но больше, так как инерционные усилия при за-
хвате в этих станах будут меньше.
Для устранения влияния условий захвата на
скорость прокатки у некоторых станов при-
меняется регулируемая скорость прокатки в
течение прохода. В период захвата скорость
валков устанавливается незначительной и
называется заправочной, а после захвата по-
вышается и тем самым сильно сокращается
время прохода. Схема изменения скорости при
этом режиме показана в табл. 5 на рис. 4 и 5.
Подобный режим прокатки весьма удобен,
но, как упоминалось выше, сильно удорожает
привод стана. На практике он применяется:
у реверсивных станов — блумингов, слябин-
гов, толстолистовых станов дуо и кварто,
рельсобалочных станов дуо, станов холодной
прокатки широкой ленты и других профилей,
где регулирование скорости в течение данно-
го прохода необходимо для реверсирования
стана; иногда — у нереверсивных станов — за-
готовочных и рельсобалочных станов трио и
непрерывных станов для холодной прокатки.
При этом режиме работы скорость прокатки
может быть очень большая, и на практике
доходит до 12—30 м!сек и выше.
3. Слишком большая скорость металла в
момент выхода из валков весьма нежелатель-
на при прокатке в одной клети в несколько,
проходов, так как при этом металл будет да-
леко отбрасываться от валков и время для
его возврата к валкам при следующем прохо-
де увеличится.
Эта причина легко устраняется при ревер-
сивном или регулируемом режиме работы
снижением скорости перед выходом металла
из валков (рис. 4 и 5, в табл. 5).
4. Слишком высокая скорость выхода ме-
талла из валков иногда нежелательна вслед-
ствие затруднений в дальнейшем процессе его
Скорости прокатки у разных станов
Таблица 6
Назначение стана Наименование и характеристика стана Размеры, мм Скорость про- катки, м/сек
диаметр валков длина бочки валка
Обжимной Блуминг дуо 900—1200 ДО 7,0
Слябинг 1100 — до 6,0
Заготовочный Заготовочный непрерывный 600—750 — 1,5—2
То же 450—550 — 3,5—5,5
Рельсо-алочный Рельсо'^алочный линейный или ступенчатый 750—900 — 5—7
Крупносортный Крупносортный линейный или ступенчатый. Крупносортный последовательно-возвратный 600—750 500—700 — 2,5—7 6—7
Среднесортный Среднесортный линейный или ступенчатый 400—550 — 2,5—7
Среднесортный последовательно-возвратный или шахматный 350—500 — 5—15
Мелкосортный Мелкосортный ступенчатый 250—350 — 4,5—7
Мелкосортный последовательно-возвратный или шахматный 250—300 — 5—15
Мелкосортный непрерывный 250—300 — 6—20
Проволочно-прокатный Проволочно-прокатный ступенчатый (с ручной подачей) 250—300 •— 8,5—9,5
Проволочно-прокатный непрерывный 250 — 20—30
Толсто- и средне-листо- Толстолистовой одноклетьевой или линейный — 2500—5000 2,5—3,5
вой Толсто- и среднелистовой сдвоенный — 2000—3000 2,5—4,0
Широкополосный листо- Листовой универсальный нереверсивный — — 2,5—3,5
вой То же, реверсивный — — ДО 6,0
Листовой непрерывный — — 4—12
Тонколистовой Тонколистовой, линейный, дуо — 600—1200 1,2—1,8
Трубопрокатный Прошивной — — 4—8
Автоматический дуо — — —
Раскатной — — 3—5
Непрерывный — — 4—8
Редукционный — — 5—8
Холоднопрокатный Холоднопрокатный листовой (для штучной про- катки) — 600—2800 0,4—1,5
То же, с моталками реверсивный — 2000—2800 8,0—12
То же, непрерывный — 1200—2500 10,0—15
То же — 800—1200 15—40
обработки, например, при прокатке проволо-
ки на ступенчатых станах с применением руч-
ного труда скорость прокатки лимитируется
в зависимости от умения вальцовщика ловить
клещами выходящий из валков передний конец
проволоки для подачи его в следующий ка-
либр. Работать со скоростью больше 9—
9,5 м!сек слишком трудно и опасно.
Другой пример: у заготовочного непрерыв-
ного стана 450—550 скорость прокатки обыч-
но не превышает 4,5—5,5 м/сек ввиду труд-
ностей, связанных з разрезанием прокатанной
заготовки на ходу при больших скоростях.
На рис. 17 и в табл. 6 указаны скорости
прокатки, применяющиеся в настоящее время
на разных станах. При этом необходимо от-
метить, что эти скорости прокатки не явля-
ются предельными. В этом отношении весьма
характерно увеличение за последние годы
скорости холодной прокатки стальной ленты.
Около 25—30 лет назад скорость прокатки
составляла около 0,3—0,5 м/сек, затем бла-
годаря конструктивным улучшениям станов и
применению низкой заправочной скорости бы-
Рис. 17. Скорости прокатки у различных станов
м]сек\
1 — холоднопрокатные листовые штучной прокатки —
0,4ч- 0,8; 2 — тонколистовые дуо — 1,2 т-1,8; 3 — загото-
вочные крупносортные и тонколистовые — 2-г- 5; 4 — мел-
косортные, холоднопрокатные, реверсивные ленточные
и проволочные с ручной подачей — 4~ 12; 5 — непрерыв-
ные листовые и сортовые — 10ч- 12; 6 — непрерывные
проволочные — 20ч- 30; 7 — непрерывные холоднопрокат-
ные — 10 ч- 40
ла повышена до 5 м!сек, а в современных ста-
нах достигает 35 м!сек. В дальнейшем она,
несомненно, будет значительно увеличена.
ГЛАВА II
СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА
ОСНОВНЫХ ТИПОВ ПРОКАТНЫХ СТАНОВ
§ 1. Обжимные станы
Обжимным станом называется стан, пред-
назначенный для переработки слитков из ста-
ли или цветных металлов в заготовку, т. е. в
исходный продукт, при производстве оконча-
тельного готового проката.
К основным типам обжимных станов отно-
сятся: блуминг, пользующийся наибольшим
распространением, а также слябинг, обжим-
ный стан для стальных слитков небольшого
веса 0,5—1,5 т, являющийся одновременно за-
готовочным станом, и обжимный стан для
цветных металлов.
Характеристика одноклетьевых блумингов
Показатели Диаметр валков, мм
1150 | 950 | 800
Вес слитка, т: для блумов для слябов Сортамент, мм блумы; слябы: толщина ширина Диаметр шестерен шестеренной клети, мм Длина бочки валков, мм Мощность главного электродвигателя, кет Мощность всех электродвигателей стана, кет Число оборотов валков в минуту Максимальный крутящий момент привода, тм Средняя производительность по всаду слитков, т .... за фактический час работы в год Общий вес механического оборудования стана (без крано- вого), т 5—10 8—20 От 253X250 До 400x400 100—250 900—1 600 (1200) 2830 2x3300 11000 0—40—100 350—400 350 2 5С0 000 5 000 2,5—4 4—6 От 150X150 До 250x250 75—250 600—900 1 000 2 350 2Х2200—2 500 9000 0—50—120 250 200 1 400 000 4 000 1—2,5 3 От 125x125 До 200x200 75—200 400—700 850 2(00 3(00 5 000 0—60—140 150 120 750 000 2 700
Блуминги
Блумингом называется высокопроизводи-
тельный мощный прокатный обжимный стан,
специально предназначенный для обжатия
стальных слитков весом свыше 1 т в блумы
сечением от 125X125 до 450X450 мм. Блу-
минги используются также для прокатки сля-
бов с шириной сечения от 400 до 1600 мм и
высотой от 75 до 250 мм. В производственном
цикле современного металлургического заво-
да блуминг представляет собой звено, свя-
зующее сталеплавильные цехи с цехами, вы-
пускающими готовый прокат, являясь, таким
образом, своего рода «воротами», через кото-
рые проходит почти вся продукция сталепла-
вильного цеха. В СССР блуминги за годы со-
циалистической индустриализации получили
большое применение, и ими были оснащены
все крупнейшие металлургические заводы [19].
В зависимости от сортамента прокатывае-
мой заготовки, производительности, схемы
прокатки и расположения оборудования блу-
минги подразделяются на следующие шесть
типов.
1. Одноклетьевые большие блуминги дуо,
имеющие валки диаметром около 1150 мм.
2. То же, средние блуминги дуо 900—
1000 мм.
3. То же, малые блуминги или трио 750—
850 мм.
Таблица 7
4. Сдвоенные блуминги, состоящие из двух
последовательно расположенных рабочих кле-
тей дуо, с валками 1150 мм в первой клети и
900—1000 мм во второй.
5. Непрерывные блуминги, состоящие из
нескольких расположенных одна за другой
рабочих клетей дуо, нереверсивных с диамет-
ром валков 800—1000 мм.
6. Блуминги к станам для прокатки широ-
кополочных балок, состоящие из одной рабо-
чей клети дуо реверсивной с диаметром вал-
ков 1350—1475 мм.
Наибольшее распространение получили блу-
минги первых двух типов. Блуминг 1150 мм
принят в качестве типового для металлурги-
ческих заводов большой производительности
[1], а блуминг 900—1000 мм — для заводов
средней производительности [201. Малые блу-
минги находят применение главным образом
для обжатия слитков из высококачественных
сталей при весе слитка от К до 2,5—3 т. В табл. 7
даны основные показатели, характеризующие
одноклетьевые реверсивные блуминги.
Расположение в основной состав оборудо-
вания блуминга можно видеть на рис. 18, где
изображена схема размещения блуминга
1150 мм конструкции Уральского завода тя-
желого машиностроения им. Орджоникидзе.
обычно скольжения с текстолитовыми вклады-
шами; механизма для установки верхнего вал-
ка, приводимого в движение двумя электро-
двигателями мощностью по 100—150 кет; двух
станин из стального литья весом по 60—90 т;
двух фундаментных плит (плитовин) и меха-
низма для смены валков. Высота рабочей
клети над уровнем пола в среднем 7—9 мм.
Механизм, передающий вращение прокат-
ным валкам у современных блумингов, имею-
щих индивидуальный привод, состоит из двух
универсальных шпинделей. У старых блумин-
Рис. 18. Схема расположения оборудования блуминга 1150:
I — пролет нагревательных колодцев; II — пролет блуминга; III — машинный зал; IV — скрапной пролет;
V и VI — склад блумов и слябов: 1 — слитковоз; 2 — стационарный опрокидыватель; 3—поворотный стол;
4 — рабочая клеть; 5 — ножницы; 6 — конвейер для обрезков; 7 — сталкиватели; 8 — штабелирующий стол; 9 —
стеллажи; 10 — колодцевый кран 20/30 т; // — кран 100/20 т; /2 — кран 75/15 т; 13 — кран 20 т; 14 — краны с под-
хватами 15 т
Нагревательные колодцы, служащие для по-
догрева и нагрева слитков, располагают, как
правило, в специальном здании или пролете,
примыкающем к пролету блуминга. Для за-
грузки слитков в колодцы и их выгрузки слу-
жат специальные колодцевые краны с клеще-
вым жестким захватом.
Собственно блуминг [22, 23> 24] состоит из
следующего оборудования: 1) основного обо-
рудования — рабочей клети и механизма, пе-
редающего движение прокатным валкам;
2) вспомогательного оборудования — ножниц
для обрезки концов и разрезки блумов на части
и оборудования для технологического транс-
портирования прокатываемого металла; 3)
электрооборудования; 4) смазочного оборудо-
вания и 5) оборудования для уборки окалины.
Рабочая клеть блуминга является глав-
нейшим элементом стана. Она состоит из про-
катных стальных валков; их подшипников,
гов при однодвигательном приводе кроме то-
го имеется шестеренная клеть, представляю-
щая собой зубчатую передачу с двумя шестер-
нями равного диаметра, расположенными одна
над другой, и коренная муфта, сцепляю-
щая ведущий вал шестерни с валом электро-
двигателя.
Ножницы для отрезки концов и разрезки
блумов на части устанавливают за рабочей
клетью на расстоянии 35—54 м. Их рассчиты-
вают на усилие от 630 до 2000 т (см. ГОСТ
3939—47) в зависимости от размеров сечения
разрезаемых блумов и слябов и их механичес-
ких свойств. Ножницы снабжают передвижным
упором, определяющим длину отрезаемых блу-
мов, и конвейером для обрезков, передающим
последние в скрапной пролет. Между рабочей
клетью и ножницами иногда устанавливают
машину для чистки поверхности проката кис-
лородным пламенем.
Оборудование для технологического транс-
портирования прокатываемого металла состоит
из большего количества различных механиз-
мов, приводимых в движение самостоятельны-
ми электродвигателями, к ним относятся сле-
дующие: 1) тележка-опрокидыватель для по-
дачи слитков от колодцев к приемному роль-
гангу; 2) рольганги, расположенные по обе
стороны стана и служащие для подачи про-
катываемого металла к валкам стана и для
его последующей передачи к ножницам и за-
тем к холодильникам; 3) кантователь; 4) ма-
нипулятор для направления проката в требуе-
мый калибр валков; 5) сталкиватели, пере-
дающие металл с рольгангов на холодильни-
ки и на укладыватели; 6) холодильники;
7) укладыватели, где прокатанные блумы и
слябы укладываются в стопы при передаче
их на склад, и др.
Электрооборудование блуминга характери-
зуется большими мощностями установленных
электродвигателей и применением автомати-
ческого управления с регулированием скоро-
сти.Главным приводом служит, как правило,
шунтовой, реверсивный электродвигатель, пи-
таемый от самостоятельного преобразователя,
с маховиком или ртутных выпрямителей. Чис-
ло оборотов двигателя принимается равным
числу оборотов валков стана с регулировкой
их от нуля до основного числа оборотов (40—
60 об/мин) с постоянным моментом, т. е. из-
менением напряжения, а выше основного чис-
ла оборотов до 100—140 об/мин — с постоян-
ной мощностью, т. е. изменением возбуждения.
У вспомогательных механизмов, имеющих по-
вторно-кратковременный режим работы, как
например, у ножниц, у рабочих рольгангов,
привод осуществляется от шунтовых двигате-
лей постоянного тока, питаемых от самостоя-
тельных преобразователей, или ртутных вы-
прямителей, а у прочих механизмов — от асин-
хронных двигателей. В обоих случаях электро-
двигатели применяют специального металлур-
гического типа закрытой конструкции. Глав-
ный привод стана, все преобразователи и ос-
новная электроаппаратура располагаются в
пролете, называемом машинным залом.
Все механизмы блуминга обеспечиваются
автоматической подачей смазочного материа-
ла. Для этой цели предусматривают несколько
циркуляционных систем для подачи жидких
масел, главным образом для смазки зацепле-
ния зубчатых передач, и двухпроводную систе-
му для автоматической подачи консистентных
мазей в роликовые подшипники рольгангов
и в другие трущиеся части. Смазочное обору-
дование обычно располагают в специальном
подвальном помещении вблизи стана.
Слябинги
Слябингом называется высокопроизводи-
тельный мощный прокатный стан, специально
предназначенный для обжатия стальных слит-
ков весОхМ свыше 7 т в слябы с высотой сечения
от 75 до 200 мм и шириной от 700 до 1600 мм
и более.
В производственном цикле металлургическо-
го завода слябинг выполняет роль, аналогич-
ную блумингу, с той лишь разницей, что он
прокатывает только одни слябы. В связи с этим
слябинг является значительно менее распро-
страненным обжимным станом по сравнению
с блумингом. Слябинг устанавливают на тех
металлургических заводах, в прокатных цехах
которых имеются высокопроизводительные ли-
стовые станы, потребляющие слябы в коли-
честве, соответствующем его производитель-
ности [25, 26, 27].
Наибольшим распространением пользуются
универсальные двухклетьевые слябинги с диа-
метром горизонтальных валков 1100—1150 мм.
Первая клеть имеет вертикальные валки, а
вторая — горизонтальные, и ее располагают
рядом с первой клетью так, чтобы сляб одно-
временно прокатывался в обеих клетях.
Привод валков осуществляется от трех шун-
товых реверсивных электродвигателей, из ко-
торых один служит для вращения вертикаль-
ных валков, а два — для вращения горизонта-
льных валков (по одному электродвигателю на
каждый валок).
Ниже приведены основные показатели уни-
версального слябинга 1150 мм.
Вес слитка, т...................... 7—22,5
Сечение слябов:
толщина, мм........................ 75—250
ширина мм...................... 700—1500—2000
Диаметр вертикальных валков, мм . — 900
Длина бочки горизонтальных вал-
ков, мм ........................... ~ 2100
Скорость вращения:
горизонтальных валков, об/мин . 0—50—100
вертикальных валков, об/мин . . 0—75—180
Мощность привода, кет:
горизонтальных валков.............. 2x3700
вертикальных валков............ 2000
Средняя производительность, т/час . 250—350
Общий вес механического (без кра-
нового) оборудования стана, т. . . ~ 6000
Расположение оборудования слябинга, если
не считать добавления клети с вертикальными
валками, аналогично расположению оборудо-
вания блуминга 1150 мм. Состав оборудования
делается примерно таким же, как у блуминга,
и отличается от него главным образом тем, что
многие вспомогательные механизмы имеют бо-
лее усиленную конструкцию в связи с большим
весом слитка и большим сечением прокатывае-
мой продукции. В частности, ножницы, устана-
вливаемые у слябинга, обычно имеют большее
усилие (2000—2500 г), чем у блуминга.
§ 2. Заготовочные станы
Заготовочным станом называется стан, пред-
назначенный для прокатки заготовки, т. е.
полупродукта, служащего исходным материа-
лом при изготовлении окончательно готового
проката. Появление заготовочных станов бы-
ло обусловлено развитием металлургического
производства и возникшей при этом целесооб-
разностью в более узкой специализации про-
катных станов и разделении общего технологи-
ческого процесса изготовления из слитков го-
тового проката на две основные операции:
прокатку из слитков заготовки и прокатку из
заготовки готовой продукции. При такой орга-
низации изготовления проката работа станов
по выпуску готовой продукции становится ме-
нее зависимой от работы обжимных станов.
При этом повышается качество проката, так
как заготовку в период ее пребывания на скла-
де перед дальнейшей прокаткой осматривают,
и с поверхности ее удаляют замеченные де-
фекты в виде закатов, трещин, плен и т. д.
Благодаря ряду преимуществ такой орга-
низации заготовочные станы в СССР получи-
ли большое применение.
Устройство заготовочных станов различно и
зависит от сортамента прокатываемой заго-
товки, требуемой производительности и ис-
ходной продукции [27, 28, 29, 30, 31].
Для прокатки стали чаще всего применяют
четыре основных типа заготовочных станов:
1. Сорто-заготовочные непрерывные станы,
предназначенные для прокатки сортовой заго-
товки сечением в среднем от 50X50 до 150Х
X 150 мм.
2. Сутуночно-заготовочные непрерывные ста-
ны, предназначенные для прокатки сутунки,
а также и сортовой заготовки.
3. Трубно-заготовочные станы (сдвоенные
или последовательные), служащие для про-
катки заготовки круглого сечения (диаметром
в среднем от 70 до 350 мм), требующейся при
производстве цельнокатаных труб.
4. Заготовочные линейные станы, служащие
д>ля прокатки сортовой заготовки, узкой су-
тунки и трубной заготовки при небольшом
объеме производства.
На перечисленных станах прокатка заготов-
ки осуществляется за один нагрев слитков пе-
ред их обжатием. В связи с этим на заводах,
где имеется блуминг, заготовочные станы уста-
навливают непосредственно за ним с таким
расчетом, чтобы весь поток прокатываемого
металла или его часть при выходе из блумин-
га мог без задержки поступать в заготовоч-
ный стан для дальнейшей прокатки. При ма-
лом развесе слитков и небольшом объеме про-
изводства у заготовочного стана предусматри-
вают свою обжимную клеть, и в этом случае
заготовочный стан является также и обжим-
ным станом.
Наибольшим распространением пользуются
заготовочные станы первого типа, обеспечи-
вающие высокую производительность и пол-
ную механизацию труда. Они состоят из не-
скольких (от 6 до 12) рабочих клетей дуо с
диаметром валков 450—750 мм, расположен-
ных последовательно одна за другой. При зна-
чительном числе требуемых рабочих клетей
(превосходящем 8) последние обычно распо-
лагают в две -группы с промежуточным разры-
вом между ними, немного превышающим дли-
ну прокатываемого металла.
Схема типового сорто-заготовочного непре-
рывного стана конструкции ЦКБММ — Гипро-
меза показана на рис. 19. Стан, располагае-
мый за блумингом 1150, состоит из двух
групп рабочих клетей дуо (по шесть клетей в
каждой). У первой группы диаметр валков
730 мм, а у второй — 530 мм. В целях устра-
нения кантовки и скручивания металла между
клетями валки рабочих клетей располагают
поочередно то вертикально, то горизонтально.
Исходным материалом служат блумы сечени-
ем 300x300 мм, которые без промежуточного
нагрева поступают в первую группу, а при
выходе из нее — во вторую группу. Наиболь-
шая скорость выхода из последней клети —
5,8 м/сек. Прокатывают заготовку квадратно-
го сечения размером от 60X60 до 170X170 мм„
причем заготовка сечением 120X120 мм и бо-
лее выдается сразу из первой группы и затем
цепным транспортером (шлеппером) передает-
ся на обводной рольганг. На стане возможна
также прокатка круглой заготовки.
За второй группой заготовочного стана уста-
навливают летучие ножницы, разрезающие
заготовку во время ее выхода из стана на тре-
буемые длины ( в среднем от 4 до 10 м). Для
уборки заготовки после ее разрезки служит
отводящий рольганг и стеллажи, с которых
заготовку передают при помощи мостовых
кранов на склад.
Привод рабочих клетей стана осуществля-
ется через зубчатые передачи от индивидуаль-
ных электродвигателей постоянного тока мощ-
ностью по 1100 кет (на каждую клеть). Общий
вес механического (без кранового) оборудо-
вания стана около 8000 т. Производительность,
стана 350—400 т!час.
Рис. 19. Схема расположения оборудования сорто-заготовочного непрерывного стана 730/530 мм:
/ — пролет стана; // — машинный зал; III—V — пролеты склада заготовки; 1—6 — рабочие клети И 730 первой группы;
7-/2 — рабочие клети И 530 второй группы; 13— подводящий рольганг; 14— промежуточный рольганг; 15 — маятниковые
ножницы; 16 — обводной рольганг для заготовки сечением от 120X120 до 170X170; 17 — ножницы усилием 850 т; 18— ле-
тучие ножницы; 19—отводящие рольганги; 27— стеллажи для заготовки; 21 — кран 50/10 т; 22— краны с подхватами
15 т
У многих сорто-заготовочных непрерывных
станов рабочие клети делают только с гори-
зонтальным расположением валков. Конструк-
ция рабочих клетей при этом упрощается, но
тогда необходимо между клетями каждой
группы предусматривать специальные* винто-
вые проводки или кантующие валки конструк-
ции Мерекина для кантовки металла путем его
скручивания на 90°.
Заготовочные станы второго типа, т. е.
предназначенные для прокатки как сортовой
заготовки, так и сутунки, во многом аналогич-
ны заготовочным станам первого типа. Эти ста-
ны должны всегда иметь несколько (от 2 до 4)
клетей с вертикальными валками, устанавли-
ваемых между клетями с горизонтальными
валками и служащих для обжатия металла с
боков.
Заготовочные станы третьего типа, слу-
жащие для прокатки заготовки круглого сече-
ния большого диаметра, так же как и заго-
товочные станы предыдущего типа, устанав-
ливают за блумингом. В СССР получили при-
менение трубно-заготовочные станы этого ти-
па, разработанные и построенные Ново-Кра-
маторским заводом, в которых обеспечивается
полная механизация всех операций. Эти станы
состоят из нескольких (от 2 до 4) последова-
тельно расположенных клетей дуо.
Первая клеть, обжимная реверсивная с вал-
ками диаметром 950 мм, а остальные неревер-
сивные с валками диаметром около 750 мм.
Исходным материалом являются блумы сече-
нием от 150X150 до 400X350 мм. Размер про-
катываемой заготовки: круглой — диаметр от
75 до 330 мм; квадратной —- от 75X75 до 125Х
Х125 мм. Производительность стана от 40 до
250 т/час в зависимости от размера сечения
прокатываемой заготовки.
Заготовочные станы четвертого, т. е. ли-
нейного, типа применяют при широком сорта-
менте прокатываемой заготовки в малом объ-
еме производства, в особенности когда па за-
воде отсутствует блуминг. В последнем случае
заготовочные станы работают на слитках не-
большого веса 0,5—1,5 т и выполняют при
этом роль обжимных станов. Заготовочные
станы этого типа обычно состоят из двух и
трех рабочих клетей трио, расположенных в
одну линию. Диаметр валков 700—800 мм.
Производительность стана 30—60 т!час.
§ 3. Сортовые станы
Основными типами сортовых станов, т. е.
станов, предназначенных для прокатки сорто-
вого металла, являются: универсальные
для прокатки широкополочных балок, рель-
собалочные, крупносортные, сред-
несортные, мелкосортные, прово-
лочные и полосовые или ш т р и п с о-
в ы е (для прокатки полосы шириной не более
400—500 мм). При этом, однако, необходимо
отметить, что указанная классификация станов
и особенно деление значительной группы сор-
товых станов на крупносортные, сред-
11 есортные и мелкосортные, хотя и
является общепринятой, но она не вполне опре-
деленна [15]. На многих существующих сорто-
вых станах можно прокатывать более широкий
сортамент сортового металла, чем это следу-
ет из его названия. Так, на сортовых станах
500—600 прокатывают обычно не только круп-
ный сорт, но и также часть среднего сорта, а
стан 300 по характеру прокатываемого сорта-
мента может быть отнесен как к среднесорт-
ным станам, так и к мелкосортным станам.
Поэтому для точности было бы более правиль-
ным делить указанную группу сортовых ста-
нов в зависимости от расположения их рабо-
чих клетей и диаметра валков.
Универсальный стан для прокатки широкополочных балок
Этот стан узкоспециализированного назначе-
ния; он служит для прокатки двутавровых ба-
лок большого сечения с широкими полками, у
которых внутренняя плоскость без наклона,
т. е. она параллельна наружной. Нормальным
сортаментом этих балок являются балки, вы-
сота сечения которых находится в пределах от
200 до 1000 мм с шириной полки от 200 до
400 мм. Прокатка такого рода балок невозмож-
на на обычных рельсобалочных станах. Для
этой цели необходим стан с универсальными
рабочими клетями, у которых вертикальные
валки расположены в одной плоскости с гори-
зонтальными валками (см. рис. 6, табл. 3). Вто-
рая особенность этого стана состоит в том, что
большое сечение прокатываемых балок вызы-
вает необходимость применения в качестве ис-
ходной продукции крупных слитков (весом до
22 т и более), в связи с чем диаметр валков
стана должен быть значительно больше, чем у
рельсобалочных станов [32, 33].
Наиболее совершенным и производительным
станом для прокатки широкополочных балок
является стан, разработанный Уральским за-
водом тяжелого машиностроения им. С. Орджо-
никидзе совместно с ЦКБММ и Гипромезом.
Схема расположения оборудования этого ста-
на показана на рис. 20. Этот стан обслуживает-
ся специальным блумингом увеличенных раз-
меров, с валками диаметром 1475 мм и с дли-
ной бочки 3100 мм. Блуминг располагают вбли-
зи стана с таким расчетом, чтобы значитель-
ную часть балок можно было прокатывать без
промежуточного подогрева.
Привод в движение каждого валка блуминга
осуществляется индивидуальным электродви-
гателем мощностью 3700 кет со скоростью
вращения 0—40—80 об/мин.
Размер прокатываемых балок от № 20 до
№ 100 с шириной полки до 400 мм. Исходным
продуктом служат слитки прямоугольного и
двутаврового сечения весом от 6 до 22 т. Соб-
ственно стан состоит из пяти последовательно
расположенных клетей, из которых первая со
второй и третья с четвертой образуют две груп-
пы спаренных клетей. В каждой из этих групп
одна клеть универсальная, являющаяся основ-
ной, служит для обжатия стенки балки и по-
лок по их толщине, другая — вспомогательная
клеть дуо, в которой обжимается балка только
по кромкам.
Расстояние между клетями каждой группы
предусматривают небольшим (около 4 м) так,
чтобы прокат на основной своей длине обжи-
мался одновременно и в универсальной клети
и в клети дуо. Обе группы реверсивные, и в
каждой из них прокатка осуществляется в не-
сколько проходов. У -первой группы впереди
установлена клеть дуо, а у второй—универ-
сальная.
Пятая клеть — чистовая универсальная, в ко-
торой дается только один проход главным
образом с целью выпрямления полок. Общее
число проходов во всех пяти клетях (без блу-
минга) от 13 до 25 в зависимости от размера
прокатываемой балки.
32000 1000
I- —4 Н—
Рис. 20. Схема расположения оборудования блуминга 1475 и стана для прокатки широкополочных балок:
/—пролет нагревательных колодцев; II— первый машинный зал; III — печной пролет; IV — второй машинный зал; V— пролет
стана; VI— скрапной пролет; VII — склад блумов и слябов; VIII —пролет отделки; IX—пролет уборки; X— пролет ремонта; XI —
склад готовой продукции; 1— обжимная клеть блуминга 1475;2 — черновая клеть дуо 1350; 3—черновая универсальная клеть;
4—промежуточная универсальная клеть; 5 — промежуточная клеть дуо 1350 ; 6—универсальная чистовая клеть; 7. тележка-опроки-
дыватель; 8 — поворотный стол; 9— ножницы; 10 — ямы для уборки окалины; // — транспортер обрезков; /2 — передаточные шлепперы;
13 _ стеллажи; 14 — методические печи; 15 — правильные машины; 16 — правильные прессы; 17 — салазковые пилы; 18 — холодильник;
19 — стеллажи; 20—фрезерные станки; 21 — кран 30/15 т; 22—кран 100/20 т; 23— кран 300 т; 24 — кран 50/10 т; 25 — краны 15/3 т;
26 —краны 75/15 т; 27 — кран 50/15 т; 28 —краны с подхватами 15 т; 29 — кран 10 т; 30 — кран 15/3 г; 3/— кран 20 т- 32 — краны
10 г
размеры валков и характеристика приводов
стана указаны в табл. 8.
Стан — с большим количеством вспомога-
тельного оборудования, из которого к главней-
шему относятся: две пилы для горячей резки
а) возможности прокатки на них тяжелых про-
филей широкого сортамента; б) более просто-
му переходу с прокатки одного профиля на дру-
гой и в) достаточно высокой производитель-
ности.
Таблица 8
Характеристика рабочих клетей стана для прокатки широкополочных балок
Показатели Номер клети
! 2 3 4 5
Диаметр валков, мм: горизонтальных 800 1350 1350 800
вертикальных — 1100 1100 — 1350
Длина бочки, мм: горизонтальных 550—1300 550—1300 550—1300 550—1300 550—1300
вертикальных — 460 460 —_ 460
Число оборотов валков в минуту 0—75—225 0—50-120 0—60—120 0—75—225 60
Мощность привода, квпг 1500 5200 4400 1500 2200
балок на мерные длины и отрезки концов; хо-
лодильники; две роликовые правильные маши-
ны; четыре правильных пресса; рольганги и
другие устройства, служащие для выполнения
всех транспортных операций при прокатке и
отделке балок. Все основное и вспомогатель-
ное оборудование располагают по ходу техно-
логического процесса так, что образуется еди-
ная система машин для последовательного
ритмичного выполнения всех производствен-
ных операций, связанных с изготовлением ба-
лок. Общий вес механического (без кранового)
оборудования стана вместе с блумингом
1475 мм около 25—30 000 т.
Производительность стана от 50 до 200 т/час
в зависимости от размера прокатываемых ба-
лок; средняя производительность около
150 т/час.
Рельсобалочные станы
Рельсобалочным станом называется стан,
предназначенный для прокатки железнодорож-
ных и трамвайных рельсов, крупных двутавро-
вых балок (высотой 240—600 мм) и других тя-
желых профилей.
Современные рельсобалочные станы делятся
на две основные группы:
1. Рельсобалочные станы ступенчатого типа,
состоящие из двух или большего числа линий.
2. Рельсобалочные станы последовательного
типа.
Наибольшим распространением пользуются
рельсобалоЧцые станы первого типа, которые
получили большое применение на заводах
СССР благодаря следующим особенностям:
3 А. И. Целиков и В. В. Смирнов
Одним из наиболее характерных примеров
этого типа стана является рельсобалочный
стан, созданный на Уральском заводе тяжело-
го машиностроения им. Орджоникидзе, кото-
рый был введен в эксплуатацию в 1949 г. [34].
По своей производительности и другим пара-
метрам этот стан значительно превосходит
рельсобалочные станы зарубежных стран. Схе-
ма расположения оборудования стана приве-
дена на рис. 21.
Стан предназначен для прокатки рельсов ве-
сом от 43 до 75 кг!пог. м, длиной 12,5 и 25 м9
двутавровых балок от № 20 до № 60; швелле-
ров от № 20 до №' 40 и других профилей. Ис-
ходной продукцией служат блумы сечением
330 X 330 мм и более, длиной до 5 мм. Стан
вместе со всем вспомогательным оборудова-
нием располагают в семипролетном здании
шириной 141,5 м и длиной 547 м. Основное
оборудование стана состоит из трех линий,
причем третья линия расположена на одной
оси со второй. Характеристика этих линий
приведена в табл. 9. Стан имеет большое ко-
личество вспомогательных машин, которые
могут быть разделены на две основные систе-
мы. Первая система вспомогательных машин
служит для выполнения всех вспомогательных
операций, связанных с прокаткой, резкой и
уборкой от стана прокатанной продукции, а
вторая система — для отделки рельсов.
Из главнейших машин первой системы сле-
дует отметить: 1) рольганги, служащие для
перемещения исходной продукции от нагрева-
тельных печей к первой клети, для подачи про-
катываемого металла к валкам стана и для
транспортирования металла после прокатки
Характеристика основного оборудования рельсобалочного стана 800
Таблица 9
Номер линии Тип рабочей клети Число рабочих клетей Размеры валков, л'М Число оборотов валков в минуту Характеристика приводов
диаметр бочки длина бочки мощность кет число оборотов в минуту
1 Дуо-реверсивная . . . 1 900 2300 0-50—120 3700 0—50—120
2 Трио 2 800 1900 0—80—160 4500 0—80—160
3 Дуо 1 800 — 0—80—160 1850 0—80—160
к печам для резки, к холодильникам, к пра-
вильным машинам и далее; 2) манипуляторы
и кантователи, обслуживающие первую клеть
стана; 3) подъемно-качающиеся столы и кан-
тователи у второй линии стана; 4) салазковые
пилы; 5) машины для нанесения клейма:
6) гибочная машина; 7) холодильники и
8) правильные машины.
Все указанные машины располагают в об-
щем потоке движения прокатываемого металла,
которые, обеспечивая единым ритмом выполне-
ние всех технологических операций, образуют
таким образом вместе с основным оборудовани-
ем стана автоматическую линию или систему
машин.
Вторая система вспомогательных машин
представляет собой продолжение этой линии
машин. Она является характерной только для
станов, производящих рельсы, и служит для
фрезеровки торцов рельсов, для сверления на
их концах отверстий, для закалки концов. Эта
система машин, так же как и предыдущая, еде.
лана по принципу последовательного выполне-
ния технологических операций с передачей об-
рабатываемого рельса от одной машины к
другой специальными автоматическими транс-
портными машинами в одном общем темпе
для всей системы машин.
Стан представляет собой агрегат, включаю-
щий в себя около 240 различных машин и ме-
ханизмов. Общий вес механического (без кра-
нового) оборудования стана—15 800 т. Про-
изводительность стана до 200 т!час.
Крупносортные станы
Крупносортным станом называют стан, пред-
назначенный для прокатки готового сортового
металла, в сортаменте которого преобладают
следующие размеры профилей: квадрат и круг
от 80 до 150 мм, балки и швеллеры высотой от
Г|20 до 240 мм, рельсы узкоколейные
18 и 24 кг!пог. м и аналогичные размеры дру-
гих профилей.
Наибольшим распространением пользуются
крупносортные станы двух основных типов:
1) крупносортные станы ступенчатого типа,
состоящие из двух или большего числа линий;
2) крупносортные станы последовательного
типа, называемые также станами кросс-каун-
три.
Первый тип станов обычно применяют для
более тяжелых профилей, сортамент которых
частично включает сортамент рельсо-балочных
станов, а второй тип станов — для более легких
профилей, приближающихся по размеру к сор-
таменту среднесортных станов. Наиболее ха-
рактерным из современных крупносортных ста-
нов ступенчатого типа, является сортовой стан
650, созданный Электростальским заводом тя-
желого машиностроения при участии Гипроме-
за и введенный в эксплуатацию в 1954 г. [35].
Схема расположения оборудования этого ста-
на приведена на рис. 22.
Этот стан предназначен для прокатки круг-
лых профилей диаметром от 70 до 220 мм\ квад-
ратных профилей сечением от 50 X 50 мм до
200 X 200 мм\ двутавровых балок от № 16 до
№ 30; швеллеров от № 16 до № 30; рельсов для
узкой колеи весом 24 кг/пог. м\ накладок и под-
кладок для рельсов широкой колеи; угловых
профилей размером от 90 X 90 мм до 200 X
X 200 мм и других профилей эквивалентного
сечения. Исходной продукцией служат блумы
квадратного и прямоугольного сечения разме-
ром от 200 X 200 до 300 X 300 мм, длиной от
2,5 до 6 м и весом до 3,5 т. Стан вместе со всем
вспомогательным оборудованием занимает
трехпролетное здание шириной 78 м и длиной
570 м. Схема устройства и расположения основ-
ного оборудования аналогична схеме устройст-
ва вышеописанного рельсобалочного стана
УЗТМ. Но конструкция оборудования меньших
размеров соответственно прокатываемым про-
филям. Основное оборудование стана состоит
из трех линий, при этом вторая и третья линии
расположены на одной оси. В табл. 10 приве-
дены данные, характеризующие эти линии.
Рис. 21. Схема расположения оборудования рельсобалочного стана 800:
/ — склад заготовки блумов; II — пролет камерных печей: III — машинный зал; IV — пролет стана; V — термическое отделение: VI — рельсоотделочная: V//— балкоотде-
лочная; VIII — склад готовой продукции;
1— черновая клеть дуо 900; 2 и 3— черновые клети трио 800; 4—-чистовая клеть дуо 800; 5— подающий рольганг; б—нагревательные печи; 7 — ямы для выемки окалины;
8 — рабочие рольганги и шлепперы; 0 —рольганг для выдачи заготовки; 10— пилы; 11 — клеймовочиая машина; 12— гибочная машина; 13 — шлепперы; 14 — нормализацией
ные печи; 15— холодильник; 16— правильная машина; 17 — правильные прессы; 18— ножницы холодной резки; 19— пила холодной резки; 2’ — стеллажи; 21 — правиль-
ная машина; 22 — правильные прессы; 23 — фрезерные станки; 24 — сверлильные станки; 25 — закалочные машины; 26 — коробы для охлаждения; 27 — краны 15 г; 28— краны
30/5 т; 29 — кран 75/15 г; 30— кран 100/20 т
Рис. 22. Схема расположения оборудования крупносортного стана 650:
/—пролеты склада заготовки; // — главный пролет стана; /// — машинный зал; IV— пролет склада готовой продукции;
/ — обжимная реверсивная клеть дуо; 2—3 — промежуточные клети трио; 4 — чистовая клеть дуо; 5 — загрузочная площадка; 6 — печной рольганг; 7 — толкатели; 8 — печи;
9 — рольганг от печей; 10 — рольганг у стана; 11—раскатные рольганги; /2 —дисковые пилы; 13 — холодильник
Характеристика основного оборудования крупносортного стана 650
Номер линии Тип рабочей клети Число рабочих клетей Размеры валков, мм Число оборотов валков и дви- гателей в минуту Мощность главных приводов кет
диаметр бочки длина бочки
1 Дуо-реверсивная 1 800 2100 0—60—120 3000
2 Трио 2 650 1800 0—60—160 3000
3 Дуо 1 650 1200 0—80—160 1100
Так же как и станы рассмотренных выше ти-
пов, этот стан с большим количеством вспомо-
гательного оборудования. Значительная часть
этого оборудования установлена в потоке дви-
жения прокатываемого металла, и оно должно
обеспечивать с одним общим ритмом выполне-
ние всех вспомогательных технологических и
транспортных операций, без участия ручного
труда, начиная со склада блумов и кончая ук-
ладкой готового проката в пакеты.
К главнейшим машинам этой части вспомо-
гательного оборудования относятся: 1) меха-
низмы для подачи исходной продукции со скла-
да к нагревательным печам и от печей к черно-
вой клети; 2) манипуляторы, рольганги и кан-
тователь и другие механизмы, обслуживающие
черновую клеть 800; 3) рольганги, подъемно-
качающиеся столы, кантователи, шлепперы
и. другие механизмы, обслуживающие линии
650; 4) оборудование для резки, охлаждения,
правки и уборки проката, состоящее из четырех
салазковых пил, холодильников, двух ролико-
Общий вес механического (без кранового)
оборудования стана 9200 т.
Производительность стана 100—200 т/шв
зависимости от сечения прокатываемых про-
филей.
Характерным примером крупносортного ста-
на второго типа, т. е. с последовательным рас-
положением клетей, является стан 530, в тече-
ние многих лет успешно эксплуатируемый на
заводах СССР.
Схема расположения оборудования этого
стана приведена на рис. 23.
Стан предназначен для прокатки круглых
профилей диаметром от 50 до 150 мм; квадрат-
ных профилей сечением от 50 X 50 до 120 X
X 120 мм; двутавровых балок от № 10 до
№ 20; швеллеров от № 8 до № 18; угловых про-
филей размером от 75 X 75 до 130 X 130 мм;
рельсов для узкой колеи весом до 24 кг!пог. м
и других профилей. Исходной продукцией слу-
жат блумы квадратного и прямоугольного сече-
ния от 125 X 125 до 200 X 200 мм длиной до
Рис. 23. Схема расположения оборудования крупносортного стана 530:
./ — пролеты склада заготовки: II — печной пролет: III — машинный зал: IV— пролет стана; V — пролеты склада готовой про-
дукции; 1—5 — черновые клети дуо 630; 6—9 — подготовительные и чистовые клети 530; 10 — приемные решетки: 11 — методиче-
ские печи: 12—салазковые пилы; 13 — холодильник: 14 — правильные машины; 15— ножницы; 16— сборочные карманы;
/7 — кран 15 т; 18 — кран 30/7,5 г; 19 — кран 25/5 т; 20 — кран 5 т
вых плавильных машин, двух ножниц холод-
ной резки и двух укладчиков.
В конце пролетов стана установлено оборудо-
вание для обработки концов рельсов (фрезе-
ровка торцов и сверление отверстий), работаю-
щее не в общем потоке.
4,5—5 м. Основное, оборудование стана состоит
из девяти рабочих нереверсивных клетей дуо,
сконструированных с таким расчетом, чтобы
для каждого прохода была своя клеть, т. е. че-
рез каждую клеть металл не должен проходить
более одного раза. Клети стана установлены
последовательно по ходу прокатки в три ряда,
расположенных вдоль здания стана. В первом
ряду пять клетей; во втором — три клети и в
третьем одна клеть. Расстояния между клетя-
ми выбраны так, чтобы прокат мог полностью
уместиться между клетями и поступал в после-
дующую клеть только тогда, когда он выйдет
из валков.
Размеры валков клетей и характеристика
приводов приведены в табл. 11.
Среднесортные станы
Среднесортным станом называется стан,
предназначенный для прокатки готового сорто-
вого металла, в сортаменте которого преобла-
дают следующие размеры профилей: квадрат
и круг от 40 до 80 мм; балки двутавровые
и швеллеры высотой до 120 мм; угловые профи-
ли от 50 X 50 до 100 X 100 мм и аналогичные
размеры других профилей.
Характеристика рабочих клетей
и приводов крупносортного стана 530
Таблица 11
Номер клети Размеры валков, мм Число оборотов валков в минуту Характеристика приводов
диаметр длина бочки мощность кет число оборотов в минуту
1 630 965 28 ]
2 630 965 36 1 2200 300
3 630 965 50 I (синхронный)
4 630 965 64 }
5 530 965 53—107 )
6 530 965 68—137 1 1850 300—600
7 530 965 86—172 1
8 9 530 530 965 965 102—204 1 115—230 ) 1850 300—600
Все вспомогательное оборудование стана
установлено в общем потоке и вместе с основ-
ным оборудованием образует единую систему,
или линию, машин, обеспечивающих выполне-
ние всех основных и вспомогательных техноло-
гических и транспортных операций почти без
участия ручного труда. Это вспомогательное
оборудование может быть разделено на три
основные группы: 1) механизмы для подачи
исходной продукции к нагревательным методи-
ческим печам и от печей к первой клети стана
(к которым относятся приемные решетки),
рольганги, толкатели с подъемными столами
и подводящий рольганг; 2) механизмы, обслу-
живающие рабочие клети, состоящие из рабо-
чих рольгангов, кантователей и шлепперов
и 3) машины и механизмы за станом, служа-
щие для резки, охлаждения, правки и уборки
готового проката, главнейшими из которых
являются отводящие рольганги, пять салазко-
вых пил, двусторонний холодильник, двое нож-
ниц для холодной резки, две правильные роли-
ковые машины и два кармана со сталкивате-
лями.
Общий вес механического оборудования (без
кранового) около 5000 т; из них. около 1000 т
приходится на основное оборудование и около
2000 т — па рольганги и холодильник. Произво-
дительность стана в среднем до 200 т!час.
Из среднесортных станов получили наиболь-
шее распространение три основных типа [27,
28, 37]:
1. Ступенчатые в две или три линии.
2. Последовательные, в том числе шахмат-
ные и полунепрерывные.
3. Непрерывные.
Станы первого типа применяются для отно-
сительно небольшой производительности, в
среднем до 20—40 т!час, и обычно при произ-
водстве высоколегированных сталей. Станы
второго и третьего типов конструируют по
принципу «для каждого прохода своя рабочая
клеть» с оптимальной в пей скоростью прокат-
ки, поэтому эти станы обладают значительно
более высокой производительностью, чем станы
первого типа, и в них проще достигается меха-
низация всего процесса прокатки. В связи
с этими преимуществами среднесортные станы
второго и третьего типов получают на заводах
СССР широкое применение. При этом за по-
следние годы осуществляется переход к непре-
рывным станам, которые по сравнению с после-
довательными или шахматными обладают бо-
лее высокой производительностью при меньшем
весе оборудования и меньших габаритах стана.
Одним из характерных примеров среднесорт-
ного стана второго типа является шахматный
стан 350, работающий на одном из заводов
СССР. Схема расположения оборудования ста-
на этого типа показана на рис. 24.
Стан предназначен для прокатки: круглых
профилей диаметром от 38 до 75 мм-, квадрат-
ных профилей сечением от 38 X 38 до 75 X
X 75 мм, полосы шириной от 50 до 120 мм,
угловых профилей размером от 50 X 50 до
90 X 90 мм, двутавровых балок и швеллеров
до № 10.
оборудование и около 1300 т — на рольганги
и холодильник.
Средняя производительность стана око-
ло 90 т]час.
Мелкосортные станы
Мелкосортным станом называется стан, пред-
назначенный для прокатки готового проката,
в сортаменте которого преобладают следующие
размеры профилей: круг и квадрат от 8 до
Рис. 24. Схема расположения оборудования среднесортного стана 350:
/— пролеты склада заготовок; // — печное отделение: /// — машинный зал; IV— пролет стана; V — склад готовой продукции; /—,
4 — черновые клети 480; 5- 11 — подготовительные и чистовые кл^ти 370; 12 — приемные решетки; 13 — методические печи; 14 — нож-
ницы; /5 — холодильник; 16 — правильные машины: /7 — сборочные карманы; 18 — краны 15 г; 19— кран 20/5 г; 20 — кран 5 г;
21 --дисковая пила
Исходной продукцией служат блумы сече- |
нием от 100 X 100 до 150 X 150 мм длиной |
4,5 м.
Основное оборудование состоит из И линий,
каждая с одной рабочей клетью. Первые четыре
клети установлены попарно в две группы с та-
ким расчетом, чтобы металл одновременно об-
жимался в двух клетях: сначала в одной паре,
а затем в другой. Следующие три клети распо-
ложены, как в стане предыдущего типа, а по-
следние четыре клети — в шахматном порядке.
Размеры валков и характеристика приводов
приведены в табл. 12.
Состав и назначение вспомогательного обо-
рудования в значительной части те же, что и
у стана 530, но оборудование отличается раз-
мерами. Из остальных особенностей вспомо-
гательного оборудования по сравнению со ста-
ном 530, следует отметить: во-первых, наличие
у последних четырех клетей стана рабочих
рольгангов с косорасположенными роликами
для бокового смещения проката после выхода
его из одной клети и подачи в следующую
клеть; во-вторых, отсутствие пил для разрезки
на мерные длины в горячем состоянии и при-
менение вместо них ножниц для холодной рез-
ки, расположенных за правильными маши-
нами.
Общий вес оборудования стана около 2800 т;
из них около 750 т приходится на основное |
40 мм, угловые профили от 20 X 20 до 50 X
X 50 мм и аналогичные размеры других про-
филей.
Мелкосортные станы применяют следующих
основных типов (28, 36, 37]:
1. Ступенчатые.
2. Полунепрерывные.
3. Последовательные (кросс-каунтри) и
в том числе шахматные.
4. Непрерывные.
Таблица 12
Характеристика рабочих клетей и приводов
среднесортного стана 350
Номер клети Размеры валков мм Число оборотов валков мин. Характеристика приводов
диаметр длина бочки мощность кет число оборотов в минуту
1 2 450 450 850 850 50 60 | 750 300
3 4 450 450 850 850 70 80 | 750 300
5 400 850 70—140 500 300—600
6 400 850 80—160 | 900
7 410 850 90—180
8 9 350 350 800 800 110—220 130—260 | 1100 300—600
10 350 800 140—280 | 1100 300—600
11 350 800 140—280
Из этих четырех типов самым совершенным
-типом является непрерывный стан, обладающий
гЛавным образом за счет повышенных скоро-
€?ей прокатки более высокой производительно-
стью, приходящейся на тонну веса стана и на
единицу производственной площади цеха. Кро-
того, в непрерывных станах обеспечивается
полная механизация процесса прокатки.
Одним из примеров стана этого типа может
служить непрерывный стан 350, работающий
на одном из заводов СССР (рис. 25). В этом
стане предусмотрено пять клетей с вертикаль-
ными валками, расположенными между клетя-
X 100 мм длиной 9,0—9,5 м.
Размеры валков и мощность приводов пока-
заны в табл. 13.
Максимальная скорость выхода металла из
последней клети — 14,6 м/сек.
Другим примером устройства непрерывного
мелкосортного стана может служить стан 250,
установленный на одном из заводов СССР и
разработанный заводом им. Тельмана в г. Маг-
дебурге совместно с Гипромезом и ЦКБММ
(рис. 26).
Стан предназначен для прокатки профилей:
круглых диаметром от 8 до 30 мм; квадратных
Рис. 25. Схема расположения основного оборудования и ножниц непрерывного сортового стана 350:
Г — нагревательная печь; 2 — ножницы; 3—9— рабочие клети черновой группы; 10 — летучие ножницы для обрезки переднего
конца; 11—18 — клети чистовой группы; 19 — летучие ножницы
ми с горизонтальными валками. Стан предназ-
начен для прокатки профилей: круглых — диа-
метром от 10 до 40 мм, полосы шириной до
100 мм; угловых тонкостенных профилей до
50 X 50 мм и др, Исходным материалом слу-
жит заготовка сечением 75 X 75 и 100 X
сечением от 9 X 9 до 27 X 27 мм; угловых раз-
мером от 20 X 20 до 50 Х50 мм; полосовых ши-
риной от 12 до 70 мм и др. Исходным материа-
лом служит заготовка сечением от 60 X 60 до
80 X 80 мм длиной 12 м.
Основное оборудование стана состоит из чер-
Характеристика рабочих клетей и приводов сортового непрерывного стана 350
Таблица 13
Номер клети Расположение валков Размеры валков, мм Число оборотов валков в минуту Характеристика приводов
диаметр длина бочки мощность КЫП число оборотов в минуту
1 Вертикальное 420—460 200 7—21 75 300—900
2 Горизонтальное 410 700 9—28 435 300—900
3 » 410 700 12—36 435 300—900
4 » ..... 410 700 16—48 580 300—900
5 Вертикальное 360 400 22—66 435 ЗцО—900
6 Горизонтальное 410 700 30—90 580 300—900
7 » 410 700 40—120 580 300—900
8 » 360 600 70—185 685 300—800
9 > 360 600 90—240 6*5 300—800
10 Вертикальное 360 400 105—280 685 300—800
11 Горизонтальное 360 600 130—350 870 3 0—800
12 Вертикальное 350 400 184—490 685 300—800
13 Горизонтальное 350 500 230—614 870 ЗиО—800
14 Вертикальное 360 400 255—681 685 300—800
15 Горизонтальное 350 500 300—800 870 ЗиО—800
новой группы (семь рабочих клетей) и двух
параллельно расположенных чистовых групп,
из которых в каждой по восьми рабочих кле-
ти с горизонтальными валками.
Размеры валков и характеристика приводов
даны в табл. 14.
от 2 до 8 мм, транспортера для бунтов, крюко-
вого конвейера для перемещения бунтов во вре-
мя их охлаждения и пакетировочных машин.
Четвертая группа вспомогательного*
оборудования служит для отделки и уборки
пруткового проката; в нее входят двое летучих
Характеристика рабочих клетей и приводов мелкосортного непрерывного стана 250
Таблица 14
Номер клетей Расположение валков Размеры валков, мм Число оборотов валков в минуту Характеристика приводов
диаметр длина бочки мощность кет число оборотов в минуту
Черновая группа
1 Горизонтальное 370 700 9,3—24,8 185 300—800
2 » 370 700 15,5—41 500 300—800
3 » 370 700 21—52 600 300—800
4 » 370 700 33—89 600 300—800
5 » 370 700 45—120 750 300—800
6 » 370 700 66—176 750 390—800
7 » 370 700 92—220 750 300—800
Чистоеая группа
8 Вертикальное 320 600 147—326 500 300—800
9 Горизонтальнее 320 600 166—445 500 300—800
10 Вертикальное 320 400 177—475 370 300—800
11 Горизонтальное 320 600 214—550 . 500 300—800
12 Вертикальное 320 400 226—620 370 300—800
13 Горизонтальное 270 500 317—350 500 300—900
14 Вертикальное 270 400 368—1100 370 300—900
15 Горизонтальное 270 500 450—1150 600 450—1150
Каждая клеть приводится от самостоятельно-
го регулируемого электродвигателя постоянно-
го тока. В черновой группе одновременно про-
катывается заготовка в два ручья или как го-
ворят «в две нитки». После черновой группы
этот поток разделяется на два, и в каждой
из чистовых групп прокатка происходит в од-
ну нитку. Наибольшая скорость выхода про-
ката из последней клети— 16 м/сек.
Вспомогательное оборудование стана состоит
из четырех основных групп. В первую
группу входит оборудование, служащее для
подачи заготовки со склада в нагревательную
печь и из нагревательной печи к первой клети
стана: приемные решетки, рольганг, вталкива-
тель, толкатель и выталкиватель с распредели-
телем.
Вторая группа оборудования располо- '
жена у рабочих клетей стана и состоит из трех
ножниц для отрезки концов и аварийной резки
на части.
Третья группа оборудования служит
для сматывания прокатанного металла в бунты
и их уборки. Опа состоит из четырех моталок
для круглых профилей диаметром от 8 до
25 мм, четырех моталок для полосы толщиной
ножниц для предварительной разрезки на частиг
отводящие рольганги, двусторонний холодиль-
ник длиной 125 м, ножницы для мерной холод-
ной резки и карманы. Общий вес механическо-
го (без кранового) оборудования стана около-
4700 т, из них около 1300 т приходится на холо-
дильники и рольганги.
Производительность стана в среднем 50—
100 т/час в зависимости от размера прокаты-
ваемых профилей.
Проволочные станы
Проволочные станы служат для прокатки
проволоки обычного круглого сечения диамет-
ром 5—10 мм, называемой катанкой.
Существующие проволочные станы делятся
на три основные группы [38, 39]:
1. Ступенчатые.
2. Полунепрерывные.
3. Непрерывные.
Станы первых двух групп требуют примене-
ния тяжелого ручного труда при подаче в валки
проката с овальной формой сечения в несколь-
ких последних проходах. В настоящее время
станы этого типа устанавливают в редких слу-
33000
чаях для небольшого производства и, в частно-
сти, для проволоки из цветных металлов. Для
стальной проволоки за последние годы строят
почти исключительно непрерывные станы, даю-
щие возможность полностью механизировать-
процесс прокатки и применять скорости прокат-
ки до 25—30 м/сек и более, т. е. в два-три раза.'
выше, чем у станов, имеющих ручную подачу.
Непрерывные проволочные станы в свою оче-
редь можно разделить на два основных типа:
это станы только с одними горизонтальными
валками, требующие поэтому для кантовки при-
менения винтовых (геликоидальных) проводок^
и станы, в чистовой группе которых поочередна
расположены клети с горизонтальными и вер-
тикальными валками.
Станы второго типа более сложны в изготов-
лении, во-первых, из-за наличия клетей с вер-
тикальными валками, а во-вторых, у этих ста-
нов для каждой прокатываемой нитки, т. е. для.,
каждого потока прокатываемого металла, необ-
ходима своя самостоятельная чистовая группа
клетей.
Опыт эксплуатации станов обоих типов, одна-
ко, показал, что станы с вертикальными валка-
ми более рациональны вследствие отсутствия'
в их чистовых группах кантующих винтовых,
проводок, сложных в установке и настройке.
Одним из наиболее совершенных типов про-
волочных станов следует признать непрерыв-
ный стан с вертикальными клетями в чистовых
группах, разработанный заводом им. Тельмана
совместно с Гипромезом и ЦКБММ. Схема
расположения оборудования этого стана приве-
дена на рис. 27.
Этот стан предназначен для прокатки сталь-
ной катанки диаметром от 5 до 10 мм при весе
бунта до 330 кг.
Исходным материалом служит заготовка се-
чением 60 X 60 мм длиной 12 м.
Основное оборудование стана состоит из
двух последовательно расположенных черновых
групп, в состав которых входит семь и четыре
клети, двух параллельных предчистовых групп,
из двух клетей каждая, и четырех параллель-
ных чистовых групп, в каждой из которых на-
ходится по шесть клетей с валками, поочередно*
расположенными вертикально и горизонтально.
Все клети чистовых групп с индивидуальным
приводом от регулируемых электродвигателей.
Размеры валков клетей и характеристика
приводов приведены в табл. 15.
Вспомогательное оборудование стана состоит
из трех групп.
Первая группа этого оборудования, служа-
щая для подачи заготовки со склада в печь и из
печи к стану, аналогична оборудованию для
вышерассмотренного мелкосортного стана 250.
Рис. 27. Схема расположения оборудования проволочнопрокатного непрерывного стана:
I — пролеты склада заготовки; II — пролет стана; III — машинный зал; 1—7—черновые клети первой группы;
8—11 — черновые клети второй группы; 12—13 — предчистовые клети; 14—19 — чистовые клети; 20 — приемная
решетка; 21 — вталкиватель; 22 — методическая печь; 23— выталкиватель; 24 — ножницы; 25 — летучие ножницы;
26 — моталки; 27 — муфельные транспортеры; 28 — крюковый конвейер; 29— пакетировочная машина; 30—кран
20/5 т
Таблица к
Характеристика рабочих клетей и приводов проволочного непрерывного стана
.Номер •клети Число клетей в стане Расположение валков Размеры валков, мм Среднее число оборотов валков в минуту при прокатке проволоки диаметром Главный привод
диаметр длина бочки 5 мм 5,5 мм 8 мм 9 мм мощность кет число оборо- тов в минуту
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Первая чистовая группа
1 1 Горизонтальное 420 900 10 9 15 15
2 1 То же 420 900 14 14 21 22
3 1 > » 420 900 22 22 34 35
4 1 > » 420 900 35 34 52 55 • 2000 300—600
5 1 » » 370 900 59 58 88 92
5 1 » » 370 900 89 87 133 138
7 1 » » 370 900 125 122 186 194
Вторая черновая группа
8 1 Горизонтальное 320 800 200 195 297 310 1 ,опп опп .спп
9 1 То же 320 800 272 265 405 422 1 12 0 300—600
1°1 » » 320 800 365 356 510 — ) 1ОПП опп спп
11 1 » » 320 800 462 451 617 — / 1200 300—600
Предчистовая группа
12 13 2 2 [ Горизонтальное То же 320 320 600 600 565 684 551 668 — 531 643 2x430 2x430 320—900 320—900
Чистовая группа
14 4 Вертикальное 270 400 966 924 865 926 4x200 500—1500
15 4 Горизонтальное 270 400 1142 1(87 1023 1038 4x200 500—1500
16 4 Вертикальное 270 400 1350 1256 1137 4x200 500—1500
17 4 Горизонтальное 270 400 1569 1464 1259 4x200 5о0—1600
18 4 Вертикальное 270 400 1821 17ь5 4x200 500—1900
19 4 Горизонтальное 270 400 2016 1904 — — 4x200 500—2050
Вторая группа оборудования, находящаяся
рабочих клетей стана, представляет собой
^есть летучих ножниц, служащих для отрезки
передних концов и для аварийной резки на
части.
Третья группа оборудования, служащая для
уматывания проволоки в бунты и их уборки,
состоит из двух параллельных почти одинако-
вых линий, обслуживающих по две чистовые
группы каждая. Как в одной, так и в другой
линии установлено по четыре моталки, транс-
портер для уборки бунтов от моталок, крюко-
вой конвейер для перемещения бунтов при их
охлаждении и пакетировочная машина.
Общий вес оборудования стана около 1800 т.
Производительность стана в среднем 50—
80 т/час.
Полосовые (штрипсовые) станы
К этой группе относятся станы, предназна-
ченные для производства плоских профилей
прямоугольного сечения толщиной около 1,5—
10 мм и шириной от 65—100 до 400—500 мм.
Станы, служащие для прокатки более широких
полос, принято называть листовыми широкопо-
лосовыми, и они относятся уже к группе листо-
вых станов.
Современные полосовые станы применяют
почти исключительно непрерывными. Одним из
характерных примеров полосового стана может
служить непрерывный стан 300, успешно рабо-
тающий на заводах СССР. Схема расположе-
ния оборудования этого стана показана на
рис. 28.
клетей дуо; четыре из них № 1, 5, 8 и 12 с вал-
ками, расположенными вертикально для обжа-
тия боковых кромок. Размеры валков и харак-
теристика приводов приведены в табл. 16.
Таблица 16
Характеристика рабочих клетей и приводов полосового
непрерывного стана 300
Номер клети Размеры валков, мм Число обо- ротов валков в минуту Характеристика приводов
диаметр длина бочки мощность Л. а. число обо- ротов в минуту
1 440 10—26 130 420—1000
2 400 450 12—30 440 4о0—1000
3 4 400 400 450 450 15—42 21—57 600 112—280
5 440 — 130 420—1000
6 7 400 400 450 450 26—70 36—97 750 190—475
8 440 — 130 420—1000
9 370 450 55—138 440 400—1000
10 370 450 75—189 440 4оО—1000
11 315 450 112—302 600 112—280
12 440 — — 130 42у— 1000
13 315 450 190—512 750 190—475
14 315 450 260—7с0 900 260—650
Вспомогательное оборудование стана состоит
из двух групп.
К первой группе относится оборудование,
служащее для подачи заготовок со склада к
печи, от печи к валкам стана, и ножницы для
отрезки переднего конца.
Вторая группа оборудования замыкает вы-
Рис. 28. Схема расположения оборудования полосового непрерывного стана 300:
I — склад заготовки; II — печное отделение: III— машинный зал; IV — пролет стана; V — склад готовой продукции;
/ — клеть с вертикальными валками; 2— клеть 400; 3— клети 370; 4—клеть 315; 5 — приемные решетки: 6 — печь;
7 — ножницы; 5 — летучие ножницы; 9 — подающие ролики; 10 — холодильники; 11 — моталки; 12 — крюковый тран-
спортер; 13 — кран 25/5 т; 14 — кран 15 т
Этот стан предназначен для прокатки полос
(штрипсов) шириной от 65 до 300 мм и толщи-
ной от 2,75 до 5 мм. Исходным материалом слу-
жат заготовки квадратного и прямоугольного
сечений размером от 75 X 75 до 75— 100 X
X 300 мм, ллшюй 9 м.
Основное оборудование стана состоит из че-
тырнадцати последовательно расположенных
ходную часть стана; в нее входят следующие
машины: летучие ножницы для резки полос на
части, выходной рольганг, холодильник для па-
чек полос, две моталки и крюковой конвейер
для перемещения бунтов при их охлаждении.
Общий вес механического (без кранового)
оборудования стана около 1500 т.
Производительность стана в среднем 40 т!час.
§ 4. Листовые станы
К указанной группе станов, называемых так-
же листопрокатными станами, относятся станы,
служащие для горячей прокатки листов из ста-
ли или цветных металлов. Главная особенность
листовых станов состоит в том, что валки у них
с цилиндрической или слегка бочкообразной
поверхностью. Длина бочки валков является
основным параметром, характеризующим раз-
мер листового стана, так как ею определяется
(на 150—400 мм меньше) наибольшая шири-
на прокатываемых листов.
Устройство листовых станов различно в за-
висимости от материала и размеров прокаты-
ваемых листов и требуемой производительности.
Для горячей прокатки стальных листов наи-
большим распространением пользуются три ни-
жеследующих основных типа листовых станов:
1. Толстолистовые станы, предназ-
наченные для прокатки листов толщиной от 4
до 50 мм и более и шириной от 1000 до 5000 мм
[40, 41, 431.
2. Листовые широкополосовые
непрерывные или полунепрерывные ста-
ны, служащие для прокатки листов в виде
длинных широких полос, шириной от 500 до
2500 мм и более толщиной от 1,5 до 10 мм и
более [42, 44, 45, 46].
3. Листовые широкополосовые с
моталками, расположенными в нагревательных
печах (рис. 29), служащие, так же как и стан
стов толщиной от 0,25 до 4 мм и шириной
500 до 1200 мм.
Толсто листовые станы
Толстолистовые станы применяют одноклет
евые, двухклетьевые и иногда многоклетьев!
соответственно заданному объему производств
Для прокатки листов шириной более 3000 м
большей частью применяют толстолистовь
станы одноклетьевые реверсивные кварто
реже дуо, а для листов шириной 1500-
2500 мм — двухклетьевые с последовательна
расположением клетей одна за другой (рис. ЗС
называемые также сдвоенными или т а н д е
Сначала ведут прокатку в первой клети — че
новой, где исходный материал (сляб) обж
мается в черновой лист. Затем он передается ]
вторую клеть — чистовую, в которой за н
сколько проходов осуществляется прокатка ;
окончательной толщины. На таком стане, ]
сравнению с одноклетьевыми достигается бол
высокая производительность, меньший изн
валков и лучшее качество прокатываемых л
стов.
Конструкцию рабочих клетей толстолистое!
станов применяют различную: дуо, триоиква
то. Наиболее совершенным типом считаь
станы кварто, обеспечивающие более точщ
прокатку листов и с более высокими обжатия!
по сравнению со станами дуо или трио. Стаг
трио находят применение при прокатке не оче
Рис. 29. Схема широкополосового стана с моталками, расположенными в нагрева-
тельных печах
предыдущего типа, для прокатки листов в виде
длинных полос толщиной от 1,5—6 мм. Эти
станы называются также станами Стекеля для
горячей прокатки.
4. Тонколистовые станы уральского
(линейного) типа, служащие для прокатки ли-
широких листов по сравнению со станами д
или кварто; у них более простой привод, т
как он не требует реверсивного режима ра(
ты, но их механическая часть сложнее вслед!
вие необходимости иметь с обеих сторон ра(
чей клети подъемно-качающиеся столы и на^
чия третьего валка с механизмами для его пе-
ремещения и уравновешивания.
Для получения более ровных боковых кромок
перед основными рабочими клетями целесооб-
разно устанавливать еще клети с вертикальны-
ми валками, служащие для обжатия боковых
кромок у листов. Одним из наиболее совершен-
ных толстолистовых станов является стан 2800,
созданный в 1953 г. УЗТМ.
Схема расположения оборудования этого ста-
на приведена на рис. 30. Стан предназначен
для прокатки стальных листов толщиной от 4
до 50 мм, шириной от 1000 до 2500 мм и длиной
до 18 м. Исходным материалом служат слябы
ных решеток для слябов, передаточного транс-
портера, рольганга перед печами, толкателей и
рольганга, подводящего слябы от печей к пер-
вой клети стана.
Во вторую группу входит оборудование, об-
служивающее рабочие клети, — это рабочие
рольганги, линейки и механизмы для поворота
слябов.
К третьей группе относится наиболее обшир-
ное вспомогательное оборудование. Оно состоит
из двух правильных роликовых машин, одной
для тонких листов (от 4 до 12 мм), а другой
для толстых, холодильников, двух инспектор-
ских столов с кантователями, нескольких нож-
ниц для поперечной резки листов и для отрезки
Рис. 30. Схема расположения оборудования толстолистового стана 2800 мм:
/ — пролет основного оборудования; II — машинный зал; III —пролет отделочного оборудования: IV — пролет склада готовой
продукции;
I — загрузочные устройства; 2 —толкатели; 3 — методические печи; 4 — клеть с вертикальными валками; 5 — черновая клеть; 6 — чи-
стовая универсальная клеть; 7 — правильная машина; 8 — кантователь; 9 — разметочная тележка; 10 — ножницы с наклонными ножами
11 — дисковые ножницы; 12 — кран 75/15 т; 13 — кран 20/5 т; 14 — кран 15 т
<27000+27000 127000
толщиной от 110 до 250 мм, шириной от 800
до 1550 мм и весом до 7,5 т. Основное обору-
дование стана состоит из трех реверсивных кле-
тей. Первая клеть с вертикальными валками;
вторая — дуо и третья, чистовая — универсаль-
ная кварто. Размеры валков и характеристика
приводов приведены в табл. 17.
Стан с большим количеством вспомогательно-
го оборудования, которое может быть разделе-
но на три основные группы.
К первой группе относится оборудование рай-
она нагревательных печей, состоящее из прием-
продольных кромок у толстых листов, дисковых
ножниц и большого.количества рольгангов, свя-
зывающих указанные машины в две поточные
линии: для тонких и толстых листов.
Общий вес оборудования стана около
12 000 т.
Производительность стана от 50 до 150 т/час,
в зависимости от толщины прокатываемых ли-
стов.
Листовые широкополосовые, непрерывные
и полунепрерывные станы
К этой группе станов относятся станы, на ко-
Таблица 17
Характеристика основного оборудования толстолистового стана 2800
Номер клети Расположение валков Размеры валков, мм Число оборотов валков в минуту Характеристика привода
диаметр длина бочки мощность, кет число оборотов в минуту
1 Вертикальное 1С00 700 750 0—70—210
2 Горизонтальное 1150 2800 0—25—50 2x1820 0—25—60
3 Вертикальное 600 — — 2x200 0—200—500
3 Горизонтальное 700/1350 2800 0—50—120 5000 0—50—120
торых прокатывают листы в виде длинных ши-
роких полос на нескольких, установленных од-
на за другой рабочих клетях. Эти станы явля-
ются наиболее совершенным типом листовых
станов; они обладают весьма высокой произво-
дительностью (в среднем от 100 до 250 т/час
в зависимости от сечения прокатываемых ли-
стов) и обеспечивают лучшее качество проката
и полную механизацию всего технологического
процесса. Обычно станы этого типа состоят из
нескольких последовательно устанавливаемых
клетей кварто. Число клетей выбирают с таким
расчетом, чтобы для каждого прохода была
своя клеть. Валки каждой клети приводятся в
движение от самостоятельного электродвигате-
ля мощностью от 2000 до 3500 кет.
Для более удобного регулирования процесса
прокатки рабочие клети стана располагают в
две группы, из которых первая группа черновая,
где клети устанавливают на расстоянии одна
от другой достаточном, чтобы между ними
уместился прокатываемый лист, а вторая чи-
стовая группа, где процесс прокатки осуществ-
ляется непрерывно, т. е. металл может одновре-
менно находиться во всех клетях.
Для получения ровной кромки перед клетями
черновой группы предусматривают еще клети
с вертикальными валками для обжатия прока-
тываемого листа с боковых сторон. Иногда в це-
лях уменьшения первоначальных затрат черно-
вая группа заменяется одной или двумя ревер-
сивными клетями, и стан таким образом стано-
вится полунепрерывным.
Исходным материалом при работе этих ста-
нов служат слябы толщиной 70—200 мм. Ско-
рость прокатки в последней клети чистовой
группы от 6 до 14 м/сек. Прокатанные полосы
при выходе из стана режутся летучими ножни-
цами на части или поступают на выходной роль-
ганг и затем сматываются специальными мо-
талками в рулоны.
Одним из характерных примеров листового
непрерывного стана является стан 2500, создан-
ный Ново-Краматорским машиностроительным
заводом (г. Краматорск) по техническому зада-
нию Гипромеза. Схема расположения оборудо-
вания этого стана приведена на рис. 31.
Этот стан предназначен для прокатки сталь-
ных листов толщиной от 1,5 до 12 мм и шири-
ной от 1000 до 2350 мм.
Исходным материалом служат слябы толщи-
ной от 70 до 250 щм и шириной от 1000 до
1500 мм. Основное оборудование стана состоит
из 12 последовательно расположенных в две
группы рабочих клетей.
В состав первой группы — черновой — вхо-
дят: черновой окалиноломатель, представляю-
щий собой клеть дуо, уширительная клеть квар-
то, пресс для обжатия кромок усилием 1050 т и
три черновые клети кварто, перед каждой из
которых установлены клети с вертикальными
валками для обжатия боковых кромок.
Вторая группа — чистовая — состоит из чи-
стового окалиноломателя, являющегося также
клетью дуо и шести клетей кварто. Наиболь-
шая скорость прокатки в последней клети
стана — 10,5 м/сек.
Прокатанные полосы при выходе из клети по-
ступают в моталки, где они сматываются в ру-
лоны, режутся на мерные длины летучими
ножницами и затем складываются в пачки на
специальном укладчике, расположенном в кон-
це выходного рольганга. Рулоны от моталок
попадают на подземный конвейер и транспор-
Рис. 31. Схема расположения оборудования листового непрерывного стана 2500:
/ — печное отделение: // — пролет стана; /// — машинный зал; IV и V — пролеты отделки листов; VI — пролет склада листов;
/ — толкатели; 2 — методические печи; 3 — черновой окалиноломатель;^— уширительная клеть; 5—7 — черновые клети; 5 — летучие
ножницы для обрезки концов; 9 — чистовой окалиноломатель; 10—15 — чистовые клети; 16 — летучие ножницы; 17 — моталки;
18 — укладчик для листов; 19 — конвейер для рулонов; 20 — линия резки рулонов на листы
тируются в соседний пролет для разделки руло-
нов в листы на специальном агрегате или в
цех для холодной прокатки. Размеры валков
и характеристика приводов приведены в
табл. 18.
450 мм и более. Исходным материалом служит
катаная заготовка круглого сечения, получае*
мая на трубнозаготовочных станах.
В большинстве случаев эти трубопрокатные
агрегаты проектируют с одним прошивным
Характеристика основного оборудования
листового непрерывного стана 2500
Таблица 18
Номер клети Название клети Размеры валков, мм Скорость м(сек Характеристика привода
длина бочки диаметр рабочих диаметр опорных мощность кет число обо- ротов в ми- нуту
1 Черновой окалиноломатель . . 2000 850 1,0 600 500
2 Уширительная 3200 1100 1400 1,0 4000 428
3 Черновые вертикальная . . . 300 600 — — 300 500—1000
горизонтальная 2500 900 1400 1,7 4000 428
4 Черновые вертикальная . . . 300 600 1400 2,4 300 500—1000
горизонтальная 25и0 900 1400 2,4 4000 428
5 Черновые вертикальная . . . 300 600 — — 300 500—1000
горизонтальная 2500 900 1400 2,4 4000 428
6 Чистовой окалиноломатель . . 2500 700 —- 0,6—2,4 100—400 250—1000
7 Чистовые 2500 700 1400 1,2—2,4 4200 151—300
8 » 2500 7С0 1400 1,8—3,6 4200 150—300
9 » 2500 700 1400 3,(—6,0 4200 100—200
10 » 2500 700 1400 3,5—7,0 4200 100—200
11 » 2500 760 1400 4,5—9 4200 150—300
12 » 2500 700 1400 5,25—10,5 4200 150—300
§ 5. Трубопрокатные станы (агрегаты)
Трубопрокатные станы служат для производ-
ства цельнокатаных (бесшовных) труб. На этих
станах выполняют или весь технологический
процесс, или только одну операцию. В первом
случае стан состоит из целой системы, в кото-
рую входят несколько различных станов (от
двух до семи), и он часто называется трубопро-
катным агрегатом. Первым из станов, входящим
в комплект трубопрокатного агрегата, является
прошивной стан, служащий для образования
у исходной заготовки или слитка в горячем со-
стоянии продольного круглого отверстия. После
прокатки на прошивном стане получается тол-
стостенная труба, называемая гильзой. За про-
шивным станом устанавливают стан для удли-
нения гильзы и уменьшения толщины ее стенки.
Для этой цели применяют различные системы
специальных удлинительных станов, в зависи-
мости от которых трубопрокатные агрегаты де-
лятся на следующие главнейшие типы [47, 48,
49]: агрегат с автоматическим станом [50], аг-
регат с пильгерным станом, агрегат с непрерыв-
ным станом и агрегат с трехвалковым станом.
Трубопрокатные агрегаты с автоматическим
станом впервые были разработаны Штифелем
(Швеция), поэтому они также называются аг-
регатами Штифеля. В настоящее время их при-
меняют для прокатки труб диаметром от 60 до
станом, а для труб диаметром более 200—
300 мм с двумя прошивными станами. На пер-
вом стане гильза прошивается, а на втором
стане — раскатывается с целью уменьшения
толщины ее стенки и увеличения диаметра.
На рис. 32 изображена схема основных 'опера-
ций при прокатке труб на агрегате с двумя про-
шивными и одним автоматическим станом, а на
рис. 33 и 34 — расположение его оборудования.
Автоматический стан представляет собой од-
ноклетьевой нереверсивный стан дуо с диамет-
ром валков 650—1100 мм, где труба прокаты-
вается на короткой оправке (пробке), распола-
гаемой в калибре между обоими валками, на
конце длинной штанги. Уменьшение толщины
стенки трубы достигается за счет ее деформа-
ции между валками и оправкой. После прохода
трубы через калибр валков, последние раздви-
гаются, и труба двумя специальными роликами,
расположенными за валками, выталкивается
обратно. Рядом с автоматическим станом рас-
полагают два параллельно работающих раскат-
ных стана, где труба подвергается дополни-
тельной обработке (также на короткой оправ-
ке) с целью получения более равномерной
толщины стенки. За раскатными станами уста-
навливают мпогоклетьевой калибровочный стан,
транспортер непрерывного действия для охлаж-
дения труб, правильные машины, инспектор-
) Заготовка
Рис. 32. Схема основных технологических операций, выполняемых трубопрокатным агрегатом с автоматическим станом:
а _Прошивка заготовки в пустотелую гильзу на прошивном стане № 1; б — увеличение диаметра и уменьшение толщины стенки гильзы на
прошивном стане № 2; в — раскатка и получение равномерной стенки по длине трубы на автоматическом стане; г —частичное выравнива-
ние толщины стенки по окружности и получение гладкой глянцевой внутренней и наружной поверхности трубы на риллинг-стане № 1 или
№ 2; д — калибровка трубы по наружному диаметру до требуемых размеров с учетом теоретического коэффициента и правка по длине
трубы на стане горячей калибровки труб; е — правка трубы по длине после охлаждения на роликоправильной машине
ские столы для контроля качества труб и да-
лее — оборудование для окончательной отдел-
ки труб, состоящее из трубообрезных станков,
станков для нарезки концов труб, прессов для
гидравлического испытания труб, станов хо-
лодной прокатки труб и др.
дую пару валков одной клети по отношению
другой располагают под углом 90°. Диаметр
валков около 250—350 мм.
Трубопрокатные агрегаты с пильгерным ста-
ном находят применение главным образом для
производства труб больших диаметров от 200
Рис. 34. Общий вид трубопрокатного агрегата (обозначения оборудования те же, что и на рисунке 33)
Наиболее распространенными типами трубо-
прокатных агрегатов с автоматическим станом
являются три агрегата: 140, 250 и 430, краткая
характеристика которых приведена в табл. 19.
Для того чтобы обеспечить возможность изго-
товления труб диаметром менее 70 мм, в тру-
бопрокатные агрегаты обычно включают еще
редукционные станы, которые устанавливают
вместе с подогревательной печью за калибро-
вочным станом. Редукционные станы конст-
руируют непрерывными с 10—20 двухвалко-
выми или. трехвалковыми рабочими клетями,
расположенными рядом одна за другой. Каж-
4 А. И. Целиков и В. В. Смирнов
до 500 мм и более. Исходным материалом слу-
жат слитки круглого сечения. За прошивным
станом устанавливают два параллельно рабо*
тающих пильгерных стана, на которых гильзы
прокатывают без промежуточного нагрева в
трубы с требуемой толщиной стенки. Пильгер-
ный стан представляет собой стан дуо, на ко-
тором прокатка трубы происходит на цилиндри-
ческой оправке с периодическим режимом ра-
боты в калибре, размер которого за оборот
валков изменяется (см. рис. 15). За пильгер-
ными станами предусматривают установку дис-
ковых пил для обрезки заднего конца, печи для
Рис. 35. Трубопрокатный агрегат с непрерывным станом (на заводе в Лорейне — США):
/ — кольцевая печь; 2 — стол для загрузки заготовки в печь; 3 и 4 — загрузочная и выгрузочная машины; 5 —рольганг для подачи
нагретой заготовки к прошивному стану; 6 — прошивной стан; 7 — приемный жолоб непрерывного стана; 8 — непрерывный девяти-
клетевой стан- 9 — устройство для смазки оправок: 10 — вталкиватель оправки и трубы; // — рольганг за станом; /2 — транспорт-
ные рольганги* 13 — оправкоизвлекатели; 14 — устройство для охлаждения оправок; /5 — подогревательная печь; 16 — калибро-
вочный двенадцатиклетевой стан; 17 и 18 — рольганги; 19 — редукционный двенадцатиклетевой стан; 20 — пила для редуцированных
труб; 2/— охладительные столы; 22 —пила для калиброванных труб; 23 — правильные машины
нагрева труб, калибровочного стана и пра-
вильной машины.
Трубопрокатные агрегаты с непрерывными
станами являются наиболее производительны-
ми; за последние годы они получили широкое
применение для производства труб диаметром
для вытаскивания оправок из труб, пила для
обрезки концов, подогревательная печь, калиб-
ровочный стан, редукционный стан для умень-
шения диаметра труб и транспортер для охлаж-
дения труб.
Трубопрокатный агрегат с трехвалковым
Таблица 19
Краткая характеристика главных типов трубопрокатных агрегатов
Тип трубопрокатного агрегата Диаметр прока- тываемых труб Средняя произ- водительность т[час Общая мощность главных приво- дов, кет Ориентиров очный вес оборудова- ния, т
Агрегат 140 с автоматиче- ским станом 60—140 10—15 3500 2500—3500
Агрегат 250 с автоматиче- ским станом 100—250 15—30 5000 3500—4000
Агрегат 430 с автоматиче- ским станом 160—430 50—70 12000 8000—12000
Агрегат с пилигримовым станом 200—450 25—35 4500—5000 —
Агрегат ПО с непрерывным ставом 50—110 30—40 12000 3500—5000
Агрегат 160 с трех валковым станом 40—160 8—12 3500 2000—2500
до 110 мм (рис. 35) [51]. Благодаря высоким
скоростям прокатки на этом стане удается про-
катывать трубы длиной более 20—40 мм. За
прошивным станом устанавливают непрерыв-
ный стан, состоящий большей частью из девяти
рабочих клетей, где полученная на прошивном
стане гильза без промежуточного нагрева про-
катывается на длинной оправке в тонкостенную
трубу. Диаметр валков около 600—650 мм, об-
щая мощность приводов всех девяти клетей око-
ло 6000 кет. Для последующей обработки труб
за непрерывным станом установлены машина
станом находит применение для прокатки тол-
стостенных труб повышенной точности диамет-
ром от 35 до 200 мм, требующихся главным об-
разом для изготовления колец к подшипникам
качения [48]. Точность изготовления по толщине
стенки труб, прокатанных на трубопрокатном
агрегате с трехвалковым станом, в среднем 2—
2,5 раза выше, чем у труб, полученных на дру-
гих трубопрокатных агрегатах. Схема располо-
жения и состав оборудования трубопрокатного
агрегата с трехвалковым станом приведены на
рис. 36.
Рис. 36. Схема расположения трубо-
прокатного агрегата с трехвалковым
станом:
1 — посадочная машина: 2 — нагреватель-
ная печь: 3 — выдающая машина; 4 — роль-
ганг; 5 — центрователь; 6 — прошивной
стан; 7 — трехвалковый удлинительный
стан; 8 — оправкоизвлекатель; 9 — роль-
ганг для оправок; 10 — ванна для охлажде-
ния оправок; 11 — машина для смазки оп-
равок; 12 — рольганг; 13 — подогреватель-
ная печь; 14 — выталкиватель; 15 — отводя-
щий рольганг; 16 — калибровочный трех-
валковый стан
Трехвалковый стан, устанавливаемый за про-
шивным станом, имеет три конических валка
(см. рис. 4, табл. 4), расположенных под углом
к оси прокатываемой трубы, вращающихся
в одном направлении. Прокатываемая труба,
находящаяся между валками, вращается в дру-
гую сторону и одновременно с этим движется в
осевом направлении. Уменьшение толщины
стенки трубы достигается за счет ее деформации
между валками и длинной цилиндрической оп-
равкой, вставляемой внутрь трубы. Диаметр
валков у трехвалковых станов — от 250 до
500 мм, мощность привода около 1200 кет.
За трехвалковым станом устанавливают ма-
шину для вытаскивания из труб оправок и за-
тем подогревательную печь с калибровочным
станом для получения труб с более точным на-
ружным диаметром.
§ 6. Холоднопрокатные станы
Станы, применяемые в настоящее время для
прокатки металлов в холодном состоянии, де-
лятся на следующие основные группы:
1. Листовые станы для штучной
прокатки.
2. Листовые станы для рулонной
прокатки, которые прокатывают металл в
виде длинных полос, разматываемых из руло-
нов перед входом в валки и вновь сматываемых
после выхода из валков.
3. Л е н т о п р о к а т н ы е станы, служа-
щие для прокатки ленты или полос толщиной
от 0,02 до 4 мм и шириной от 20 до 660 мм,
сматываемые после прокатки в бунты или ру-
лоны.
4. Фольгопрокатные станы, служа-
щие для прокатки ленты и листов (фольги)
весьма малых толщин (0,002—0,012 мм), из
алюминия, стали, молибдена, вольфрама и дру-
гих металлов.
5. П л ю щ и л ь н ы е станы, служащие
для прокатки из проволоки узкой ленты.
6. Станы для холодной прокатки
труб.
Станы четырех первых групп в свою очередь
подразделяются на станы для нормального ре-
жима обжатий, т. е. обжимные, и на станы
дрессировочные, или прогладочные, которые
служат для прокатки листов с низкими обжа-
тиями (около 2—3%). Основная особенность
последних состоит в несколько облегченной
конструкции их и в меньшей мощности привода.
Листовые станы для штучной про-
катки значительно меньшей производитель-
ности, чем станы, на которых листы прокаты-
ваются из рулонов. Поэтому эти станы при-
меняют реже, чем станы второй группы, и
главным образом для прокатки толстых ли-
стов, которые трудно сматывать в рулоны.
Листовые станы для рулонной
про катки- проектируют двух основных ти-
пов.
1. Одноклетьевые реверсивные станы.
2. Непрерывные станы (тандем), состоящие
из нескольких клетей кварто (от 2 до 5), рас-
положенных одна за другой.
У станов первого типа с обеих сторон рабочей
клети предусматривают намоточно-натяжные
барабаны — моталки, которые служат для раз-
матывания рулонов при поступлении их в про-
катку и наматывания при выходе из валков.
Прокатываемому металлу этими моталками со-
общают значительное натяжение, в среднем от
0,1 до 0,3 предела текучести, которое облегчает
условия прокатки и способствует получению
плоских листов и плотных рулонов.
Следующий проход полосы через валки осу-
ществляется путем реверсирования валков вме-
сте с барабанами моталок.
Привод намоточно-натяжных барабанов осу-
ществляется от индивидуальных электродвига-
телей, управляемых с помощью специальных
электрических схем так, чтобы в течение всего
прохода полосы через стан сохранялось посто-
янство натяжения.
Скорость прокатки у реверсивных станов око-
ло 6—20 м!сек и более.
Непрерывные станы значительно более про-
изводительны не только за счет того, что тре-
буемое общее обжатие в них осуществляется
за один прием путем прохода листа через все
клети стана, но также за счет применения более
высоких скоростей прокатки и экономии време-
ни на вспомогательных операциях по заправке
переднего конца листа в моталку. Непрерывные
станы также более выгодны в отношении вспо-
могательного оборудования, так как они тре-
буют установки моталки только с одной сто-
роны стана, и все механизмы, служащие для
подготовки рулонов к прокатке, используются
в этом случае для большего объема производ-
ства.
В зависимости от толщины прокатываемых
листов непрерывные станы для холодной про-
катки применяют трех-четырех- и пятиклетье-
вые. Для прокатки автолистов и других сталь-
ных листов толщиной 0,6—1,4 мм большей
частью станы имеют три клети, а для прокаткй
жести пять клетей (рис. 37).
В табл. 20 приведена характеристика одного
из современных пятиклетьевых станов для про^
катки жести со скоростью в последней клет^
около 35 м!сек [531.
Вспомогательное оборудование стана состоим
из конвейера, подводящего рулоны к стану|
механизма, служащего для отгибания перед-
него конца рулона, разматывателя, мощной
моталки, создающей натяжение в прокатыва-
емом металле при выходе из стана, и меха-
низма, служащего для снимания прокатанных
рулонов с барабана моталки.
Станы для холодной прокатки ленты делаются
большей частью одпоклетьевыми, а также не-
прерывными, состоящими из трех-пяти клетей,
расположенных последовательно одна за дру-
гой.
Одноклетьевые станы применяют двух ти-
Рис. 37. Схема расположения валков и приводов у непрерывного пятиклетьевого стана для холодной
прокатки жести, установленного в 1952 г. на заводе Файерлес (США). Длина бочки валков 1220 мм.
Диаметр рабочих валков 530 мм, опорных — 1346 мм. Наибольшая скорость выхода из пятой клети
37,2 м]сек
Таблица 20
Характеристика рабочих клетей приводов пятиклетьевого непрерывного стана
для холодной прокатки жести завода Файерлес
Номер ‘ клети Размеры валков, мм Окружная ско- рость валков м!сек Характеристика приводов
длина бочки диаметры мощность кет число оборотов в минуту
рабочих опорных
1 1220 535 1350 3,1—8,65 1290 110—310
2 1220 535 1350 4,7—11,7 2570 165—420
3 1220 535 1350 8,4—17,5 2x1650 200—415
4 1220 535 1350 12,6—26,4 2X1650 300—625
5 1220 535 1350 19,2—35,5 2x2200 345—635
Моталка — — — 7,7—37,3 1030 350—1700
Станы для холодной прокатки
ленты имеют широкое применение в ме-
тизной промышленности и в цветной металлур-
гии. Основным параметром, характеризующим
размер этих станов, является длина бочки вал-
ков, которая обычно на 50—100 мм больше
максимальной ширины прокатываемой лепты.
пов: реверсивные и нереверсивные. В первом
случае моталки располагают с обеих сторон
стана, а во втором — с одной стороны. Нере-
версивные станы значительно менее произво-
дительны, чем реверсивные, так как на нере-
версивных станах рулоны после каждого про-
хода необходимо снимать с барабанов мотал-
ки и передавать для повторного прохода на
другую сторону стана. Вследствие этого не-
достатка нереверсивные станы для холодной
прокатки ленты за последние годы почти пре-
кратили изготовлять.
Непрерывные станы для холодной прокатки
ленты наиболее производительны, но, так как
число клетей у этих станов должно соответст-
вовать числу проходов, они находят применение
для массового производства таких сортов лен-
ты, прокатка которой требует определенного
числа проходов.
Станы для холодной прокатки лепты конст-
руируют различными в зависимости от мате-
риала, толщины и ширины прокатываемой лен-
ты. Большей частью эти станы применяют
с клетями кварто.
Для прокатки стальной ленты желательно,
чтобы диаметр рабочих валков не был больше
1000—2000 Л, где И—толщина прокатываемой
ленты, так как упругое сжатие валков в местах
их соприкосновения с прокатываемым метал-
лом сильно затрудняет прокатку тонкой ленты
между валками большего диаметра. В связи
с этим для холодной прокатки широкой сталь-
ной ленты толщиной менее 0,05—0,1 мм целесо-
образно применять многовалковые 12- и 20-вал -
ковые станы типа Сендзимира с весьма малым
диаметром рабочих валков (10—40 мм).
В табл. 21 приведены данные об основных
параметрах наиболее характерных станов для
холодной прокатки ленты шириной до 150 и
до 300 мм.
ны находят также применение для прокаткц
фольги из стали, молибдена, вольфрама и дру-
гих металлов толщиной 0,0002—0,02 мм, шири-
ной 20—300 мм. В первом случае применяют
станы, состоящие из нескольких (около пяти)
клетей кварто и реже дуо, расположенных одна
за другой. Каждая клеть реверсивная, с обеих
сторон клети установлены моталки. При шири-
не прокатываемой фольги 800—1000 мм диа-
метр у рабочих валков около 200—250 мм, а
у опорных около 600 мм, длина бочки валков
1000—1200 мм, мощность привода* у каждой
клети 100—200 кет. Скорость прокатки от
1—2 м!сек в первых проходах до 8—20 м/сек,
в последних проходах. _
В комплект фольгопрокатного стана входит
вспомогательное оборудование, состоящее из
машины для сдваивания фольги перед послед-
ним проходом; машины для разделения рулона
на два, после сдвоенной прокатки; машины для
обезжиривания фольги — очистки ее от следов
технологической смазки путем промывки бензи-
ном и дисковых ножниц для продольной резки
фольги на узкие полосы.
Для прокатки фольги из стали и других ме-
таллов, обладающих высоким сопротивлением
деформации, применяют многовалковые ста-
ны—12- или 20-валковые с рабочими валками
диаметром 5—20 мм.
Плющильные станы служат в основ-
ном для производства стальной пружинной лен-
ты шириной от 0,8 до 12 мм и толщиной от 0,01
до 1 мм путем плющения проволоки [57]. Эти
Характеристика станов для холодной прокатки ленты
Таблица 21
Тип стана Размеры прокатываемой ленты, мм Размеры рабочих валков, мм Скорость прокатки м /сек. Примерная мощность приводов, кет
ширина толщина исходная толщина конечная длина бочки диаметр валков моталок
Двухвалковый 90—130 0,15 0,005 160 12 1,25—2,5 30 (9-2,8) х2
Кварто 90—150 0,4 0,025 200 55 3—6 55 25
» 90—150 1,0 0,68 200 80 4—8 85 35
12-валковый 150—300 0,4 0,025 . 350 38 2,5—5 150 (60 :-18) х2
Кварто 90—150 з,о о,з 200 150 2,5—5 100 40
Кварто 150—300 3,0 0,2 400 150 4—8 400 150
Непрерывный 150—300 3,0 0,2 400 150 7,5—1,5 440x4 150
Ф о л ь г о п р о к а т н ы е станы применя-
ют для прокатки алюминиевой фольги, предна-
значаемой для конденсаторов и в качестве упа-
ковочного материала толщиной 0,008—0,012 мм
и шириной от 200 до 1000 мм [55, 56]. Эти ста-
станы конструируют одноклетьевыми или не-
прерывными, состоящими из трех — пяти кле-
тей. Конструкция клетей — дуо. Основным па-
раметром, определяющим размер этих станов,
является диаметр валков, который равен от
70 до 200 мм в зависимости от толщины про-
катываемой ленты.
Для регулировки ширины прокатываемой
ленты предусматривают вспомогательные клети
с вертикально расположенными холостыми вал-
ками. Барабаны моталок у плющильных станов
конструируют так, чтобы они могли переме-
щаться вдоль оси в целях получения широких
и правильно намотанных бунтов.
В табл. 22 приведена характеристика трех
плющильных непрерывных станов, построенных
СКМЗ по проектам ЦКБММ. Каждая клеть
этих станов приводится в движение индивиду-
альными электродвигателями, регулируемыми в
зависимости от установленного натяжения лен-
ты между клетями стана.
Таблица 22
Характеристика плющильных непрерывных станов
Параметры Стан 100 Стан 150 Стан 200
Диаметр валков, мм 100 150 200
Длина бочки, мм 70 84 150
Число клетей 3 3 5
Сечение прокатываемой ленты мм: а) наименьшее 0,9x0,07 2x0,2 7X0,5
б) наибольшее 3,2x0,3 5x0,5 12X1
Диаметр исходной проволоки (сталь марок У10 и*У13), мм 0,5—2 2—3 3—6
Диаметр вертикальных валков, мм 65 65 80
Мощность привода валков, кип 3x3,7 3x5,8 5x20
Часть вторая
ДЕТАЛИ И МЕХАНИЗМЫ РАБОЧЕЙ КЛЕТИ
ГЛАВА I
ПРОКАТНЫЕ ВАЛКИ
$ 1. Типы прокатных валков
Средняя часть валка, соприкасающаяся с
прокатываемым металлом, называется бочкой
(рис. 38). По обе стороны бочки расположены
шейки (цапфы) валка, которыми он опирается
на подшипники. Концевые части валка для
соединения его с муфтой или шпинделем выпол-
няют в виде: 1) трефов, 2) плоскими или 3)
цилиндрическими (со шлицевыми канавками
или с канавками для шпонки).
Бочка листовых валков выполняется цилин-
дрической или слегка выпуклой для компенса-
ции изгиба ее от усилий прокатки.
Рис. 39. Прокатный ручьевой валок
Бочка сортовых валков для прокатки сорто-
вого металла выполняется с ручьями (рис. 39).
Один из основных показателей качества
валка — твердость его рабочей поверхности,
т. е. рабочего слоя бочки. По этому признаку
принято делить валки на следующие типы.
Мягкие валки
Твердость: 150—250 единиц по Бринелю
(25—35 единиц по Шору).
Применение: в обжимных станах, черновых
клетях крупносортных и заготовочных станов,
в трубопрокатных прошивных станах и др.
Материал: стальное литье, кованая углероди-
стая сталь и при небольших нагрузках — се-
рый чугун.
Полутвердые валки
Твердость: 250—400 единиц по Бринелю
(35—60 единиц по Шору).
Применение: в черновых клетях рельсобалоч-
ных, крупносортных, среднесортных, мелко-
сортных и листовых станов, в чистовых клетях
крупносортных станов, в заготовочных станах.
Материал: полузакаленный чугун, стальное
литье и кованая сталь.
Твердые валки
Твердость: около 400—600 единиц по Брине-
лю (60—85 единиц по Шору).
Применение: в чистовых клетях тонколисто-
вых, среднелистовых, рельсобалочных, крупно-
сортных, среднесортных и мелкосортных ста-
нов, а также в клетях кварто (опорные вал-
ки).
Материал: закаленный чугун, легированная
сталь и валки, наплавленные различными
твердыми сплавами.
Особо твердые валки
(валки для холодной прокатки)
Твердость: 600—800 единиц по Бринелю
(85—100 единиц по Шору).
Применение: в станах для холодной прокатки.
Материал: кованая легированная сталь, с при-
месью хрома, а для валков небольшого разме-
ра— карбид вольфрама и др. сплавы сообща-
ющие твердость более 100 единиц по Шору.
В связи с начавшимся широким применени-
ем наплавки валков твердыми сплавами от
указанной классификации валков в таких слу-
чаях возможны отклонения.
§ 2. Размеры прокатных валков
Основным параметром, характеризующим
размер прокатных валков, является номиналь-
ный диаметр бочки и ее длина. У ручьевых вал-
ков под нолмипальпым диаметром бочки обычно
понимается расстояние между осями валков
в момент прокатки (у блумингов при послед-
нем проходе). Таким образом, у этих валков
номинальный диаметр больше фактического
или рабочего диаметра, определяющего
окружность, по которой происходит соприкос-
новение с прокатываемым металлом. Обычно
отношение номинального диаметра бочки к ра-
бочему диаметру во избежание слишком глу-
боких врезов ручьев делается не больше 1,4.
Рабочий диаметр валков выбирают с учетом
допустимого угла захвата и сопротивляемости
валков изгибу.
Наиболее употребительные максимальные
углы захвата приведены в табл. 23. В зависи-
мости от этих углов захвата, рабочий диаметр
валка должен удовлетворять условию:
Ор>-<--------- илиРр>------. (1), (1а)
1 — СОЗ а р а 4 7 7
2зш2 —
2
Диаметр валков у листовых станов опреде-
ляется еще в зависимости от ширины прокаты-
ваемых^ листов из условия получения мини-
мальной стрелы прогиба, что особенно важно
при прокатке тонких листов. В связи с этим
Длина бочки валка Ь (см. рис. 38) обычно при-
нимается в долях ее диаметра в следующих
пределах.
В станах дуо для прокатки жести
и кровельного железа............ (1,3—1,5)7)
В станах дуо для прокатки тон-
ких лгстов...................... (1,5—2,2)7)
В среднелистовых и толстолисто-
вых станах .............. ... (2,2—2,8)7)
В броневых станах............... (3,0—3,5)7)
В станах кварто:
а) рабочие валки обычно . . (2,5—4,0)7)
б) опорные валки............ (1,3—2,5)7)
Таблица 23
Максимально допустимые углы захвата и
△ к
Случай прокатки Угол захвата в градусах АЛ
СР
При холодной прокатке со смазкой на хорошо от- шлифованных валках (при штучной прокатке) . . . 3-4 1 700 “ 1 400
То же, при прокатке с под- жатием валков после по-
дачи полосы в валки (при прокатке в рулонах) . . 6—8 1
170 . 100
При холодной прокатке на более грубых валках . . 5—8 _1_~_ 1
250 100
При горячей прокатке труб на короткой оправке (на автоматических станах) 12—14 1 1
60“ 40
При горячей прокатке ли- стов 15—22 1 30“ 1 15
При прокатке сортового ме- 22—24 -1 1
талла 15 12
При прокатке в валках с на- сеченной или наваренной 27—34 1 1
поверхностью 9 6
У станов для холодной прокатки тонких ли-
стов и лент, в особенности из стали и других
металлов, обладающих высоким сопротивле-
нием деформации, диаметр валков должен
также выбираться в зависимости от минималь-
ной толщины требуемого проката. При боль-
шом диаметре валков их упругое местное сжа-
тие по контактным поверхностям (сплющива-
ние) может быть настолько значительным, что
прокатка тонкой ленты или листа становится
невозможной.
В связи с этим на основании практических
данных рекомендуется для прокатки стали
диаметр стальных валков выбирать так, что-
бы размер его удовлетворял также условию:
Г <(1500- 2000) И
при прокатке с натяжением и
О< 1000 л
при прокатке без натяжения, где Н — мини-
мальная толщина прокатываемых листов или
лент.
Если валки сделаны из карбида вольфрама,
то указанная минимальная толщина прокаты-
ваемого профиля будет в 2—4 раза меньше,
благодаря более высокому пределу упруго-
сти их.
Длина бочки листовых валков определяется
максимальной шириной Ь прокатываемого ли-
ста или полосы
Ь = Ъ +
где а — различно в зависимости от ширины и
длины листа; при узких листах, когда Ъ =
= 400—1200, а^ 100 мм, а при более широких
листах а = 200—400 мм.
Длина бочки ручьевых валков зависит глав-
ным образом от условий калибровки. Обычно
длина бочки валка равна:
У блумингов.........................(2,2—2,7)1)
У черновых клетей...................(2,2—3,0)1)
У чистовых клетей...................(1,5—2,0)1)
шения отражают стремление выбирать ди;
метр шеек максимальным по условиям габ;
рита подшипников. При установке валков
подшипниках качения из-за их большего г;
барита диаметр шеек приходится назначат
несколько меньшим и равным приблизительй
а = (0,5--0,55) д.
Размеры валков по диаметру и длине бочк
и шеек должны соответствовать ГОС.
5399—56 «Прокатные станы. Валки прока:
ные. Основные размеры».
Приводные концы валков выполни
ют различно с учетом способа соединен^
валка с приводом. ;
Трефовые концы валков (рис. 4С
для передачи вращения трефовыми соедиш
В каждом отдельном случае выбор диамет-
ра валка и длины его бочки должен быть про-
верен на прочность (см. ниже).
По мере работы прокатный валок изнаши-
вается и в связи с этим неоднократно перета-
чивается или перешлифовывается. За каждую
переточку с рабочей поверхности валка сни-
мается слой металла толщиной примерно от
0,5 до 5 мм, а за каждую перешлифовку —
слой от 0,01 до 0,5 мм. Когда диаметр валка
уменьшается до определенного предела, он
выходит из употребления, или восстанавли-
вается наплавкой.
Обычно допускаемая суммарная переточка
в процентах от диаметра нового валка со-
ставляет:
У блумингов.........................10—12
У , сортовых станов.................8—10
У средне-и толстолистовых станов . . . 5—7
У тонколистовых и у станов холодной про-
катки ...............................3—6
Шейки валков, устанавливаемых в под-
шипниках скольжения, для большинства дей-
ствующих станов выполнены с соотношением
размеров согласно табл. 24, где 2) означает
диаметр новых валков (рис. 38). Эти соотно-
Таблица 24
Размеры шеек прокатных валков
(см. рис. 38)
Станы а о 1 а
Сортовые станы трио . . . 0,55 0,92—1,2
Сортовые станы дуо .... 0,6—0,7 1,2
Блуминги . . . 0,55—0,6 1,0
Средне- и толстолистовые
станы 0,67—0,75 0,83—1
Тонколистовые станы дуо 0,75—0,8 0,8—1
Рис. 40. Форма трефа
ниями должны выполняться с размерами п
ГОСТ 5333—55 «Прокатные станы. Трефовы
соединения. Муфты, приводные концы валке!
и шпинделей. Основные размеры», выдержк
из которого приведена в табл. 25. Причем
тонколистовых станов дуо наружный диамет
Таблица 1
Размеры трефов прокатных валков, обусловленные *
ГОСТ 5333—55 (см. рис. 40) в мм
Оз Г1 1г
140 148 29 90 100
150 162 31 95 110
160 176 33 105 120
183 196 38 115 130
200 216 41 130 150
220 238 44 140 160
240 258 49 155 175
260 278 54 170 200 .
280 300 58 185 215
300 320 62 195 225 :
320 340 66 210 240
340 362 70 225 255
370 392 77 245 275
390 412 80 260 290
420 448 88 275. 305
450 480 94 295 325
трефа обычно берется около <А = 0,85 с1, а у
прочих станов с?! = (0,9-н 0,95) й.
Плоские концы валков для шарнир-
ного соединения при передаче вращения уни-
версальными шпинделями у большинства дей-
ствующих станов выполнены со следующим со-
отношением размеров (рис. 41):
Рис.. 41. Валок с плоским концом для присоедине-
ния к нему универсального шпинделя
^1 = ^миН —(5^-15) мм,
где Рмин минимальный диаметр валка после
переточки;
5 = (0,25-:-0,28) Р1;
а = (0,50 :-0,60) Г1;
6 = (0,15-н 0,20) Оь
с ^(0,50-^1,00) &.
В настоящее время размеры плоских кон-
цов валков регламентированы ГОСТ 8059—56
«Прокатные станы. Шпиндели универсальные
и приводные концы валков. Основные раз-
меры».
При установке валков в подшипниках каче-
ния или жидкостного трения лопасть шарнира
универсального шпинделя выполняют съемной,
а приводной конец валка в этом случае может
выполняться различно: а) со шлицевыми ка-
навками; б) с двумя лысками (рис. 42, а); в)
цилиндрическим с дополнением промежуточ-
ной конусной втулки, выполняемой под прес-
совую или горячую посадку полумуфты
(рис. 42, б); конусность наружной поверхно-
сти этой втулки 1 : 30 или 1 : 50 позволяет
снимать полумуфту с помощью давления мас-
ла, подаваемого от насоса высокого давления
по трубке, присоединяемой к резьбовому от-
верстию в теле полумуфты.
При этом используются ручные насосы да-
влением до 2000 ати. Метод распрессовки и
напрессовки полумуфт с применением гидро-
распора считается наиболее совершенным,
так как обеспечивает достаточный натяг для
передачи момента при бесшпоночном соеди-
нении и возможность многократной разборки
соединения без повреждения посадочных по-
верхностей.
§ 3. Расчет валков на прочность
Обычно бочку валка рассчитывают только
на изгиб, шейку — на изгиб и кручение, а при-
водной конец — только на кручение.
У бочки ручьевого валка опасное сечение
находится на середине ее (рис. 43, а). Изги-
бающий момент в этом сечении равен
М^р (-2—у),
\ 4 о /
где Р — давление металла на валок;
а — расстояние между осями нажимных
винтов;
Ъ —ширина листа.
Номинальное напряжение изгиба в этом се-
чении
м
с =-------.
0,1 г3
У бочки ручьевого валка опасное сечение
возможно в одном из калибров, и оно опре-
деляется путем подсчета напряжений в разных
сечениях валка при прохождении металла че-
рез каждый калибр согласно схеме на рис. 43,6.
В шейке валка значение изгибающего мо-
мента определяется наибольшей величиной
Рис. 42. Приводные концы валков для посадки на них полумуфт:
а — с двумя лысками, а~3/< б— цилиндрический конец с конусной втулкой для посадки
полумуфты с гидрораспором
опорной реакции. Для листового валка изги-
бающий момент в шейке равен
Мш = —р- -с,
где с — расстояние от оси нажимного винта
до края бочки.
После подстановок формула (3) примет В1
Рис. 43. Расчетные
схемы нагружения:
а — листового валка; б —
ручьевого валка
1
2 1 - ептемт_ 2 1
°т + епоемо 4 "
Номинальные напряжения изгиба и круче-
ния в шейке равны
$ — _ Мкр____
~ 0,И3 ’ ~ 0,2<23
где Л4кр—крутящий момент на валке.
Максимальные напряжения кручения в тре-
фе возникают на дне впадин его и для обыч-
ной формы трефа при б?2 = 0,66 (см. рис. 40)
равны 1581:
где —наружный диаметр трефа;
б?2 — диаметр вписанной окружности по
впадинам трефа.
Для лучшего использования прокатного ста-
на допускаемые напряжения в прокатных вал-
ках выбирают относительно высокими.
Для стальных валков допускаемые напря-
жения с учетом переменной нагрузки могут
быть выбраны, исходя из запаса прочности
п^1,1—1,4, который для отдельных элемен-
тов стальных валков может быть подсчитан на
основании следующей формулы [59, 601:
где ат и — постоянная и переменная <
ставляющие нормальных I
пряжений в детали без уче
концентрации напряжений;
и % —то же, но для касательных 1
пряжений;
епа и ема —коэффициенты влияния каче
ва поверхности и размера ,
тали на предел усталости
нормальным напряжениям;
еп~ и ем- — то же, но по касательным 5
пряжениям;
Кс и Кт —эффективные коэффициег
концентрации по нормально
и касательному напряжение
?гЬ и тг—пределы усталости матерш
детали соответственно при
гибе и кручении, отвечаюп
асимметрии цикла измене!
напряжений в детали.
Значение <згЬ определяется точкой пере
чения диаграммы предельных напряже!
(рис. 44) с лучом, проведенным из начала
ординат под утлом з
Ш=1 +
(3)
где по и пх — запасы прочности по нормаль-
ным и касательным напряжениям.
по =
сгЬ
аш + _
епасмо
(4)
гпаемаал*
Рис. 44. Диаграмма пре-
дельных напряжений
Значение т, определяется по аналогичной
диаграмме, построенной для касательных на-
пряжений. При этом луч проводится под уг-
лом ₽-.
Ш=1+—• (7)
ептемттт
Запасы прочности для отдельных элементов
валка, исходя из уравнения (За) определяются
по нижеследующим формулам:
Для бочки листового валка (без
учета напряжений кручения)
при нереверсивной работе стана
(13)
Для чугунных валков запас прочно-
сти может быть определен из формулы [61]:
/ П \2 П / П \2
— (х-!)+--------(2-х)+ -------Н1’
\ М “о \ /
где
епо ема ст—1
а
(8)
где ст-! — предел усталости материала валка
при изгибе при симметричном
цикле;
о — номинальное действующее в валке
напряжение.
Для бочки ручьевого валка с уче-
том эффективного коэффициента концентра-
ции от калибров
п =
8 _ 8 _ СТ 1
ПО МСТ — 1
(9)
В шейке валка при реверсивной
работе стана напряжения изгиба и круче-
ния изменяются по симметричному циклу. За-
пас прочности в этом случае равен:
п =
по мо — 1
где т_! — предел усталости материала валка
при кручении при симметричном цикле.
В шейке валка при нереверсив-
ной работе стана напряжения изгиба из-
меняются по симметричному циклу, а напря-
жения кручения — по пульсирующему. Запас
прочности в этом случае равен:
В приводном конце валка
запас
прочности равен:
при реверсивной работе стана
п =
епт емт т— I
(12)
Для чугунов х=1"н 1»33. Разрешая урав-
нение (14) относительно п, получим:
Заметим, что при х = 2 (что характерно для
сталей) это уравнение приобретает вид урав-
нения (3).
Так как чугуны не чувствительны к надре-
зам и качеству поверхности, полагаем в урав-
нениях (4 и 5) значения эффективных коэф-
фициентов концентраций и коэффициента ка-
чества поверхности равными единице. Если
при этом не учитывать влияния на усталост-
ную прочность масштабного фактора, ввиду
его малой изученности, получим
Па
(16)
(17)
С учетом этих значений запас прочности на
основании уравнения (14а) будет равен
Для бочки валка (листового или ручье-
вого) запас прочности будет равен (без учета
напряжений кручения)
п =
(19)
Для шейки валка при реверси в- следует определять с учетом касательных на
ной работе стана пряжений:
/ = /1 + /2, (24
Для шейки валка при нереверсивной где и /2 — величины прогиба за счет изги
работе стана бающих моментов и поперечных сил.
Согласно теореме Кастильяно:
Для приводного конца валка:
при реверсивной работе стана
п = ~ ; (22)
при нереверсивной работе стана
п = . (23)
Для приближенных расчетов про-
катных валков по обычным формулам,
т. е. без учета явлений усталости, допускаемые
напряжения обычно принимают, исходя при-
мерно из пятикратного запаса прочности, по
временному сопротивлению [62].
Для валков из кованой углеродистой стали
при <?ь = 60 -ч- 65 кг!мм2
= 1200 1300 кг/см2.
Для валков из стального литья при ~
= 50 н- 60 кг!мм2
1= 1000 -н1200 кг/см?.
Для чугунных валков
= 700 -н 800 кг/см2.
§ 4. Определение стрелы прогиба валков
Определение стрелы прогиба представляет
интерес главным образом для листовых вал-
ков. Причем на практике необходимо знать ве-
личину прогиба бочки и валка на участке ме-
жду серединой и ее краем или краем листа с
тем, чтобы на основании этого профилировкой
бочки валка на шлифовальном станке придать
ей нужную выпуклость, обеспечивающую рав-
нотолщинность листа по ширине.
Ввиду значительного диаметра валка по
сравнению с длиной величину этого прогиба
-—ах.
дР
и = [—------— <1х, (26
3 ОР дК ' '
где и 5 — изгибающий момент и попереч
ная сила в любом сечении;
Е и О — модули упругости при растяж^
нии и сдвиге;
I и Р—момент инерции и площадь сече
ния; з
Р — внешняя сила, действующая н
валок в том месте, где опред^
ляется прогиб.
Ввиду симметрич-
ности нагрузки вал-
ка для определения
прогиба можно рас-
сматривать половину
валка (рис. 45).
Под силой 7? бу-
дем подразумевать
фиктивную силу,
приложенную к вал-
ку у края листа.
Изгибающие мо-
менты и их произ-
водные для отдель-
ных участков валка
будут:
на участке между силами —и 7? (отсчет
Р .
от силы —)
2
М =х
2
(27)
и
^_=0;
дК
(27а)
на участке между серединой валка и силой 7?
(отсчет х от силы 7?)
а — Ъ
г~
X2
2
И
дМ
---- = X.
дР>
Вставляем эти значения моментов и
(28)
(28а)
произ-
водных в уравнение (25); причем силу 7? те-
перь полагаем равной нулю:
0,5&
г 9
I-----X2
2Ь
• хйх,
о
где I — момент инерции сечения бочки валка.
Интегрируя и выражая момент инерции че-
рез диаметр, получим
—-------(12а&2 —7&3) •
18,8 ^П4
(29)
Определим также разницу в прогибе валка
по середине бочки и у края листа от действия
поперечных сил.
Дифференцируя уравнение (28), находим
значение поперечной силы;
ЛМ Р , п Рх
-----------и --------
ах 2 ь '
д()
откуда находим
Подставляем эти значения поперечной силы
и ее производной в уравнение (26), причем
силу 7? полагаем равной нулю:
где Г — площадь сечения бочки валка.
Интегрируя и выражая площадь сечения
валка через диаметр, получим
= <30>
Разница в стрелах прогиба валка по сере-
дине и у края прокатываемого листа будет
выражаться суммой и /2, подсчитываемых
по уравнениям (29) и (30).
Аналогичным способом по уравнениям (25)
и (26) можно также найти разницу в стрелах
прогиба валка по середине и у края бочки.
Фиктивную силу 7? в этом случае следует при-
ложить у края бочки.
Эта разница в стрелах прогиба будет от дей-
ствия:
а) изгибающего момента
1',= +!,’>). (31)
б) перерезывающих сил
Нетрудно видеть, что при Ь = Ь эти уравне-
ния будут совпадать с уравнениями (29) и (30).
Выпуклость валка, выполненную согласно
рассмотренному расчету, во время работы ста-
на корректируют путем соответствующего рас-
пределения температуры бочки валка по ее-
длине: на станах горячей прокатки этого до-
стигают путем поливания бочки водой; на
станах холодной прокатки применяют эмуль-
сии; при прокатке на сухих валках для подо-
грева пользуются горелками. С этой целью
сопла для подачи воды (или эмульсии)
или горелки устанавливают по нескольку штук
вдоль бочки валка. Соответствующим регули-
рованием их достигается более высокая тем-
пература по середине бочки в том случае, если
надо увеличить ее выпуклость, и, наоборот,,
более низкая, когда нужно уменьшить выпук-
лость бочки валка.
§ 5. Особенности расчета валков у станов
кварто
Благодаря применению опорных валков ра-
бочие валки в значительной мере разгружают-
ся от изгибающих моментов, которые в этом
случае почти целиком будут передаваться
опорным валкам.
Распределение изгибающих моментов и на-
пряжений изгиба между опорным и рабочим
валками зависит от профилировки валков. На
практике обычно у станов кварто один рабо-
чий валок (верхний) выполняется выпуклым,
а остальные три валка — цилиндрическими.
В соответствии с этим можно отметить три
практически возможных случая сочетаний про-
филей бочек опорного и рабочего валков;
(рис. 46);
1-й случай — опорный валок цилиндриче-
ский; рабочий — бочкообразный (рйс. 46, а);
2-й случай — оба валка цилиндрические
(рис. 46, б);
3-й случай — опорный валок цилиндриче-
ский; рабочий — с вогнутой поверхностью за
счет износа его бочки (рис. 46, в).
Не учитывая поперечных сил, рассмотрим
распределение изгибающих моментов между
бочками рабочего и опорного валков. По из-
Рис. 46. Сочетания рабочего валка
различной формы с цилиндрическим
опорным валком. Рабочий валок:
а — бочкообразный; б — цилиндрический;
в — с вогнутой поверхностью
вестной формуле сопротивления материалов
эти моменты равны:
^раб = Ераб Iраб >
РРаб
М = Е I _______—
2К1оп х-'0П/0П »
Роп
где Ераб и ЕоП — модули упругости материала
рабочего и опорного валков;
/раб и /Оп —моменты инерции сечения
бочек рабочего и опорного
валков;
1 1 .
и----кривизна осей рабочего и
РРаб-------Роп
опорного валков.
Отношение изгибающих моментов с учетом
выражения моментов инерции через диаметры
и замены отношения кривизны валков (в связи
с малостью последних) отношением их проги-
бов /раб и /оп равно:
Мраб ^Раб / ^Раб \4 /раб
МОп ^оп \ /\>п / Л)П
(33)
Соотношение напряжений изгиба в бочках
рабочего и опорного валков равно
стРаб _ Мраб / -Ррп
стоп Л40П \ /)раб
С учетом уравнения (33) оно примет оконча-
тельный вид:
стРаб ___ ^Раб ^Раб /раб (34)
стоп ^оп ^ОП /оп
Количественное соотношение изгибающих
моментов и напряжений изгиба для упомяну-
тых трех случаев рассмотрим на примере, ко-
гда валки выполнены из одинакового материа-
ла (^’Раб=^,оп) с отношением диаметров Ооп =
= 2 /)раб«
1-й случай. Рабочий цалок бочкообразный,
опорный цилиндрический (см. рис. 46, а). При-
чем бочкообразность рабочего валка обеспе-
чивает равнотолщинность прокатываемого ли-
ста по ширине. Очевидно, что прогиб опорного
валка /оп больше прогиба рабочего валка
/раб, и при самом грубом допущении можно
считать, что /раб < / <2 /раб . Если принять
/оп= 2 /раб (полагая пару нижних валков весь-
ма жесткими), то при принятых условиях в
отношении диаметров и материала валков, со-
гласно уравнениям (33) и (34), получим:
Мраб ____1_ и стРаб __ 1
Л4оп 32 стоп 4
2-й случай. Оба валка цилиндрические
(см. рис. 46, б). При этом /Оп= /раби, следова-
тельно,
Мраб 1 и стРаб 1
Л40п Стоп 2
3-й случай. Опорный валок цилиндриче-
ский, рабочий — с вогнутой поверхностью (см.
рис. 46, в). Здесь }раб> /оп . Если допустить,
что по середине бочки рабочего валка износ
достигнет величины прогиба опорного валка,
ТО при ЭТОМ /раб= 2/оп*
В этом случае
Мраб __ 1 и °Раб _ ।
Л40п 6 стоп
На основании рассмотренных случаев мож-
но сделать следующие выводы.
При применяемом на практике отношении
диаметров опорного и рабочего валков в сред-
нем больше 1,5 изгибающие усилия почти це-
ликом передаются опорным валкам. Поэтому
опорные валки необходимо рассчитывать на
изгиб, исходя из того, что они воспринимают
все давление металла на валки. Рабочие валки,
поскольку они являются обычно приводными,
необходимо рассчитывать на напряжения кру-
-чения в приводном конце. На изгиб рабочие
валки как правило достаточно рассчитывать
лишь на усилия натяжения прокатываемого
металла.
При расчете валков у станов с опорными
валками иногда необходимо найти местные
напряжения, возникающие в валках у поверх-
ности их соприкосновения.
Нормальные напряжения, возникающие в
радиальном направлении, имеют максимум на
(середине контактной поверхности, где они мо-
гут быть найдены по уравнению Герца:
$макс
Я (г\ + гг)
(35)
где 7—нагрузка, приходящаяся на еди-
ницу длины поверхности касания;
1\ и г2—радиусы валков;
и /<2 — коэффициенты, зависящие от ма-
териала валков.
Рис. 47. Изменение напряжений в завися-
мости от глубины у поверхности касания
валков, где Ь — половина ширины поверх-
ности соприкосновения полосы с валками
(Беляев)
где й Из — коэффициенты Пуассона мате-
риала валков.
При одинаковом материале валков и н = 0,3
уравнение (35) примет вид:
«макс = 0,418 1/ ± Г;) . (36)
V Г1.Г2
Это напряжение, несмотря на то, что оно
обычно получается весьма большим, не пред-
ставляет большой опасности для валков, так
как на середине поверхности касания материал
деформируется в условиях, близких к всесто-
роннему сжатию. В худших условиях материал
находится вблизи поверхностного слоя.
Изменение напряжений в зависимости от
глубины, согласно подсчетам Беляева [631, по-
казано на рис. 47. Касательные напряжения
на поверхности равны нулю и достигают мак-
симума на глубине, 2 = 0,786 , где Ь — полови-
на ширины соприкосновения поверхности ра-
бочего и опорного валков.
Эти напряжения равны:
тмакс = 0,304<тмакс. (37)
Нормы допускаемых напряжений при рас-
чете валков на контактную прочность еще не
разработаны. Для самого грубого приближе-
ния можно принять допускаемые напряжения
сдвигу из практики расчета зубчатых зацеп-
лений, где они при твердости поверхности бо-
лее 350 7/^ принимаются равными [119].
₽5 = 7,2Яв.
(38)
§ 6. Чугунные валки
Как было указано выше, применяют чугун-
ные валки: мягкие (незакаленные), полутвер-
дые (полузакаленные) и твердые (закален-
ные) .
Мягкие валки отливают из серого чугуна в
опоках непосредственно в глине.
Полутвердые валки отливают в металличе-
ских (чугунных) кокилях (рис. 48, а), обма-
занных внутри слоем глины толщиной около
15 мм. Благодаря этой обмазке чугун при за-
ливке формы не соприкасается с металличе-
ской поверхностью кокиля, и вследствие этого
резкого отбела чугуна в валках не происхо-
дит.
Шейки и шрефы валков не отбеливают.
Твердые валки отливают в металлических
кокилях, но поверхность последних не футеру-
ют (рис. 48, б). При заливке жидкий чугун,
соприкасаясь с металлической стенкой кокиля,
отбеливается, и таким образом по всей поверх-
ности бочки валка образуется твердый зака-
ленный слой. Глубина этого слоя может быть
различна в зависимости от толщины стенки ко-
киля и состава чугуна.
Жидкий чугун вводят в форму в тангенци-
альном направлении (рис. 48, разрез по АА),
благодаря этому он совершает спиралеобраз-
ное движение, способствующее лучшему пере-
мешиванию и выравниванию температуры.
Впервые отливка валков с отбеленной по-
верхностью в России была осуществлена в
1812 г. на Олонецких заводах [64, 65]. Это нов-
шество вальцелитейной технологии явилось
5 А. И. Целиков и В. В. Смирнов
Рис. 48. Форма для отливки чугунных валков:
а — с полуотбеленной поверхностью; б — с отбеленной
поверхностью
большим событием в развитии прокатного де-
ла того времени, так как повсеместно отливае-
мые до этого времени валки в песчаных фор-
мах быстро изнашивались из-за недостаточной
их твердости.
Для получения высокой твердости валки в
некоторых случаях выполняют двухслойными.
Наружный слой в этом случае выполняют из
высоколегированного чугуна, а сердцевину —
из дешевых сортов чугуна. Этот тип валков,
однако, не получил еще большого распростра-
нения.
В табл. 26 приведены химический состав,
твердость и глубина отбеленного слоя чугун-
ных валков согласно типовым техническим ус-
ловиям МПТУ-2538— 50 (Министерства чер- ;
ной металлургии, 1950 г.) [92]. Данные техни-
ческие условия не распространяются на рабо-
чие валки высокопроизводительных рельсоба-
лочных и тонколистовых непрерывных станов.
Согласно этим данным, глубина рабочего
слоя у листовых валков составляет 8—30 мм,
а у сортовых— 15—40 мм.
В табл. 27 приведены химический состав и
твердость чугунных валков тонколистовых и
рельсобалочных станов [67].
У валков рельсобалочных станов вследствие
большой глубины калибров необходима отно-
сительно большая глубина рабочего слоя с
высокой и равномерно распределенной твер-
достью. Такие валки отливают из легирован-
ных чугунов в кокилях с толщиной обмазки
6—16 мм (в зависимости от химического со-
става чугуна); они обладают высокой твердо-
стью, доходящей (в зависимости от химиче-
ского состава чугуна) до 470 480 Н в. Глу- ।
би-на рабочего слоя, характеризуемая равно-
мерным распределением твердости, составля-
ет 150—200 мм.
Стойкость этих валков в 2—4 раза превыша-
ет стойкость обычных полутвердых легирован-
ных валков [68, 69]. Следует, однако, отметить,
что большая глубина отбеленного слоя, требу-
ющаяся при отливке ручьевых валков в глад-
кий кокиль с последующей нарезкой калибров
связана со снижением прочности валка [701.
В настоящее время доказано, что ручьевые
валки, особенно с глубокими врезными калиб-
рами наиболее целесообразно выполнять с от-
литыми калибрами посредством отливки в
профильный разъемный кокиль в виде полу-
колец (рис. 49). Необходимая глубина и твер-
Рис. 49. Форма для отлив-
ки калиброванного валка с
отбеленной рабочей поверх-
ностью
дость рабочего слоя, как и при отливке в
гладкий кокиль, достигается путем подбора
химического состава чугуна и толщины слоя
обмазки. Механическая обработка валков с
готовыми отлитыми калибрами значительно
проще; они обладают большей прочностью и
стойкостью в отношении износа в сравнении с
валками, отлитыми в гладкий кокиль с после-
дующей нарезкой калибров, а также и в срав-
нении с валками, подвергнутыми газопламен-
ной поверхностной закалке (см. ниже). Более
широкое применение валков с отлитыми ка-
Химический состав, твердость и глубина отбеленного слоя чугунных валков [92]
Наименование валков Химический состав. % Твердость по Шору Глубина отбеленного слоя в мм
С Мп 81 р 8 Сг М Мо
А. Листовые Листовые валки, кровель- ные и жестекатальные, отбеленные, отлитые из пламенных печей . . . 2,7—3,3 0,2—0,5 0,4—0,7 До 0,5 До 0,1 58—68 10—23
То же, отлитые из вагра- нок 3,2—3,7 0,2—0,5 0,4—0,7 > 0,5 > 0,14 58-68 10—23
Листовые валки, кровель- ные и жестекатальные, отбеленные, молибде- новые, отлитые из пла- менных печей .... 2,7—3,3 0,2—0,5 0,4—0,7 » 0,5 > 0,1 0,2—0,4 58—65 8—23
То же, отлитые из ваг- ранок 3,2—3,7 0,2—0,5 0,4—0,7 » 0,5 » 0,14 — 0,2—0,4 58-65 10—25
Листовые хромоникеле- вые для холодной про- катки 2,8—3,7 0,5—0,9 0,4—0,6 » 0,5 » 0,15 0,4—0,7 1,0—1,6 60—70 10—23
Валки, отбеленные, высо- кой твердости (двух- слойные) гладкие: а) наружный слой 2,8—3,6 0,4—1,0 0,4—0,7 ъ 0,5 » 0,10 0,5—0,7 3,5—4,5 0,3—0,4 70—85 10—30
6) сердцевина . . . 3,2—3,4 0,3—0,7 0,5—0,8 > 0,5 » 0,14 0,2—0,4 1,5—2,5 0,1—0,2 — —
Б. Сортовые Сортовые валки, калиб- рованные и гладкие, от( елейные До 3,6 0,2—0,8 0,4—0,8 > 0,55 » 0,14 60—68 20—40
Мелкосортные валки ка- либрованные и гладкие, отбеленные » 3,6 0,2—0,8 0,4—0,8 > 0,55 » 0,14 60—68 15—30
Средн сортные и мелко- сортные валки, полу- твердые, нелегирован- ные » 3,4 До 0,1 0,4—0,8 » 0,2 > 0,14 32—45
Среднесортные и мелко- сортные валки, полу- твердые, хромоникеле- вые » 3,6 » 0,6 0,8—1,5 » 0,3 » 0,14 0,6—1,0 0,8—1,2 35—50
Среднесортные и крупно- сортные, легированные, хромоникелевые, полу- твердые, отлитые из вагранок в кокиль с обмазкой » 3,6 » 0,6 0,6—1,0 » 0,35 » 0,14 0,4—0,8 0,6—1,2 30—50
Крупносортные валки, по- лутвердые, отлитые в земляную форму, неле- гированные Крупносортные и средне- сортные валки, нелеги- рованные, полутвердые, отлитые в кокиль и с уплотненными калибра- ми » 3,0 » 1,5 0,4- -0,6 » 0,25 » 0,1 28—35
» 3,3 » 0,8 0,4—0,7 » 0,5 » 0,1 30—40
Крупносортные, легиро- ванные, хромоникеле- вые, полутвердые, от- битые в кокиль с уп- лотненными калибрами » 3,4 » 0,5 0,7—1,3 » 0,3 » 0,1 0,4—0,8 0,6—1,2 35—50
Крупные легированные хромоникелевые, полу- твердые, отлитые в ко- киль с обмазкой . . . » 3,0 0,3—0,65 0,5—0,9 > 0,35 » 0,14 0,3—0,7 0,3—0,7 — 30—50 »
*
Состав чугунов у разных валков, %
Таблица 27
0,5—0,8
0,5—0,8 0,4—0,7
0,5—0,8 0,4—0,7
0,1
0,1
0,3
0,3
2,8—3,2
2,8—3,2
0,35—0,6
0,35—0,6
0,6—0,8
0,6—0,8
0,5—0,8
0,8—1,2
Хромоникелевые ..........
Хромистые ...............
Хромомолибденовые:
а) из печей..........
б) из вагранок . . . .
Хромоникелымолибденовые .
Хромоникелевые сверхтвер-
дые .....................
2,8—3,2|
3,3—3,6(
2,8—3,2
0,1
0,1
0,3
0,3
0,7—1,1
0,7—1,1
0,8—1,0
0,2—0,3
0,2-0,3
360—400
360—420
2,8—3,4*
0,15—0,4
0,5—0,8
0,1
0,3
0,7—1
3,5—4,3
до 500
♦ Верхний предел содержания углерода соответствует отливкам из вагранки.
либрами сдерживалось технологическими
трудностями при отливке, и тем обстоятель-
ством, что при гладколитых валках в случае
необходимости есть возможность нарезать
любые калибры (чем облегчается ведение
валкового хозяйства), тогда как при валках
с отлитыми калибрами эта возможность,
естественно, исключена.
§ 7. Стальные валки для горячей прокатки
Стальные валки для горячей прокатки изго-
товляют как литыми, так и коваными и приме-
няют тогда, когда прочность чугунных валков
недостаточна. Мягкие валки в этом случае
большей частью изготовляют из углеродистой
стали, а полутвердые и твердые валки — из ле-
гированной стали [74].
Валки из углеродистой стали в зависимости
от величины возникающих в них напряжений
делают коваными или литыми. В обоих случа-
ях валки применяют в отожженном состоянии.
Содержание углерода в стали обычно 0,4—
0,8%, в зависимости от назначения валков,
о^=60 -4- 70 кг/мм2 и Ь= 14н- 18%.
Когда необходимо повысить механические
свойства валков в отношении твердости по-
верхности и их прочности, валки изготовляют
из легированной стали с добавкой хрома, мо^-
либдена и никеля.
В табл. 28 приведен состав сталей, приме-
няющихся для разных валков.
Весьма прогрессивным способом увеличения
стойкости валков, успешно освоенным на ряде
заводов Союза, является поверхностная закал-
ка валков ,169, 70, 71, 72, 731. По одному из
способов вЪлки закаливают (как чугунные, так
и стальные) кислородно-ацетиленовым или
другим пламенем. Валок после чистовой про-
точки устанавливают на специально приспо-
собленном вальцетокарном станке и вращают с
окружной скоростью порядка 100 мм!мин. На
суппорте станка устанавливают газовую горел-
ку и сопло для подачи на валок закалочной во-
ды (рис. 50). Резкий нагрев и последующее
охлаждение рабочей поверхности валка водой
Рис. 50. Схема газопламенной
поверхностной закалки валков:
1 — валок; 2 — газовое пламя;
3 — охлаждающая вода
обеспечивают закаленный слой глубиной око-
ло 3 мм. Твердость закаленного легированного
чугуна может достигать 580—600 Нв, а для
стали еще больше. Отпуск закаленного слоя с
целью переточки валка проводится на этой же
установке, но без подачи воды. Поверхностная
закалка увеличивает стойкость валков в 2—3
раза и обеспечивает возможность изготовления
валков из более дешевых чугунов и сталей.
Следует указать также на положительный
опыт поверхностной закалки шеек прокатных
валков. Такие шейки в работе быстро приобре-
тают зеркальную поверхность, при этом сни-
жается коэффициент трения и в 3—3,5 раза со-
кращается расход текстолита, используемого
на подшипники [71].
Опорные валки большого размера иногда
выполняют составными: бочку делают в виде
толстостенной трубы из стальной или чугун-
ной отливки и после подогрева до 270° наса-
живают на кованый вал. (рис. 51). Посадочное
место последнего выполняют бочкообразным
лостной прочности является поверхностный
наклеп путем обкатки роликами 1761. При
этом методе обработки также достигается вы-
сокий класс чистоты поверхности.
Для упрочнения бочки валков обжимных
станов и черновых клетей находит также при-
менение в последнее время обкатка рабочей
поверхности калибра рифлеными роликами
[77]. В этом случае одновременно с поверх-
ностным наклепом, повышающим усталостную
прочность валков и их износостойкость, уве-
личивается коэффициент трения, что дает воз-
можность прокатывать металл с более высо-
кими углами захвата.
§ 8. Валки для холодной прокатки -
Для холодной прокатки валки выполняют
большей частью кованными из хромистой ста-
ли, обеспечивающей высокую твердость рабо-
чей поверхности. / ;
Для получения высокой твердости.., рабочей
поверхности валки для холодной прокатки 'за-
каливают в воде. Отпуск проводят в ма^сл’€ при
температуре около 150°. Глубина закаленного
слоя должна быть не менее’3% радиусабочки,
но не менее 5 мм. При этом шейки валков
остаются незакаленными с твердостью около
30—55 единиц по Шору.
В последние годы освоен болеё рациональ-
ный способ термообработки валков для холод-
Рис. 51. Бочка и вал составного
опорного валка холодно-прокатно-
го стана 1680
с целью уменьшения концентрации напряже-
ний, возникающих при насадке около краев
бочки.
В части удлинения срока службы вал-
ков следует отметить начало применения в по-
следние годы метода повышения стойкости и
восстановления изношенных валков электро-
дуговой наплавкой сталью, в том числе и твер-
дыми сплавами. Этот метод у нас в Союзе
впервые был применен к валкам трубопрокат-
ных пильгерных станов, и сейчас он находит
широкое применение и для других станов.
Стойкость валков в этом случае значительно
повышается [75].
Весьма перспективным методом повышения
стойкости валков и главным образом уста-
ной прокатки токами промышленной частоты.
У нас в Союзе он, в частности, широко исполь-
зуется НКМЗ в г. Электросталь для поверх-
ностной закалки рабочих валков станов квар-
то и некоторых других валков.
К твердости бочки опорных валков предъяв-
ляют более, низкие требования, чем для рабо-
чих валков; обычно твердость опорных валков
равна 65—85 по Шору.
В настоящее время технические условия на
эти валки регламентированы ГОСТ 3541—47,
«Валки стальные, цельнокованые для холод-
ной прокатки металлов. Технические условия».
Выдержка из этого стандарта приведена в кон-
це табл. 28.
Валки к холоднопрокатным станам неболь-
Таблица 28
Состав легированных сталей для разных валков, %
Валки Марка стали Химический состав, % Твердость по Шору
С 81 Мп 8« Рс Сг гл Мо
Кованые валки блуминга [70] 60ХН 0,55—0,65 0,17—0,37 0,5—0,8 0,04 0,04 0,6—0,9 1,0—1,5
Валки заготовочных ста- нов [70]: 60ХН 0,55—0,65 0,17—0,37 0,5—0,8 0,04 0,04 0,6—0,9 1,0—1,5
а) первые клети { 50ХН 0,45—0,55 0,17—0,37 0,5—0,8 0,04 0,04 0,45—0,75 1,0—1,5 — —
б) последние клети У12 1,15—1,24 0,15—0,35 0,15—0,35 0,03 0,035 — — — —
Валки крупносортных ста- нов [94]: а) черновые клети 0,9—1,0 0,3-0,4 0,7—0,9 0,045 0,06 1,0 0,45
б) чистовые клети — 1,5-1,65 0,5—0,65 0,4—0,55 0,045 0,06 1,0 — 0,45 33
Валки среднесортных ста- нов [/0] 60ХГН —
60ХГ 0,55—0,65 0,17—0,37 0,8—1,0 0,04 0,04 1,0—1,3 0,4 — —
Валки мелкосортных ста- нов [70] Опорные валки диамет- ром 1250 мм тонколи- стового стана для го- рячей прокатки (литье) [94] ’ У15ХНМ 1,6—1,8 0,3—0,4 0,8—0,9 0,05 0,05 0,9 1,5 0,35—0,4 40
Валки для холодной про- катки- опорные 1 рабочие, класс А [ 9Х* 0,8—0,95 0,25—0,45 0,25—0,35 1,4—1,7 65-85 .>95
рабочие, класс Б . ) 90—94
♦ Согласно ГОСТ 3541—47 допускается применение также легированных сталей других марок. При применении стали типа
марки 9Х для валков диаметром 300 мм и более рекомендуется по гышать содержание хрома до 1,8—2,2% и вводить молибден в
количестве 0.2—0,4%, Для валков диаметром до 150 мм содержание хрома может быть понижено до 1,0—1.3%.
шого размера, в частности, для прокатки тон-
кой ленты и плющеной ленты, целесообразно
изготовлять из карбида вольфрама. Эти вал-
ки обладают высокой твердостью 80 единиц
Дс , и их стойкость в 10—50 раз выше по
сравнению со стальными валками [78]. Бла-
годаря тому, что модуль упругости карби-
довольфрамовых валков в 3 раза выше
(66400 кг/мм2), чем у стальных валков, их
упругое местное сжатие (сплющивание) будет
меньше, и поэтому на них тонкие профили
можно прокатывать с более высокими обжа-
тиями. Эти валки изготовляют путем прессо-
вания смеси порошков карбида вольфрама и
кобальта при температуре 1550—1650° в гра-
фитовой прессформе, имеющей форму валка,
но в 2,5 — 3 раза выше, чем длина бочки вал-
ка, в связи с усадкой при прессовании. Удель-
ное давление прессования около 150 кг/см2.
После прессования валки доводят до требуе-
мых размеров и чистоты поверхности шлифо-
ванием и полировкой. Для экономии материа-
ла карбидовольфрамовые валки большей ча-
стью выполняют в виде бандажей, надеваемых
на ось из стали или специального сплава типа
инвар.
§ 1. Характер нагрузки на подшипники
прокатных валков
Основной особенностью работы подшипни-
ков прокатных валков является очень высокая
удельная нагрузка, в несколько раз превыша-
ющая допускаемую в нормальных подшипни-
ках общего назначения.
Это обусловливается ограниченностью габа-
ритов подшипников и значительными допусти-
мыми напряжениями в шейке при сравнитель-
но небольшой ее длине. Например, для под-
шипников скольжения открытого типа (т. е.
с разъемными вкладышами) максимальное
значение удельного давления, исходя из допу-
скаемого напряжения в шейке, ориентировочно
можно получить из соотношения:
р/д-О,54
0,14* ’
где а—напряжение изгиба в шейке;
р—удельное давление на площадь про-
екции вкладыша;
д, —диаметр шейки;
I —длина;
Ь — ширина вкладыша.
Если принять, что 6^0,8 й и /=* (0,8 -4- 1,2) б/,
то, например, для стальных валков при допу-
скаемом напряжении ^1200 кг/см2 удельное
давление в подшипнике будет равно:
р = 210 4-470 кг/сл<2.
При окружной скорости шейки валка V ==
= 2-4-5 м!сек этому будет соответствовать ве-
личина, равная
ру = 420 ч- 2350 кг/см2 • м/сек.
Обычно в подшипниках общего назначения
р<- №ке/см2 и 100 кг/см2'м/сек.
Таким образом, удельное давление превыша-
ет допускаемое в обычных подшипниках в
2-ь 5 раз, а значение рх) — в 4-4-24 раза.
Это обусловливает ряд особенностей под-
шипников прокатных валков:
1. Подшипники скольжения в связи с боль-
шими значениями ру работают, как правило,
е искусственным охлаждением, которое в за-
висимости от их конструкции осуществляют
путем поливания шеек водой или усиленной
Циркуляцией масла.
2. Подшипники качения с учетом больших
нагрузок применяют обычно с четырьмя ряда-
ми роликов.
Из других особенностей можно отметить, что
на некоторых станах подшипники работают в
условиях высокой температуры — до 300° и
выше.
§ 2. Основные типы подшипников
прокатных валков
Для прокатных валков применяют подшип-
ники трех основных типов: открытые подшип-
ники скольжения с металлическими и неме-
таллическими вкладышами; закрытые под-
шипники жидкостного трения и подшипники
качения.
Открытые подшипники с металлическими
вкладышами малосовершенны, характеризу-
ются высоким коэффициентом трения, недол-
говечны в работе и в настоящее время их при-
меняют лишь в старых тонколистовых ста-
нах штучной прокатки, где из-за высокой тем-
пературы шеек (около 300°) другие подшип-
ники не пригодны.
Открытые подшипники с неметаллическими
вкладышами из пластмасс или древесных
пластиков для прокатных валков начали при-
менять с 1930—35 гг., когда практически бы-
ло доказано, что при смазке водой они обес-
печивают достаточную грузоподъемность и по
сравнению с металлическими обладают боль-
шей износоустойчивостью при работе в усло-
виях попадания абразивных частиц и во мно-
го раз меньшим коэффициентом трения. По-
этому на обжимных, заготовочных, сортовых,
рельсобалочных и толстолистовых станах, где
по условиям относительно грубых допусков
прокатки высокая упругость неметаллических
вкладышей имеет менее существенное значе-
ние, с тех пор начался решительный переход
на подшипники с этими вкладышами, которые
до сих пор еще часто применяют на этих ста-
нах. Указанный процесс замены металличе-
ских вкладышей неметаллическими, имеющи-
ми во много раз меньший коэффициент тре-
ния, сопровождался снижением расхода энер-
гии при прокатке. Относительная величина
этого снижения оказалась особенно ощутимой
на станах, работающих с небольшими углами
захвата, и в чистовых клетях доходила при-
мерно до 50% (табл. 29). Однако тенденция
к широкому применению неметаллических
вкладышей не затронула тонколистовых и хо-
лоднопрокатных станов из-за более жестких
допусков при прокатке. Более того, можно
сказать, что эта тенденция в самое последнее
время все более уступает место тенденции к
применению закрытых подшипников жидкост-
ного трения и роликовых, более долговечных
в работе и обеспечивающих большую точ-
ность проката.
Подшипники качения и жидкостного трения
обладают низким коэффициентом трения, вы-
сокой жесткостью и долговечностью в работе,
и их применяют главным образом в холодно-
прокатных и тонколистовых станах, а также в
непрерывных проволочных станах. Преиму-
щественное применение этих подшипников на
данных станах обусловлено в первую очередь
высокими требованиями к точности прокатки.
С другой стороны из общеизвестного выраже-
ния мощности
^ = ^-Р(е+р) (39)
следует, что, при прочих равных условиях, с
уменьшением радиуса круга трения р относи-
тельное уменьшение мощности происходит
интенсивней при меньшей величине плеча на-
грузки е, пропорционального углу захвата.
Это положение наглядно иллюстрировалось
практическими данными (табл. 29).
Применение подшипников с низким коэф-
фициентом трения в тонколистовых станах,
характеризуемых работой с малыми углами
захвата, в отношении экономии мощности
особенно выгодно. Учитывая эти преимущест-
ва и накопленный положительный опыт кон-
струирования и эксплуатации, подшипники
качения и жидкостного трения стремиться
применять теперь практически почти на всех
станах.
Сравнительные показатели подшипников
качения и жидкостного трения следующие:
Допустимая скорость подшипников качения
относительно строго ограничена (каталожны-
ми данными), а работоспособность их с ро-
стом скорости и нагрузки резко падает. Допу-
стимая скорость подшипников жидкостного
трения практически ограничена лишь услови-
ями теплоотвода. С ростом скорости при дол-
жном охлаждении грузоподъемность их не
уменьшается, а возрастает. Поэтому при
больших скоростях, не допустимых при при-
менении подшипников качения, эти подшип-
ники являются практически незаменимы-
ми и в высокоскоростных листовых и прово-
лочных станах находят исключительное при-
менение. Относительно меньшие диаметраль-
ные габариты подшипников жидкостного тре-
ния позволяют применять более прочные шей-
ки валков.
Частые запуски и реверсы под нагрузкой
не препятствуют применению подшипников
качения, тогда как для подшипников жид-
костного трения они нежелательны из-за зна-
чительного момента трения при трогании с
места под нагрузкой. Однако при высокой
точности исполнения и быстрых разгонах эти
подшипники быстро входят в фазу жидкост-
ного трения и потому использование их при
не очень частых запусках и реверсах даже
под нагрузкой считается возможным [84].
Указанные важные преимущества подшипт
ников жидкостного трения обусловливают в
настоящее время тенденцию к применению их
даже при скоростях, когда возможно приме-
нение подшипников качения.
Таблица 29
Расход энергии при бронзовых и текстолитовых
вкладышах
Расход энергия
квт-ч/т
при брон-
зовых
вкладышах
при тек-
столито-
вых ВКЛЭ'
дышах
13—14,5
10—12,5
46,4
20
40
36,4
15
20
Название стана
% ;
уменьше-.
ния рас-
хода
энергии
Блуминг 1100
Рельсобалочный стан
(средняя линия 800) .
Среднелистовой стан-тан-
дем—2150 мм\
чер! озая клеть . .
чистовая клеть . .
15
21,5
25
50
§ 3. Подшипники открытого типа
с металлическими вкладышами
Как упоминалось, эти подшипники применя-
ют лишь у тонколистовых станов штучной про-
катки листов старым способом, где темпера-
тура шеек доходит до 300° и более. Особен-
ность устройства этих станов в том, что при-
водным является только нижний валок. Верх-
ний холостой валок вращается силой трения
от нижнего валка вследствие того, что своей
бочкой он лежит на бочке нижнего валка. Со-
ответственно этому предусматривают вклады-
ши только в направлении усилий при прокат-
ке; вспомогательные вкладыши, предназначен-
ные для восприятия веса верхнего валка при
1
Рис. 52. Расположение ч
металлических вклады-
шей у подшипников тон-
колистовых станов штуч-
ной прокатки листов
холостом ходе стана, не предусматривают
/рис. 52). Подшипники валков на этих ста-
нах обычно выполняют с дополнительными бо-
ковыми вкладышами, что обусловлено стрем-
лением более надежно обеспечить параллель-
ность осей валков при передаче крутящего мо-
мента привода только через один валок.
Для каждой шейки валка вкладыши уста-
навливают в самостоятельном корпусе, назы-
ваемом подушкой. Причем вкладыши нижнего
валка у данных станов часто устанавливают
также непосредственно в станине рабочей
клети.
форма сечения вкладышей (рис. 53) может
Рис. 53. Формы сечения металлических вкла-
дышей,
быть прямоугольной, а при значительных уг-
лах обхвата шейки с целью большей экономии
материала—пятигранной или цилиндрической.
Примерные размеры вкладышей (рис. 54):
толщина 5 = 0,08с? + 4 мм\ толщина фланца
0,12с?; ширина вкладышей при наличии до-
полнительных боковых вкладышей а = 2/Зс/, а
Рис. 54. Металлический вкладыш прямо-
угольной формы
при отсутствии боковых вкладышей — значи-
тельно больше.
Бронзовые вкладыши (например, оловяни-
стая бронза марки БрОЦС6-6-3 по ГОСТ
613—41) являются наиболее надежными, хотя
и дорогими. Они допускают удельное давление
250—500 кг/см?.
Заменителем бронзы служит графитизиро-
ванная сталь, содержащая: 1,4—1,6% С; 0,9—
1,3% 81; 0,2—0,4% Мп; 0,4—0,6% Си; 0,05%
5 и 0,05% Р 179, 801.
В литом и термически обработанном виде
(отжиг, при котором выделяется свободный
углерод в виде графита) при перлито-графи-
товой структуре эта сталь имеет высокую из-
носоустойчивость. Например, по опытам на од-
ном из заводов Союза вкладыши из этой стали
при температуре около 4о0°, удельных давле-
ниях 150—400 кг!см2 обладали стойкостью не
менее вкладышей из бронзы марки БрОЦСб-
6-3 [79].
Однако подобные вкладыши требуют значи-
тельно более тщательной обработки, чем брон-
зовые, вследствие более плохой прирабатывае-
мости.
С целью увеличения стойкости подшипников-
при горячем режиме работы целесообразно'
предусматривать искусственное охлаждение
вкладышей водой (по опыту завода «Серп и
молот»). Для этого при отливке вкладыша в.
его тело заливают трубчатый змеевик, по кото-
рому циркулирует охлаждающая вода.
§ 4. Подшипники открытого типа
с неметаллическими вкладышами
Неметаллические вкладыши применяют
подшипниках валков блумингов, слябингов,
обжимных, заготовочных, толстолистовых,,
рельсобалочных и сортовых станов, т. е. у
большинства прокатных станов за исключени-
ем холоднопрокатных, тонколистовых и отча-
сти проволочных.
Наиболее рациональными материалами для
неметаллических вкладышей подшипников:
прокатных валков являются: при высоких,
удельных давлениях (около 250—300 кг/см2)—
текстолит и его заменитель лигнофоль, а при
меньших удельных давлениях, примерно мень-
ше 100 кг/см2,— лигностон.
Эти материалы, за исключением лигностона,,
изготовляют прессованием в нагретом состоя-
нии смеси из смол резольного типа и опреде-
ленного вида наполнителя. В процессе прессо-
вания под высоким давлением (до 300 кг!см2)
при температуре около 150° эта смесь превра-
щается в твердое, нерастворяющееся и непла-
вящееся вещество (относящееся по этому при-
знаку к группе так называемых термореактив-
ных пластиков). Последнее, в зависимости от'
рода наполнителя, будет являться текстоли-
том, текстобакелитом или лигнофолем.
Текстолит содержит в качестве напол-
нителя хлопчатобумажную ткань. Обычный
слоистый текстолит, например марки 2 (по
техническим условиям Министерства химиче-
ской промышленности ТУ ХП 398—41), изго-
товляют горячим прессованием уложенной
правильными слоями ткани, пропитанной син-
тетической смолой резольного типа.
Из этого текстолита изготовляют наборные
(составные) вкладыши. Одним из лучших ма-
териалов для вкладышей является текстолит
марки 2Б, основу которого составляет тяжелая
крупноплетеная ткань типа бельтинг или «ре-
мень» сложного плетения. Этот текстолит бо-
лее прочен, чем слоистый; он не расслаивает-
ся и лучше сопротивляется раскалыванию.
Текстолиты марки 2 и 2Б изготовляют в виде
плит толщиной от 20 до 70 мм (через каж-
дые 5 мм) с допуском ±2 мм [801.
Высокой прочностью обладает также тек-
столит, приготовляемый из текстолитовой
крошки, который наряду с текстолитом мар-
ки 2Б часто используют для изготовления
цельноштампованных вкладышей. Свойства
'текстолита и других материалов приведены в
табл. 30.
Основное преимущество лигностона по срав
нению с текстолитом и лигнофолем состоит 1
большей его теплостойкости (300° С) и мень
шей стоимости (примерно в шесть раз дешевле
текстолита и в три раза дешевле лигнофоля)
Механические свойства лигностона, одкакс
ниже, чем текстолита или лигнофоля (см
табл. 30), и поэтому его рекомендуют приме
нять только при невысоких удельных давлени
ях. Следует отметить, что из числа указанны:
материалов текстолит, несмотря на большую
стоимость, в последнее время стал основные
материалом для подшипников прокатных вал
ков в связи с организацией изготовления и
него цельноштампованных вкладышей.
Вследствие того, что теплопроводность ука
занных пластмасс и лигностона в несколью
сот раз меньше, чем у металлов, подшипники
Таблица 3
Основные свойства текстолита,
лигнофоля, лигностона и бронзы
Показатели Текстолит Лигнофоль Лигностон Бронза
слоистый 2Б из крошки параллель- ный перекрестный
Удельный вес Предел прочности при сжатии, кг/мм2: 1,3—1,4 1,35—1,4 1,25—1,4 1,35—1,45 1,35-1,45 1,2—1,25 8,8
вдоль волокон . . . 13,0—13,5 Не менее 11 •— 15—20 13—15 10—12 45
поперек волокон . . .Модуль упругости, 23,0—24,5 Не менее 19 Не менее 104-13 — — 6—7 45
кг/мм2 Теплопроводность. 500—1100 — — — — — 10000
ккал/ м.час °С .... 0,2—0,3 — — — —. 55
Теплостойкость, °С . . 140—150 125 — — — 300 700
Лигнофо ль (называемый древесно-слои-
стым пластиком — ДСП) содержит в качестве
наполнителя фанерный березовый шпон (тол-
щиной 0,5—2 мм). Изготовляется в виде плит
с перекрещивающимися волокнами, наподобие
фанеры, или с параллельными. По своим меха-
ническим и антифрикционным свойствам лиг-
нофоль почти равноценен текстолиту, но при-
мерно в два раза дешевле текстолита. Впервые
в качестве подшипникового материала для
прокатных валков лигнофоль применен в Со-
ветском Союзе в 1930 г. [81].
Лигностон (в переводе — каменное дере-
во) приготовляют из березовых брусьев пу-
тем предварительной их пропитки 20%-ным
раствором глюкозы с последующим прессова-
нием поперек волокон, с обжатием до 60% при
температуре 140—160°, под давлением 250—
300 кг/см2. Большей частью лигностон изготов-
ляют в виде брусьев, а иногда и в виде плит.
у которых вкладыши сделаны из пластмасс
требуют усиленного внутреннего охлаждения
которое осуществляется весьма обильным по
ливанием шеек валков водой. Вода, поступаю
щая в подшипник для охлаждения, в то ж*
время служит смазкой его, и при окружное
скорости шейки больше 0,5—1 м/сек вкладыш!
из этих материалов вполне удовлетворительнс
могут работать при смазке одной лишь водой
Периодическая подача дополнительно не
больших порций густой смазки несколько улуч
шает работу подшипника при высоких на-
грузках и также частых реверсах или запу-
сках [82].
Коэффициент трения в этих подшипника)!
практически в 2—10 раз меньше, чем в под*
шипниках открытого типа с металлическими
вкладышами. При скорости скольжения более
2 м/сек и при смазке одной лишь водой коэф:
фициент трения в текстолитовых и лигнофоле-
вых подшипниках доходит до 0,003—0,006.
Зависимость коэффициента трения от ско-
рости скольжения для этих подшипников при
смазке водой (рис. 55) качественно не отли-
чается от аналогичных зависимостей для ме-
таллических подшипников, работающих на
масле. Диаграмма (см. рис. 55) показывает
наличие области полужидкостного трения при
скоростях скольжения менее 2 м[сек, когда с
уменьшением скорости коэффициент трения
увеличивается. При больших скоростях под-
шипник работает в условиях, близких к жид-
костному трению, т. е. с низким коэффициен-
том трения.
расход текстолита может быть сокращен в
3—3,5 раза [71].
Расположение вкладышей в подшипниках
показано на рис. 56. Основные вкладыши уста-
навливают соответственно направлению уси-
лий прокатки. Причем у среднего валка станов
трио (за исключением листовых станов трио)
основные вкладыши устанавливают сверху и
снизу шейки. Подшипник верхнего валка дол-
жен иметь снизу шейки вспомогательный вкла-
дыш для восприятия веса валка при холостом
ходе стана. Подшипники нижнего валка вкла-
дышей сверху шеек не имеют: эти шейки свер-
ху закрывают защитным кожухом.
Форма вкладышей различна (рис. 57). В от-
Рис. 55. Зависимость коэффициента трения текстолитовых под-
шипников при смазке водой от скорости скольжения при раз-
личных удельных давлениях:
3 — область полужидкостного трения; 2 — область жидкостного трения
Рис. 56. Расположение вкла-
дышей подшипников откры-
того типа станов дуо и трио
Кроме экономии в расходе энергии, приме-
нение неметаллических вкладышей вместо ме-
таллических способствует значительному уве-
личению срока службы подшипников — до 200
и более смен.
В тех условиях работы, когда в подшипники
может попасть окалина, неметаллические
вкладыши в 10—40 раз более износоустойчи-
вы, чем металлические. Это объясняется спо-
собностью неметаллических вкладышей хоро-
шо поглощать абразивные частицы (они вдав-
ливаются в тело вкладыша), исключая тем са-
мым образование задиров на шейке.
Стойкость неметаллических вкладышей мо-
жет быть значительно увеличена при примене-
нии поверхностной закалки шеек. При этом
ношении расхода материала наиболее эконо-
мичны вкладыши цилиндрической формы (см.
рис. 57, а). Они наиболее распространены, и в
настоящее время их выполняют преимущест-
венно цельноштампованными. Вкладыши пря-
моугольной формы (рис. 57, б) и вкладыши,
состоящие из трех секций (рис. 57, в), изго-
товляют наборными; последние более эконо-
мичны в части расхода материала; следует
отметить, что вкладыши обоих этих типов для
новых станов почти утратили значение в связи
с применением цельноштампованных вклады-
шей.
Цельноштампованные вкладыши изготовля-
ют только из текстолита, а сборные вкладыши,
кроме того, из древесных пластиков.
Сборные вкладыши необходимо изготовлять
с расположением слоев ткани в текстолите или
фанеры в лигнофоле перпендикулярно поверх-
Рис. 57. Различные формы основных вкладышей
в подшипниках открытого типа
ности шейки валков (рис. 58). При другом рас- I
положении слоев относительно поверхности I
скольжения подшипники срабатываются в не- I
сколько раз быстрее. Лигностоновые вклады-
ши обычно выполняют сборными из брусков
лигностона, устанавливаемых на торец.
в металлических кассетах, однако они допол-
нительной механической обработки не требуют.;
Оргчерметом разработан проект унифициро-
ванных типовых штампованных вкладышей и
фланцев из текстолита. Согласно этому проек-
ту, рекомендуемая толщина й вкладышей
(рис. 59), 30—42,5 мм, в зависимости от раз-
мера шейки валка, а угол а для сортовых и
трубных станов принят равным 140° [83, 84].
Рис. 59. Штампованный вкладыш из тексто-(
лита (проект Оргчермета)
Рис. 58. Лигнофолевый наборный вкладыш с
кассетой к крупносортному стану 700
Наборные вкладыши обычно располагают в
металлических кассетах с последующей рас-
точкой их рабочих поверхностей. [
На рис. 58 показан лигнофолевый наборный
вкладыш с кассетой. Форма вкладыша эконо-
мична в отношении расхода материала.
В тангенциальном направлении вкладыш •
укрепляют двумя врезными планками. Фланцы
(упорная часть подшипника) необходимо вы-
полнять отдельно от вкладышей и, учитывая
более быстрый износ фланцев, предусматри-
вать возможность замены их независимо от
вкладышей. С этой целью их укрепляют обыч-
но в ласточкин паз (см. рис. 58).
Цельноштампованные вкладыши более эко-
номичны в отношении расхода материала и
обеспечивают большую простоту конструкции
подшипника в целом. Их также устанавливают
Для улучшения условий захвата воды на
вкладышах предусматривают фаски.
Фланцы предусматривают двух типов: для
валков с диаметром шейки менее 570 мм —
одинарные фланцы (рис. 60, а) и для валков
Рис. 60. Штампованные фланцы из
текстолита (проект Оргчермета):
а — при диаметре шеек менее 570 мм\
б — при диаметре шеек более 600 мм
с диаметром шейки 600—850 мм—секционные
(рис. 60, б), устанавливаемые по три штуки, в
кассету. Рекомендуемая толщина / фланцев —
от 25 до 60 мм, в зависимости от размера вал-
ка. Фланцы укрепляют в ласточкин паз
(рис. 61). Вкладыши в тангенциальном на-
правлении укрепляют планками, а в осевом
они удерживаются заплечиками кассеты. По-
Отметим, что упомянутый проект Оргчермета
на цельноштампованные вкладыши должен
подвергнуться переработке, так как не согла-
суется с последним ГОСТ на размеры прокат-
ных валков.
Рис. 61. Установка вставного штампованного
вкладыша и фланца в кассете (проект Оргчер-
мета)
следние по мере приближения к середине вкла-
дыша постепенно переходят во впадину, что
достигается смещением центра при их расточ-
ке. Такой способ крепления обеспечивает весь-
ма эффективное использование вкладыша и
фланца на износ, несмотря на большей радиус
галтели у шейки валка (см. рис. 61, место Л).
Рис. 62. Узел подушек с цельноштампованными текстолитовыми вкладышами для блуминга 1150 Уралмашзавода
Цельноштампованные вкладыши прессуют
из текстолита, применяя обычно марку 2Б, а
фланцы — из текстолитовой крошки. Благода-
ря применению в качестве основы для тексто-
лита тяжелой крупноплетеной ткани эти под-
шипники успешно работают при расположении
слоев ткани плашмя. Это обстоятельство дает
валков типового блуминга 1150 Уралмашза-
вода. Вкладыши установлены в стальных кас-
сетах /, находящихся в подушках 2, и при-
креплены к ним болтами и планками. Пре-
имущества осевой фиксации вкладышей экс-
центричными заплечиками (согласно проекту
Оргчермета) в данной конструкции не исполь-
зованы.
Для того чтобы при осевой регулировке, на-
пример верхнего валка, кассета 1 перемеща-
лась одновременно с подвеской 3 при помощи
болтов 4, на кассете предусмотрены выступы 5,
входящие в пазы подвески. Вода по трубкам 6
с отверстиями подается к кромкам вклады-
шей.
Манжетные уплотнения 7 задерживают вы-
брос воды, и последняя уходит из подшипника
в основном в направлении бочки валка и своим
напором предотвращает возможность попада-
ния окалины со стороны бочки валка. Уплот-
нение способствует также более эффективному
омыванию шейки валка водой.
Следует отметить, что использование мор-
ской (а также очень жесткой) воды приводит
к быстрому износу подшипников из-за интен-
сивной коррозии в этой среде шеек. В этой
связи заслуживает внимания положительный
опыт электрохимической защиты шеек валков
от коррозии, примененной на блуминге завода
«Азовсталь» [85] и значительно увеличившей
срок службы вкладышей. По этому способу
(рис. 63) шейки валков присоединяют к отри-
Рис. 63. Схема электрохимиче-
ской защиты шеек валка от
коррозии
нательному полюсу источника постоянного то-
ка, а к положительному полюсу — не касаю-
щиеся шеек стальные пластины, вмонтирован-
ные в продольные пазы вкладыша.
При этом узел подшипника становится элек-
тромагнитной ванной, в которой шейка валка
является катодом, а пластины — разрушаю-
щимся анодом. При плотности тока 0,05 а!дм2
работа естественных коррозионных микрогаль-
ванических элементов (коррозионные токи обу-
словливаются наличием разности потенциалов,
между отдельными элементами поверхности
шейки валка вследствие неравносвойственно-
сти материала) на поверхности шейки валка
«подавляется», и процесс коррозии благодаря
этому устраняется.
§ 5. Устройство и расчет подушек подшипников
открытого типа
Корпус подшипника прокатных валков при-
нято называть подушкой. Подушку каждого
подшипника устанавливают в проеме станины
между ее стойками с небольшим зазором
(обычно по посадке Аз). У подшипников от-
крытого типа подушка обычно представляет
собой П-образную раму из стального литья.
Причем у небольших станов, когда прокатку
ведут с постоянным положением калибров,
вкладыши обычно устанавливают непосредст-
венно в подушке (рис. 64).
У крупных станов, работающих с перемеще-
нием валка после каждого прохода (блуминги,
обжимные станы, толстолистовые), вкладыши
в подушке устанавливают обычно с помощью
кассеты.
Подушку нижнего валка сверху его шейки
закрывают крышкой для предохранения под-
шипника от попадания в него окалины, а к
нижней части подушки верхнего валка при-
крепляют подвеску с дополнительным вкла-
дышем для поддержания верхнего валка во
время холостого хода.
Прочность подушки проверяют приближен-
но, исходя из давления нажимного винта и
момента трения, стремящегося повернуть по-
душку. Силы (?, препятствующие со сто-
роны станины повороту подушки, равны
(рис. 65):
где Р, а, р, и, й — давление нажимного винта,
плечо пары сил (?, радиус круга трения, коэф-
фициент трения и диаметр шейки. Наиболь-
ший изгибающий момент будет, очевидно, в се-
чении I — Ц где напряжения изгиба определя-
ются из формулы
где у — плечо силы 0 относительно нейтраль-
ной линии рассматриваемого сече-
ния;
ген — момент сопротивления сечения I—I.
660
Рис. 64. Наборный вкладыш верхнего валка клети
дуо рельсобалочного стана 800 (УЗТМ)
Рис. 65. Силы, действующие на
подушку верхнего валка
где С — нагрузка на шейку валка во время
холостого хода стана;
I—расстояние между болтами;
Ь —ширина вкладыша.
Подушки среднего валка у станов трио, за
исключением станов с плавающим средним.
Рис. 66. Силы, действующие
на подвеску подушки верх-
него валка
Расчетное напряжение на поверхности по-
душки, с учетом удельного давления р по пяте
нажимного винта, равно:
$расч — Н" Р’
(41)
Подвеску у подушки верхнего валка рассчи-
тывают как балку на двух опорах (рис. 66).
Изгибающий момент, действующий в сере-
дине подвески, определяют по уравнению
М= — (I
4 \
____
2 / ’
(42)
валком и блумингов трио, рассчитывают ана-
логично подвеске на изгиб по уравнению (42),
только в данном случае величина С будет рав-
на давлению на шейку валка во время прокат-
ки, а I равно расстоянию между опорами по-
душки (рис. 67). Ввиду ограниченности габа-
рита подушек среднего валка и большого из-
гибающего момента их рекомендуют делать
кованными из стали с повышенными механиче-
скими свойствами.
Рис. 67. Схема подушек
среднего валка
§ 6. Подшипники закрытого типа
Подшипники закрытого типа охватывают
шейку по всей окружности. В последнее время
-созданы подшипники, в которых при больших
удельных давлениях (до 250 кг!см2 и выше),
•свойственных подшипникам прокатных валков,
обеспечивается жидкостное трение (поверхно-
сти скольжения разделены слоем масла).Жид-
костное трение в таких подшипниках обеспечи-
вают тщательностью обработки хорошей гер-
метизацией подшипника и другими особенно-
стями конструкции. Работа подшипников при
жидкостном трении характеризуется: низким
коэффициентом трения 0,001—0,008, т. е. та-
ким же, как и у подшипников качения, и прак-
тически — отсутствием износа. Вследствие низ-
ких потерь на трение эти подшипники вполне
удовлетворительно охлаждаются непрерывно
циркулирующим маслом. Подобные подшипни-
ки типа Моргойл для прокатки валков впер-
вые были применены в опытном порядке около
20 лет назад [84] и обнадеживающие резуль-
таты с тех пор все более стимулируют их ши-
рокое применение. Особенно широко они при-
меняются для опорных валков станов кварто.
Применение этих подшипников наряду с под-
шипниками качения благодаря их точности,
жесткости и малому коэффициенту трения обе-
спечивает точную прокатку и относительно
низкий расход энергии.
На рис. 68 показан подшипник жидкостного
трения (радиально-упорный) опорного валка
рабочей клети кварто холоднопрокатного стана
2500 [100]. На конической шейке валка закре-
плена втулка-цапфа /, вращающаяся во втул-
ке-вкладыше 2, залитой тонким слоем (около
5 мм} высококачественного оловянистого баб-
бита (тонкий слой баббита лучше сопротив-
ляется выдавливанию и потому более грузо-
подъемен, чем толстый слой). Втулку 1 укреп-
ляют на шейке с помощью шпонок 3, резьбо-
вых полуколец 4 и гайки 5. Последнюю на-
дежно контрят винтом 6, устанавливаемым в
совпадающих отверстиях гайки 5 и втулки 1
(число отверстий в гайке на одно больше, чем
во втулке). Осевая нагрузка воспринимается
фланцем 7 и полукольцами 8 с баббитовой за-
ливкой. Подшипник смазывается через отвер-
стия (на чертеже не показаны) и кольцевые
проточки 9 в подушке 10 и отверстия 11 во
втулке 2. Отработавшее масло собирается в
масляных карманах, расположенных е торцов
подшипника, И возвращается самотеком в ма-
слосборный бак циркуляционной смазочной
системы (подвод и отвод смазки наглядно по-
казаны на рис. 69).-Герметичность подшипни-
ка обеспечивают уплотнениями 12 и резиновы-
ми кольцами 13 и 14. Чтобы предотвратить из-
нашивание втулки 1 при трении о манжеты
уплотнения /2, предусмотрено сменное кольцо
15. Рабочая поверхность втулки-вкладыша
(рис. 70) расточена из двух центров (со сме-
щением по 0,3 мм) с тем, чтобы удовлетво-
рить требованию, связанному с расчетной ве-
личиной масляного клина (слоя) в нагружен-
ной зоне подшипника, и в то же время обеспе-
чить нужный зазор в диаметрально противопо-
ложной ненагруженной зоне подшипника для
достаточно обильного прохождения через него
масла для поглощения тепла, выделяющегося
от трения в подшипнике. Подобный способ
расточки обеспечивает также взаимозаменяе-
мость поверхностей нагруженной и не нагру-
женной зон подшипника. Боковые масляные
карманы во втулке-вкладыше, образованные
расточкой из центров, смещенных на 35 мм, об-
легчают проникновение масла в рабочую зону
(за счет более плавного уменьшения зазора)
и способствуют отводу тепла от подшипни-
ка за счет интенсивного омывания цапфы мас-
лом в, зонах этих расточек. Коническая форма
шейки валка, несмотря на большую трудоем-
кость изготовления по сравнению с цилиндри-
ческой, имеет преимущество в прочности и лег-
кости демонтажа подшипника. При смене вал-
ка подшипник не разбирают, а снимают цели-
ком вместе с подушкой с конической шейки
валка. Оба подшипника у прокатного валка
обычно выполняют радиально-упорными.
В осевом направлении по отношению станин
фиксируют только подушки, расположенные со
стороны, противоположной приводу (на
рис. 68 — с помощью двух откидных планок
16, из которых показана только одна).
За последние годы стали также получать
широкое применение подшипники жидкостного
трения без упорных колец. Для восприятия
осевых усилий в них устанавливают специаль-
Рис. 68. Радиально-упорней подшипник жидкостного
трения для опорного валка непрерывного холоднопро-
катного стана ЙЖ) (ЦКБММ)
Рис. 69. Подшипник жидкостного трения (типа
Моргойл):
1 — полированная втулка; 2 — цилиндрическая втул-
ка с заливкой баббитом; 8 — труба для подвода
смазки; 4 — труба для отвода смазки
Рис. 70. Схема расточки втуйкй-вклады-
ша подшипника, изображенного на
рис. 68. Диаметр цапфы Ю00—0’е4е
А. И. Целиков и В. .В. Смирнов
ный радиально-упорный подшипник качения
(рис. 71).
Подушки должны быть обязательно
са м о у ст а н а в л ив а ю щимис я, чтобы
исключить работу подшипников
Рис. 71. Радиальный подшипник жидкостно-
го трения с упорным подшипником качения
с перекосом. Самоустановка верхних поду-
шек обеспечивается сферическими поверхно-
стями нажимных винтов. Нижние подушки с
целью самоустановки должны опираться па
скругленные или короткие опоры (рис. 72)
[100].
Для тяжело нагруженных подшипников в ка-
честве смазки обычно используют масло П-28
(брайсток) вязкостью 3,68—4,2 ВУ при 100° С.
Смазка подводится к подшипнику под давле-
нием 1 —1,5 ати.
Размеры подшипников [83] определяются
расчетом [84, 86, 87, 88] и должны быть со-
гласованы с ГОСТ 7999—56 «Прокатные станы.
Подшипники жидкостного трения. Основные
размеры рабочих поверхностей».
Диаметры подшипников, согласно ГОСТ,
рекомендуется выбирать из следующего ряда
значений: 180, 200, 220, 250, 275, 300, 320, 350,
400, 450, 500, 550, 600, 650, 710, 800, 850, 900,
1000, 1120, 1180 мм, а отношение — длины
а
подшипника к диаметру предлагается прини-
мать равным 0,6 или 0,75. Допускается также
применять подшипники с длиной I 0,9б/ без
соблюдения указанного ряда диаметров.
Втулку-цапфу для подшипников диаметром
до 500 мм, от 500 до 1000 мм и свыше 1000-юи
рекомендуется изготавлять соответственно из
сталей 40Х, 55Х и 40ХС с термообработкой до
твердости не менее 240 Нв. Втулку-цапфу из-
готавляют из ст. 25 с термообработкой до
I Рис. 72. Общий вид подушек рабочей клети кварто 2500
тверД°сти не менее 170 Нв. Для заливки при-
меняют баббит Б 92 (при тяжелых нагруз-
ках) или баббит Б 83 или кадмиево-никеле-
вый сплав [83].
Для герметизации подшипников применяют
обычно уплотнения манжетного типа. Манже-
ты изготовляют из маслостойкой резины (в ча-
стности, марки 3825). Резиновые уплотнения
попускают работу при температуре от —30 до
_|_100° и при отсутствии в уплотняемой зоне
избыточного давления — скорость скольже,-
до 10 м!сек. Конструкции манжетных уплотне-
ний разнообразны.
На рис. 73 показаны бескаркасные уплотне-
ния: одинарное и двойное (для большей гер-
метичности). Рабочая поверхность манжеты
Рис. 74. Манжетное уплотнение со вставным
металлическим каркасом
Рис. 73. Манжетные уплотнения из маслостой-
кой резины:
а — одинарное; б — двойное: в — замок для соеди-
нения квнцов пружинного браслета
прижимается к валу пружинным браслетом,
образуемым свинчиванием концов пружины
(рис. 73, в). Недостатком бескаркасных уплот-
нений является их значительная и нестабиль-
ная усадка. В связи с этим ЦКБММ рекомен-
довано более рациональное манжетное уплот-
нение со вставным стальным распорным коль-
цом, которое вставляется в манжету перед ее
монтажом (рис. 74).
На рис. 75 показан вариант установки по-
добной манжеты для случая, когда в зоне
уплотнения избыточное давление более
1 кг! см2.
Прогиб тела манжеты от этого давления
предотвращается промежуточным кольцом
6*
Г-образного сечения (рис. 75). Надо заметить,
что работа манжет сопровождается выработ-
кой вала. В связи с этим целесообразно в ме-
Рис. 75. Установка ман-
жетного уплотнения со
вставным металлическим
каркасом при наличии
избыточного давления
в уплотняемой зоне бо-
лее 1 кг! см2
стах соприкосновения с манжетами предусма-
тривать сменные кольца (см., например,
рис. 68, кольцо 15).
§ 7. Подшипники качения для прокатных
валков
Подшипники качения для прокатных валков
широко применяют в холоднопрокатных, тон-
колистовых, проволочно-прокатных, загото-
вочных и других станах. В ряде случаев, и в
первую очередь при больших скоростях про-
катки, возникает тенденция заменить подшип-
ники качения-подшипниками жидкостного тре-
ния.
Сравнение основных показателей подшип-
ников качения и жидкостного трения было
рассмотрено выше. К этому можно добавить,
что подшипники качения не требуют столь
тщательной герметизации (уплотнений), осо-
бенно при работе на густой смазке, и более
просты в эксплуатации, особенно при смене
валков.
В частности, по этим соображениям для ра-
бочих валков станов кварто обычно предпо-
читают подшипники качения.
Для прокатных валков применяют в основ-
ном роликовые подшипники с коническими,
сфероконическими и иногда с цилиндрически-
ми роликами, причем в СССР крупногабарит-
ные подшипники изготовляют преимуществен-
но роликоконическими. Существует множест-
во вариантов компоновок подшипниковых уз-
лов даже применительно к подшипникам од-
ного типа.
Общим требованием к подушкам подшип-
ников является возможность их самоустанов-
ки, исключая случаи установки на каждой
шейке по одному подшипнику со сферокони-
ческими роликами.
Посадку подшипников в гнездо подушки
выполняют с зазором. Посадку подшипников
на шейку валка при умеренных скоростях
обычно допускают также с зазором (обработ-
ка шейки по калибру Л или Х3) с целью об-
легчить их монтаж и демонтаж. Однако при
больших скоростях, чтобы избежать ускорен-
ного износа шеек, применяют неподвижную
посадку подшипников на шейки. Наиболее со-
вершенным для распрессовки и напрессовки
подшипников на шейку валка является метод
гидрораспора, в принципе совершенно анало-
гичный методу, применяемому для посадки
полумуфт (см. рис. 42, 6).
В этом случае подшипник демонтируют и
монтируют на шейке при подаче масла под
высоким давлением на посадочную поверх-
ность через каналы в теле шейки. Посадочные
поверхности при этом обычно выполняют с
конусностью 1 : 12, обеспечивающей распрес-
совку, как правило, без применения внешней
силы и возможность использования масляных
(ручных) насосов давлением до 600—
800 кг!см2. Иногда съем внутренних колец
подшипника с шейки выполняют также при
быстром нагреве их — обычно индукционном.
Подшипник напрессовывают с применением
гидрораспора и относительно небольшой
внешней силы до упора в дистанционное
кольцо, ширину которого устанавливают на
основе предварительного замера посадочных
диаметров, исходя из величины натяга около
0,0005 посадочного диаметра. Но напрессовка
вообще представляет задачу менее сложную,
сравнительно с распрессовкой, и может вы-
полняться также с применением предвари-
тельного подогрева подшипника (обычно в
масле).
Конструирование подшипников для про-
катных валков на протяжении многих лет
обусловлено стремлением обеспечить возмож-
но большую прочность шеек валков путем
уменьшения радиальной толщины подшипни-
ка при достаточно большой ширине. В част-
ности, обычно предпочитают применять сфе-
роконические подшипники с шириной, превьь
тающей радиальную толщину.
Роликоконические крупногаба-
ритные подшипники в СССР применя-
ют для прокатных валков значительно шире,
чем подшипники других типов.
Типы и размеры подшипников выбирают по
каталожным данным на основании заданных
размеров шейки валка, нагрузки, числа обо-
ротов и коэффициента работоспособности 189].
Причем для крупных подшипников экономи-
чески выгодней иметь срок службы по возмож-
ности большим, желательно не менее 10 000—.
1Й000 часов. На практике хорошо исполнен-
ные подшипники работают (календарно) не-
сколько лет.
Опубликованные каталожные данные 90
крупногабаритных подшипников значительно
изменились. В табл. 31—35 приведены данные
на изготовляемые или намеченные к изготовле-
нию в Союзе роликоконические и сферокони-
ческие подшипники.
Принцип построения профиля роликов у ро-
ликоконического и бочкообразно-конического
подшипника показан на рис. 76, на котором
видно, что образующие и оси роликов пересе-
Рис. 76. Профиль роликов подшип-
ников:
а — роликоконического: б — бочкообразно-
конического
каются в одной точке на оси подшипника. До-
стоинством этих подшипников является устой'
чивое положение роликов, которое обеспечИ'
вается за счет постоянного прижатия их боль-
шим основанием к реборде. Поэтому неизбеж-
ный зазор между роликами и сепаратором не
отражается на направлении их качения.
Таблица 31
Роликоконические подшипники однорядные
(размеры в мм)
Условное обозначе- ние под- шипника а о ъ с т 3° (прибли- женно) Ориентировочные расчетные данные
наиболь- ший наимень- ший коэффици- ент ра- ботоспо- собности С радиаль- ная стати- ческая грузоподъ- емность предель- ное число об/мин Вес к'г
Особо легкая серия (размеры по ГОСТ 5379—50)
7124 120 180 36 31 38,4 37,7 14 190000 14000 1000 3
7128 140 210 42 36 45,5 44,5 14 255000 19500 1000 4,8
7132 160 240 48 41 51,5 50,5 14 360000 26500 750 7,2
7144 220 340 72 62 76,5 75,5 14 740000 56000 500 23
7156 280 420 82 71 87,7 86,3 14 1000000 80000 500 39
71/500 500 720 100 82 110 108,5 14 2000000 170000 150 134
Легкая серия (размеры по ГОСТ 333—41)
7220 100 180 34 29 37,5 36,5 15 188000 13000 1500 3,7
7224 120 215 41 34 44 43 14 250000 17000 1000 6,2
7230 150 270 45 38 50 48 14 360000 24500 750 11
7244 220 400 65 52 72 68,5 14 720000 48000 500 35,5
Легкая широкая серия (р азмеры по ГОСТ 333—41)
7520 100 180 46 39 49,5 48,5 15 270000 18000 1000 5,1
7522 ПО 200 53,5 46 56,5 55,5 14 320000 20000 1000 7,8
7524 120 215 58 50 62 61 15 420000 27000 750 9,8
7526 130 230 65 54 68,5 67 16 520000 35000 750 10,7
7528 140 250 68 58 72,5 71 15 540000 38000 750 13,8
7530 150 270 74 60 78 76 14 600000 39000 500 18
7536 180 320 86 70 91 90 14 800000 48000 500 27,4
Средняя серия (размеры по ГОСТ 333—41)
7352 260 540 102 80 ПО 108,5 9 1700000 114000 500 109
Средняя широкая серия (размеры по ГОСТ 333—41)
7620 100 215 73 61,5 78 77 12 540000 32000 750 12
7624 120 260 86 70,5 . 91 90 11 730000 43000 750 21
7832 160 375 ' 79,4 60,3 87,3 85,8 25 730000 49000 500 41,3
7736 180 290 63,5 48 65 64 16 500000 35000 500 19,8
7841 205 485 95,2 73 117,5 116 30 1080000 68000 500 91
7760 300 500 90 65 90 88,5 10 1100000 91000 500 68
7784 420 620 95 70 95 93,5 13 1340000 105000 250 92
77/560 560 820 135 105 140 138 14 2900000 228000 150 232
Роликоконические подшипники двухрядные нерегулируемые (размеры в мм)
Условное обозначение подшипника 1 Параметры (прибли- женно) з® Ориентировочные расчетные данные
а о Т с коэффициент работоспо- собности С радиальная статическая грузоподъем- ность, кг предельное число об/мин вес кг
Сверхлегкая серия диаметров 9 (размеры по ГОСТ 6364—52)
2097944 220 300 НО 88 13 6500С0 57000 750 19,2
2097952 260 360 134 108 13 985000 84060 500 36
2097960 300 420 160 128 12 13300С0 114000 500 60
2097968 340 460 160 128 12 155Э0С0 125000 500 68
2097972 360 480 160 120 —. 1600600 135000 500 70
1097992 460 620 170 125 — 1900000 164000 400 125
1097993 480 650 180 130 16 1940600 166000 460 144
10979/500 500 670 180 130 17 2300600 189000 300 150
10979/530 530 710 190 136 16 2500600 200000 300 183
10979/710 710 950 240 175 18 4290000 390000 200 415
Особо легкая серия диаметров 1 (размеры по ГОСТ 6364—52)
2097136 180 280 134 168 12 8Г0000 59000 750 26
2097140 260 310 152 120 14 1000000 76600 750 35
2697144 220 340 166 130 13 1220000 91000 500 46
2097148 240 360 165 130 13 126СМ00 97060 590 50
2097152 260 4(0 186 146 12 1700000 1300.0 500 72
97168 340 520 180 135 — 1900000 145000 500 126
97172 360 540 185 140 — 2000000 150000 500 132
97180 400 600 206 150 15 2380000 188000 400 175
97184 420 620 206 150 16 2450000 195000 400 182
97188 440 650 212 152 17 2500000 200000 400 206
97192 460 680 230 175 13 3000000 232000 300 237
971/560 560 820 260 185 15 4300000 330000 300 394
971/710 710 1030 315 220 — 6400000 500000 200 870
Особо легкая серия диаметров 7 (размеры по ГОСТ 6364—52)
2097726 130 210 ПО 90 10 510000 38000 1200 13
2097730 150 250 138 112 10 760000 55000 1000 23
2097732 160 270 150 120 13 900000 65000 1600 30
2097736 180 300 164 134 10 1100000 80000 750 40
2097738 190 320 172 134 12 1200000 88000 750 49
2097740 200 340 184 150 — 1440000 100000 750 59
2097752 260 440 225 180 10 2300000 165000 500 128
1097760 300 500 205 152 13 2040000 149060 500 140
1097768 340 580 242 170 16 2800000 200000 400 227
1097776 380 620 240 170 — 3000000 220000 400 245
1097784 420 700 275 200 — 4000000 290000 400 365
, Легкая серия диаметров 2 (размеры по ГОСТ 6364—52)
97515 75 130 75 62 15 207000 15000 2000 3,54
97518 90 160 96 78 15 325000 22000 1700 7,22
97520 •100 180 112 92 15 430000 30000 1500 10,3
97521 105 190 118 96 15 497100 350(0 1500 12,8
97526 130 230 150 120 16 795000 58000 1200 23,4
97530 150 270 172 138 15 ЮоОООО 75000 1000 34,2
Роликоконические подшипники двухрядные нестандартные (размеры в мм)
47943. 747746
Условные обозначения подшипников а С 1 1 в 1 1 с т наиболь- шее ! 8° (прибли- женно) Ориентировочные расчетные данные
коэффициент работоспо- собности С радиальная статическая грузоподтем- ность, кг предель- ное число об/мин вес кг
47943 216 330 194 56 203 15 1000000 75000 500 52
747746 230 330 196,85 39 203 15 620000 49000 500 38
847792 460 730 200 86 200 12 Зс00000 287000 250 330
47792* 460 760 200 86 200 12 3800000 287000 150 360
* Подшипник 47792 изготовляют без дистанционного кольца._____________________________________________________
Таблица 34
Роликоконические подшипники четырехрядные нерегулируемые нестандартные (размеры в мм)
Условные обозначения •подшипников а л в Т наиболь- шее 3° (прибли- женно Ориентировочные расчетные данные
коэффициент работоспо- собности С радиальная статическая грузоподъем- ность, кг предельное число об/мин вес кг
77741 205 320 205 205 17 1160000 86000 500 56
77748 240 410 270 270 11 2100000 150000 500 145
77752 260 400 255 255 15 2000000 157000 500 120
г 777752 260 440 300 300 25 2300000 170000 350 181
3077256-Р 280 520 340 340 13 3400000 250000 350 345
77760 300 500 350 350 25 3200000 240000 350 274
ЦКБ820 320 540 368 368 12 4300000 310000 350 347
77766 330 580 360 360 14 4400000 325000 350 426
777770 350 590 420 420 25 5000000 400000 350 475
77172 360 . 540 325 325 15 3400000 270000 350 250
3077776 380 620 388 388 16 4300000 330000 350 492
77880 400 540 280 280 17 2300000 195000 350 175
ЦКБ822 420 760 500 500 13 8700000 640000 250 1065
77788 440 650 355 355 17 4800000 381000 250 407
777792 460 730 440 440 26 6500000 500000 200 607
77896 480 700 420 420 12 6300000 510000 200 547
ЦКБ845 520 950 580 580 11 14000000 1000000 150 1900
30777/530 530 880 544 544 17 10000000 750000 150 1350
779/600 500 800 365 365 12 6200000 550000 150 530
777/620 620 800 365 365 12 6000000 546000 150 473
777/650 650 1030 560 530 13 14400000 1080000 100 1800
778/660 660 855 320 320 12 5700000 490000 150 443
777/660 660 1070 640 650 12 17000000 1270000 100 2240
777/750 750 ИЗО 690 690 17 18000000 1480000 100 2460
ЦКБ817 750 1220 840 840 12 28000000 2100000 100 3994
Таблица 3$
Роликоподшипники со сфероконическими роликами (размеры в мм)
Легкая широкая серия (размеры по ГОСТ 5721—51)
3520 100 180 46 240000 17000 1500 5,2
3522 110 200 53 300000 22000 1500 7,4
3524 120 215 58 350000 27000 1500 9,2
3526 130 230 64 380000 33000 1000 П,4
3528 140 250 68 460000 37000 1000 14,5
3530 150 270 73 540000 41000 1000 18,5
3532 160 290 80 630000 50000 750 23
3534 170 310 86 730000 560000 750 29
3536 180 320 86 760000 60000 750 30
3538 190 340 92 850000 67000 500 37
3540 200 360 98 950000 75000 500 45
3544 220 400 108 1150000 90000 500 67
Средняя широкая серия (размеры по ГОСТ 5721—51)
3620 100 215 73 460000 32000 1000 13
3622 ПО 240 80 560000 40000 1000 18,1
3624 120 260 86 670000 48000 1000 22
3626 130 280 93 760000 55000 750 29
3628 140 300 102 920000 62000 750 36
3630 150 320 108 980000 72000 500 48
3632 160 340 114 1260000 80000 500 51
3634 170 360 120 1340000 93000 500 60
3636 180 380 126 1440000 100000 500 70
3638 190 400 132 1500000 115000 500 81
3640 200 420 138 1660000 125000 350 94
Размеры по ГОСТ 3478—54, кроме подшипников 3880
3003744 220 370 120 1140000 97000 500 57'
3003148 240 350 92 850000 78000 500 36
3003752 260 440 144 1550000 135000 400 86
3652 260 540 165 2300000 170000 350 195
3003156 280 420 106 1080000 105000 400 48
3003264 320 580 208 3000000 250000 300 255
3880* 400 590 142 1970000 187000 250 145
3680 400 820 243 5000000 390000 150 640
3003192 460 680 163 2850000 265000 150 220’
30031/530 530 780 185 4000000 380000 150 310
♦ Подшипник
3880 нестандартный, и применение его в новых машинах допускается лишь с согласия ЦКБ Главподшипника.
Роликовые конические подшипники приме-
няют с расположением роликов в четыре ряда
и реже — в два ряда. Рис. 77 и 78, на которых
изображены четырехрядные роликоконические
Рис. 77. Установка четырехрядного роликокони-
ческого подшипника к опорному валку стана
кварто 1700 (ЦКБММ)
подшипники опорного валка стана кварто 1700,
иллюстрируют обычное конструктивное офор-
мление подобных узлов подшипников [1001.
Этот подшипник нерегулируемый, т. е. между
его коническими кольцами установлены проме-
жуточные дистанционные кольца. Наличие по-
следних исключает необходимость регулировки
осевого зазора при сборке подшипникового уз-
ла и допускает жесткое крепление подшипни-
ка в осевом направлении на шейке и в корпусе.
Следует, однако, оговориться, что с учетом
разницы температурных деформаций отдель-
ных деталей, возможной неточности толщины
дистанционных колец и посадочных диаметров
подшипника не следует злоупотреблять изли-
шне осевой затяжкой внутренних колец че-
тырехрядного подшипника на шейке валка с
тем, чтобы за счет этого внутренние кольца
подшипника могли самоустанавливаться через
ролики по наружным кольцам в пределах име-
ющегося при этом небольшого несоответствия
размеров.
Толщина дистанционных колец во избежа-
ние заклинивания роликов подшипника для
крупных подшипников берется на 0,15—0,25 мм
больше соответствующего зазора между кони-
ческими кольцами, замеренного под неболь-
шой осевой нагрузкой на стенде без дистанци-
онных колец. Иными словами, — предусматри-
вается осевая игра подшипника в пределах
0,15—0,25 мм.
Смазывается подшипник через отверстия,
просверленные в подушке (на чертеже не по-
казаны), и отверстия в дистанционных коль-
цах. Предусмотрена также смазка шейки (че-
рез шлицы на распорных кольцах) во избе-
жание коррозии последней и с учетом того,,
что кольца на шейке могут немного провора-
чиваться. Внутренние кольца ‘ затягиваются
гайкой, которая навертывается на резьбовые
полукольца, уложенные в проточке шейки
валка. Такое крепление (подобное креплению
конусной втулки на рис. 68) имеет целью ис-
ключить нарезку непосредственно на шейке
валка, наличие которой на крупной детали
создает неудобства в работе.
Сфероконические подшипники
устанавливают обычно по две штуки на каж-
дой шейке (рис. 79).
Аналогично подушкам подшипников жид-
костного трения обязательным требованием
является самоустанавливаемость подушек как
при сфероконических, так и при роликокони-
ческих (независимо двух- или четырехрядных)
подшипниках (см. рис. 100). Самоустановка
подушек не должна иметь место лишь при
установке сфероконических подшипников по
одному на каждой шейке. Нужно заметить,
что, если в четырехрядных роликоконических
подшипниках величины радиальных зазоров по
всем четырем рядам роликов могут быть вы-
равнены при подборе ширины дистанционных
колец, то при установке двух сферических под-
шипников с разными радиальными зазорами
такая возможность исключена. Однако при са-
моустанавливающейся подушке конструкция
сферических подшипников при определенных
условиях обеспечивает в этом случае их само-
установку по шейке валка и равномерное рас-
пределение нагрузки между всеми четырьмя
рядами роликов. На рис. 80, а показаны услов-
но (без роликов) два подшипника идеально
одинаковых размеров, а на рис. 80, б — схема
их самоустановки под нагрузкой по шейке вал-
ка при увеличенном радиальном зазоре право-
го подшипника. Причем первоначальное рас-
стояние А между осями подшипников по дли-
не шейки уменьшилось до величины А соз «.
На рис. 80, в показана схема самоустанов-
ки для случая заниженного посадочного диа-
метра правого подшипника. Расстояние А
в этом случае увеличилось до значения --
соз а
Следовательно, подобная самоустановка
возможна при наличии свободы осевого пере-
мещения одного из колец подшипников. Одна-
ко в связи с незначительностью этого переме-
щения на практике оно не всегда принимается
во внимание, и в случае необходимости пред-
Рис. 78. Общий вид подушек клети кварто 1700 (ЦКБММ)
Рис. 79. Сфероконические подшипники опорного валка
рабочей клети кварто 2840 (горизонтальный разрез)
онных колец при съеме подшипника [91]. В от-
дельных случаях для получения неподвижной
посадки подшипника на шейках валков при-
меняют переходные конические втулки, защи-
щающие подшипниковый узел при монтаже и
демонтаже от загрязнения и облегчающие мон-
таж и демонтаж подшипников при смене вал-
ков (рис. 81). Подшипники насаживают на
конусную втулку с натягом и весь подшипни-
ковый узел устанавливают на конусной шей-
ке валка с конусностью 1:12.
Подшипники с цилиндрическими роликами
для прокатных валков применяют относитель-
но редко, главным образом потому, что они
Рис. 80. Схема самоустановки подушки
с двумя сферическими подшипниками
усматривают осевую затяжку всех колец под- |
шипников с установкой между ними дистанци- !
онных колец. Но злоупотреблять излишне за-
тяжкой не следует. ;
В случае свободной посадки подшипников =
их кольца будут обкатывать посадочные по-
верхности шейки валка и гнезда подушки, об- I’
разуя на них выработку и уступы, затрудняю- ’
Щие демонтаж подшипников. Чтобы исключить
образование этих уступов, посадочные поверх-
ности на шейке валка и в гнезде подушки де- |
лают немного меньше ширины колец подшип-
ника за счет проточек около торцов подшипни-
ков со стороны их съема (см. рис. 79), причем
эти проточки должны иметь плавные переходы,
чтобы исключить застревание в них дистанци-
Рис. 81. Сфероконические подшипники с конусной
втулкой на шейке рабочего валка непрерывного
проволочного стана 250 (Германская Демократи-
ческая Республика)
требуют дополнительных подшипников для
восприятия осевой нагрузки. Кроме того, в
опорах с несколькими подшипниками на одной
шейке равномерность распределения нагрузки
между рядами роликов сильно зависит от точ-
ности исполнения самих подшипников, а также
посадочных мест. Несмотря на это, в целях
увеличения грузоподъемности опор валка в по-
следнее время все же чаще предпочитают мно-
горядную установку роликоцилиндрических
подшипников при должном внимании к подбо-
ру подшипников (по возможности с одинако-
выми радиальными зазорами). Также можно
отметить, что ряд зарубежных фирм для хо-
лоднопрокатных станов дуо и иногда для опор-
ных валков применяют многорядные ролико-
цилиндрические подшипники без сепараторов.
Тесная укладка роликов при отсутствии сепа-
раторов обеспечивает высокую грузоподъем-
ность таких подшипниковых опор, однако при
ограниченной скорости.
При установке валков в подшипниках ка-
чения в осевом направлении фиксируют толь-
ко подушки, расположенные со стороны, про-
тивоположной приводу. Фиксирование поду-
шек, расположенных с другой стороны, не
вызывается необходимостью и не должно
иметь места, так как следует учитывать ком-
пенсацию температурных удлинений валка.
Смазка подшипников качения обычно гу-
стая.
Уплотнения обычно манжетного типа (та-
кие же, как и для подшипников жидкостного
трения).
ГЛАВА III
МЕХАНИЗМЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ УСТАНОВКИ ВАЛКОВ
§ 1. Классификация установочных механизмов
и устройств
Установка валков в общем случае имеет
два основных назначения:
1) регулирование взаимного положения
валков с целью обеспечения прокатки профи-
ля заданных размеров и с заданными обжа-
тиями, причем у'таких станов, как блуминги,
листовые, универсальные, расстояние между
валками меняется почти после каждого про-
хода;
2) регулирование положения валков по от-
ношению к уровню рольгангов, а у непрерыв-
ных станов, кроме того, регулирование по
отношению к валкам других клетей (с целью
обеспечить прямолинейность оси прокатки);
у станов с горизонтальными валками это до-
стигается при регулировании высоты нижних
валков.
Необходимое взаимное положение валков
обеспечивается механизмами для изменения
расстояния между валками и устройствами
для осевой установки.
В клетях дуо, кварто и двойное дуо рас-
стояние между валками изменяется переме-
щением верхних валков. Нижние валки пере-
мещаются лишь во время перенастройки ста-
на или при смене валков с целью сохранения
постоянного уровня прокатки. У некоторых
станов (иногда у линейных) они не перемеща-
ются совсем.
В клетях трио с постоянным взаим-
ным положением калибров расстояние между
валками регулируют перемещением верх-
него и нижнего валков; средний валок непо-
движен.
У листовых клетей трио и блу-
м и иго в трио, где расстояние между вал-
ками меняется почти при каждом проходе,
нижний валок неподвижен и расстояние
между валками меняется перемещением верх-
него валка. Средний валок специальным ме-
ханизмом после каждого прохода прижимает-
ся то к верхнему, то к нижнему валкам.
В клетях с вертикальными вал-
ками расстояние между валками изменяется
обычно одновременным передвижением обоих
валков с тем, чтобы сохранить постоянным по-
ложение оси прокатки.
Конструкция установочных механизмов
сильно зависит от типа стана и положения
валков. В этой связи принято различать
установочные механизмы для валков: 1) верх-
него, 2) нижнего, 3) среднего, 4) вертикаль-
ных, 5) валков в станах специального на-
значения.
Установочные механизмы верх-
него валка наиболее распространены,
ими снабжаются все станы дуо, трио, кварто
и двойное дуо. Конструкция этих механизмов
сильно зависит от скорости (табл. 36) и вели-
чины перемещения, а также от числа переме-
щений в час. Установочные механизмы верх-
него валка могут быть следующих типов:
Таблица 36
Скорости передвижения (установки) верхнего
валка у разных станов
Характеристика стана
Скорость
передвижения
мм /сек
Блуминги 1000—1475 .................
Слябинги 1100 .....................
Блуминги 800—900 ...................
Блуминги трио 700—800 ............
Толсто- и среднелистовые станы:
а) чер1 овые клети
б) чистовые ....................
Сортовые станы (с постоянным положе-
нием калибров) .....................
Трубопрокатные прошивные станы . . .
Станы кварто для горячей прокатки
тонких листов ......................
Станы для холодной прокатки листов
и ленты ........................ •
80—200
50—120
40—80
30—60
12—25
5—12
2—5
1—2
0,1—0,2
0,05-0,1
1. С ручным приводом. Они приме-
няются: у большинства сортовых станов, ра-
ботающих с постоянным взаимным положе-
нием калибров, где ими пользуются лишь
при настройке и смене валков; у небольших
станов горячей прокатки тонких листов и по-
лос.
2. Быстроходные электрифици-
рованные со скоростью перемещения верх-
него валка более примерно 1—0,2 мм!сек.
Они применяются у блумингов, слябингов,
толсто- и среднелистовых, универсальных ста-
нов и в редких случаях — у станов, работаю-
щих с постоянным взаимным положением ка-
либров.
3. Тихоходные электрифициро-
ванные со скоростью перемещения меньше
1—0,2 мм)сек. Они применяются у станов дуо
и кварто для прокатки тонких листов и
ленты. Малая скорость перемещения валка
обусловливается малой величиной отдельного
перемещения (иногда до 0,01 мм) и необходи-
мостью более точной установки валков.
Установочные механизмы ниж-
него валка имеют как ручной, так и элек-
трический привод и применяются: у сортовых
станов трио (с постоянным положением сред-
него валка), у высокопроизводительных сор-
товых станов дуо, требующих сохранения по-
стоянным уровня прокатки. Кроме того, у
блумингов, слябингов и почти у всех листо-
вых станов дуо и кварто положение нижних
валков для сохранения постоянного уровня
прокатки регулируют при помощи установки
подкладок под подушки (или под кассеты)
нижнего валка.
Установочные механизмы сред-
него валка применяются: 1) у станов трио
с постоянным положением среднего валка
для регулирования подушек по мере износа
вкладышей и шеек валков (привод ручной);
2) у станов трио с постоянным положением
нижнего валка (листовые и блуминги трио)
для попеременного прижатия среднего валка
то к верхнему, то к нижнему валкам (привод
электрический).
§ 2. Установочные механизмы верхнего валка
с ручным приводом
Эти механизмы, как упоминалось, применя-
ются у большинства сортовых станов, работа-
ющих с постоянным взаимным положением
калибров, и у небольших станов горячей и хо-
лодной прокатки листов и ленты.
При ручном приводе валок обычно может
перемещаться:
1) перемещением клина (рис. 82, а)\
Рис. 82. Схемы установочных механизмов верхнего валка с ручным
приводом:
-а —с клином; б — с вращающимся нажимным винтом; в —с вращающейся гайкой;
г — с четырьмя нажимными винтами
2) вращением нажимного винта (рис. 82, б);
3) вращением гайки при невращающемся
винте (рис. 82, в);
4) двумя вращающимися винтами для каж-
дой подушки, что позволяет устранять пере-
крещивание осей валков (см. рис. 82, г).
В настоящее время применяют в основном
лишь механизмы второго типа. Причем на-
жимной винт вращается непосредственно ры-
чагом или через зубчатую, обычно червячную
или цилиндрическую (рис. 83)., передачи. У
механизма на рис. 1 головка нажимного вин-
валка. Благодаря этому устраняются зазоры
между подушкой и нажимным винтом и в его
резьбе во время холостого хода стана. У ме-
ханизмов с ручным приводом уравновешива-
ющее устройство состоит из четырех пружин
(обычно по две на каждой станине), соеди-
ненных с подушками верхнего валка тягами.
Усилие пружин должно на 20—40% превы-
шать вес уравновешиваемых деталей — валка,
подушек, нажимных винтов — с целью посто-
янного прижатия подушек к нажимным вин-
там и нажимных винтов к гайкам.
Рис. 83. Рабочая клеть трио 800 рельсобалочного стана (УЗТМ). Один оборот розетки нажимного устройства соот-
ветствует 6 мм хода нажимного винта
та со шлицами на верхнем торце вращается
качательным движением рычага при переста-
новке его с одного шлица на другой.
У рабочей клети трио на рис. 83 нажимные
винты вращаются при повороте с помощью
ломика головки (розетки) первого вала зуб-
чатой передачи. Во избежание ударов при по-
ступлении полосы в валки все станы (за ис-
ключением тонколистовых для штучной про-
катки листов старым способом) снабжают
уравновешивающим устройством верхнего
§ 3. Быстроходные установочные механизмы
верхнего валка
Эти механизмы обеспечивают скорость пе-
ремещения более 0,2 мм/сек и применяются в
основном у блумингов, слябингов, толстоли-
стовых и универсальных станов. Характерная
особенность этих механизмов — значительная
высота подъема валка, доходящая, например,
у блумингов и слябингов дуо до 1600 мм и бо-
лее. Поэтому во всех механизмах данного ти-
па валок перемещается только нажимными
винтами.
При значительной высоте подъема валка
затрудняется его уравновешивание. Наиболее
распространены четыре способа уравновеши-
вания:
1) обычное пружинное уравновешивание;
2) грузовое;
3) гидравлическое;
4) пружинное — при помощи пружин, опи-
рающихся на подвижные гайки, перемещаю»
щиеся со скоростью верхнего вал'ка.
Установочные механизмы с обыч-
ным уравновешиванием пружинами
могут применяться при высоте подъема валка
не более 50—100 мм. Однако при сочетании
столь малой высоты подъема с большой ско-
ростью перемещения (более 1 мм]сек) на
практике эти механизмы используются ред-
ко,— лишь иногда у сортовых станов с посто-
янным взаимным положением калибров.
Установочные механизмы с гру-
зовым уравновешиванием начали
применять еще в прошлом столетии. Они рас-
пространены и в настоящее время при значи-
тельных перемещениях валка.
Контргрузы обычно размещают под рабо-
чей клетью, а усилие уравновешивания пере-
дается верхнему валку рычагами и штангами.
Грузовое уравновешивание весьма надежно в
работе, однако расположение громоздких гру-
зов под клетью сильно усложняет конструк-
цию фундамента.
На рис. 84 и 85 показаны главная линия и
рабочая клеть блуминга 1000 с грузовым
уравновешиванием [100]. Верхний валок через
подвески опирается на четыре штанги, распо-
ложенные внутри станин клети. Штанги опи-
раются на траверсу, подвешенную тягами к
рычагам контргрузов. Момент контргрузов
относительно точки опоры рычагов должен
на 20—40% превышать момент от веса урав-
новешиваемых деталей (верхнего валка с по-
душками, нажимных винтов, штанг, траверсы
и тяг.)», чтобы гарантировать устранение зазо-
ров в сочленении подушек с нажимными вин-
тами и в резьбе последних. Необходимо отме-
тить, что перед сменой валков контргрузы
подвешивают на специальные крюки (рис.
86). В этот момент (пока верхний валок не
будет установлен на нижнем через специаль-
ные вставки между их подушками) вес верх-
Рис. 84. Главная линия блуминга 1000 (ЦКБММ — НКМЗ1}
Рис. 85. Рабочая клеть блуминга 1000
Рис. 86. Рабочая клеть блуминга 1000 (поперечный разрез)'
6735
? А. и. Целиков и В. В. Смирнов
него валка с подушками воспринимается на- ]
жимными винтами и их гайками. В связи с ;
этим гайки надежно укрепляют в гнезде ста-
нины специальными врезными планками (см.
рис. 86), а на концах нажимных винтов за-
крепляют полукольца, воспринимающие уси- ,
лие веса через разъемные фланцы на подуш- ;
ках. Необходимо отметить, что вариант сочле- •
нения нажимного винта с подушкой на рис. 62 |
более целесообразен, так как при большем !
диаметре опорной пяты, в сочетании с малым ।
углом подъема резьбы винтов, устраняется их !
самоотвинчивание во время прокатки даже
при отсутствии электромеханических тормозов ;
на приводных двигателях. Устранение тормо-
зов облегчает задачу автоматизации электро-
привода с учетом быстроходности механизма.
Нажимные винты обычно приводятся во вра-
щение двумя двигателями, так как маховой
момент якорей двух двигателей половинной {
мощности, работающих на одном валу, мень-
ше чем у одного двигателя. Целесообразность
снижения махового момента обусловливается '
работой установочных механизмов в режиме ।
запусков. Кроме того, при двух двигателях I
расположение привода более компактно.
У рабочей клети блуминга 1000 (рис. 86)
нажимные винты приводятся во вращение
двумя шунтовыми двигателями по 150 л. с.
490 об/мин (рис. 87 и 88) [100] через три ци-
линдрические шестерни и две червячные пере-
дачи. В ступицах червячных колес располага-
Рис. 87, Кинематическая схема поивода нажимных
винтов блуминга 1000 (ЦКБММ):
/ — тормоз; 2 — муфта сцепления; 3 — двигатель шунтовой,
тип КПД-1250,'418, закрытый, продуваемый 150 л. с.,
490 об/мин: 4 — сельсин; 5--стрелка указателя раствора
валков; 6 — нажимной винт (шаг резьбы 45 л<лО
ют квадратные хвостовики нажимных винтов.
Две сцепные муфты на валу червяков обеспе-
чивают независимое перемещение подушек
верхнего валка при настройке стана. Стрелки
указателя раствора валков приводятся в дви-
жение от конической шестерни на одном из
нажимных винтов через зубчатую передачу.
Наличие в последней планетарного редуктор^
позволяет перемещать стрелки с помощью
двигателя 0,15 кет независимо от нажимных
валков. Независимое от нажимных винтов
перемещение стрелок необходимо для коррек-
тировки начала отсчета (нуля) указателя рас-
твора валков в связи с износом или сменой
валков и подшипников.
В связи с плохой видимостью указателя,
установленного на рабочей клети (из-за испа-
рений воды, охлаждающей валки), на пульте
управления перед оператором стана установ-
лен второй указатель раствора валков, дубли-
рующий показания первого. Связь обоих ука-
зателей — электрическая: в кинематической
цепи первого из них установлен командный
сельсин (рис. 87), а во втором, на пульте
управления, — исполнительный сельсин, пово-
рачивающийся на тот же угол, что и команд-
ный сельсин. В современных блумипгах в ки-
нематической цепи указателя раствора вал-
ков устанавливают два сельсина (грубого и.
точного отсчета), которые используют для ав-
томатического управления двигателями на-
жимных винтов по заранее заданной програм-
ме обжатий. Для удобства раздельной регули-
ровки каждого винта целесообразно для каж-
дого винта предусмотреть свой циферблат.
Полезно также на концах стрелок устанавли-
вать щетки для очистки цифр циферблата от
пыли.
Тяжело нагруженные венцы червячных пе-
редач, а также гайки и подпятники нажимных
винтов изготовляют обычно из высокопрочной
бронзы марки БрАЖ9—4 по ГОСТ 493—41
(8—10% А1, 2—4% Ее, остальные Си) или
алюминиево-железисто-марганцовистой лату-
ни марки ЛАЖМцбб—6—3—2 по ГОСТ 1019—
47 (64—68% Си, 6—7% А1, 2—4% Не, 1,5—
2,5% Мп) [92].
Нужно заметить, что применение червячных
передач в приводе нажимных винтов быстро-
ходных установочных механизмов обычно яв-
ляется вынужденным не по условиям высокого
передаточного числа (у блуминга 1000, напри-
мер, оно равно лишь 6,85), а лишь по услови-
ям перекрещивания осей двигателей и нажим-
ных винтов. В этом отношении более совре-
менным является установочный механизм
блуминг 1150 Уралмашзавода (рис. 89). На-
Рис. 88 а. Общий вид -механизма установки валков блуминга 1000
него валка с подушками воспринимается на-
жимными винтами и их гайками. В связи с
этим гайки надежно укрепляют в гнезде ста-
нины специальными врезными планками (см.
рис. 86), а на концах нажимных винтов за-
крепляют полукольца, воспринимающие уси-
лие веса через разъемные фланцы на подуш-
ках. Необходимо отметить, что вариант сочле-
нения нажимного винта с подушкой на рис. 62
более целесообразен, так как при большем
диаметре опорной пяты, в сочетании с малым
углом подъема резьбы винтов, устраняется их
самоотвинчивание во время прокатки даже
при отсутствии электромеханических тормозов
на приводных двигателях. Устранение тормо-
зов облегчает задачу автоматизации электро-
привода с учетом быстроходности механизма.
Нажимные винты обычно приводятся во вра-
щение двумя двигателями, так как маховой
момент якорей двух двигателей половинной
мощности, работающих на одном валу, мень-
ше чем у одного двигателя. Целесообразность
снижения махового момента обусловливается
работой установочных механизмов в режиме
запусков. Кроме того, при двух двигателях
расположение привода более компактно.
У рабочей клети блуминга 1000 (рис. 86)
нажимные винты приводятся во вращение
двумя шунтовыми двигателями по 150 л. с.
490 об/мин (рис. 87 и 88) [100] через три ци-
линдрические шестерни и две червячные пере-
дачи. В ступицах червячных колес располага-
Рис. 87. Кинематическая схема привода нажимных
винтов блуминга 1000 (ЦКБММ):
/ — тормоз; 2 — муфта сцепления; 3 — двигатель шунтовой,
тип КПД-1250/418, закрытый, продуваемый 150 л. с.,
490 об/мин; 4 — сельсин; 5 — стрелка указателя раствора
валков; 6 — нажимной винт (шаг резьбы 48 мм)
ют квадратные хвостовики нажимных винтов.
Две сцепные муфты на валу червяков обеспе-
чивают независимое перемещение подушек
верхнего валка при настройке стана. Стрелки
указателя раствора валков приводятся в дви-
жение от конической шестерни на одном из
нажимных винтов через зубчатую передачу.
Наличие в последней планетарного редуктора
позволяет перемещать стрелки с помощью
двигателя 0,15 кет независимо от нажимных
валков. Независимое от нажимных винтов
перемещение стрелок необходимо для коррек-
тировки начала отсчета (нуля) указателя рас-
твора валков в связи с износом или сменой
валков и подшипников.
В связи с плохой видимостью указателя,
установленного на рабочей клети (из-за испа-
рений воды, охлаждающей валки), на пульте
управления перед оператором стана установ-
лен второй указатель раствора валков, дубли-
рующий показания первого. Связь обоих ука-
зателей — электрическая: в кинематической
цепи первого из них установлен командный
сельсин (рис. 87), а во втором, на пульте
управления, — исполнительный сельсин, пово-
рачивающийся на тот же угол, что и команд-
ный сельсин. В современных блумипгах в ки-
нематической цепи указателя раствора вал-
ков устанавливают два сельсина (грубого и
точного отсчета), которые используют для ав-
томатического управления двигателями на-
жимных винтов по заранее заданной програм-
ме обжатий. Для удобства раздельной регули-
ровки каждого винта целесообразно для каж-
дого винта предусмотреть свой циферблат.
Полезно также на концах стрелок устанавли-
вать щетки для очистки цифр циферблата от
пыли.
Тяжело нагруженные венцы червячных пе-
редач, а также гайки и подпятники нажимных
винтов изготовляют обычно из высокопрочной
бронзы марки БрАЖ9—4 по ГОСТ 493—41
(8—10% А1, 2—4% Ге, остальные Си) или
алюминиево-железисто-марганцовистой лату-
ни марки ЛАЖМц 66—6—3—2 по ГОСТ 1019—
47 (64—68% Си, 6—7% А1, 2—4% Ре,' 1,5-
2,5% Мп) [92].
Нужно заметить, что применение червячных
передач в приводе нажимных винтов быстро*
ходных установочных механизмов обычно яв-
ляется вынужденным не по условиям высокой
передаточного числа (у блуминга 1000, напри-
мер, оно равно лишь 6,85), а лишь по услови-
ям перекрещивания осей двигателей и нажим*
пых винтов. В этом отношении более совре-
менным является установочный механизм
блуминг 1150 Уралмашзавода (рис. 89). На-
Рис. 88 а. Общий вид механизма установки валков блуминга 1000
4-да—Ч-—
Рис. 88 а. Общий вид механизма установки валков блуминга 1000
По А-Л
Рис. 88 б. Разрез по АА механизма установки валков блуминга 1000
жимные винты приводятся в движение двумя
вертикальными фланцевыми двигателями че-
рез цилиндрическую зубчатую передачу [93].
У последней в сравнении с червячной переда-
чей более высокий коэффициент полезного дей-
ствия. Для изготовления цилиндрической
зубчатой передачи нет надобности в дефицит-
ном цветном металле — бронзе.
Для раздельного движения нажимных вин-
тов промежуточные паразитные шестерни мо-
гут подниматься при помощи гидравлических
цилиндров, расположенных по концам их осей,
и при этом выходить из зацепления с централь-
ным зубчатым колесом.
Установочные механизмы с гид-
равлическим уравновешиванием
выполняют обычно с одним или четырьмя гид-
равлическими цилиндрами, расположенными
в верхней части рабочей клети.
Вариант с уравновешиванием при помощи
одного центрально расположенного цилиндра
показан на рис. 90. Подушки верхнего валка
соединяют с плунжером цилиндра продоль-
ной траверсой и тягами (цилиндр меньшего
размера справа предназначен для уравнове-
шивания верхнего шпинделя). Развиваемое
плунжером усилие, так же как и при пружин-
ном уравновешивании, должно на 20—40%
превышать вес уравновешиваемых деталей:
валка с подушками, нажимных винтов и со-
единительных элементов.
Гидравлический цилиндр сообщается с ак-
кумулятором— грузовым или воздушным (бо-
лее совершенным).
Воздушный аккумулятор (рис. 91) создает
давление жидкости силой упругости воздуха.
При подъеме и опускании валка жидкость,
вытесняясь, будет попеременно перетекать из
аккумулятора в рабочий цилиндр и наоборот.
Поэтому насос лишь пополняет периодически
утечки жидкости. Объем жидкости, вытесня-
емый плунжером и обусловливающий колеба-
ние уровня в аккумуляторе, не должен превы-
шать примерно 10% объема воздуха для
большей стабильности давления. Воздушный
аккумулятор по сравнению с грузовым, где
давление создается грузом на плунжере ци-
линдра, имеет следующие преимущества: рабо-
та его не сопровождается резкими гидравли-
ческими толчками, обусловленными в грузовом
аккумуляторе инерционностью груза; давление
при необходимости изменяется легко (выпуска-
нием части воздуха); отсутствуют изнашиваю-
щиеся детали — уплотнения. Хотя гидравли-
ческое уравновешивание и связано с необхо-
димостью иметь в цехе насосно-аккумулятор-
ную установку, однако по сравнению с другими
оно является наиболее удобным в работе: оно
легко управляется и позволяет перемещать ва-
лок независимо от нажимных винтов, что удоб-
но при смене валков и ремонтах. Поэтому на-
до полагать, однако, что гидравлическое урав-
новешивание получит преимущественное при-
менение в крупных станах.
Установочные механизмы с урав-
новешиванием при помощи пружин,
опирающихся на подвижные гайки, разнооб-
разны по конструкции, и некоторое время на-
зад их применяли па блумингах, слябингах и
толстолистовых станах. Один из вариантов по-
добных механизмов на рис. 92 показывает, что,
кроме нажимных винтов /, они снабжены так
называемыми обратными винтами 2 (обычно
полые) с резьбой, равной по шагу, по проти-
воположной по направлению резьбе нажимных
винтов. Очевидно, что при вращении обоих вин-
тов с одинаковой скоростью поступательные
скорости невращающейся гайки 3 и нажимно-
го винта будут равны. Гайка 3 используется
как опора для пружин 4 и тяг 5, удерживаю-
щих подушку валка. Усилие пружин на 20—
40% превышает вес уравновешиваемых дета-
лей (валка, подушек, тяг и нажимных винтов)
и воспринимается упорными подшипниками 6.
Достоинство механизма на рис. 92, по сравне-
нию с другими механизмами этого типа, состо-
ит в том, что можно вращать обратные винты
независимо от нажимных, что исключает необ-
ходимость затяжки пружин вручную (при ре-
монтах) . При этом нажимной винт отключает-
ся от обратного винта при подъеме зубчатой
муфты 7 (с помощью рычага). После этого он
вместе со шлицевой втулкой 8 остается непод-
вижным при вращении обратного винта, приво-
димого во вращение червячной передачей 9.
Быстроходные установочные механизмы
верхнего валка с обратными винтами в практи-
ке себя не оправдали, и в последнее время их
применять перестали.
Основные недостатки их следующие: 1) боль-
шие потери мощности на трени.е в резьбе обрат-
ных винтов (превышающие потери на трение
в нажимных винтах в 6—9 раз); 2) быстрый
износ гаек, что обусловливается высокой на-
грузкой этих винтов (около 1,2—1,4 веса урав-
новешиваемых деталей) и значительным их
диаметром; 3) сложность конструкции и ча-
стые ремонты; 4) значительный габарит по
высоте, обусловливающий увеличение высоты
здания.
Преимущества, побуждавшие применять эти
механизмы вместо механизмов с грузовым
уравновешиванием, обусловливались в основ-
ном упрощением фундамента под клетью.
Рис. 91. Схема гидравлического уравно-
вешивания верхнего валка с примене-
нием воздушного аккумулятора
Рис. 90. Рабочая клеть блуминга 1100 с гидравлическим уравновешива-
нием верхнего валка (Юнайтед)
Более подробно рассмотрены различные кон-
струкции механизмов для установки верхнего
валка в книге [941.
Рис. 92. Схема установочного механизма верх-
него валка с обратными винтами клети трио
толстолистового стана (НКЗМ). Скорость
перемещения валка 4,9—29,4 мм) сек
§ 4. Тихоходные установочные механизмы верх-
него валка
Скорость перемещения этих механизмов ме-
нее 1—0,2 м!сек\ их применяют обычно у ста-
нов горячей и холодной прокатки тонких ли-
стов и ленты.
Высота подъема валка у этих механизмов
обычно не более 100—200 мм. В небольших
рабочих клетях, где перемещение не более
30—70 мм, применяют иногда обычное пру-
жинное уравновешивание валка. Однако в
большинстве случаев, особенно у больших ра-
бочих клетей, уравновешивание применяют
как правило гидравлическое и это в первую
очередь обусловлено стремлением обеспечить
наибольшие удобства при смене валков, кото-
рая на листовых станах выполняется весьма
часто. Особенность этих механизмов — нали-
чие громоздких редукторов в приводе нажим-
ных винтов. Вследствие низкой скорости уста-
новки валка, составляющей у тонколистовых
и холоднопрокатных станов порядка 0,02—-
0,2 мм!сек, общее передаточное число этих
редукторов достигает часто 1500—2000. Кро-
ме того, у станов, на которых прокатывают
длинные листы и ленты, и у непрерывных ста-
нов, как правило, предусматривают регулиро-
вание толщины полосы во время прокатки.
Установочный механизм при этом сильно
усложняется из-за необходимости обеспечи-
вать вращения нажимных винтов под давле-
нием металла на валки при прокатке.
Нажимные винты у менее крупных рабочих
клетей обычно приводятся во вращение через
две пары червячных передач (рис. 93, 94, 95 и
96), у более крупных — через две червячные
и две цилиндрические передачи (рис. 97 и 98).
Передача по 1-й схеме более компактна, но с
меньшим коэффициентом полезного действия
и, кроме того, требует большего расхода брон-
зы на венцы червячных колес.
Эти недостатки в значительной степени
устраняются при применении глобоидных чер-
вячных передач, габариты которых меньше, а
коэффициент полезного действия выше, чем
у обычных передач. Надо полагать, что с осво-
ением крупных глобоидных передач, передачи
по 1-й схеме вытеснят передачи по второй схе-
ме. В установочном механизме рабочей клети
кварто 1700 конструкции ЦКБММ такие пере-
дачи применены в обеих парах редукторов (см.
рис. 93) [100]. Нажимные винты приводятся во
вращение двумя двигателями по 30 кет, ско-
рость вращения которых 645 об/мин.
Исполненный по 2-й схеме установочный
механизм рабочей клети кварто 2500 (конст-
рукции ЦКБММ) приводится в. движение дву-
мя двигателями по 102 л. с. 520/1560 об/мин.
Общие для обеих схем особенности конст-
руктивного исполнения следующие.
Гайки и подпятники нажимных винтов сма-
зывают густой смазкой, а зубчатые передачи —
жидкой смазкой. Нижний упорный подшипник
червячного колеса несколько приподнят для
того, чтобы уровень масла в ванне корпуса
редуктора был достаточным для смазки чер-
вяка (см. рис. 95 и 98).
Необходимо отметить, что вопрос о типе
подшипников вертикального червячного коле-
са для тихоходных установочных механизмов
не столь важен, как для быстроходных часто1
включаемых механизмов. Но и для них рацио-
нальнее применять подшипники качения.
Нажимной винт сопрягается с пятой по сфе-
ре с целью самоустановки подушки валка. Ис-
полнение сферы пяты винта вогнутой обуслов-
лено стремлением избежать растягивающих
напряжений в бронзовом подпятнике.
Рис. 93. Схема привода нажимных винтов рабочей
клети кварто 1700 X 500/1250 реверсивного холод-
нопрокатного стана (ЦКБММ). Передаточное
число от двигателя к нажимным винтам 1080:
1 — тормоз; 2 — фрикционная электромагнитная муфта;
3 — нажимной винт (шаг резьбы — 10 мм)
Рис. 94. Общий вид установочного механизма стана кварто 1700 (ЦКБММ)
Ло М'М
Рис. 95. Разрез установочного механизма стана квар-
то 1700 (ЦКБММ)
Рис. 96. Глобоидный червячный редуктор для ме-
ханизма установки верхнего валка стана кварто
1700 (ЦКБММ),
Рис. 97. Схема привода установочного механизма
рабочей клети кварто 2500 X 500/1400 холоднопро-
катного стана (ЦКБММ). Передаточное число от
двигателя к нажимным винтам 1104,3. Скорость
перемещения нажимного винта при прокатке
0,0766 мм! сек, при смене валков 0,235 мм[сек\
I — тормоз; 2 — фрикционная электромуфта; 3 — одноза-
ходный червяк
900±0,1
6600
По РР
2660
Рис. 98. Конструкция установочного механизма рабочей клети кварто
2500x500/1400 холоднопрокатного стана (ЦКБММ):
/ — электромагнитная муфта 150 кгм\ 2 — подшипник № 3640. 200X420X138; 3 — под-
шипник № 19742 ГПЗ, 210 X 460 X 122; 4 — путевик КА 40441; 5 — тормоз 90 мгм’,
6— сельсин СС 195—150
У листовых непрерывных станов раздельное
движение винтов требуется довольно часто.
С этой целью между обеими двигателями уста-
навливают обычно электромагнитную муфту.
Два двигателя применяют с целью снижения
махового момента и уменьшения нагрузки на
электромагнитной муфте, так как последняя,
будучи установлена между двигателями, вос-
принимает лишь разницу моментов обоих дви-
гателей. У крупных станов, как указывалось,
применяется гидравлическое уравновешивание
валков. У станов кварто оно осуществляется
обычно от пяти или от восьми цилиндров.
На рис. 99 представлена схема уравновеши-
вания верхних валков клети кварто 1680 от
восьми гидравлических цилиндров, помещаю-
щихся в подушках нижних валков. Четыре ци-
линдра большего диаметра уравновешивают
опорный валок, другие четыре — меньшего диа-
метра— рабочий валок. Давление масла —
100—150 кг!см2.
Принципиальная схема уравновешивания
соответствует изображенной на рис. 91.
Масло применяют обычно веретенное.
На рис. 100 представлена рабочая клеть ста-
на кварто 2500X500/1400 с уравновешиванием
валков пятью цилиндрами: рабочего валка,
как и в предыдущей конструкции, — четырьмя
цилиндрами, а опорного — через две тяги и две
траверсы — от одного цилиндра, расположен-
ного центрально вверху станины. В сравнении
с предыдущей эта схема имеет ряд преиму-
ществ: меньшее число цилиндров; упрощенную
конструкцию подушек нижнего опорного вал-
ка, что оправдывается, их частой сменой; при
стационарном расположении верхнего цилинд-
ра исключается необходимость отъединения
от него трубопроводов при смене валков;
подъем всего комплекта валков при комплект-
ной их смене осуществляется с помощью верх-
него цилиндра при переключении его с нор-
мального давления 75 кг!см2 на более высокое
250 кг]см\ в связи с чем отпадает необходи-
мость в дополнительных домкратных цилинд-
рах, используемых для этой цели в предыду-
щей схеме уравновешивания (см. описание
смены валков — стр. 134). Кроме того, распо-
ложение цилиндров в подушках валков, т. е.
вблизи от прокатываемой полосы, при горячей
прокатке нежелательно, так как возможно за-
сорение их окалиной. Недостатком уравнове-
шивания с пятью цилиндрами является нали-
чие сложного сочленения подушек с верхним
цилиндром и некоторое увеличение в связи с
этим габарита станины по высоте. Этот недо-
статок вполне компенсируется указанными
преимуществами.
Усилие уравновешивания валков у станов
Рис. 99. Схема уравновешивания верхних
валков у рабочей клети кварто 1680 X
X 610/1240:
1 — подушка верхнего опорного валка; 2 — по-
душка верхнего рабочего валка: 3 — подушка
нижнего рабочего валка
кварто, работающих с частыми реверсами,
должно также выбираться из условия, исклю-
чающего возможность взаимной буксовки ра-
бочего и опорного валков при разгоне и замед-
лении.
^оп ^Раб
2 375~ & °ои
Рис. 100. Рабочая клеть стана кварто 2500x500/1400 с гидравлическим
уравновешиванием валков (ЦКБММ))
где ^оп и — диаметр и маховой мо-
мент опорного валка;
Ораб и — —диаметр и угловое уско-
(11
рение рабочего валка;
ц — коэффициент трения
(-0,1);
<2— усилие прижатия верх-
него рабочего валка к
опорному
2.об>2 яРаб
0.^-----——V.
375 и р2п <11
В части уравновешивания валков станов
кварто следует указать на один из вариантов,
разработанный Уралмашзаводом, при котором
цилиндры уравновешивания рабочего валка,
кроме веса последнего, воспринимают также
вес опорного валка, т. е. опорный валок урав-
новешивается через рабочий валок. Благода-
ря этому выбирается зазор в подшипниках
опорного валка, что способствует некоторому
уменьшению угла захвата при входе полосы
в валки, а также уменьшению ударной нагруз-
ки в момент захвата.
§ 5. Механизмы и устройства для установки
нижнего валка
Уровень нижнего валка необходимо менять
почти у всех станов в большинстве случаев
с целью сохранения постоянного уровня про-
катки, нарушаемого в связи с переточкой вал-
ков. У станов трио с неперемещающимся сред-
ним валком перемещение нижнего валка не-
обходимо для настройки стана.
У блумингов, слябингов, листовых и сорто-
вых станов положение оси нижнего валка из-
меняют лишь во время смены валков с по-
мощью сменных прокладок. При подшипниках
•открытого типа эти прокладки устанавливают
между кассетой и подушкой валка (см. рис.
85), а при подшипниках качения — между
станиной и подушкой (см. рис. 78).
У сортовых станов трио, а также во многих
«случаях и у дуо, уровень нижнего валка в
большинстве случаев меняют с помощью уста-
новочных механизмов с нажимным винтом
обычно с ручным приводом через червячную
.или цилиндрическую (см. рис. 83) передачи.
При линейном расположении клетей рукоятки
для вращения нажимных винтов с целью боль-
шей доступности располагают по обе стороны
.рабочей клети на стойках станин (см. рис. 83),
а при последовательном расположении клетей
их располагают только на одной стороне рабо-
чей клети, противоположной приводу.
Клиновые механизмы в настоящее время
применяют редко — лишь иногда у небольших
станов. Механизмы с поперечными клиньями
(рис. 101) применяют у линейных станов, а с
Рис. 101. Схема установочного механизма нижнего
валка с поперечным клином
продольными (рис. 102)—у непрерывных и
последовательно-возвратных станов. Клинья
перемещают обычно с помощью горизонталь-
ных винтов вручную.
У механизма на рис. 102 один из винтов по-
лый. Каждый из винтов зафиксирован в осе-
вом направлении на кронштейнах. Одно из
Рис. 102. Схема механизма установки нижнего валка
с продольным клином
важных требований, предъявляемых к устано-
вочным механизмам нижнего валка, — это на-
дежная защита от окалины и воды.
§ 6. Нажимные винты и гайки
Диаметр нажимного винта определяется по
максимально возможному давлению на шейку
валка без учета продольного изгиба винта
ввиду малого отношения длины к диаметру.
Диаметр наименьшего сечения винта опре-
деляется из условия
где Р — наибольшее давление на шейку валка.
Обычно нажимные винты изготовляют из ко-
ваной углеродистой стали сь = 60—70 кг)мм2
при б5 = 16%.
Допускаемое напряжение для этой стали,
исходя из того, что п = 6, принимается
Р>а = 1000 4-1200 кг/см\
При значительных нагрузках применяют
также легированные стали (например, марки
40Х и 40ХН). С целью повышения износо-
устойчивости резьбу и пяту нажимных винтов
закаливают (обычно поверхностная закалка
до твердости 45—60 Дс) и шлифуют.
Ввиду того, что прочность нажимного винта
и шейки прокатного валка практически про-
порциональна квадрату их диаметров, связь
между последними близка к линейной и при
валках из кованой или литой стали может
быть принята равной
б/0 = (0,55 н- 0,62) с1,
где б/о — наружный диаметр винта;
й — диаметр шейки валка.
При чугунных валках это соотношение не-
сколько изменится в сторону уменьшения диа-
метра нажимного винта. Резьба нажимных
винтов обычно одноходовая.
Шаг резьбы у обжимных станов равен при-
мерно
5 = (0,12н-0,16) с?0.
У листовых станов шаг резьбы с целью более
точной настройки берется меньше. У станов
кварто он доходит до 0,017 6%. Диаметры и шаг
резьбы нажимных винтов регламентированы
ГОСТ 3968—55, согласно которому профиль
резьбы предусматривается упорным (табл. 37).
Хвостовики нажимных винтов выполняют
различно. При больших скоростях перемеще-
ния валка (например, у блумингов) их выпол-
няют обычно квадратного сечения с облицов-
кой сменными бронзовыми планками (рис. 103)
Таблица 37
ряды диаметров и шагов резьбы нажимных винтов
прокатных станов по ГОСТ 3968—55
Диаметр нажимного винта Шаг резьбы 5 (в, мм)
1-й ряд мелкий 2-й ряд нормальный З-й ряд крупный
60 3 8
70 4 10
80 4 10 -
90 5 12 —
100 5 12
ПО 5 12 —
120 6 16 —
140 6 16 —
160 8 16 20
180 8 20 24
200 10 20 24
220 10 20 24
250 10 24 32
280 10 24 32
300 10 24 40
320 10 24 40
340 10 24 40
360 10 24 48
380 10 24 48
400 10 24 48
420 10 24 48
450 10 24 48
480 12 24 48
500 12 —
530 12 — —
560 12
600 16 —
630 16
670 16 — —
Примечания:
1. В зависимости от типа прокатного стана и его назна-
чения шаг резьбы выбирается из 1-го. 2-го или 3-го ряда.
2. Профиль резьбы—по ОСТ ВКС 7739, ОСТ ВКС 7740 или
ОСТ ВКС 7741, в соответствии с принятым шагом резьбы.
3. Предельные отк онения наружного диаметра резьбы—
по Ш4, ОСТ 1014 и ГОСТ 2689—54.
4. Шаги резьбы 2-го и 3-го ряда для диаметров свыше
480 мм устанавливаются рабочим чертежом винта; при этом
угол под-, ема средней винтовой линии резьбы не должен пре-
вышать 2®50'.
или наплавкой бронзы. При небольших ско-
ростях, но больших нагрузках как например,
У станов кварто их выполняют обычно шлице-
выми (см. рис. 95).
В малонагруженных установочных механиз-
мах, в том числе с ручным приводом, их вы-
полняют цилиндрическими со шпонкой (см.
Рис. 83).
$ А. И. Целиков и В. В. Смирнов
Гайки нажимных винтов обычно выполняют
одноступенчатыми (рис. 104, а). Многоступен-
чатые гайки (рис. 104, б) с двумя или тремя
ступенями, хотя и обеспечивают экономию
бронзы, однако их применяют редко, так как
трудно достичь соприкосновения их со стани-
Рис. 103. Квадратное сече-
ние хвостовика нажимного
винта с облицовочными
бронзовыми планками
Рис. 104. Гайки нажимных винтов:
а — одноступенчатая; б — двухступенчатая
ной по всем торцам. В этой связи нужно от-
метить конструкцию бандажированной много-
ступенчатой гайки, примененной УЗТМ на тол-
столистовом стане (рис. 105). Торец гайки
протачивают после напрессовки стальных бан-
дажей, чем достигают равномерного восприя-
тия нагрузки всеми торцами гайки. Высоту
гайки определяют, исходя из допустимого
удельного давления в резьбе 150—200 кг!см2,
которая в соответствии с этим приблизительно
принимается равной (1,2—2) б/0 (где б/0 — на-
ружный диаметр резьбы).
Наружный диаметр гайки выбирают, исхо- I
дя из удельного давления на торцовой площа- |
ди соприкосновения со станиной 600— ,
800 кг!см2. Диаметр одноступенчатой гайки |
обычно равен (1,5—1,8) б/0. Крупные гайки |
устанавливают в станине с небольшим зазором
обычно по посадке Х3 для облегчения их за-
Рис. 105. Варианты конструк-
ций гаек нажимных винтов:
а — трехступенчатая бандажиро-
ванная гайка (УЗТМ); б—со
стальной гильзой (завод «Азов-
сталь»
мены. От выпадения и проворачивания они
удерживаются обычно врезными планками,
укрепляемыми в пазах гайки и станины болта-
ми (см. рис. 104, а) или шпильками (см.
рис. 104, б). Причем, у клетей с грузовым
уравновешиванием эти планки должны быть
рассчитаны на восприятие цеса валка с подуш-
ками и нажимных винтов с гайками, так как |
в определенный момент смены валков эти де- |
тали контргрузами обычно не уравновеши-
ваются.
Смазка резьбы гаек обычно густая — через
отверстия в гайке (рис. 104). При бы-
строходных механизмах эти отверстия иногда I
делают по всей высоте гаек. Тяжело нагру- |
женные гайки изготовляют из высокопрочной ;
бронзы марки БрАЖ9-4 или латуни марки
ЛАЖМц66-6-3-2.
Вес гаек у крупных станов весьма велик:
у блумингов до 1,5 т, а у станов кварто до 3 т.
Поэтому в части экономии бронзы следует от-
метить применяемые заводом «Азовсталы» для
блуминга комбинированные стальные гайки с
бронзовой заливкой (рис. 105,6); наружный
Рис. 106. Давление на на-
жимные винты в зависимо-
сти от деформации уравно-
вешивающих пружин
сварной кожух предусмотрен для водяного
охлаждения гайки.
§ 7. Моменты, необходимые для
вращения нажимных винтов
Момент для вращения двух винтов равен со-
ответственно при движении винтов в сторону
валков и от валков:
где Р —давление на винты;
и б/ср —диаметр пяты нажимного винта и
средний диаметр резьбы;
Р и а — угол трения в резьбе и угол подъе-
ма резьбы;
И — коффициент трения в пяте винта.
Сила Р может выражаться по-разному.
При вращении верхних нажимных винтов
во время холостого хода стана она равна
разности
Р = (?-6,
где <2 и О — усилие уравновешивания и вес
уравновешиваемых деталей.
Обычно усилие уравновешивания на 20—
40% больше веса уравновешиваемых деталей
и, следовательно,
Р = (0,2 ^-0,4) О.
При обычном пружинном уравновешивании
сила Р зависит от положения валка соответ-
ственно деформации пружин (рис. 106). При
более высоких пружинах усилие будет более
постоянным. При движении нажимных винтов
во время прокатки сила Р равна давлению на
валок. Вращение винтов во время прокатки
требуется у непрерывных станов и станов, про-
катывающих длинные листы и ленты, для
возможности корректирования толщины про-
катываемой полосы.
Рис. 107. Схема отжимного устройства
рабочей клети кварто 2800 толстолисто-
вого стана (УЗТМ)
У других станов поворот нажимных винтов
в то время, когда металл находится между вал-
ками, необходим в исключительных случаях
и только при раздвигании валков для возмож-
ности удаления случайно заклинившейся меж-
ду ними полосы. В частности, у рабочих кле-
тей толстолистовых станов с этой целью обыч-
но применяют специальные механизмы, чаще
всего с гидравлическим приводом. Эти меха-
низмы часто проектируют, исходя из условия
раздвижения валков при давлении на каждый
нажимной винт до 2000 т. Подобный механизм
КЗ] для рабочей клети кварто 2800 толстоли-
стового стана, показанный на рис. 107, повора-
чивает нажимные винты 1 прерывистым дви-
жением с помощью двух гидроцилиндров 4 че-
рез рычаги и зубчатые передачи механизма
установки валков. Перед каждым рабочим хо-
дом гидроцилиндров сцепная муфта 3 вклю-
чается, а перед очередным возвратом плунже-
ров в исходное положение с помощью пружин
8*
5 выключается (см. Краузе Г. Н., Валугин
К. Н. Снижение веса машин прокатного обо-
рудования. Уралмашзавод. Конструирование
машин и оборудования. Сборник по обмену
опытом. Машгиз, Москва—Свердловск, 1954).
В установочных механизмах верхнего валка
с обратными винтами необходимо еще учиты-
вать момент, требуемый для их вращения. Этот
момент равен соответственно при опускании
валка и при подъеме
м; (1,2 1,4) О (р Т «'), (45)
где б/'р —средний диаметр нарезки обрат-
ного винта;
а' — угол подъема нарезки.
Подсчет мощности двигателя для привода
нажимных винтов см. [62, 95].
§ 8. Предохранительные устройства
Для предохранения валков и станин от по-
ломки при неправильной прокатке на некото-
рых станах между нажимными винтами и по-
душками устанавливают специальные предо-
хранительные устройства. Раньше эти устрой-
ства применяли на многих станах, а в настоя-
щее время — главным образом в рабочих кле-
тях толсто- и среднелистовых станов. Обычное
применение предохранительных устройств в
этих станах обусловливается большей вероят-
ностью перегрузки, так как с учетом большой
ширины прокатываемого металла неточность
установки валков сильно влияет на давление
при прокатке.
На практике предохранительные устройства
выполняют в виде: стаканов, клиновых
устройств и устройств со срезной пластиной
[96, 97].
Предохранительные стаканы выполняют
Рис. 108. Предохрани-
тельный стакан
обычно из чугуна, а при больших давлениях
(у листовых станов) из стального литья. Раз-
меры стаканов обычно следующие [98]
(рис. 108):
И = О,7б/о; 5 = 0,5б/0; = 1,2б/0; с?2 = О,9с7о.
Ориентировочные1 значения напряжений в
стакане будут: наибольшие напряжения изги-
ба в центре нижней поверхности
о = 0,4—,
5я
напряжения среза по периферии дна стакана
Р
т = -------,
“ТС • 5
где Р — усилие на шейке валка;
— диаметр пяты нажимного винта;
5 — толщина дна стакана.
Чтобы при разрушении стакана осколки не
разлетались в стороны, стаканы снаружи окру-
жают кожухом. Недостатком предохранитель-
ных стаканов является сильная зависимость
прочности от состава материала и значитель-
ная стоимость в соответствии с их размерами.
В предохранительных клиновых устройст-
вах в качестве разрушающейся детали обычно
предусматривают болты (рис. 109, а). Эти
вающей приемлемый срок службы при нор-
мальном ведении прокатки.
Усилие Г, действующее на болты предохра-
нительной коробки, определяют из условий
равновесия нижнего клина, решая уравнения
проекций сил на горизонталь и вертикаль
(рис. 110):
Р
Т — № 81П а + № И с°з а + — I1 = 0,
р
-----№ ссз а — Л/зш а = 0,
2
где Р — усилие на шейке валка;
М— сила нормального давления на ниж-
ний клин;
а — угол наклона клина;
ц — коэффициент трения.
Рис. 109. Предохранительные коробки:
а — с болтами; б — со стяжками; в — с кольцом
болты выполняют с шейкой, по которой они
рвутся. Длина этих шеек принимается равной
около 0,8 диаметра болта с тем, чтобы умень-
шить его удлинение, так как оно понижает
точность прокатки.
Предохранительная коробка на рис. 109, б
вместо болтов снабжена стяжками /, связан-
ными между собой проволокой 2. Благодаря
коромыслу 3 при перегрузке разрушается
только одна стяжка.
В предохранительной коробке на рис. 109, в,
применяющейся у трубных станов, разрушаю-
щейся деталью является кольцо с надрезами
(изготовляемое из отходов труб).
Во всех случаях размеры разрушающейся
детали определяют расчетом лишь предвари-
тельно, а окончательно устанавливают прак-
тически путем последовательной установки
деталей разной прочности, начиная с заведо-
мо ослабленной и кончая деталью, обеспечи-
Рис. ПО. Силы, действующие
на клинья предохранительной
коробки
Из этих уравнений получаем
р / « —?*
2 к1 + н^«
или
Т = -|-[1§(а- Р)- И, (46)
где р — угол трения.
Из уравнения (46) видно, что недостатком
предохранительной коробки является зависи-
мость разрушающегося усилия от коэффициен-
та трения. С целью уменьшения влияния тре-
ния на силу Т угол а берется большим
(30—45°), а поверхности трения тщательно
обрабатывают и смазывают.
§ 9. Устройства и механизмы установки
среднего валка
У обычных сортовых станов трио с постоян-
ным положением среднего валка установка
последнего состоит лишь в регулировании
верхней подушки по мере износа вкладышей.
С этой целью обычно применяют клиновые
устройства с опорой клиньев непосредственно [
У листовых станов трио (Лаута) и у боль-
шинства блумингов трио средний валок дол-
жен, поднимаясь и опускаясь, прижиматься
то к верхнему, то к нижнему валкам (у листо-
вых станов — бочкой, у блумингов — подуш-
ками). Прижимаясь к верхнему валку, сред-
ний валок не должен препятствовать его пере-
мещению.
Обычно средний валок перемещается от при-
вода подъемно-качающихся столов: при подъ-
еме столов валок опускается и наоборот. На
рис. 112 показана схема подобного устройства
для клети трио среднелистового стана (УЗТМ)
199, 1001.
Верхний валок уравновешивается самостоя-
тельно (грузом) через штанги 1. Средний ва-
лок с подушками 2 — через четыре штанги 3
и рычаги 4 уравновешиваются грузом 5 непол-
ностью. Поэтому при верхнем положении
подъемно-качающихся столов средний валок
своей бочкой лежит на нижнем валке (рис.
112, а). При опускании столов дополнитель-
ный груз 6, подвешенный на тягах 7, садится
на груз 5. Под действием суммарного веса
обоих грузов средний валок поднимается и
упирается в верхний валок. В следующий мо-
а — продольными клиньями,
Рис. 111. Схемы установки верхней подушки среднего валка:
опирающимися на выступы .станины; б — то же, опираю-
щимися на крышку станины
на станину (рис. 111, а) или на крышку стани-
ны (рис. 111,6). Первый вариант более прост
и обеспечивает более жесткое положение по-
душки, однако менее удобен в отношении сме-
ны валков. Поэтому в последнее время получил
распространение второй вариант, при котором
подушка имеет Н-образную форму и может
извлекаться из клети непосредственно при
подъеме вверх.
мент столы и тяги 7 опустятся еще на некото-
рую величину, образуя в конечном положении
зазор между грузом 6 и пружинами 8 (рис.
112,6). Этот зазор гарантирует соприкоснове-
ние валков при любой установке верхнего
валка.
Пружины предназначены для смягчения
ударов при соприкосновении грузов 5 и 6 и от-
деления их друг от друга.
Рассмотренная схема может использоваться
также для блумингов трио с той разницей, что
в конечных положениях средний валок опира-
ется не бочкой, а подушками. Для большего
удобства смены валков и при ремонте иногда
применяются механизмы с передвижением
среднего валка от самостоятельного приво-
да, — гидравлического или электрического.
§ 10. Устройства для осевой установки
и фиксации валков
У сортовых станов осевая регулировка вал-
ков необходима для правильного взаимного по-
ложения калибров. Осевая установка верхнего
валка обычно более затруднена в связи с пере-
мещениями его по вертикали.
Рис. 112. Схема передвижения среднего валка от привода подъемно-качающихся столов клети трио
850/550/850 X 2350 средне л истового стана (УЗТМ):
а — при нижнем положении среднего валка; б — при верхнем положении
Рис. 114. Осевая установка валков, раздвигаемых часто:
а - - передвижением кассеты с вкладышем; б — одинарной рычажной системой; в — продольной планкой и нажимны-
ми винтами; г — клиньями; д — треугольными планками
При редких подъемах и опусканиях валка
(лишь при настройке клети) осевая установка
валка достигается с помощью пропущенных
через станину болтов, которые действуют на
подушки с внешней стороны: через фланцы
(рис. 113, а) или через планки (рис. ИЗ, б).
Второй способ проще и удобнее в отношении
смены валков. При подшипниках качения или
жидкостного трения, когда осевое перемеще-
ние валка осуществляют передвижением лишь
одной подушки (со стороны, противоположной
приводу), часто применяют двойную рычаж-
ную систему (рис. 113, в). При раздвижении
резьбовых стяжек подушка перемещается к
станине, а при сокращении их длины — от
станины. Этот способ прост, удобен и исклю-
чает перекосы подушки благодаря самоуста-
навливаемости рычагов.
При частых подъемах и опусканиях валка |
применяют устройства, показанные на
рис. 114.
Осевая установка путем передвижения кас-
сеты с вкладышем в подушке с помощью бол- *
тов 1 (рис. 114, а) весьма распространена
при значительных вертикальных перемещениях
Рис. 115. Осевая фиксация ли-
стового валка, установленного
в подшипниках качения или
жидкостного трения, посредст-
вом треугольных планок
валка, как. например, у блумингов (см. рис.
62 и 84) и толстолистовых станов. При отклю-
чении уравновешивания валка (во время сме-
ны валков) кассета удерживается в подушке
шпонками 2. Подушка с внутренней стороны
выполнена с заплечиками 3 для восприятия
осевых усилий.
Простой и удобной является осевая установ-
ка валков с помощью одинарной рычажной
системы (рис. 114, б), в которой подушка 1 пе-
ремещается регулированием тяги 2. Устрой-
ства с продольными планками и нажимными
винтами (рис. 114, в) или клиньями
(рис. 114, г) менее удобны, так как это связа-
но и с необходимостью регулировать большое
Рис. 116. Схема осевой фиксации вал-
ков клети кварто откидными щекол-
дами
количество болтов, поэтому их применять по-
чти перестали.
При небольших вертикальных перемещениях
валка для осевой установки иногда применя-
ют широкие планки, обычно треугольной фор-
мы (рис. 114, д).
У листовых станов нет надобности в осевой
регулировке валков, необходима лишь их осе-
вая фиксация.
Причем в случае применения подшипников
открытого типа, для которых необходима
компенсация износа галтельных фланцев, при-
меняют все приведенные на рис. 114 устрой-
ства.
При подшипниках качения или жидкостного
трения валок фиксируется в осевом направле-
нии через одну из подушек (со стороны, про-
тивоположной приводу) обычно с помощью
планок, входящих в пазы подушки (рис. 115),
или, как это часто делается у клетей кварто,
с помощью откидных щеколд (см. рис. 100
и И6).
В последнем случае подушки опорного и ра-
бочего валков в одном направлении удержи-
ваются фланцами, в другом — щеколдами 1
и 2 (рис. 116). Положение щеколд закрепляют
фиксаторами 3. Подобное устройство удобно-
в обслуживании, так как поворот щеколд осу-
ществляется за несколько секунд.
ГЛАВА IV
ПРОВОДКИ, ПЕТЛЕДЕРЖАТЕЛИ, УСТРОЙСТВА ДЛЯ КОНТРОЛЯ
НАТЯЖЕНИЯ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ СМЕНЫ ВАЛКОВ
§ 1. Назначение и устройство вводных
и выводных проводок
Проводками называются устройства для
направления металла при входе или выходе из
валков.
У реверсивных крупных станов: блумингов,
слябингов и толстолистовых проводки часто не
применяют или устанавливают только снизу
(рис. 117).
Рис. 117. Схема установки прово-
док у блуминга
Рис. 118. Проводки:
1 — вводные: 2 — выводные
кообразных башмаках, устанавливаемых на
подставках (рис., 119, б); с помощью вставок/
У листовых станов проводки выполняют в ви-
де линеек, а у сортовых — в виде желоба по
форме, близкой к прокатываемому профилю
(рис. 118). Проводки со стороны входа метал-
ла в валки называются вводными, а со сторо-
ны выхода — выводными. Крепление проводок
должно быть надежным, чтобы исключить воз-
можность их срыва и попадания в валки, и до-
пускать регулирование по отношению калиб-
ров.
Проводки устанавливают на проводковых
брусьях (рис. 118). Последние укрепляют
на станинах клети в вертикальных пазах, в
частности: клиньями (рис. 119, а); на вил-
Рис. 119. Внутреннее крепление проводкового бруса в;
пазах станин:
а — клиньями: 1 — клин; 2 — подставка; б — вилкообразными-
башмаками
и клиньев 2 с деревянными подкладками 3,
опирающихся на выступы станины 4 (рис. 120).
Последний вариант удобен тем, что на время
смены валков проводковый брус вместе с про-
водками может быть отодвинут в сторону при |
удалении клиньев 2 и вставок /. У небольших |
на себя нагрузку, препятствуя отклонению по-
лосы при выходе из валков. Приближенно ве-
личина давления на проводковый брус может
быть определена из условия пластического из-
гиба полосы (рис. 122).
Па да
Рис. 122. Давление на про-
водковый брус при прокатке
Рис. 120. Внутреннее крепление проводкового
бруса в пазах станины с помощью вставок, и
клиньев, опирающихся на выступы станин
рабочих клетей проводковые брусья прикреп-
ляют также болтами снаружи станин
(рис. 121).
При больших сечениях полосы проводковые
брусья сильно нагружены, так как принимают
Рис. 121. Наружное крепление проводкового бруса
болтами
№ = 5<т5, (47)
где с — плечо силы /?, т. е. расстояние меж-
ду проводковым брусом и плоско-
стью осей валков;
5 — момент сопротивления полосы пла-
стическому изгибу;
— предел текучести.
Для случая прокатки мелких профилей
прочность проводкового бруса следует прове-
рить на усилие при возможном обрыве по-
лосы.
Размеры сечения проводкового бруса обычно
следующие: высота Л = 0,1 I (где I — расстоя-
2 ,
ние между опорами) и ширина Ъ — п-
Вводные проводки не должны сопри-
касаться с валками (рис. 118). На проводко-
вом брусе их укрепляют весьма надежно, что-
бы металл не мог затянуть в валки какую-либо
из деталей проводки. Один из рациональных
способов крепления боковой линейки на про-
водковом брусе показан на рис. 123.
Для листов и часто для ромбических калиб-
ров вводные проводки выполняют в виде гори-
зонтальных линеек, называемых проводковы-
ми досками (рис. 124).
Боковых направляющих линеек в этом слу-
чае нет. Иногда эти линейки отливают зацело
с проводковым брусом (проводковые ска-
мейки) .
При прямоугольных калибрах и в ряде дру-
гих случаев, когда нет надобности в очень точ-
в которой вставлены боковые линейки (про-
пуски). Рабочую поверхность последних вы-
оя направлении полосы с боков, вводные про-
водки выполняют в виде желоба с очертанием
Рис. 123. Крепление боковой линейки на
проводковом брусе
Рис. 126. Вводная проводка, состоящая из ко-
робки и боковых линеек (пропусков)
дна обычно по форме прокатываемого профи-
ля. Эти желоба выполняют для каждого калиб-
Рис. 124. Проводковая доска для ромбических калибров
ра самостоятельно (см. рис. 118) или общими
для всех калибров на бочке валков (рис. 125).
Для ребровых и других проходов, где необхо-
полняют по форме и размерам сечения прока-
тываемого профиля. Взаимное положение ли-
неек регулируется установочными винтами.
Линейки (пропуски) изготовляют из отбе-
ленного чугуна, а у мелкосортных станов иног-
да из стали, рабочую поверхность которых на-
плавляют твердым сплавом или хромируют.
Твердый сплав, однако, трудно поддается меха-
нической обработке (стойкость хромированных
линеек в пять-шесть раз больше, чем чугун-
ных). Для уменьшения износа пропусков (ли-
неек), а также устранения возможных царапин
на полосе в последнее время стали применять
роликовые проводки (рис. 127). Ролики обыч-
но монтируют на подшипниках качения.
На рис. 127 показана роликовая проводка
для овала (завод «Серп и молот»). Особен-
Рис. 125. Вводная проводка
для нескольких калибров
ДИМО точное направление полосы и надежное
Удерживание с боков от скручивания, вводные
проводки выполняют в виде коробки (рис. 126),
ность данной проводки состоит в том, что каж-
дую пару роликов 1 укрепляют в самостоятель-
ных обоймах 2, устанавливаемых непосредст-
Рис. 127. Роликовая проводка для овала стана 300 (завод «Серп и молот»)'
венно на проводковом брусе. Благодаря этому
габариты проводки в направлении оси валка
невелики. Регулировка расстояния между роли-
ками с помощью болтов 3 облегчается при ис-
пользовании распорных пружин 4. Взаимное
положение роликов по высоте регулируют при
помощи прокладок 5. Охлаждающая вода на
ролики поступает по трубке 6.
Выводные проводки в общем случае
состоят из проводковых ножей и боковых ли-
неек (см. рис. 118). Проводковые ножи пред-
отвращают «оков» валка полосой (т. е. захле-
стывание вокруг валка). Проводковые ножи у
верхнего валка обычно не применяют, ограни-
чиваясь установкой их только у нижнего вал-
ка. Чтобы полоса при выходе из валков не
оковывала верхний валок, прокатку при этом
ведут с верхним давлением (диаметр верхне-
го валка для этого делается несколько боль-
ше нижнего). Между боковыми линейками
проводковые ножи устанавливают с зазором;
заостренный конец их опирают на валок, а
другой—на проводковый брус. Рабочая по-
верхность проводковых ножей выполняется по
форме прокатываемого профиля. При прокат-
ке фланцевых профилей между боковыми ли-
нейками устанавливают несколько проводко-
вых ножей: один нож 1 — для полки и два но-
жа 2 — для фланпев (рис. 128).
Рис. 128. Выводная проводка для прокатки балки
Верхние проводковые ножи прижимаются к
валкам и проводковому брусу контргрузами
(рис. 129, а) и иногда пружинами (рис. 129, б),
что усложняет их устройство. Поэтому обыч-
но их стараются не применять за счет прокат-
ки с верхним давлением. Однако иногда они
необходимы: например, при прокатке балок у
отдельных калибров, выполняемых закрыты-
ми со стороны верхнего валка.
Боковые линейки укрепляют самостоятельно
к проводковому брусу болтами. Причем в слу-
чае прокатки листов и других профилей — ромб,
уголок и др. — боковые линейки не применяют,
и тогда проводка состоит из одних проводковых
ножей.
Рис. 129. Уравновешивание верхнего проводково-
го ножа:
а — контргрузом; б — пружиной
§ 2. Кантующие и обводные проводки
Кантующие проводки обеспечивают
автоматическую кантовку металла (поворот на
требуемый угол обычно на 90 или 45°) между
клетями при прокатке сорта на непрерывных
станах и на станах, работающих с петлей. Эти
проводки, называемые также геликоидальными,
или винтовыми, выполняют с винтообразной
внутренней поверхностью и устанавливают
вблизи валков со стороны выхода. Шаг винто-
вой линии проводки, рассчитываемый по фор-
муле (48), равен:
2 Г
I = Е, (48)
акант
где Ь — расстояние от входа в проводку
до последующей клети;
«кант — угол кантовки (рад.).
Мощность, затрачиваемая на скручивание по-
лосы при ее кантовке, без учета потерь на тре-
ние полосы о проводку определяется по фор-
муле:
где М — момент, необходимый для скручива-
ния полосы при кантовке (кгм);
со — угловая скорость поворота сечения
полосы (рад/сек).
Для прямоугольного сечения величина М, в
предположении полностью пластического кру-
чения, равна [1011
Ж = Т4~^ + ~ (49)
[6 4 ]
где т, — предел текучести при сдвиге, рав-
ный 0,57 о,;
а и Ь — малая и большая стороны сечения.
Угловая скорость кантовки равна
«) =
акант Р
Ь
где V — скорость прокатки (м1сек).
Величину мощности, затрачиваемой на скру-
чивание полосы при кантовке, следует учиты-
вать при расчете двигателя рабочей клети. Об-
щее устройство кантующей проводки показано
на рис. 130. Линейки с внутренней винтообраз-
Рис. 130. Схема кантующей проводки непрерывного
заготовочного стана
I
I
I ной поверхностью закреплены в коробке кли-
ном. Расстояние проводки от валков регулиру-
ют горизонтальным болтом. Недостаток подоб-
ных проводок — быстрый износ пропусков (ли-
неек) . В связи с этим в последнее время стали
применять кантующие ролики. На рис. 131 по-
казана схема кантующих роликов для непре-
рывного заготовочного стана. Для большей на-
дежности кантовки, кроме выходных кантую-
щих роликов /, дополнительно установлены
вводные ролики 2. Последние способствуют
удержанию заготовки в калибре валков и обес-
печивают докантовку хвостовой части заготов-
ки. Срок службы таких роликов до переточки
4—6 месяцев [102]. Воронка-желоб 3 слу-
жит для направления заготовки в калибр кан-
тующих роликов и предотвращения оковыва-
ния прокатных валков полосой.
На рис. 132 показана кантующая роликовая
проводка для сортового стана 300 [103].
Обводиыепроводки обеспечивают по-
ворачивание (обычно на 180°) выходящего из
одного калибра переднего конца полосы и на-
правление его в последующий калибр. Эти про-
водки применяют на сортовых станах, причем
главным образом на мелкосортных и обычно
при линейном расположении клетей, когда про-
Рис. 131. Схема установки вводных и выводных кантующих роликов у клети не-
прерывного заготовочного стана (Магнитогорский завод):
г и 2— выводные и вводные кантующие ролики; 3—направляющие воронки; 4 — установочный механизм
роликов; <5 - рычаг для разобщения установочных винтов
катка ведется с петлей. У этих станов обвод- |
ные проводки используются обычно в сочета- !
нии с кантующими проводками для подачи
простых профилей: квадрата, полосы и круп-
ного овала. При ширине овала менее 20 мм
обводные проводки не применяют.
Устройство проводок различно, но во всех
случаях необходимо предусматривать возмож-
ность увеличения петли,, поскольку скорость
Наиболее распространены обводные провод-
ки с открытым сверху обводным желобом, сооб-
щающим выводную и вводную проводки калиб-
ров (рис. 133 и 134). При увеличении петли
после вхождения полосы в последующий калибр
избыточная часть ее под действием силы давле-
ния самой полосы выбрасывается через откры-
тую верхнюю часть желоба на плитный настил
пола.
Рис. 132. Роликовая кантующая проводка для сортового
стана 300
металла, выходящего из калибра, больше вхо-
дящего в последующий калибр.
Рис. 133. Обводная проводка с открытым*
обводным жолобом: 1 и 2 — рабочие клети
№ 1 и 2; 3— обводная проводка; 4 — ро-
ликовая проводка
При горячей прокатке ленты обычно приме-
няют рычажные проводки типа Кваста рис. 135,
у которых с ростом петли открывается специ-
альный клапан под действием силы давления'.
самой полосы. Более подробные сведения об
устройстве и настройке проводок и обводных
аппаратов см. книги 1104, 1051.
Рис. 134. Клети трио с обводными проводками
Рис. 135. Рычажная обводная проводка для
ленты системы Кваста
§ 3. Роликовые проводки холоднопрокатных
станов
Эти проводки применяют при холодной про-
катке широкой ленты. Основное их назначе-
ние— направление полосы при прокатке с од-
новременным созданием небольшого заднего
натяжения. Кроме того, они при необходимости
обеспечивают точную заправку переднего кон-
ца рулона в валки.
Пример устройства подобной проводки для
непрерывного холоднопрокатного стана 2500
(ЦКБММ) показан на рис. 136 и 137 1100]. Ра-
ма верхних холостых роликов 1 может переме-
щаться в вертикальных направляющих на раме
нижнего ряда холостых роликов 2 (рис. 136).
Специальными тянущими роликами передний
конец полосы заводится между рядами ро-
ликов 1 и 2 так, чтобы он почти касался валков.
С боков полоса направляется роликами 3. При
ходе поршней пневмоцилиндров 4 вправо верх-
ние ролики через рычажную систему 5, вместе
с колодкой 6 опускаются на полосу, прижимая
ее. При последующем ходе поршней вправо
Рис. 136. Схема роликовой проводки для непре-
рывного холоднопрокатного стана 2500 (ЦКБММ)
рамы верхних и нижних роликов вместе с зажа-
той полосой подаются к валкам и полоса за-
хватывается валками. При встрече рычагов 7'
с упорами 8 давление колодки 6 на полосу не-
сколько уменьшается (во избежание излишнего;
трения), а давление роликов 1 увеличивается,
обеспечивая небольшое заднее натяжение поло-
сы. Величину давления колодки 6 на полосу
регулируют поджатием пружин 9. Однако на.
практике заправка полосы в валки обычно зна-
чительно ускоряется путем подачи ее к валкам'
непосредственно тянущими роликами без уча-
стия проводки. Ролики последней зажимают
полосу для создания заднего натяжения уже
после захвата ее валками. При смене валков-
весь механизм проводки отодвигается реечной.,
передачей 10.
Уровень пора
Рис. 137 а. Конструкция роликовой проводки для непрерывного холоднопрокатного стана
2500 (ЦКБММ)
Линия прокатки
. Целиков и В. В. Смирнов
Рис. 137 б. Вид спереди
§ 4. Петледержатели и устройства для контроля
натяжения
Петледержателями (называемыми
также петлеобразователями) оборудуют непре-
рывные станы горячей прокатки: листовые,
штрипсовые, мелкосортные и др.
Прокатка на этих станах ведется обычно без
натяжения, которое может вызвать утяжку по-
лосы и снизить точность прокатки. Натяжение
исключается соответствующим распределением
скоростей по отдельным клетям так, чтобы по-
лоса между ними образовывала петли. Если не
принять должных мер, то полоса может образо-
вать складку и, попадая в валки тройной тол-
щиной, вызывать их поломку.
Если постоянство соотношения скоростей
между клетями стана поддерживает оператор,
наблюдая за величиной петель, то назначение
петледержателей сводится к предотвращению
образования складок на петле, обычно путем
небольшого натяжения ее. Если постоянство
соотношения скоростей прокатки устанавлива-
ется автоматически, то роль следящего устрой-
ства, дающего импульс на замедление или уско-
рение двигателей соответствующих клетей стана
в зависимости от величины петель, может вы-
полняться петледержателем или другими сред-
ствами, например двумя фотоэлементами, меж-
ду «лучами» которых проходит петля, причем
один из них «ограничивает» минимальную ве-
личину петли, другой — максимальную. Петля
должна образовываться в плоскости, соответ-
ствующей минимальной жесткости полосы.
У листовых непрерывных станов петледержа-
телем служит обычно ролик, поднимающийся
после входа полосы в последующую клеть при
помощи пневмоцилиндра или двигателя. При-
чем двигатель берется с моментной характе-
ристикой (с большим сопротивлением в цепи
якоря). Подобный петледержатель для чисто-
вой группы тонколистового непрерывного ста-
на 1700 показан на рис. 138 [100].
Ролик петледержателя поднимается с по-
мощью двигателя при вращении рычага 2
вокруг оси 1. Двигатель включается после
вхождения полосы в последующую клеть токо-
вым реле, включенным в цепь двигателя рабо-
чей клети. На этом рисунке показаны также
выводная и вводная проводки. При смене вал-
ков петледержатель ставится вертикально, а
проводки отодвигаются тягами 3 при враще-
нии рычага 4 (против часовой стрелки).
У штрипсовых станов петлеобразователь ча-
сто представляет две поворотные плиты
(рис. 139). После вхождения полосы в после-
дующую клеть плиты опускаются (обычно от
пневмоцилиндра), создавая условия для того,
чтобы полоса образовывала петлю собственным
весом.
Рис. 138. Общий вид петледержателя и проводок между клетями чистовой группы
тонколистового непрерывного стана 1700 (НКМЗ)
Рис. 139. Схема петлеобразователя для штрихо-
вого стана
Натяжение полосы требуется при
прокатке обычно на холоднопрокатных станах,
у реверсивных станов и у непрерывных станов
за последней клетью оно создается непосредст-
венно моталками и контролируется обычно по
величине тока двигателя моталки. У непрерыв-
ных станов натяжение полосы между клетями
может контролировать оператор приближенно,
по собственному практическому опыту, исходя
из загрузки становых двигателей (по величине
тока). Для этой цели предусматривают также и
специальные устройства, которые могут или
просто регистрировать величину натяжения, об-
легчая работу оператора, или выполнять роль
следящей системы, т. е. автоматически, без
участия оператора, поддерживать постоянство
натяжения. В последнем случае они должны
включаться в схему управления двигателем.
Устройство на рис. 140, а с натяжным роликом,
работающим от пневмоцилиндра, позволяет су-
дить о величине натяжения по давлению возду-
Рис. 140. Схемы устройств для контроля
натяжения:
а — с пневмоцилиндрвм; б — с роликом, опи-
рающимся на месдозу
ха в цилиндре. Если постоянство натяжения
должно поддерживаться автоматически, то ро-
лик выполняет также роль следящего устрой-
ства, дающего импульс на замедление или
ускорение соответствующих становых двига-
телей в зависимости от перемещения его вверх
или вниз от среднего положения. Но при этом
ролик, конечно, связывается механически со
схемой управления двигателями стана. По-
добное устройство, однако, не удовлетворяет
требованиям работы при больших скоростях
прокатки из-за значительной инерционности и
неудобств конструктивного порядка при про-
катке широких и толстых полос. При таких ус-
ловиях прокатки более удовлетворительным
является устройство на рис. 140б, установлен-
ное на одном из станов Союза. Здесь усилие
натяжения частично воспринимается роликом
за счет небольшого наклона набегающей и
сбегающей с него ветвей полосы. Давление на
ролик воспринимается через подшипники со-
ответствующим электрическим датчиком (мес-
дозой), просто регистрирующим величину на-
тяжения или включенным в схему управления
становыми двигателями.
§ 5. Устройства для смены валков
Смена валков (называемая в практике часто
перевалкой) требуется в связи с их износом,
а у сортовых станов также при переходе на про-
катку другого профиля. Одновременно г валка-
ми обычно меняют и вкладыши подшипников.
Для ускорения смены валков обычно наготове
хранят комплект новых валков с подшипниками.
У рабочих клетей со станинами
открытого типа, т. е. со съемной крыш-
кой, валки меняют мостовым краном.
Если станины закрытого типа,
то валки меняют в осевом направлении по трем
способам: а) с помощью муфты, подвешенной
вместе с новым валком па крюках крана / и 2
(рис. 141, а); б) скобой (рис. 141,6); в) спе-
циальными механизмами. Последние обеспечи-
вают комплектную смену валков.
У блумингов, слябингов, обжимных станов
эти устройства обычно представляют собой
реечные (рис. 142) рли цепные (рис. 143) тяну-
щие механизмы. Перед сменой валков (если
необходимо менять также вкладыши подшипни-
ков) предварительно разобщают с подушкой
кассету верхнего валка (вынимая шпонку 2 см.
рис. 114, а). Под кассету и под подвеску верх-
него валка для устойчивости закладывают де-
ревянные брусья 1 и вставки 2 (рис. 142). За-
тем после сочленения рейки и подушки с по-
мощью проушин 3 и 4 комплект валков втя-
гивается рейкой в валковую кассету 5. По-
следнюю вместе с валками убирают с помо-
щью крана, а на ее место ставят другую
кассету с комплектом новых валков, который
вдвигается в клеть той же рейкой.
Конструкция подобного реечного механизма
для блуминга 1000 показана на рис. 144. Тяну-
щее усилие рейки 24 т; скорость движения
50 мм/сек. Рейка приводится в движение через
передачу двигателем мощностью 22 л. с.
730 об/мин.
При смене валков цепным механизмом (см.
рис. 143) комплект валков выдвигается из кле-
ти и заводится в клеть коромыслом 1, находя-
Рис. 141. Схема смены валков краном:
а — с помощью муфты (М); б — с помощью скобы; 1 — ос-
новной крюк крана; 2 — вспомогательный крюк стана
По АА
Рис. 142. Схема реечного механизма для смены валков с валковой кассетой
Рис. 143. Схема цепного механизма для смены валков
Рис. 144. Реечный механизм смены валков блуминга 1000 (ЦКБММ—НКМЗ)
щимся на цепях 2 и сцепляющимся с проуши-
ной 3 нижней подушки. Цепной механизм более
компактен, однако менее удобен, так как из-за
отсутствия валковой кассеты обычно каждый
валок берется краном отдельно. Но надо огово-
риться, что существуют конструкции цепных
механизмов, в которых возможность подъема
краном одновременно двух валков, хотя и с
меньшими удобствами, но обеспечивается.
У клетей кварто и частью у других
клетей с гидравлическим уравновешиванием
валков валки сменяют обычно следующим спо-
собом. Рабочие валки меняют довольно часто,
обычно каждую смену при помощи муфты
(рис. 145) [100]. Опорные валки меняют или с
вижным салазкам 4. Обратным движением
брусьев опущенный на них комплект валков
извлекают из клети. Новые валки заводят в
клеть также с помощью брусьев. Брусья пере-
мещаются двумя шестернями 5, сцепляющимися
с неподвижными рейками 6, от двигателя мощ-
ностью 50 л .с. через цилиндрическую и спарен-
ную червячную передачи. На этом стане валки
уравновешиваются восемью гидравлическими
цилиндрами, встроенными в подушки валков
(см. рис. 99). Если валки уравновешиваются
пятью цилиндрами (см. рис. 100), то домкрат-
ные цилиндры не требуются, так как для заве-
дения брусьев комплект валков поднимается
верхним цилиндром, который при этом включа-
Рис. 145. Удлиненная муфта для смены рабочих валков стана кварто 1700 (ЦКБММ)
помощью скобы (у станов меньшего размера),
или специальными механизмами салазкового
типа.
Схема подобного механизма для смены опор-
ных валков стана кварто 1700 показана на
рис. 146, комплект валков приподнимают на
балке 1 двумя гидравлическими домкратными
цилиндрами 2. Под подушки нижнего валка
заводят брусья 5, перемещающиеся по непод-
ется на повышенное давление, а подушки меж-
ду собой соединяются специальными шарнира-
ми (рис. 147). Смена валков таким способом
занимает 30 мин.
При наличии в одном пролете нескольких
одинаковых рабочих клетей, например у непре-
рывных станов, подобные механизмы салазко-
вого типа выполняют переносными. К той или
иной клети их доставляют краном.
Рис. 146. Схема салазкового механизма для смены опорных валков стана кварто 1700 (ЦКБММ)
/7777777777Д
Рис. 147. Линия рабочей клети кварто
2800 X 900/1400 с механизмом для смены валков (ЦКБММ)
ГЛАВА V
СТАНИНЫ РАБОЧЕЙ КЛЕТИ И УСТАНОВКА ИХ НА ФУНДАМЕНТЕ
§ 1. Основные типы станин
Все давление металла на валки при прокат-
ке воспринимают станины рабочей клети. По-
этому к ним предъявляют высокие требования
в отношении прочности и жесткости. Наи-
более распространены станины двух типов:
закрытые — в виде сплошной жесткой рамы,
и открытые— со съемной крышкой (рис. 148).
Рис. 148. Станины рабочей клети:
а — закрытого типа; б — открытого типа
Закрытые станины выгоднее в отношении
жесткости и стоимости и их в обязательном
порядке применяют во всех листовых станах,
а также в блумингах, слябингах, обжимных
трубопрокатных и иногда сортовых станах.
Станины открытого типа стараются по воз-
можности не применять. Их применяют лишь
У сортовых станов при линейном расположе-
нии клетей, так как в этом случае смена вал-
ков при станинах закрытого типа крайне за-
труднительна.
§ 2. Расчет рабочей клети на опрокидывание
и усилия на опорах [106].
Момент, стремящийся опрокинуть рабочую
клеть, условно можно представить двумя со-
ставляющими:
А1вп = М\ + 714ц,
(50)
где М1 — момент, действующий на клеть от
привода в результате прокатки;
— момент, возникающий в результа-
те восприятия валками сил, дейст-
вующих вдоль полосы, как, напри-
мер, натяжение полосы при холод-
ной прокатке или инерционные уси-
лия при неравномерном движении
полосы, например за период захва-
та, и т. д.
Момент для станов дуо и трио опреде-
ляется следующим образом.
Стан дуо. Обозначим моменты, приложен-
ные к валкам со стороны привода через Мх и
М2, а моменты, действующие на эти валки от
последующих клетей (если стан линейного ти-
па),— через 44/ и М2 (рис. 149). Считаем по-
Рис. 149. Моменты, приложенные к вал-
кам (прямыми стрелками обозначено
направление прокатки)
а — клеть дуо; б — клеть трио
ложительным направление момента по часо-
вой стрелке. В общем случае при известном
распределении моментов между всеми валка-
ми значение Мт можно определить, исходя из-
двух уравнений
44! = ^ — Л4а — м; + 44^; (51)
(52}
где Л4прив — приведенный к валкам момент
привода.
Смысл второго уравнения в том. что весь
момент привода непосредственно передается
валкам первой клети.
Если прокатка происходит только в одной
клети:
М^Л^ — Мг. (51 а)
В этом случае, если М\ — М2, т. е. при обыч-
ной прокатке, 7^=0.
Значение будет максимальным в случае
прокатки с одним холостым валком (тонколи-
стовые станы для штучной прокатки листов)
или при поломке одного из шпинделей, соеди-
ненных с валками. Это явление может быть и
вследствие наличия зазоров между зубьями
шестерен шестеренной клети, а также между
ведущими и ведомыми частями шпинделей.
Весь момент привода будет при этом переда-
ваться одному валку и, следовательно:
^Тмакс Мнрнв, (516)
где МпРив — приведенный к валку момент
привода.
Стан трио. Как и ранее, обозначим через
Л4Ь М2 и М3 — моменты, приложенные к вал-
кам со стороны привода, а через Л4/, М2 и
М3' — со стороны последующих клетей.
В общем случае по аналогии со станом дуо
при известном распределении моментов между
всеми валками, значение Мт можно опреде-
лить, исходя из двух уравнений:
= Мх — М, + М3 — М; + М '2 — М'3; (53)
Мприв — ^1 + + М8. (54)
Если прокатка происходит только в одной
клети, то
— М2 + М,. (53а)
Максимальная величина Мг возможна при
поломке одного из шпинделей. Причем при
поломке среднего шпинделя, а также у листо-
вых станов трио, где средний валок непривод-
ной и, следовательно, М2 = 0, величина Л41 при
любых вариантах прокатки (одновременно
между всеми тремя валками или только между
двумя) будет максимальной и равной
= Мприв. (536)
Следовательно, в отношении максимального
значения Мт отличий от клети дуо нет.
Момент Мц от восприятия валками сил,
действующих вдоль полосы, равен (рис. 150):
Рис. 150. Опрокидываю-
щее усилие, действующее
вдоль полосы
Мц = Яс, (55)
где с — расстояние от плоскости прокатки до
плитовины.
Сила Я может возникать в виде натяжения
полосы в холоднопрокатных и непрерывных
станах, в виде реакции со стороны оправки в
трубопрокатных автоматических и пильгерных
станах и т. д., а также в виде инерционного
усилия, равного Я = т-%, где т и § — масса
слитка и его ускорение.
Максимальное значение силы Я во многих
случаях может быть принято равным, исходя
из момента привода
(56)
где О — диаметр валка.
Исходя из этого значения:
= (55а)
Суммарный опрокидывающий мо-
мент в отдельных случаях, следовательно,
может достигать максимальной величины, рав-
ной
Моп м.кс = Мприв + с. (50а)
Усилия на опорах клети, т. е. на
плитовинах, расположенных по обе ее сторо-
ны, будут направлены в разные стороны
Рис. 151. Усилия на опорах ра-
бочей клети
(рис. 151). От одной опоры обе станины стре-
мятся оторваться с усилием
гч Моп б
“ Ь 2
К другой опоре они прижимаются с усилием
(58)
где О и Ь — вес рабочей клети и расстояние
между опорами.
Усилие затяжки болтов, скрепляющих ста-
нину с плитовиной и плитовину с фундамен-
том, должно быть больше усилия <2ь
которую, однако, не будем учитывать, так как
моменты инерции поперечин обычно мало от-
личаются друг от друга). Так как станина сим-
метрична, то момент М1 можно определить,
исходя из потенциальной энергии упругой де-
формации одной ее половины, т. е. согласно
основной системе на рис. 152 (справа).
§ 3. Расчет на прочность станины закрытого
типа на вертикальные усилия1
На каждую станину действуют две силы Р,
направленные по ее оси.
Пусть форма станины произвольна, но сим-
метрична относительно вертикальной оси
(рис. 152).
Рис. 152. Расчетная схема
и эпюра изгибающих момен-
тов
Разрежем мысленно станину посредине
верхней поперечины (сечение I—I). В этом се-
чении на каждую ветвь станины будут дейст-
вовать: половина усилия Р и статически не
определимый момент (кроме того, при не-
одинаковых моментах инерции верхней и ниж-
ней поперечин будет еще горизонтальная сила,
1 Расчет с учетом горизонтальных сил рассмотрен
а литературе [94].
Рис. 153. Эпюра изгибающих момен-
тов для прямоугольной станины
Угол поворота сечения I—I при нагружении
равен нулю, т. е., согласно теореме Кастильяно:
дМх
дМг
(1х = О,
(59)
где Е — модуль упругости;
х — длина нейтрального волокна стани-
ны между сечением I—I и рассмат-
риваемым сечением;
Мх —изгибающий момент;
1Х — момент инерции для рассматривае-
мого сечения станины.
Значение Мх будем считать положительным,
если он создает растягивающие напряжения
на внутреннем волокне станины:
Мх = — у — М1,
х 2 1
(60)
где у — плечо силы — относительно рассмат-
риваемого сечения.
Производная момента равна:
= _ !
дМг
Опуская Е как постоянную, уравнение (59)
после подстановок примет следующий вид:
— =0.
(59а)
Отсюда определяем искомое значение:
М
(61)
Чтобы найти по этому уравнению М1, необ-
ходимо у выражать через х, Рассмотрим част-
ные случаи. .
Прямоугольная станина с раз-
ными моментами инерции попере-
чин (рис. 153) по приведенным уравнениям
будет рассчитываться в следующем порядке.
По уравнению (61) определяем 2Иь
Здесь связь # = /(х) простая: для попере-
чин у = х, а для стоек у= . Следовательно:
Л_ . и
М±—. (64)
1 4 Л /2 ' >
Момент в стойке по уравнению (63) после пре-
образований будет:
^=4-'—Ьг- (65>
где /ь /2, Л, /2 — длины поперечин и стоек и
моменты инерции их сечений.
Из этого уравнения видно, что момент в
стойках может быть уменьшен, в частности
снижением их жесткости и увеличением жест-
кости поперечин.
Это выгодно, как будет показано ниже, для
снижения веса станины при относительно уз-
ких и высоких станинах (например, кварто),
поскольку экономия материала на стойках
вследствие их большей длины перекроет в этом
случае некоторое увеличение материала на
поперечины.
Графаналитический метод рас-
чета станины закрытого типа при-
меняется в случае сложной формы станины.
Этот метод основан на том, что станина по
периметру разбивается на несколько (около
12—16) участков длиной Ах, для каждого из
которых момент инерции сечения принимается
постоянным и равным среднему значению 1Х
(рис. 154). Если при этом в уравнении (61)
где /х и /2— длина поперечин и стоек по
нейтральному волокну;
Л, /2 и /3 — моменты инерции верхней по-
перечины, стоек и нижней по-
перечины.
Следовательно:
=
1 4
Эпюра моментов строится по уравнению
(60), согласно которому момент в стойке бу-
дет (см. рис. 153):
= — Мг. (63)
Прямоугольная станина с одина-
ковыми моментами инерции попе-
речин, т. е. симметричная относительно вер-
тикальной и горизонтальной осей, решается
непосредственно из уравнения (62), если по-
ложить 18 = Ц
Рис. 154. Расчетная схема
к определению М1 графана-
литическим способом
знаки интегралов заменить конечными сумма-
ми, оно примет вид 1951
„ Р Д х
^~У ----
Л4г = —2----/х— . (66)
Д х
Р
где у — плечо силы — относительно середины
нейтральной линии данного участка Дх.
Числитель этого выражения можно предста-
вить графически площадью кривой АВ на
рис. 155, построенной в координатных осях,
Рис. 155. График к определению М1
ординатой которых является текущее значе-
Р
ние — у, а абсциссой — текущее значение
2
суммы членов — . В целом эта площадь об-
разуется как сумма площадок, каждая из ко-
торых равна текущему значению произведе-
Р Дх ~
ния Теперь непосредственно из урав-
нения (66) можно заключить, что значение Мх
равно средней ординате площади кривой АВ.
Момент же в любом сечении, согласно уравне-
нию (60)
Мх=^-у-М1г
представится эпюрой моментов, заштрихован-
ной на рис. 155 и имеющей начало координат
в точке О, отстоящей от первоначальной оси
абсцисс на расстоянии М\.
Заметим, что расчетные работы при этом
можно несколько сократить путем предвари-
тельного построения эпюры моментов от еди-
г Р
ничнои силы (т. е. в предположении, что —=
= 1), которую для получения окончательной
эпюры моментов надо затем умножить на ве-
Р тт
личину — . Нетрудно видеть, что средняя ор-
дината площади кривой АВ, соответствующая
этой эпюре моментов от единичной силы, чис-
ленно равна плечу у относительно сечения ста-
нины, где момент равен нулю.
Напряжения в станине будут
(рис. 156):
а) в середине поперечины:
^1
на внутреннехМ волокне авн = — —— (сжатие), (67)
И'вн
на наружном волокне онаР=-------- (растяжение);
^нар (67а)
б) в стойке:
на внутреннем волокне
«вн=-77- + —— (растяжение), (68;
2г2 И/вн
на наружном волокне
р Мг
°наР -------------------(сжатие или растяжение
2Г1 ГнаР заранее неизвестно). (69)
Здесь Р2, №'вн, №нар —площадь сечения
стойки и моменты сопротивления сечений по
внутреннему и наружному волокнам.
§ 4. Расчет станины закрытого типа
на деформацию
К рабочим клетям некоторых станов, осо-
бенно тонколистовых и холоднопрокатных,
предъявляются высокие требования жесткости
конструкции. Однако вопрос определения тре-
буемой жесткости рабочей клети еще недоста-
точно разработан теоретически и решается
обычно, исходя из практики работы аналогич-
ных действующих станов. Поэтому ограничим-
ся лишь кратким качественным анализом дан-
ного вопроса. Требуемая жесткость рабочей
клети в основном зависит от заданного допу-
ска на толщину прокатываемой полосы и не-
постоянства давления на валки при прокатке в
результате непостоянства механических
свойств, исходной толщины полосы и пр.
Рис. 157. Деформация рабочей
клети в зависимости от уси-
лия прокатки
В результате колебания величины давления
зазор между валками будет соответственно из-
меняться на величины (рис. 157):
△ /общ = ^общ △ ^общ> (70)
где /Собщ—коэффициент жесткости рабочей
клети в целом;
△Робщ —колебание величины давления
на валки.
Чтобы толщина полосы укладывалась в до-
пуск а, необходимо
△/общ<а. (71)
Требуемый коэффициент жесткости всей ра-
бочей клети из этого условия и уравнения (70)
равен
гобщ
Для станины рабочей клети деформация вы-
разится аналогично уравнению (70)
Щ = (72)
Причем из всех основных деталей рабочей
клети станины обладают наибольшей жестко-
стью. Например, по данным исследований хо-
лоднопрокатных станов кварто, величина вер-
тикальной деформации станины составила
лишь 10—12% от общей деформации клети,
тогда как деформация опорных валков с под-
шипниками (качения)—около 50% [107].
Таким образом, если знать долю деформа-
ции станины от общей деформации рабочей
клети —-— и относительную величину непо-
△7общ
стоянства усилия —, то требуемый коэффи-
циент жесткости станины определится из сле-
дующей формулы:
(73)
где Р — давление на нажимной винт.
Если, например, принять АР = (0,05
н- 0,15) Р, то для упомянутых станов кварто
при Л/ = (0,1 0,12) Д/общ , требуемый коэф,
фициент жесткости станины будет равен
/«(0,67-5-2,4) Д- .
Для подсчета жесткости данной станины не-
обходимо определить ее деформацию. Опреде-
лим вертикальную деформацию станины с уче-
том поперечных сил, поскольку сечение попе-
речин значительно относительно длины
/ = /х + /2 + /з, (74)
где Л, /2 и /з — деформации поперечин от из-
гибающих моментов и поперечных сил и удли-
нение стоек.
Рассмотрим станину с одинаковыми сече-
ниями поперечин.
Рис. 158. К определению
прогиба поперечины
Величина равна стреле прогиба обеих по-
перечин и, согласно теореме Кастильяно, бу-
дет (рис. 158):
2
Изгибающий момент и производная равны:
/ Р/,
Е1г \ 24
Следовательно
где М2 — момент в стойке станины.
Аналогично этому
где О и Рл — модуль упругости сдвига и пло-
щадь сечения поперечины;
К — коэффициент формы сечения;
для прямоугольного сечения
К =1,2.
Поперечная сила и производная равны
Рис. 159. Силы, действующие на станину открытого ти-
па при простом случае прокатки, и эпюра изгибающих
моментов
Следовательно:
' 2 0 Р-
Удлинение стоек
• ’ 2 Е Р2
(76)
(77)
Момент и его производная равны:
в стойке Мх = Тх и
где Р2 — площадь сечения стойки.
§ 5. Расчет станины открытого типа
на вертикальные усилия [62]1
в поперечине
и
В станах дуо, а также и в станах трио, где
подушки среднего валка не имеют самостоя-
тельного крепления на стойках станины, крыш-
ка станины воспринимает усилие прокатки
(рис. 159).
Так как крышка станины выполняется обыч-
но с наружным замком, то при действии уси-
лия Р на нижнюю поперечину крышка не бу-
дет препятствовать сближению стоек станины
(рис. 159). Сближению стоек может пре-
пятствовать подушка верхнего валка, устанав-
ливаемая в станине с зазором (ходовая посад-
ка). Силу Т давления подушки на стойку ста-
нины определим из условия, что прогиб стойки
станины равен боковому зазору между подуш-
кой и стойкой
По теореме Кастильяно прогиб с учетом его
направления равен
' } Е 1х дТ 2 '
1 С учетом горизонтальных сил расчет дан в литера-
туре {94].
Подставляя эти значения, получим:
с
^2
е
Отсюда
(78)
Если сила Т по этому уравнению получается
отрицательной, это значит, что / <С ~ и фак-
тически силы Т не будет. Так как зазор Д не
является вполне определенным (из-за износа
деталей и неточности исполнения), то стойки
станины должны быть рассчитаны из условия
максимальной силы Г, т. е. полагая А = 0.
Поперечина станины, наоборот, должна рас-
считываться при условии Т = 0.
Напряжения на внутренней поверхности
стоек будут
Р , Мт
’
где Л42, Р2 и Г2 — изгибающий момент, пло-
щадь сечения и момент сопротивления.
§ 6. Материал станин и допускаемые
напряжения
Станины рабочей клети обычно изготовляют
из стального литья марки ст. 35 Л.
При выборе допускаемых напряжений сле-
дует учитывать, что станина является наибо-
лее дорогой и ответственной деталью стана,
и поэтому она должна быть настолько проч-
ной, чтобы была исключена поломка ее. Уве-
личение же сечений станин сверх требуемой
прочности для получения большей жесткости
не является оправданным, так как деформация
станины составляет лишь небольшую долю от
общей деформации рабочей клети [107, 108].
Для обеспечения целостности станины ее
необходимо гарантировать от разрушения
усталостного характера, а также от разруше-
ния при перегрузке, которая на практике в
•большинстве случаев неизбежна из-за непра-
вильной подачи металла в валки или по дру-
гим причинам.
Для предохранения станины от усталостно-
го разрушения соответствующий запас проч-
ности должен быть равен приблизительно
двум. Этот запас прочности рассчитывается:
для поперечины
" = , ’Л к—г (79>
V 6+-^
2 \ епп смо /
ДЛЯ СТОЙКИ
« = а . °Г2 К---Г . (80)
2 \ 8по 8ма /
где и аг2 —пределы усталости материа-
ла станины соответственно
при изгибе и при растяже-
нии, отвечающие асимметрии
цикла изменения напряжен
ний в детали (см. глава И
§ 3);
а —номинальные напряжения в
детали от максимальных уси-
лий, действующих при нор-
мальном процессе прокати
Д’» —эффективный коэффицие*
концентрации напряжений;
Епа И ЕМз- коэффициенты влияния к;
чества поверхности и ма<
штабного фактора.
Для приближенных расчетов допускаемь
напряжения для стального литья указании
выше марок могут быть приняты:
в поперечинах /?<500— 700 кг/см?-,
в стойках 7? <400 — 500 кг/смК
Для предохранения станины от поломок п{
перегрузке прочность ее должна быть больш
чем у прокатных валков, с тем, чтобы при п
ломке последних в станинах не возникав
пластические деформации. Согласно этом
условию допускаемые напряжения должн
выбираться также с учетом следующего тр<
бования:
(8
Р макс
где —предел текучести материа;
станины,
Драсч и Рмакс —расчетная нагрузка и макс
мальная нагрузка на станин
при которой происходит поло:
•ка прокатного валка.
Величина Рмакс обычно лимитируется про
ностью шейки прокатного валка и поэтому м
жет быть подсчитана по уравнению
Р^с =— , (8
С
где оь и 5 — предел прочности материа;
валка и пластический момент с
противления сечения шейки;
с —расстояние от края бочки ва
ка до оси нажимного винта.
Выражая 5 через диаметр шейки, получи
Обычно с 0,5 с?, при этом
Рмакс~ 0,37^4 кг, (83
где й дается' в сантиметрах.
Для чугунных валков при съ = 2200* кг/с.
Рмакс^0,8<1гт.
Для валков из стального литья при
= 5500 кг/см2
/^МЭКС ~ 2б/2/Ц.
§ 7. Конструкция станин
При конструировании станины прежде вс
го определяется размер окна. Высота окна з
висит от требуемой величины подъема валка.
Ширина окна станин закрытого типа берется
немного больше диаметра бочки валков из ус-
ловии их смены.
Размеры сечений стоек и поперечин стани-
ны определяют расчетом. Перед расчетом це-
лесообразно задаться площадью сечения стоек
по практическим данным. Так как усилия на
шейке валка и в стойках станины одинаковы,
а прочность шейки (при постоянном соотноше-
нии между ее диаметром и длиной) приблизи-
тельно пропорциональна то для различ-
Ро
ных станов отношение — зависит в основном
от материала валков1:
1. Для чугунных валков приблизительно
Г2 = (0,6^ 0,8) й2;
2. Для валков из углеродистой стали:
а) обжимных станов Р2 = (0,65 ч- 0,8) <22;
б) для прочих станов Р2 = (0,8-:- 1,0) й2;
3. Для валков из хромистой стали (станы
кварто)
Л = (1,0 ^-1,2)й2.
Размер стоек в направлении оси валка бе-
рется несколько меньше длины подушки, что-
бы края стоек не мешали прокатке полосы.
Ось станины должна строго совпадать с сере-
диной подшипника.
С внутренней стороны, в местах соприкос-
новения как с верхними, так и с нижними по-
душками валков, стойки следует облицовывать
планками для предохранения от износа. Сече-
ние стоек выполняют двутавровым или прямо-
угольным (рис. 160).
Рис. 160. Различные се-
чения стоек станин
Двутавровое сечение более удобно для креп-
ления предохранительных планок, так как по
1 Размеры некоторых станин помещены в литерату-
ре [95].
10 А. И. Целиков и В. В. Смирнов
краям полки тавра можно пропустить сквоз-
ные болты.
Двутавровое и вытянутое прямоугольное се-
чения стоек (см. рис. 160) вследствие их боль-
шей жесткости целесообразны при относитель-
но широких станинах (станы дуо), особенно
при наличии значительных горизонтальных
усилий. Кроме того, при относительно широких
станинах закрытого типа такие сечения могут
значительно разгружать поперечины от изги-
бающих моментов (см. уравнение (64).
При высоких, сравнительно узких станинах
(например, клети кварто) и незначительных
боковых усилиях в отношении прочности и ве-
са станины более целесообразно менее вытя-
нутое сечение, близкое к квадратному (см.
рис. 160), как, например, это сделано у рабо-
чей клети кварто (см. рис. 164). Меньший мо-
мент инерции такого сечения обусловливает
меньший изгибающий момент (см. уравнение
(65). Достигаемая за счет этого экономия ма-
териала на стойках с учетом значительной их
длины перекроет некоторое увеличение мате-
риала поперечин.
Выбор формы сечения станины закрытого
типа в местах перехода стоек в поперечины
зависит также от принятой технологии изго-
товления. При электрошлаковой сварке попе-
речин со стойками эти места необходимо вы-
полнять прямоугольного сечения.
Обе станины клети соединяют между собой
сверху и снизу специальными литыми травер-
сами, шпильками с распорными трубами или
приливами на самих станинах.
По бокам станин снизу делают приливы,
называемые лапами. Эти лапы служат для
прикрепления станин с помощью болтов к пли-
товинам. Причем у крупных обжимных станов
с учетом значительной ударной нагрузки лапы
размещают обычно в поперечных пазах плито-
вин и, кроме болтов, крепят клиньями (рис. 161
и 162).
Типичные примеры конструкций станин раз-
личных станов приведены на рис. 161, 162, 163,
164 и 165.
Станины блуминга (см. рис. 161 и 162) [1001
имеют двутавровое сечение стоек. Сверху ста-
нины между собой соединены через литую тра-
версу /, снизу — через плитовины с помощью
шпилек 2 и клиньев 3 с промежуточной план-
кой 4, размещенных вместе с лапками станин
в поперечных пазах плитовин. Отверстия 5
предусмотрены для размещения первых ста-
нинных роликов рольганга. Планки 6 служат
для осевой установки нижнего валка. Про-
дольная траверса 7 выполняет роль салазок,
по которым выдвигают комплект валков при
их смене. Стойки станин изнутри сверху об-
лицованы сменными планками 5, а в местах
соприкосновения с нижними подушками вал-
ков планками не облицованы, что является
недостатком, так как при ударных нагруз-
ках станины в этих местах вырабатываются.
Рис. 161. Рабочая клеть блуминга 1000
(ЦКБММ1
Проводковые брусья 9 заводятся сверху в
пазы станин. Плитовины соединены между
собой поперечными балками 10 с помощью
фундаментных болтов и распорных клиньев//.
Планки 12 предохраняют станину от ударов
слитком. Материал станин — сталь марки
25Л1, =45 кг/мм2 и $ = 25%.
На рис. 163 показаны станины открытого
типа клети трио крупносортного стана 650
(которая полностью унифицирована с клетью,
изображенной на рис. 83). Крышка станин вы-
полнена общей для обеих станин. Соединение
крышки со станинами оригинально: вместо
обычного соединения болтами, проходящими
по оси стоек (см. рис. 1), предусмотрено весь-
ма жесткое крепление клиньями /. В осевом
направлении крышку фиксируют грибовидны-
ми штифтами 2. Между собой станины соеди-
нены сверху шпильками с распорными труба-
ми 5, снизу — траверсами 4. Для ускорения
смены валков предусмотрена возможность
подъема всей рабочей клети краном за ось 5.
Чтобы облегчить съем и установку клети,
боковые опорные поверхности 6 лап станиц
сделаны со скосом под 15°, а болты, соединя-
ющие станины с плитовинами, закреплены в
плитовинах наглухо и заканчиваются сверху
заходным конусом. С этой же целью сделан
конус в отверстиях лап станины. Выступы 7
станин служат опорой для подушек среднего
валка. Снизу проем станин облицован защит-
ными планками 8. Материал станин — сталь
марки ЗОЛ.
На рис. 164 и 165 показаны станины клети
кварто 2500. Станины между собой соединяю]
сверху и снизу литыми траверсами. Изнутри
проем станины, расположенной со сторона
привода, облицован защитными планками;
проем другой станины — не облицован (что яв-
ляется недостатком). Для облегчения смена
валков ширина проема одной станины . ш
50 мм (двойная толщина облицовочных пла-
нок) больше. Небольшой момент инерции се-
чения стоек статины, как указывалось, являет
ся характерным для станин кварто. Вес одно!
станины 111 т, материал — сталь марки
35ЛП — ГОСТ 977—53.
Для очень крупных станов и в тех случаях
когда по условиям прокатки от станины не тре
буется большой жесткости, применяют состав
ные станины. При этом облегчается отливка
обработка и перевозка (по условиям железно
дорожного габарита).
У станины на рис. 166 стойки между собо!
стягивают: вверху — болтами, внизу, кроме
болтов, еще тремя вытянутыми кольцами (
горячей посадкой. У одного из самых крупны?
в мире толстолистовых станов кварто (рис
167) станины выполнены, как у гидравличе
ского пресса, т. е. с литыми поперечинами I
коваными стойками с гайками по концам.
§ 8- Плитовины
Станины рабочей клети своими лапами опи-
раются на фундамент через фундаментные ли-
нейки, называемые плитовинами. Когда не-
сколько клетей расположено в одну линию,
плитовины секциями длиной по 4—6 м прохо*
дят под всеми клетями. Причем у небольшие
станов иногда на них опирается и шестерен-
ная клеть.
Если по условиям смены валков рабочая
клеть с плитовин не снимается (блуминги, об-
жимные, листовые станы), то верхнюю обраг
ботанную ее часть обычно делают прямоуголь-
ного сечения, т. е. с вертикальной внутренней
гранью, в целях большей простоты обработки
(рис. 161, 162, 164 и 168).
Когда рабочую клеть при смене валков сни-
мают краном (обычно у сортовых станов),
плитовину выполняют призматической, обычно
10*
2885
Рис. 162 б. Общий вид узла станины блуминга 1000 (ЦКБММ);
4930
2780
Рис. 163 а. Общий вид узла станин крупносортного стана 650 (НКМЗЭ). Вес одной станины
17 т, материал — Ст. ЗОЛ
Рис. 163 б. Общий вид узла станин крупносортного стана 650 (НКМЗЭ$
Рис. 165. Разрез и вид сверху узла станин, изображенных на рис ...
Рис. 166. Составная станина к обжимной клети 1370 стана для прокатки широкополоч-
ных балок завода Карнеги Стил в Гомстеде
Рис. 167. Устройство станины у толстолистового
стана кварто 5200 X 1100/1600
с одной (см. рис. 163) или двумя (см. рис. 83)
наклонными гранями (около 15° к вертикали).
При наклонных гранях установка станины на
плитовины облегчается.
станов (менее 400-^-450 мм) обе плитовины
обычно отливают задело. У крупных станов
плитовины в большинстве случаев стальные,
обычно из той же стали, что и станины; у не-
Рис. 168. Плитовина с прямоугольной опорной поверхностью
Сопрягаемые поверхности станин и плито-
вин подгоняют весьма тщательно с примене-
нием шаблонов и контршаблонов. Причем
установка станин на трапецеидальных плито-
винах допускается только «в растяжку»
(рис. 169) или «в распор», т. е. с расположе-
нием бокового зазора $^0,1 мм, или только
больших станов — чаще всего чугунные (на-
пример, марки СЧ28—48).
Диаметр станинных болтов (шпилек), слу-
жащих для крепления станины к плитовине,
рассчитывают на усилие, несколько большее
усилия от действия опрокидывающего момента
(см. уравнение (57).
Рис. 169. Примеры правильной и неправильной установки станины на трапецеидальных
плитовинах:
а — «врастяжку»; б — «враспор» — правильно; в — «свободно» — неправильно
на внутренних гранях, или только на наруж-
ных гранях плитовин. «Свободная» установка
(рис. 169, в) не допускается, так как не обес-
печивает фиксации станины. В связи с этим
можно заметить, что, исходя из рис. 169, б,
применение на практике наружных наклон-
ных граней у лап станины не является оправ-
данным.
Нижние гайки болтов (шпилек), с помощью
которых крепят станину к плитовине, должны,
если позволяют условия, заводиться через бо-
ковые окна плитовин (см. рис. 168), а не через
продольный паз, как часто делали раньше (см.
рис. 1). Между собой плитовины обычно скреп-
ляют весьма жестко литыми траверсами или
болтами с распорными трубами. У небольших
Практически диаметр этих болтов берется
равным
(1» 0,1 О + (5->-10) мм,
где Л — диаметр валков.
Если клеть при смене валков не снимается с
плитовин, то для большей надежности ста-
нинные болты затягивают нагорячо при усло-
вии нагрева болта на 200°. Для этого сначала
отмечают положение гайки на болте при мак-
симально возможной холодной затяжке. При
установке этого же болта после нагрева (не-
сколько выше 200°) гайку от отмеченного по-
ложения поворачивают дополнительно на вели-
чину температурного удлинения болта, вычис-
ленную, исходя из того, что болт нагревали на
200°- Остывший болт надежно притянет стани-
ну к плитовине.
Площадь соприкосновения плитовины с фун-
даментом определяется, исходя из удельного
давления на фундамент, составляющего 15 -н
_н20 кг!см2 от веса клети и опрокидывающих
усилий.
Плитовина может быть рассчитана как бал-
ка на упругом основании [62]. Практически
высота плитовин приблизительно равна
Л^0,5Р.
фундаментные болты рассчитывают на то
нее усилие, что и болты крепления станин. Их
диаметр обычно равен:
для станов при О < 500 мм
б/^0,1 О + 10 мм\
для станов при О > 500 мм
0,08 О+ Ю мм.
Фундаментные болты обычно замуровыва-
ют в фундамент при его возведении, однако не
полностью с тем, чтобы очень небольшие не-
точности положения болтов можно было кор-
ректировать их изгибом (рис. 170) [100]. После
этого плитовины вместе со станинами уста-
навливают и выверяют на фундаменте набора-
ми металлических подкладок, располагаемых
вблизи болтов, и после затяжки болтов и окон-
чательной выверки заливают цементным рас-
твором. Крупные фундаментные болты обычно
снизу закреплены в анкерной плите и снабже-
ны гайкой, которая приваривается к болту.
Болты меньшего размера выполняют снизу с
загибом (рис. 170, б).
Рис. 170. Примеры конструкций фундаментных
болтов
Для массивных железобетонных фундамен-
тов при наличии динамических нагрузок при-
меняют бетон марок ПО и 140 120].
Часть третья
ДЕТАЛИ, ПЕРЕДАЮЩИЕ ВРАЩЕНИЕ ПРОКАТНЫМ ВАЛКАМ
ГЛАВА I
СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ШПИНДЕЛИ
Соединительные шпиндели служат для пе-
редачи вращения валкам от шестеренной кле-
ти или от электродвигателей, а также от вал-
ков одной клети к валкам другой клети (при
линейном расположении клетей). Наибольшим
распространением пользуются шпиндели двух
типов: универсальные и трефовые.
§ 1. Универсальные шпиндели
Универсальные шпиндели (рис. 171) дают
возможность передавать вращение валкам при
значительных углах до 8—10° между осью
мого угла наклона а и необходимого макси-
мального расстояния й между осью валка и
осью ведущего вала (рис. 171). С достаточной
точностью она равна
1= —— .
Проекция на горизонталь длины шпинделя
переменна в зависимости от угла наклона. По-
этому один из шарниров шпинделя обычно вы-
полняют фиксированным на конце ведущего
вала, а другой, со стороны валка, — не фикси-
рованным, т. е. плавающим в осевом направле-
ние. 171. Схема расположения универсальных шпинделей
шпинделя и осями валков или шестерен шесте-
ренной клети. Главным образом их применяют
у блумингов, слябингов, обжимных, трубопро-
катных, средне- и толстолистовых станов, а
также у тонколистовых и холоднопрокатных
станов.
В связи с более совершенной кинематикой и
более плавной работой по сравнению с трефо-
выми шпинделями их начали применять также
в сортовых и заготовочных станах.
Универсальные шпиндели устроены по прин-
ципу шарнира Гука.
Длина шпинделя^ определяется из допусти-
нии. При большом подъеме верхнего валка (у
блумингов и слябингов иногда до 2000 мм),
чтобы по возможности выровнять условия ра-
боты шпинделей, ось нижнего шпинделя (см.
рис. 171) располагают также с наклоном (но
обычно несколько меньшим, учитывая более
тяжелые условия его работы по сравнению с
верхним шпинделем из-за большего попада-
ния окалины и воды). Когда диаметр шестерен
шестеренной клети значительно превышает
минимальный диаметр валков, размер шарни-
ра шпинделя со стороны шестеренной клети
делают больше, чем со стороны валков. При
этом сочленение шпинделя с шестерней (более
дорогой деталью, чем валок) более прочно и
гарантируется от полоток при перегрузке.
учитывая необходимость переточки валков,
диаметр шарнира шпинделя со стороны валка
принимают обычно не более 0,850,95 диа-
метра валка.
В практике наиболее распространены ло-
пастные универсальные шпиндели (рис. 172).
Рис. 172. Шарнир лопастного универсального шпинделя
(типа Места!
В цилиндрической расточке шпинделя разме-
щены бронзовые или текстолитовые вкладыши
/. В направлении оси расточки они удержива-
ются цилиндрическими заплечиками. Лопасть
2 на конце шестерни (или валка) выполнена
с прорезью, в которой размещается сухарь 3
прямоугольного или круглого сечения с цап-
фами по концам. Одной осью шарнира Гука
является ось I расточки, другой — ось II су-
харя.
Шарнир по оси шпинделя не зафиксирован,
вследствие чего может перемещаться вдоль
прорези лопасти. Учитывая условия сборки
шарнира, просвет а между щеками делают
больше ширины Ъ вкладыша. Обычно диаметр
расточки равен около половины диаметра го-
ловки шпинделя = (0,48 0,5)1), а толщина
лопасти 5 = (0,25 -н 0,28)1).
Размеры универсальных шпинделей для при-
вода прокатных валков регламентированы
ГОСТ 8059—56 «Прокатные станы. Шпиндели
универсальные и приводные концы валков.
Основные размеры». Обоснования к разработ-
ке этого ГОСТ приведены в сборнике по обме-
НУ техническим опытом Уралмашзавода «Кон-
струирование машин и оборудования»—
МАШГИЗ, М — Свердл. 1956 (статья К. Н. Ва-
лугина).
Конструкция шпинделя, выполненная по схе-
ме рис. 172 для блуминга 1000, показана на
рис. 173. Рабочие поверхности сухаря облицо-
ваны. бронзовыми планками; имеются отвер-
стия для смазки рабочих поверхностей маслом,
находящимся в кольцевой полости, образован-
ной приваренным кожухом.
По способу разборки шарниры универсаль-
ного шпинделя различают: 1) с осевой разбор-
кой (см. рис. 172 и 173), т. е. со смещением од-
ной из головок шарнира в осевом направле-
нии; у такого шарнира лопасть с прорезью, и
он часто применяется со стороны валков при
смене их в направлении оси (при станинах за-
крытого типа); 2) с боковой разборкой, т. е.
со смешением одной из головок вбок (обычно
при станинах открытого типа, когда при смене
валков их подымают вверх). У такого шарнира
обычно лопасть с отверстием и вместо суха-
ря— сквозной болт (рис. 174), при удалении
которого шарнир разъединяется путем смеще-
ния вбок вилки или лопасти со вкладышем.
У такой конструкции расточка в вилке более
проста, так как не имеет уступов, однако сквоз-
ной болт значительно ослабляет сечение вилки,
и поэтому применения такой конструкции
шпинделей следует избегать.
Для передачи небольших крутящих момен-
тов (в частности, на роликовых правильных
машинах) часто применяют шпиндель, у кото-
рого вкладыши удерживаются наружным
кольцом (рис. 175). Торцы вкладышей при
этом обработаны по сфере радиусом, прове-
денным из центра головки шарнира. Необхо-
димо заметить, что образование значительных
зазоров при износе вкладышей крайне неже-
лательно, особенно при реверсивной работе,
так как обусловленные зазорами удары вызо-
вут еще более интенсивный износ, причем не
только абразивного характера, но также в ре-
зультате деформации от ударов. Поэтому
вкладыши обычно делают из высокопрочной
прокованной бронзы марки БрАЖ9-4 или ла-
туни ЛАЖМц66-6-3-2.
Устранение указанных зазоров при износе
вкладышей весьма затруднительно. В этой свя-
зи заслуживают большого внимания шпиндели
с шарнирами на подшипниках качения
(рис. 176), обеспечивающих работу шпинделя
с минимальными зазорами и благодаря боль-
шей герметичности,—более надежное удержи-
вание смазки (густой). При этом исключается
также применение бронзы. Однако прочность
такого шарнира значительно меньше.
Смазка обычных шарниров шпинделей за-
труднительна, так как из-за их недостаточной
герметичности она плохо удерживается на тру-
щихся поверхностях. Обычно применяют гу-
стую мазь (марки ИП-1), подаваемую через
Положение
Рис. 173. Шарнир универсального
шпинделя блуминга 1000 со стороны
рабочей клети (ЦКБММ)
Рис. 174. Шарнир универсального шпинделя конструкции
вого стана)
НКМЗ (для слябинга и среднелисто-
Рис. 175. Универсальный шпиндель для небольших крутя-
щих моментов
ПО М
Рис. 176. Шарнир универсального шпинделя с игольчатыми подшипниками для шаропрокатного
стана 80 (ЦКБММ),
шприц-масленки или лубрикаторы, устанавли-
ваемые на шпинделе.
Есть много попыток усовершенствовать
смазку: 1) путем подачи жидкой смазки через
отверстия из кольцевой полости, образованной ’
кожухом, приваренным к головке шпинделя;
2) путем подачи жидкой смазки методохМ по-
ливания, используя отдельную смазочную си-
стему и довольно громоздкие герметизирую-
щие кожухи, обычно охватывающие шпиндели
целиком; 3) применяя чехлы из маслостойкой
резины, охватывающие шарнир шпинделя и
т. д. Применяемая жидкая смазка должна об-
ладать большой вязкостью, учитывая высокие
удельные давления и небольшие скорости
скольжения.
где х — плечо силы Р, равное
х = 0,5^0----~ Ь ) 81П а + хг. (85
Здесь а и Х1 — угол наклона шпинделя р
расстояние от центра шарнира до сечения/^/
Момент кручения в сечении 1—1 равен
= • (87)
Напряжения изгиба и кручения равны:
§ 2. Расчет на прочность универсальных
шпинделей
Для расчета отдельных элементов шарнира
шпинделя ниже рассматривается теоретиче-
ский анализ напряжений на основе метода,
предложенного А. И. Целиковым [62] и приво-
дятся без вывода формулы, полученные на ос-
нове специальных исследований [ПО].
Лопасть шарнира с прорезью вос-
принимает со стороны вкладыша давление,
распределенное примерно по треугольнику
1110] (рис. 177). Поэтому равнодействующая Р
где 5 — толщина сечения лопасти.
•п — коэффициент1 при подсчете момента
сопротивления кручению, зависящий от отно-
шения Ь:з и равный (с учетом записи момен-
та сопротивления кручению в виде т|53):
Ъ ; 5 1 1,5 2 3 4 (
0,208 0,346 0,493 0,801 1,15 1,'
Расчетные напряжения равны
®р1сч = К + з . (90)
Расчетные напряжения могут быть опреде-
лены также по формуле, предложенной
И. М. Мееровичем [1101:
Зх +
°расч —
1,1 м
Рис. 177. Действие сил на лопасть с прорезью
давления на одну ветвь лопасти будет смеще-
на от центра ее сечения. Следовательно, в
опасном сечении 1—/, кроме напряжений из-
гиба, будут также напряжения кручения.
Усилие Р при этом равно
Р=--------- . (84)
6»-— ь
о
где М — момент, передаваемый шпинделем;
и Ь —полная ширина лопасти и ширина
одной ее ветви.
Момент изгиба в сечении 1—1 равем
= (85)
В этой формуле размерность момента при-
нята в кг' см, а линейных размеров в см
Лопасть с отверстием в опасном се-
чении 1—1 (рис. 178) испытывает также на-
пряжения изгиба и кручения.
Рис. 178. К расчету лопасти с отверстием
*Беляев Н. М., Сопротивление материалов, Гос-
техиздат, М. 1954.
Действительно, откладывая вектором по оси
шпинделя общий момент М, передаваемый
шпинделем, можно видеть, что его составляю-
щие
/И1 = 7Исоз а, (92)
ТИ2 = М. 51п а (93)
вызывают в сечении 1—1 лопасти соответст-
венно напряжения кручения и изгиба, равные
Т) з3 ’
6М2
3_ М8
(95)
где ч — коэффициент, зависящий от отношения
Ь0:в (см. стр. 160).
Расчетные напряжения подсчитываются по
уравнению (90).
Расчетные напряжения для наиболее часто-
го случая, когда Ьо :5 = 3,5, могут быть более
точно определены формулой, предложенной
И. М. Мееровичем 11101:
Орасч = 0,7 4 А, (96)
58
где коэффициент А равен
А = 51п а + зш2 а + 1,37 соз2 а . (97)
Вилка шарнира каждой своей щекой
воспринимает со стороны вкладыша давление,
распределенное приблизительно по треуголь-
нику в сечении А—Л, перпендикулярном пло-
ской лопасти (рис. 179).
При этом равнодействующая давления Р
* Ъх
будет расположена на расстоянии — от оси
3
Рис. 179. Силы, действующие на вилки шарнира
11 А. И. Целиков и В. В. Смирнов
шарнира шпинделя, где Ьг — ширина щеки.
Следовательно, величина равнодействующей Р
в зависимости от момента А1, передаваемого
шпинделем, будет равна
Р = -^_. (98)
2
Если по оси сечения А—А приложить две
встречные силы Р\ и Р2, равные Р, то можно
заметить, что на щеку вилки будет действовать
О V М
пара сил Р и Рь момент которой равен—,и
сила Р2, вызывающая в щеке вилки напряже-
ния изгиба, растяжения и сдвига. В конечном
счете напряжения в произвольном сечении
1—1 щеки вилки будут определяться следую-
щими моментами и силами:
1. Изгибающим моментом относительно оси
х—х сечения
Л^ = Рх, (99)
где х — плечо силы Р, равное
х = (хх + уг1§а)со8а = х1соза 4- ^зша. (100)
Здесь X] и «/!—координаты нейтральной линии
сечения 1—1.
2. Растягивающей силой ЛГ, равной
# = Р5т(а + р), (101)
где р — угол наклона сечения 1—1.
3. Изгибающим моментом относительно оси
у—у сечения
Л1^ = 4зш(а4-₽). (102)
4. Крутящим моментом
Мкр = 4 с°5 (« + ?)• (ЮЗ)
Напряжения в сечении 1—1 достигают наи-
большего значения обычно на линии ЕР в точке
В или Е и Р. Составляющие этих напряжений
будут следующие:
1. Напряжения изгиба от основного изгибаю-
щего момента Мхх, которые на внутренней по-
верхности щеки вилки, т. е. на линии ЕР,
равны
_ _ Мхх
ихх вн Т7/ *
™ XX вн
где Гххвн—момент сопротивления сечения
относительно оси X—X.
2. Напряжения растяжения от силы #
«^=4- (105)
г
где Р — площадь сечения 1—1.
3. Напряжения изгиба от момента Муу в
точке Е или Р
. , (106)
УУ ту/ * 7
™УУ
где —момент сопротивления сечения от-
носительно оси У—У.
4. Напряжения кручения, достигающие мак-
симума в точке В
т Мкр_ (107)
В ^кр.В
где 1^кр в— момент сопротивления кручению
для точки В сечения 1—1.
Моменты сопротивления сечения 1—1 изгибу
можно приближенно подсчитать, приравнивая
сегмент трапеции (рис. 180).
Рис. 180. Сечение щеки вилки
3^1 + 6с2е3 + 2б?з
И7 гг вн 1 •
х 6 (Зс2 + 4с3) 1
+ 3<?2 с3 + 4<?2<?з + 2с$
и/ = ----------------------------- С? .
УУ 6(с2 + 2Сз)
Момент сопротивления кручению для
В сечения может быть определен по формуле
С. А. Енгалычева 1
(Ю8)
(Ю9)
точки
где гий — радиус дуги сегмента и
сегмента.
Расчетные напряжения будут:
в точке В
°расч = хх вн*
(НО)
высота
, (Н1)
1 С. А. Енгалычев. Инженерный сборник АН
СССР, т. I, вып. 2, 1941.
в точке Е или Р
^расч °хх вн “Ь ^уу • (112]
Более точно напряжения в щеке вилки мо.
гут быть определены расчетом ее подобна
расчету кривого бруса.
Наряду с рассмотренным методом укажем
на исследования И. М. Мееровича [110],
гласно которым максимальные расчетные
напряжения находятся в одной из точек ц2
внутренней поверхности щеки вилки и опре.
деляются формулой
где б/ и О — диаметры расточки и головки
шарнира, см\
М — момент, кгсм\
К—коэффициент, учитывающий угол на-
клона шпинделя, равный
2
А = 1-г0,05 а
(Н4)
Здесь а—угол наклона шпинделя в градусах.
Для частного случая, когда б/=О,бД
арасч = 27,5 ^-(2,5К +0,6). (115)
Основной особенностью условий работы
универсальных шпинделей является стеснен-
ность диаметральных габаритов в сочетании
с большими крутящими моментами, достига-
ющими, например, у блумингов, 300 тм. Вви-
ду этого на практике в шпинделях прихо-
дится допускать значительные напряжения,
в отдельных случаях, исходя лишь из пяти-
кратного запаса прочности, что для кованой
стали с пределом прочности оа=65-*-
н- 75 кг/мм2 соответствует допускаемому на-
пряжению = 1300 -1500 кг/см2 [100]" Од-
нако запас прочности следует по возможности
принимать примерно не менее 6.
Для изготовления шпинделей применяют
кованую сталь углеродистую марок 40 или
456 а при больших напряжениях легирован-
ную, например марок 40Х или 40ХН.
Пример: Для расчета универсального шпинделя
блуминга 1150, лопасть у которого с прорезью, дане
Передаваемый момент М, тм............. 150
Диаметр головки П, мм.................1000
Диаметр расточки б/, мм............... 500
Угол наклона а, град.................... 8
Полная ширина разрезной лопасти &0, мм . . 950
Ширина ветви лопасти Ь, мм............ 340
Толщина лопасти 5, мм................ 330
Расстояние от центра шарнира до опасного
сечения лопасти х1г мм.......... 225
решение:
Напряжения в лопасти по уравнению (91):
тенденцию полного перехода на универсаль-
ные шпиндели даже у линейных станов (не-
_ 1,Ш
арасч 2 \
( ~ $ ) Ь 52
\ о /
1,1 • 15000000 х
5 — — 34^ 34 • 332
3 /
3 • 27,6 +
9-27,6а +
— 1060 кг!см?.
Здесь: = 0,21 взято из таблицы (стр. 160).
По уравнению (86)
смотря на усложнение смены валков), для
которых трефовое соединение было типич-
ным.
х = 0,5 | 60
2_
3
ь 81П а + = 0,5 /95-------------1- 34
51П 8° + 22,5 = 27,6 см.
Так как (1 =0,50, напряжения в вилке шар-
нира по уравнению (115) будут:
Форма и размеры сечения трефовых шпин-
делей такие же, как и у прокатного валка.
орасч = 27,5 (2,5 К + 0,6) = 27,5
11221222 (2,5 -1,2 + 0,6)« 1500 кг/см?.
1003 '
Здесь по уравнению (114)
2 2
к=1+0,05а3 = 1 + 0,05 • 8 3 = 1,2.
§ 3. Трефовые шпиндели и муфты
Трефовое соединение (рис. 181), служащее
для передачи вращения валкам, применяют
при небольших изменениях расстояния между
Рис. 181. Трефовый шпиндель и
муфты
осями валков, когда угол наклона шпинделя
не превышает 1-н2°. При больших углах на-
клона шпинделя возникают большие потери
на трение, и вследствие этого трефовое со-
единение быстро изнашивается, так как оно
к тому же обычно (со стороны валков) ра-
ботает без смазки. В связи с этим в послед-
нее время часто применяют комбинирован-
ные шпиндели, имеющие со стороны шесте-
ренной клети шарнир универсального шпин-
деля, а со стороны валков — трефовую муф-
ТУ- Конец шестерни при этом сохраняется
лучше, а в связи с легкостью разборки тре-
фового соединения смена валков не усложня-
ется. Также следует Отметить имеющуюся
Минимальная длина шпинделя принимается,
исходя из того, чтобы на нем могли поме-
ститься обе муфты и оставался зазор 4(М-
-^--80 мм для троса подъемного крана. Чтобы
муфты при работе не сдвигались на шпин-
дель, в его пазах с помощью хомутиков или
проволоки укрепляют деревянные распорки.
Если шпиндель уравновешивается (см. рис.
184), то по середине его протачивается шейка
для подшипника диаметром 0,88с?ь где сЦ —
наружный диаметр трефа.
Между муфтой и шпинделем предусматри-
вают зазоры Д = 0,015с?]. Кулаки муфты
очерчиваются теми же радиусами, что и впа-
дины шпинделей, но из разных центров (рис.
182) для более правильного соприкосновения
Рис. 182. Трефовая муфта
со шпинделем. Длина муфт равна двойной
длине трефа валка плюс зазор между торца-
ми трефов валка и шпинделем.
Размеры трефовых соединений регламенти-
рованы ГОСТ 5333—55 «Прокатные станы.
Трефовые соединения. Муфты, приводные
концы валков и шпинделей. Основные разме-
ры», согласно которому: приводные концы
шпинделей при угле перекоса менее 1° вы-
полняют с прямыми трефами, а при угле пе-
рекоса не более 2° — с бочкообразными тре-
фами (со скругленной наружной поверх-
ностью). Материал муфт — обычно серый чу-
гун по ГОСТ 1412—48, но при больших на-
напряжениях муфты делают и из стального
литья. Материал шпинделей — литая или ко-
ваная сталь с = 50 60 кг/мм2.
Трефовые шпиндели рассчитывают только
на напряжения кручения, максимальня ве-
личина которых на дне впадин [58] выражается
формулой
М
т.макс о >
0,0706
где г/1 — наружный диаметр трефа и М — кру-
тящий момент.
Расчет на прочность трефовых муфт
[94, 111] показывает, что при значительных
перекосах, когда нагрузка падает не на четыре
кулака, а ее воспринимают только два, на-
пряжения увеличиваются почти в три раза.
Ввиду такого непостоянства напряжений ис-
пользовать трефовую муфту в качестве пре-
дохранительной не рекомендуется 1112]. Необ-
ходимо отметить, что концы трефов валков,
из-за больших контактных напряжений при
перекосе муфт, часто выкрошиваются, осо-
бенно если валки чугунные. Учитывая это, це-
лесообразно 1113] выполнять кулаки муфты не
доходящими до конца трефов валка и шпин-
деля (рис. 183).
Рис. 183. Трефовая муфта с укороченными
кулаками
§ 4. Уравновешивание шпинделей
Как трефовые, так и универсальные шпин-
дели у станов с диаметром валков более
450 -н 500 мм обычно уравновешиваются че-
рез подшипники, чтобы вес шпинделя не пере-
давался на трефовые муфты или шарниры
шпинделей. Усилие уравновешивания берется
равным 1,1—1,3 веса уравновешиваемых де-
талей. Все трефовые шпиндели, а также уни-
версальные при незначительном перемещении
(менее 50—100 мм) обычно уравновешивают-
ся пружинами (рис. 184, 185) [100]. Причем
при одностороннем расположении пружин (см.
рис. 185) легче демонтировать шпиндели, и
этот способ обычно применяют, когда по усло-
виям смены валков шпиндели необходимо от-
водить в сторону или снимать (иногда у линей-
ных станов). При значительных перемещениях
универсального шпинделя применяется ги-
дравлическое или грузовое уравновешивание.
Причем гидравлическое уравновешивание на-
иболее удобно в работе, оно позволяет легко
осуществлять регулировку положения уровня
головки шпинделя со стороны валков при их
смене. Поэтому оно целесообразно даже и при
малых перемещениях, если в цехе уже дей-
ствует гидравлическая система для уравно-
вешивания самих валков. Например, на рис.
186 шпиндели уравновешены гидравлически,
хотя с учетом малой высоты подъема уравно-
вешивание могло быть пружинным [1001.
У блумингов и других станов с большим
подъемом верхнего валка при отсутствии ги-
дравлической системы для уравновешивания
валка нижний валок уравновешивается пру-
жинами, а верхний — контргрузом, как пока-
зано на рис. 187. Все шарниры этого шпин-
дельного соединения имеют лопасти с про-
резью, поэтому в осевом направлении шпинде-
ли фиксируются через подшипники.
Уровень головки нижнего шпинделя со сто-
роны валков при заведении новых валков или
во время их смены регулируют гайками 1,
болты которых через пружины и подшипники
уравновешивают шпиндель. Положение верх-
него шпинделя регулируют червячно-винтовым
механизмом 2. При помощи этого механизма
перед выемкой валков из клети, когда шпин-
дель опущен, а контргруз поднят, ролик 3 за-
водят под конец 4 рычага контргруза. По-
скольку груз переуравновешивает шпиндель,
его положение при заведении в клеть новых
валков будет определяться положением роли-
ка 3. Назначение пружин 5 состоит в том, что-
бы воспринимать частично вес шпинделя и
компенсировать возможное несовпадение по
высоте осей шарниров 6 опорных траверс 7
2И0
Рис. 184а. Трефовое соединение обжимной клети трио сортового стана 500. Двигатели служат для привода
первых станинных роликов рольганга
Рис. 1846. Трефовое соединение обжимной клети трио сортового стана 500.
Вид сбоку
Рис. 185. Пружинное уравновешивание шпинделей с односторонним располо-
жением пружин
Рис. 186а. Гидравлическое уравновешивание шпинделей клети кварто стана 2500
(ЦКБММ)
Рис. 1866. Гидравлическое уравновешивание шпинделей клети кварто стана 2500
Оеь шестеренной
плети
5 6 7 а
Рис. 187. Схема уравновешивания
шпинделей блуминга 1000 (ЦКБММ$
Рис. 188, Общий вид устройства для уравновешивания шпинделей
Рис. 189. Подшипники верхнего шпинделя
подшипников с осью шарнира шпинделя. В не-
которых конструкциях шарнир 6 закрепляют
жестко, но тогда подшипники шпинделя опи-
раются на траверсу 7 через пружины.
Общий вид уравновешивания шпинделей
показан на рис. 188 [1001.
Подшипники шпинделей выполняют обыч-
но с баббитовой заливкой (рис. 189), и они в
большинстве случаев сверху снабжены только
защитным кожухом от пыли. Иногда преду-
сматривают и верхний вкладыш, чтобы исклю-
чить повреждение шейки кожухом при недо-
статочном усилии пружин или гидравлических
цилиндров по различным причинам. При при-
менении подшипников качения головки шпин-
делей должны быть насадными. Текстолито-
вые подшипники можно применять в случае,
если смазка их водой не сопряжена с попа-
данием ее на смежное оборудование (обычно
при линейном расположении клетей).
ГЛАВА II
КОРЕННЫЕ И МОТОРНЫЕ МУФТЫ
Из числа муфт, применяемых в главной
линии прокатного стана, можно отметить:
1. Глухие муфты (обычно фланцевого
типа). Их применяют редко — лишь при боль-
шом расстоянии между двигателем и станом
(последовательно-возвратные и шахматные
станы) для соединения отдельных кусков ко-
ренного вала. Однако при числе опор больше
двух полученный вал с учетом его жестко-
сти требует точной установки подшипников.
Поэтому в последнее время предпочитают от-
дельные отрезки вала соединять компенси-
рующими (обычно зубчатыми) муфтами с ус-
тановкой каждого отрезка вала в двух под-
шипниках.
2. Компенсирующие муфты зубча-
тые, шарнирные (Шлемана), универсальный
шпиндель (укороченный), кулачковые (Орт-
мана). Эти муфты допускают небольшое вза-
имное смещение или перекос валов; их при-
меняют часто, причем в последнее время почти
исключительно зубчатые муфты.
3. Упругие муфты со змеевидной пру-
жиной (Бибби), пальцевые (Бамаг). Эти муф-
ты предохраняют привод от ударной нагрузки
и являются одновременно в некоторой мере
компенсирующими. Практика показала, что в
применении специально упругих муфт обычно
нет необходимости, и в последнее время они
вытеснены зубчатыми муфтами, обладающи-
ми в некоторой мере упругими свойствами.
4. Предохранительные муфты
применяют редко, иногда при маховичном
приводе.
§ 1. Зубчатые муфты
Зубчатые муфты, называемые также
муфтами Пула, получили исключительное
распространение: они относительно компакт-
ны, не требуют расхода бронзы и при
простоте изготовления имеют высокую точ-
ность и низкие потери^ на трение, обладают
компенсирующими и в некоторой мере упру-
гими свойствами.
Основные параметры муфт регламентиро-
ваны ГОСТ 5006—55 «Муфты зубчатые обще-
назначения», в котором указаны также до-
пустимые крутящие моменты и числа оборо-
Т°На рис. 190 показана муфта типа М3 для
непосредственного соединения валов. Зубья
Рис. 190. Зубчатая -муфта типа М3;
/ — втулки; 2— обоймы; 3 — прокладка из бумаги; 4 —
пробка к отверстию для заливки масла; 5 — уплотнение;
6 — отверстие для съема втулки
втулок входят во впадины между зубьями
обойм. Профиль зубьев эвольвентный. Обой-
мы между собой скрепляют чистыми болтами
(по ГОСТ 7817—55 и ГОСТ 7818—55) с посад-
ками А/Т, А/Н, Аз/Г или Аз/Т. Муфты обя-
зательно заливают маслом (высокой вязко-
сти— обычно нигрол). Период смены масла
не более 6 месяцев. Муфты герметизируют
манжетными уплотнениями (см. также рис.
73). На торцах втулок выполняются резьбо-
вые отверстия для болтов, облегчающих съем
втулок с вала. Наиболее часто применяют лег-
копрессовую посадку втулок на вал и призма-
тические шпонки, но наряду с этим иногда
применяют и шлицевое соединение, а при тя-
желых условиях работы для крупных муфт
главной линии прокатного стана применяют
также горячую посадку без шпонок.
Перекос осей валов согласно ГОСТ ограни-
чивается условием, чтобы перекос оси каждой
втулки относительно оси обоймы не превышал
значения <о^0°30' (рис. 191). Соответственно
Рис. 191. Схема компенсации перекосов и смеще-
ния осей валов зубчатой муфтой
этому ограничиваются и предельные смеще-
ния параллельных осей соединяемых муфта-
ми валов. Однако надо заметить, что перекос
и смещения валов следует вообще сводить до
минимума [114], особенно при больших числах
оборотов.
Обоймы муфт (рис. 192) центрируют по
вершинам зубьев втулок с очень малым ра-
Рис. 192. Форма зубьев и распределение зазоров
у зубчатой муфты (ш <= 4; г = 48)
диальным зазором. Поэтому во избежание
защемления зубьев вершины их на втулках
обрабатывают по сфере из центра на оси
втулки. Наоборот, тангенциальные зазоры
между зубьями делают сравнительно боль-
шими, чтобы не препятствовать перекосу муф-
ты. Радиальный зазор у впадин зубьев втул-
ки берется еще больше (из условий нарезки),
причем увеличение его на работу муфты не
влияет. ГОСТ предусматриваются муфты
двух степеней точности исполнения зубьев в
зависимости от скорости по начальной окруж-
ности зубчатого сопряжения: нормальной
точности при скорости менее 15 м/сек и по-
вышенной точности при скорости свыше
15 м/сек.
Более совершенная форма зуба втулки —
с бочкообразным сечением — показана на
рис. 193.
Рис. 193. Усовершенст-
вованная форма зубь-
ев зубчатой муфты с
эллиптическим сече-
нием в основании
С внутренней стороны втулок торцы и ци-
линдрический поясок шлифуют, чтобы по ним
с помощью контрольной линейки 1 и щупа 2
проверять соосность валов (рис. 194). При-
чем минимальное расстояние е (до машины)
Рис. 194. Схема проверки соосности
валов:
1 — контрольная линейка; 2 — щуп
для возможности смещения при этом обойм
обусловлено ГОСТ. Материал втулок и обойм
муфт рекомендуют брать достоинством не ни-
же сталей марок 40 (кованые) или 45Л (ли-
тые), а твердость зубьев не ниже: у втулок
40 Кс, У обойм 35 #с •
Муфты типа М3 для непосредственного сое-
динения валов ГОСТ предусматриваются с
тремя возможными исполнениями втулок —
Н, Т и К. В нормальном исполнении Н втул-
ка крепится на цилиндрическом конце вала
за счет посадки; в исполнении Т — торцовой
шайбой; в исполнении К — на конусном кон-
це вала (обычно для электродвигателей).
Кроме этих муфт, ГОСТ предусмотрены
муфты типа МЗП с промежуточным валом,
позволяющим увеличить базу А муфты (рис.
195). Промежуточный вал при небольшой
Рис. 195. Зубчатая муфта с промежуточным валом
типа МЗП
длине часто делается полым (рис. 196). За
последнее время появились муфты, у которых
Рис. 196. Главный шпиндель блуминга 1000 (ЦКБММ)
промежуточный вал центрируется с соеди-
няемыми валами специальными сферически-
ми пальцами (аналогично сферическому под-
шипнику 2 в муфте на рис. 200). В этом слу-
чае зацепление находится в лучших условиях
работы.
Из числа других муфт — компенсирующих
и упругих — для осведомления кратко рас-
смотрим лишь некоторые, более совершенные.
§ 2. Шарнирная муфта (Шлемана)
Эти муфты, обладающие хорошими компен-
сирующими свойствами, ранее применяли
широко, но сейчас они почти полностью вы-
теснены зубчатыми муфтами. Каждая втул-
ка муфты (рис. 197) имеет четыре крестооб-
няли в прокатных станах. Однако ввиду
большой сложности изготовления этих муфт
в настоящее время они почти полностью вы-
теснены зубчатыми муфтами.
В упругой муфте бесконечная зигзагооб-
разная пружина уложена во впадинах между
зубьями втулок. Профиль опорных поверхно-
стей зубьев криволинейный (обычно по дуге
окружности).
Идея применения профильных зубьев ил-
люстрируется на примере консольной пружи-
ны (рис. 199). Нетрудно видеть, что связь
Р=№) будет нелинейной и усилие Р с ростом
деформации Б будет прогрессивно расти, так
как при этом уменьшается плечо х. В этих
условиях коэффициент использования мате-
Рис. 197. Шарнирная муфта (Шлемана)
разно расположенных цилиндрических цап-
фы 1. На цапфах надеты бронзовые прямо-
угольной формы сухари 2, входящие в про-
дольные пазы обоймы муфты. Следователь-
но, каждая втулка муфты образует с обой-
мой шарнир Гука. В муфту необходимо пе-
риодически подавать смазку.
Наружный диаметр муфты обычно равен
около (2,5-н 2,8) ф где (1 — диаметр вала.
§ 3. Упругая муфта со змеевидной пружиной
(Бибби)
Эта муфта (рис. 198) является одновремен-
но упругой и компенсирующей. Благодаря
положительным качествам ее широко приме-
риала пружины (отношение действительной
энергии деформации упругого звена к энер-
гии деформации при равномерном распреде-
лении допущенного напряжения на весь его
объем) весьма велик. Поскольку угол закру-
чивания муфты (угол взаимного поворота
втулок муфты) пропорционален деформации
пружин, муфта Бибби по аналогии с рас-
смотренной консольной балкой также будет
иметь нелинейную зависимость момента от
угла закручивания, обусловливающую боль-
шую способность компенсировать удары. Ста-
дии деформации пружин при этом наглядно
представлены рис. 198, а, б, в.
Муфта Бибби является одной из разновид-
ностей муфт с нелинейной зависимостью мо-
мента от угла закручивания, первая из кото-
рых была предложена русским инженером в
области теплоходостроения Р. А. Корейво
[115].
в
Рис. 198. Упругая муфта со змеевидной пружи-
ной (Бибби) и стадии деформации пружины
при нагрузках:
а — номинальной: б — нормальной перегрузке;
в — при сильном и резком толчке
Внешний диаметр муфты обычно равен
О = (4 4- 5,5) й. Пружины необходимо смазы-
вать густой смазкой. Расчет муфты приведен
в [62, 116, 117].
Рис. 199. Зависимость усилия от про-
гиба консольной балки на криволиней-
ной опоре
§ 4. Значения моментов для расчета муфт
Момент, по которому муфта (исключая
предохранительную) рассчитывается или вы-
бирается по каталогу, определяется или по
максимальному расчетному моменту враще-
ния валков, или приближенно по моменту
двигателя с учетом допустимого коэффици-
ента перегрузки. В последнем случае расчет-
ный момент для муфты принимают [62]:
1) стан без маховика, нереверсивный
Мрасч = (1,5 — 2) Мн; (116)
2) то же, реверсивный
Часч = (2,5--3)Л4н; (117)
3) стан с маховиком, муфта между махо-
виком и двигателем
Л4Расч = (1,5->2)Л1н; (118)
4) то же, муфта между маховиком и ста-
ном • -<
Часч = (4^6)Л1н, (119)
где Л4Н — номинальный момент двигателя,
приведенный к муфте.
Аналогично этому определяют расчетный
момент и для шпинделей, передающих вра-
щение прокатным валкам.
§ 5. Предохранительные муфты
Эти муфты применяют на станах с махо-
виками на быстроходном валу редуктора.
При неправильной прокатке развиваемый ма-
ховиками момент может достигнуть больших
значений и вызвать поломку деталей привода
между станом и маховиком. Поэтому предо-
хранительную муфту необходимо устанавли-
вать между рабочей клетью и маховиком.
В целях уменьшения размеров муфты ее вы-
годнее устанавливать на оси малой шестерни
редуктора. Однако обычно ее приходится рас-
полагать на оси тихоходного вала, т. е. вме-
сто коренной муфты, так как на концах вала
малой шестерни располагают маховики. Пре-
дохранительные муфты обычно выполняют со
срезными пальцами, вставляемыми в каленые
втулки муфты [112].
На рис. 200 показана зубчатая муфта
(УЗТМ) со срезными болтами 1. При разру-
шении болтов муфта удерживается подшип-
ником 2.
Недостаток предохранительных муфт за-
ключается в непостоянстве момента расцеп-
ления муфты в связи с явлениями усталости
пальцев момент выключения муфты может
быть определен из условия, что при ее рас-
цеплении напряжения в деталях редуктора и
других предохраняемых деталях не будут
превышать предела упругости [621:
(120)
м < /И п —
2К1выкл хК1расч >
Рис. 200. Зубчатая муфта со срезными болтами для клети
дуо 2800 тол стол истового стана (УЗТМ)
материала разрушающейся детали. Поэтому
регулярная смена пальцев (до их разруше-
ния) является обязательной, иначе муфта
может выключаться и при нормальной на-
грузке. Подобное бесполезное выключение
муфты крайне нежелательно, так как вызы-
вает простои стана и порчу валков, если ме-
жду ними останется прокатываемая полоса.
Поэтому следует вообще избегать применения
предохранительной муфты. В случае ее при-
менения срезные пальцы должны быть доста-
точно прочными, чтобы исключить остановки
стана без необходимости. Кроме того, в каче-
стве материала для пальцев должна служить
сталь, предел усталости которой близок к пре-
делу прочности. Более правильно размеры
пальцев предварительно выбирать по расче-
ту, а затем уточнять на практике путем после-
довательной установки пальцев различных
сечений, начиная с менее прочных.
Сечение пальцев, при котором стан (при
правильном ведении прокатки) будет рабо-
тать практически приемлемое время без вы-
ключений муфты, можно считать удовлетво-
рительным. Для предварительного расчета
где и а* — предел упругости и предел
прочности предохраняемых
деталей стана;
п — коэффициент запаса предо-
храняемых деталей;
Мрасч—расчетный момент предохра-
няемых деталей.
Если принять: п 6; сгв: 0,5 и, соглас-
но уравнению (119)Л4расч (4-^6) МИ, то с уче-
том возможных колебаний механических
свойств предохранительных и предохраняе-
мых деталей момент выключения муфты мо-
жно принять равным:
МВЫКл~(10--15)Л1н,
(121)
где Мн— номинальный момент двигателя,
приведенный к валу муфты.
В заключение отметим, что применять тре-
фовую муфту в качестве предохранительной,
особенно в условиях работы ее с перекосами,
не следует, так как напряжения в ней сильно
зависят от перекосов, а также от приработки
кулаков в связи с тем, что точность их изго-
товления низка.
ГЛАВА III
ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ
§ 1. Типы зубчатых передач для привода
прокатных валков
Для привода валков могут применяться
зубчатые передачи трех типов:
1) шестеренные клети, разделяющие
подводимый крутящий момент между валка-
ми; кроме того, иногда применяют комбини-
рованные шестеренные клети, т. е. выполнен-
ные с редуктором в общей коробке;
2) редукторы, предназначаемые ис-
ключительно для того, чтобы иметь разные
числа оборотов двигателя и валков;
3) групповые редукторы для пере-
дачи вращения от двигателя нескольким ли-
ниям прокатного стана, причем в них обычно
достигается требуемое передаточное число
между двигателем и валками.
Шестеренные клети применяют у
большинства станов, соответственно которым
необходимо отметить следующие:
1. Шестеренная клеть дуо (рис. 201, а);
учитывая расположение привода и для удоб-
ства разборки, приводная шестерня у этой
клети — нижняя.
2. Шестеренная клеть трио (рис. 201, б); у
этой клети приводная шестерня обычно сред-
няя, у листовых станов иногда нижняя.
3. Шестеренная клеть двойное дуо (рис.
201, в). Эти клети утратили свое значение, так
как станы двойное дуо строить перестали.
4. Шестеренная клеть (дуо или трио) уни-
версального стана (рис. 201, г). Верхние ше-
стерни служат для передачи вращения верти-
кальным валкам: если их две,—то двум па-
рам валков; если только одна, — то одной па-
ре валков. Вертикальные валки универсаль-
ных клетей теперь предпочитают обычно при-
водить во вращение от самостоятельного дви-
гателя. В связи с этим подобные шестеренные
клети практически утратили свое значение.
Кроме того, универсальные клети трио вооб-
ще перестали строить.
5. Шестеренная клеть трубопрокатного про-
шивного стана (рис. 201, д). У этой клети
приводная шестерня малая.
6. Шестеренная клеть трубопрокатного
трехвалкового удлинительного стана (рис.
201, е). У этой клети приводная шестерня
малая.
По отношению к шестеренным клетям есть
тенденция, особенно для крупных станов, из-
бегать их применения путем привода каждо.
го валка от самостоятельного двигателя.
В ряде случаев при больших мощностях, под^
водимых к валкам, порядка 4000—10 000 л. с.
(слябинги, блуминги и толстолистовые ста-
ны) это уже успешно реализовано (см., на-
пример, рис. 5).
Рис. 201. Схемы основных шестеренных клетей
Редукторы применяют в случае, если
их стоимость (и потери в них на трение) не
превышает разницы стоимости тихоходного и
быстроходного двигателей. Поэтому у нере*
версивных станов редукторы практически
применяют при числе оборотов валков менее
200 ">250 в минуту. При большем числе обо-
ротов выгодней безредукторный привод с ти-
хоходным двигателем. У крупных часто
реверсируемых станов (блуминги, слябинги,
толстолистовые станы, обжимные клети) ре-
дукторы не применяют, так как тихоходный
двигатель легче реверсируется.
редукторы применяют одно- реже двух- и
очень редко трехступенчатые (рис. 202)
соответственно при числе оборотов валков:
20СН-250; 40-> 50 и 10-ь-15 в минуту. При
нивания нагрузки на подшипники и самый
вал.
Групповые редукторы в случае не-
большого расстояния между осями ведомых
валов выполняют с цилиндрическими колеса-
ми. На рис. 203,а редуктор служит для пе-
редачи вращения двум линиям стана с про-
тивоположным вращением валков; на рис.
203, б то же, но с одинаковым вращением.
На рис. 203, в многолинейный редуктор слу-
жит для передачи вращения нескольким ли-
ниям непрерывной группы клетей стана (на-
Рис. 202. Кинематические схемы одно-, двух- и
трехступенчатого редукторов
значительной мощности (500->3000 л. с.) пе-
редаточное число каждой ступени обычно не
более 6. В случае использования маховиков
их располагают на обоих концах вала малой
шестерни (показаны пунктиром) для вырав-
пример, мелкосортного). Чтобы сохранить
одинаковое направление вращения валков с
учетом малых расстояний между линиями, ва-
лы колес расположены в двух плоскостях и
соединены поочередно с верхними и нижними
Муфтпы к стану
Рис. 203. Кинематические схемы
групповых редукторов
12
А. И. Целиков и В. В. Смирнов
шестернями шестеренных клетей. Передаточ-
ные числа зацеплений распределены сообраз-
но скоростям прокатки. При больших расстоя-
ниях между линиями стана применяют труп- !
повые редукторы с коническими колесами
(рис. 203, г).
В отношении групповых редукторов есть
определенная тенденция избегать их приме-
нения, особенно для большого числа линий,
путем приведения во вращение каждой линии
от своего двигателя. Причем громоздкие много-
линейные редукторы упраздняются совсем
или заменяются менее сложными, чаще двух-
линейными, редукторами. Соответствующее
удорожание электрооборудования при этом
компенсируют использованием более деше-
вого механического оборудования, некоторым
увеличением производительности и облегчени-
ем настройки валков у непрерывных станов.
§ 2. Расчет шестеренной клети на
опрокидывание [106]
Шестеренная клеть дуо воспри-
нимает момент привода Л4ПРив обычно ниж-
ней шестерней (рис. 204, а). Очевидно, что
Рис. 204. Опрокидывающие моменты, действую-
щие на шестеренные клети:
а — дуо; б — трио
моменты Л41 и М2 со стороны валков рабочей
клети будут действовать на шестерни против
их вращения.
Считая направление моментов по часовой
стрелке положительным,, при известном рас-
пределении моментов между валками опроки-
дывающий момент в общем случае опреде-
лится по двум уравнениям:
моп = Мприв ч-— м2;
(122)
^прнв — 4* ^2,
(123)
где ЛГприв —приведенный к шестерням м0.
мент привода.
Здесь смысл второго уравнения в том,
момент привода передается прокатным вал.
кам целиком.
В частных случаях, при различном распре,
делении моментов и М2 между валками
опрокидывающий момент будет:
1) при обычной работе, когда = М2^
= 0,5 Л4прив :
“^ОП “ -^ПрИВ» (124
2) когда момент верхнему валку не пере-
дается (поломка шпинделя):
Яп = 0; (125)
3) когда момент нижнему валку не пере-
дается (поломка шпинделя), опрокидываю-
щий момент будет максимальным:
<п• макс = 2Мприв. (126)
Шестеренная клеть трио воспри-
нимает момент привода обычно средней ше-
стерней (рис. 204, б}. Аналогично клети дуо,
при известном распределении моментов ме-
жду валками опрокидывающий момент в об-
щем случае определится по двум уравне-
ниям:
МОп = Мтрив 4- — Л42 + Л43; (127)
+ (128)
Не трудно видеть, что при прокатке только
между двумя валками, а также при поломке
только верхнего или только нижнего шпинде-
ля, т. е. когда =0 или Л4з = 0, в отноше-
нии опрокидывающего момента принципиаль-
но никакой разницы с клетью дуо нет. При
поломке же или отсутствии (у листовых ста-
нов трио) среднего шпинделя, когда М2 = О,
опрокидывающий момент будет максималь-
ным при любых вариантах прокатки, в том
числе и при одновременной прокатке между
всеми тремя валками:
Моп = 2Л4ПОИВ.
011 макс прив
Таким образом, в отношении величины мак-
симального опрокидывающего момента отли-
чий от клети дуо нет.
Усилия на опорах шестеренной
клети будут (см. рис. 204, а) определяться
по формулам:
А = ; (129)
в = М^п 4- (130)
где О и Ь — вес клети и расстояние между
опорами.
С усилием А клеть стремится оторваться от
фундамента, а с усилием В прижимается.
§ 3. Шестерни шестеренных клетей
Станы, размер которых ранее было принято
характеризовать диаметром валков (сорто-
вые, обжимные), теперь принято характери-
зовать диаметром начальной окружности ше-
стерен шестеренной клети. Шестерни шесте-
ренных клетей по размерам регламентирова-
ны ГОСТ 3705—56 «Прокатные станы. Ос-
новные параметры. Зубчатые зацепления ше-
стеренных клетей», согласно которому преду-
смотрено три типа шестерен, характеризуе-
мых различной величиной модуля и числом
зубьев (см. табл. 38). Зацепления с умень-
шенным модулем (второго и третьего типов)
предусмотрены для предпочтительного при-
менения при больших скоростях. Отношения
ширины нарезанной части валка к межосево-
му расстоянию, согласно ГОСТ, должны вы-
бираться из следующего ряда значений: 1,2;
1,6; 2; 2,4; 2,8. Наибольшее отношение 2,8 ог-
раничивается чрезмерным прогибом тела ше-
стерни.
Диаметр начальной окружности шестерен
с10 определяют по условиям наиболее благо-
приятной работы шпинделей при возможных
изменениях расстояния между осями валков.
У станов, расстояние между валками которых
меняется лишь за счет их переточки или пе-
решлифовки, диаметр начальной окружности
принимают равным
Н — ^н+ Т>с
где О* и Ос — диаметры новых и старых
валков.
У блумингов, на которых прокатывают ши-
рокие слябы с большим подъемом валка, диа-
метр начальной окружности шестерен должен
быть равен среднему расстоянию между ося-
ми валков при проходах с наибольшим рас-
ходом работы. Шестерни выполняют исключи-
тельно с шевронным зубом, с углом наклона
спирали около 30°. Для тяжело нагруженных
зацеплений с целью повышения прочности на
изгиб модуль зубьев берется большим, а чи-
сло зубьев небольшим ( 22-Т-24). Прочность
зубьев рассчитывают на изгиб и на износ [118,
Н9, 120, 121].
Ввиду относительно малого диаметра ше-
стерни изготовляют обычно зацело с валом,
и поэтому их часто называют шестеренными
валками. В шестеренных клетях дуо или трио
12*
Таблица 38
Основные параметры зубчатых зацеплений шестеренных
клетей по ГОСТ 3705—56
Межосевое расстояние 1-й ряд 2-й ряд 3-й ряд
Модуль нормаль- ный Число зубьев Модуль- нормаль- ный Число зубьев Модуль нормаль- ный Число зубьев
100 4 22 2 44 — —
125 5 2,5
150 6 3 2 66
175 7 48 72
200 8 4 44 2,5 66
225 9 48 3
250 10 5 44 72
275 24 48 3,5 66
300 350 12 22 6 44 4
14 1 ОО 1 -о 1 1 72
400 16 18 5 66
450 9 10 6
500 20 72
550 22 48 7 66
600 24 12 44 8
650 700 750 26 48 72
28 14 16 18 44 9 66
30 10
800
850 33 72
900 36 12 66
1000 1100 39 20 72
42 22 — —
1200 45 24
1300 50 26
для однотипности подшипников диаметры
всех шеек выполняют одинаковыми.
При установке шестерен в подшипниках
качения на концы их шеек со стороны рабо-
чей клети надевают чаще всего лопасти (они
обычно несколько прочнее и проще в изго-
товлении, чем вилка) шарнира универсаль-
ного шпинделя (см. рис. 208) и значительно
реже — вилки (см. рис. 207). Посадка —
обычно легкопрессовая. При подшипниках
скольжения эту лопасть выполняют обычно
также насадкой, а у крупных обжимных ста-
нов — чаще всего зацело с шестерней. Посад-
ка коренной муфты на конец ведущей шестер-
ни обычно также легкопрессовая. Материал
шестерен — обычно кованая сталь марок 40,
45 или 40Х. Рекомендуется поверхностная за-
калка зубьев (газопламенная или индукцион-
ная) до твердости 480 • 570 //в.
Шейки проверяют на изгиб и кручение с
учетом наибольшего напряжения кручения в
шейке ведущей шестерни со стороны приво-
да, передающей полный момент привода ста-
на.
В опасном сечении, где шейка сопрягается
с шестерней, номинальные напряжения изги-
ба и кручения равны:
О = - И Т — — — - ,
0,1 а3 о,2 а3
где <1 — диаметр шейки;
Л4ИЗГ — изгибающий момент;
Л4Кр — приведенный к шестерне момент
привода стана.
Допускаемые напряжения в шейке расче-
том на усталость могут быть выбраны, исходя
из запаса прочности п ~ 1,5, который подсчи-
тывают по уравнениям (обозначения см.
стр. 60):
при реверсивной работе стана по уравне-
нию (10):
п =.............. - - - --- - - --
—у +/__Л12—у.
У \ °по емО °-1 / \ СП" '-1 У ’
при нереверсивной работе стана, когда на-
пряжения изгиба изменяются по симметрич-
ному циклу, а напряжения кручения по пуль-
сирующему— по уравнению (И):
при реверсивной работе стана по уравне
нию (12):
п = -пт-6мт Т~-‘ ;
при нереверсивной работе — по уравнению
В приближенных расчетах, без учета явле.
ний усталости, допускаемые напряжения мо.
гут быть приняты, исходя примерно из шести-
кратного запаса прочности по временному со-
противлению.
Практически диаметр шеек шестерен обыч
но равен:
1) у блумингов и других станов, имеющие
большую высоту подъема валка, й = (0,5-^
-0,6) 4/0;
2) у остальных станов 4 = (0,550,65)й0
Длина шеек в случае применения подшип
ников скольжения, считая по длине вклады
шей, обычно равна I = (1,4-^-1,6). Большая
длина оказывается вредной для работы под
шипников из-за чрезмерной деформации ше
ек.
§ 4. Конструкция шестеренных клетей
Станины шестеренных клете)
должны обеспечивать герметичность зацеп
ления и прочную опору подшипников. Основ
ная масса металла станины поэтому сосредо
точена в плоскости подшипников (см
рис. 207). Станины должны быть с люкам!
для осмотра зацепления, с каналами для по
дачи масла к зацеплению и подшипникам, (
каналами для отвода масла в сточный трубо
провод циркуляционной системы, а также <
отдушинами в верхней части для выхода ма
сляных испарений.
Станины отливают обычно из модифициро
ванного чугуна. Наряду с другими часто при
меняют марки МСЧ 35-36 и МСЧ 28-48; н<
Иногда, учитывая условия конструкции, при
ходится применять стальное литье.
Станины шестеренных клетей (особенн*
В приводном конце шестерни запас прочно- I крупные), устанавливаются обычно непосред
сти равен: I ственно на фундамент и опираются на неп
(рис. 205) всем основанием или только ла-
пами.
устойчивость станин при одинаковом раз-
мере Ь одинакова, но, учитывая удобства из-
готовления и монтажа и надежную связь с
фундаментом, первый вариант станин более
рационален.
Рис. 205. Основания станин шестерен-
ных клетей:
а — американской формы; б — европей-
ской формы
В зависимости от размещения подшипников
шестеренные клети могут быть со станинами
(рис. 206) следующих типов:
1. Открытого типа с высокими стойками,
между которыми закладывают подушки под-
Рис. 206. Типы станин шестеренных клетей:
а — открытого типа с высокими стойками: б — открытого
типа с неразвитыми стойками; в — с горизонтальными разъ-
емами
шипников, например у клети дуо — три -по-
душки (рис. 206, а), у клети трио — четыре
(рис. 207). Причем очень крупные станины
такого типа по условиям изготовления и учи-
тывая железнодорожные габариты иногда вы-
полняют составными с разъемом посредине,
перпендикулярно осям шестерен.
2. Открытого типа с неразвитыми стойка-
ми— при наличии закладной подушки под-
шипников лишь между шейками валков (рис.
206, б, 208) [100].
3. С горизонтальными разъемами, т. е. в
исполнении по типу обычных вертикальных
редукторов (рис. 206, в, 209).
Применение отдельными заводами станин
первого типа обосновывается главным обра-
зом большей простотой разборки, а также
стремлением в случае применения подшипни-
ков качения избежать их непосредственной
установки в станины из опасений выработки
гнезд станины. Гнезда станины иногда дей-
ствительно вырабатываются, если опорная по-
верхность наружных колец подшипников ока-
зывается недостаточной. Причем соответству-
ющих методов упрочнения гнезд станины еще
нет.
Станины 3-го типа более герметичны; один
из их недостатков состоит в малой толщине
перемычки между шейками шестерен. По
этой причине их приходится обычно выпол-
нять стальными, а в ряде случаев от них от-
казываться.
Станина 2-го типа в значительной мере ли-
шена многих недостатков других типов станин.
Подшипники шестерен при всех трех типах
станин применяют как роликовые (коничес-
кие или сфероконические), так и скольжения.
Причем, если позволяют габариты, желатель-
но применять подшипники качения как более
удобные в эксплуатации и с учетом того, что
в подшипниках скольжения шестеренных
клетей жидкостное трение обычно полностью
не обеспечивается, особенно при частых ре-
версах и запусках.
Если не иметь в виду стесненность диамет-
ральных габаритов, применение подшипников
скольжения может быть оправдано лишь при
значительных числах оборотов в минуту, ис-
ключающих применение подшипников каче-
ния, но точность исполнения подшипников
при этих условиях работы должна быть соот-
ветственно высокой.
Подшипники скольжения выполня-
ют с баббитовой заливкой. Наряду с другими
часто применяют баббиты марок БН (никеле-
вый— 10% 5*п, 1% №) и Б16 (свинцово-оло-
вянистый—16% 5п).
Баббит заливают на стальные подушки,
которые для удержания в осевом направле-
нии снабжены заплечиками (см. рис. 207), а
если станины с горизонтальными разъема-
ми — на стальные полукруглые вкладыши
(см. рис. 209).
Подшипники качения применяют в
большинстве случаев с коническими или сфе-
роконическими роликами. При этом надо за-
метить, что если для прокатных валков ус-
пешное применение подшипников с четырьмя
рядами роликов для каждой шейки (четырех-
рядные, спаренные двухрядные и т. д.) обус-
ловливалось самоустановкой подушек, то в
шестеренных клетях опоры подшипников не
принято делать самоустанавливающимися, и
поэтому обычно ограничиваются установкой
на каждой шейке одного двухрядного ко-
нического или одного сфероконического под-
3^20
Рис. 207. Шестеренная клеть трио 800 рельсобалочного стана (УЗТМ)
Рис. 208. Шестеренная клеть стана
кварто 2500 (ЦКБММ)
$350 пл
крупносортного стана 650 (НКМЗЭ)
шипника. При большем числе рядов роликов
высокие требования к точности подшипнико-
вых узлов практически удовлетворить трудно.
Несмотря на это на практике встречаются ше-
стеренные клети с установкой шеек во много-
рядных роликоподшипниках, в том числе ро-
ликоцилиндрических. В последнем случае для
каждой шейки подбирают подшипники с ми-
нимальной разницей в радиальных зазорах.
При установке шестерен в подшипниках ка-
чения в осевом направлении с учетом шев-
ронного зацепления фиксируют только одну
шестерню, обычно ведущую (см. рис. 208).
Смазка зацепления иподшипни-
к о в осуществляется обычно от одной общей
циркуляционной системы. Исходя из условий
работы зацепления, применяют масло высо-
кой вязкости (например, брайсток, а при
больших нагрузках — вапор), если условия
работы и тип подшипников это допускают.
Подшипники скольжения при значительных
скоростях и большой вязкости масла могут
«греться»; учитывая это, приходится по необ-
ходимости довольствоваться маслом меньшей
вязкости (обычно — брайсток) в ущерб усло-
виям смазки зацепления, требующего обычно
масла более высокой вязкости.
На зацепление смазку можно подавать в
основном двумя способами:
1) при помощи ряда сопел, расположенных
над зацеплением, и боковых щитков: при ре-
версивной работе устанавливают два таких
щитка, т. е. по обе стороны зацепления (рис.
210), а при нереверсивной—один;
Рис. 210. Схема смазки реверсивной шестеренной
клети с верхней подачей масла на зацепление
2) непосредственно соплами в зону контак-
та зубьев (см. рис. 208, 209), что считается бо-
лее совершенным.
К подшипникам смазку подают через про-
сверленные отверстия в станине и подушках.
Отработавшее масло от зацеплений и под-
шипников удаляется через сливную трубу
(рис. 208, 209, 210).
Комбинированные шестеренные
клети, выполненные в общей коробке с ре-
дуктором, применяют при диаметрах шесте-
рен шестеренной клети не более 500 мм. При
больших размерах шестерен шестеренной кле-
ти отливка корпуса затруднительна и габари-
ты его могут превысить габариты железнодо-
рожного транспорта. Преимуществом комби-
нированных шестеренных клетей перед раз-
дельной установкой шестеренной клети и ре-
дуктора является большая компактность и
меньший вес. Часто их применяют у станов
кварто (рис. 211).
Рис. 2116. Комбинированная шестеренная клеть стана кварто 1700
§ 5. Зубчатые редукторы
Зубчатые колеса крупных редукторов глав-
ного привода выполняют исключительно с шев-
ронными зубьями, в связи с более плавной
работой их и отсутствием осевого давления
на подшипники. У двух- и трехступенчатых ре-
дукторов одна из ступеней обычно образует-
ся спаренными косозубыми колесами^ (см. рис.
202). В любом из таких редукторов в осевом
направлении фиксируется только один вал,
обычно тихоходный. Обычно зубья нарезают
долбяками на станках типа Сайкс или чер-
вячными фрезами. В последнем случае по се-
редине шестерни предусматривают канавку
для выхода фрезы (шириной около 10 тн, где
—нормальный модуль). Наклон спирали
шеврона берется около 30°.
Зубья колес для улучшения условий работы
обычно корригируют [122, 123], и число их бе-
рется сравнительно большим — для шестерни
г1 = 25 40.
Передаточные числа, ширина колеса В и ее
отношение к межосевому расстоянию А бе-
рутся по ГОСТ 2185—55. Согласно этому стан-
дарту, например, для одноступенчатых редук-
торов межосевое расстояние А свыше 500 мм
должно выбираться следующим: 500, 600, 700,
800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000,
2200, 2400 мм.
Отношение В :А должно выбираться из сле-
дующего ряда значений: 0,2; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5;
0,6; 0,8; 1,0; 1,2.
Экономически выгоднее применять большие
отношения В: Л, но с ростом передаточного
числа это удается в меньшей мере, так как ।
наибольшее отношение В : А ограничивается I
условием — < 2,8 (где — диаметр малой
шестерни), при несоблюдении которого тело
шестерни сильно деформируется.
Зубья зацепления рассчитывают на изгиб
и на износ [118, 119].
Конструкция зубчатых колес в
основном зависит от диаметров й и б/в колеса
и вала. Эта зависимость примерно следующая:
1) при с/в<2 шестерню выполняют зацело
с валом;
2) при д = (1,8 3) б/в шестерню выполня-
ют составной с толстостенным бандажом, на-
саженным на вал;
3) при (I > 3 колеса выполняют цельноли-
тыми или составными. Цельнолитые колеса из
стального литья со спицами и при д > 1000 мм
часто делают с разрезной ступицей для умень-
шения литейных напряжений (рис. 212). В
этом случае ступицу по обе стороны стягива-
ют кольцами при горячей посадке, а прорези
заполняют дешевым баббитом. Составные ко-
леса состоят из литого чугунного корпуса и на-
саженного нагорячо стального кованого зубча-
того венца в количестве одного или двух, в за-
висимости от ширины колеса (рис. 213). Кроме
горячей посадки, венцы укрепляют винтами.
Направление спирали зубьев венцов для га-
рантии от сползания с корпуса должно соот-
ветствовать стремлению венца прижиматься
к заплечику корпуса. Корпус колеса при на-
садных венцах делают также иногда с разре-
зами на ободе с той же целью, что и разрезы
на ступице, т. е. для уменьшения литейный
напряжений.
Температура горячей посадки бандажей
около 200—250°, что соответствует натягу око-
ло 1,2 мм на 1000 мм.
Посадка колеса на вал обычно прессовая;
шпонки во избежание перекосов колеса ис-
пользуют призматические.
Материал зубчатых колес разнообразен1.
Зубчатые колеса небольшого диаметра (мень-
ше Зб/в) обычно выполняют из кованой стали:
при средних нагрузках —углеродистой с ай=
= 60—70 кг!мм2 и 35=16-л- 18% (Ст. 6), а при
высоких — из специальной стали с
= 80-л-90 кг!мм2 и 85=14%.
Рекомендуется поверхностная закалка (га-
зопламенная или индукционная) зубьев ше-
стерен до твердости 400 л-500 Нв.
Для литых колес в практике Ново-Крама-
торского машиностроительного завода НКМЗ
применяют углеродистую сталь 0,4-л- 0,5 С,
а6^60 кг/мм2 и 32,б>15% (после отжига).
Корпус крупных редукторов (с
одним горизонтальным разъемом) характерен
тем, что его выполняют в виде жесткой прямо-
угольной рамы из чугунного литья (рис. 214)
и иногда сварной. Днище отливают с корпу-
сом зацело, а у очень крупных редукторов
из-за затруднений при отливке делают иногда
сварным отъемным. Следует уделять макси-
мум внимания надежной герметизации места
крепления днища к корпусу, так как после
установки редуктора на фундамент днище
становится недоступным извне. Поэтому же-
лательно предпочитать отливку корпуса за-
цело с днищем, а в случае отъемного днища
предусматривать доступ к болтам крепления
изнутри редуктора при демонтированных ко-
лесах (исполнение НКМЗ).
Другой характерной особенностью крупных
редукторов является необходимость изготов-
лять для каждого подшипника отдельную
крышку. При этом верхний кожух редуктора
делают легким сварным и скрепляют болтами
1 Подробнее о редукторах и материалах колес см. [119]*
Рис. 212. Зубчатое колесо с разрезной ступицей
По А-А
Рис. 213. Бандажи зубчатого колеса:
а — одинарный; б — двойной
огог----------------—-4 --------
009---“Н --- ООБ
Рис 214. Редуктор с передаточным числом /.— 6,35, максимальный момент на тихоходном
валу 8,73 тм
с фланцами, прилитыми на крышках подшил-
ников.
Подшипники для валов редуктора
целесообразно применять роликовые (кониче-
ские или сфероконические и иногда с цилин-
дрическими роликами), если, однако, они
удовлетворяют заданным числу оборотов в
минуту и нагрузке. Что касается диаметраль-
ных габаритов, то в отличие от шестеренных
клетей применение подшипников качения ими
не ограничивается. Установка подшипников с
четырьмя рядами роликов на каждой шейке
почти не практикуется; обычно подшипник
каждой шейки — с двумя рядами роликов
(один сфероконический подшипник или сдво-
енный конический).
Подшипники скольжения обычно
выполняют с баббитовой заливкой и в послед-
нее время почти не применяют. Их применение
может быть оправдано лишь значительным
числом оборотов, исключающим применение
подшипников качения.
Смазку зацеплений для большей надежно-
сти осуществляют почти всегда способом по-
л'ивки, причем для этой цели используют цир-
куляционную систему, общую для зацепления
и подшипников.
ГЛАВА IV
МАХОВИКИ
(штучной прокатки)', в первых клетях непре-
рывных листовых станов, в трубопрокатных
пильгерных и автоматических станах и др.
Многие из этих станов, как, например, тонко-
листовые дуо штучной прокатки, листовые
трио в последнее время почти не строят.
Все более редкое применение маховиков в
I приводе прокатных станов в основном обу-
словливается следующим:
1) появлением и совершенствованием ревер-
сивных и регулируемых двигателей, что сни-
зило потребность в использовании неревер-
сивных станов с нерегулируемой скоростью;
2) увеличением развеса слитков и загото-
вок; при этом значительные длины полос и
продолжительности проходов могут обусло-
вить бесцельность установки маховика и даже
целесообразность применения регулируемого
двигателя для захвата на малой скорости;
показательным примером этого может слу-
жить установка регулируемых двигателей для
клетей трио новых крупносортных и рельсо-
балочных станов;
3) сокращением времени пауз в связи с об-
щей интенсификацией работы прокатных ста-
нов;
4) преимуществами синхронных двигателей
перед асинхронными в отношении коэффици-
ента полезного действия (соз <р). Поэтому да-
же при относительно малой продолжительно-
сти прохода установка синхронного двигате-
ля, несмотря на более высокую мощность, в
ряде случаев может оправдываться и особен-
но при значительных мощностях.
§ 1. Назначение маховика и определение его
основных параметров
Для привода нереверсивных нерегулируе-
мых станов применяют асинхронные и син-
хронные двигатели. Асинхронные двигатели
применяют у станов с резкими пиками на-
грузки, и они работают с маховиками, ко-
торые служат для снижения пиков нагруз- •
ки двигателя и сети. Наличие маховиков обу-
словливает снижение нагрузки двигателя в
период прохода за счет увеличения ее во вре-
мя паузы. Это позволяет выбрать по допуска-
емой перегрузке двигатель меньшей мощ-
ности и лучше использовать его по нагреву.
Применение маховиков может быть выгод-
ным, если длительность прохода мала (менее
3-4-5 сек.), а паузы — велика, т. е. когда отно-
шение максимальной нагрузки к среднеква-
дратичной за цикл более 1,5-4-2 [124]. Однако
заметим, что эти последние цифры некоторы-
ми авторами оцениваются по-разному (см.,
например, [185]).,С другой стороны, они вооб-
ще не могут являться вполне показательными,
хотя бы потому, что зависят от соотношения
времени проходов и пауз. Поэтому, в конеч- I
ном счете, выбор типа привода должен ре-
шаться экономическим сопоставлением безма-
ховичного привода с синхронным двигателем,
выбранным по максимальному моменту на-
грузки, и маховичного привода с асинхронным
Двигателем, выбранным по среднеквадратич-
ной нагрузке. На практике маховики нашли
применение у нереверсивных станов: обжим-
ных трио, листовых трио, тонколистовых дуо
Маховики устанавливают на быстроходном
валу редуктора.
Основным параметром маховика является
его маховой момент и запас кинетической
энергии.
Путь определения требуемого СО2, т. е.
приведенного к валу двигателя махового мо-
мента маховика и других вращающихся ча-
стей, в принципе следующий:
1) определяют уравнение моментов двига-
теля маховичного привода во времени Мдв ==
=/(/), кривые которого для проходов и пауз
показаны на рис. 215;
Рис. 215. Нагрузка двигателя при ма-
ховичном приводе
2) из этих уравнений ОД2 определяют, ис-
ходя из того, чтобы при всех проходах не
был превышен допустимый момент двига-
теля:
М^КМ1Ъ
где Мн и К—номинальный момент двигате^
ля и допустимый коэффициент перегрузки.
В развернутом виде метод определения
С1)2 следующий:
1. По заданному графику статических на-
грузок (см. рис 215) определяют предвари-
тельный необходимый номинальный момент
двигателя с учетом примерно 25% запаса по
среднему статическому моменту графика на-
грузок [124].
Мя = 1,25 сТ^- , (131)
/ц
где Мстл и — статический момент и про-
должительность данного про-
хода;
— время цикла.
Искомое уравнение Мдв = /(^) для периода
прохода (или паузы) находится из общеиз-
вестного уравнения (с тремя переменными
Мдв , п и 1}I:
Л1дв — Мст Н —— — (132)
о/о ал I
путем совместного решения его с механичен
кой характеристикой асинхронного двигателя
п = / (Л4дв), уравнение которой, согласно
рис. 216, есть прямая
Рис. 216. Механическая характе-
ристика асинхронного двигателя
П.= /(Мдв)
п = по— 5ИМДВ,
(133|
п0 — пн
где 5Н =-----------номинальное скольжение;
^0
для лучшего использования маховика оно
принимается равным 6 —8,5%, что до-
стигается включением в ротор двигателя
реостата;
п0 и пи — синхронное и номинальное числа
оборотов минуту;
Мн — номинальный момент двигателя.
Определяя из этого уравнения — , сов-
местным решением уравнений получим:
Мд, —М„ = — 5„ —Млв . (134)
д* " 375 Мн " Л У
Здесь величина
5Н = Т (135)
375 Мн
называется постоянной инерции мотор-махо*
вика. Она имеет размерность времени и равна
произведению номинального скольжения на
время разгона маховика от нуля до числа обо-
ротов по при условии, что за время разгона
Кв ~Мн , а Мст =0 (это легко доказыва-
ется интегрированием уравнения (132) при
Мст = 0 и Мдв = Мн ).
При больших значениях Т кривые МДв =
/ (/) более пологи.
Интегрированием уравнения (134) с уче*
том обозначения (135) получим:
1п(Мдв — Мст) = — у- 4- с.
СшреДеляем постоянную с из начальных ус-
ловий, принимая при I = 0 значение 7ИДВ =
‘^Мо, и получим искомое уравнение Л4Дв =
/(П.
^ДВ-- МСТ _ __
Мо — Мст Т
(136)
той ТИдв = МСт- Это позволяет проводить
все кривые по одному шаблону, построенному
на основании уравнения (136а), без учета
Л40 по проходу с наибольшим статическим
моментом (на рис. 215—1-й проход). Это
уравнение шаблона следующее
которое принято писать обычно в виде (урав-
нение Гаш): *
Л?дв = - (Мст —М0)е т . (136а)
Л4„В = Л1СТ (1—е т ),
дв стмакс '
(НО)
2. Решением уравнения (136) с учетом
обозначения (135) совместно с условием, что-
бы в конце наиболее тяжелого прохода не
был превышен допустимый момент двигателя
МД9^КМН (137)
определяем предварительное значение О1>2.
Если принять при этом значение Л4О в на-
чале прохода равным
Мх.х, то с учетом
(тм) получим:
моменту холостого хода
р азмерности моментов
ОО2
375 Мн
_________/_______
1п Мет — Мх.х
мст — кмИ
лш2.(138)
Наиболее тяжелым будет проход, у которо-
го значение по этому уравнению будет
наибольшим (на рис. 215, по внешнему виду
2-й проход).
Окончательно значение С7)2 устанавли-
вается после уточнения мощности двигателя,
исходя из построения кривых Л4ДВ = /(/)
по всему циклу с использованием предвари-
тельного значения О7)12.
Метод построения этих кривых опреде-
ляется их следующими особенностями (см. рис.
215).
В периоды проходов кривые моментов
Л4дВ остаются ниже статических моментов,
асимптотически приближаясь к ним с увели-
чением продолжительности прохода согласно
Уравнению (136а).
В периоды пауз кривые Л4ДВ остаются вы-
ше статического момента Л7х.х, также асимпто-
тически приближаясь к нему с увеличением
продолжительности паузы по уравнению:
__I
М№ = М„ + (М0-М^в т . (139)
Такой характер кривых согласно уравне-
нию (132) объясняется ускорением —, кото-
рое в период проходов отрицательно (замедле-
ние), в период пауз положительно и в обоих
случаях постепенно затухает.
Практически можно считать, что при
^4Г момент двигателя сливается с асимпто-
13 А. И. Целиков и В. В. Смирнов
где Л1стмакс —наибольший статический мо-
мент нагрузочной диаграммы.
Длина шаблона принимается равной
4Г
При проведении кривых шаблон должен
проходить через точку М дв = Мо и своей
асимптотой совпадать в период проходов с
прямой Л4ДВ =Мст, а в период пауз с прямой
Л1дВ = Л1 х.х (рис. 217). Поскольку в начале
Рис. 217. Положе-
ние шаблона при,
вычерчивании на-
грузочной диа-
граммы:
/ — в период прохода;
2 — в период паузы
первого прохода значение Л40 заранее точно
неизвестно, его предварительно принимают
равным Л40 = Мх.х и затем корректируют
последовательным построением кривых непре-
рывно по 3—4 циклам (т. е., взяв конец кри-
вой в конце одного цикла за начало для сле-
дующего цикла), после которых значение Л40
практически не будет менять своего положе-
ния (приблизится к своей асимптоте). Най-
денное построением кривых максимальное зна-
чение Л4дв (на рис. 215—во 2-м проходе) ис-
пользуют для проверки двигателя по пере-
грузке (при необходимости значение кор-
ректируют). В заключение двигатель прове-
ряют по нагреву.
Рассмотренный метод определения ОО2 не
применим, если привод стана снабжен регуля-
тором скольжения1, так как значение ОТ)2 в
этом случае окажется сильно завышенным.
1 Назначение регулятора скольжения состоит в том,
чтобы при достижении двигателем примерно 1,5-кратной
номинальной нагрузки автоматически вводить в цепь
ротора дополнительное сопротивление с целью повыше-
ния скольжения для лучшего использования маховика^
Ориентировочное значение ОГ>12 * * можно
получить из запаса в маховике кинетической
энергии Ех, который берется примерно про-
порциональным мощности двигателя:
1) у сортовых станов и у листовых станов
трио, без регулятора скольжения
3) составные маховики, у которых обод
и ступица связаны листами, при Ь =-
= 3->4,5 м (рис. 218, в).
Напряжения в маховике, возника-
ющие при его вращении на внутренней поверх-
ности обода, подсчитывают по формуле
(15^-25)№,
2) то же, но с регуляторам скольжения
® = -уу [ 1 + 0,212 (-у)2] «г/сл2, (142)
Ех ~ (10-:-15)№,
3) у тонколистовых станов дуо
Е1- (КН-12Ж,
где размерность Ех вл. с. - сек иЛ'н вл. с.
С учетом этой размерности пересчет ведет-
ся по уравнению
6Г? = 540-^-тл<2, (141)
полученному на основании общеизвестных
соотношений:
Е = ; СО2 = 4п7; <о = — .
2 6 30
§ 2. Конструкция маховиков
В зависимости от диаметра и окружной
скорости V для прокатных станов применяют
маховики:
1) дисковые цельнолитые (рис. 218, а)
при О = 1-ь-Зж и у = 70-4-90 м/сек-,
где V — окружная скорость обода, м1сек\
гиЯ— внутренний и наружный радиусы
обода.
Причем для цельнолитого маховика влия-
нием стенки на обод пренебрегают. У махови-
ков из прокатных плит наибольшие напряже-
ния будут на внутренней поверхности диска,
и соответственно этому под г и Я подразуме-
ваются внутренний и наружный радиусы дис-
ка. Маховики первого типа весьма распро-
странены. Ширина обода у них принимается
обычно равной В — (0,12-ь- 0,15) Див зави-
симости от скорости их отливают из стали
или из чугуна. Обод маховиков третьего ти-
па— обычно из стального литья.
Отношение внешнего диамет-
ра к весу маховика при заданном
СЕ2 теоретически выгодно брать наивозмож-
но большим, так как при этом прогрессивно
снижается вес маховика. Однако практически
для данного веса и окружной скорости махо-
вика есть наиболее выгодный диаметр. Для
примера ориентировочные рекомендуемые со-
отношения диаметра и веса маховика первого
типа приведены на рис. 219.
Рис. 218. Конструкция
маховиков:
а — дисковый цельнолитой:
б — дисковый из прокатан-
ной плиты: в — составной
Рис. 219. Маховой момент и вес цельнолитого махо-
вика в зависимости от диаметра
2) дисковые маховики из прокатанных
плит (рис. 218, б) при О = 2 4,5 м и
V = 100 120 м]сек-,
Громоздкие маховики диаметром до 12 м
в настоящее время не применяют в связи с
„еМ> что вместо канатных передач устанавли-
вают редукторы с маховиками на валу малой
шестерни — по обе ее стороны. Наибольший
диаметр маховиков в настоящее время берут
обычно не более 4,4 н- 4,5 мм, так как при боль-
шем диаметре маховика его необходимо вы-
полнять с составным ободом, учитывая же-
лезнодорожные габариты при перевозке махо-
вика. В заключение отметим, что наличие в
приводе быстроходных маховиков может обу-
словить (например при неправильной подаче
металла в валки) очень большие динамиче-
ские моменты, часто опасные для целостности
редуктора и других узлов. Поэтому при проек-
тировании маховичного привода следует пре-
дусматривать меры, исключающие при этом
какую-либо возможность вылета маховиков
в цех.
Чйстъ четвертая
СТАНЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ
ГЛАВА /
СТАНЫ С ВЕРТИКАЛЬНЫМИ ВАЛКАМИ
§ 1. Вертикальные клети (эджеры)
Рабочая клеть вместе с ее приводом, у ко-
торой валки расположены вертикально, назы-
вается вертикальной клетью, или эджером.
Эти клети служат для обжатия металла с бо-
ков, когда нежелательна его кантовка. Они
применяются главным образом у листовых
станов и у непрерывных заготовочных, сорто-
вых и трубопрокатных.
§ 2. Вертикальные клети листовых станов
Эти клети наиболее часто устанавливают
перед рабочими клетями черновых групп
непрерывных станов.
Рабочее клети вертикальных валков ли-
стовых станов характеризуются стационарным
расположением на фундаменте: в перестанов-
ке клети нет необходимости, так как прокатка
ведется по середине бочек горизонтальных
валков и, следовательно, ось прокатки (по-
лосы) не меняет своего положения.
Расстояние между валками изменяется с
метрично относительно оси прокатки, т. е/
тем одновременного их сближения или уд
ния друг от друга. Скорость перемещу
каждого валка около 5 -ь 50 мм) сек. ;
Валки применяют с относительно корот
бочкой, и при толщине полосы до 100-Н50]
их обычно выполняют консольными (|
220 и 221). С учетом общих недостать
свойственных консольному расположению в
ков, особенно при значительных усилиях, -
обусловливается стремлением облегчить
смену.
Привод валков выполняется с ниж!
расположением и иногда с верхним. В в
вом случае вращение валкам сообщается-
ническими зубчатыми передачами, во I
ром — обычно универсальными шпинделям]
Характерная схема выполнения клеп
нижним расположением привода показана
рис. 220. Рабочие валки /, консольно зав
пленные на валах 2, приводятся через кони
ские зубчатые передачи 3. Последние мо
Рис. 220. Кинематическая схема вертикальной клети листового стана с нижним располо-
жением привода валков
Рис. 221. Вертикальная клеть 810 X 300, установленная перед клетью кварто 2800 для прокатки слябов из алюминием
вых сплавов (ЦКБММ): х
/ — рабочие валки 0 810X300 мм; 2 — вертикальные валы; 3 — конические передачи; 4 — нажимные винты 180X16 мм; 5 — редукто-
ры I = 5; 6 — двигатели по 33 кет, 650 об/мин; 7 — указатели раствора валков.
Главный привод двигатель 408 л. с.; 175-4-500 об/мин; редуктор /= 5,481. скорость прокатки 0-?-3,1 м/сек; междувалковое рас-
стояние 10004-2800 мм; скорость перемещения валка 34,6 мм! се к
перемешаться вдоль приводного трансмисси-
онного вала вместе с валками от установоч-
ных винтов 4, расположенных на уровне уси-
лий, действующих на валки. Исполненная по
аналогичной схеме конструкция вертикальной
клети 810X300 (ЦКБММ) для обжатия бо-
ковых кромок при прокатке слябов из алюми-
ниевых сплавов шириной до 2500 мм показа-
на на рис. 221.
Основные недостатки нижнего расположе-
ния привода валков заключаются в следующем:
1) трудно исключить проникновение воды
и окалины в узлы конических шестерен;
2) нет практической возможности приме-
нить цилиндрические передачи, более надеж-
ные при значительных скоростях, вместо ко-
нических;
3) неблагоприятные условия работы под-
шипников нижнего приводного вала из-за рас-
положения узлов конических шестерен в по-
движных корпусах;
4) необходимость иногда излишне увели-
чивать диаметр валков при прокатке узких
полос, так как максимальное сближение вал-
ков обусловливается габаритами конических
шестерен.
Последние два недостатка в значительной
мере преодолеваются при использовании
вертикальной клети (рис. 222), где каждая
ведущая коническая шестерня установлена в
одном сферическом подшипнике и через шлице-
вую втулку самоустанавливается по шлицево-
му валу. Последний благодаря этому не защем-
ляется из-за неточного взаимного положения
обоих подвижных корпусов. Кроме того, отсут*
ствие вторых подшипников облегчает макси-;
мальное сближение валков по сравнению
с клетью на рис. 221.
При верхнем расположении привода с ис-
пользованием универсальных шпинделей все
отмеченные недостатки отпадают: зубчатые
передачи располагаются в стационарном кор-
пусе, причем они могут быть как конически-
ми, так и цилиндрическими. В последнем
случае для привода в движение валков ис-
пользуют вертикальные двигатели. Основной
недостаток привода с использованием уни7
версальных шпинделей — значительный габа-
рит по высоте, особенно при значительном
ходе валков, обусловливающем большую
длину шпинделя. Поэтому в случае привода
в движение валков при помощи горизонталь-
ного двигателя через конические передачи
для двигателя необходимо сооружать высо-
кий фундамент и при расположении двигате-
ля в машинном зале соединять его с коничес-
кими передачами с помощью, высоко распо-
ложенного вала, загромождающего цех.
Несмотря на это, для вертикальных валков
в настоящее время все шире используют уни-
версальные шпиндели ввиду ряда преиму-
ществ этого способа: в ряде случаев при ходе
каждого валка до 600 мм и более. Но при
этом неудобства высоко расположенного
привода стремятся частично компенсировать;
когда это возможно, непосредственным со-
Рис. 222. Вертикальная клеть 450 X 150 сутуночнозаготовочного стана
щенением вертикальных клетей с горизон-
гальными, особенно с клетями кварто, ис-
пользуя их высокие станины в качестве опо-
ры для привода вертикальных валков. Ины-
рди словами, учитывая особенности привода в
движение валков через универсальные шпин-
дели, целесообразно, когда это возможно,
применять так называемые универсальные
клети, в которых объединяются в одной ста-
нине горизонтальные и вертикальные валки.
Такие клети будут рассмотрены ниже.
В качестве примера на рис. 223 показана
схема вертикальной клети с верхним приво-
дом, а на рис. 224 — конструкция вер-
тикальной клети для полунепрерывного стана
1700 (НКМЗ). Назначение клети — обжатие
боковых поверхностей слитков сечением до
525 X Ю50 мм при прокатке слябов толщиной
Рис. 223. Схема рабочей клети с вертикальными вал-
ками 1000 X 900 для полунепрерывного листового стана
1700 (НКМЗ)
Рис. 224. Рабочая клеть с вертикальными валками 1000X900 стана 1700 (НКМЗ)
до 200 мм. Валки 1 смонтированы в текстоли-
товых подшипниках и приводятся в движение
с помощью универсальных шпинделей от дви-
гателя 2500 л. с. 0 *-80-:—160 об/мин через ци-
линдрический редуктор 2(/ =1,5) и коничес-
кие передачи. Одним из достоинств послед-
них является размещение подшипников 3 на
верхних шейках валов вертикальных коничес-
ких шестерен непосредственно под коренным
валом. Валки устанавливают каждый двумя
нажимными вращающимися винтами 4 от
двух двигателей 5 по 72 кет 520 об/мин че-
рез цилиндрические зубчатые колеса. Полый
винт 6 удерживается от проворачивания
шпонкой 7 и перемещается вращающейся
гайкой со скоростью нажимных винтов. Опи-
рающаяся на него пружина посредством тяги
прижимает каретку валка к нажимным вин-
там. Скорость перемещения валка 5-н
50 мм!сек. Валки меняют специальной ско-
бой, при этом шпиндели отклоняются в сторо-
ну вокруг верхнего шарнира.
$ 3. Вертикальные клети сортовых и
заготовочных станов
Эти клети проектируют с учетом возмож-
ности совмещения калибров горизонтальных
и вертикальных валков с осью прокатки (рис.
225). Аналогичную возможность прокатывать
Рис. 225. Горизонтальные и
вертикальные валки у сортово-
го непрерывного стана
полосу на любом участке длины бочки гори-
зонтальных валков с целью их лучшего ис-
пользования предусматривают также обычно
у непрерывных лентопрокатных и штрипсо-
вых станов. Соответственно этому требова-
нию вертикальные клети выполняют двух ти-
пов:
1) подвижными только по вертикали; гори-
зонтальные клети при этом подвижны по го-
ризонтали; - ' ,
2) подвижными и по вертикали и по гори-
зонтали; горизонтальные клети при этом не-
подвижны.
Взаимные преимущества этих вариантов
определяются положением оси прокатки и со-
отношением числа вертикальных и горизон-
тальных клетей в непрерывном стане. Посто-
янное положение оси прокатки при первом
варианте является существенным его преиму-
ществом, так как позволяет применить более
узкие рольганги и несколько упростить вал-
ковую арматуру. Но при определенном, отно-
сительно большом числе горизонтальных
клетей это преимущество утрачивается, так
как при этом варианте необходимо выполнять
горизонтальные клети подвижными и, следо-
вательно., более сложными.
В зависимости от способа передачи враще-
ния вертикальным валкам и расположения
привода, конструкции вертикальных клетей
сортовых и заготовочных станов можно раз-
делить на три основных типа:
1) с приводом от вертикального электро-
двигателя, обычно располагаемого над рабо-
чей клетью;
2) с приводом от горизонтально располо-
женного электродвигателя на фундаменте и
зубчатой передачей, устанавливаемой на ра-
бочей клети, т. е. с верхней передачей;
3) с приводом от горизонтально располо-
женного электродвигателя на фундаменте, но
с зубчатой передачей, расположенной под ра-
бочей клетью, т. е. с нижней передачей.
Первый тип вертикальных клетей находит
применение у станов с небольшим диаметром
валков (у проволочных и мелкосортных),
когда используется электродвигатель в вер-
тикальном исполнении и когда по габаритам
его можно установить на рабочей клети. Пре-
имущество этой конструкции состоит в том,
что упрощается передача движения от дви-
гателя к валкам и удается избежать кони-
ческих зубчатых колес, которые при больших
скоростях работают значительно хуже ци-
линдрических. Недостаток этой конструкции
заключается в ее большой высоте.
Такого рода конструкция вертикальных
клетей применена у непрерывного проволоч-
ного стана Магнитогорского завода (рис.
226), один валок в этой клети приводится во
вращение непосредственно через шпиндель
от фланцевого вертикального электродвига-
теля мощностью в 125 л. с., расположенного
на клети, а другой валок вращается за пери-
од прокатки силой трения, возникающего от
действия первого валка, а за период паузы
приводится в движение самостоятельным дви-
гателем небольшой мощности 1941.
Указанные выше второй и третий тип кон-
струкции вертикальных клетей для сортовых
и заготовочных станов применяют обычно при
диаметре валков более 300—400 мм, когда
электродвигатель по условиям его габаритов
приходится располагать рядом с рабочей
клетью на фундаменте. Вопрос о преимуще-
Рис. 226. Схема вертикальной клети чистовой группы
непрерывного проволочного стана:
1 — прокатные валки; 2 — основной двигатель 125 л. с.’,
3 — вспомогательный двигатель; 4—механизм для верти-
кального перемещения клети
стве второго или третьего типа клети, т. е. с
верхней или нижней передачей, является
спорным. Второй тип клетей более удобен по
условиям эксплуатации редуктора. Третий
тип, с нижней передачей, проще по конструк-
ции, так как клеть небольших габаритов, не
сильно возвышается над уровнем пола и
удобнее в отношении смены валков. Но в
этом случае сильно ухудшаются условия
эксплуатации редуктора вследствие малой
доступности при ремонте и постоянного омы-
вания его водой с’ окалиной.
На рис. 227, 228, 229 и 230 приведены наи-
более характерные типы конструкций верти-
кальных клетей заготовочных станов с верх-
ним и нижним расположением редукторов.
Показанная на рис. 228 рабочая клеть 1
перемещается в стационарной станине 2 толь-
ко вертикально при включении двигателя 3,
При этом универсальные шпиндели 4 приво-
да валков скользят вдоль шлицевых хвосто-
виков валов комбинированного цилиндри-
ческо-конического редуктора, входной вал 5
которого соединен с главным двигателем
1800 л. с. 220-:--360 об/мин.
Расстояние между валками регулируется
двигателями 6 через червячные передачи и
нажимные винты. Пружины 7 прижимают по-
душки валков к нажимным винтам.
Рис. 227. Схема привода валков вертикальной клети за-
готовочного стана, установленного на одном из заводов
Чехословакии. Передаточное число от двигателя к валкам
14,34; число оборотов валков 21—42 в минуту. Двига-
тель мощностью 1000 кет, 300 4- 600 об/мин.
Рис. 228. Вертикальная клеть 500 непрерывного .заготовочного стана 850/700/500 (ЦКБММ). Валки приводятся от двигателя 1800 л. с. 220—
360 об/мин через редуктор / = 5,37. Скорость перемещения клети 3,76 мм) сек от двигателя 13,2 кет 708 об/мин. Скорость установки валка
1 мм!сек от двигателя 9,5 кет 928 об/мин
Рис. 229. Вертикальная клеть непрерывного заготовочного стана конструкции фирмы Юнайтед [30]
Рис. 230. Схема привода вертикальных
валков у клети, приведенной на рис. 229
§ 4. Универсальные клети
Универсальными клетями принято называть
клети, у которых рядом с горизонтальными
валками расположены вертикальные валки.
Универсальные клети на практике применя-
ют в качестве:
1) универсальных слябингов дуо;
2) собственно универсальных станов дуо и
трио для прокатки широких полос (их в по-
следнее время не строят);
3) универсальных клетей кварто;
4) универсальных клетей для прокатки широ-
кополочных балок (в отличие от предыдущих
в этих клетях вертикальные валки холостые).
Ряд существующих станов выполнен с приво-
дом во вращение вертикальных и горизонталь-
ных валков одним двигателем с использова-
нием специальных шестеренных клетей (см.
рис. 201). Вращение валкам в этом случае пе-
редается от горизонтального вала квадратного
сечения, вдоль которого могут перемещаться
конические шестерни. Причем для согласован-
Рис. 231. Различные схемы передач вертикальным
валкам универсальных станов:
а— с передвижными коническими шестернями в случае
привода вертикальных и горизонтальных валков оощим
двигателем; б — то же. но самостоятельным двигателем;
в—с промежуточными цилиндоическими колесами (первый
советский слябинг); г —с неподвижной шестеэенной кле-
тью, конической передачей и универсальными шпинделями
ного направления вращения горизонтальных
и вертикальных валков эти шестерни у станов
дуо необходимо располагать ступицами друг
к'другу (рис. 231, а), габариты которых затруд-
няют максимальное сближение валков. По этой
причине, а также из-за значительной сложности
конструкции и затруднений в достижении согла-
сованной скорости горизонтальных и вертикаль-
ных валков в связи с их переточкой общий при-
вод вертикальных и горизонтальных валков
применять практически перестали и вертикаль-
ные валки в последнее время стали приводить
во вращение только от самостоятельного двига-
теля. В этом случае шестерни на горизонталь-
ном коренном валу располагают ступицами
наружу (рис. 231,6), чем облегчается дости-
жение минимального раствора валков. Но и в
этом случае не всегда удается обеспечить тре-
буемый минимальный раствор валков. Сущест-
вует много вариантов для решения этой задачи,
один из которых, примененный в первом совет-
ском слябинге, представлен схемой на рис. 231,а
и конструкцией на рис. 232. Здесь двигателем
мощностью 2500 л. с. от одного ведущего вала
через цилиндрические шестерни приводятся во
вращение два коренных вала, передающих вра-
щение каждому валку в отдельности. Располо-
жением этих валов на разной высоте обеспечи-
вают больший габарит конических шестерен.
Слябинг прокатывает слябы шириной до
1600 мм.
Диаметр вертикальных валков 680 мм, рас-
твор валков 600-^- 1800 мм. Механизм уста-
новки валков такой же, как на рис. 223.
Основные недостатки привода во вращение
вертикальных валков через шестерни, посажен-
ные непосредственно на валки, следующие:
1) нарушается правильность зацепления в
связи с быстрым износом из-за больших нагру-
зок подшипников валков, направляющих каре-
ток валков и коренных валов в местах сколь-
жения по ним шестерен;
2) неудовлетворительная работа упорных
подшипников горизонтальных конических ше-
стерен;
3) сложность смены валков, связанная с де-
монтажем коренных валов.
Поэтому в последнее время все больше пред-
почитают использовать привод валков во вра-
щение через универсальные шпиндели, несмот-
ря на значительные габариты самих приводов
по высоте. В частности, при относительно ма-
лом растворе валков применяется передача по
схеме на рис. 231, г. При большом междувал-
ковом расстоянии часто используется пере-
дача по схеме, приведенной на рис. 223. Пе-
редача по аналогичной схеме применена так-
же в США у слябинга, установленного в
1938 г. на заводе Карнеги-Иллинойс Стил
Корпорейшен (США) 11251, а в 1953 г. на ОД'
ном из крупнейших слябингов, построенном
фирмой Места для прокатки 20-т слитков в
Рис. 232. Разрез по вертикальным валкам слябинга 1100 (НКМЗ)
Рис. 234. Схема привода и установочного механизма вертикальных валков универсальной клети квар-
то 2800 полунепрерывного стана 2800/1700 (УЗТМ). Максимальное давление на валок 106 т. Скорость
перемещения валка до 50 мм/сек
слябы шириной до 1925 мм (рис. 233). Верти-
кальные валки этого слябинга при диаметре
940 мм и длине бочки 1830 мм имеют раствор
600 2000 мм и приводятся во вращение дву-
мя двигателями мощностью по 2000 л. с.,
0-г-6О-:-15О об/мин, посаженными на одном
валу В26].
Рис. 233. Вид на клеть вертикальных валков сля
бинга 1142 (фирма Места, США)
Вертикальные валки универсальных клетей
листовых станов при относительно небольшой
мощности в последнее время приводятся во
вращение чаще вертикальными фланцевыми
двигателями, располагаемыми на станинах го-
ризонтальных валков.
В отечественной практике для этой цели часто
используют один или два фланцевых двигателя
мощностью до 200-:-300 кет (те же, что ис>
пользуют и для привода во вращение нажимных
винтов блуминга 1150 — см. рис. 5); не исклю-
чается возможность целесообразного увеличе-
ния числа двигателей до четырех.
Привод и установочный механизм подобной
универсальной клети кварто (УЗТМ) для окон-
чательной прокатки листов толщиной 4-ь 50 мм
и шириной 1000-ь- 2600 мм показан на рис. 234.
Вертикальные валки приводятся во враще-
ние двумя фланцевыми двигателями мощностью
по 200 кет. С целью сокращения габарита по
высоте универсальные шпиндели частично про-
пущены через полые приводные валы. При
смене валков универсальные шпиндели отво-
дятся в сторону.
Станины вертикальных валков выполняют
общими со станинами горизонтальных валков
(рис. 235,а) или самостоятельными (рис. 235,6).
Рис. 235. Схема расположения вертикаль-
ных валков:
а — в станинах, общих с горизонтальными вал-
ками: б — в самостоятельных станинах
При общих станинах длину бочки горизон-
тальных валков не удается использовать пол-
ностью, и поэтому у крупных станов их обычно
не применяют.
ГЛАВА II
ТРУБОПРОКАТНЫЕ СТАНЫ
§ 1. Прошивные станы
Прошивные станы служат для получения от-
верстий в заготовках круглого сечения или в
слитках при прокатке бесшовных труб. Прошив-
ка представляет первоначальную операцию при
прокатке бесшовных труб, и поэтому прошивной
стан является первым станом трубопрокатного
агрегата.
В зависимости от формы прокатных валков
и схемы их расположения прошивные станы
разделяются на три основных типа, указанных
в табл. 4: 1) бочкообразные станы (см. табл.
4 — рис. 1); 2) грибовидные станы (см.
табл. 4 — рис. 2) и 3) дисковые станы (см.
табл. 4 — рис. 3).
Бочкообразный стан был изобретен в 1883 г.
братьями Маннесман, а другие два типа станов
позднее были изобретены Штифелем.
В станах всех этих трех типов, как уже ука-
зывалось выше, процесс прошивки осуществля-
ется путем поперечно-винтовой (косой) прокат-
ки, когда заготовка одновременно вращается и
движется поступательно. Между валками уста-
навливают оправку, на которую прокатываемый
металл надвигается при своем поступательном
движении, в результате чего в нем образуется
полость [127]. В процессе этого из сплошной
заготовки получается толстостенная труба, на-
зываемая гильзой.
В современных установках больше применяют
бочкообразные станы и реже — станы грибо-
видные и дисковые, их за последние годы почти
не строят.
Бочкообразные станы в свою очередь под-
разделяются на два типа: с постоянным
углом наклона валков к оси прокатки и с ре-
гулируемым. Станы первого типа применяют
для прошивки при относительно небольшой
вытяжке прокатываемого металла, в среднем
равной приблизительно двум, и поэтому в этих
станах получается гильза более толстостенная,
чем в станах с регулируемым углом накло-
на, где вытяжка достигает четырех и более.
Бочкообразные прошивные ста-
ны старой конструкции, т. е. с по-
стоянным углом наклона валков обычно ха-
рактеризуются еще следующими особенностя-
ми.
1) относительно малым диаметром валков
в связи с применением одного или двух на-
правляющих роликов, стесняющих габариты
валков (рис. 236 а, б);
Рис. 236. Схема положения рабочих валков /, направ-
ляющих холостых валков 2 и линеек 3 у прошивного
стана:
а — с одним направляющим валком; б — с двумя направляю-
щими валками; в — с линейками
2) меньшей скоростью прокатки;
3) наличием иногда гребня на выходном
конце валков, используемого с целью калиб-
ровки прошитой гильзы и облегчения выброса
ее из стана (рис. 237).
Эти станы находят применение главным об-
разом в комбинации с пильгерными, в основ-
ном для прокатки труб диаметром 400 -4- 650 мм
[128, 1291.
Бочкообразные косовалковые
станы новой конструкции с регули-
руемым углом наклона валков характеризуют-
ся более простой калибровкой (см. табл. 4
рис. 1), применением вместо роликов направ-
ляющих линеек (рис. 236, в), большим диа-
метром валков и большей скоростью прокатки.
Рис. 237. Форма валков у прошивного стана для тол-
стостенных гильз
На рис. 238 для общего представления пока-
зана линия прошивного стана трубопрокатной^
агрегата 400 (ЦКБММ—УЗТМ). Валки диа|
метром 1300 мм с длиной бочки 760 мм привод
дятся во вращение двигателем мощностью
5000 л. с., 110-4- 220 об/мин через шестеренную
клеть (/ = 2 — см, рис. 201, д) и универсаль-
ные шпиндели. Рабочий угол наклона валков
5-н 12°. Заготовка подается в регулируемый па
высоте приемный желоб, расположенный между
универсальными шпинделями, и заталкивается
в валки пневматическим толкателем 1, цилиндр
которого проходит через шестеренную клеть
На выходной стороне стана установлен пере-
движной упорный подшипник 2 стержня оправ-
ки (стержень и оправка на чертеже не показа-
ны) с запирающим устройством 3. Прошитая
гильза выкидывается рычагами 4 выбрасывате-
ля на наклонные решетки, после того как стер-
жень оправки будет выведен из прошитой гиль-
зы тележкой реечного типа, приводимой в дви-
жение двумя вертикальными двигателями 5.
Реечная шестерня тележки сцепляется со ста-
ционарной рейкой, вмонтированной в продоль-
ной станине 6.
Рабочая клеть этого стана показана на
Рис. 238. Линия прошйвного стана трубопрокатного агрегата 400 (ЦКБММ—УЗТМ}
ов и В. В. Смирнов
йС. 239—242. Основные узлы клети (рис. 239)
^дующие:
1. Станины с горизонтальным разъемом.
2, Прокатные валки, смонтированные в под-
шипниках качения (рис. 240).
3. Барабаны, в камертонном проеме которых
находятся валки с кассетами. От осевого сме-
6. Механизмы заклинивания барабанов
(рис. 241), расположенные в люках верхней
части станин и работающие от двигателей с
упорной характеристикой х. Барабаны заклини-
ваются соприкасающейся с ними пятой от на-
жимного винта. При смене валков эти меха-
низмы снимают крапом и через освобожденные
Рис. 239. Рабочая клеть прошивного стана трубопрокатного агрегата 400 (ЦКБММ—
УЗТМ):
/ — станины клети; 2 — валки; 3 — барабаны; 4 — механизмы сближения валков: 5 — механизмы
поворота барабанов; 6 — механизмы заклинивания барабанов; 7 — механизм регулировки верхней
линейки (проводки)
Щения барабаны удерживаются кольцевыми
шпонками (рис. 240).
4. Механизмы установки (сближения) вал-
ков, нажимные и обратный винты которых вме-
сте с приводом смонтированы непосредственно
йа барабанах (рис. 240).
5. Механизмы поворота барабанов с валка-
Ми- Каждый барабан от двигателя через чер-
вячные передачи может поворачиваться цепью
(на чертеже не показана) на требуемый угол
наклона оси валка при прокатке (до 12°).
‘(ри смене валков барабаны поворачивают до
положения, при котором оси валков верти-
кальны (рис. 241—пунктирное положение).
А. и. Целиков и В. В. Смирнов
от них люки в станинах клети валки, постав-
ленные при повороте барабанов в вертикальное
положение (показано пунктиром), извлекают
вместе с кассетами краном вверх.
7. Механизм регулировки положения верхней
линейки (проводки) (рис. 242). Эта линейка
закреплена на вертикальной Т-образной раме,
перемещающейся от двух двигателей червяч-
повинтовыми передачами.
В линии прошивного стана весьма ответствен-
ным узлом является подшипник стержня оправ-
1 Достигаемой введением в цепь дополнительного со-
противления, благодаря которому ток двигателя, оста-
новленного механическим препятствием, оставаясь в пре-
делах допустимого не растет бесконечно.
750
Т
750
Рис. 240. Разрез по осям нажимных винтов и валка
14*
3800
Рис. 241. Разрез по оси нажимного винта механизма заклинивания барабанов
06Ю
Рис. 242. Разрез по оси прокатки
ки. Тяжелые условия его работы определяются
большой осевой нагрузкой, доходящей до 30—
40% от давления на валок, и высокой ско-
ростью вращения, при которой обычные упор-
ные подшипники работают неудовлетворитель-
но. На рис. 243 показан модернизированный
узел подшипника стержня (ЦКБММ) с приме-
нением строенного комплекта радиально-упор-
ных шариковых подшипников, воспринимающих
всю осевую нагрузку от стержня оправки,
крепящегося к фланцу шпинделя. Комплекта-
ция этих подшипников, т. е. подбор толщины
дистанционных колец между кольцами, выпол-
нена по новому методу, разработанному
ЦКБММ Ч Необходимо заметить, что если бы
подшипники были изготовлены с идеально оди-
наковой геометрией, то установленные непо-
средственно без каких-либо дополнительных
операций три подшипника обладали бы утроен-
ной грузоподъемностью одинарного подшипни-
ка. С учетом фактической (по условиям изго-
товления подшипников) неодинаковости углов
контакта (3 (рис. 243) упомянутым методом
рекомендуется определять толщины дистанци-
онных колец, исходя из взаимного смещения
торцов наружного и внутреннего колец подшип-
ника, полученного при приложении к каждому
подшипнику осевой нагрузки (на специальном
приспособлении), равной
__ ^Раб
_ —
2п
1 Инструкция по комплектованию сдвоенных и стро-
енных радиально-упорных подшипников с направлен-
ными в них в одну сторону линиями контактных дав-
лений тел качения. ЦКБММ—ЦНИИТМаш, 1952 г.
где п — число подшипников в комплекте
(на рис. 243 их три);
Араб— полная рабочая нагрузка на весь
комплект подшипников.
Иными словами каждый подшипник предла-
гается прожимать нагрузкой равной половине
рабочей нагрузки, приходящейся на один
подшипник.
Таким образом, если мысленно представить
ряд подшипников, каждый из которых поджат
усилием Ао, то толщина дистанционного кольца
между внутренними кольцами двух смежных
подшипников, например для случая на рис. 244,
будет
К =Н + аг-а2, (144)
Рис. 244. Расстояние между торцами колец под-
шипников при действии на каждый подшипник
. ^Раб
усилия Л ,
2п
где Н — толщина дистанционного кольца
между наружными кольцами
двух смежных подшипников;
ах и а2 — смещения торцов колец подшип-
ников под нагрузкой До.
Комплектация подшипников таким методом
обеспечивает, при действии на комплект под-
шипников полной рабочей нагрузки, одинако-
вые контактные напряжения (а не нагрузки)
во всех подшипниках и, следовательно, их оди-
наковую работоспособность.
Сущность этого метода упрощенно поясняет-
ся рис. 245 на примере двух подшипников с раз-
ными углами контакта (.(31 > (32), предваритель-
но скомплектованных по условию, выраженному
формулой (143). Ради упрощения образующие
контактных поверхностей колец заменены ка-
сательными прямыми. При нагрузке на ком-
плект подшипников, равной нулю А = 0 (рис.
245, а), в подшипнике с большим углом кон-
такта (левом) образуются зазоры.
При нагрузке А = -?аб- (рис. 245, б) взаим-
ное положение колец подшипников совпадает
с положением их при комплектации, согласно
рис. 244, и, следовательно, каждый подшипник
несет одинаковую нагрузку, равную Ао. При
этом деформации тел качения между собой не
равны: у левого подшипника они меньше, чем
у правого Д1 < Д2; также и контактные напря-
жения меньше у левого подшипника.
Рис. 245. Деформация тел качения двух
подшипников, скомплектованных по усло-
вию (143):
а — при нагрузке А = 0; А1 = зазору; Аа = 0;
б — при А =^^^>6; д1 <Д2;
2
в — при А = Лраб : Д1 А2
При полной рабочей нагрузке А—А раб
(рис. 245, в) на подшипниках нагрузки неоди-
наковы (у левого подшипника больше), но зато
выравнялись деформации тел качения Д1 « Д2»
а следовательно, и контактные напряжения.
Этим обеспечивается одинаковая долговечность
подшипников.
§ 2. Автоматические станы
Эти станы, как указывалось, устанавливают
за прошивным станом в агрегатах Штифеля, и
они обеспечивают дальнейшую вытяжку гиль-
зы в 1,2 2 раза в зависимости от размера
труб.
На рис. 246, 247, 248 показаны упрощенные
схемы и конструктивное оформление оборудо-
вания линии прокатки и линии рабочей клети
стана совместно с роликами обратной подачи
трубопрокатного агрегата 400 (ЦКБММ—
УЗТМ).
Прошитую гильзу подают в приемный желоб
1 (рис. 246), и она пневматическим толкателем
2 заталкивается в валки 3 рабочей клети. Стен-
ки гильзы обжимаются между валками и непо-
движной оправкой 4, укрепленной на длиннОхМ
стержне 5. По окончании прохода верхний ва-
лок немного приподнимается, и одновременно
специальным устройством убирается оправка.
При действии цилиндра 7 и контргруза гильза
зажимается роликами 6 обратной подачи, вра-
щение которых противоположно валкам, и вы-
брасывается обратно на приемный желоб. На
стержне вновь закрепляется оправка, а валки
и ролики обратной подачи возвращаются в ис-
ходное положение. Далее операция повто-
ряется после кантовки гильзы на 90° вокруг
своей оси. Кантовка необходима для равно-
мерного обжатия стенки гильзы. Число про-
ходов — обычно два и иногда три. Прокатан-
ная гильза из приемного желоба удаляется
рычагами 5 выбрасывателя и направляется к
следующему стану — обкатному.
На валках автоматического стана имеется не-
сколько калибров. Стержень против требуемого
калибра устанавливается краном, а приемный
желоб, вталкиватель и выбрасыватель — пере-
мещением вместе со столом Р, установленным
на катках. В случае надобности гильза перед
прокаткой может быть повернута на 180° и за-
дана в валки другим концом. С этой целью се-
рединная секция 10 приемного желоба сделана
подъемно-поворотной от цилиндров: вертикаль-
ного и горизонтального с реечной передачей.
Для сохранения постоянным уровня оси про-
катки передвижной стол регулируют по высоте
клиньями 11 через продольные тяги. С этой же
целью в рабочей клети предусмотрены уста-
новочные механизмы с нажимными винтамй
для верхнего и нижнего валков (рис. 247-^
248). Эти механизмы служат лишь для настрой-
ки клети; подъем и опускание верхнего валка:
после каждого прохода осуществляются спа<
репным клином 3 от двигателя 4 через криво-
шипно-шатунную передачу. Клинья 3 сопряга-
ются снизу с подушкой верхнего валка криво:
линейной поверхностью с переменным уклонов
через сегментные вставки. Благодаря этому во
время прокатки в работе находятся лишь участ-
ки клина, не создающие усилий, стремящихся
вытолкнуть клин. Уравновешивание верхнего
валка — грузовое. Валки приводятся в движе-
ние двигателем мощностью 2500 л. с., 375 -?
-4- 525 об/мин через редуктор (г = 6) с двумя
маховиками, суммарный маховой момент ко- (
торых около 120 тм2. Чтобы осевое давление
от оправки и стержня не передавалось при;
прокатке на фундамент, поперечина, в которую^
упирается стержень (см. рис. 246—248), со<
единена со станинами рабочей клети стана ме-
таллическими связями. Примерный состав ма-
териала валков и линеек приведен в табл. 39:^
Название стана «автоматический» связана
с автоматическим выбросом гильз на входную
сторону стана с помощью роликов обратной
подачи [131].
Таблица 39
Химический состав сталей и чугунов валков, оправок и
линеек для трубопрокатных станов
агрегата
140 (в%)
Наименование С Мп 81 8 р Сг № Мо | V Си
Валки прошивного стана* (низколегированная сталь) 0,62 0,25 0,28 <0,05 <0,05 0,76 0,07 0,41
Валки автоматического стана (низколегированный чугун) 2,63 0,61 1,6 0,077 0,15 0,48 0,55 0,34 0,14 0,07
Валки раскатного стана (легированный чугун) . . 2,91 0,46 0,89 0,07 0,13 0,57 1,96 0,19 0,13 0,2
Валки калибровочного стана (легированный чу- гун) 2,83 0,54 1,41 0,07 0,12 0,98 0,39 о,и 0,28
Валки редукционного стана (легированный чу- гун) 2,86 0,52 1,41 0,078 0,14 0,64 0,77 0,16 0,2
Оправки прошивного стана (легированная сталь) 0,25 0,45 0,45 <0,045 <0,045 1,40 2,90 — — —
Оправки автоматического стана и линейки прошив- ного стана** (высоколегированная сталь) . . . 1,40 0,55 <0,80 <0,05 <0,05 16,00 0,95 — — -
Оправки и линейки раскатного стана (низколеги- рованный чугун) 3,20 0,75 2,10 <0,20 <0,20 0,65 — — — —
* Валки прошивного стана изготовляют также из стали марки 6.
*♦ Линейки прошивного стана изготовляют также из стали марки 45 с наплавкой рабочей поверхности твердым сплавом сталинитом
Примечай и е: Чугунные валки изготовляют с отбеленным рабочим слоем толщиной около 15 — 35 мм.
Рис. 248. Автоматический стан трубопрокатного агрегата 400 (разрез по линии прокатки)
4С. 246. Упрощенная схема линии прокатки автоматического стана трубопрокатного агрегата 400 (ЦКБММ—УЗТМ)
-приемный желоб: 2 — пневматический вталкиватель гильзы; 3— прокатные валки; 4 -- оправка; 5 — стержень оправки; 6 — ро-
ки обратной подачи гильзы; 7 — цилиндр подъема ролика обратной подачи; 8 — рычаги выбрасывателя гильзы; 9 — пере-
движной стол; 10 — подъемно-поворотная секция приемного желоба; И — клинья регулировки высоты приемного желоба
По сто А п° стр В
Рис. 247. Схема линии рабочей клети и роликов обратной подачи автоматического стана:
ной 2 ~~ двигатели установочных механизмов по 26 л. с» 690 об/мин скорость верхних винтов 1,25 мм/сек-, нижних 1,88 мм! сек-, 3 — двой-
и клин; 4 — двигатель перемещения валка 30,5 л. с., 1050 об/мин; 5 — главный двигатель 25Д) л. с.» 375—525 об/мин; 6 — редуктор
___ I = 6; 7— двигатель роликов обратной подачи 150 л. с. 500 + 100С об/мин; 8— редуктор I = 3,4
Эти станы устанавливают после автоматиче-
ского стана, обычно в количестве двух. Их ос-
новное назначение — калибровка трубы по тол-
щине стенки. При этом величина обжатия стен-
ки невелика и в среднем составляет 0,1 -4-0,2 мм.
По кинематике и устройству раскатной стан
имеет.много общего с прошивным косовалко-
вым станом. Основное принципиальное отличие
конструкции раскатного стана определяется
постоянным углом наклона валков, обычно
равным 6—8°. Поэтому валки с кассетами раз-
мещаются непосредственно в станинах, а не
в барабанах. Конструкция клети благодаря
этому упрощается. Валки калибруют по двум
вариантам: с цилиндрическим пояском по сере-
дине бочки (цилиндрическая калибровка) или
с двумя конусами (новая коническая калибров-
ка), как показано на рис. 249.
На рис. 250 показана рабочая клеть раскат-
ного стана агрегата 400 (ЦКБММ—УЗТМ).
Трубу подает к валкам пневматический толка-
тель. Труба при прокатке сверху и снизу удер-
живается линейками (на рис. 250 они не пока-
заны). Верхнюю линейку регулируют вручную.
Механизм установки валков аналогичен меха-
низму прошивного стана. Валки на роликовых
подшипниках приводятся во вращение двигате-
лем 1200 л. с., 400-4- 750 об/мин через ше-
стеренную клеть (см. рис. 201, д) с передаточ-
ным числом 4,45. Материал валков, оправок
приведен в табл. 93.
Рис. 249. Валки и оправка раскатного
стана (калибровка коническая)
§ 4. Калибровочные станы
Эти станы служат для калибровки трубы по
диаметру. При этом диаметр трубы уменьшает-
ся на 3-4-11%.
На практике применяется как горячая, так и
холодная калибровка труб.
Калибровочные станы обычно имеют 3-4-7
клетей, расположенных непрерывно. В послед-
нее время для каждой клети предусматривают
обычно самостоятельный двигатель.
Для равномерного обжатия трубы по окруж-
ности обычно каждая последующая клеть по
отношению предыдущей повернута па 90°. При
этом может быть чередование горизонтальных
и вертикальных клетей или клетей, наклонен-
ных под 45° к горизонту. В последнем случае
все клети однотипны.
Семиклетьевой стан горячей калибровки
агрегата 400 показан на рис. 251 в разрезе
Рис. 250. Рабочая клеть раскатного стана трубопрокатного агрегата 400 (ЦКБММ — УЗТМ)Ь
Диаметр валков 1000 мм; длина бочки 720 мм. Число оборотов валков 90 4- 166 в минуту.
Угол наклона валка 6°. Главный двигатель МП 1200—400; 1200 л. с., 400.-4- 750 об/мин
Передаточное число шестеренной клети — 4,45
Рис. 251. Разрез по одной из клетей калибровочного стана трубопрокатного агрегата 400 (ЦКБММ—УЗТМ).
по одной из рабочих клетей, а на рис. 252
показан вид на одну из клетей со стороны, про-
тивоположной приводу. Все клети одинаковы, и
каждая приводится во вращение двигателем
«мощностью 170 л. с., 500 -н 1000 об/мин через
•комбинированную шестеренную клеть с пере-
Рис. 252. Вид на одну из клетей калибровочного
стана по оси валков со стороны, противоположной
-приводу. Максимальный диаметр валков 800 мм,
длина бочки 550 мм. Число оборотов валков 27-?
-?55 в минуту. Главные двигатели по 170 л с
500 -? 1000 об/мин.
даточным числом 18,3. Валки сближаются при
вращении штурвала, а в осевом направлении
регулируются двойной системой.
Более подробные данные о непрерывной про-
катке труб в редукционных, а также в калибро
вочных станах см. [132].
§ 5. Станы для холодной прокатки труб
§ Эти станы [133, 134] применяют в основном'
для труб диаметром от 15 до 150 мм, а в отдель-
ных случаях значительно выше — до 400—
500 мм. Чаще всего и особенно при производстве
тонкостенных труб их устанавливают в комби-
нации с трубоволочильными станами. При этом
характерно, что по отношению последних они
являются заготовительными и в основном слу-
жат для утонения стенки трубы (хотя диаметр
трубы при этом тоже несколько уменьшается),
а последующее волочение обеспечивает доведе-
ние труб до различных нужных диаметров.
• Рациональность такой комбинации прокатки
и волочения для тонкостенных труб обуслов-
ливается, во-первых, тем, что прокаткой обычно
легче достичь обжатия стенки трубы, чем воло-
чением; во-вторых, обжатие трубы по диаметру
без особого труда достигается на менее доро-
гом волочильном стане и, наконец, в-третьих,,
перенастройка волочильного стана на другой’
| диаметр труб несоизмеримо проще, чем для
| прокатного стана.
Холодную прокатку применяют иногда и для
толстостенных труб, в частности предназначен-
ных для механической обработки (шарикопод-
шипниковые трубы для нарезания колец) с
целью уменьшения отходов в стружку.
Можно отметить два типа станов холодной
прокатки труб:
1) станы типа рокрайт, появившиеся в 1930—
1932 гг. (США) и получившие в последующие
годы весьма широкое распространение;
2) роликовые станы ЦКБММ—ЦНИИТМАШ
(системы В. В. Носаля) для прокатки тонко-
стенных труб, появившиеся в 1953 г.
Станы рокрайт работают в периодическом
(пильгерном) режиме. Металл в них обжи-
мается периодически отдельными участками
на конической оправке в калибре переменного
сечения (рис. 253). Валки при этом совершают
качательное движение вперед и назад гори-
зонтальным движением самой рабочей клети
при неподвижном заднем конце прокатывае-
мой гильзы. При этом ради экономии мате-
риала и удобства смены калиброванный уча-
сток валка, называемый условно «калибром»,
делают в виде сектора вставным. Движением
клети вперед труба прокатывается, а движе-
яием назад — выглаживается. В крайних по-
^ожениях клети труба не соприкасается с ка-
либрами: при заднем положении клети проис-
хОдит подача трубы, а при переднем — ее по-
ворот примерно на 60° для более равномерно-
го обжатия по" окружности. Одновременно с
трубой поворачивается и оправка, но на не-
сколько другой угол с целью более равномер-
ного ее износа.
Рис. 253. Схема прокатки на стане рокрайт:
а — положение калибра перед рабочим ходом клети
(вперед); калибр открытый, производится подача заго-
товки; б — положение калибра перед холостым ходом
(назад); калибр открыт, производится поворот трубы
и оправки
Возвратно-поступательное движение клети
осуществляется большей частью кривошипно-
шатунным механизмом, а крупных станов, по-
средством гидравлической передачи. При этом
обычно периоду прокатки трубы соответствует
угол поворота кривошипа около 120° (см.
рис. 254), подачи трубы 50° (в заднем положе-
нии клети) и повороту трубы и оправки 50°
(в переднем положении клети).
Основные узлы стана следующие.
1. Рабочая клеть.
2. Механизм поворота трубы и оправки.
3. Механизм подачи трубы.
4. Механизм обратного хода винта подачи.
5. Механизм отвода оправки.
Рабочая клеть (рис. 255 и 256) приво-
дится в возвратно-поступательное движение
двигателем 1 (ПН-1750, 118 квт со скоростью
вращения 750 н-1340 об/мин) через цилиндри-
ческую пару редуктора 2, сдвоенную цилин-
дрическую передачу 3 и два шатуна 4. Величи-
на хода рабочей клети = 705 мм. Число двой-
ных ходов в минуту = 60 -4-70. Клеть переме-
щается по рельсам на двух катках 5 и двух
ползунах 6. Валки 7 смонтированы на роли-
коподшипниках. В проемах на средней части
валков при помощи болтов и клиньев за-
креплены калиброванные секторы 5. Меж-
ду собой валки связаны двумя парами шесте-
рен 9. Концевые шестерни 10 нижнего валка
сцеплены с неподвижными рейками 11 и обес-
печивают правильный поворот валков при дви-
жении клети. Диаметр реечных шестерен 10
принимают равным среднему катающемуся
диаметру калибра секторов. Материал секто-
ров— обычно сталь марки ШХ15, а валков,
в которых они закреплены, — обычно сталь
марки 40Х.
Механизмы подачи трубы и по-
ворота трубы с оправкой (см. рис. 255
и 257) приводятся в движение также двигате-
лем 1. Последний через цилиндрическую и ко-
ническую пары редуктора 2 вращает кулак 12
(с тем же числом оборотов, что и кривошипная
шестерня передачи 3 перемещения рабочей кле-
ти). Профиль кулака 12 обеспечивает переме-
щение ползуна 13 только в крайних положениях
рабочей клети, согласно графику на рис. 254.
5О\^12О^
—.Подача
НПрРуЗы
50'
Прокатка
^Поворот
)________
О
Ход клети
вперед
780°
Ход клети
назад
выглаживание
Угол поворота кривошипа
Рис. 254. График основных операций у стана
рокрайт
360'
180'
360'
Один оборот
кривошипа
Один оборот
кривошипа
На рис. 255, 256 и 257 показаны кинемати-
ческая схема, рабочая клеть и распреде-
лительно-подающий механизм стана ХТП-75
(УЗТМ) для прокатки труб диаметром до
'5 мм.
Механизм поворота трубы с оп-
равкой имеет роликовый храповик 14, снаб-
женный фрикционным тормозом 15. Благодаря
роликовому храповику качательное движение
рычага 16 (от ползуна 13) передается валу 17
в одном направлении. Это движение через ко-
нические и цилиндрические шестерни передает-
ся патрону 18 заготовки 19, патрону 20 трубы
и патрону 21 стержня оправки 22, когда рабо-
чая клеть находится в переднем положении.
Механизм подачи трубы снабжен
13
зч
Рис. 255. Кинематическая схема стана ХТТй
(УЗТМ) для холодной прокатки труб диаметр
до 75 мм
аналогичным роликовым храповиком 23, сооб-
щающим вращение шестерне 24 (от ползуна 13
через систему рычагов) в одном направлении.
Шестерней 25 это вращение передается гайке
шестерне 26, благодаря чему винт 27 будет ш
риодически передвигать патрон заготовки Л
Рис. 256. Рабочая клеть стана холодной прокатки труб ХПТ-75 (УЗТМ)
Величина этой подачи регулируется величиной
0деча кулисы 28.
Механизм обратного хода винта
0 д а ч и служит для быстрого возврата патро-
на заготовки для загрузки в стан очередной за-
готовки. Это достигается вращением шестерни-
^айки 26 в обратную сторону от двигателя 29
Рис. 257. Распределительно-подающий механизм
стана холодной прокатки труб ХПТ-75 (УЗТМ)
(7,5 кет, 900 об/мин) шестернями 30 и 31. При
этом предварительно механизмом переключения
32 от гидравлического цилиндра 33 шестерня
25 расцепляется, а шестерня 31 сцепляется с
шестерней-гайкой 26.
Механизм отвода оправки отодви-
гает оправку со стержнем для возможности по-
дачи в стан очередной заготовки. Патрон 21
справки отводится цепью, соединенной с
двигателем 34 (мощностью 7,5 кет, со скоро-
стью вращения 900 об/мин) через зубчатую
передачу. При этом предварительно клиновой
фиксатор 35 каретки патрона отводят вниз при
помощи гидравлического цилиндра 36.
Роликовые станы для холодной прокатки
тонкостенных труб отличаются от станов
рокрайт в принципе тем, что вместо
подвижной рабочей клети с валками в
них предусматривают подвижную роликовую
обойму (рис. 258). Механизмы поворота трубы
и оправки и подачи трубы сохраняются. Внутри
обоймы заключено несколько (3 -н 5 шт.) ро-
ликов с глобоидной рабочей поверхностью и
По А А
Г'ис. 258. Роликовая обойма стана системы В. В. Носаля для прокатки тонкостенных труб и схема ее дей-
ствия
столько же опорных клиньев для них. Ролики
заключены в сепаратор. При рабочем ходе
обоймы, ролики приводятся силой трения от
клиньев и соответственно уклону рабочих по-
верхностей клиньев раскатывают трубу на
оправке. Обойма и сепаратор роликов связа-
ны механически так, что при их возвратно-по-
ступательном движении ход обоймы в два раза
больше хода сепаратора, соответственно распре
делению скоростей при плоском движении рОч
ликов. На рис. 258 (снизу) эта связь изобра^
на условно в виде рычага и тяг.
По сравнению со станами рокрайт вес у эти*
станов меньше. Кроме того, благодаря мало^
диаметру роликов облегчается прокатка труб
с тонкой стенкой.
ГЛАВА III
КОЛЕСОПРОКАТНЫЕ СТАНЫ
Значение этих станов определяется тем, что
в транспортном машиностроении в последнее
время предпочитают вместо бандажированных
колес для железнодорожных вагонов применять
цельнокатаные колеса, более надежные в отно-
шении безаварийной работы транспорта и обес-
печивающие больший пробег в пути.
Прокатка ведется из предварительно отштам-
пованной на прессах заготовки, близкой по
форме к готовому колесу. В процессе прокатки
калибруется толщина диска и размеры обода
колеса (рис. 259). Конструкции станов несколь-
ко разнообразны [12].
в
Рис. 259. Стадии изготовле-
ния цельнокатаного колеса
из слитка:
а — обжатая и прошитая заго-
товка: б — колесная заготовка
после формовки на прессе;
в — прокатанное на стане колесо
г — колесо после выгибки на
прессе
На рис. 260—263 представлены кинематиче-
ская схема и конструкция колесопрокатное
стана (УЗТМ). Обод колеса и диск прокаты-
вают в основном между наклонными валка-
ми 1 (рис. 260) и двумя холостыми роликами
2. Коренной валок 3 принимает участие только
в прокатке обода колеса, оформляя поверх-
ность катания и гребень колеса. Ролики 4 яв-
ляются направляющими. Через главный вал 5
двигателем мощностью 90 кет; 0 н- 200 об/мин
приводятся во вращение коренной и нижний
наклонные валки. Предусмотрена возмож-
ность установки при необходимости самосто-
ятельного двигателя для верхнего наклонногс
валка (вместо контргруза на рис. 262). Пере-
мещение валков стана — гидравлическое, с
использованием двух давлений: высокого
160 кг! см2 и низкого 60 кг]сп2 (рис.
260).
Рабочая клеть 6 наклонных валков вместе
с кареткой 7 роликов 2 перемещается при дей-
ствии цилиндров 8 вперед, а цилиндра 9 назад.
При этом нижняя коническая шестерня сколь-
зит по главному валу (рис. 263). Каретка 7 пс
отношению наклонных валков перемещается
при помощи комбинированного цилиндра: дав-
лением, создаваемым в полости 10—вперед, а
давлением, создаваемым в полости 11—назад.
Аналогично этому направляющие ролики 4 пе-
ремещаются под давлением, создаваемым в по-
лости 12 — вперед (к заготовке), а давлением,
создаваемым в полости 13 — назад. Цилиндр
14 является нажимным для верхнего наклонно-
го валка, а цилиндр 15 — уравновешивающим-
При этом корпус валка вращается вокруг оси
16, регулируемой по высоте червячно-винтовьй
механизмом 17. Верхний наклонный валок Ре’
гулируется в осевом направлении червячно-вин*
товым механизмом ( рис. 262). |
Рис. 260. Кинематическая схема колесопрокатного стана (УЗТМ)
Рис. 261. Общий вид колесопрокатного стана
15 а. И. Целиков и В. В. Смирнов
ФЗОО
Часть пятая
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ
ГЛАВА I
КЛАССИФИКАЦИЯ, РЕЖИМЫ РАБОТЫ И ПРИВОД
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАШИН
§ 1. Классификация вспомогательных машин
Технологический процесс современных высо-
копроизводительных прокатных станов строится
на принципах поточного производства. Работа
по такому принципу становится возможной
благодаря оснащенности станов всеми необхо-
димыми типами вспомогательных машин. Эти
машины предназначены для выполнения раз-
личного рода вспомогательных операций, неиз-
бежно сопровождающих основной процесс са-
мой прокатки, как-то: подачу прокатываемого
металла к валкам и уборку его от стана после
прокатки, кантовку, резку, правку, сматывание
в бунты и т. д.
Все эти операции у станов современного
типа полностью механизированы и в отдель-
ных случаях автоматизированы. Каждая из
вспомогательных машин обычно имеет само-
стоятельный электродвигатель или привод дру-
гого типа.
Кинематика и конструкция вспомогательных
машин весьма разнообразны соответственно
разнообразию выполняемых ими операций.
При самой укрупненной классификации мож-
но различать два основных класса вспомога-
тельных машин:
1. Обрабатывающие (трансформирующие)
машины, работа которых так или иначе связана
с изменением формы прокатываемого металла,
например: резка, правка, сматывание и т. д.
2. Транспортные, работа которых связана с
перемещением металла, например: подача ме-
талла к валкам, его кантовка и т. д.
Наиболее распространенные машины этих
классов отмечены в табл. 40.
Таблица 40
Основные виды вспомогательных машин
прокатного стана
Машины Назначение
Ножницы и пилы
Для разрезания заготовки и
сортового металла г
Ножницы с парал-
лельными ножами
Ножницы с наклон-
ными ножами (гильо-
тинные)
Дисковые ножницы
Летучие ножницы
Пилы дисковые
Для разрезания листового ме-
талла (иногда мелкосортного в
пачках)
Для продольного разрезания
листов и ленты и для отреза-
ния боковых кромок
Для поперечного разрезания
движущегося металла
Для разрезания металла в го-
рячем состоянии и иногда в хо-
лодном
Правильные машины
Роликовые (обыч-
ные)
С косым расположе-
нием роликов (ротаци-
онные)
Растяжные машины
Правильные прессы
Для правки листов и сорто-
вого металла
Для правки труб и металла
круглого сечения
Для правки тонких листов
Для правки сортового метал-
ла и труб
Машины для сматывания и свертывания
Натяжные моталки
Для сматывания ленты с на-
тяжением в рулоны при холод-
ной прокатке
Продолжение табл. 40
—•— Машины Назначение
Проволочные и сор- товые моталки Для сматывания проволоки и мелкосортного металла в бун- ты
Листовые моталки (свертывающие маши- ны) Для свертывания листовых полос в рулоны
Захлестыватели Для образования первых вит- ков ленты на барабане натяж- ной моталки
Гибочные и раздирочные машины
Дублеры Для складывания пакетов при производстве тонких листов штучным способом
раздирочные маши- ны Для раскрывания и раз- дирки пакетов при производстве тонких листов
Рельсогибочные ма- шины Для компенсации кривизны рельса, образующейся при осты- вании
Машины для обработки и отделки поверхности
Травильные агрега-
ты
Агрегаты для по-
крытия
Машины для чистки
Маркировочные ма-
шины
Для травки прокатанного ме-
талла
Для покрытия прокатанного ме-
талла оловом, цинком, лаком
и т. д.
Для чистки, мойки, обезжи-
ривания прокатанного металла
Для маркировки и клеймения
Машины для обвязки и упаковки
Вязальные машины
Упаковочные маши-
ны
Для обвязки проволокой или
лентой пачек проката или бун-
тов
Для укладки проката в тару
и упаковки
Транспортные машины
Рольганги
Манипуляторы
Кантователи
Роликовый транспортер для
продольного перемещения по-
лосы
Для перемещения полосы па-
раллельно оси стана и для на-
правления ее при входе и выхо-
де из валков
Для поворота полосы относи-
тельно ее оси на угол до 180°
Продолжение табл. 40
Машины Назначение
Поворотные меха- низмы Для поворота полосы относи- тельно вертикальной оси на угол до 180°
Толкатели Для перемещения полосы пу- тем толкания
Шлепперы Для перемещения прокатанно- го металла параллельно его оси
Холодильники Для охлаждения металла пос- ле прокатки и его передвиже- ния по мере остывания
Упоры (форштосы) Для фиксированной останов- ки полосы
Опрокидыватели Для опрокидывания прокаты- ваемого металла (из вертикаль- ного положения в горизонталь- ное)
Укладыватели (пай- леры) Для штабелирования прока- танного металла
Слитковозы Для доставки слитков от пе- чей к прокатному стану
§ 2. Режим работы и привод вспомогательных,
машин
В зависимости от назначения вспомогатель-
ные машины могут работать по следующим ре-
жимам: 1) длительному; 2) кратковременному;
3) режиму запусков (повторно-кратковремен-
ный) ; 4) упорному.
Длительный режим
Этот режим работы свойственен сравнитель-
но немногим машинам: пилам, правильным ма-
шинам, дисковым ножницам и др. Эти машины
находятся в непрерывном движении в течение
значительного промежутка времени.
Двигатели при этом режиме применяются
обычно асинхронные, а при необходимости регу-
лировать скорость — шунтовые постоянного
тока обычно серии ПН (пост тока — нормаль-
ные). При необходимости регулирования числа
оборотов в больших пределах применяют шун-
товые двигатели с регулированием напряжения
от специальных ртутных выпрямителей или по
системе генератор — двигатель.
Кратковременный режим
По этому режиму (реверсивный и неревер-
сивный) работают также немногие машины, на-
пример: механизмы для смены валков, пере-
движные упоры и др. Эти механизмы рабо-
тают лишь ограниченный промежуток времени
и затем в течение длительного периода нахо-
дятся в покое.
В качестве приводов для этих механизмов
используют большей частью асинхронные дви-
гатели и иногда, с целью упрощения конструк-
ции, гидравлические или пневматические ци-
линдры.
Режим запусков
(реверсивный и нереверсивный)
По этому режиму работает большинство ме-
ханизмов: кантователи, рабочие рольганги и
др. Этот режим характеризуется частыми за-
пусками и остановками машины и потому явля-
ется наиболее тяжелым. Частота запусков ма-
шины иногда достигает 1500 в час и больше.
В качестве приводов этих машин используют
большей частью электродвигатели, включаемые
при каждом запуске машины, и иногда гидро-
и пневмоцилиндры.
Двигатели в этом случае применяют специ-
альные, удовлетворяющие тяжелым условиям
работы по числу включений и перегрузочному
моменту: асинхронные металлургические серии
МТ (металлургические трехфазные) или посто-
янного тока, обычно шунтовые, серии МП (ме-
таллургические, постоянного тока). При боль-
шом числе включений в час их выполняют за-
крытыми с принудительной вентиляцией. При
необходимости регулировать скорость применя-
ют двигатели только постоянного тока —
шунтовые, причем, если скорость регулируют
в широких пределах, то применяют регулиро-
вание напряжением от специальных ртутных
выпрямителей или по системе генератор — дви-
гатель.
Этот способ привода более дорогой, но зато
экономичнее по расходу энергии и производи-
тельнее.
Асинхронные двигатели при необходимости
регулировать скорость применяют лишь для
привода роликов легких рольгангов, когда
' каждый ролик (или группа их до 2 шт.) приво-
дится в движение самостоятельным двигате-
лем, обычно специального типа, серии Др
(асинхронный рольганговый). Регулирование
оборотов в этом случае достигается изменением
частоты переменного тока от специального пре.
образователя частоты.
У машин небольшого размера, выполняющие
главным образом транспортные операции с не«
большим ходом, целесообразно в качестве при-
вода применять пневматические цилиндры. Эта
система привода менее экономична в эксплуа.
тации, но она упрощает конструкцию машины,
ведет к уменьшению ее веса и в ряде случаев
обеспечивает более быстрое включение машины
по сравнению с электродвигателем.
Упорный режим
Этот режим работы применяется сравнитель-
но редко. Осуществление этого режима основа-
но на использовании гидравлических или пнев-
матических цилиндров определенного усилия
или двигателей с упорной характеристикой, так
называемых «моментных» двигателей. У этих
двигателей крутящий момент и сила тока в яко-
ре при «опрокидывании» не растут бесконечно,
а ограничиваются 2—2,5-кратной величиной от
номинального значения. Благодаря этому при
остановке механизма под нагрузкой двигатель
не отключается и, оставаясь под напряжением,
развивает максимальный момент. «Моментные»
двигатели используют в следующих случаях:
для привода линеек манипулятора у блуминга,
обеспечивая возможность правки прокатывае-
мой полосы между линейками; для привода
натяжного устройства при прокатке ленты, обес-
печивая ее натяжение даже при полной оста-
новке двигателя, и т. д.
При упорном режиме работы в качестве «мо-
ментного» двигателя используют двигатели по-
стоянного тока, управляемые с помощью элек-
тромашинного усилителя, или обычные асин-
хронные двигатели, у которых изменен наклон
характеристики путем ввода добавочного со-
противления в цепь якоря.
Методы расчета мощности привода вспомога-
тельных машин изложены в соответствующих
курсах электропривода, а также в литературе
[135, 136].
ГЛАВА II
ножницы
§ 1. Основные типы ножниц
Для разрезания прокатанного металла при-
меняют ножницы нескольких типов:
1. Ножницы с параллельными ножами.
У этих ножниц режущие кромки парал-
лельны друг другу (рис, 264, а), их применяют
обычно для поперечного разрезания горячего
-Рис. 264. Схемы рас-
положения ножей:
— у ножниц параллель-
ными ножами; б — с на-
клонным ножом; в — у
дисковых ножниц
металла: блумов, слябов и других заготовок
квадратного и прямоугольного сечений. Эти
ножницы также применяют для холодного ре~
зания профилей между фасонными ножами,
имеющими форму разрезаемого профиля.,
2. Ножницы с наклонными ножами.
У этих ножниц режущие кромки располо-
жены под некоторым углом одна к другой
(вернее, с одним наклонным ножом — рис.
264, б). Их применяют для холодной и горя-
чей резки листов, полос, сутунки, штрипсов и
т. д. и часто для разрезания мелких профи-
лей пачками.
3. Дисковые ножницы.
У этих ножниц оба ножа имеют форму
круглых дисков (рис. 264, в). Их применя-
ют для обрезания кромок у листов и лепты и
Для продольного разрезания полос и ленты на
части.
4. Летучие ножницы.
Эти ножницы, служащие для разрезания
движущегося металла поперек направления
его движения, применяют для отрезки концов
и для разрезки металла на требуемые длины
при выходе его из последней клети стана или
на агрегатах поперечной резки.
§ 2. Сопротивление резанию
У ножниц с параллельными ножами угол
заострения ножей обычно равен 90° (рис. 265).
Рис. 265. Силы, действующие на ме-
талл при резании между параллель-
ными ножами
Процесс резания характеризуется двумя
периодами 1137, 621:
1) в начале реза происходит вмятие ножей
в металл;
2) когда вмятие ножей достигнет опреде-
ленной величины, начнется процесс сдвипа,
т. е. процесс самого резания.
При вмятии ножей давлением обоих ножей
создается момент Ра, стремящийся повернуть
полосу по стрелке, как показано на рис. 265.
Повороту полосы будут препятствовать гори-
зонтальные усилия Т со стороны кромок но-
жей. Если пренебречь влиянием веса полосы
и ее опор (в виде рольганга и пр.), то угол
поворота полосы до наступления сдвига опре-
делится в зависимости от глубины вмятия
ножей, исходя из равенства
Ра = Тс,
(145)
где с — пл*ечо силы Т.
Если принять удельные давления по пло-
щадкам х и 0,5г равномерными и одинако-
выми, т. е., полагая что
Р __ т
X ~ 0,5г ’
(И6)
то соотношение сил Р и Т согласно уравнению
(145) выразится формулой:
Т = = (147)
Причем угол у поворота полосы до насту-
пления сдвига согласно уравнению (145) с
« 0, О 2 К Л -
учетом значении а = х =-----и с =--------0,5г
7 соз у
зависит от глубины вмятия ножей так,
~ = 21§Т81П7^21§27.
(148)
Заметим, что так как угол у обусловливает
косой рез, то для его уменьшения часто при-
меняют специальный прижим, обеспечиваю-
щий дополнительный прижим полосы с усили-
ем о (см. рис. 265) к нижнему ножу. Бла-
годаря этому также несколько снижается уси-
лие Г, распирающее ножи.
В период вмятия ножей усилие Р равно
Р = рЬх = рЬ °’—г- 9
1^7
где р и Ь — удельное давление и ширина по-
лосы.
С учетом подстановки значения из
уравнения (148) усилие Р будет
Р = рЬ 0,5г/г. (149)
Если считать, что за период вмятия удель-
ное давление постоянно, то согласно уравне-
нию (149), сила Р с увеличением г будет рас-
ти по параболе А на рис. 266 до тех пор,
пока не достигнет значения, определяемого
началом сдвига металла по- всему сечению
согласно уравнению:
Р = (—------
\ СОЗ 7
Рис. 266. Изменение усилия резания в за-
висимости от относительной глубины реза
где т—сопротивление сдвигу 1 мм2 надрезан-
ного сечения.
Причем, если бы т было постоянным, то сила
Р, согласно этому уравнению,. в дальнейшем
уменьшилась бы по прямой В на рис. 266. Но
в действительности с увеличением г значение г
уменьшается, и потому сила Р уменьшается бо-
лее резко, т. е. по кривой С.
Более точно кривые усилий резания опреде-
ляются лишь опытным путем.
Опытные данные принято изображать
в виде кривых удельного сопротивления реза-
нию
где т — удельное сопротивление резанию, т. е.
условное напряжение сдвигу, отнесенное к
первоначальному сечению:
г
—относительная глубина надреза.
Такого рода кривые, полученные на основа-
нии экспериментальных исследований [135, 138,
139], приведены на рис. 267, 268, 269 (состав и
Рис. 267. Кривые удельного сопротивления хо-
лодному резанию различных металлов (состав
сталей см. табл. 41)
Рис. 268. Кривые удельного сопротивления горячему резанию различных сталей при различной температуре
(состав сталей см. табл. 41):
а — сталь 20; б -- канатная сталь; в — сталь ШХ10; г — пружинная сталь. Кривые получены на образцах сечением 25X 25,
скорость резания около 300 мм!сек.
Рис. 269. Кривые удельного сопротивления
горячему резанию малоуглеродистой стали
(0,13—0,2% С) при различной температуре
(ножницы слябинга)
механические свойства исследуемых сталей
приведены в табл. 41).
Сопоставляя кривые холодного резания (рис.
267), можно заметить, что чем более тверд
и хрупок материал, тем раньше наступает мак-
§ 3. Усилие резания металла параллельными
ножами
Общее усилие резания, в зависимости от хода
ножей г — гН определяется умножением орди-
нат опытных кривых т = /(8) (см. рис. 267, 268
и 269) на площадь сечения полосы В мм2
Р = кг.
(150)
Если для данного материала нет опытной
кривой т = /(е) *, то усилие резания и соответ-
ствующий ему ход ножей определяются по кри-
вой, близкой к заданным условиям резания с
внесением поправок по уравнениям:
(151)
(152)
$
где —- и — — отношения пределов про-
$
чности и относительных удлинений разрезае-
мого металла и металла, соответствующего
принятой кривой; т' и — координаты при-
нятой кривой.
Максимальное усилие резания будет
= (153)
где К = — —с- — коэффициент перехода от
<*ь
предела прочности при растяжении к пределу
Химический состав и механические свойства сталей к диаграммам усилий резания
Таблица 41
Марка стали Химический состав, °/0 Механические свойства
С 81 Мп Р 8 Сг ЬИ и О к °ь кг млх2 з, 70 Ф, %
Э16* 0,16 0,23 0,34 0,018 0,006 1,42 4,31 —. 115,0 9,0 45
Пружинная 0,75 0,31 0,63 0,028 0,020 0,15 — 58,5 100,8 10,8 30
ШХ10 0,40 0,33 0,55 0,024 0,027 1,10 0,13 44,8 83,8 16,6 63
ЭЯ1 0,14 0,70 0,50 0,020 0,020 13,0 8,5 — 60,0 45,0 60
Канатная 0,47 0,23 0,58 0,027 0,030 0,05 — 35,4 67,3 19,7 44
20 0,20 0,24 0,52 0,026 0,030 0,04 — 42,6 53,7 21,7 69
1015 0,15 0,20 0,40 0,040 0,040 0,20 0,3 18,0 1 38,0 1 32,0 55-
* Сталь марки Э16 содержит, кроме того, 1,03 % XV.
слмальное усилие резания и меньше продолжи-
тельность резания, которую можно характери-
зовать относительным надрезом еотв , соответ-
ствующим окончательному отрыву одной части
металла от другой.
Горячее резание (см. рис. 268 и 269) харак-
теризуется тем, что с увеличением температуры
кривые становятся более растянутыми.
прочности при срезе, зависящий от разрезаемо-
го металла и качества ножей; принимается
в пределах 0,7 -н 0,8.
* Данные исследований усилий резания см. также:
Н. А. Челышев. Исследование процесса резания на
ножницах с параллельными ножами и некоторые пути
реализации его. Обработка металлов давлением^
Сборник статей, вып. 2, Металлургиздат. М. 1953.
Сопротивление срезу алюминиевых сплавов (Американская алюминиевая компания)
Таблица 42
Наименование сплава Марка Состояние Характеристика сплава тмакс кг,/мм2
аЪ кг/мм2 кг/мм2 г %
.— Чистый алюминий АМ Отожженный 7,5—11 3,5 20—30 у
» » АТ Наклепанный 11—14 9,0 6—9 7—9
Сплав алюминия с 1,3% мар- ганца АМцМ Отожженный 10—14,5 4,0 20—25 6—8
То же АМцН Наклепанный 20—25 14—16 3—6 И
Сплав алюминия с 2,5% магния и 0,25% марганца или хрома АМгМ Отожженный 18—23 9—10 18—23 11—12
То же АМгП Полунаклепанный 23—28 17—19 4—10 14—15
Двиаль с 0,6% магния и 0,8% кремния АВМ Отожженный 11—14,5 4—6 20—25 6—8
То же АВТТ Закаленный 30—35 24—28 10—16 20—22
Дуралюмин Д’ После горячей прессовки 38—42 22—25 15—20 22—24
Дуралюмин Д1М Отожженный 16—22 7—8 12—18 11—13
» Д16М » 20—25 7—9 12—18 12—13
» Д16Н Наклепанный 46—50 35—38 8—14 28—30
» Д16Т Закаленный 44—48 28—31 15—20 27—29
» Д18 После горячей прессовки 30—34 — 18—24 17—19
» АК1 Закаленный 36—40 20—22 15—20 20—22
» АК5 » 31—35 22—24 12—16 20—24
В табл. 42 приведены значения сопротивле-
ния срезу алюминиевых сплавов (Американская
алюминиевая компания).
Боковое давление на ножи почти не исследо-
вано, согласно уравнению (147), оно равно Т =
= и ориентировочно можно считать, что:
при резании без прижима у ~ 10 20° и
Т« (0,18-^0,35) Р;
при резании с прижимом у ~ 5 10° и
Т «(0,1 --0,18) Р.
§ 4. Работа резания металла параллельными
ножами
Эта работа в известном масштабе выражает-
ся площадью кривой т = /(е) в зависимости
от хода ножей
А = \Рх<1г = Рк^йг. (154)
Это уравнение с учетом обозначения интегра-
ла окончательно запишется так:
А = РИа, кг мм.
Величина
а — т й е кг мм/мм3
(155)
(156)
называется удельной работой резания. Она рав-
на площади, ограниченной кривой т = /(а), или
работе резания образца сечением 1 мм2 при вы-
соте 1 мм.
Значения а для диаграмм на рис. 267, 268,
269 указаны в табл. 43 и 44 и на рис. 270.
Таблица 43
Величины тмакс еотр и а при холодном резании различ-
ных металлов (состав и механические свойства сталей
см. табл. 41)
Металл тмакс тмакс тср
еотр
кг/мм2 °Ь "макс
е «
Сталь Э16 75 0,65 0,16 9,7 0.81
То же, пружинная . . 61 0,61 0,16 7,4 0,76-
» » ШХ10 .... 54 0,64 0,33 15,0 0,84
» » ЭЯ1 47 0,79 0,40 12,4 0,66-
» » канатная . . . 46 0,69 0,23 8,5 0.80
» » 20 38 0,70 0,35 10,4 0,78-
» » 1015 .... 28 0,74 0,41 9,7 0,84
Медь 16 0,80 0,42 5,7 0,85-
Цинк 15 0.91 0,41 5,2 0.84
Дуралюмин Д-16-М . 13 — 0,13 1,3 0.77
Если для данного материала нет опытного^
значения а, оно определяется приближенно,,
исходя из выражения
с тср • ^0Тр, (156а)
где тср — среднее сопротивление резанию, рав-
ное в среднем 0,75 <-0,85 тмакс
(см. табл. 43 и 44);
еотр — глубина относительного надреза, со-
ответствующая окончательному от-
рыву одной части металла от дру-
гой.
Таблица 44
Величины тмакс Еотр и а при горячем резании различных
сталей (состав сталей см. табл. 41)
Марка стали Темпера- тура °С тмакс кг!мм2 еотр а кгмм/ммл ТСР
"макс
Сталь 20 650 13,7 0,65 6,6 0,74
760 8,8 0,72 4,7 0,74
970 4,8 1.0 3,2 0,67
Канатная 660 14,5 0,55 5,6 0,70
760 9,1 0,65 4,4 0,74
980 4,5 1,0 3,2 0,71
111X10 670 15,0 0,45 5,4 0,80
780 9,6 0,65 4,9 0,79
1690 3,8 1,0 3,0 0,79
Пружин- 700 13,3 0,5 4,7 0,70
ная 860 7,4 0,8 4,4 0,75
1020 4,8 1,0 3,5 0,73
Рис. 270. Удельная работа резания сля-
бов из малоуглеродистой стали (0,13—
0.20% С) в зависимости от температуры
Эти величины часто выражают через предел
прочности оъ и относительное удлинение 85 при
испытании на разрыв, т. е.
тср = К1^ (157)
и
еотр = *2&б. (158)
Тогда
а = ^^2%. (1566)
Принимая средние значения коэффициентов
Л1 « 0,6 и еотр (1,2 1,6)85, получим
а х (0,72 н- 0,96) Вб.
§ 5. Усилие и работа резания металла
наклонными ножами
Ножницы с наклонными ножами применяют
для разрезания относительно тонких и широких
полос. В этом случае наклон ножа снижает уси-
лие реза за счет увеличения хода ножей [140
62, 135, 137, 141, 142, 143, 144].
Согласно более поздним исследованиям [145],
полное усилие резания представляется тремя
составляющими
Р — Р1 Р2 + Рз^
(159)
где Р1 — усилие собственно резания;
Р2 — усилие изгиба отрезаемой части поло-
сы, соответственно тому, что последняя
во время реза отгибается верхним но-
жом примерно по линии АЕО
(рис. 271);
Рис. 271. Схематичное изображение листа, надре-
занного наклонными ножами
Р&— усилие изгиба металла в зоне резания
соответственно тому, что в этой зоне,
примерно по периметру дуги РЕ, давле-
нием верхнего ножа образуется лунка,
т. е. местный чашеобразный изгиб.
Составляющая Рг определяется формулой
А. И. Целикова [62], основанной на следующем.
При установившемся резании площадь среза
ограничена заштрихованной частью треуголь-
Рис. 272. Эпюра давления металла
на нож
ника АВС (рис. 272). Величина усилия реза-,
ния, приходящаяся на площадку шириной б/х,
будет
с!Рх = дх(1х = т Ийх, (160)
где Ях — усилие резания на единицу длины
ножа;
Н — толщина листа.
Из выражения относительной глубины надре-
за в этом месте
е = (161)
н
находим, что
. к ,
ах =----------------------а е,
а
где а — угол между ножами.
Так как связь между в и х согласно уравне-
нию (161) прямая, то полагаем, что кривая
усилий резания по линии соприкос-
новения металла с ножами (рис. 272) будет
аналогична кривой т = /(е), отличаясь от нее
лишь масштабами координатных осей.
Интегрируя уравнение (160) с подстановкой
значения <1х, находим усилие собственно реза-
ния
(162)
или с учетом обозначения (156)
л2
а
а.
(163)
Особенность этой формулы по сравнению с
другими в том, что она учитывает пластические
свойства металла величиной еотр, входящей
в выражение а. Значение а берется на основа-
нии опытных кривых удельного сопротивления
резанию параллельными ножами (см. табл. 43,
44 и рис. 270).
По опытным данным В. В. Носаля 11451 для
случая холодного резания наклонными ножа-
ми рекомендуется несколько иное значение а,
которое он предлагает определять, используя
уравнение (156, б), принимая К1 — 0,6 и
Кг = 1, т. е.
а = К1^ь К2 = 0,6 <зь Ъ&.
Полное усилие резания определяется предло-
женной В. В. Носалем формулой [145].
Д____
10
У2*
В этом уравнении второй член в скобках учи-
тывает составляющую Р2- Причем коэффициент
г определяется по графику на рис. 273 в зави-
симости от безразмерной величины X = .
35 И
Здесь а — ширина отрезаемой части листа
(рис. см. 271). Прич сравнительно большой ши-
рине а, когда X > 15, коэффициент х достигает
асимптотического значения х = 0,95.
Р = Р1^1+г-^-
о,б§5
14
Третий член скобки в уравнении (164) учи-
А
тывает составляющую Рз- В этом члене у =—
есть величина относительного бокового зазора
между ножами. Причем боковой зазор Д (рис.
Рис. 273. Изменение коэффициента
, . а^а
2 в функции X = --
б5Л
274) рекомендуется брать равным около 0,07 К
при И < 5 мм и около 0,5 мм при Н =10 -г-
-г- 20 мм.
Рис. 274. Изображение при-
жима и бокового зазора ме-
жду ножами
Величина х = —
к
учитывает действие прижи-
ма, где с —•. расстояние от плоскости реза до
прижима (см. рис. 274). Для предварительного
расчета можно принимать х 10.
С учетом возможного притупления ножей
подсчитанное усилие резания рекомендуется
увеличивать на 1520%. Причем, не ухудшая
значительно поверхности реза, можно допускать
радиус притупления ножей до г = (0,25 + 0,30)
Работа резания наклонными ножами
равна произведению усилия на условный ход
ножей
А = РЬ1ёа, (165)
где Ь — ширина листа.
В заключение отметим, что приведенные фор-
мулы усилий и работы резания наклонными но-
жами применимы для установившегося процес-
са резания когда. Ь > И.
§ 6. Усилие и работа резания металла на
дисковых ножницах
Дисковые ножницы применяют для продоль-
ного резания листов или лент. Причем число
пар ножей применяют обычно не менее двух.
При двух парах ножей обрезают кромки
(рис. 275); при большем числе пар ножей по-
Рис. 275. Схема обрезания кромок по-
лосы дисковыми ножницами
лоса, кроме того, может разрезаться на ряд
более узких полос.
Полное усилие резания, приходящееся на
один нож, представим двумя составляющими
[146]
Р = Р1 + Р2, (166).
где Р\ — усилие собственно резания;
Р2 — усилие изгиба отрезаемой части по-
лосы, соответственно тому, что ре-
зание сопровождается довольно
сложным изгибом полосы, особенно
заметным для более узких отрезае-
мых полос (на рис. 275—боковых).
Составляющая Р\ определяется формулой
А. И. Целикова, вывод которой принципиально
тот же, что и для случая резания наклонными
ножами.
Допустим, что фактическая площадь среза
ограничена дугами АВ и СВ (рис. 276) соот-
ветственно тому, что вне этой площади, за ли-
нией ВВ относительная глубина надреза будет
больше, чем еотр , и, следовательно, процесс
сдвига там полностью завершен. Далее дуги
АВ и СВ заменяем хордами. Величина усилия
резания, приходящаяся на площадку шириной
сЬс, будет
ЛРХ = дхЛх = т НЛх,
где дх — усилие резания, приходящееся на
единицу длины горизонтальной про-
екции контактной дуги АВ;
Л — толщина листа.
Из выражения относительной глубины надре-
за в этом месте
е = 2х а
А
находим, что
где а — половина угла между хордами АВ и
Рис. 276. Эпюра давления разрезаемого ме-
талла на диск
Так как участок резания ограничен наклон-
ными хордами АВ и СВ, то с учетом получен-
ных выражений усилие собственно резация оп-
ределится аналогично тому, как и для наклон-
ных ножей
Р1 =
2^ а
А2
-----а,
21§ а
(167}
Значение а берется на основании опытных
кривых удельного сопротивления резанию па-
раллельными ножами (см. табл. 43, 44 и
рис. 270).
Согласно опытным данным В. В. Носаля, для
случая холодного резания дисковыми ножами
рекомендуется несколько иное значение а, ко-
торое он предлагает определять уравнением
(1566), принимая /(1 -К2 = 1 [146], т. е.
а = $5-
Полное усилие резания определяется предло-
женной В. В. Носалем формулой [146]
\ 65 /
(168)
В этом уравнении второй член скобки учиты-
вает составляющую Р2- Причем коэффициент
определяется по графику на рис. 277 в за-
Рис. 277. Зависимость коэф-
фициента изгиба от относи-
тельной ширины отрезаемой
а
полосы ~
1г
висимости от относительной ширины отрезаемой
а
полосы —, где а — ширина отрезаемой полосы
Н
(рис. 275). При большой ширине, когда-^т>15,
коэффициент 21 достигает асимптотического
значения = 1,4.
С учетом возможного притупления ножей
подсчитанное усилие резания рекомендуется
увеличивать на 15 н- 20%. Причем, не вызывая
образования заусенцев, для толщины свыше
3 мм можно допускать радиус притупления но-
жей г = 0,1Л.
Усилие, распирающее ножи, не
превышает примерно 5% усилия резания [146].
Работа р е г а н и я определяется в зави-
симости от момента на ножах. Момент для вра-
щения одной пары дисков (рис. 276) равен
М = РО 51п а,
(169)
где Д — диаметр диска.
Угол а, равный половине угла между хорда-
ми АВ и СР, находится из уравнения
ЕР 4- Р соз а = Р — 5,
или
соз а — 1 —
8 +ЕЕ
(170)
где 5 — перекрытие ножей.
Полагая, что равнодействующие Р прило-
жены по середине-хорд АВ и СР, величина от-
резка ЕР будет
— (171)
§ 7. Ножницы с параллельными ножами
Различают конструкции этих ножниц трех
основных видов:
1. Ножницы с верхним резом, у которых верх-
ний нож подвижен, нижний — неподвижен.
2. Ножницы с нижним резом, у которых оба
ножа подвижны, но резание осуществляется при
движении нижнего ножа.
3. Ножницы с горизонтальным направлением
резания.
Кроме того, различают: ножницы закрытого
типа, у которых станина расположена по обе
стороны ножей (обычно ножницы более круп-
ных размеров), и ножницы открытого типа, у
которых станина располагается с одной сторо-
ны ножей (обычно ножницы малых размеров).
Ножницы с верхним резом. Кине-
матика этих ножниц проста [25, 95, 135, 1471.
Если применяют электрический привод, то нож-
ницы с верхним резом обычно выполняют с
кривошипно-шатунным механизмом (рис. 278).
При разрезании полос толщиной более 30—
60 мм за ножницами устанавливают стол, опу-
скающийся в процессе реза при действии суш
порта верхнего ножа. Так как этот стол доволь-
но громоздок, то для резания толстых полос эти
ножницы применять перестали. В качестве об-
щего положения отметим, что полосу необходи-
мо подводить к ножницам обязательно со сто-
роны суппорта нижнего ножа (по стрелке на
рис. 278) во избежание осложнений при уборке
обрезков от хвостовой части полосы.
Ножницы с нижним резом широко
применяют для резания блумов и другого ме-
талла при высоте сечения более 30—60 мм.
Процесс резания такими ножницами харак-
терен тем, что перед резанием верхний нож
опускается почти до соприкосновения с полосой
и останавливается. После этого полоса разре-
зается движением нижнего ножа и ножницы
возвращаются в исходное положение. Разреза-
ние полосы таким способом имеет те преиму-
щества, что: 1) полоса при резе находится выше
уровня рольганга и потому нет надобности в
установке подъемно-качающего стола; 2) при
разрезании длинных кусков, находящаяся со
стороны верхнего ножа часть полосы не изги-
бается.
Системы ножниц этого типа весьма разнооб-
разны [95, 135, 148].
В Союзе для резания блумов и слябов в ка-
честве типовых приняты ножницы с плаваю-
щим эксцентриковым валом и механическим
прижимом системы А. И. Целикова — А. П. То-
карского. Кинематическая схема этих ножниц
Суппорт нижнего ножа перемещается в вер.
тикальных направляющих суппорта верхнего
^южа, а последний — в направляющих станины
ножниц. Поэтому станина ножниц разгружена
от усилий резания и усилий, распирающих но.
жи при резе. На суппорте верхнего ножа смон-
тирован двухэксцентриковый вал ЛВС
(рис. 279), который своими шейками А соединен
с суппортом нижнего ножа шатунами АР, а
Рис. 278. Схема кривошипных ножниц с верх-
ним резом и опускающегося стола
приведена на рис. 279, а на рис. 280, 281 и 282
изображены конструкции и общий вид установ-
ки подобных ножниц для блуминга 1000
(ЦКБММ) 11001.
шейками В — с рычагом прижима ОЕ. Для
смягчения удара при посадке прижима на ме-
талл в шарнире Е предусмотрен пружинный
буфер (на схеме не показан).
Рис. 279. Кинематическая схема ножниц с плавающим
эксцентриковым валом системы А. И. Целикова —
А. П. Токарского:
а — подача полосы; б — опускание прижима; в — момент реза;
г — силы, действующие на рычаг ОЕ
г
Рис. 280. Ножницы системы А. И. Целикова — А. П. Токарского давлением 1000 т для блуминга 1000 (ЦКБММ — НКМЗ)
Рис. 281. Разрез ножниц по оси главного привода
7222
16 А. И. Целиков и В. В. Смирнов
Процесс разрезания осуществляется в сле-
дующем порядке. При запуске двигателей экс-
центриковый вал, совершая плоское движение,
вращается вокруг точки А. При этом, поскольку
плечи АВ = СВ и ЕО = ОО, верхний нож и
прижим (установленный на 35 мм ниже кромки
верхнего ножа) будут опускаться с одинаковой
скоростью пока прижим не ляжет на металл,
прижимая его к роликам рольганга, уровень
которых на 6 мм выше кромки нижнего ножа.
После этого верхний нож останавливается, и
металл разрезается движением нижнего ножа
при вращении эксцентрикового вала вокруг не-
подвижной точки С. При дальнейшем вращении
эксцентрикового вала сначала опускается ниж-
ний нож и прижим с зажатым между ними отре-
занным металлом. После того как нижний нож
займет исходное положение, верхний нож и при-
жим, поднимаясь одновременно, займут также
исходное положение. Наличие прижима в нож-
ницах обеспечивает перпендикулярность плос-
кости реза и исключает удары отрезаемой части
полосы по рольгангу. В ножницах, не оборудо-
ванных прижимом, задний конец полосы, отги-
баемый вверх в процессе резания нижним но-
жом, по окончании резания падает на рольганг.
Ножницы блуминга 1000 (см. рис. 280, 281
и 282) рассчитаны на максимальное усилие ре-
зания 1000 т, имеют ход ножей 500 мм и длину
ножей 1200 мм. Они предназначены для разре-
зания блумов сечением до 350 X 350 мм и сля-
бов сечением до 200 X 900 мм. Нож-
ницы приводятся в движение двумя двигателя-
ми мощностью по 410 л. с., скорость вращения
которых 400—800 об/мин, через двухступенчат
тый редуктор (I = 48,76) и совершают до 12
резов в минуту. В тех случаях, когда режут по-
лосы при более крупных сечениях, ножницы
работают при вращении вала на 360°, т. е. в
«круговом» режиме; при резании меньших се-
чений ножницы осуществляют резание при
частичном вращении эксцентрикового вала с
реверсированием, т. е. в «качательном» режиме.
Ножи ножниц обычно устанавливают на суп-
портах через промежуточные подушки во избе-
жание выработки суппортов (рис. 280), а для
защиты от теплого воздействия полосы гори-
зонтальные поверхности суппортов защищают
специальными накладками.
Обязательными механизмами крупных нож-
ниц (см. рис. 282) являются: передвижной упор
для фиксированной остановки разрезаемой по-
лосы; сталкиватель заднего обрезка, располо-
женный на входной стороне ножниц, он же
служит для проталкивания коротких кусков
с нижнего суппорта; транспортер для удаления
обрезков. Чтобы крупные обрезки могли попа-
дать на транспортер, первая секция рольганга
за ножницами сконструирована так, что может
отодвигаться при повороте двуплечного рыча-
га (рис. 283, а). Ролик перед следующей стаци-
онарной секцией рольганга при этом опускается.
Попутно укажем на иной вариант отодвигаю-
щегося рольганга за ножницами на рис. 283,6,
у которого отодвигаются две секции рольганга,
благодаря чему отпадает необходимость в опу-
скающемся ролике, наличие которого усложня-
ет конструкцию рольганга, особенно при малом
Рис. 283. Схема механизма отодвигания рольганга за ножницами: а — в исполнении ЦКБММ —
НКМЗ; б — в исполнении НКМЗЭ
шаге роликов *. При повороте двуплечного ры-
чага, согласно стрелке на рисунке, ближайшая
к ножницам секция рольганга отодвигается по
каткам на расстояние, вдвое большее переме-
щения второй секции.
Определим давление 0 прижима на полосу
в процессе реза. Согласно рис. 279, в, г, оно
равно
Р (2 = ^ + 0,, (172)
где б?! — вес прижима;
— усилие в шарнире Е.
Поскольку плечо ЕЕ = ЕО, то для рычага ОЕ
суммы моментов сил относительно точки О и
проекцией сил на вертикаль (см. рис. 279)
будут:
2^-7?с- 02 = 0, (173)
Яв-Яв-Яо-62 = 0, (174)
где 02 — вес рычага 0Е\
К б— усилие в шарнире 2);
/?о — реакция в опоре О.
Из последних двух уравнений следует, что
(175)
Без учета веса полосы реакция /?0 равна весу
всей системы за вычетом усилия уравновешива-
ния (см. рис. 279 в, г).
= (176)
где 20 = С1 + С2 + ... 07 (см. рис. 279, в) —
вес всей системы, кроме веса деталей для урав-
новешивания суппортов.
Из уравнений (172), (175) и (176) следует,
что
О=2 0 + 01-Сур, (177)
т. е. давление прижима на полосу равно удвоен-
ному весу прижима, весу остальных деталей,
исключая вес деталей для уравновешивания,
минус усилие уравновешивания.
В качестве примера ножниц открытого типа
на рис. 284 показаны ножницы системы Нелля.
Ножи ножниц приводятся в движение двига-
телем, расположенным на оси /, через систему
зубчатых колес, коленчатый вал 2, шатун 3 и
рычаги 4, 5, 6 и 7. При вращении коленчатого
вала сначала опускается верхний нож. Подходя
к полосе, он останавливается специальным упо-
ром (на рис. 284 не показан), после чего начи-
нает подниматься нижний нож, осуществляю-
щий резание.
1 М. С. К а р п ыш ев. Некоторые конструктивные ре-
шения блуминга 850. НЦМЗЭ, Производственный опыт
в тяжелом машиностроении, вып. 4, Машгиз, М. 1956.
16*
Для предохранения ножниц от поломок при
перегрузке тяга 8 соединяется с рычагом 6 че-
рез предохранительный болт 9.
Станина этих ножниц также разгружена от
усилий резания.
Рис. 284. Ножницы системы Нелля давлением 650 т
для резания блумов 300X300 мм
Ножницы с горизонтальным направлением
резания применяют редко, ввиду невозможности
разрезать на них плоские сечения: слябы, сутун-
ку и т. д.
Ножи для ножниц горячей резки обычно де-
лают симметричной формы, чтобы можно было
использовать все четыре их угла. На рис. 285
показан нож для ножниц давлением 250 т
(СКМЗ). Нож выполнен из стали марки 6 ХНМ
и после термообработки обладает твердостью
400 Нв . Находят применение также ножи из
углеродистой стали с содержанием 0,5—0,6% С,
предел прочности которой а* = 70—80 кг/мм1 2.
За последнее время получает широкое примене-
ние наплавка кромок ножей твердым сплавом.
Перекрытие ножей у больших ножниц (для
блумов и слябов) составляет 15—25 мм\ у нож-
ниц малого размера — 10—15 мм.
Основные параметры ножниц с параллельны-
ми ножами для резания проката в горячем со-
Рис. 285. Форма ножа ножниц давлением 250 т (СКМЗ)
стоянии регламентированы ГОСТ 3939—47
«Ножницы с параллельными ножами для горя-
чего резания металла. Основные параметры»,
выдержки из которого приведены в табл. 45.
Основные параметры ножниц с параллельными ножами для горячего резания металла по ГОСТ 3939—47
§ 8. Привод ножниц с параллельными ножами
Для ножниц с параллельными ножами вы-
полняют привод гидравлический или электри-
ческий.
Таблица 45
(см. рис. 286)
Рис. 286. Величина хода ножниц и размеры
ножей (к табл. 451
Размер ножниц Наибольшие усилия резания Р, т Величина хода ножей, мм Длина режущей кромки ножа, мм Размеры поперечного сечения ножа Ъ х И, мм
для блумов для слябсв для блумов для слябов
1 25 100 250 — 30x90
2 50 130 — 300 — 40X120
3 100 160 — 350 — 50X150
4 160 200 130 400 600 60X180
5 250 250 160 500 700 70x180
6 400 320 200 600 800 70x210
7 630 400 250 700 900 80x240
8 800 450 300 800 1000 80x240
9 1000 500 350 1000 1200 90x270
10 1250 600 400 1000 , 1500 90x270
11 1600 600 400 1200 1800 100x300
12 2000 600 450 1400 2100 100x300
13 2500 — 600 — 2100 100x300
Примечание. Если ножницы предназначаются для резания и блумов и слябов, величину хода ножей выбирают из графы
«для блумов», а длину режущей кромки ножа — из графы «для слябов».
Гидравлические ножницы более
просты по конструкции и могут быть гарантиро-
ваны от перегрузок и поломок, так как макси-
мальное усилие ограничивается давлением ра-
бочей жидкости. Однако ножницы с этим приво-
дом не всегда вполне надежны в зимнее время
из-за возможного замерзания жидкости и вслед-
ствие этого на заводах Союза распространения
не получили.
Хотя это мнение в какой-то мере и обоснова-
но, но также не лишено оснований и предполо-
жение о том, что создание более быстроходных
ножниц может решаться как раз путем приме-
нения гидропривода.
Электрические ножницы более
удобны в обслуживании и обычно обеспечива-
ют требуемую быстроходность. У ножниц ма-
лых и иногда средних размеров обычно устанав-
ливают асинхронные двигатели с маховиком,
работающие в длительном режиме; пуск и
остановку ножниц осуществляют через муфту
включения.
Крупные ножницы обычно выполняют с элек-
троприводом, работающим па режиме запус-
ков, т. е. с запуском и остановкой ножниц при
включении и выключении двигателя. Этот спо-
соб привода, несмотря на большую стоимость,
получил широкое распространение вследствие
большей надежности в работе и упрощения
конструкции самих ножниц. Двигатели в этом
случае применяют обычно шунтовые постоян-
ного тока, работающие с регулированием на-
пряжения от специальных ртутных выпрямите-
лей или по системе генератор — двигатель, что
характерно для более крупных ножниц. Эта
система привода обладает широким диапазо-
ном регулирования скорости и по сравнению с
сериесным приводом снижает расход энергии,
так как при пуске двигателя потери незначи-
тельны, а торможение происходит с рекупера-
цией энергии.
У кривошипных ножниц, предназначенных
для разрезания сечений, сильно отличающихся
по высоте, обычно предусматривают возмож-
ность работы как в «круговом», так и в «кача-
тельном» режиме. Эксцентриковый вал в пос-
леднем случае совершает качательное движе-
ние, обеспечивающее при разрезании низких
сечений в минуту большее число резов, чем при
«круговом» режиме.
Практические характеристики привода нож-
ниц для блумов и слябов приведены в
табл. 46 [951.
§ 9. Ножницы с наклонным ножом
Эти ножницы применяют в основном для раз-
резания листов, штрипсов, сутунки и т. д. и
иногда для разрезания мелкого сорта пачками,
т. е. нескольких рядом расположенных полос.
Угол между ножами выбирают раз-
личным в зависимости от разрезаемого метал-
ла, но не более 10—12° во избежание выталки-
вания из ножниц разрезаемого металла. Для
листовых ножниц этот угол находится в преде-
лах 1—6°.
Ножницы с наклонным ножом выполняют з а-
крытого и открытого типа с под-
вижным верхним или нижним но-
жом.
Характеристика привода ножниц для резания блумов и слябов
Таблица 46
Макси- мальное усилие резания т Ход ножа мм Мощность л. с. Число резов в минуту Режим работы Конструкция ножниц Характер реза
2000 340 4X245 5—8,5 По системе генератор — дви- гатель Эксцентриковые Верхний
1500 550 2X187 3,5—6 Режим запусков Реечно-рычажные Нижний
1000 500 2X410 12 По системе генератор — дви- гатель С плавающим валом и при- жимом
1000 470 ' 2X375 5—9 Режим запусков Эксцентриковые Верхний
900 (230)* 500 2x350 9 (16)* По системе генератор — дви- гатель С плавающим валом Нижний
900 300 2X275 12 Режим запусков Эксцентриковые Верхний
900 450 2X163 4 » » Рычажные с прижимом Нижний
700 — 2X130 10 С маховиком Эксцентриковые Верхний
650 350 130 4—5 » » Рычажные Нижний
560 500 — 12 Режим запуска С плавающим валом
♦ Эти ножницы при 16 резах в минуту из условий работы двигателя допускают усилие резания не более 230 т.
Ножницы с нижним подвижным
ножом выполняют обычно закрытого типа
и применяют для поперечного резания длинных
листовых полос. Нижний нож при этом выпол-
няют обычно горизонтальным, хотя надо отме-
тить, как это показал на практике А. А. Сары-
чев, что при выполнении его наклонным перпен-
дикулярность линии реза относительно оси по-
лосы выдерживается лучше. Однако при этом
несколько усложняется конструкция ножниц, и
потому у ножниц с нижним резом нижний нож
устанавливают наклонно лишь в случае высо-
ких требований к перпендикулярности реза.
На рис. 287 показаны ножницы с нижним ре-
зом для холодного поперечного резания полос
толщиной до 8 мм и шириной до 2350 мм [100].
Нижний нож перемещается при помощи двух
круглых закаленных корпусов с подшипниками
качения, насаженных на эксцентрики эксцен-
трикового вала. Верхний наклонный нож за-
креплен на крышке станины.
Для удаления передних обрезков в желоб
под рольгангом, за ножницами установлен
стол, наклоняющийся с помощью пневматиче-
ского цилиндра. Задний конец сваливается
в желоб, скользя по лотку перед ножницами.
Чтобы лист во время резания не смещался, он
прижимается к ролику с пружинными опорами
при подъеме суппорта нижнего ножа.
Ножницы с подвижным верхним
ножом выполняют с наклонным верхним но-
жом. Эти ножницы чаще всего применяют не
в потоке, а отдельно, для разрезания широких
листов и обрезания кромок. В потоке их уста-
навливают для поперечной резки листовых по-
лос лишь при значительной их толщине пример-
но более 20—30 мм и в этом случае снабжают
подъемно-качающимся столом, располагаемым
за ножницами. При значительной толщине по-
лосы их устанавливают в потоке также и для
обрезания боковых кромок полосы, предпочитая
их дисковым ножницам, которые для таких
толщин весьма громоздки.
Станину листовых ножниц с верхним подвиж-
Рис. 287. Листовые ножницы 8X2350
л — продольный разрез; б — поперечный разрез; в — вид сбоку. Наибольшее усилие резания
3070
мм с нижним резом (ЦКБММ):
40 т. Наибольшее число ходов в минуту —50. Длина ножа 2500 мм. Наклон ножа 1°40'
Рис. 288. Листовые ножницы с верхним подвижным ножом 20X2000 (СКМЗ). Угол наклона ножа 4°25’. Число ходов в минуту —
19. Число резов в минуту — 14
1500
Характеристика ножниц с наклонными ножами для холодной резки листов
Таблица 47
-—' Усилие резания максимальное Р. пг 2 5 12 25 50 100 , 160 250 400 630
— Угол наклона но- жей , а От 1 до 2° От 1 до 2с30 От 1 ДО 3° От 1°30 до 3°30 От 2 до 4° От 2°30 до 4°30 От 3 до 5° От 3°30 до 5°30 От 3°45 до 5°45 От 4 ДО 6°
. Вылет станины, мм 200 300 400 400 500 500 600 600 700 700
Толщина листа в мм для стали, имеющей == 50 кг/мм2 0,9—1,5 1,5—3 3—5 1 5-8 1 8—13 13—20 20—28 28—38 38-48 48—60
Длина режущей кромки горизон- тального ножа, мм 1100 1600 2100 2600 1600 2100 2600 1600 2100 2600 1600 2100 2600 2200 2700 3200 2200 2700 3200 2200 3200 2200 3200 2200 3200 2700 4200
ним ножом выполняют обычно С-образной фор-
мы для удобства манипулирования с листом
и удаления обрезанных кромок.
Листовые ножницы с подобной станиной
с верхним подвижным наклонным.ножом пока-
заны на рис. 288. Нижний нож 1 закреплен не-
подвижно на С-образной станине. Суппорт верх-
него ножа уравновешен комплектами пружин,
заключенных в кожухи 2, через рычаги с тя-
гой 3 и приводится в движение двигателем
мощностью 30 л. с. с маховиком через колен-
чатый вал и два шатуна. Коленчатый вал
включается и останавливается кулачковой
муфтой 4. Муфта включается нажатием 'педа-
ли 5, а выключается автоматически. В процес-
се резания лист прижимается к суппорту ниж-
него ножа пружинными прижимами 6.
Основные параметры ножниц с наклонными
ножами согласно нормали ЦКБММ приведены
в табл. 47.
Ножницы открытого типа с
верхним подвижным наклонным
ножом (НКМЗ) показаны на рис. 289. Нож-
ницы рассчитаны на давление 350 т и могут
разрезать одновременно 10 полос 25 X 25 мм
или четыре полосы 40 X 40 мм при сь =
= 80 кг!мм2. Число ходов ножа — 20 в минуту;
Таблица 48
Характеристика привода ножниц с наклонными ножами
Предельные размеры разрезы- ваемого стального листа, мм Число резов в минуту Мощность л. с.
5 X 3000 9X750 25 5
10x3000 16x1000 22 13
15X4000 24X1200 20 26
20x4000 33x1250 18 40
30x4000 44x1500 18 70
40X4500 64X1500 15 130
число резов — 14 в минуту. Двигатель мощ-
ностью 55 л. с. со скоростью вращения
750 об/мин. Ход ножа — 110 мм, длина ножа —
600 мм, наклон ножа — 4°.
Привод ножниц с наклонными
ножами обычно маховичный от асинхронно-
го двигателя через муфту включения.
В табл. 48 приведена характеристика приво-
дов листовых ножниц.
Рис. 289. Ножницы открытого типа с верхним подвижным наклонным ножом для холодного резания сортовой стали (НКМЗ).
Максимальное давление 350 т
§ 10. Дисковые ножницы
Дисковые ножницы служат обычно для раз-
резания листового материала на более узкие
полосы и для обрезания кромок. В последнем
случае их часто снабжают кромкокрошительны-
ми ножницами для разрезания кромок на менее
габаритные куски.
Диаметр ножа 2) находится в следую-
щей зависимости от толщины полосы А, пере-
крытия ножей 5 и допустимого угла захвата
а=10 -*-15°:
В = . (178)
1 — СО$ а '
На практике обычно диаметр ножей находит-
ся в пределах [146].
Г = (40-н 125) А. (179)
Большая величина относится к более тонким
полосам.
Перекрытие ножей. На практике ве-
личина перекрытия 5 = 1—3 мм. Однако реза-
ние может происходить и при меньших пере-
крытиях [1461: для тонких полос — при 5 <
< 2 мм, а для полос толще 5 мм — при разве-
денных ножах, т. е. при отрицательном пере-
крытии, до значения 5 = —0,5 А.
Боковой зазор между ножами при хо-
лодном резании рекомендуется устанавливать
равным
△ = (0.1 н-0,2) А.
Меньшая величина относится к мягким ста-
лям [146].
Угол заострения ножей принимается обычно
равным 90° (цилиндрические ножи), толщина
ножа
8 «(0,06 -^0,1) О.
Материал дисков — обычно хромованадие-
вая сталь типа марки 5ХВС с термообработкой
до твердости 85 н- 90 по Шору.
Для того чтобы лист после отрезания кромок
выходил из ножниц в горизонтальном положе-
нии, а кромки интенсивно отгибались вниз, ось
верхнего диска иногда несколько смещается
(рис. 290, а) или диаметр этого диска должен
быть меньше, чем верхнего (рис. 290, б). Для
предотвращения в этом случае выпучивания ли-
ста вверх перед ножницами вблизи дисков ча-
сто устанавливают прижимные ролики (рис.
290, а и б).
Конструкция ножниц в основном за-
висит от способа осевой регулировки ножей.
По этому признаку различают ножницы: с
креплением каждого ножа на отдельном валу
и с креплением всех ножей на двух общих
валах.
Ножницы с креплением каждого
Рис. 290. Способы отгибания отрезаемых кро-
мок полосы:
а — смещением ©сей дисков: б — применением дисков
разных диаметров
ножа на самостоятельном валу име-
ют для каждой пары ножей свою станину и
более удобны в отношении регулировки ножей,
которая осуществляется передвижением этих
станин. Эти ножницы обычно выполняют двух-
парными, предназначенными для обрезания
кромок (рис. 291—296). Но иногда число пар
ножей доходит до четырех (рис. 297).
На рис. 291—296 показаны двухпарные нож-
ницы с кромкокрошителем (УЗТМ) для холод-
ного обрезания кромок листовых полос толщи-
ной 4—25 мм, шириной 900—2300 мм.
Ножи 1 диаметром 1000 мм вращаются уни-
версальными шпинделями 2, от двигателя
мощностью 138 кет, 375 об/мин через редук-
тор и шестеренные клети (рис. 291, 292 и 293).
Расстояние между осями ножей регулируется
поворотом эксцентриковых втулок 3 (в кото-
рых смонтированы валы ножей), приводимых
в движение через червячные передачи 4 дви-
гателем мощностью 0,7 кет, скорость враще-
ния которого составляет 905 об/мин. Боковой
зазор между ножами регулируют осевым пе-
ремещением валов ножей от штурвалов через
червячные передачи 5. Ширину вырезаемых
листов регулируют перемещением одной из
станин с помощью двигателя 5 кет, скорость
вращения которого составляет 905 об/мин.
Смещение верхних ножей достигается накло-
ном внутренних качающихся станин от штур-
валов через червячные передачи 6. Для умень-
шения трения металла о ножи каждая пара
ножей по отношению к оси полосы повернута
на угол а = 0°22' (см. рис. 294).
Кромкокрошительные ножницы (см. рис. 295
и 296) состоят из двух летучих ножниц, раз-
резающих кромки листа на ходу. Левая й пра-
вая кромки режутся поочередно, чтобы не пере-
гружать привод. Одни из этих ножниц соответ-
ственно подвижной станине дисковых ножниц
могут перемещаться с помощью двигателя
\\\\\\\\\\\\\^^|
/545 —/255—|
Рис. 292. Кинематическая схема дисковых ножниц:
/—ножи; 2 — универсальные шпиндели; 3 — эксцентриковые втулки; 4— механизмы изменения расстояния
между осями ножей; 5 — механизмы регулировки бокового зазора между ножами; 6 — механизмы сме-
щения осей верхних ножей
т
Рис. 293. Разрез по осям дисковых ножей у дисковых ножниц
Рис. 294. Схема наклона осей дисков у
дисковых ножниц
Рис.
73В кет 375об/мин
5
1=24.5
5кет 905об/ман
по кромкокроши-
ножницам
296. Разрез
тельным
1*26
<0
Неподвижная станина
О
Я
О/
Рис. 295. Кинематическая схема летучих кромкокрошительных
ножниц:
1 — верхний нож; 2 — нижний нож; 3 — кулак качания станины нож-
ниц; 4 — ролик регулировки скорости качания; 5 — кулак движения
нижнего ножа; 6 — траектория движения кромки нижнего ножа; 7 —
направление движения кромки листа
Подвижная
станина
5 кет. Верхний нож 1 каждых ножниц совер-
шает только качательное движение по дуге ра-
диусом 1500 мм со скоростью движения кромки
1йста. Нижний (наклонный) нож 2, кроме того,
имеет поступательное движение, необходимое
для совершения реза. Качательное движение
Рис. 297. Упрощенная схема четырехпарных диско-
вых ножниц с креплением каждого ножа на отдель-
ном валу (Эргардт Земмер):
1 — ножи; 2 — валы привода ножей; 3 — винты осевой регу-
лировки ножей
станин ножниц обеспечивается кулаками 3, к
которым станины прижимаются через ро-
лик 4 собственным весом. Положением роли-
ка 4 регулируется скорость качательного дви-
жения. Движение нижних ножей на рез созда-
ют кулаки 5. Обе пары кулаков приводятся
в движение двигателем мощностью 138 кет, ско-
рость вращения которого 375 об/мин.
Ножи дисковых и кромкокрошительных нож-
ниц выполнены из стали 55ХНВ. Скорость ре-
зания дисковых ножниц 0,25 м/сек. Число хо-
дов ножа каждого кромкокрошителя — 15 в ми-
нуту. Следовательно, кромка разрезается на
куски длиной 1 м.
Следует отметить, что повышение скорости
резания на подобных ножницах крупного раз-
мера (доходящей в настоящее время примерно
до 0,4 м/сек) лимитируется кромкокрошителем,
возможная скорость которого ограничивается
скоростью качательного движения больших
масс суппортов.
Дисковые ножницы с крепле-
нием ножей на двух общихвалах
выполняют исключительно многопарными, т. е.
с числом пар дисков более двух. Эти ножницы
употребляют часто для холодного резания по-
лос и ленты на более узкие части.
Ножницы подобного типа показаны на рис.
298. Расстояние между осями ножей
регулируется одновременным поворотом экс-
центриковых втулок, являющихся корпусами
подшипниковых опор ножей. Ножи закреплены
на резьбовых валах и в осевом направлении ре-
гулируются гайками. Кромки листа режутся на
части летучими двухбарабанными ножницами.
Рис. 298а. Дисковые многопарные нож-
ницы с кромкокрошителем для листов
и ленты толщиной 0,37—6 мм и шириной
200—1500 мм (НКМЗ). Скорость реза-
ния 0,75—1,6 м/сек\ мощность привода
45 л. с.
Рис. 2986. Дисковые многопарные ножницы с кромкокрошителехм для листов и ленты толщиной 0,37—6 мм и шириной 200•—
1500 мм
ГЛАВА III
ЛЕТУЧИЕ НОЖНИЦЫ
§ 1. Классификация летучих ножниц
Летучие ножницы служат для поперечного
разрезания металла при его движении. Их уста-
навливают в линии стана или самостоятельно
в виде отдельно стоящего агрегата. Такие аг-
регаты используют для поперечного разрезания
рулонов полос и ленты; кроме самих ножниц,
они обычно включают разматыватель рулонов,
правильную машину, подающие ролики, листо-
укладчик. Летучие ножницы в связи с разви-
тием непрерывных станов и высокой производи-
тельностью самих ножниц применяют все более
широко.
В зависимости от назначения, конструкции
и характера движения ножей различают следу-
ющие типы летучих ножниц:
1. Рычажно-качающиеся.
2. Вращающиеся одноосные.
3. Дисковые.
4. Двухбарабанные.
5. Ножницы с поступательным движением но-
жей.
6. Ударные ножницы, работа которых осно-
вана на том, что разрезаемая полоса движется
на вращающейся »наковальне, а самый рез со-
вершается зубилом при действии пневматиче-
ского цилиндра, причем настолько быстро, что
задняя часть полосы за время реза практиче-
ски не успевает искривиться [621.
Для резания сортового металла применяют
ножницы всех шести типов, а для листового
только первого, четвертого и пятого типов.
§ 2. Режимы работы летучих ножниц для
отрезания кусков полосы заданной длины
Полоса подается к ножницам обычно специ-
альными подающими роликами (рис. 299) или
валками последней клети прокатного стана. На
рис. 299 ножницы изображены в виде двух
вращающихся навстречу друг другу ножей
(двухбарабанные ножницы).
При резании полосы на мерные части длина
отрезаемых кусков равна пути, проходимому по-
лосой за время между двумя последовательны-
ми резами.
Если скорость полосы у0 постоянна, то длина
отрезаемых кусков зависит лишь от времени I
между двумя последовательными резами:
Ь = щ1. (180)
Для отрезания заданной длины на практике
применяют два основных режима работы нож-
ниц:
1. Режим запусков.
2. Непрерывная работа ножниц.
§ 3. Регулирование длины отрезаемых кусков
при работе ножниц в режиме запусков
Этот режим работы применяют при отреза-
нии передних концов полосы и кусков сравни-
тельно большой длины и при относительно ма-
лой скорости. При этом режиме ножницы
включаются перед каждым резом автоматиче-
ски при воздействии переднего конца полосы
на флажок (механический включатель) или
фотоэлемент (рис. 300). Длина отрезаемых
кусков при этом определяется по формуле
А = Ьф + ц/р, (181)
где 7,ф— расстояние от фотоэлемента до нож-
ниц:
/р — время разгона ножниц до момента
реза.
Ось ножниц
А?
0^ Фотоэлемент
Рис. 300. Положение фотоэлемента для
автоматического пуска летучих ножниц
Рис. 299. Подающие ролики 1 и ножницы 2
А. И. Целиков и В. В. Смирнов
Длину отрезаемых кусков обычно регулиру-
ют не изменением величины Ьф путем пере-
становки фотоэлемента, а изменением времени
/р специальным реле времени, включенным
в цепь между датчиком импульса и приводом
летучих ножниц. Зазор между отрезанным ку-
ском и остальной частью полосы, необходимой
для возвращения флажка в исходное положе-
ние, обычно обеспечивается повышенной ско-
ростью рольганга, расположенного за ножни-
цами, с учетом которой этот зазор будет посте-
пенно расти.
Когда отрезается передний конец полосы не-
большой длины, может оказаться, что значение
Ь будет меньше возможного значения
+ /р . В этом случае фотоэлемент необходи-
мо располагать до ножниц.
Рассмотренный режим работы ножниц при-
меняют при отрезании концов полосы и разреза-
нии ее на длинные куски, когда время между
двумя резами достаточно для разгона и оста-
новки ножниц. Быстроходные, а также тяжелые
ножницы часто не успевают разогнаться до
скорости полосы, а затем после реза остано-
виться в исходном положении. В этом случае
вместо обычной схемы движения ножниц
(рис. 301, а) применяют схему движения нож-
ниц, обеспечивающую большую продолжитель-
ность разгона и торможения (рис. 301,6). При
Рис. 301. Схемы движения ножей двухба-
рабанных летучих ножниц, работающих на
режиме запусков:
а — простая; б — сложная
включении ножниц ножи разгоняются из исход-
ного положения 1 и к моменту реза в положе-
нии 2 достигают скорости полосы. На участке
2—3 происходит торможение, после чего нож-
ницы реверсируются в исходное положение 1
и готовы к следующему запуску.
§ 4. Регулирование длины отрезаемых кусков
при непрерывной работе ножниц
Непрерывная работа ножниц применяется
при относительно большой скорости полосы,
когда запуск двигателя при каждом резе прак-
тически невозможен.
Длина кусков, отрезаемых на этих ножницах,
в общем виде выражается следующей форму,
лой:
г 60 1
к = — к, (182)
где п — число оборотов или ходов ножей в ми-
нуту;
к— количество оборотов ножей за время
между двумя последовательными реза-
ми: при резе за каждый оборот ножей
к = 1; при резе за каждые два оборота
к = 2 и т. д.
Возможность регулирования величины к
обеспечивается обычно применением механиз-
мов пропуска реза, которые периодически
«раздвигают» траектории ножей, благодаря че-
му ножи встречаются не при каждом обороте.
Выражение (182) можно записать также в
следующем виде:
1 = (183)
где 1)0 и п0 — диаметр и число оборотов в мину-
ту подающих роликов.
При постоянной величине а0 длина Ь может
регулироваться изменением п или к. При этом
кинематика резания в зависимости от конструк-
ции ножниц может иметь свои особенности. Рас-
смотрим три наиболее распространенных спосо-
ба регулирования длины отрезаемых кусков
при безостановочной работе летучих ножниц:
I способ. Работа ножниц в простейшем
режиме характерна тем, что окружная скорость
ножей V совпадает со скоростью полосы лишь
при определенном числе оборотов ножей, когда
отрезаются так называемые основные длины
кусков. Исходная, или одинарная, основная
длина, т. е. при к = 1, определяется формулой:
= , (184)
^ОСН
где Поен. — основное число оборотов ножей.
При работе ножниц с пропусками реза основ-
ные длины будут в к раз больше:
^ОСН-К ^^ОСН-1' (185)
На практике число оборотов ножей изменяют
в пределах не более чем
и = (1 -н 2) %сн,
что соответствует возможному пределу регули-
рования длин кусков:
Д=(1 ^0,5)1ОСН.Л (186)
Эти наибольшие пределы регулирования длин
кусков в долях АоснЛ графически можно пред-
ставить отрезками между двумя лучами ОА
и ОС (рис. 302), первый из которых соответ
ствует п == Поен ; второй п = 2 Иосн .
режим работы ножниц при тг < яОсн ста-
раются не применять, так как полоса, опережая
ножи, будет изгибаться при резе, а после реза
может быть затянута ножом так, что обовьется
вокруг барабана.
Рис. 302. Пределы регулирования длины отрезае-
мых кусков:
I — при резании по 1 и 3 способам: II — при резании
по 2 способу
Также нежелательно слишком большое пре-
вышение скорости ножей по отношению скоро-
сти движения полосы. Это обусловливает повы-
шенную ударную нагрузку ножниц вследствие
растягивающих напряжений в полосе при резе
и может быть причиной порчи поверхности
холоднокатаных листов. Поэтому работа нож-
ниц по данному способу используется преиму-
щественно лишь для горячего резания тонких
листовых полос и мелкого сорта при выходе
из последней клети прокатного стана.
На практике по этому режиму часто работа-
ют двухбарабанные ножницы. Причем работа
этих ножниц с пропусками реза достигается
применением барабанов разных диаметров
(рис. 303). В этом случае ножи, закрепленные
на барабанах, будут встречаться не при каждом
обороте барабанов.
Необходимо отметить, что сочетание диамет-
ров барабанов (по острию ножей) в принципе
возможно различное. Например, если при посто-
янном диаметре верхнего малого барабана диа-
метр нижнего менять сообразно отношениям
1 1 1 1 л
—, —, —, — ит. д., то рез будет происходить
при каждом обороте, затем при каждом втором,
третьем и т. д. оборотах малого барабана и,
таким образом, будет обеспечен последователь-
ный ряд значений к = 1, 2, 3 и т. д. Однако та-
кой ряд отношений диаметров неудобен из-за
большой разницы в диаметрах барабанов и по-
этому на практике не используется. В этом от-
ношении более удобно при постоянном диаметре
Верхнего барабана менять диаметр нижнего
112 3 4
согласно отношениям —, —, —, —, — ит. д.,
12 3 4 5
обеспечивающим также последовательный ряд
значений к = 1, 2, 3, 4, 5 и т. д.
Из рис. 302 следует, что полный ряд зна-
чений к не является обязательным, и поэтому
ради сокращения числа сменных барабанов на
практике, например, часто используются лишь
два значения к = 2 и 4 соответственно отноше-
. 1 3 т-т
ниям диаметров барабанов — и —. Поскольку
траектория ножей двухбарабанных ножниц
есть правильная окружность, длину отрезаемых
кусков наряду с уравнением (183) можно выра-
зить через диаметр С малого барабана
Ь = т.О-^-к. (187)
При V = 1)0 малый барабан вращается с основ-
ным числом оборотов
«осн=-^ • (188)
тс О
При этом исходная основная длина кусков,
т. е. при к = 1, будет
= (189)
Рис. 303. Схема двухбарабанных ножниц с
разными диаметрами барабанов
Основная длина при заданном значении к бу-
дет
4сн-к=^. (190)
II способ. Работа ножниц с механизмами
выравнивания скоростей, сообщающими ножам
неравномерную скорость, происходит также
с регулированием длины кусков изменением п,
исходя из уравнений (182) или (183). Так как
для регулирования длины кусков необходимо,
чтобы лишь среднее значение п удовлетворяло
этим уравнениям, то скорости ножей и полосы
в момент реза могут быть выравнены измене-
нием мгновенной скорости ножей в течение обо-
рота. Выравнивание скоростей в момент реза
снижает ударную нагрузку ножниц и достигает-
ся специальными механизмами. Один из таких
механизмов — двухкривошипный — показан на
рис. 304. Ведущая кулиса 3 этого механизма
приводится в равномерное вращение приводом,
Рис. 304. Упрощенная схема ножниц с
двухкривошипным механизмом выравни-
вания скоростей (фирма Юнайтед —
США):
1 и 2 — подающие ролики и ножницы; 3 и 4 — ве- I
дущая и ведомая кулисы; 5 и 6 — многоскоростной
редуктор и двигатель 1
а ведомая 4 соединена с ножницами. Эксцен-
триситет е между осью вращения двухкриво-
шипного вала и осью кулис может регулиро-
ваться. При е = 0 угловая скорость ножей по-
стоянна и назначается равной основному числу
оборотов п = Поен (рис. 305 — прямая /).
Длина отрезаемых при этом кусков является
основной.
у Если необходимо увеличить длину кусков, то
число оборотов п ведущей кулисы уменьшают,
а подбором эксцентриситета е мгновенная угло-
вая скорость ножей п9 в момент реза повы-
шается настолько, чтобы линейная скорость но-
жей выравнялась со скоростью полосы (кривая
2 или 3). Причем наибольшая величина экс-
центриситета е на практике обычно обусловли-
вается изменением числа оборотов ведущей ку- |
лисы в пределах ।
= (1-н 0,5) посн. (191) I
Это соответствует возможному регулирова-
нию длин кусков в пределах
Рис. 305. Зависимость скорости ножей
от угла поворота ведущей кулисы двух-
кривошипного вала:
/ — при е = 0 и п “ посн ; 2 и 2—при е >0
и «-=посн
Таким образом, при данном значении к дли-
ны кусков меняются от основного значения до
величины, в два раза большей, как это изобра-
жено отрезками между лучами ОА и ОВ на
рис. 302.
Полосу обычно не режут на куски меньше
основной длины, так как среднее число оборо-
тов ножей в этом случае пришлось бы брать
выше основного путем создания эксцентриси-
тета в другую сторону от оси кулис и про-
изводить рез при минимальной их мгновен-
ной скорости (рис. 305 — пунктирная кривая),
а не максимальной. Следовательно, каждый
раз после реза ножи должны были бы разго-
няться, что невыгодно, поскольку процесс ре-
зания совершается в основном за счет энергии
маховых масс ножниц [95, 135].
Недостатком данного способа выравнива-
ния скоростей является динамическая не-
уравновешенность ножниц вследствие нерав-
номерной скорости. Это вызывает значитель-
ные динамические моменты в механизме,
требует повышенной мощности двигателя и
маховика. При этом также затрудняется ис-
пользование ножниц для отрезания передне-
го мерного конца полосы, когда от них тре-
буются резкие ускорения и замедления.
III способ—работа ножниц с радиаль-
ным выравниванием скоростей — лишен от-
меченных недостатков предыдущего способа
выравнивания скоростей и основан на приме-
нении ножниц, допускающих регулирование
радиуса траектории ножей в пределах от
^?макс ДО Вмин (рис. 306).
Не вдаваясь в конструкцию ножниц, от-
метим, что переменный радиус траектории но-
жей /? при регулировании длины кусков из-
менением числа оборотов по уравнению (183)
позволяет подгонять скорость ножей к ско-
рости полосы. Для этого, например, при
уменьшении длины кусков значение п увели-
чивается, а значение 7? в той же мере умень-
шается.
Рис. 306. Траектории ножей с максималь-
ным и минимальным радиусами при ра-
диальном выравнивании скоростей
Из условий равенства V = щ следует, что
длина кусков равна
Ь = 2п# (193)
и, кроме того, всякая длина кусков и соот-
ветствующее число оборотов ножей являются
основными.
Все же чисто условно назовем основными
лишь значения длин кусков и оборотов но-
жей, СООТВеТСТВуЮЩИе 7? =7? макс '
60о0
2^ ^макс
(194)
Дэсн.1 — 2^7?
маке
(195)
Тогда, полагая число оборотов ножей и ра-
диус их траектории меняющимися в преде-
лах
п — (1 : 2) лосн
и соответственно
7? = (1 н-0,5) 7?Макс,
получим, что регулирование длин кусков бу-
дет находиться в пределах
Д = (1+0,5)4^.
Следовательно, эти пределы длин кусков бу-
дут, как и при работе ножниц в простейшем
режиме, выражаться отрезками между луча-
ми ОА и ОС на рис. 302.
§ 5. Связь между подающими роликами
и ножницами
В отношении точности длин отрезаемых
кусков весьма важно, чтобы настроенное пе-
п0
редаточное число г = — между подающи-
ми роликами и ножницами при работе нож-
ниц не нарушалось. Это передаточное число
может обеспечиваться механической или
электрической связью подающих роли-
ков и ножниц.
Механическая связь подающих
роликов и ножниц в виде многоскорост-
ного зубчатого редуктора вполне надежна в
отношении точности. Однако надо заметить,
что в зависимости от назначения ножниц чи-
сло возможных длин отрезаемых кусков мо-
жет быть весьма большим, особенно для тон-
ких листов, которые часто режутся на длины
через каждые 5 мм, а иногда и 2,5 мм. Ука-
занные редукторы должны в этом случае
обеспечивать большое количество передаточ-
ных ^исел, и их выполняют обычно диффе-
ренциальными. Подобные редукторы гро-
моздки и дороги. В этой связи за последние
годы изыскивались различные варианты за-
мены редукторов электрической связью [95].
Электрическая связь подающих роликов и
ножниц -может выполняться различно [149г
150, 151, 152, 153, 154, 155, 156]. Схема одно-
го из более надежных вариантов показана на
рис. 307. Она основана на использовании
двух сельсинов. Командный сельсин 6 через
кинематический (т. е. не силовой) многоско-
ростной редуктор 5 связан с подающими ро-
Рис. 307. Схема электрической связи подаю-
щих роликов и ножниц:
1 и 2 — подающие ролики и ножницы; 3, 4 — их дви-
гатели; 5 — кинематический многоскоростной редук-
тор; 6, 7 — командный и исполнительный сельсины
ликами. Исполнительный сельсин 7 связан с
валом ножниц. Сообразно заданной длине от-
резаемых кусков передаточное число редук-
тора устанавливают таким, чтобы требуемая
угловая скорость сельсинов была одинаковой.
При отставании или опережении исполни-
тельного сельсина от командного между ними
будет протекать уравнительный ток того или
иного направления, в зависимости от которо-
го двигатель ножниц будет ускоряться или
замедляться, стремясь устранить расхожде-
ние угловых путей сельсинов.
В практике электрическая связь обычно
применяется для синхронизации скоростей
последней клети непрерывного стана и нож-
ниц.
§ 6. Отрезание переднего конца заданной
длины
В отношении сокращения отходов отреза-
ние переднего конца заданной длины особен-
но выгодно при резании длинных кусков. От-
резание переднего конца нужной длины срав-
нительно легко осуществляется при неболь-
шой скорости полосы, когда возможна рабо-
та ножниц в режиме запусков. Эта задача
более трудно решается при установке ножниц
за непрерывным станом, когда скорость поло-
сы значительна и ножницы должны работать
с непрерывным вращением. Из числа различ-
ных вариантов решения этой задачи заслу-
живает внимания схема на рис. 308, предло- ;
женная В. Д. Афанасьевым, А. Е. Гуреви-
чем и М. А. Сонькиным (ЦКБММ) [150].
В сравнении со схемой на рис. 307 эта схема
Рис. 308. Схема электрической связи подающих
роликов и ножниц с возможностью отрезания
переднего конца заданной длины:
1—7 — то же, что на рис. 307; 8 — электромагнитная
муфта; 9—стопорный программный сельсин
дополнена электромагнитной муфтой 8 на кд,
мандном сельсине 6 и установкой програм-
много (стопорного) сельсина 9. Исходное со-
стояние схемы перед поступлением полосы
следующее. Вал программного сельсина 9 за-
стопорен неподвижно под определенным уг-
лом, зависящим от заданной длины передне-
го куска. В этом положении он остается, пока
эту длину не потребуется изменить. Электро-
магнитная муфта расцеплена, командный
сельсин 6 электрически связан с програм-
мным и, подчиняясь ему, занимает одинако-
вое с ним угловое положение. Это положение
соответствует тому, которое должны иметь
ножи в момент поступления полосы в подаю-
щие ролики или в валки рабочей клети не-
прерывного стана, чтобы отрезать передний
конец нужной длины.
При поступлении полосы в подающие роли-
ки автоматически включается электромагнит-
ная муфта и одновременно командный сель-
син вместо стопорного связывается электри-
чески с исполнительным сельсином 7. Если
при этом исполнительный сельсин (и ножни-
цы) занимал положение, отличное от команд-
ного, то обусловленный этой причиной урав-
нительный ток между ними воздействует на
двигатель ножниц, заставляя последние к мо-
менту реза занять положение, совпадающее
с командным сельсином. После первого реза
изменений в схеме не происходит, и до конца
резания всей полосы она выполняет функции
схемы на рис. 307.
§ 7. Рычажнокачающиеся ножницы
К числу ножниц этого типа относятся нож-
ницы Эдвардса и маятниковые.
Ножницы Эдвардса (рис. 309) являются
первыми летучими ножницами. Они примене-
Рис. 309. Схема летучих ножниц Эдвардса при по-
ложении:
а — начала резания; б — после пореза, перед возвращением
в исходное положение
ны на многих непрерывных заготовочных ста-
нах для разрезания заготовки сечением до
100 X 100 мм.
Ножницы работают в режиме запусков, |
включаясь автоматически воздействием поло- |
сЫ на флажок, и приводятся от парового или |
воздушного цилиндра. При включении ци- |
линдра ножи совершают качательное движе-
ние и одновременно сближаются, производя
разрезание металла. По окончании реза верх-
ний нож, суппорт которого закреплен шар-
нирно, откидывается самой полосой, и нож-
ницы возвращаются в исходное положение.
Перед пуском ножниц обе стороны поршня
находятся под давлением пара, а в момент
пуска из нижней полости цилиндра пар вы-
пускается. По окончании реза пар автомати-
чески переключается и поступает в нижнюю
полость цилиндра.
Крупные ножницы этого типа делают
20—30 резов в минуту при скорости полосы
примерно до 4,0—4,5 м!сек. В связи с недо-
статочной быстроходностью эти ножницы пере-
стали изготовлять.
Маятниковые ножницы (рис. 310)
разрезают полосу одновременным сближени-
Рис. 310. Схема маятниковых нож-
ниц
ем ножей от двухэксцентрикового вала, кото-
рый при каждом резе делает полный оборот.
Во время реза оба ножа отклоняются вокруг
неподвижной оси эксцентрикового вала в сто-
рону движения полосы, а по окончании реза
возвращаются в исходное положение пружи-
ной. Маятниковые ножницы весьма тихоход-
ны (около 0,5—1,5 м!сек) и нашли примене-
ние для отрезания концов и резания на части
заготовок сечением более 100 X 100 мм.
§ 8. Вращающиеся одноосные ножницы
Эти ножницы применяют для предвари-
тельного разрезания мелкого сортового метал-
ла сечением до 30 X 30 мм перед поступлением
на холодильник. Ножницы состоят из непре-
рывно вращающегося диска (маховика), на
котором шарнирно закреплены рычаги с но-
жами (рис. 311). Полоса проходит над сере-
диной диска. Ножницы включаются при дей-
Рис. 311. Схема вращающихся одноосных летучих нож-
ниц для мелкого сорта:
1 — ножи; 2 — ось шарнира рычагов ножей; 3 — пружина;
4 — ролики включения
ствии полосы на флажок сближением двух
роликов, расположенных по обе стороны дис-
ка па уровне разрезаемого металла. Попа-
дая между этими роликами, ножи сближа-
ются, производя разрез, а в дальнейшем раз-
двигаются под действием пружины. Окруж-
ная скорость диска должна быть несколько
больше скорости полосы. Один из недостат-
ков этих ножниц — неточность длин отреза-
емых кусков, пределы которой определяются
длиной окружности диска, так как ножи по
отношению роликов в момент их сближения
занимают произвольное положение. Для по-
вышения точности иногда по окружности ди-
ска устанавливают несколько пар ножей. Нож-
ницы этого типа строить перестали.
§ 9. Дисковые летучие ножницы
Эти ножницы также применяют для пред-
варительного резания мелкого сорта. Ножни-
цы состоят из двух дисковых ножей, оси ко-
торых расположены приблизительно под 60°
к направлению движения полосы (рис. 312).
Окружная скорость ножей устанавливается
такой, чтобы ее проекция на направление
движения полосы равнялась скорости по-
следней.
Рис. 312. Схема дисковых
летучих ножниц для мел-
кого сорта. Положение по-
лосы:
/ — де переза; 2 — после пореза
При исходном положении ножниц полоса
вводным желобом направляется с левой сто-
роны ножей. Воздействием полосы на фла-
жок или фотоэлемент вводной желоб откло-
няется вправо и полоса, попадая между дис-
ками, разрезается. В исходное левое положе-
ние полоса возвращается желобом при опу-
щенном нижнем ноже, который после этого
вновь поднимается. Недостаток данных нож-
ниц — косая плоскость реза — не является су-
щественным при предварительном резании
мелкого сорта перед поступлением на холо-
дильник. Ножницы этого типа распростране-
ны, они надежны в работе, могут применять-
ся для высоких скоростей —10 м!сек и бо-
лее.
§ 10. Двухбарабанные ножницы
Эти ножницы, называемые также просто
барабанными, впервые были предложены в
1918 г. Н. А. Соболевским [941. Они весьма
распространены, и их часто устанавливают
за непрерывным станом для горячего реза-
ния листовых полос толщиной примерно д0
12 мм и мелкого сорта. В практике их ис.
пользуют как при работе в режиме запусков
так и при непрерывном вращении ножей с
пропусками и без пропусков реза. Благодаря
простой кинематике эти ножницы примени,
ют при скорости полосы около 15 м!сек\ они
могут быть использованы и для больших ско.
ростей. Недостатки двухбарабанных ножниц
заключаются в изменении угла наклона но-
жей за период резания сообразно их враще-
нию. Вследствие этого при резании широких
листовых полос не удается обеспечить нуж-
ное перекрытие ножей, а следовательно, и
нужный уклон режущей кромки ножей для
снижения усилий резания. При резании же
высоких сечений плоскость реза получается
заметно неровной. На рис. 313 а показан об-
щий вид, а на рис. 313 6 поперечный разрез
двухбарабанных ножниц (ЦКБММ) для го-
рячего резания листовых полос толщиной
1,5—6 мм, шириной до 1300 мм за 10-й
клетью непрерывного тонколистового стана
1450 11001. Максимальное усилие резания —
115 т. Барабаны сочленяются шестернями с
передаточным число-м согласно отношению
диаметров барабановНа левой
шейке нижнего барабана, кроме основной
шестерни), есть дополнительная. Усилием
пружин между приливами 1 на этих шестер-
нях выбирается тангенциальный зазор в за-
цеплении, благодаря чему уменьшаются уда-
ры при резе. С учетом того, что все шестер-
ни косозубые, тангенциальный зазор межд}
ножами регулируется осевым смещением ше
стерен верхнего барабана через выступ 4 ш
(корпусе подшипников. Этот выступ входит I
косой паз ползуна 3 и движением последит
от винта 2 может смещаться в направленш
оси барабана. Верхний барабан приводите*
во вращение двигателем КПЧ-17 мощностью
340 л. с., скорость вращения которой
1250 об!мин, через редуктор I = 2,5.
Конструкцией ножниц предусмотрена воз
можность установки двух комплектов бараба
648 1
нов с отношениями диаметров “129б- = ~2 1
648 3
----, что соответствует значения!
864-4 7
к = 2 и 4. Следовательно, пределы длин кускоз
с учетом использования обеих комплектов ба
рабанов согласно графику на рис. 302 и урав
нению (189) будут следующими:
Ь = (1^4)А0Сн.1 = (1+-4)кР =
= (1^-4)3,14-0,648^2^-8 ж
1470
Рис 313 а. Общий вид двухбарабанных ножниц 1450 (ЦКБММ)
Шестерня Ою-648’,7-24
Для командоап-
парата
Верхняя кромка
нижнею рабочего
ванна клети
Шестерня 0Н[р86^',
7=32
Шестерня 0^=864';
7=32
Рис. 313 б. Поперечный разрез двухбарабанных ножниц 1450
Скорость полосы при выходе из последней
клети стана может колебаться в пределах
йо=3,8 7,8 м/сек. Следовательно, и основ-
ное число оборотов малого барабана согласно
уравнению (188) будет меняться соответст-
венно приведенному выражению:
__ 60р0 _ 60 (3,8 -у- 7,8) _
П°сн"~ -р 3,14-0,648 “
= 106—^—230 об/мин.
Числа оборотов малого барабана должны
регулироваться в пределах п = (1ч-2) яосн.
следовательно,
п = (1--:-2).(106-н230) = 106 460 об/мин.
Практически они приняты в пределах от
115 до 550 об/мин.
Постоянство длины отрезаемых кусков и
отрезание переднего конца заданной длины
достигаются электрической связью двигателя
ножниц с приводом стана по схеме на рис. 308.
от главного двигателя через редуктор, шейку
3 одной из разделительных шестерен 4 и двух,
шарнирные связи 5. Механизм пропуска реза
приводится от самостоятельного двигателя че-
рез шейку 6 одного из эксцентриковых валов
и разделительные шестерни 7. Нужное соотно-
шение между угловыми скоростями ножей и
эксцентриковых валов обеспечивается элек-
трической связью двигателей. Если, например,
ножи и эксцентриковые валы вращаются с
одинаковой скоростью, т. е. как одно целое,
то ножницы будут работать без пропусков ре-
за. Уменьшением угловой скорости эксцентри-
ковых валов относительно ножей вдвое дости-
гается работа ножниц с одним пропуском ре-
за и возможное удвоение отрезаемых длин и
т. д. Электрическая схема управления обеспе-
чивает также возможность отрезания передне-
го конца заданной длины. Относительная про-
стота конструкции ножниц обеспечивает им
важное преимущество в части возможности
применения высоких скоростей резания.
Рис. 314. Схема двухбарабанных мелкосортных ножниц с механизмом пропусков резания системы
И. С. Победина
На рис. 314 схемой показана новая кон-
струкция двухбарабанных мелкосортных нож-
ниц с механизмом пропусков реза. Полоса 1
поступает от подающих роликов, установлен-
ных за мелкосортным станом. Барабаны 2, на
которых закреплены ножи, получают вращение
§ 11. Ножницы с поступательным движением
ножей
Ножницы этой группы по конструкции обыч-
но сложнее двухбарабанных и поэтому менее
быстроходны. Их преимущество по сравнению
с двухбарабанными определяется поступа-
тельным, т. е. плоскопараллельным, движени-
ем ножей, благодаря чему возможно обеспе-
чить нужное перекрытие ножей и, следователь-
но, нужный уклон режущей кромки для сни-
жения усилий при резании широких полос. Кро-
ме того, поверхность среза при разрезании
сравнительно высоких сечений получается бо-
лее ровной. Конструкции ножниц этого типа
разнообразны. Кратко рассмотрим лишь неко-
торые из них.
Кривошипнорычажные ножницы
системы Смитманса являются одними из са-
мых совершенных и особенно широко приме-
няются для холодного резания листовых полос
толщиной примерно до 6 мм. В этом случае их
обычно снабжают механизмом выравнивания
скоростей, сообщающим ножам неравномер-
ную скорость. Ножи двухкривошипных нож-
ниц совершают плоское движение, весьма
близкое к поступательному в момент резания.
Схема подобных ножниц для резания по-
лос толщиной до 6 мм и шириной до 1520 мм
при скорости до 1,8 м\!сек на листы длиной
1,5—6 мм показана на рис. 315 11571.
Суппорты ножей выполнены в виде рычагов,
Рис. 315. Схема кривошипнорычажных лету-
чих ножниц (Смитманса):
/ — суппорты ножей; 2 — свободнокачающиеся тяги,
3 - - опускающаяся рама; 4 — ломающиеся рычаги
механизма пропуска реза
одним концом укрепленных на встречно вра-
щающихся коленчатых валах, другим — па
свободно качающихся тягах. Причем длина
этих тяг несколько больше эксцентриситета
коленчатых валов. При резании кусков длиной
3—6 м ножницы работают с пропусками ре-
за при каждом втором обороте. В этом случае
рама, на которой закреплены качающиеся тя-
ги, периодически опускается ломающимися
рычагами, приводимыми в движение специ-
альным кривошипным механизмом, вращаю-
щимся со скоростью вдвое меньшей, чем нож-
ницы. В момент, когда эта рама опущена, но-
жи не встречаются.
Ножницы связаны с подающими роликами
механическим многоскоростным редуктором и
имеют механизм выравнивания скоростей,
схематично показанный на рис. 304.
Кривошипные ножницы с ради-
альным выравниванием скоростей
(завод Висконсин Стил Компани —США) по
конструкции сложнее предыдущих ножниц.
Однако радиальное выравнивание скоростей,
как упоминалось выше, с учетом равномерной
скорости ножей обеспечивает динамическую
уравновешенность ножниц.
Схема таких ножниц, установленных за за-
готовочным непрерывным станом для горяче-
го резания заготовки сечением до 100X100 мм
и сутунки сечением до 16x610 мм на длины
3,66—11,00 м при скорости полосы 1,12—
3,96 м]сек, показана на рис. 316 11581.
Ножницы приводятся двумя двигателями
мощностью по 110 кет, 465—1400 об/мин.
Связь между ножницами и последней клетью
стана электрическая. Суппорты 1 ножей по-
сажены свободно на коленчатые валы 2. По-
ступательное движение ножей обеспечивается
проходящей через суппорты направляющей
штангой 3. Коленчатые валы расположены в
эксцентриковых втулках 4 и приводятся в дви-
жение универсальными шпинделями. Эксцен-
триковые втулки приводятся в движение через
зубчатые передачи 5 от того же редуктора,
что и коленчатые валы. При работе ножниц
эксцентриковые втулки вращаются с той же
угловой скоростью, что и коленчатые валы,
т. е. как одно целое с коленчатыми валами.
Окружная скорость ножей при этом выразит-
ся формулой
V = СО У?,
где 7?— радиус траектории ножей, величина
которого зависит от взаимного углового по-
ложения эксцентричных втулок и коленчатых
валов.
Если при работе ножниц эксцентриситеты
втулок и коленчатых валов е и г совпадают по
Рис. 316. Принципиальная схема кривошипных ножниц с радиальным выравниванием скоростей
(завод Висконсин Стил Компани — США)
направлению (рис. 317, а), то радиус траекто-
рий ножей будет максимальным и равным
^макс = &
При этом будет отрезаться максимальная
длина кусков. Для уменьшения длины отрезае-
мых кусков число оборотов ножей увеличива-
ется, а чтобы окружная скорость ножей сохра-
нялась прежней, радиус траектории ножей
уменьшают смещением втулок относительно
коленчатых валов на угол, исходя из равен-
ства (рис. 317, б)
Я = г2 — е2 81П2 а + е соз а.
Минимальная длина отрезаемых кусков по-
лучается при минимальном радиусе траекто-
рии ножей
^МИН
Рис. 317. Радиусы траектории ножей 7? при различных взаимных поло-
жениях коленчатого вала и эксцентричной втулки:
а — максимальный радиус; б — премежуточное положение; в — минимальный
радиус
когда эксцентричная втулка повернута на
180° (рис. 317, в).
Для обеспечения правильной встречи ножей
при выборе нового значения радиуса траекто-
рии ножей расстояние между центрами вту-
лок регулируют винтами 6 с правой и левой
резьбой. Механизм пропусков реза работает
от двухкривошипного вала 7, при вращении
которого корпуса эксцентриковых втулок пе-
риодически раздвигаются. Этот вал может
вращаться в два, три или четыре раза мед-
леннее ножей, обеспечивая встречу ножей со-
ответственно при каждом их втором, третьем
или четвертом оборотах. В последнем случае
будет отрезаться максимальная длина кусков
11 000 мм.
§ 12. Усилия резания летучими ножницами
Усилия резания летучими ножницами опре-
деляют в основном теми же методами, что и
для обычных сортовых и листовых ножниц.
Но когда ножницы стоят непосредственно за
станом и работают без механизма выравнива-
ния скоростей, скорость ножей V в момент ре-
за может превышать скорость полосы
В этом случае надо учитывать возникающие
в полосе растягивающие напряжения, которые
не должны превышать предела упругости ме-
талла полосы при температуре резания.
Угол Ф1, соответствующий началу резания
полосы толщиной Л, при сложной траектории
ножей можно определять графически, а при
траектории ножей в виде правильных окруж-
ностей с радиусами 7? определяется аналити-
чески (рис. 318) по следующей формуле
Рис. 318. Процесс резания летучими
ножницами
А — Н __ 1 К + 5
27? " 27?
(196)
где 5 — перекрытие ножей.
Учитывая, что рез полосы заканчивается
при относительной глубине надреза еотр , угол
конца резания определяется из следующего
уравнения
1 (1 - ^отр) А Ч’ 5
СОЗ 92 = 1--------——:------- •
Т 27?
За время реза, равное
I = . 277
360 р
ножи перемещаются по горизонтали на вели-
чину
△/х = # (81П — зш ?2),
а полоса на величину
△/0 = Оц1.
Следовательно, в конце реза на участке
длиной I между последней клетью стана
и ножницами полоса удлинится на величину
△ / = △/, — Д/о,
и в ней возникнут растягивающие напряже-
ния, равные
а=-у-Е, (197)
где Е — модуль упругости, равный для стали
при температуре конца прокатки (800°) приб-
лизительно 4500—5500 кг/мм2. Эти напряже-
ния, особенно при резании готового проката,
не должны превосходить предела упругости.
По этим напряжениям подсчитывают допол-
нительную нагрузку на ножи и на привод ле-
тучих ножниц.
Заметим, что с учетом одновременного дей-
ствия напряжений сдвига и растяжения в ме-
сте реза конец резания наступит несколько
раньше принятого в расчете. Поэтому и фак-
тические растягивающие напряжения будут
несколько меньше расчетных. Более подроб-
ные данные об усилии резания в летучих
ножницах см. [159].
§ 13. Мощность двигателя летучих ножниц
Мощность двигателя ножниц, ра-
ботающих в режиме запусков, оп-
ределяют исключительно из условий разгона
движущихся масс ножниц, поскольку требуе-
мое время разгона весьма мало и в отдельных
случаях доходит до 0,1 сек. В этом случае уси-
лия резания не влияют существенно на мощ-
ность двигателя.
Мощность двигателя непрерыв-
но вращающихся ножниц, рабо-
тающих с маховиком, определяют по
средней величине мощности резания за время
I сек. между двумя последовательными реза-
ми:
Ы=-Л—^л.с., (198)
75 /
где Л — работа резания, определяемая урав-
нением (155), кем,
5 — коэффициент, учитывающий потери
на трение в механизме ножниц и
о воздух.
Для ножниц несложной конструкции можно
принять 5 = 5. Для ножниц со сложным ре-
дуктором и когда двигатель ножниц приводит
в движение также подающие ролики и другие
вспомогательные механизмы и особенно при
наличии механизма выравнивания скоростей,
сообщающего ножам неравномерную ско-
рость, можно принять 5 = 15 + 20.
Параметры маховика ножниц с
учетом малой продолжительности резания при
предварительном расчете определяют, исходя
из условия, что работа резания целиком обес-
печивается за счет уменьшения запаса кинети-
ческой энергии вращающихся масс ножниц.
Кинетическая энергия вращающихся масс при
данном числе оборотов в минуту решением
трех общеизвестных соотношений
Е = И (О =
2 6 30
определяется в виде
6Р*п*
7200
кгм.
Приравнивая работу резания А к разно-
сти запаса кинетической энергии вращающих-
ся масс ножниц в начале и конце реза, полу-
чим
6Р2
7200
/ 2 2\
(п —пк)кгм,
А
где СО2, п и Пк — приведенный к валу двига-
теля маховой момент вращающихся масс нож-
ниц и числа оборотов двигателя в начале и
конце реза.
Выражая при этом значение пк через допус-
тимое скольжение двигателя 5, исходя из
приближенного равенства
окончательно получим
7200/4 2
СО2 =-------------кгм2. (200)
П2 (25 — 52)
При найденном маховом моменте нагрузка
двигателя в период реза не превысит допус.
тимую. В случае, когда маховой момент нож-
ниц не постоянен, величина общего махового
момента привода должна быть более высокой
чтобы предохранить двигатель и редуктор от
динамических нагрузок, возникающих при из-
менении махового момента механизма нож-
ниц. В ножницах с механизмами, создающими
неравномерную скорость ножей подобно двух-
кривошипному механизму на рис. 304 маховой
момент привода в 20—25 раз больше подсчи-
танного по уравнению (200).
В табл. 49 даны характеристики привода не-
которых листовых летучих ножниц [95, 135].
Таблица 49
Характеристика привода двухбарабанных летучих ножниц
листовых непрерывных станов
Скорость м/сек Наибольший размер разре- заемого сече- ния Длина отрезае- мых кусков Ь м .Мощ- ность л. с. Способ син- хронизации с последней клетью стана
тол- щина мм ширина мм
2,5—5,0 8,5 750 2,3—9,2 От стана Гидравлическая передача
3,4—6,8 4,8 1800 3,4—13,52x150 Электрическая
4,1—8,2 — 1500 7,3—14,6 2X150 По схеме Лео- нарда
3,8—8,8 7,1 1900 2,5—10,0 2X150 —
4,4—10,0 9,5 800 3,4—6,7 2X120 —
5,2—10,4 3,2 960 3,0—9,0 2X100 Электрическая'
5,2—10,4 12,0 1200 3,4—13.5 2X150 . —
5,2—10,4 10,0 1220 4,3—17,0 2X150 — <
5,2-10,4 8,0 2300 3,4—6,8 2X150 —
5,3—10,6 6,0 1950 5,0—10,0 2x150 Гидравлическая передача
§14. Выбор основных параметров летучи^
ножниц
В зависимости от выбранного типа ножниц
основное число оборотов и радиус траекторий
ножей могут быть предварительно выбраньк
исходя из соответствующих уравнений и гра|
фика на рис. 302 с нижеследующими уточне]
ниями: |
1. Если заданные длины кусков меняются
от 7/мин до .Лмакс , то минимальную длину кус1
ков вовсе не обязательно отрезать при к = Н
Напротив, если вычисленный при этом радиуй
траектории ножей излишне велик, то с целы^
уменьшения его, куски минимальной длину
целесообразно отрезать с пропусками реза^
Наоборот, если радиус траектории ножей, ис^
хотя из прочности ножниц, мал, то с целые
увеличения его на каждом барабане двухба-
рабанных ножниц можно размещать по два
ножа (к = У2).
2. При горячем резании надо учитывать,
что полоса после остывания укорачивается
примерно в 1,015 раза.
3. Предварительно принятые основные дли-
ны кусков фактически будут несколько мень-
шими согласно условию, что при основном
числе оборотов ножей горизонтальная проек-
ция линейной скорости ножей в начале реза-
ния не должна быть меньше скорости полосы
(см. рис. 318).
ясоз?^ у0, (201)
где соз Ф1 определяется уравнением (196).
Таким образом, если, например, для двух-
барабанных ножниц длина кусков, отрезаемых
без пропусков реза, равна
1 = 2^/?-^- ,
V
то основная длина с внесением коррективов
по уравнению (201) будет
^осн.1 = 2 т: 7? соз ср!. (202)
ГЛАВА IV
ПИЛЫ ГОРЯЧЕГО РЕЗАНИЯ
§ 1. Назначение пил
Качественное резание ножницдми сложных
прокатных профилей без заметного смятия
кромок возможно лишь с применением фасон-
ных ножей, по и то не всегда (как, например,
для труб). Применение фасонных ножей на
практике, как правило, неудобно, особенно
при часто меняющемся сортаменте, и поэтому
в этих случаях применяют пилы. Наиболее
распространены пилы горячего резания для
крупных и средних сортов непрямоугольного
сечения: рельсов, балок, круглых профилей и
пр., тогда как мелкие сорта обычно разрезают
ножницами. Кроме обычных пил, у непрерыв-
ных трубопрокатных и трубосварочных ста-
нов применяют летучие пилы, которые, пере-
мещаясь со скоростью трубы, разрезают ее
на ходу.
Для горячего резания применяют обычно
дисковые пилы нормального типа, т. е. с ост-
рыми зубьями, отделяющими стружку.
Пилы трения с мелкими притупленными
зубьями на диске для горячего резания обыч-
но не применяют вследствие меньшей произво-
дительности и большого расхода энергии. Пи-
лы трения применяют в исключительных слу-
чаях, когда необходимо разрезание металла
в холодном состоянии. Пилы трения осуще-
ствляют резку металла нагревом силами тре-
ния до температуры плавления или сильного
размягчения.
§ 2. Усилие и мощность резания
Окружное усилие на диске пилы во
время резания может быть выражено
Т = ртз-1-г ( 203)
где р — давление резания, отнесенное к 1 мм2
сечения снимаемой стружки, кг\
т—толщина стружки, снимаемая каждым
зубом пилы, лш;
5 — ширина прореза, мм\
I — длина дуги соприкосновения диска с
разрезаемым металлом (рис. 319) х
мм:,
I — шаг зубьев на диске пилы, мм.
Рис. 319. Разрезаемое пи-
лой сечение
Определим теперь это окружное усилие в
зависимости от окружной скорости диска V
м/сек и скорости подачи и мм!сек в горизон-
тальном направлении. Количество зубьев,
проходящих по разрезанному металлу в тече-
1000о „
ние 1 сек. будет —-— , каждый зуб при этом
разрежет сечение площадью гп1 мм2. Пло-
щадь сечения, которая разрезается в течение
1 сек., тогда выразится следующей формулой
/ — . ЮООу мм2/сек
или
/ = иН мм2/сек,
где И — высота сечения разрезаемой полосы.
Подставляя значение — согласно этому
уравнению в уравнение (203), получим [62]:
Т = рз —------кг (204а)
г 1600 с» ' 7
или
Т = р5-^-кг. (2046)
Мощность, необходимая для вращения
диска, определится из уравнения:
----- = 08 —'-----л. с.
75 г 75000
или
(205а)
(2056)
рзИи
75000
Л.С.
Из этих уравнений можно видеть, что вели-
чина, представляющая собой давление реза-
ния, отнесенное к 1 мм2 сечения снимаемой
стружки, численно равна удельному расходу
работы при резании (в кг. мм), отнесенному
к 1 мм3 объема металла, вырезанного диском
пилы, т. е.
р = а =-------кг • мм/мм3. (206)
Эта величина главным образом зависит от
механических свойств разрезаемого металла,
в том числе и от его температуры, а также
от состояния и формы зубьев диска пилы, его
осевого биения, скорости резания, высоты раз-
резаемого сечения и т. п. Значение этой вели-
чины можно правильно определить лишь на
основании опытных данных.
На рис. 320 приведены кривые удельной
работы резания в зависимости от температу-
ры, построенные на основании эксперимен-
тальных исследований в производственных ус-
ловиях 195, 135, 160]. Для сравнения тонкими
штрихпунктирными линиями показаны анало-
гичные кривые, полученные на лабораторной
пиле [135]. По сравнению с производственными
они дали результаты, заниженные в 2—3 раза.
При резании дуралюмина марки Д-16 по
данным [135] удельная работа резания равна',
в холодном состоянии 62 кгм/мм3, при 320° —
42 кгмм/мм3.
Рис. 320. Удельная работа резания
а кг . мм/мм3 на дисковых пилах в зависи-
мости от температуры резания в произ-
водственных условиях стали 20 и стали
марки 45. Тонкие штр.ихпунктирные кри-
вые соответствуют лабораторным иссле-
дованиям
Окружная скорость диска опре-
деляется его прочностью. Для пил горячего
резания она берется около 80—100 м!сек при
диаметре диска 1000 мм, и 100—120 м/сек при
диаметре 2000 мм, а у пил трения—до
125 м/сек. Прочность диска определяется мак-
симальным тангенциальным напряжением на
внутренней поверхности от действия центро-
бежных сил. При расчете напряжения за диа-
метр внутренней поверхности условно можно
принять диаметр расположения отверстий для
крепления диска.
Производительность пил/ мм2/сек,
применяемая на практике, приведена в табл.
50.
Таблица 50
Производительность пил диаметром 1350—1800 мм
при горячем резании
Разрезаемый металл Температура | резания, °С । Производи- тельность мм?/сек.
Сталь (0,1-:-0,2% С) . . . 750—900 2000—3000
То же . I 900—1000 3000—4000
» » . 1000—1100 4С00—6000
Дуралюмин (Д16) . . . . 300 8000—12000
§ 3. Усилие и скорость подачи
Усилие подачи диска согласно рис.
321 равно
<3 = К соз а — Т 51П а. (207)
Окружная сила Т может быть найдена по
уравнению (204 а) или (204 б), а радиальная
сила В на основании опытных данных [135] мо-
жет быть принята равной: для горячего реза-
ния стали Я = (8~Н5) Т; для горячего и хо-
лодного резания дуралюмина 7? = 5Т.
Рис. 321. Усилия на диске пилы при ре-
зании
Указанные значения силы следует рас-
сматривать как средние, поскольку из-за (прак-
тически имеющегося) биения диска в течение
оборота усилия подачи весьма непостоянны.
Скорость подачи диска и определя-
ется в зависимости от высоты сечения И, раз-
резаемой полосы и производительности пилы
/ (см. табл. 50)
и = . (208)
Поскольку высота сечения не является по-
стоянной, скорость подачи должна регулиро-
ваться в необходимых пределах, практически
обычно в пределах 10^-300 мм!сек.
§ 4. Конструкция пил
Обычные пилы горячего резания в зависи-
мости от способа подачи диска делят на три
типа: маятниковые, рычажные и салазковые.
Маятниковые пилы (рис. 322) в на-
стоящее время не изготовляют, так как они
имеют ограниченный ход диска.
Рис. 322. Схема
маятниковой пи-
лы:
1 — ДИСК ПИЛЫ;
2 — маятник; 3 — ось
качания маятника;
4 — станина; 5 — дви-
гатель
Рычажные пилы (рис. 323) при боль-
шой производительности в настоящее время
также почти не изготовляют. Один из недо-
статков этих пил — более затрудненные усло-
вия удаления стружки из надреза и сбивание
Рис. 323. Схема рычажной пилы:
1 — качающаяся рама; 2.— диск пилы;
3 — ось качания рамы; 4 — двигатель
ее водой высокого давления с зубьев диска.
Поэтому с учетом простоты конструкции ры-
чажные пилы могут быть рекомендованы лишь
при отрезании проб от полос малого сечения.
Салазковые пилы (рис. 324) наиболее
Рис. 324. Салазковая дисковая пила:
1 — станина; 2 — рама диска (салазки); 3 — диск; 4— двигатель диска; 5 — механизм подачи диска; 6 — на-
правляющие движения пилы вдоль рольганга; 7 — двигатель; 8 — реечная шестерня
18 А. И. Целиков и В. В. Смирнов
распространены. Режущий диск 3 устанавли-
вают на раме 2, перемещающейся в сторону
рольганга механизмов подачи 5 по направля-
ющим скольжениям или по роликам. В отно-
шении срока службы диска весьма важно,
чтобы направление его перемещения точно со-
впадало с его плоскостью. Направляющие
скольжения в связи с их износом этому усло-
вию удовлетворяют хуже. Поэтому исполнение
пилы на роликовом ходу (см. рис. 325) с при-
ГОСТ 5579—50 приведены в табл. 51 и на рис
324.
Размеры диска пилы находятся в
следующем соотношении _______
5 = (0,18-4-2,0)]/"О мм,
где 5 и Р — толщина и диаметр диска.
Переточка диска по диаметру составляет
около 5 -Н0%.
Из числа различных форм зубьев для горя-
Рис. 325. Передвижная салаз-
ковая пила 2000 (СКМ31
менением также боковых роликов, фиксирую-
щих раму от бокового смещения, более целе-
сообразно. Если полоса разрезается одновре-
менно несколькими пилами, то соответственно
различной длине отрезаемых кусков пилы де-
лают перемещающимися вдоль рольганга по
направляющим 6 от самостоятельного двигате-
ля 7 через реечные шестерни 8 (рис. 324).
Основные параметры дисковых пил согласно
Таблица 51
Основные параметры дисковых пил по ГОСТ 5579—50
(см. рис. 324)
Диаметр диска Толщина диска, мм Ход диска, мм Расстояние от цен- тра диска до ролика рольганга Н, мм Диаметр дискодер- жателя (наиболь- ший) Лх, мм Разрезаемый металл
Л макс., мм Ъ макс, мм
номиналь- ный, мм наименьший после пере- точки, мм при Л наименьшем при Л номи- нальном
1000 900 6 800 410 500 120 450 470
1200 1080 7 1С00 490 570 160 560 600
1500 1350 8 1200 625 750 200 660 740
18С0 1620 9 1400 760 900 260 730 880
2000 1800 10 1500 850 900 350 730 930
чего резания стали наиболее выгоден профиль
с Формой волчьего зуба (рис. 326).
Для улучшения условий резания целесооб-
разно ширину зуба делать увеличивающейся
в сторону его вершины.
Рис. 326. Наиболее употребительная
форма зубьев у пил горячего реза-
ния стали
Материал диска — обычно сталь с аъ =80-—
95 кг/мм2 и 8 = 12—13%.
С повышением удлинения при том же о* срок
службы диска увеличивается.
Применяют также диски из стали с при-
месью марганца (0,3—1,25% Мп), в частно-
сти сталь 65Г и никелевые стали (1,5—2% №),
менее склонные к образованию трещин. Для
увеличения стойкости зубьев в последние го-
ды широко применяют их закалку (обычно
электроконтактным способом).
Но первостепенное значение для устранения
преждевременного растрескивания диска (по
данным Уральского политехнического инсти-
тута) имеет точное центрирование диска и
правильная заточка зубьев, исключающие не ,|
только общее радиальное биение диска, но и '
местные отклонения режущих вершин зубьев |
от строго концентричного расположения. Так-
же важно, чтобы степень закалки всех зубьев ‘
была строго одинаковой. Зубья у впадин еле- 1
дует сопрягать по окружностям, уменьшаю-
щим концентрацию напряжений.
Для резания алюминиевых сплавов приме-
няют диски -со вставными зубьями.
Срок службы дисков определяется при-
мерно 5—10 тысячами резов, или около 50—
100 м2 разрезанного сечения, после чего появ-
ляются радиальные трещины, распространя-
ющиеся от периферии к центру, и диск прихо-
дит в негодность.
Крепление диска на валу осуществля-
ется планшайбой. Необходимо плотное зажа-
тие диска планшайбой по ее периферии (рис.
327).
Рис. 327. План-
шайба для крепле-
ния диска пилы
(Н. А. Соболев-
ский)
Охлаждение диска должно совме-
щаться с одновременным смыванием налипаю-
щей на зубьях стружки. Поэтому рекоменду-
ется при зубьях с положительным передним
углом резания использовать воду с давлением
6—10 атм, а при зубьях с отрицательным уг-
лом (см. рис. 326) особенно при тяжелом ре-
жиме работы у больших пил до 20—35 атм.
Кроме того, вода высокого давления охлажда-
ет диск более интенсивно. Схема подвода воды
к диску показана на рис. 328.
Рис. 328. Схема подвода воды для
охлаждения диска и сбивания стру-
жки с зубьев
Привод диска выполняется с клиноре-
менной передачей (см. рис. 324) или с переда-
чей через муфту с расположением двигателя
на оси диска. Поскольку регулировать число
оборотов диска не приходится, применяют
асинхронные двигатели. Для выравнивания
нагрузки на валу диска часто устанавливают
небольшой маховик с маховым моментом
100—300 кгм2 для пил с диаметром диска око-
ло 1700 мм.
Привод механизма подачидиска
осуществляют обычно от шунтового двигателя
с регулируемым числом оборотов. У больших
пил обычно величина подачи автоматически
регулируется в функции нагрузки двигателя
диска.
ГЛАВА V
ПРАВИЛЬНЫЕ МАШИНЫ
§ 1. Типы правильных машин
Металл при выходе из валков прокатного
стана часто немного искривляется и в неко-
торых случаях коробится во время охлажде-
ния, Поэтому большей частью у прокатного
стана предусматривают специальные маши-
ны для правки металла, называемые правиль-
ными машинами.
Существует четыре типа правильных машин:
1. Правильные прессы.
2. Роликовые сорто- и листоправильные ма-
шины с параллельными роликами.
3. Ротационно прутково- и трубоправильные
машины с косо расположенными роликами.
4. Растяжные правильные машины.
Машины второго и третьего типов наиболее
распространены. По сравнению с другими они
наиболее производительны и проще обеспечи-
вают механизацию.
В дополнение к этому можно отметить, что
так называемые дрессировочные и прогладоч-
ные етаны в значительной мере также являют-
ся средствами правки холоднокатаных листов.
. § 2. Правильные прессы
/Правильные прессы из-за трудоемкого об-
служивания их и малой производительности
применяются редко, лишь для правки крупных
балок, рельсов и труб диаметром более 200^
300 мм. Причем рельсы на прессах проходят
лишь выборочную дополнительную правку в
случае некачественной правки на роликовых
машинах.
Правильные прессы выполняют обычно кри-
вошипными. В вертикальном прессе для прав-
ки труб на рис. 329 металл правится между
верхним подвижным бойком и двумя нижними
неподвижными. Подобные же прессы применя-
ются и для правки рельсов.
На рис. 330 показан горизонтальный пресс
для правки балок, установленный в линии
рольганга после роликоправильной машины.
Пресс правит балки и швеллеры только в го-
ризонтальной плоскости, поскольку ролико-
правильная машина не обеспечивает надеж-
ной правки в этом направлении. Левая линей-
ка 1 устанавливается винтом в зависимости
от размера сечения металла. Правая линейка
2 от кривошипного механизма совершает не-
прерывно возвратно-поступательные движе-
ния (ход 50 мм). В зависимости от направле-
ния кривизны металла реечным механизмом 3
поднимается левая призма 4 или правая 5, ко-
торые, прижимая металл 6 к выступам на кон-
цах линеек, осуществляют правку. Основное
достоинство этого пресса в том, что правка
происходит на ходу при медленном движении
металла через пресс.
Рис. 329. Правильный пресс на 500 т
Рис. 330. Схема и конструкция горизонтального пресса для правки балок:
1 и 2 линейки пресса; 3— реечный механизм подъема призм 4 и 5; 6- -правящийся металл
§ 3. Теория правки на прессе
На прессе путем изгиба между двумя опо-
рами выборочно выправляют искривленные
Участки полосы. Полагая, что при пластиче-
ском изгибе, как и при упругом, поперечные
сечения полосы остаются плоскими, деформа-
ции полосы по сечению считаем пропорцио-
нальными расстоянию г от нейтральной оси.
В этом случае характер распределения напря-
жений изгиба в полосе (рис. 331) будет подоб-
ным диаграмме «напряжение — деформация»
при растяжении и сжатии. В пределах рас-
стояний г0 от нейтральной оси деформации
будут упругими, а за пределами 7о — пласти-
ческими.
Для упрощения исследования процесса
правки будем пренебрегать упрочнением, по-
лагая материал полосы идеальным упругопла-
стичным, а напряжения в зоне пластических
Рис. 331. Эпюра напряже-
ний при упруго-пластиче-
ском изгибе
деформаций постоянными и равными пределу
текучести (рис. 332, а и б)
Рис. 332. Эпюры напряжений изгиба иде-
ального упруго-пластичного материала:
а — упруго-пластический изгиб; б — пластический
изгиб; в — упругий изгиб
В этом случае момент внутренних сил при
изгибе выразится формулой:
2р Л,2
М = 2 } сг(1Р + 2 У авг(1Е.
о х.
Выражая о через предел текучести, получим
(209)
Выражение в скобках представляет собой
упруго-пластический момент сопротивления:
первый член — момент сопротивления (П71)
упругого ядра; второй — удвоенный статисти-
ческий момент (51) площади пластической
зоны полусечения относительно нейтральной
оси. Следовательно,
М = зД№' + 5'). (210)
Для прямоугольного сечения шириной Ь это
уравнение примет вид
визной у, (рис. 333) ее следует изогнуть в об.
ратную сторону с такой кривизной —, которая
I
I
I
Рис. 333. Радиусы кривизны вы-
прямляемой полосы в зоне деформа-
ции
после снятия нагрузки уничтожится действи-
ем упругих сил, и полоса станет прямой. Что-
бы определить изгибающийся момент, требу-
ющийся для правки полосы, надо знать вели-
чину 20 в уравнении (211), которая зависит
от деформации .волокон.
Деформация волокон при изгибе пропорци-
ональна приращению первоначального угла ф
между двумя сечениями, перпендикулярными
к нейтральной линии. На расстоянии х от ней-
тральной линии относительная деформация
будет
*(? + ?!)
(Г—2)ф
где ч>1 — угол между сечениями при изгибе в
обратную сторону. Пренебрегая в знаменате-
ле значением г по сравнению с г и учитывая,
что
Г Ф = р
получим выражение полной деформации при
изгибе
(212)
Л4 = а & /—
5 \ 4
(2И)
Рассмотрим теперь самый процесс правки.
Чтобы выпрямить полосу с исходной кри-
Эпюры этих деформаций в виде горизонталь-
ных отрезков между сечением АА до деформа-
ции и сечением Л1Л1 при изгибе в обратную
сторону (см. рис. 333) утрированно, показаны
на рис. 334.
Полная деформация слагается из упругой
й остаточной, характеризуемых эпюрами
д{Д2ВС и ЛЛгВ, поскольку горизонтальные
расстояния между линиями А2В и А1С равны
деформациям при пределе текучести. Эпю-
ры напряжений пропорциональны упругим де-
формациям, и потому их нет нужды изобра-
жать отдельно. Следовательно, например,
эпюра А1А2ВС в определенном масштабе (мо-
дуля упругости) является одновременно эпю-
рой напряжений, показанной на рис. 332, а.
Рис. 334. Совмещенные эпюры напряжений
и деформаций при изгибе
При снятии нагрузки полоса распрямляется
и сечение из положения А1А1 переходит в по-
ложение А3А3, перпендикулярное нейтральной
линии. В полосе при этом возникнут оста-
точные напряжения упругого сжатия, характе-
ризуемые эпюрой А2АзД и упругого растяже-
ния, характеризуемые эпюрой ИВС. Попут-
но заметим, что моменты этих эпюр относи-
тельно точки С между собой равны из условий
равновесия сечения А3А3.
МрВС. (213)
Возвращаясь непосредственно к задаче оп-
ределения момента правки, заключаем, что
этот момент по уравнению (211) выражается
моментом эпюры Л1Д2ВС относительно точ-
ки С и численно равен также моменту эпюры
А1А3С относительно той же точки, поскольку
при снятии нагрузки, как было условлено, по-
лоса распрямляется и сечение А1А1 действием
Упругих сил переходит в положение А3А3:
^А±АЯВС = ^А,А3С* (214)
Этот последний момент упругих сил по из-
вестной формуле сопротивления материалов
равен
М= —, (215)
р
где I и Е — момент инерции и модуль упруго-
сти.
С учетом того, что при 2 = 20, относитель-
ная деформация равна
(216)
(212) бу-
(217)
значение 20 на основании уравнения
дет:
_ - -------------------
°" Е •
Г Р
Это значение после подстановки р из урав-
нения (215) дает возможность по уравнению
(211) определить окончательно момент для
правки полосы.
При правке сильно искривленной полосы
координата 2.0 по сравнению с Н/2 мала и в оп-
ределении момента может не учитываться. Из-
гибающий момент в этом случае будет макси-
мально возможным (см. рис. 332, б):
М = = (218)
где 5 — пластический момент сопротивления,
равный удвоенному статистическому моменту
полусечения полосы.
Наоборот, при правке слабо искривленной
полосы координата г0 простирается почти на
все полусечение, и изгибающий момент может
быть принят минимальным (см. рис. 332, в):
(219)
где П/ — момент сопротивления при упругом
изгибе.
Например, для прямоугольного сечения
5 = > (220)
и, следовательно, в зависимости от кривизны
полосы значение М может меняться от
до М5 — 1,5^4^ согласно диаграмме на рис.
335. Причем необратимая энергия деформации
при правке характеризуется заштрихованной
। частью диаграммы. Для различных сечений
I отношение 5 : № следующее:
Прямоугольник........................1,5
Круг.................................1,7
Квадрат по диагонали.................2,0
Равносторонний треугольник...........2,37
Угловое железо.......................1,4—1,6
Двутавровая балка (лежа).............1,5—1,6
Швеллерная балка (лежа)..............1,1—1,2
Рис, 335. Зависимость изгибающего момента от
суммарной кривизны
§ 4. Теория правки на роликовых машинах
Правильная машина состоит из п роликов,
расположенных в шахматном порядке (рис.
336). Если бы исходная кривизна полос была
строго постоянной, их правка не представляла
бы особых затруднений. Основные затрудне-
ния связаны с устранением неравномерности
исходной кривизны полосы. Этим и определя-
ется характер правки полосы, основанной на
Рис. 336. Схема расположения ро-
ликов правильной машины
последовательных перегибах полосы обычно
более резких между начальными роликами и
менее резких на последних роликах.
В принципе правка может быть достигну-
та самым различным образом в отношении
величины и распределения деформаций, созда-
ваемых в полосе отдельными роликами. Для
анализа сущности процесса правки рассмот-
рим этот процесс по двум условно обособлен-
ным вариантам: с минимальными и повышен-
ными деформациями.
Первый вариант правки предла-
лагает относительно малые и постепенно
уменьшающиеся от ролика к ролику деформа-
ции в полосе (рис. 337) [135].
Рис. 337. Эпюры деформаций и
напряжений в сечениях полосы
у различных роликов при прав-
ке с минимальными деформа-
циями
Допустим, что исходная кривизна полосы мо-
^ет меняться в пределах от 0 до ± —, где
знаки плюс и минус означают выпуклости вниз
и вверх. Проанализируем влияние на процесс
правки величины деформации, создаваемой
вторым и третьим роликом (рис. 337) [135].
Первый перегиб полосы под радиусом р0,
совершаемый вторым роликом, допустим, вы-
бран таким, чтобы выпуклая вверх кривизна
полосы — уничтожилась. Этот процесс иллю-
го
стрирован эпюрой деформаций и напряжений
над вторым роликом, аналогично изображен-
ной на рис. 334. Причем для сокращения обоз-
начении и изложения принято — = 1, так как
в этом случае деформации поверхностных сло-
ев согласно уравнению (212) численно совпа-
дают с кривизнами.
Следуя сплошной криволинейной стрелке
т, сечение 0 искривленной полосы при входе
под второй ролик поворачивается в положение
1, Согласно уравнению (212) это будет соот-
ветствовать максимальной деформации наруж-
ных волокон:
А / 1 . 1 \
8 == ------1---| .
2 \ г9 )
При выходе из-под ролика кривизна упру-
гого изгиба пропадает, полоса распрямляется
и сечение переходит в вертикальное положе-
ние 2, при котором моменты относительно точ-
ки С заштрихованных эпюр взаимно равны:
Мвсо = ^Р2Ла • (222)
Сечение 21 участков полосы с выпуклой вниз
кривизной — при прохождении под вторым
го
роликом положения не меняет. Поэтому
к третьему ролику полоса подходит лишь с
выпуклой вниз кривизной в пределах от 0 до—.
Выпуклая вниз максимальная кривизна —
третьим роликом уничтожается, аналогично
действию второго ролика, изгибом полосы под
радиусом упругого изгиба р0. В этой части
эпюры для них являются зеркально отражен-
ными. Однако при этом прямолинейные участ-
ки полосы за третьим роликом получают кри-
визну —, т. е., следуя пунктирной стрелке п,
сечение из исходного вертикального 2 через
положение 1 приходит в положение 2 харак-
теризуемое равенством моментов эпюр СОИ1 и
В'&Аъ относительно точки С,
Мспп' = ^г'2'Л,- (223)
Четвертый ролик установлен так, что оста-
точная максимальная кривизна — , уничто-
Г1
жается изгибом полосы под радиусом упруго-
го изгиба р1. Однако прямолинейные участки
1
полосы получают кривизну — соответственно
Г2
тому, что сечение 2, следуя пунктирной стрел-
ке п, перейдет в положение 21, при котором со-
блюдается условие (223).
Аналогично этому пятый ролик изгибом
полосы под радиусом р2 устраняет кривизну
1
— , но прямолинейные до этого участки поло-
г 2
1
сы получают кривизну — и т. д.
гз
Из рассмотренного процесса правки видно,
что деформация в направлении к последним
роликам постепенно убывает, как показано на
рис. 336. Причем правильной машиной идеаль-
ная правка не обеспечивается, а происходит
лишь постепенное уменьшение неравномерно-
сти кривизны, характеризуемое уменьшением
отрезков 2—21,
Эффективность правки может быть повыше-
на за счет увеличения числа роликов правиль-
ной машины или при применении более высо-
ких деформаций главным образом на втором и
третьем роликах. В этом случае уменьшение
длины отрезков 2—2' будет происходить более
интенсивно.
Второй вариант правки иллюстрирован схе-
мой, представленной на рис. 338, где для боль-
шей простоты рассмотрения высокие деформа-
ции предусмотрены лишь на втором и третьем
роликах.
Следуя стрелкам т и п сечения 0 и О1, ха-
рактеризующие пределы исходной кривизны,
при входе под второй ролик резким изгибом
полосы поворачиваются в положение 1.
При выходе из-под ролика сечения 0 и 0х
под действием упругих сил переходят в поло-
жения 2 и 21, для первого из которых соблюда-
ется условие (222), а для второго— анало-
гичное условие в виде
^вгсаг “ (224)
Для третьего ролика эти сечения 2 и 21 стано-
вятся исходными и обозначены через 0 и 0х-
Следуя стрелкалМ тип, они переходят через
положение 1 в положения 2 и 21, при которых
также соблюдаются условия (222) и (224).
Для четвертого ’ ролика эти сечения 2 и 2Л
становятся исходными и обозначены через 0 и
О'. Деформация под четвертым роликом вы-
брана такой, что после этого ролика сечение О
переходит в вертикальное 2 (полоса в этом ме-
Рис. 338. Эпюры деформаций и напряжений в сечениях полосы при правке с резкими перегибами на вто-
ром и третьем роликах
сте распрямляется), а сечение 0' займет поло- ]
жение 2' согласно условию (224). ’
Пятый и последующие ролики продолжают |
правку по первому варианту.
Полученное в этом втором варианте правки
более резкое сужение неравномерности кри-
визны, выражаемое уменьшением отрезков
2—2', объясняется нелинейной зависимостью
между суммарной деформацией изгиба и де-
формацией упругого изгиба. В силу такой за-
висимости неравномерность исходной кривиз-
ны при резкой деформации меньше влияет на
неравномерность кривизны упругого изгиба.
Суть этого положения поясняется на рис. 339
примерами неполной правки полосы, при кото-
рых эпюры напряжений построены на вертика-
ли и потому не искажены. Исходные кривизны
полосы, отмеченные сечениями 1,1х и I77, отли-
чаются между собой на одинаковую величину,
т. е. отрезки 1—I7 =* I7—I77 (рис. 339, а). При
распрямлении эти сечения займут вертикаль-
ное положение 0, при котором площади эпюр
напряжений, построенных на !вертикали ОС,
будут отличаться лишь положением точек В,
В' и В". При снятии нагрузки действием упру-
гих сил сечения займут положения 2, 2' и 2",
для первого из которых выполняется условие
(222), а для остальных это же условие с уче-
том индексов в обозначениях.
Отрезки 0—/, 0—/7, 0—Г' в известном мас-
штабе (или при — = 1) представляют исход-
ную кривизну полосы —, а отрезки 0—2, 0—2',
г
О—2" — кривизну упругого изгиба—. Одина-
Р
ковым приращениям 1—Г и Г—1" исходной
кривизны соответствуют неодинаковые и с ро-
стом кривизны уменьшающиеся приращения
В'В С и В7В"С площади эпюры напряжений.
Соответственно этому и приращения 2—2' и
2'—2" кривизны упругого изгиба будут также
уменьшающимися и стремящимися к нулю с
ростом исходной кривизны. Следовательно, за-
1 „ 1
висимость — и — примет вид кривой, пред-
ставленной на рис. 339, б.
Из рис. 339, б теперь ясно видно, что кри-
визна — упругого изгиба более постоянна при
Р
Рис. 339. Эпюры деформаций и напряжений при неполном распрямлении полосы
с различной исходной кривизной (а) и зависимость кривизны — упругого изгиба
1 Р
от исходной кривизны “(б)
больших значениях исходной кривизны и в
этом случае первоначальная неравномерность
кривизны за счет большей деформации уст-
раняется более полно.
Следовательно, можно заключить, что про-
цесс правки будет эффективней, когда полосе
сообщается более высокая деформация осо-
бенно вначале, главным’' образом у второго и
третьего ролика. Это имеет значение для ма-
териалов, не имеющих ярко выраженного пре-
дела текучести в виде горизонтальной площад-
ки, которые труднее поддаются правке.
§ 5. Предельные значения кривизны упругого
изгиба
Если тем же способом, что и на рис. 339,
распрямлять полосу с очень большой исход-
ной кривизной, отмеченной сечением АС (рис.
340), то величина площади, полученной при
этом эпюры напряжений, будет предельно воз-
можной. Следовательно, отклонение сечения
из положения АХС в положение А^С действием
упругих сил при снятии нагрузки будет также
максимально возможным. Соответствующее
этому максимальное значение кривизны
того изгиба определится из равенства
жений (218) и (215) согласно условию
1 __
7Г
упру-
выра-
(214)
(225)
Практически минимальное значение кривиз-
ны упругого изгиба будет при распрямлении
полосы с исходной кривизной, отмеченной се-
чением А2С. В этом случае остаточных дефор-
Рис. 340. к определению максимальной
кривизны упругого изгиба
из условий равновесия моментов внешних сид
сначала относительно первого сечения, а за~
тем второго и третьего сечений
л= (232)
1 ’
Рг = - (233)
р — - 8^5 (234)
—
Давление Р3 является максимально возмож-
ным для роликов правильной машины.
Давления на трех последних роликах анало-
гичным путем определяются из условия (231).
маций нет и при снятии нагрузки сечение из
положения Л1С возвращается в исходное Л2С.
Следовательно, минимальное значение кривиз-
ны упругого изгиба определится из уравнений
(215) и (219).
1
Из уравнений (225) и (226) следует, что
1 _ 5 1
ро Г ’ ’
Для прямоугольного сечения
1 = А
и, следовательно,
1 =15 1 = 3
Р^г /г Е
(227)
(228)
(229)
§ 6. Давление на ролики правильной
машины [135]
Давление на ролики должно определяться
в зависимости от принятого распределения де-
формации металла на отдельных роликах.
Практически значения изгибающих моментов
в полосе можно принять на втором и третьем
и четвертом роликах равными (см. рис. 336):
м = М3 = М. = , (230)
X О 4 о о ' 7
а на трех предпоследних роликах равными
= = (231)
На остальных роликах, кроме первого и по-
следнего, значения изгибающих моментов мож-
но принять промежуточными. Тогда давления
Рь Р2 и Рз на первые три ролика определятся
о - 2Л^ (235)
р _ 1 > (236)
р . 8ЛУ п — 2 ~ * (237)
Давления на промежуточные ролики прини-
маем средними между Р3 и Рп__2
§ 7. Мощность привода роликоправильных
машин
Значение этой мощности равно:
1
75 т]
Л. с.,
(238)
где Мп — приложенный к роликам момент
правки, затрачиваемый на пласти-
ческую деформацию металла, кгм;
%Р— суммарное давление на ролики, кг;
} — коэффициент трения качения роли-
ков по полосе в м, который учиты-
вает также и трение скольжения в
случае правки сортового металла;
при правке листов / ~ 0,8 мм
(0,0008 м); при правке сорта в
зависимости от формы профиля
0,8—1,2 мм (0,0008—0,0012 м);
ц — коэффициент трения в подшипниках
роликов; при подшипниках качения
м = 0,005, при подшипниках сколь-
жения ц = 0,05—0,07;
(1 и 7) — диаметры цапфы (или подшипника)
и бочки ролика, м, »
у и т] — скорость правки, м!сек, и к. п. д. пере-
дачи.
Момент правки определяется, исходя из
мощности правки ТУп, которая равна сумме
произведений изгибающих моментов М1 на
угловую скорость изгиба полосы с остаточ-
ной кривизной —.
ГI
= Е М1 ш1 = 1М1 кгм/сек.
Это выражение и дальнейшие выводы обус-
ловим предположением, что к очередному ро-
лику полоса поступает свободной от каких-
либо остаточных напряжений.
Приложенный к роликам момент правки ра-
нен мощности, деленной на угловую скорость
роликов
Л4П =
(239)
2» 2 ‘ ц
В части определения суммы уравнения
(239) надо полагать правильным исходить из
того, что применяемые в практике режимы
правки могут быть весьма различными: с нео-
динаковым качественным и количественным
распределением кривизны полосы на отдель-
ных роликах в зависимости от принятого спо-
соба регулирования роликов (см. ниже), кон-
структивных возможностей использования
преимуществ правки с более высокими дефор-
мациями и т. д. Предложенные в литературе
методы определения суммы правой части урав-
нения (239) обычно не учитывают дифферен-
цированно фактических отличий в режимах
правки, что затрудняет рекомендацию их для
практического пользования. Кроме того, неко-
1
торыми авторами в значения кривизны —
1) форма, характеризуемая однозначной
кривизной, свойственная обычно несимметрич-
ным профилям, как, например, рельсы, швел-
леры и др, которые из-за неравномерного ох-
лаждения по сечению приобретают дугообраз-
ную форму; подобную форму могут иметь
иногда также короткие горячекатаные листы и
слябы, которые, учитывая их малую длину,
плохо распрямляются на стеллаже или роль-
ганге под действием собственного веса;
2) волнообразная форма, характеризуемая
знакопеременной кривизной, свойственная
обычно симметричным профилям при большой
длине.
Правка полосы с однозначной
„ 1
кривизной — при идеальном постоянст-
го
ве кривизны могла бы осуществляться всего
между тремя роликами. Однако с учетом воз-
можной ее неодинаковости в зависимости от
требуемого качества правки и других факто-
ров практически добавляется большее или
меньшее число роликов. При правке полосы с
выпуклой вверх кривизной остаточные дефор-
мации согласно сплошной ломаной линии А
на рис. 341, будут сообщаться полосе, начиная
со 2-го и кончая п — 2 роликом. Соотвётству-
1 1
ющие значения остаточной кривизны —, —
г3
и т. д. на этом рисунке обозначены согласно
номеру ролика1.
Полагая для упрощения, что изгибающий
момент во всех случаях равен [согласно
уравнению 218)], уравнение (239) согласно
А
Рис. 341. Графическое изображение остаточной кривизны поло-
сы на различных роликах при правке
включается наряду с остаточной кривизной
также и кривизна упругого изгиба, что соглас-
но рис. 335 является принципиально невер-
ным. Поэтому ограничимся для примера тео-
ретическим обоснованием значений суммы
Уравнения (239) применительно к первому ва-
рианту правки.
Начальную форму полосы практически мож-
но свести к двум основным видам:
рис. 341 примет следующий вид:
= +2~ +
2 ° \ Г о Г2
+ 2— +•.. +2——) (240)
________ Гп — 2 /
1 Фактически остаточная кривизна может быть и на
п — 1 ролике, но во всех случаях ее за незначитель-
ностью учитывать нет надобности.
или
п— 2
м,=4М—+2 Е —) • (240а>
2 Л \ г0 г{ )
2 ‘
Удвоение кривизны в этих уравнениях со- !
ответствует тому, что кривизна перед каждым !
роликом возрастает от нуля и опять убывает <
до нуля за роликом.
Значения кривизны— на рис. 337 после вто-
Г1
рого ролика характеризуются отрезками 2—2'.
Хотя значения их на различных роликах нео- <
динаковы, но они не должны превышать для ;
полосы прямоугольного сечения величины |
1 1 0,44 о» , 5
-<0,15— = ——^-, (241)
Г/ р5 ЛГ ;
которая с учетом уравнения (229) получена из I
уравнений (211) и (215) в предположении, |
1 <г I
что кривизна — весьма велика. Так как пра- '
го
вая часть уравнения (241) относительно мала,
1
то уточнять значение — в меньшую сторону
практически нет надобности.
При правке с многократными более сильны-
ми перегибами полосы эту сумму значений
кривизны следует на основе изложенного под-
считать с учетом фактически принятой резко- .
сти перегибов без учета кривизн упругого из-
гиба. Правка полосы с выпуклой вниз кривиз-
ной будет отличаться лишь тем, что деформа-
ция начнется не со 2-го, а с 3-го ролика
согласно пунктирной линии А7 на рис. 341.
Правка полосы со знакоперемен-
ной кривизной, меняющейся в пределах
от 0 до ± -------может рассматриваться как
гмин
правка полосы с условной кривизной, равной
среднему значению фактической кривизны.
— = --!—):2 = —!—
го \ гмин / 2гмин
(242)
кривиз-
можно
Так как направление этой условной
1 ИЛ
ны — неопределенно, то значение Мп
Г0
считать средним между результатами подсче- ;
та согласно линиям А и А7 на рис. 341.
п — 2
= + +2 У—). (243)
2 ° \ г0 г/ /
3
В части подсчета этого уравнения сохраня-
ются соображения предыдущего случая. При-
чем в случае правки с многократными резки-
ми перегибами по второму варианту макси*
мальные значения кривизны — не должны
приниматься больше, чем кривизна самого р0.
лика за вычетом кривизны упругого изгиба.
Значения исходной кривизны, которыми над0
задаваться при расчетах, отдельными автора*
ми оцениваются по-разному соответственно пре*
делам [161, 163 а]: для сортового металла г0^
(10 "^200) й; для листового г0 = (Ю^ 30) й и
более. Далее отметим, что хотя приведенные
расчеты и основаны на том допущении, что
свойства материала, подвергающегося правке,
соответствуют свойствам идеального упругого
пластического материала, однако для большей
точности желательно вместо значений поль-
зоваться истинными сопротивлениями дефор-
мации с учетом ее величины, скорости и темпе-
ратуры металла. Практически величину и ско-
рость деформации можно вычислять хотя бы,
исходя из наибольшей деформации наружных
волокон полосы, определяемой уравнением
(221).
Значение скорости деформации определится
уравнением
е 1
и =---------,
/д сек
где /д — время нарастания пластической де-
формации.
Изгибающие моменты вдоль полосы изменя-
ются по прямым (рис. 342,а) и примерно на
расстоянии 0,25 / от роликов, где кривизна ме-
няет знак, они равны нулю. Если в сечении у
ролика момент равен , то расстояние 0,5 /
Рис. 342. Изменение изгибающих момен-
тов по длине полосы (а) и зоны пласти-
ческих деформаций (б)
т ролика до сечения, в котором момент равен
д^Дможно найти из соотношения сторон тре-
угольника эпюры моментов, полученного
Д. Д. Кузьминым [161].
0,25 /
“ 0,25 0,5 / '
С учетом отношения = 5 : № оно
будет
0,5/ = — А ——1 (245)
4 8
и для прямоугольного сечения составит
0,5/ - (246)
12
Зоны пластической деформации протяжен-
ностью / отмечены заштрихованными площа-
дями на рис. 342,6. Линия АС и соответству-
ющие другие характеризуют текущее значе-
ние ординаты 20 по длине полосы.
С учетом того, что время /д равно длине
0,5 I зоны нарастания пластической деформа-
ции, деленной на скорость V полосы, значение
и согласно уравнению (244) окончательно вы-
разится формулой
и = (247)
0,5 I
Найденные из опытных данных с учетом
значений и, & и температуры истинные сопро-
тивления деформации можно подставлять
вместо значений о5.
В заключение обратим внимание на соот-
ношение отдельных составляющих мощности
привода правильных машин. Расчеты показы-
вают, что в правильных машинах удельный
вес составляющей мощности трения в под-
шипниках роликов обычно довольно высокий,
особенно в многороликовых листоправильных
машинах при подшипниках скольжения (при
которых с учетом больших давлений и отно-
сительно (малых скоростей, видимо, не обеспе-
чивается полностью жидкостное трение). По-
этому применение для роликов подшипников
качения надо считать весьма желательным.
§ 8. Основные параметры листоправильных
машин
Шаг и диаметр роликов являются основны-
ми параметрами роликоправильных машин.
Практическая связь между ними простая
О = (0,9-н 0,95)/,
и поэтому они в равной мере характеризуют
размер машины, а также возможную точ-
ность правки.
Шаг, диаметр и число роликов выбирают-
ся., исходя из качества правки с учетом:
1) контактных напряжений в местах сопри-
косновения металла с роликами;
2) конструктивных возможностей в дости-
жении прочности роликов малого диаметра.
Контактные напряжения обуслов-
ливают (минимально допустимый шаг, так как
при больших значениях могут вызывать уско-
ренный износ роликов и порчу поверхности
металла. Эти напряжения, весьма приближен-
но оцениваемые формулой Герца для случая
давления цилиндра на плоскость, не должны
превосходить удвоенного предела текучести
металла, подвергаемого правке.
^=0,4181/ -^-<2а5,
у о1\
где Е, Ь и 7? —соответственно модуль упру-
гости, ширина листа и радиус ролика.
С учетом максимального давления на тре-
тьем ролике по уравнению (234)
5
Р = Р3 = 8 -у— = 2
Ыг2
~~1
и примерного соотношения
7? = 0,475 /
получим минимальное значение шага
/мнн«0,43А1/(248)
Максимально допустимый шаг роликов
ориентировочно можно обусловить возможно-
стью образования пластических деформаций
хотя бы в 2/3 сечения полосы;, чему соответ-
ствует коэффициент упругой зоны, предста-
вляющий отношение
К = (249)
0,5 Н 7
величиной не более чем 0,33.
Следовательно, если принять 7? = 0,475 /
и радиус изгиба полосы равным 0,5Л, то
на расстоянии 20 = К- 0,5;Л == 0,33 • 0,5Л =—
6
от нейтральной оси деформация по уравнению
(212) не должна быть меньше, чем =
= ~~ (см. рис. 343).
1 Н 1
е = ?0---------= —----------------.
0 я+ 0,5 А 6 0,475/+0,5/г Е
! Отсюда с некоторым упрощением макси-
I мально допустимый шаг будет равен
р
/макс«0,ЗЗЛ-^. (250)
I
Согласно уравнениям (248) и 250), например
при сь = 30 кг/мм2 и Е = 2,2 • 104 кг!мм2 значе-
ние шага теоретически возможно в пределах
12 й < I < 240 й. (251)
Для частного случая правки листов стали
марки Ст. 3 на основании данных А. Д. Кузь-
мина [161] можно считать оптимальным шаг
Толщина полосы, мм . . . . 0,25—1,5 1,5—6 >6
Число роликов................ 19—29 11—17 7-_д
Применяемое на практике соотношение I й
й в зависимости от толщины листов находится
в пределах
(252)
8й<^<200й.
Рис, 344. Ориентировочная зависимость применяемого шага ро-
ликов I от толщины И правящихся листов
Рис. 343. К определению
наибольшего шага роликов
роликов I 60 й, так как при нем коэффи-
циент упругой зоны не превышает значения
К = 0,03, обеспечивающего качество правки
при нормальном числе роликов в пределах
7—9.
При малой толщине и большой ширине лис-
тов, несмотря даже на применение опорных
роликов, конструктивно трудно обеспечить
прочность роликов при малом шаге. В этом
случае приходится мириться с увеличенным
шагом и общий недостаток деформации при
правке компенсировать увеличением числа ро-
ликов против нормального значения и, в част-
ности, для Ст. 3 примерно в следующих пре-
делах [161].
| В абсолютных значениях подобная практи-
ческая зависимость представлена областью
диаграммы между двумя сплошными лини-
ями на рис. 344 [135]. Область между пункти-
рными линиями соответствует несколько мень-
шим значениям шага, применявшимся около
20 лет назад до развития широкополосных
станов, обусловивших в дальнейшем примене-
ние правильных машин с относительно боль-
шим диаметром роликов. Штрихпунктирные
линии соответствуют пределам значений шага
согласно неравенству (251).
Параметры листоправильных машин, при-
меняемые заводами прокатного машиностро-
ения Союза, даны в табл. 52.
Основные параметры
листоправильных машин
Таблица 52
Шаг роли- ков 1, мм Диаметр роликов г, мм Длина бочки ролика Ь, мм Толщина листа для правки й мм
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
30 25 500 1 1 1 1 ! 0,25—0,6
40 35 500 — — — — , — — 1 — — 0,3—1,0
50 45 500 800 1000 1200 15С0 — — — — — — 0,4—1,5
65 40 — 800 1000 1200 1500 1700 2000 2300 — — — 0,6—2,5
80 75 — 800 1000 12 0 1500 1700 2000 2300 2500 — — 0,8—3,0
100 90 — 800 1000 1200 1500 1700 2000 2300 2500 2800 3000 1,0—4,0
130 120 — 800 1000 1200 1500 1700 2000 2300 2500 2800 3000 2,0—8,0
160 150 — — 1000 1200 1500 1700 2000 2300 2500 2800 3000 3,0—12,0
290 180 — — 1000 1200 15СО 1700 2000 2300 2500 2800 3000 4,0—16,0
250 230 — — 1000 1200 1500 1700 2000 2300 2500 2800 3000 6,0—25,0
300 280 — — — 1200 1500 1700 2000 2300 2500 2800 3000 8,0—30,0
400 370 — — — — — 1700 2600 2300 2500 2800 3000 10,0—40,0
Скорость правки выбирается в зави-
симости от заданной производительности с
учетом температуры и качества материала,
применяемые в практике скорости указаны в
табл. 53.
Таблица 53
Скорости правки на листоправильных машинах
(когда = 40-с-бО кг/мм2)
" Размеры листов, мм
толщина ширина Скорость правки м/сек
При холодной правке
1,0—4 500—2000 0,3—2,5
4—10 500—1500 0,15—0,3
10—20 1500—2500 0,1—0,15
20—50 2000—4000 0,06—0,1
При горячей правке
2—6 1000—2000 1—6
4—25 1000—1500 0,7
4—25 1500—2000 0,5
§ 9. Конструкция листоправильных машин
Листоправильные машины отличаются от
сортоправильных значительно меньшим шагом
и диаметром роликов. Поэтому для широких
листов их обычно снабжают опорными роли-
ками. Причем у машин с очень малым диаме-
тром рабочих роликов (25—40 мм) опорные
ролики выполняют большого диаметра, но рас-
полагают в шахматном порядке (рис. 345).
Рис. 345. Шахматное расположение опорных роликов
по отношению к рабочим
Число рабочих роликов в верхнем ряду берет-
ся обычно на один ролик больше, чем в ниж-
нем ряду.
По способу регулировки роликов можно
различать машины [135, 162, 163, 164] пример-
но следующих видов.
/. Машины с независимой регулировкой по
высоте каждого верхнего ролика (рис. 346, а)
обеспечивают любую настройку роликов, но,
учитывая сложность конструкции, их приме-
няют в основном для тонких листов и при
сравнительно небольшом числе роликов. Под-
шипники роликов этих машин располагают в
Рис. 346. Схемы листоправильных машин:
а — с независимым регулированием верхних роликов: б -
с верхним рядом роликов на параллельноподъемной ра-
ме; в — с направляющими роликами; г — с парными на-
правляющими подающими роликами; д — с наклоняю-
щимся верхним рядом роликов; е — с регулированием
прогиба рабочих валков
в
19 А. И. Целиков и В. В. Смирнов
самостоятельных подушках, снабженных на- |
жимными винтами. Причем наряду с возмож- |
ностью независимой установки каждого ро- .
лика обычно предусматривают возможность
общей установки перемещением верхней части
станины относительно нижней.
2, Машины с общей регулировкой по высо- 1
те верхних роликов, закрепленных на обшей ’
параллельно-подъемной траверсе (346, б), |
просты по конструкции. Основной недостаток <
их состоит в равномерном искривлении листа
при выходе под действием крайних роликов, |
что особенно нежелательно для толстых лис- ।
тов. Такие машины поэтому вообще примени- !
ют редко и в основном для грубой правки тон- :
ких листов. 1
3. Машины с направляющими валками ’
по сравнению с машинами предыдущего типа !
отличаются тем, что у них последний верхний '
валок, а также первый верхний валок самостоя- ।
тельно регулируется по высоте (рис. 346, в). [
Эти машины лишены недостатка машин ।
предыдущего типа, так как указанные валки, •
названные направляющими, могут устанавлй- I
ваться несколько выше остальных верхних
роликов и направлять концы листа по гори-
зонтали. Машины этого вида широко применя-
ют для правки средних и толстых листов
4. Машины с парными направляющими
валками по сравнению с машинами второго |
вида имеют на входе или на входе и выходе !
пару направляющих приводных подающих ро-
ликов, из которых верхний прижимает лист
к нижнему силой пружин (рис. 346, г). Окруж-
ная скорость входных направляющих роли-
ков берется несколько меньшей, а выход-
ных — несколько большей или равной скоро-
сти правильных роликов с целью устранения
тенденции к образованию складок. Эти маши-
ны используют для правки тонких листов тол-
щиной примерно до 3 мм.
5. Машины с регулированием наклона
верхнего ряда роликов относительно направ-
ления правки (рис. 346, 5) осуществляют про-
цесс правки примерно по первому варианту, и
их широко применяют в прокатных цехах для
правки тонких и средних листов. Верхние ро-
лики в этом случае монтируют на общей на-
клоняющейся траверсе.
6. Машины с регулируемым прогибом ра-
бочих валков (рис. 346, е); в них для каждо-
го рабочего валка предусмотрен один или не-
сколько более коротких опорных валков и ме-
ханизмы для их подъема и опускания отно-
сительно рабочих валков. Эти машины весьма
1 Характеристику машин см. в Энциклопедическом
справочнике «Машиностроение», т. 8, гл. XIV.
распространены при правке тонких листов, так
как позволяют устранить местную волнистость
и выпучины на листах. Регулирование про-
гиба роликов основано на создании неравно-
мерного распределения (многократных пере-
гибов при правке по ширине листа с учетом
того, что в местах больших деформаций лист
при правке получает несколько большее удли*
некие. В части собственно регулировки ро-
ликов по высоте в принципе может быть при-
менен какой-либо из рассмотренных способов.
На практике в этОхМ случае наиболее распро-
странен предыдущий способ регулирования
наклоном верхнего ряда роликов, который
при необходимости (в случае одностороннего
расположения дефектов по ширине листа) мо-
жет быть дополнен также возможностью на-
клона ряда роликов и поперек направления
правки.
Иногда регулируемыми по высоте вместо
верхних роликов делают нижние ролики, что
избавляет от необходимости иметь уравнове-
шивающие устройства. Однако надо заметить,
что при этом уровень правки зависит от тол-
щины листов и для более толстых листов бу-
дет заметно непостоянным.
На рис. 347 показана 29-роликовая ли-
стоправильпая машина с регулируемым про-
гибом и наклоном верхних валков вдоль и по-
перек направления правки. Машина может
править листы толщиной 0,5—1 мм и шириной
до 1500 мм с местным расположением дефек-
тов (выпучины) по ширине листа.
Верхняя станина уравновешена пружинами
и регулируется по высоте червячно-винтовыми
механизмами с помощью двигателя или штур-
валов. Прогиб роликов регулируют поджатием
тех или иных из шести рядов опорных роли-
ков от червячно-винтовых механизмов. Все ра-
бочие ролики машины приводные и установле-
ны в самоустанавливающихся подшипниках.
На рис. 348 показаны общий вид, а на рис.
349 разрез по роликам 17-роликовой правиль-
ной машины для правки листов толщиной
1,5—6 мм и шириной 1000—2350 мм. Предел
текучести материалов листов до 30 кг)мм2.
[100].
Рабочие ролики 1 имеют шаг 160 мм, диа-
метр 150 мм и длину бочки 2500 мм. Опорные
ролики 2 с длиной бочки 420 мм расположе-
ны в три ряда. Каждый из этого ряда роликов
установлен на самостоятельных траверсах 5.
Поджатием этих траверс от винтов 4 можно
регулировать прогиб рабочих валков. Вся кас-
сета с верхними рабочими и опорными роли-
ками, смонтированными на подшипниках ка-
чения, устанавливается четырьмя винтами от
двух двигателей по 4,5 кет, 940 об/мин. Рабо-
Рис. 347. 29-роликовая правильная машина для листов толщиной 0,5-Ы мм и шириной до 1500 мм (ЦКБММ):
1— двигатели регулировки высоты верхней станины, несущей верхний ряд роликов; 2 — расцепные муфты для возможности наклонной установки верхней
станины; 3— штурвалы для окончательного корректирования вручную положения верхней станины; 4 — пружины уравновешивания верхней станины; 5— ука-
затели высоты верхней станины; 6 — пружины уравновешивания рабочих роликов; 7 — самоустанавливающиеся вокруг оси 8 корпуса опорных роликов,
расположенных в шесть рядов; 9 и 10 — шесть штурвалов и двенадцать нажимных винтов для раздельной регулировки высоты шести рядов опорных
роликов; // — шесть промежуточных цилиндрических шестерен, связывающихпопарно нажимные винты регулировки высоты опорных роликов; /2 —пружины
уравновешивания корпусов опорных роликов; 13 — указатели высоты опорных роликов
1850-----1 (-------------3'480
Рис. 348. Общий вид 17-роликовой правильной машины для правки листов толщиной 1,5 ~ 6 мм и шириной
до 2350 мм (ЦКБММ)
Рис. 349. Разрез по роликам 17-роликовой правильной машины
1225
1297
чие валки приводятся во вращение двигателем
150 кет, 500/1500 об/мин через редуктор
’(/ = 3,94), шестеренную клеть и универсаль-
ные шпиндели. В зависимости от толщины ли-
стов скорость правки равна 1,2—2 м/сек.
Ролики правильных машин для тонких ли-
стов во избежание быстрого износа должны
иметь высокую твердость (около 58 60/?с) |
при высоких напряжениях их изготовляют из I
стали, легированной хромом и никелем. ।
§ 10. Соргоправильные машины :
У этих машин в отличие от листоправиль- I
ных валки выполняют профильными, состоя- ;
щими из вала с насадными сменными калиб-
рованными бандажами. Машины выполняют
закрытыми, т. е. с валками, расположенными
между подшипниками, а также открытыми,
т. е. с консольными валками. Последние весь-
ма удобны в отношении смены валков (калиб- ]
рованных бандажей).
Поэтому в самое последнее время, благода-
ря значительному усовершенствованию, их <
стали предпочитать даже для крупносортного ;
проката и рельсов. В таких усовершенствован-
ных машинах механизмы установки валков
выполняют с применением монтажа подшип-
ников валков в поворотных эксцентриковых
втулках. Подобные установочные механизмы
работают по принципу регулировки межосево-
го расстояния ножей у дисковых ножниц (рис.
293).
Шаг роликов в зависимости от толщины
И металла находится в пределах около I «
5 -г- 20) А, а диаметр Л~(0,7^-50,9) Л Число
роликов при правке крупных сортов около
7-^8, а при правке средних и мелких около
7- И.
Скорость правки определяется в зависи-
мости от требуемой производительности и
практически колеблется в пределах 0,8
3 м/сек, но для мелких сортов скорости правки
иногда значительно выше. Рекомендуемые
параметры машин приведены в табл. 54.
Для повышения износоустойчивости калиб-
ров сортоправильных машин в последние годы
успешно применяют поверхностную газопла-
менную закалку.
На рис. 350 показана (вид сбоку, на рис.
351 — вид спереди, а на рис. 352 — разрез по
оси валков) крупносортоправильная 8-ролико-
вая машина, установленная за крупносортным
станом 650. [100]. Валки машины — со смен-
ными калиброванными бандажами. Из всех
8 роликов приводными являются 4 нижних
и первый по ходу металла верхний. Валки
приводятся во вращение двигателем мощно-
стью 300 л. с., скорость вращения которого
250/750 об/мин. Осевая установка валков до-
стигается в процессе перемещения в подушках
упорных подшипников при повороте резьбо-
вых втулок 7. Вертикальные боковые ролики2
на входной и выходной сторонах машины на-
правляют металл по нужному калибру. Хво-
стовая часть металла, стремящаяся при прав-
ке полосы подняться вверх, отжимается вниз
роликом 3 при действии пневмоцилиндра 4.
Для увеличения жесткости станины ее верх-
няя и нижняя части дополнительно связаны
болтами 5 через траверсы 6.
Основные параметры сортоправильных машин (нормаль ЦКБММ)
Таблица 54
я 55 <3 а к с Ч « я Сортамент выправляемых профилей (сталь) ль на я 1ыправ- профиля тьная правки
к угловая | швеллер | балка
<5 О
К Момент < тивления лясмого V), СМ3 к к рельсы, 1 максимально а « о ч . о ей | П 2 Н *
Рассто: между 1, мм <я я квадра мм мм номгр номео Макет высота ляемог мм «« - < о о
200 5 15—40 15—35 50x50 6 6 60 2,0
300 15 20—50 15—45 7 80x80 10 10 70 2,0
400 35 25—60 20—50 8 100x100 12 12 80 2,0
500 75 35—85 30—80 18 130X130 18 18 ПО 1,5
600 125 50—100 40—90 24 150X150 22 22 140 1,5
700 185 55—115 45—105 30 200x200 30 30 170 1,5
800 250 50—125 50-115 38 240x240 35 36 200 1,2
900 450 65—135 55-125 44 — 40 45 230 1,2
1100 — 75-160 65—160 55 — — 55 260 1,0
1300 — 80—175 70—165 65 — — 60 300 0,8
—-
Рис. 350. 8-роликовая крупносортно-правильная машина (ЦКБММ) (вид сбоку).
Ло Д-А
ц
Рис. 351. 8-роликовая крупносортная правильная машина (вид спереди)
Рис. 352. 8-роликовая крупносортная правильная машина (разрез по оси валков)
§11. Ротационные прутково-трубоправильные
машины с косыми роликами
Эти машины применяют главным образом
для правки труб и правки круглых прутков в
тех случаях, когда нужно иметь более точную
правку, чем на машинах, с параллельным рас-
положением роликов.
Из числа различных типов машин на рис.
ЗЙЗ приведены схемы пяти машин, наиболее
распространенных в прокатных цехах.
В этих машинах металл, кроме поступа-
тельного, совершает вращательное движение.
Соответственно этому многократные перегибы
металла между роликами непрерывно меняют
свое направление, чем достигается осесиммет-
ричная правка, чего невозможно достичь на
обычных роликовых правильных машинах.
Кроме того, возможна одновременная правка
труб по окружности (устранение эллипсно^-
сти) путем зажатия между каждой парой
роликов.
Принципиальные отличия и особенности
машин на рис. 353 следующие [95]:
1. Машины первых двух типов (I и Я) с
одним циклом правки, т. е. такие, в которых
под действием основных роликов (согласно
обозначенным стрелками давлениям) металл
получает один перегиб.
Рис. 353. Схемы правильных машин с косораспо-
ложенными роликами (приводные ролики имеют
стрелки вращения: ролики, участвующие в про-
цессе правки, имеют вертикальные силовые
стрелки):
1—Ц — с одним циклом правки; III— IV — с двумя;
V — с тремя
Вторые два типа машин (III и IV) — с дву-
мя циклами правки соответственно двум воз-
можным перегибам. Машина последнего типа
(V) — с тремя циклами правки согласно воз-
можным трем перегибам. При большом числе
Циклов процесс правки протекает спокойнее
и качество ее выше.
2. Первый и последний тип машин (/ и V)
системы Абрамсон — с двумя длинными при-
водными роликами (приводные ролики обо-
значены стрелками). Остальные короткие опор-
ные ролики холостые. Поэтому окружные
Усилия к металлу приложены односторонне,
и для удержания металла приходится приме-
нять проводку (см. проекцию слева).
Расположение всех роликов в горизон-
тальной плоскости (согласно проекции сле-
ва) обусловливает зависимость уровня правки
(нижней точки металла) от диаметра метал-
ла. Вследствие этого может возникать необ-
ходимость применения опускающихся роль-
гангов.
3. Промежуточные три типа машин (II,
III, IV) перечисленных выше недостатков
лишены и считаются наиболее современны-
ми. В их конструкции предусмотрены по
четыре попарно расположенных приводных
ролика (обозначены стрелками вращения),
обеспечивающих симметричное приложение
окружных усилий и устойчивое положение
металла без наличия проводок. Горизонталь-
ное расположение осей роликов этих машин
обеспечивает постоянство уровня правки и по-
зволяет весьма просто осуществить их привод
через универсальные шпиндели.
Профиль роликов машин выпол-
няется по форме однополого гиперболоида
или приближающейся к нему глобоидной
форме.
Скорость правки (осевая скорость
металла) при окружной скорости V ролика
и угле (3 с осью металла равна
^0 = ^5шр. (253)
Она устанавливается в зависимости от на-
значения машины. В отдельных случаях ско-
рости правки достигают около 2—2,5 м/сек.
Характеристика отдельных машин приве-
дена в табл. 55.
Таблица 55
Характеристика привода 5-роликовых ротационных
правильных машин
Диаметр. жм 1 Скорость подачи м/сек Мощность привода, л. с
трубы прутка
10—25 10—20 ' 0,5—0,75 5
25—115 20—65 0,4—0,6 30
50—2- 0 50—100 0,3—0,5 50
100—400 75—160 0,25—0,35 120
250—600 90—200 — । 150
На рис. 354 показана 7-роликовая машина
типа IV для правки труб диаметром до 400 мм.
а на рис. 355 — привод 7-роликовой машины.
Скорость правки (осевая скорость трубы) —
0,3—1,3 м/сек. Все ролики, кроме крайних
нижних, регулируются по высоте при враще-
нии гаек по резьбе на колоннах через червяч-
Рис. 355. Привод 7-роликовой машины (ЦКБММ—ГИПРОМЕЗ)
шо
йЬ1е передачи от штурвалов. У всех семи роли-
ков регулирование угла разворота осуществ-
ляется затяжкой болтов в тангенциально уд„-
линенных отверстиях фланцевых оснований
корпуса роликов (см. рис. 355). Четыре роли-
ка приводятся двумя двигателями мощностью
по 100 л. с., 300—1200 об/мин через редукторы
п универсальные шпиндели.
§12. Усилия правки в машинах с косыми
роликами
Если не учитывать усилий зажатия трубы
парными роликами, которые отмечены на
рис. 356 пунктирными стрелками, то усилия
на роликах определяют аналогично случаю
машин обычной правки.
Рис. 356. Схема усилий на роликах машины с двумя
циклами правки
Полагая изгибающий момент в металле
у всех роликов максимальным согласно
уравнению (218), усилия на первом и по-
следнем роликах определяют по формуле:
Л4о По 5 !
Р1 = -—(254)
Г I
I
где I' — шаг роликов в отличие от правиль-
ных машин продольной правки, рав-
ный половине расстояния между
двумя соседними основными роли-
ками.
5 — пластический момент сопротивления;
для труб он равен
5 = 4<*3-г8)- <255> I
О
В частном случае у машин с двумя цикла-
ми правки (рис. 353, III и IV) давления на
средних роликах будут равными
М- а-5
ра = 3—= 3 _А_. (256)
§13. Мощность привода машин с косыми
роликами
Значение этой мощности равно
Ы = МП4-ЕР • /+ р.
X 2°° _л с
И 5Ш Р 75 V]
(257)
Здесь —--------окружная скорость валков,
а смысл остальных обозначений тот же, что
и в уравнении (238).
Задачу определения приложенного к вал-
кам момента правки надо полагать пока пол-
ностью не решенной.
Переходя к решению, предварительно рас-
смотрим частную задачу (см. рис. 357), где
длинный стержень диаметром 2/? вращается
Рис. 357. Вращение стержня в неподвижной изогнутой
трубке
скх
без трения в неподвижной трубе, изогнутой
под радиусом п . Найдем момент Л40 враще-
ния стержня, приходящийся на единицу его
длины при условии пластического изгиба.
Кривизну упругого изгиба во внимание не
будем принимать.
Выделим вдоль стержня элементарный
двухсекторный брус с углом Ах. Если теперь
мысленно повернуть трубу на полоборота по
отношению стержня, то выделенный двухсек-
торный брус изменит, кривизну от--------до
Г1
, 1
Ч----, что на рисунке отмечено переходом
Г1
сечения А в положение Ль Соответственно
этому работа, отнесенная к единице длины
двухсекторного бруса, выразится уравнением;
ЛА = ЛМ- — ,
3 Г1
где — момент пластического изгиба
двухсекторного бруса.
Работа за те же пол-оборота, отнесенная
к единице длины всего сечения, будет в —
(1 а
раз больше
(1 а
Если эту работу за половину оборота рас-
сматривать как произведение А = то
йА ЛМ» 2
м0 =----=------------.
(1а (1а Г[
Значение йМ3 равно произведению на
пластический момент сопротивления <18 двух-
секторного сечения
с1М„ = о Й8 = а 2 СгМаг/г = а~2б/а .
ОО О 1 о 2
о
Следовательно, получаем
4 М< = ^7--
Величина — /?3 есть пластический момент
сопротивления 8 сплошного круга и поэтому
окончательно
Л1о = 3а5— =мз~ (258)
Г1 Г1
Значение Мп выразим через мощность 1\1П
правки, деленную на угловую скорость ро-
ликов:
мп = = -^п.О . 5,п 8. (259)
2о 2 о0 ' 7
АГП = У М0С» + М5 Ро + У . (2601
Первая из них обусловлена лишь враща.
тельным движением металла. Значения /.
обозначенные на рис. 358 соответственно но^
мерам основных роликов, представляют неко.
торые условные длины участков металла, пре.
терпевающих у роликов перегибы с остаток
ными кривизнами—обозначенными в том же
порядке. Величина этих длин такова, что ум.
ножение их на Мо и угловую скорость вра.
щения металла дает значение мощности, экви,
валентное физическому значению мощности,
обусловленной лишь вращательным движешь
ем металла. Вторая составляющая уравнения
(260) обусловлена лишь осевым движением
металла и выражена на основании вывода
уравнения (239) с допущением пластического
момента изгиба. Величина -^--характеризует
условно исходную кривизну оси металла, ко-
торая в действительности может иметь форму
пространственной кривой и на рис. 358 не изо-
бражена.
После подстановки значения А40 из уравне-
ния (258) и со = ———, где с1м—диаметр
Р
металла, совместным решением уравнений
(259) и (260) окончательно получим.
Рис. 358. График изменения
остаточной кривизны зоны
пластической деформации
при правке в машине с дву-
мя циклами правки
Например, для машины с двумя циклами
правки (рис. 358) это уравнение в общем ви-
де запишется так:
+ 51пр/— + —+ — VI (262)
\ Г9 Г2 Г3 /]
рри этом в зависимости от настройки роли-
ков кривизна на третьем ролике может от-
сутствовать, т. е. —— = 0.
гз
Условная протяженность Ц зон пласти-
ческого изгиба зависит от кривизны металла
у роликов и протяженности контакта метал-
ла с роликами. При грубом приближении
значения Ц можно принять равными длине
/, определяемой уравнением (245) в предпо-
ложении соприкосновения металла с роликом
по точке. С учетом соотношения I == 2/' эта
длина выразится уравнением:
(263)
и, в частности, для сплошного и полого
круглых сечений равна
I = 0,4 Г. (264)
Заметим, что длину I можно рассматривать
как некоторое среднее значение фактически
возможных условных длин //. Действитель-
но, если полагать контакт ролика с металлом, I
ограниченным точкой, то, поскольку в объеме
металла на длине I напряжения не везде до-
стигают (см. рис. 342), уравнение (263)
будет переоценивать значение Наоборот
при более протяженном контакте металла
с роликом уравнение (263) может недооцени-
вать значения
§ 14. Растяжные листоправильные машины
Эти машины применяют в основном для
листов, трудно поддающихся правке на роли-
ковых машинах в силу свойств их материалов
и малой толщины, обычно менее 0,3—0,6 мм.
Для автолистов и жести правка на растяжных
машинах часто заменяется более производи-
тельным процессом — дрессировкой (прокатка
с ничтожным обжатием) с последующей до-
правкой в случае надобности в роликовых
машинах.
На рис. 359 показана схема листоправиль-
ной растяжной машины усилием 220 т (для
правки листов дуралюмина толщиной 0,5—.
4 мм, шириной до 1500 мм и длиной до
4200 мм), а на рис. 360 — конструкция ее
1100]. Машина имеет захваты 1 и 2 (см.
рис. 359), захватывающие обычно по не-
скольку листов. При помощи двигателя через
винтовой механизм 3 захват 1 устанавлива-
ется соответственно длине листа и, кроме того,
сообщает листу предварительно нулевое натя-
жение. Непосредственно растяжение листов
осуществляется захватом 2 от гидроцилиндра
4, заданное давление в котором после некото-
рой выдержки автоматически выключается.
Правка растяжением основана на растяже-
нии металла до предела текучести о5 . Сле-
довательно, с учетом площади Р сечения ма-
териала, усилие растяжения будет составлять:
В качестве общего замечания отметим, что
принцип правки растяжением в известной
мере используют также непосредственно
в холодной прокатке рулонами, где, применяя
натяжение, устраняют волнистость и короб-
ление полосы.
Рис. 359. Схема листоправильной растяжной машины:
1 и 2 — захваты; 3 — механизм установки захвата /; 4 — гид-
равлический цилиндр
Рис. 360. Конструкция листоправильной растяжной машины: 1 — асинхронный двигатель А62 — 8,7 кет, 730 об/мин; 2— двусторонний ци-
линдрический редуктор / = 4,5; 3 — асинхронный двигатель А72—6, 20 кет, 970 об/мин; 4 — ротационно-плунжерный насос НПС—50А
ГЛАВА VI
НАМОТОЧНО-СВЕРТЫВАЮЩИЕ МАШИНЫ И РАЗМАТЫВАТЕЛИ
Машины или устройства, служащие для
сматывания или свертывания прокатного ме-
талла в бунты, применяются трех основных
типов:
1. Моталки с намоточно-натяжными бара- <
банами, на которые прокатываемый металл I
наматывается обычно в холодном состоянии ;
при натяжении.
2. Свертывающие машины для горячего и •
холодного свертывания листовых полос или ;
штрипсов за непрерывным станом или в агре-
гатах непрерывной травки. ;
3. Мелкосортные и проволочные моталки.
§ 1. Моталки с намоточно-натяжными
барабанами :
Эти моталки применяют в основном при хо-
лодной прокатке листов и ленты в рулонах,
обеспечивая сматывание со значительным на-
тяжением. У нереверсивных станов их устанав-
ливают за рабочей клетью, а у реверсивных —
по обе стороны клети. При первом проходе
в обоих случаях полоса подается в клеть
с разматыватели и небольшое заднее натяже-
ние создается прижимными колодками или
роликовыми проводками, а переднее—бара-
баном. При последующих проходках на ревер-
сивном стане в работе участвуют одновремен-
но оба барабана (рис. 361). При этом как сма- •
Рис. 361. Расположение намоточно-натяжных ба-
рабанов у реверсивного холоднопрокатного ста-
на:
/ — разматыватель: 2 — положение ленты при первом
проходе: 3 —барабаны: 4—опорные холостые ролики;
5 — прижимные колодки (или роликовая проводка)
тывание ленты с одного барабана, так и нама-
тывание ее на другой происходит со значи-
тельным натяжением, обеспечивающим сниже-
ние давления прокатки, уменьшение коробова-
тости ленты (правка растяжением), плотность
рулона и правильное наматывание на барабан.
Достижение согласованности скоростей про-
катки и наматывания, а также постоянства
натяжения затрудняется непостоянством диа-
метра бунта в процессе наматывания па него
прокатываемого металла. На старых станах,
у которых барабаны приводились в движение
становым двигателем, скорости согласовыва-
ются ценой больших потерь на трение в про-
межуточном фрикционе привода, но постоян-
ство натяжения при этом не достигается, в свя-
зи с чем точная прокатка затруднена (относи-
тельно постоянно лишь заднее натяжение
действием прижимных колодок). В современ-
ных станах барабаны приводят во вращение
самостоятельными двигателями с регулируе-
мым числом оборотов, обеспечивающими со-
гласованность скоростей и постоянство натя-
жения. Причем у реверсивных станов в пе-
риоды сматывания ленты с барабана двига-
тель работает в генераторном режиме с воз-
вратом энергии от заднего натяжения в элек-
тросеть.
Диаметр барабана зависит от тол-
щины ленты, ширины и веса рулона. Для бо-
лее толстых лент малый диаметр барабана
менее выгоден в отношении расхода энергии
на изгиб.
В отношении производительности и сокра-
щения отходов при прокатке выгодно приме-
нять более тяжелые рулоны, и вес их в послед-
ние годы доходит не менее как до 10 т на 1 м
ширины полосы.
Надо заметить, что возможности увеличе-
ния веса рулона из узкой ленты весьма огра-
ничены условиями определенных пропорций
его габаритных размеров, несоблюдение кото-
рых связано с потерей рулоном естественной
прочности; при чрезмерном наружном диа-
метре увеличивается склонность рулона к об-
разованию телескопичности, а при чрезмерном
внутреннем диаметре теряется жесткость ру-
лона в отношении сплющивания силой соб-
ственного веса и утрачивается компактность
формы.
Прочность рулона пропорциональна его ши-
рине. Этим определяется важное преимуще-
ство рулонов большой ширины, допускающих
по условиям прочности при компактной форме
(малый внутренний диаметр) значительный
вес на единицу ширины. Поэтому диаметр ба-
рабана для широких и тонких лент стремятся
выполнять по возможности небольшим. Но
практически эти возможности ограничены
прочностью самого барабана с учетом того,
что:
1) радиальные давления ленты на барабан
достигают больших значений, особенно при
сматывании тонких лент, для которых напря-
жения от натяжения берутся более высокими;
2) с ростом длины барабана соответственно
ширине ленты возрастают изгибающие
усилия;
3) тело барабана ослабляется вследствие
обязательного устройства в нем, служащего
для уменьшения его диаметра на период сня-
тия рулона и часто также устройств для за-
хвата переднего конца ленты.
Практически в зависимости от максималь-
ной толщины ленты диаметр барабана обычно
составляет О ~ (150—200) И для стальных
лент ий~ (120—170) И — для лент цветных
металлов.
Длина рабочей части барабана
равна или несколько больше длины бочки
прокатных валков.
Конструкции барабанов весьма
разнообразны и в основном зависят от
устройств для уменьшения диаметра барабана,
обязательных лишь за исключением особых
случаев. Различают намоточно-натяжные ба-
рабаны следующих видов:
1. Барабаны старой конструкции
с ручным зажатием переднего
конца ленты, они особенно неудобны при
работе с широкими лентами.
2. Барабаны с механическим за-
жатием полосы при воздействии
двигателя моталки или от специаль-
ного привода. Барабаны этого типа весьма
распространены.
3. Барабаны без механизма за-
жатия ленты, отличающиеся боль-
шей простотой и прочностью кон-
струкции. Они характерны в основном
для прокатки сравнительно тонких и широких
лент, для которых применение барабанов ма-
лого диаметра затруднено по условиям проч-
ности из-за больших радиальных давлений на
барабан со стороны ленты. Захват полосы
барабаном обеспечивается особыми устрой-
ствами, называемыми свертывателями. По-
следние могут весьма сильно ускорять захват
полосы, осуществляя его на ходу, однако про-
катку с натяжением возможно начать лишь
после предварительного образования на бара-
бане нескольких витков.
4. Барабаны специального назначения для
спиральной навивки узкой ленты [57, 95].
5. Барабаны печных моталок для горячей
рулонной прокатки, которые не имеют устрой
ства для уменьшения диаметра и работают
с весьма малым натяжением, обусловленным
в основном лишь плотностью смотки [167]. Эти
барабаны выполняют из жароупорной стали,
и их устанавливают в печах над рольгангом
по обе стороны реверсивной клети горячей ру
лонной прокатки. Как и при холодной про-
катке, в работе участвуют обе моталки, одна'
ко при последнем проходе полоса, сматываясь
с одного барабана, на другой не наматывает-
ся, а, проходя под ним, попадает на отводя-
щий рольганг за станом, где режется на части
или сматывается в рулон свертывающей ма-
шиной.
Таким образом, работа происходит без
съема рулона с барабанов, что в данном слу-
чае упрощает их конструкцию.
Один из вариантов конструкции барабана
второго типа для холоднопрокатного ревер-
сивного стана кварто 1700 показан на рис. 362
и 363 [100].
Барабан с тремя сегментами. Основной сег-
мент 1 соединен наглухо с тормозным ди-
ском 2, а подвижные сегменты 3 соединены
с первым осями 4 и стянуты между собой пру-
жинами 5. После того как конец ленты заведен
между губками 6 и 7, приводному валу 8 со-
общается вращение по часовой стрелке при
несколько заторможенном диске 2. В это
время выступы приводного вала, воздействуя
на рычаг 9 и ролики 10, обеспечат зажатие
конца полосы губками и раздвижение сегмен-
тов 3. При дальнейшем наматывании диск 2
расторможен. Перед снятием рулона привод-
ной вал 8 при заторможенном диске 2 ревер-
сируется до упора выступа 11 в основной сег-
мент. Губки при этом автоматически разжи-
маются, а сегменты 3 поворачиваются внутрь
барабана пружинами, уменьшая внешний га-
барит барабана. Кроме того, перед снятием
рулона отводят в сторону специальную опору,
подпирающую конец барабана при сматыва-
нии через подшипник 12.
Общий вид моталки с рассмотренным бара-
баном приведен на рис. 364. Вал 1 барабана
приводится в движение отдельным двигателем
через редуктор. Конец ленты подается в при-
емную прорезь барабана качающимся вокруг
оси 2 зажимом 3. При действии пневмоцилин-
дра 4 зажим отклоняется в сторону стана,
и в его щеки, раскрытые пневмоцилиндром 5,
направляется конец прокатываемой ленты.
Зажатый конец ленты с помощью цилиндра 4
заводится зажимом в приемную щель бара-
бана, после чего зажим раскрывается и начи-
нается прокатка со сматыванием. При закан-
К
• Целиков и В. В. Смирнов
12
^ЛЗТ
8
&
4
Т
8,
10-
275
10
3
Рис. 362.
Б
л
5
- 300 Г---Г
--------4
В
§
Намоточно-натяжной барабан 0 750 мм реверсивного холодноцрокатного стана 1700 (ЦКБММ);
7 9
7
750
4
V
/7*°
11
3
10
//
//
\\
У
V
Рис. 363. Поперечный разрез и вид
на намоточно-натяжной барабан,
изображенный на рис. 362
Рис. 364. Общий вид моталки с намоточно-натяжным барабаном, изображенным на рис. 362 и
363
чивании сматывания ролик 6 от пневмоцилин-
дра 7 прижимает задний конец ленты к ру-
лону, в связи с чем облегчается обвязка руло-
на по окружности лентой. Затем под воздей-
ствием цилиндра 5 снизу к рулону прижимает-
ся стол 9, облицованный деревом, после чего
рулон снимается с барабана при горизонталь-
ном перемещении стола с вилкой 10, приводи-
мых в движение пневмоцилиндрами И, и уби-
рается краном.
Для ускорения захвата переднего конца
барабаном применяют специальные свертыва-
тели (называемые также рапперами, или
улавливателями). Свертыватель состоит из
С-образной рамы с бесконечным ремнем на
шести холостых роликах (рис. 365). Ремень
натягивается пружинами. Свертыватель от
цилиндра двигается в сторону барабана, и ре-
мень за счет поворота рычагов двух нижних
роликов почти полностью охватывает барабан
по окружности (согласно пунктирному изо-
бражению). После того как лента, направлен-
барабана; в практических рас-
четах часто принимают Л4Кзг
равным моменту пластического
изгиба А45=^5[62, 168];
Т — усилие натяжения, равное про-
изведению площади сечения Р
полосы на напряжение ст, кото-
рое при холодной прокатке
обычно принимается: для тол-
стых лент (2 4 мм) (0,1 —
—0,2) а5 ; для тонких (0,3
+ 1 мм а ~ (0,5 + 0,8) п5;
7? — минимальный радиус бунта
(практически радиус барабана);
---суммарный момент трения в
подшипниках вала барабана
(с учетом усилий от веса бара-
бана и бунта);
V и т) — скорость сматывания и к. п. д.
передачи.
Рис. 365. Схема свертывателя
пая концом между вращающимся барабаном
и ремнем, образует несколько витков, сверты-
ватель отводится в исходное положение и сма-
тывание продолжается без его участия.
§ 2. Мощность привода намоточно-натяжных
барабанов
Значение этой мощности равно:
= Йизг + + Е Р. 4- (265)
\ 2 / К 75 ч
где А4изг —момент изгиба полосы при сма-
тывании; в скобку этого уравне-
ния, представляющую суммар-
ный момент, приложенный к ва-
лу барабана,значение Мизг ВХО-
ДИТ на том основании, что со-
гласно законам механики момент
можно переносить в любое ме-
сто плоскости и, следовательно,
считать его приложенным к оси
§ 3. Свертывающие машины
Эти машины, называемые также ролико-
выми моталками, применяют для горячего
и холодного свертывания листовых полос тол-
щиной 1,5-^- 6 мм и более. Они образуют ру-
лон не наматыванием на барабан, а изгибом
полосы между роликами. Основные преиму-
щества свертывания перед наматыванием
определяются возможностью подачи полосы
в машину на полной скорости и независи-
мостью скорости полосы от диаметра рулона.
Конструкции свертывающих машин весьма
разнообразны [41, 135, 169, 170, 171, 172].
К наиболее характерным из них относятся
следующие:
1) машины с тремя гибочными роликами;
2) многороликовые;
3) роликобарабанные.
Машины первого типа применяют как для
горячего, так и для холодного свертывания,
а машины двух остальных типов — только для
горячего свертывания. Высокопроизводитель-
ные непрерывные листовые станы чаще всего
оборудуют машинами двух последних типов
с установкой их в линии отводящего рольган-
га в количестве 2-^3 машин последовательно
одна за другой для возможности поочередного
использования во время работы.
Кроме того, различают свертывающие ма-
шины по их расположению:
1) надпольные, располагающиеся над роль-
гангом;
2) подпольные, располагающиеся под роль-
гангом.
Выбор расположения машины в известной
мере зависит от способа последующей транс-
портировки рулонов: последующая передача
рулонов на надземный конвейер была бы за-
труднена при подпольной машине; наоборот,
передача рулонов на подземный конвейер
(по которому обычно рулоны транспортируют
в цех холодной прокатки) при подпольных
машинах даже облегчается.
Свертывающие машины с тремя
гибочными роликами обычно выполня-
ют надпольными.
На рис. 366 показан один из вариантов
12 5 4 8
Рис. 366. Свертывающая машийа с тремя гибочными роликами для холодного свертывания
полос толщиной 1.5—6 мм и шириной до 2300 мм (ЦКБММ). Скорость свертывания 0,5-4-
-?1,5 м!сек. Главный двигатель 100 кет, 475/500 об/мин
свертывающей машины с тремя гибочными
роликами, установленной в конце агрегата
непрерывной травки для холодного свертыва-
ния полос толщиной 1,5—6 мм и шириной до
2300 мм в рулоны весом до 25 т [100].
Подающими роликами 1 полоса заводится
между гибочными роликами 2, 3 и 4, выходя
из которых укладывается витками на верхних
роликах 5 и 6, образуя рулон. Плита 7 при
свертывании откинута вправо. Все упомяну-
тые ролики приводные. Два нижних гибочных
ролика устанавливаются по высоте винтами,
приводимыми в движение двигателем через
редуктор 8. С обоих торцов рулон направляет-
ся роликами Р, вмонтированными в раздвиж-
ные боковые плиты 10. Готовый рулон при
опущенной плите 7 выталкивается при пово-
роте выталкивателя И от пневмоцилиндра.
Многороликовые свертывающие
машины, как уже упоминалось, применяют
лишь для горячего свертывания.
На рис. 367 показан один из вариантов кон-
струкции многороликовой машины горячего
свертывания. Машина расположена над вы-
ходным рольгангом за станом и имеет два
подающих ролика 1 и 2 и семь гибочных ро-
ликов 3—9, из которых приводные только два
стационарных ролика 3 и 4. Они воспринима-
ют вес рулона и заканчивают свертывание.
Остальные пять холостых роликов установ-
лены на подвижных рычагах и при свертыва-
нии полосы раздвигаются под действием са-
мого рулона по мере роста его диаметра. При
этом ролики 5 и 6 прижимаются к рулону
। пневмоцилиндром 10 через рычаг 11, а ролики
I 7, 8, 9 — собственным весом. Часть веса этих
| последних роликов во избежание смятия пер-
। вых витков рулона вначале свертывания урав-
новешивается пневмоцилиндром 12 через ры-
чаги 14 и 15 и штангу 16. По окончании свер-
тывания все три пневмоцилиндра 10, 12 и 17
включаются на повышенное давление, чем до-
стигается подъем рычага 13 и выталкивание
рулона роликами 5 и 6 на транспортер.
В рассмотренной машине бунт удаляется
в радиальном направлении. У многоролико-
вых свертывающих машин с осевой выдачей
бунта между раздвижными гибочными роли-
ками устанавливается неподвижная консоль-
ная оправка (рис. 368). В период свертывания
рулон этой оправки не касается. По окончании
свертывания гибочные ролики разводятся,
и рулон повисает на оправке, с которой уда-
ляется специальным толкателем. Наличие оп-
равки исключает необходимость смещения ру-
лона непосредственно по роликам, что было
бы связано с рядом неудобств, особенно учи-
тывая ребристую форму роликов.
Следует обратить внимание на результаты
исследования одной из многороликовых ма-
шин [170, 173], согласно которым давление
роликов на рулон следует предусматривать
регулируемым из расчета меньшей величины
вначале свертывания, во избежание сплющи-
вания первых витков. Согласно этим же дан-
ным наружный конец полосы при вращении
окончательно смотанного рулона обусловли-
вает значительную ударную нагрузку.
ГД У /3 8
Рис. 367. Схема многороликовой машины фирмы Места для горячего свертывания полос шириной до 900 лци
б -конец свертывании
в'-выталкивание рулона
Ролик о-б арабанные машины отли-
чаются от обычных многороликовых машин на-
личием между гибочными роликами вращаю-
щегося приводного барабана, снабженного
устройством для уменьшения его диаметра.
Рис. 368. Схема подпольной многороликовой
свертывающей машины
Применение барабана хотя и усложняет
конструкцию машины, но зато способствует:
1) получению более плотных рулонов, осо-
бенно на первых витках, которые при обычном
свертывании получаются рыхлыми; 2) устра-
нению телескопичности, особенно при сверты-
вании более узких полос, склонных к боково-
му смещению витков, учитывая большой диа-
метр рулона по сравнению с шириной.
Подобная свертывающая подпольная ма-
шина для горячего свертывания полос тол-
щиной 2—6 мм и шириной до 1550 мм в ру-
лоны весом до 5,5 т показана на рис. 369 [100].
За станом установлены две такие машины,
работающие поочередно. Доступ полосы в ма-
шину возможен при открывании затвора 1
пневмоцилиндром 2. Подающие ролики 3,
нижний из которых приводится в движение
двигателем мощностью 5 кет, а верхний хо-
лостой, направляют полосу через проводку 4
в пространство между барабаном 5 и восемью
гибочными роликами. Последние приводятся
в движение попарно через универсальные
шпиндели двигателями мощностью по 16 кет,
670 об/мин, а барабан — двигателем мощ-
ностью 100 кет, 475 об/мин. Гибочные ролики
через систему рычагов и тяг прижимаются к
рулону при действии двух пневмоцилиндров 6,
в процессе действия которых одновременно
корректируется наклон вводной проводки 4
сообразно диаметру рулона.
По окончании свертывания гибочные роли-
ки разводятся, диаметр барабана уменьшает-
ся втягиванием при действии специального ци-
линдра центрального штока, проходящего
сквозь приводной вал (рис. 370) [100]. После
этого рулон удаляется из машины специаль-
ным толкателем в осевом направлении. При
установке вместо барабана оправки машина
может работать как обычная многороликовая
подобно изображенной на рис. 368. Одним из
достоинств рассмотренной конструкции ма-
шины является взаимная уравновешенность
веса системы гибочных роликов.
Скорости горячего свертывания полос на
практике достигают порядка 10—12 м!сек.
Характеристика привода свертывающих ма-
шин некоторых непрерывных станов США
приведена в табл. 56. [171].
Характеристика свертывающих машин непрерывных листовых станов США
Таблица 56
Скорость м(сек Длина бочки валков стана мм Диаметр рулона, мм Место располо- жения относи- тельно рольганга Привод
внутренний наружный мощность Л. с. род тока
1,94-4,4 2440 600 1500 Вверху 150
2,54-5,0 960 —- — Внизу 100 Постоянный
3,44-6,8 2000 600 1100 » 354-105 Трех фазный 20— 60 гц
3,44-6,8 2000 600 1220 140 —
3,54-7,0 1930 - 600 1000 » 94-38 —
3,94-7,8 1070 — — Вверху 754-150 Постоянный
4,14-8,2 1680 760 1300 Внизу 180
4,24-8,4 1680 750 — » 304-60 Трехфазный
4,24-8,4 1960 750 1270 » 324-88 Трехфазный 13— 36 гц
4,34-8,6 2030 — — Вверху 150 Постоянный
3,84-8,8 2030 — — Внизу 424-125 Трехфазный 20— 60 гц
4,44-10,0 960 —. —. Вверху 100 Постоянный
5,24-10,4 1100 750 1500 Внизу 454-135 Трехфазный 20— 60 гц
Рис. 369. Роликобарабанная машина для свертывания полос шириной до 1550 мм (НКМЗ)
Рис. 370. Разрезы роликобарабанной машины по барабану
§ 4. Мощность привода свертывающих машин
Значение этой мощности определяется ра-
венством аналогично формуле (265).
IV — ^Л4ИЗГ 77? +
хЕР • //+ н —) — 1 ------------------— л.с., (266)
V 2 / Р1 ] Р 75т] '
где смысл обозначений Л4ИЗГ /?, V, Н, (1 и ч тот
же, что и в уравнении (265). Смысл остальных
обозначений следующий:
^0,0008 м представляет коэффициент тре-
ния качения гибочных и подающих роли-
ков по полосе;
2Р — сумма давлений полосы на гибочные и
подающие ролики;
— радиус подающих и гибочных роликов;
Т —усилие, действующее вдоль полосы. Ве-
личина этого усилия зависит от условий
свертывания. В частности, при горячем
свертывании следует учитывать, что ско-
рость полосы во избежание образования
складок берется на 10—15% больше ско-
рости рольганга. Следовательно, часть
мощности привода машины должна рас-
ходоваться на преодоление сил трения
полосы о ролики рольганга. Наибольшее
значение этой части мощности имеет ме-
сто в начальный период свертывания со-
ответственно наибольшей длине полосы,
находящейся на рольганге. Но, кроме
того, надо учесть, что более тонкие поло-
сы вследствие меньшей жесткости за-
метно прогибаются между роликами
рольганга под действием собственного
веса (рис. 371), что связано с дополни-
тельной затратой мощности на перегибы
Рис. 371. Форма прогибов тонкой полосы, нахо-
дящейся на рольганге
полосы. Поэтому усилие Т следует опре-
делять как произведение веса полосы <2
на приведенный коэффициент сопротив-
ления движению полосы по роликам
рольганга \ который учитывает как рас-
ход работы на трение скольжения и ка-
чения, так и на перегибы полосы [170, 173]
7 = (267)
Этот коэффициент 1 в зависимости от тол-
щины полосы согласно опытным данным
Б. А. Морозова имеет следующие значения
[1701:
Толщина полосы,
мм............. 2—3 4—5 6—8
Приведенный коэф-
фициент сопроти-
вления движе-
нию полосы по
роликам рольган-
га, X ......... 0,35—0,3 0,25—0,2 0,12—0,08
Суммарное давление 2Р на ролики должно
быть достаточным для создания фрикционных
сил, обеспечивающих требуемое по уравнению
(267) усилие Т и также изгиб полосы при
свертывании, т. е. с учетом двукратного запа-
са на пробуксовывание оно должно удовлетво-
рять условию
4--^
где — коэффициент трения полосы о роли-
ки.
§ 5. Сортовые моталки
Моталки этой группы могут предназначать-
ся для сматывания следующего:
1) проволоки (катанки) и мелкосортной
стали до 15—20 жж;
2) обручки и узкой ленты толщиной до 3—
10 жж;
3) недокатов и брака; кромок ленты, об-
резаемых на дисковых ножницах, и т. д. [94,
95, 135].
В первых двух случаях осуществляется го-
рячее сматывание непосредственно за станом.
Наиболее распространены проволочные и
мелкосортные моталки, которые в зависимо-
сти от формы сечения металла могут быть с
осевой или с тангенциальной подачей металла.
Моталки с осевой подачей метал-
ла (системы Эденборна) (рис. 372, 373) из-за
скручивания металла при сматывании (на 360°
при каждом обороте моталки) применяют
только для круглых сечений, для которых это
скручивание не имеет значения.
Неподвижность бунта при сматывании яв-
ляется основным достоинством этих моталок,
позволяющим применять практически любые
скорости сматывания — до 25 м)сек и более.
Поступающая от стана проволока проходит
через трубу 1 (рис. 372), полый вращающийся
вал 2 моталки и, выходя из спиральной труб-
ки 3 на конусном раструбе вала, укладывается
витками в кольцевом пространстве между ко-
жухом 4 и свободно подвешенным к валу ба-
рабаном 5. В современных моталках готовый
Рис. 372. Схема проволочной мо-
талки Эденборна с осевой пода-
чей
Рис. 373. Конструкция проволочной моталки:
/ — труба для проволоки; 2 — электромагнит для открывания водяного клапана; 3 — труба
для воды, охлаждающей бунты; 4 — электродвигатель мощностью 14—28 л. с., 400/1600 об/мин
йунт удаляется вниз на транспортер при рас-
крытии створок 6,
моталки с тангенциальной по-
дачей обеспечивают сматывание без скручи-
вания металла и потому применяются как
для проволоки, так и для мелкого сорта с
формой сечения, отличной от круга. В СССР
распространены моталки системы Гаррета
(рис. 374, а и 375). Барабан 1 вращается вме-
сте с крюками 2. Металл поступает через труб-
ку 3 по. касательной в кольцевое пространство
между барабаном и кожухом 4, который при
сматывании также вращается, опираясь на
крюки. По окончании сматывания моталка
останавливается. Готовый бунт направляется
Рис. 374. Схемы мелкосортно-проволочных моталок с
тангенциальной подачей; а—надпольной моталки с
крюками, поддерживающими бунт частично (системы
Гаррета); б — надпольной моталки с крюками, поддер-
живающими бунт полностью (фирмы Демаг); в — под-
польной моталки (8\У18з 8иесо)
Рис. 375. Конструкция мелкосортной моталки (Стальпроект]
$нИз на транспортер при действии кривошип-
ного механизма 5 на роликовую траверсу 6,
при подъеме которой крюки откидываются
внутрь барабана, а кожух 4 садится в конус-
ное гнездо 7. Перед началом следующего сма-
тывания моталка разгоняется до установив-
шейся скорости.
Вследствие неуравновешенности вращающе-
гося бунта и ненадежного центрирования де-
талей самой моталки скорость сматывания на
подобных моталках относительно мала (не
более примерно 10 м/сек).
В моталке на рис. 374, б металл поступает
через трубку 1 по касательной к барабану 2
непосредственно на крюки 3, расположенные
в количестве семи штук по окружности бара-
бана. Барабан с крюками приводится во вра-
щение групповым приводом (на несколько мо-
талок) в виде трансмиссионного вала с кони-
ческими передачами через фрикцион 4. По
окончании сматывания при подъеме с по-
мощью цилиндра 5 невращающегося конуса 6
второго фрикциона происходят подъем и тор-
можение барабана с одновременным отклоне-
нием крюков внутрь барабана. Готовый бунт
при этом падает на люльку 7, которая плоско-
параллельным движением передает его на
один из крюков 8 канатно-крюкового холо-
дильника. Данная моталка выгодно отличает-
ся от предыдущей конструкцией крюков, не
требующих для удержания бунта наружного
вращающегося кожуха, из-за ненадежности
центрирования которого затрудняется приме-
нение более высоких скоростей. Недостаток
данной моталки — наличие фрикционов, быст-
ро изнашивающихся с учетом частых включе-
ний. Этот недостаток не является принципиаль-
ным, так как легко устраняется при исполнении
моталки с приводом от самостоятельного двига-
теля.
Моталку, изображенную на рис. 374, в, рас-
полагают под полом цеха. Металл поступает
по трубке 1 и укладывается в кольцевом про-
странстве между двумя рядами концентрично
расположенных штифтов 2, закрепленных на
вращающемся грибовидном шпинделе 3. По
окончании сматывания трубка 1 отводится
вверх, а готовый бунт выталкивателем 4 при
действии пневмоцилиндра поднимается на
Уровень настила 5, по которому сталкивается
толкателем 6 в сторону на промежуточный
транспортер, передающий его к канатно-
крюковому холодильнику. В данной моталке
Удаление готового бунта несколько сложнее,
чем у предыдущих напольных моталок с вы-
бросом бунта вниз (иногда прямо на крюк
канатно-крюкового холодильника). Однако
исключительная простота и компактность дан-
ной моталки обеспечивает ей очень важное
преимущество в части применения более высо-
ких скоростей. Например, на одном из прово-
лочных станов КНР подобная моталка весьма
успешно работает при скорости 12 м/сек, а
предположительно надо полагать возможным
применение и значительно больших скорос-
тей— до 20 м/сек и более.
Современные моталки с тангенциальной и
осевой подачей приводятся в движение обыч-
но от самостоятельных двигателей с электри-
ческой синхронизацией скорости с последней
клетью стана. Двигатели обычно шунтовые или
асинхронные, питаемые специальным генера-
тором, находящимся на валу двигателя послед-
ней клети. Каждый раз по окончании сматыва-
ния моталку останавливают вместе с двигате-
лем. Для моталок с внутренним диаметром
бунта около 550 мм мощность двигателя обыч-
но 10—15 л. с.
§ 6. Разматыватели
Разматывание рулонов тонких листовых по-
лос требуется, например, при травке, холодной
прокатке, разрезании на мерные длины, в
трубосварочных станах и т. д.
Наиболее трудным является отгибание кон-
ца полосы, чтобы захватить его подающими
роликами и начать процесс разматывания. По
способу отгибания конца полосы различают
разматыватели электромагнитные, скребковые
и крюковые.
Электромагнитные разматыва-
тели наиболее распространены и удобны в
работе, но пригодны лишь для магнитных ма-
териалов. Разматыватель фирмы Юнайтед,
приведенный на рис. 376, 377, 378, к холодно-
прокатному стану 1680 имеет люльку 1 с ро-
ликами 2 и 3, на которые с конвейера скаты-
вается рулон. Приводным роликом 3 рулон по-
ворачивается наружным концом полосы в
сторону электромагнита 4, а винтовым меха-
низмом 5 поднимается до совпадения с осями
барабанов 6 центрователя, которые зажимают
его с торцов. Затем электромагнит опускается
и последующим подъемом отгибает притяну-
тый конец полосы до соприкосновения с при-
водным роликом 7 на пружинных опорах. В
дальнейшем конец полосы зажимается между
этим роликом и роликами 8 при подъеме по-
следних от действия кривошипношатунного
механизма. Включением ролика 7 после обес-
точивания электромагнита начнется разматы-
вание рулона, сопровождающееся распрямле-
нием полосы при ее движении между правиль-
ными роликами 7 и 3. Барабаны 6 центровате-
ля при разматывании в случае надобности
7
4
Рис. 376. Принцип работы электромагнитного разматывателя (Юнайтед)
Рис. 377. Конструкция разматывателя
Рис. 378. Центрирующий барабан разматыватели
притормаживаются пневматическими тормоза-
ми 9.
Скребковые разматыватели мо-
гут применяться для немагнитных материалов
[135]. Принцип действия подобного разматы-
вателя для дуралюминовых рулонов показан
на рис. 379. Рулон с пола цеха скатывается
на роликовый подъемный стол /, уравновешен-
ный контргрузом, и при действии пневмоци-
линдра 2 поднимается им до упора рулона в
ролик 3. При вращении рулона от ролика 4
наружный конец рулона отделяется скребком
5 и поступает в подающие ролики 6, а затем
в правильные ролики 7. Причем верхний пра-
вильный ролик до вхождения полосы припод-
нят и опускается на полосу с помощью пнев-
моцилиндра (на рисунке не показан). В про-
цессе дальнейшего разматывания скребок 5
отодвигается при воздействии пневмоцилинд-
ра (на рисунке не показан) и носок скребка
во избежание царапания полосы прикрывает-
ся роликом 8, имеющим привод от пневмоци-
линдра 9.
Рис. 379. Принцип действия скребкового разматывате-
ля типа Блисс для дуралюминовых рулонов шириной
до 1220 мм
Крюковые разматывателя также
применяют для немагнитных материалов 1135].
Они менее удобны в работе, так как крюк 1
(рис. 380), закрепленный на ремне, накиды-
вается на конец рулона вручную. Конец руло-
на выводится в верхнее положение приводным
роликом 2 и отгибается до соприкосновения с
цилиндрической плитой 3 наматыванием рем-
ня на барабан 4. Во время отгибания рулон
изнутри удерживается двумя боковыми роли-
ками 5 силой давления, создаваемого с по-
мощью пневмоцилиндра 6. Отогнутый конец
полосы после снятия крюка подается в пра-
вильные ролики разматывателя.
7
Рис. 380. Схема отгибателя крю-
кового разматывателя для дур-
алюминовых рулонов шириной до
2500 мм
ГЛАВА VII
РОЛЬГАНГИ
§ 1. Основные типы рольгангов
Рольганги — это транспортеры, перемещаю-
щие материал непосредственно вращающими-
ся роликами. Рольганги обычно являются ос-
новным средством перемещения металла в
прокатных цехах, и вес их иногда достигает
40—60% от общего веса оборудования стана.
По назначению можно различать следую-
щие основные виды рольгангов:
1. Рабочие основные рольганги рас-
полагают непосредственно у рабочей клети.
Первые ролики этих рольгангов у обжимных
станов часто располагают в станине рабочей
клети (станинные ролики).
2. Рабочие вспомогательные, на-
зываемые также раскатными, являются про-
должением основных рабочих рольгангов и
участвуют )в работе, когда длина полосы ста-
новится больше длины основных рабочих роль-
гангов.
3. Транспортные рольганги, под-
водящие и отводящие, служат для по-
дачи металла к нагревательным печам или к
стану, для отвода металла от стана и подачи
его к вспомогательным машинам (ножницам,
пилам, правильным машинам и т. д.). Один и
тот же рольганг иногда может быть одновре-
менно отводящим (например, от стана) и под-
водящим (например, к ножницам за станом).
4. Приемные рольганги располага-
ют в начале стана; они служат для приема
металла.
5. Пакетировочные рольганги, вы-
полняемые обычно с косыми роликами, слу-
жат для перемещения полосы одновременно
вдоль и поперек рольганга, для собирания по-
лос в плоские пачки перед ножницами или за
ножницами, для передачи в карман или на холо-
дильник с помощью опускающегося упора в
конце рольганга (рис. 381).
Опускающийся упор'
Рис. 381. Схема собирательного рольганга с косыми
роликами
6. Печные рольганги располагают
непосредственно в проходных печах (напри-
мер, для отжига листов). Их привод и под-
Рис. 382. Схема печного рольганга
шипники располагают за пределами печи (рис-
382), а сами ролики обычно выполняют полы-
ми для внутреннего охаждения водой. Привод
^асто выполняют цепным, а вместо подшипни-
ков часто применяют роликовые люнеты.
7. Подъемные и опускающиеся
рольганги, служащие не только для пере-
мещения металла в горизонтальном направ-
лении, но также и для его подъема или опус-
кания, находят применение у станов трио в ка-
честве подъемно-качающихся или параллель-
но-подъемных столов, при загрузке металла в
нагревательные печи, у ножниц тяжелого типа
о подвижным только верхним ножом (см. рис.
278) и т. п.
8. Передвижные рольганги, слу-
жащие для перемещения металла в продоль-
ном и поперечном направлениях, применяе-
мые как передвижные столы у реверсивных
рельсобалочных станов, у трубосварочных
станов и т. п.
Необходимо учитывать, что взаимное распо-
ложение раскатных, подводящих и отводящих
рольгангов при прокатке в калиброванных
валках зависит от принятой калибровки вал-
ков. Например, у блумингов отводящий роль-
ганг обычно всегда располагают против пос-
ледних калибров. Подводящий рольганг, при
расположении первого калибра у края валков
со стороны двигателя и кантователя, с учетом
минимальных затрат времени на кантовку и
перемещения металла поперек рольганга целе-
сообразно располагать с этой же стороны со-
гласно рис. 383. Однако с учетом возможного
непостоянства калибровок подводящий роль-
ганг у блумингов часто располагают также
по оси клети.
§ 2. Параметры рольгангов
Основными размерными параметрами роль-
гангов являются: диаметр, длина бочки, шаг
роликов, которые должны выбираться по
ГОСТ 5332—50, частично приведенному в
табл. 57.
Диаметр роликов должен быть воз-
можно меньшим с целью снижения веса и ма-
хового момента, резко влияющих на мощность
привода. Предел уменьшения диаметра роли-
ка обусловлен прочностью, а в случае боково-
го перемещения металла — также габаритом
Рис. 383. Рольганги блуминга:
1 — основные рабочие; 2 — вспомогательные; 3 — подводящий; 4 — отво-
дящий; 5 — кантователь
Основные размеры рольгангов прокатных’станов
(ГОСТ 5332—50)
Таблица 57
Нормаль- ный ряд диаметров роликов Размеры, мм
Нормальный ряд шагов рольганга
150 200 250 300 1
200 250 300 350 400 450 500
250 300 350 400 450 5Оо 550 600 700 800 1000 1200 1500
300 350 400 450 500 550 600 700 800 1000 ! 1200 1500
350 400 450 500 550 600 700 800 1000 1200 1500
400 450 5Оо 550 600 700 800 1000 1200 1500 2000
450 5Оо 550 600 700 800 1000 1200 1500 2000
500 550 600 700 800 1000 1200 1500 2000 2500
600 700 800 1000 1200 1500 2000 2500
700 800 1000 1200 1500 2000 2500
—
21 А. И. Целиков и В. В. Смирнов
подшипников и привода. Применяемые диа-
метры роликов указаны в табл. 58 [135].
Таблица 58
Диаметры роликов рольгангов у различных прокатных
станов
Диаметр роликов, мм Назначение рольганга
600 Рабочие рольганги броневых станов, слябингов
500 Рабочие рольганги слябингов, крупных блумингов и толстолистовых станов
450 Рабочие рольганги блумингов
400 Рабочие рольганги малых блумингов и рельсобалочных станов. Транспортные рольганги слябингов и крупных блумин- гов
350 Рольганги среднелистовых станов Транспортные рольганги блумингов и рельсобалочных станов
300 Рабочие и подводящие рольганги сред- несортных и тонколистовых станов
250 Рольганги мелкосортных станов. Отво- дящие рольганги среднесортных и тонко- листовых станов
200 Рольганги у холодильников мелкосорт- ных станов
150 Рольганги проволочных станов
Длина бочки роликов у основных
рабочих рольгангов обычно равна длине боч-
ки валков, но иногда принимается большей,
например у обжимных станов, с целью раз-
мещения линейки манипулятора, а у шахмат-
ных станов — для возможности перемещения
полосы от одной клети к другой.
У вспомогательных рольгангов сортовых
станов длина бочки обычно меньше и соответ-
ствует той части бочки валка, где длина по-
лосы, прокатываемой в последних калибрах,
превышает длину основного рабочего рольганга.
У транспортных рольгангов длина бочки
должна превышать максимальную ширину по-
лосы (или пачки полос в случае транспорти-
ровки одновременно нескольких полос) на
150—250 мм. Больший зазор относится к бо-
лее широким полосам. Причем в случае транс-
портировки раскаленных слитков длина бочки
роликов должна быть примерно на 300—
500 мм больше максимальной ширины слитка
с целью предохранения роликовых подшипни-
ков от нагревания.
Шаг роликов, из условий нахождения
прокатываемого металла одновременно не ме-
нее чем на двух роликах, должен быть не
больше половины минимальной длины полосы,
а при транспортировке слитков не должен пре-
вышать расстояния от центра тяжести слитка
до широкого торца (рис. 384). При несоб-
людении этого условия движущаяся полосу
будет ударять по роликам, ускоряя их износ и
разбивая подшипники.
При транспортировке длинных полос мак-
симальный шаг роликов обусловлен возмож-
ностью прогиба полосы от собственного веса.
Рис. 384. Шаг голиков роль-
ганга при транспортировке
слитка с учетом положения
центра тяжести последнего
С этим особенно приходится считаться при
транспортировке отводящими рольгангами
готовых прокатанных полос. Чтобы не полу-
чить дополнительных искривлений в готовой
полосе, шаг роликов этих рольгангов берется
относительно малым [135]:
У крупносортных станов . 1,2—1.6 м,
У среднелистовых . . . . 0,9 -1,0 м,
У тонколистовых...........0,5—0,7 м.
С этой же целью на этих рольгангах между
приводными роликами иногда устанавливают
холостые ролики меньшего диаметра.
Скорости рольгангов, работающих
в режиме запусков, могут сильно отличаться
от поминальных скоростей, соответствующих
номинальному числу оборотов двигателя, осо-
бенно для реверсивных рольгангов, скорость
которых, как правило, выше номинальной.
При длительном режиме работы рольганга с
применением асинхронного двигателя его ра-
бочая скорость практически совпадает с но-
минальной скоростью.
У рабочих рольгангов рабочая ско-
рость обычно берется согласно скорости про-
катки, причем в случае тонких длинных полос
скорость рольганга за станом должна быть на
5—10% выше скорости прокатки с целью ис-
ключения смещения полосы вбок и образова-
ния складок.
У транспортных рольгангов ско-
рости устанавливают согласно требуемой
производительности. У рольгангов, подводя-
щих металл к печам или к стану, обычно до-
статочна скорость 1,5—2,5 м/сек-, у отводящих
рольгангов скорость устанавливают равной
или на 5—10% выше скорости прокатки и У
тонколистовых непрерывных и мелкосортных
станов она достигает около 12 м/сек.
Номинальные скорости рольгангов опреде-
ляют, исходя из номинального числа оборотов
двигателя, в связи с выбором оптимального
передаточного числа редуктора [135, 174, 175,
176, 177, 178, 179, 180].
§ 3. Нагрузка на ролики рольганга
Нагрузки на ролики могут быть: 1) нор-
мальные от веса полосы; 2) от различных до-
бавочных давлений на полосу, частично или
полностью передающихся на ролики; 3) дина-
мические, возникающие от падения полосы на
рольганг.
Нагрузка от сил тяжести метал-
ла при подсчете необходимых для выбора
электропривода статических моментов опреде-
ляется в зависимости от сечения и длины по-
лосы. В случае коротких и толстых полос пред-
полагают, что полоса опирается на рольганг
двумя точками и на каждый ролик действует
нагрузка, равная половине веса полосы:
Ъ = ~- (268)
Но при транспортировке слитков и очень
коротких толстых полос возможен случай, ког-
да на один ролик передается практически пол-
ный вес полосы.
В случае тонких и длинных полос предпо-
лагают, что вес полосы распределяется между
всеми роликами равномерно.
Дополнительная нагрузка имеет
место главным образом на первых роликах
рабочих рольгангов, когда при отсутствии про-
водок первый ролик рольганга должен пре-
пятствовать возможному отклонению вниз вы-
ходящей из валков полосы. Давление на ролик
при этом подсчитывают, исходя из условия
пластического изгиба полосы в месте выхода
из валков
Ор 5
Р = , (269)
С
где и 5 — предел текучести и пластический
момент сопротивления сечения по-
лосы;
с—расстояние между осями ролика
рольганга и прокатного валка.
Дополнительная нагрузка возможна также
У роликов рольгангов тяжелых ножниц.
Динамическая нагрузка возможна
при падении тяжелой полосы па рольганг с
высоты Н в случаях, например, когда полоса
при выходе из валков поднимается вверх за
счет нижнего давления прокатки и затем пада-
ет на рольганг или когда уровень прокатки
выше уровня роликов рольганга, как это де-
лается у обжимных клетей (рис. 385, а); при
21*
кантовке тяжелой полосы, когда опа сначала
ставится на ребро и затем падает на грань
(рис. 385, б); при отрезании заднего конца
полосы на тяжелых ножницах, не имеющих
прижима, когда задний конец полосы под воз-
действием нижнего ножа приподнимается и
затем падает на рольганг.
Рис. 385. Динамическая нагрузка на ролик
рольганга:
а — при выходе полосы из валков; б — при кан-
товке полосы
Динамическая нагрузка может быть опреде-
лена [135, 183], исходя из того, что кинетиче-
ская энергия Е падающей полосы, за вычетом
потерь Ех при ударе, обусловленных предполо-
жением, что ударяемое тело совершенно не-
упруго, обращается в потенциальную энергию
Е деформации ролика и его опор в виде под-
шипников, рам рольганга и т. д.
Е— ^ = {7. (270)
Кинетическая энергия за вычетом потерь при
ударе может быть определена по формуле
Е — Ег = (271)
где О — часть веса полосы, приходящаяся на
данный ролик;
— коэффициент приведения массы ро-
лика при подсчете кинетической
энергии;
01 — вес ролика;
и —• скорость движения полосы и ролика
после их соприкосновения в том ме-
сте, где произошел удар.
Скорость и определяется из уравнения коли-
чества движения
= (272)
где V — скорость падающей полосы перед
моментом удара;
Кг — коэффициент приведения массы ро-
лика при подсчете количества дви-
жения.
Из совместного решения уравнений (271) и
(272) получаем
Выражая в этом уравнении кинетическую
энергию падающего груза через его рабо-
ту после подстановки в уравнение (270)
получим
(273)
где Н — высота падения.
Коэффициенты приведения массы ролика К\
и К2 зависят от формы ролика, величины де-
формации его опор и точки приложения удара.
При постоянном сечении балки в случае абсо-
лютно жестких опор и приложения нагрузки
по середине балки, они равны К\ = 0,49 и
К2 = 0,625.
Для балки, имеющей форму ролика, можно
принять 0,55 и К2 0,7.
Потенциальную энергию деформации 1} пред-
ставим суммой
Потенциальную энергию деформации опор
ролика в виде подшипников, рам рольганга и
т. д. выражаем через их жесткость по следую,
щей формуле
где I — деформация опоры ролика при дей.
ствии по середине его динамической
нагрузки Р;
— отношение, характеризующее жест-
кость опор, т. е. величина деформа-
ции от единичной нагрузки на ро-
лике.
Следовательно, общая потенциальная энер-
гия деформации системы выразится следую-
щей формулой:
и = + ^\ + (274)
12Е \ Л 12 ) 2 \ Р ) К '
Фиктивная сила Р определится из совместно-
го решения уравнений (273) и (274):
где (71 и 1/2 — потенциальные энергии деформа-
ции ролика и его опор.
Заменяя действие удара фиктивной силой Р,
определяем потенциальную энергию деформа-
ции ролика (рис. 386) по формуле
Рис. 386. Ударная нагрузка,
приложенная по середине
ролика
где Л и /2 — моменты инерции сечений боч-
ки и шейки ролика,
Е — модуль упругости,
а и с—половина расстояния между
опорами и расстояние от опоры
до края бочки.
Если для анализа этого уравнения принять де-
формации шеек ролика и его опор равными ну-
лю, то динамические напряжения, например,
в бочке ролика можно определить по формуле
Ра
(1+*2
2Гх
о ЕЦ
аГ2
1
, (276)
где 1^1 — момент сопротивления сечения бочки
ролика.
Это уравнение показывает, что в отношении
динамической прочности ролики выгодно де-
лать, во-первых, более длинными, и, во-вторых,
не пустотелыми, а сплошными, так как в этом
случае при том же моменте сопротивления мо-
мент инерции будет меньше, а вес ролика боль-
ше.
Наряду с уменьшением момента инерций
больший вес ролика, согласно уравнению (276),
также способствует снижению динамических
напряжений.
§ 4. Момент вращения роликов
Момент вращения ролика рольганга в зави-
симости от условий транспортировки может вы-
ражаться различно.
Статический момент, потребный
для вращения ролика при установившемся дви-
жении, равен
Мст = (<2 + О1)р-^+<2Л (277)
где <2 — нагрузка на ролик от веса по-
лосы, кг;
С?! и (1 — вес ролика, кг, и диаметр его
цапфы, м;
у. — коэффициент трения в подшип-
никах;
/ — коэффициент трения качения
полосы по роликам.
Для холодного металла и для горячих тол-
стых полос величина / незначительна и может
быть принята равной: для холодного металла —
около 1 мм; для горячих толстых полос — око-
ло 1,5 мм; для раскаленного слитка — около
2 мм [95]. Однако для горячих тонких полос,
как уже отмечалось при рассмотрении мощно-
сти привода свертывающих машин, имеют ме-
сто затраты мощности па пластическую дефор-
мацию при перегибах полосы из-за провисания
ее под собственным весом между роликами, что
обусловливает значительную величину /. Чи-
сленные данные о величине / для случая тран-
спортировки горячих тонких полос отсутствуют.
В принципе эти значения/можно получить ана-
логично величине коэффициента X (см. гл. VI,
§ 4), однако лишь в самом грубом прибли-
жении. Действительно, обусловленная коэффи-
циентом затрата мощности (где V — ско-
рость полосы) по физическому смыслу этого
коэффициента слагалась из двух составляю-
щих: 1) затраты мощности на перегибы полосы,
выражаемой произведением <3/ — (где И —
диаметр ролика), и 2) затраты мощности на
трение скольжения металла по роликам, кото-
рая соответственно тому, что скорость полосы
превышает скорость роликов примерно на 10—
15%, выражается через коэффициент трения по-
лосы по роликам нь произведением (2^ (0,1
^0,15) V. Из выражения этой суммы состав-
ляющих мощности находим, что для горячих
тонких полос
/ = (0,1 ->0,15)
Заметим, что безразмерная величина в
квадратной скобке, которую обозначим через
Ч так же как и X, является коэффициентом
сопротивления движению полосы по роликам
рольганга, однако без наличия скольжения
полосы по роликам. Если принять 0,3, то
в зависимости от толщины полосы, согласно
таблице на стр. 313 значения Ч были бы
следующими:
Толщина полосы, мм 2ч-3 4ч-5 6ч-8
Коэффициент
Х1=Х—(0,14-0,15) 0,324-0,25 0,224 0,15 0,094-0,03
Однако надо оговорить, что эти данные носят
частный характер, так как соответствуют кон-
кретному шагу роликов 620 мм и скоростям по-
лосы порядка 9—10 м/сек для тонких и 7 м/сек
для более толстых полос. Неточность получен-
ных значений обнаруживается уже в том, что
для тонких полос они превышают значение н,
а это противоречит физическому смыслу коэф-
фициента
Максимальный статический мо-
мент равен моменту при буксовке роликов
по полосе, практически неизбежной для всех
рольгангов из-за внезапной задержки полосы
по различным причинам (удар по находящейся
впереди полосе, по боковым линейкам рольган-
га, по упору и пр.).
мбук = (<2 + $1) р-у + <2 Н1-|- кем, (278)
где — коэффициент трения полосы по роли-
кам для холодного металла равен
около 0,15, а для горячего около 0,3;
О — диаметр бочки ролика, м.
Максимальный пусковой мо-
мент, в котором учитывается динамический
момент при запусках, ограничивается возмож-
ным ускорением а полосы, исходя из следую-
щего условия сил трения между металлом и ро-
ликами:
\ О / ё
где § — ускорение свободного падения.
Из этого следует, что максимальное ускоре-
ние полосы ограничивается величиной1
(9 \
) ё = (Рх — х1) ё > (279)
которая для частного случая, когда / ~ 0,
т. е. для холодного металла и толстых полос,
при указанных выше значениях щ будет равна
(0,15 + 0,3) #=1,46- 2,92 м!сек2.
Попытка применить большее ускорение ока-
жется бесполезной и вредной из-за буксования
1 На отсутствие надежных данных значений уже
указывалось. Вероятно, что для целей данного расчета
их следовало бы принять уменьшенными в 1,5—2 раза,
сравнительно с приведенными на стр. 325.
полосы по роликам, при котором ускорение по-
лосы фактически снизится вследствие падения
коэффициента трения с ростом скорости сколь-
жения.
Максимальный пусковой момент равен сумме
момента буксовки и динамического момента,
потребного для разгона самого ролика с мак-
симальным ускорением по условию уравне-
ния (279).
Г ГР
Л4макс “ ^букс4----------
такс
2амакс
О
кгм,
(280)
где СО2 — маховой момент ролика, кгм2.
При проверке двигателя на нагрев и допусти-
мый перегрузочный момент значения моментов
двигателя при установившемся движении опре-
деляются, исходя из уравнения (277).
Пусковые моменты для высокопроизводитель-
ных рольгангов определяются, исходя из вели-
чины момента Л4макс , учитывая, что более вы-
сокие значения момента нежелательны из-за
появления буксовки при запусках. В то же вре-
мя практически для всех рольгангов допусти-
мый перегрузочный момент двигателя не дол-
жен быть меньше значения, соответствующего
моменту Л4букс, чтобы исключить опасность
аварийной остановки двигателя при внезапной
задержке полосы.
§ 5. Конструкция рольгангов
Рольганги могут быть: 1) с групповым Приво-
дом; 2) с индивидуальным или полуиндиви-
дуальным приводом, где каждый ролик или
каждые два ролика приводятся во вращение
отдельным двигателем; 3) с холостыми роли-
ками, причем транспортные рольганги с холо-
стыми роликами выполняют с небольшим ук-
лоном, благодаря которому металл перемеща-
ется на них под действием силы тяжести. Та-
кие рольганги называются гравитационными.
Групповой привод рол'иков применя-
ется лишь у рольгангов, работающих в особо
тяжелых условиях в случае транспортировки
массивных коротких полос, вес которых кон-
центрируется на небольшом числе роликов;
у рольгангов крупных обжимных станов; у
рабочих и подводящих рольгангов балочных,
толстолистовых станов и др. Рольганги про-
катного стана образуются из отдельных сек-
ций с самостоятельными двигателями длиной
примерно до 6 ж и иногда более; причем сек-
ции основных рабочих рольгангов обжимных
клетей снабжены обычно двумя двигателями,
из которых один запасной.
Обычно рош'ики приводятся во вращение
через многоопорный трансмиссионный вал с
коническими шестернями, а при очень малом
шаге роликов применяют привод, действую-
щий через промежуточные паразитные цилин-
дрические шестерни (рис. 387).
Весьма тихоходные рольганги, как напри-
мер, рольганги в проходных печах для термо-
обработки металла, 'приводятся в движение
обычно через общую цепь и звездочки на кон-
цах каждого ролика.
Трансмиссионный вал при приводе в дви-
жение роликов через конические шестерни ча-
ще всего монтируют в подшипниках с виты-
ми роликами (рис. 388 и 389) [100].
Внутренние кольца этих подшипников на-
саживаются на вал свободно (посадка С) и
имеют вырезы на удлиненной части для фик-
сации по валу в продольном и тангенциаль-
ном направлениях фасонными шпонками 1.
Для удержания вала в осевом направлении
один из концевых подшипников предусматри-
вают роликоконическим (на левом конце ва-
ла— рис. 390, а). Конические шестерни, исхо-
дя из условий сборки, насаживают на вал
свободно (например, отверстие по калибру
Дз, а вал —по калибру X) и закрепляют кли-
новыми шпонками. Корпусы подшипников
трансмиссионного вала, исходя из условий
технологии изготовления и возможности де-
монтажа вала независимо от роликов роль-
ганга, выполняют отъемными от станины
рольганга (рис. 389, разрез по ВО). Необхо-
димо предусмотреть возможность демонтажа
каждого из роликов рольганга независимо от
трансмиссионного вала. С этой целью в гнезде
конического роликоподшипника со стороны
бочки ролика предусмотрены дистанционные
кольца 2 (рис. 389). При снятой крышке
подшипника это кольцо поворачивают высту-
пом 3 вверх. После этого зубчатое зацепление
разобщается смещением ролика вдоль оси и
ничто не препятствует подъему ролика кра-
ном.
Крышки масляных ванн снабжают люками
5 для осмотра зацеплений (рис. 389) и масло-
отражательными заплечиками 6. Назначение
перегородок 4 — препятствовать сгону масла
в один конец ванны при вращении конических
шестерен. Чтобы при большом числе роликов
рольганга (примерно более десяти) избавить-
ся от трансмиссионного вала чрезмерной дли-
ны, его выполняют иногда из двух частей, со-
единяемых жесткой муфтой с промежуточным
кольцом (рис. 390, б). Это кольцо можно лег-
ко удалить и осевым смещением одного из от‘
резков вала на величину образовавшегося за-
зора вывести шестерни из зацепления с целью
демонтажа одной части вала независимо от
другой. Для зубчатых зацеплений рольгангов
в последнее время применяют жидкую про-
точную смазку, при использовании которой,
как и при применении обычной картерной
смазки, шестерни смазываются окунанием в
масляную ванну. Однако масло в ванне долж-
но непрерывно обновляться от циркуляцион-
ной системы жидкой смазки [181]. Смазка
подшипников качения роликов обычно густая.
Рамы рольгангов при групповом при-
воде должны быть достаточно жесткими, что-
бы обеспечить правильное положение опор
трансмиссионного -вала и точность зацепления
зпестерен. Обычно рамы рольгангов образуют-
ся из двух частей, соединенных жестко рас-
порными трубами или траверсами (рис. 389).
У тяжелых рольгангов и рольгангов с малым
шагом роликов эти рамы делают сварными из
листов или литыми с непосредственным рас-
положением в них расточек под подшипники
роликов; в других случаях корпуса подшип-
ников и ванн зацеплений чаще делают отъем-
ными. Длину литых рам обычно берут не бо-
лее 3,5—4,5 м. При большей длине секций
рольганга рамы делают по длине составными
(сбалчивают).
Двигатели при групповом при-
воде рольгангов, работающих в режиме
запусков, обычно применяются асинхронные
или сериесные, а при длительном режиме —
асинхронные. При необходимости широкого
Рис. 388. Приемный рольганг блуминга 1150 (УЗТМ)
Рис. 389. То же, разрез по первому ролику:
/ — фасонная шпонка; 2 — полукольцо верхнее; 3 — полукольцо нижнее; 4 — ванна для масла с поперечными перегородками;
5 — смотровая крышка; 6 — заплечико, предохраняющее от утечки масла
Рис. 390. Осевой подшипник (а) и соединительная
муфта (б) трансмиссионного вала приемного роль-
ганга блуминга 1000 (ЦКБММ)
а
регулирования числа оборотов применяются
шунтовые или компаундные двигатели. У ра-
бочих рольгангов тяжелых обжимных станов
часто применяют привод с регулированием
напряжения посредством самостоятельного
генератора или ртутного выпрямителя.
Индивидуальный или полуинди-
видуальный привод роликов, где
каждый ролик или каждые два ролика приво-
дятся в движение отдельным двигателем, ши-
роко применяется при транспортировке длин-
ных полос, когда вес их рассредоточен на
большое количество роликов и, следователь-
но, .преимущество группового привода в части
использования мощности двигателя практиче-
ски утрачивается. Более высокая стоимость
электропривода у этих рольгангов вполне
компенсируется их преимуществами в эксплу-
атации и при изготовлении ввиду чрезвычай-
ного упрощения самой конструкции. Кроме
очевидных упрощений, связанных с упраздне-
нием сложных зубчатых передач, становится
возможным также вместо громоздких рам
применить для каждого ролика (или каждых
двух) самостоятельную станину, что особенно
выгодно при большом шаге роликов (рис. 391).
быстроходных рольгангов двигатели соединя-
ют с роликами непосредственно, а у тихоход,
ных, чтобы не удорожать двигатель,—через
редуктор.
Применяют двигатели трех видов: обычные
с креплением лапами (рис. 392), фланцевые
(см. рис. 391) и специальные рольганговые
двигатели с полым валом (рис. 393, 394).
Крепленце первого из этих двигателей требует
наличия кронштейна, а крепление второго
связано с усложнением обработки одного из
корпусов подшипника ролика (или редуктора).
Причем в обоих случаях трудно обеспечить
соосность соединительных муфт. При двига-
теле с полым валом 1 эти затруднения отпа-
дают и привод с этим двигателем считается
наиболее простым и надежным. Двигатель с
полым валом надевается и укрепляется с по-
мощью шпонки и болта на оси ролика (см.
рис. 393) или на ведущем валу редуктора
(рис. 394). Статор двигателя удерживается
от вращения с помощью пружин и проушин на
его корпусе и на корпусе подшипника ролика
или редуктора.
Так называемые электроролики, в корпусе
которых двигатель располагается непосредст-
Рис. 391. Ролик рольганга с индивидуальным приводом от фланцевого двигателя через зубчатую муфту
Двигатели при индивидуальном
приводе роликов применяют обычно
асинхронные с короткозамкнутым якорем.
Число оборотов в случае необходимости регу-
тируется изменением частоты тока в пределах
от 5 до 60 гц от преобразо(вателей частоты,
питающих группу двигателей. При большом
диапазоне регулирования скорости применя-
ют также шунтовые двигатели с групповым
.пуском при регулировании напряжения. У
венно, в силу многих недостатков распростра-
нения не получили.
Редукторы тихоходных роликов
выполняют обычно с цилиндрическими шес-
тернями и предусматривают отдельными для
1 Эти двигатели, выпущенные электропромышленно-
стью с наименованием серии МАР (мотор асинхронный
рольганговый), заменяются серией АР (асинхронный
рольганговый).
Рис. 392. Ролик рольганга с индивидуальным приводом и редуктором
Рис. 393. Ролик рольганга с индивидуальным приводом от двигателя, имеющего полый вал
Рис. 394. Спаренный индивидуальный привод рольганга с двигателем, имеющим полый вал
каждого ролика (см. рис. 392), а при малом
шаге роликов — обычно спаренными, т. е. для
каждых двух роликов (см. рис. 394).
Находят применение также редукторы
внутренним зацеплением, расположенным
теле корпуса ролика (рис. 395).
Рис. 395. Индивидуальный привод рольганга' через редуктор с внутренним зацеплением
§ 6. Конструкция роликов и их подшипников
Форма бочки роликов зависит в основном
от назначения рольганга.
Цилиндрические ролики наиболее
распространены; их применяют как на сорто-
вых, так и на листовых станах.
Ступенчатые ролики применяют в
качестве первых (станинных) роликов обжим-
ных станов; их диаметр меняется в зависимо-
сти от глубины калибров прокатных валков.
Ребристые ролики применяют на
средне- и толстолистовых станах в качестве
рабочих рольгангов и роликов на холодильни-
ках этих станов; в печах для термообработки
листов.
Конусные ролики применяют на тол-
столистовых станах для поворота толстых лис-
тов.
Двухконусные ролики применяют
для транспортировки круглых прутков и труб
(см. рис. 393, 394 и 395) и иногда листовых
полос, чтобы последние во избежание порчи
поверхности касались роликов только кромка-
ми.
Конструкции роликов весьма разнообразны!
и зависят от условий работы. Ролики бывают
цельными (цельноковаными или цельнолиты-
ми) и составными. Цельнокованые ролики де-
лаются сплошными, цельнолитые — полыми.
Составные ролики при небольшой длине дела-
ют с запрессованной сквозной осью, а при
большой длине чаще с двумя запрессованными
по концам цапфами.
Сплошные кованые ролики явля-
ются наиболее дорогими; их применяют лишь
в исключительных случаях при тяжелых на-
грузках: в качестве первых роликов рабочих
рольгангов крупных станов; в рабочих и при-
емных рольгангах тяжелых обжимных клетей;
в рольгангах для транспортировки заготовок;
в виде отдельных роликов рольгангов, подвер-
женных сильным ударам, например, у круп-
ных ножниц, и т. д.
Пустотелые ролики из стально-
го литья или из труб применяют при
средних и малых нагрузках: в основных рабо-
чих рольгангах большинства станов (исклю-
чая тяжелые обжимные и чистовые клети тон-
колистовых станов); на подъемно-качающих-
ся столах; в подводящих рольгангах; в удлш
нительных рольгангах крупных станов; в транс-
портных рольгангах тяжелых обжимных ста-
нов; в транспортных рольгангах легкого типа
с длинными роликами. В условиях работы по-
добных рольгангов соответственным выбором
толщины стенки и диаметра можно получить
достаточно прочные и в то же время легкие
пустотелые ролики с небольшим маховым
моментом, что весьма важно для рольгангов,
работающих в режиме запусков.
Большое распространение для указанных
•рольгангов за последние годы получили роли-
'й> сделанные из цельнокатаных труб с обжа-
тыми цапфами [20].
ролики с корпусами из чугунно-
то литья являются наиболее дешевыми,
л по условиям прочности их весьма широко
применяют при легких нагрузках: в рольган-
гах тонколистовых станов, исключая подводя-
щие рольганги; в удлинительных рольгангах
различных станов, исключая крупные станы;
в отводящих рольгангах для готового проката,
причем для некоторых видов готового проката
их применение является обязательным, так
как они, по сравнению со стальными ролика-
ми, не портят поверхности транспортируемого
металла. Ролики с чугунными корпусами
обычно выполняют отливкой корпуса непо-
средственно на стальную ось; причем по усло-
виям литейной усадки и компенсации темпе-
ратурных удлинений при работе корпус роли-
ка фиксируется по оси лишь одним концом
4рис. 396). Также применяют ролики с запрес-
Разрез поАВ
Д! / ^3
Рис. 396. Ролик с чугунным корпусом, отлитым
на оси
сованными цапфами, а иногда для возможно-
сти смены корпуса независимо от оси, корпус
укрепляют на оси шпонкой. При этом шпонку
забивают лишь с одного конца ролика, учиты-
вая необходимость компенсации при измене-
нии длины корпуса вследствие температурных
колебаний.
Подшипники качения для роли-
ков рольгангов являются за редким ис-
ключением наиболее целесообразным типом
подшипника. Очень часто, особенно при тяже-
лых и средних нагрузках, ролики монтируют
одной цапфой на подшипнике с витыми роли-
ками, а другой — на двухрядном ролико-ко-
ническом подшипнике (см. рис. 389, 393, 394).
При более легких нагрузках применяют
также'подшипники шариковые (см. рис. 391),
сферические с бочкообразными роликами и др.
Смазка подшипников обычно централизован-
ная густая.
§ 7. Первые ролики рабочих рольгангов
Первые ролики (считая от валков) рабочих
рольгангов крупных обжимных клетей рабо-
тают в наиболее тяжелых условиях; они
должны: 1) удовлетворять особым условиям
в отношении привода; 2) располагаться воз-
можно ближе к валкам с целью надежной по-
дачи металла в валки; 3) надежно восприни-
мать высокие нагрузки, особенно ударные.
Привод первых роликов крупных
обжимных клетей обычно выполняют так, что-
бы во время действия на ролик усилий со
стороны выходящей из валков полосы ролик
мог быть ведомым полосой. В противном слу-
чае, из-за возможной несогласованности ско-
ростей полосы и ролика силы трения со сторо-
ны выходящей из валков полосы, обусловлен-
ные высоким давлением, могут создать на ро-
ликах момент, достаточный для поломки пе-
редаточного механизма, или, в лучшем слу-
чае, способствующий быстрому износу роли-
ков.
Ранее с этой целью первые ролики выпол-
няли: 1) холостыми, но такие ролики не участ-
вуют в подаче металла в валки, что крайне
неудобно при прокатке коротких полос —
слитков и слябов; 2) приводными от валков
стана, чтобы скорость полосы и роликов была
согласованной, но такие ролики тормозят при-
меняемую на практике подачу металла в
валки со скоростью, большей, чем скорость
валков, а при выходе полосы на неподвижный
рольганг они заносят в сторону хвостовую
часть полосы; 3) приводными через фрикци-
он; подобный привод достигает цели и имел
наибольшее распространение, но он недоста-
точно надежен и удобен в эксплуатации из-за
износа фрикциона.
Поэтому в последнее время указанные спо-
собы не применяют и первые ролики крупных
обжимных клетей приводятся в движение ис-
ключительно от индивидуальных двигателей
без промежуточных редукторов. Эта система
привода обеспечивает надежность и удобст-
во эксплуатации. Первые ролики блуминга
1000 на рис. 397 и 398 приводятся в движение
через шарнирные шпиндели с помощью от-
дельных двигателей по 23 л. с. 113 об/мин, ра-
ботающих синхронно с соответствующими
рабочими рольгангами. При включении сопро-
тивления в цепь якоря двигателя обеспечивает-
ся падающая характеристика, позволяющая
роликам следовать за скоростью выходящего
из валков слитка.
Расположение первых роликов
вблизи прокатных валков обеспечивают раз-
Рис. 397. Станинные ролики блуминга 1000 (ЦКБММ—НКМЗ)
Рис. 398. Разрез станинного ролика блуминга 1000
мещением их в специальных окнах станин ра-
бочих клетей, в связи с чем они называются
часто станинными роликами (см. рис. 397 и
398). Причем в случае очень малого шага ро-
ликов, как например, у обжимных клетей тол-
столистовых станов часто приходится приме-
нять групповой привод на несколько первых
роликов с размещением зубчатых передач и
подшипников между станинами рабочей кле-
ти (см. рис. 387).
Надежность восприятия высоких нагрузок,
особенно ударов, обеспечивается наряду с ис-
пользованием кованых роликов применением
пружинных опор. Ролики на рис. 397 и 398
подрессорены под каждым подшипником, а на
рис. 387 — под всей рамой (разрез по А — Л).
§ 8. Подъемно-опускающиеся столы
у рабочих клетей
Столы этого типа применяют:
а) у листовых клетей дуо и трио, где их
устанавливают обычно по обе стороны клети;
б) у сортовых клетей трио, где их устанав-
ливают на крупных станах по обе стороны,
клети, а при диаметре валков менее 600 мм-
обычно только за клетью (с установкой перед
клетью рычажного или ступенчатого кантова-
теля). На мелкосортных станах трио подъем-
но-опускающиеся столы не применяют, так
как металл из нижней пары валков в верхнюю
передается обводными проводками.
Подъемные столы у рабочих клетей лишь
иногда, при длине полос менее 5—10 ж, выпол-
няют параллельно-подъемными (рис. 399), а
к большинстве случаев — подъемно-качающи-
мися (рис. 400 и 401).
Рис. 399. Схема параллельно-подъемного стола
но же стремятся двигатель расположить на
Рис. 401. Схема подъемно-качающегося стола тяжелого
типа
Рис. 400. Схемы подъемно-качаю-
щихся столов легкого типа с
уравновешиванием:
а — пружинным; б — грузовым
Механизм подъема и опускания
стола — обычно кривошипный или эксцентри-
ковый.
Уравновешивание наиболее легких
столов тонколистовых станов дуо и трио чаще
выполняют пружинным (рис. 400, а), а тяже-
лых столов—грузовым (рис. 401).
Тяжелые столы толстолистовых, крупно-
сортных, рельсобалочных и обжимных станов
трио выполняют обычно по схеме рис. 401.
Оба стола, согласно этой схеме, связаны длин-
ной тягой, расположенной ниже уровня рабо-
чей клети, и приводятся в движение одним
двигателем через кривошипно-шатунную пере-
дачу. Однако в последнее время при исполь-
зовании самостоятельного привода для каждо-
го стола эта тяга упраздняется. Угол качания
рычага контргрузов берется около 40—60° с
тем, чтобы движение вертикальной штанги,
несущей стол, было близким к поступательно-
му.
Длина подъемн о-к ачающихся сто-
лов определяется двумя условиями:
1. При длине полос менее 10—15 м качаю-
щийся стол одновременно должен* являться
основным рабочим рольгангом, и его длина
должна быть не меньше 2/з максимальной
длины полосы.
2. Наклон стола (в верхнем положении) с
целью надежной подачи металла в валки и
уменьшения изгиба полосы в месте сопряже-
ния стола с рольгангом (что важно для фа-
сонных профилей) берется не больше чем
1 : 10 или даже 1 : 15 (в старых установках
он принимался 1 : 6—1 : 8).
Ролики на столах делают исключительно
приводными, с индивидуальным или группо-
вым приводом. При групповом приводе двига-
тель располагают на раме стола лишь в слу-
чае стесненных габаритов (рис. 402, б). Обыч-
фундаменте, чтобы не утяжелять вес подвиж-
ных частей стола (р^с. 402, в, г).
Легкие столы тонколистовых станов дуо и
трио вместо роликов обычно оборудуют цеп-
ными транспортерами. Подобные столы широ-
ко применяются на старых тонколистовых
станах штучной прокатки. В виде общего за-
мечания следует указать на большое разнооб-
разие конструкций столов для тонколистовых
между цепями которых расположены быстро,
действующие опускающиеся упоры 4, приводи,
мые в движение пневмоцилиндрами (рис. 403)
Все четыре конвейера поднимаются и опуска-
Рис. 402. Схемы привода роликов подъемно-качаю-
щегося стола:
.а — индивидуальный; б — групповой — от двигателя на раме
стола; в — то же, через шарнирный шпиндель; г — то же, через
ось качания стола
станов штучной прокатки, но наиболее инте-
ресными являются спаренные подъемно-опус-
кающиеся столы, спроектированные и уста-
новленные недавно на Аньшаньском заводе Ч
Столы обслуживают клеть дуо и состоят из
двух пар реверсивных цепных конвейеров 3,
1 По предложению и с участием Тань Фу-линь
(Аньшаньский металлургический завод).
Рис. 403. Схема устройства спаренных подъемно-
опускающихся столов тонколистового стана дуо и
положения их на различных стадиях работы (Ань-
шаньский завод в КНР): 1 и 2 — подводящий и от-
водящий рольганги (или конвейеры); 3 — подъемно-
онускающиеся столы с цепными конвейерами;
4 — опускающиеся упоры на столах; 5 — вспомога-
тельный конвейер под клетью
ются одновременно. Вспомогательный кон-
вейер 5 служит для передачи листов между
нижними конвейерами столов под рабочей
клетью. Основное преимущество этих столов—
возможность прокатки листов партиями, т. е.
сразу по нескольку штук. Число листов в пар-
тии и количество проходов зависят от приня-
той технологии. Положениями I—IV на ри-
сунке иллюстрируется вариант прокатки лис-
тов партиями по шесть штук в три прохода
для каждого листа, из которых последними
проходами предусматривается прокатка паке-
том по три листа. В этих положениях ради
упрощения рисунка столы изображены услов-
но без цепных транспортеров.
В положении /, когда столы подняты, три
заготовки подаются последовательно от печи
й проходя через нижний стол перед клетью,
после прокатки задерживаются последова-
тельным подъемом упоров 4 на нижнем столе
за клетью. Одновременно три листа, которые
перед этим в таком же порядке попали на
верхний стол за клетью (как это показано на
верхнем изображении), передаются через
верхний валок на стол перед клетью.
В положении II, когда столы опущены, а
транспортеры среверсированы, листы с верх-
него стола перед клетью после опускания
упоров прокатываются вторым проходом и
вновь задерживаются последовательным
подъемом упоров на столе за клетью. Одно-
временно нижние три листа в том же порядке
перемещаются на стол перед клетью.
В положении III при поднятых столах после
очередного реверсирования транспортеров
нижние листы прокатываются вторым прохо-
дом, а верхние листы, пройдя над верхним
валком, собираются в пакет подъемом одного
из упоров на столе перед клетью.
В положении IV пакет из трех листов на
верхнем столе после завершающего прохода
удаляется на отводящий рольганг, а непосред-
ственно за ним очередные новые три заготовки
поступают с подводящего рольганга для про-
катки в следующем цикле. Одновременно ниж-
ние листы собираются в пакеты на переднем
нижнем столе. После подъема столов (чему
будет соответствовать вновь положение I)
этот пакет после з-авершающего прохода так-
же удалится на отводящий рольганг, а непо-
средственно за ним новые три заготовки по-
ступят с подводящего рольганга для прокат-
ки в следующем цикле.
Столы толсто- и среднелистовых
станов выполняют обычно по схеме на
рис. 401. Подобные столы снабжают манипу-
ляторными линейками и, если они обслужива-
ют черновую клеть стана, кроме того, устрой-
ством для поворота слитка или сляба вокруг
вертикальной оси с тем, чтобы слиток или
сляб можно было прокатывать «на угол».
Столы на рис. 404 черновой клети трио
среднелистового стана 2350, где прокатывают-
ся слитки или слябы весом до 3,7 т, приводят-
ся в движение двумя двигателями через ре-
дуктор и кривошипно-шатунную передачу I.
Часть роликов, расположенных ближе к кле-
ти, сделана ребристыми для уменьшения их
шага. Четные и нечетные ролики приводятся
в движение раздельно через универсальные
шпиндели 2, Кроме того, форма роликов сде-
лана слегка конической для возможности по-
ворота слябов (об этом смотри ниже на стр.
361). На переднем столе предусмотрены ма-
22 А. И. Целиков и В. В. Смирнов
нипуляторные линейки 3 для выравнивания
листа по оси прокатки.
Столы сортовых и рельсобалоч-
ных клетейтрио обычно делают отодвига-
ющимися от клети, чтобы (с целью ускорения
смены валков) иметь возможность заменять
целиком рабочие клети. Величина раздвижения
столов должна быть достаточной, чтобы при
подъеме рабочей клети лапы станин не задева-
ли за первые ролики рольгангов на столах. В
ряде случаев во избежание необходимости
отодвигания столов эти ролики располагают
непосредственно на рабочей клети. С учетом
износа валков и различных вариантов калиб-
ровок у сортовых станов трио, как правило,
предусматривают возможность корректиров-
ки амплитуды качаний и крайних положений
качания стола. Столы этих станов также обо-
рудуют манипуляторами и кантователями.
Качающийся стол клети трио крупносортно-
го стана 650 на рис. 405 оборудован двумя ро-
ликовыми манипуляторами 1 и роликовым кан-
тователем 2 (описание их см. на стр. 347).
Стол может отодвигаться от клети на 500 мм
при перемещении опоры качания стола с по-
мощью двух гидроцилиндров 3 через рычаж-
ную передачу 4 (рис. 405, а и б). Седловина
подшипника 5 качания стола имеет баббито-
вую заливку. На время отодвигания ее предва-
рительно освобождают от запорной планки 6.
Механизм качания каждого стола имеет само-
стоятельный двигатель МТ63-10, 60 кет,
575 об/мин (рис. 405, в). Время подъема стола
около 2,3 сек. Наибольший вес прокатываемой
полосы 3,5 т. Амплитуду качания стола кор-
ректируют прокладками 7, при взаимной пере-
становке которых меняется радиус рычага.
Крайние положения качания стола корректи-
руют прокладками 5 опорной штанги стола (с
этой целью часто также шатун кривошипа вы-
полняется регулируемым по длине).
§ 9. Расчет механизма подъема столов
у рабочих клетей
Механизм подъема и опускания стола дол-
жен обеспечивать его работу по принципу ма-
ятника. Согласно этому требованию, стол в
среднем положении должен быть уравновешен
(грузами или пружинами); в верхнем — недо-
уравновешен, а в нижнем — переуравновешен.
Работа по такому принципу сопровождается
наименьшим расходом энергии и предотвраща-
ет падение стола при поломке привода, так как
в этом случае стол самопроизвольно займет
среднее положение.
Расчет рассмотрим на примере распростра-
ненной в практике схемы механизма подъема
на рис. 401.
3510
4
Рис. 405 а. Конструкция подъемно-качающегося стола крупносортного стана 650.
У//777//7/77//7777777 7 Л7
рассмотрим сначала статические нагрузки.
Нагрузка в звене СО будет (рис. 406)
Рис. 406. Статические усилия в звеньях механизма
подъема стола
, (281)
аО
где и 62- вес стола и находящейся на нем
полосы;
а2 и*ад— плечи сил 6Ь О2 и ф относитель-
но оси Е качания стола.
Момент силы относительно вала (?2 равен:
= ОЬо 9
где —плечо силы 0, относительно вала (?2.
Для упрощения расчета допустим, что на-
правление силы 0 не меняется. Кроме того,
заранее обусловим, что вес О контргруза и
длина его рычага выбираются, исходя из ра-
венства:
— @ГК 9
(282)
где г э и г я — длина плеч рычага О02К.
При этом, чтобы не увеличивать чрезмерно
маховой момент, длина рычага контргруза
обычно берется не более чем г к = (2^ 2,5) гп.
Если через Мо обозначить момент от веса О
контргруза относительно вала О2, то положе-
ние контргруза должно определяться, исходя
из упомянутого условия работы стола по прин-
ципу маятника:
1) в верхнем положении стола
^<2 > МО 9
2) в среднем положении
(283)
3) в нижнем положении
714<у •
Наличие избыточного момента в крайних по-
ложениях при таком способе уравновешивания
облегчает запуски и торможения двигателя.
Такой способ уравновешивания обеспечивается
выбором конфигурации рычага СО2К, исходя
из того, чтобы угол ф между его плечами был
больше, чем угол между направлениями сил
($ и О, на величину 2у (рис. 407).
Рис. 407. Схема действия сил на рычаге уравно-
вешивающего устройства
При этом условии в произвольном положе-
нии рычага моменты сил и О относительно
вала (?2 будут равны:
= (284)
МО = СГКСО5₽2 > (285)
где 01 и 02 — углы между плечами рычага
КО2О и перпендикулярами на направление
сил Р и 6 из точки О2.
С учетом уравнения (282) равновесие рычага
будет соответствовать тому положению, когда
0, = р2 = у (соответственно сплошной линии
на рис. 407). Обозначая угол поворота рычага
от положения равновесия через 0, получим
уравнения (284) и (285) в следующем виде:
Мй = ®го с05 т)>
мо = СгКсо8 (0±у).
Разность этих моментов, т. е. момент относи-
тельно вала О2 выразится следующей форму-
лой
м2 = ма—мо =
= 6гк [СО8 (0 т т) — СО8 (0 ± у)]
или
Л42 = 4- 26гк 8Ш 0 • зш у. (286)
Часть постоянных сомножителей этого урав-
нения может быть представлена в виде отрезка
е (рис. 407).
е = гк81пу. (287)
При этом уравнение (286) примет следую-
ющий вид:
Л42= ±20ез1Пр. (288)
Следовательно, если положение равновесия,
когда (3 = 0, будет соответствовать среднему
положению стола, то вся система может быть
уподоблена физическому маятнику весом 20,
радиусом е и амплитудой качания от точки А
до точки В (см. рис. 407). При этом момент М2
будет меняться по синусоиде, которая в преде-
лах практических значений угла (3 не более
±30° с достаточной точностью может быть за-
менена прямой (рис. 408).
Рис. 408. Изменение статического момента М2 от
угла Р
Значение А42 в крайних положениях можно
характеризовать коэффициентом неуравнове-
шенности
К = .^макс . = .^макс , (289)
к
который с учетом выражения (286) равен
/< = 28шриакс8тт, (290)
где (Змакс — максимальное значение угла (3.
У быстроходных столов коэффициент К бе-
рется большим, у тихоходных — меньшим. Для
столов тяжелого типа он в среднем берется
равным
К = 0,1.
Соответственно этому значению угол у при
практических величинах (Змакс = 20 30°, со-
гласно выражению (290), составит
7^8°20'-4-5°40'.
Усилие <2, при котором стол в среднем поло,
жении уравновешен, принимается, исходя из
половины среднего веса полосы. Тогда при
другом весе полосы или при ее отсутствии
стол будет неуравновешен и полный статиче-
ский момент на валу О2 с учетом силы трения
будет равен
М2 = 2Ог^ 81П у . 8ш р +
+ Д соз (Р у) + Мтр, (291)
где Аф— избыточная нагрузка в шарнире О
от неуравновешенности стола в
среднем положении вследствие меня-
ющегося веса полосы;
Мтр — момент сил трения относительно ва-
ла О2.
Момент А42 приводим к валу кривошипа.
Обозначая скорости точек А и В через олио3)
согласно плану скоростей для этих точек (см.
рис. 406), получим:
о а *в
а Ь
Момент на валу от статических усилий,
без учета трения в шатуне и кривошипе, будет
равен:
Мг = М2 —-----кем,
гв а
где гА и гв — длина кривошипа и длина ры-
чага О2В.
Статический момент на валу двигателя бу-
дет равен:
где I и т) — передаточное число редуктора и
к. п. д. передачи от двигателя к кривошипу.
Когда длина шатуна в 6—7 и более раз пре-
вышает длину кривошипа, а угол поворота ва-
ла О2 менее 40—60°, для упрощения можно
принимать
Ь
— ^зша,
а
где а— угол поворота кривошипа от одного)
из мертвых положений.
Зависимость между а и (3 находится графи-
чески, а при большой длине шатуна может
быть принята равной
гв 8Ш р ~ г4 соз а.
В этом случае уравнение (292) можно запи-
сать в виде
Мст = [2Огк зш 7 зш з + △ 0го соз(Р Т 7) +
Гл 51П а
+ Мтр1— —. (292а)
Р г В 1Г1
Попутно заметим, что в случае уравновеши-
вания стола пружинами работа его по прин-
ципу маятника согласно условию (283) обес-
печивается сама собой, если стол уравновешен
н среднем положении. Что касается коэффици-
еНта неуравновешенности К, то необходимая
величина его обеспечивается выбором жестко-
сти пружин (1351.
Динамические усилия в отдельных
звеньях механизма подъема стола определяют
после выбора мощности двигателя1 на основе
графика числа оборотов двигателя по .вре-
мени.
На основе этого графика, пользуясь плана-
ми скоростей или при длинном шатуне урав-
нением °В = зша, строят график числа
оборотов вала О2 во времени (рис. 409).
Из полученного графика определяется мак-
симальное угловое ускорение емакс вала О2,
равное тангенсу наибольшего угла наклона
касательной к кривой емакс = амакс
об/мин-сек (рис. 409). Максимум динамиче-
ского усилия в шарнире В определится по
формуле:
где 6О2 — приведенный к валу О2 маховой
момент частей механизма, ведомых по отноше-
нию к этому валу.
Рис. 409. Изменение числа оборотов
вала Оз по времени
Динамическое усилие в любом другом звене
X механизма определяется аналогичным
уравнением
= <294)
где 6ОХ —приведенный к валу О2 маховой
момент частей механизма, ведо-
мых по отношению к звену X;
рх—приведенный радиус, т. е. плечо
данного динамического усилия от-
носительно вала О2. Его значение
равно
Здесь ох и со2 — скорость звена X и угловая
скорость вала О2.
ГЛАВА VIII
МАНИПУЛЯТОРЫ, КАНТОВАТЕЛИ И ПОВОРОТНЫЕ
МЕХАНИЗМЫ
§ 1. Манипуляторы обжимных станов
Манипуляторы служат для поперечного пе-
ремещения металла по рабочему рольгангу,
чтобы обеспечить требуемое положение его по
отношению к валкам.
Манипуляторы этих станов выполняют в ви-
де двух подвижных линеек. Усилие Р, развива-
емое линейками, берется достаточным для
осуществления правки изогнутой полосы меж-
ду линейками и приближенно определяется
следующим равенством (рис. 410):
где I — длина полосы или линеек;
1 Метод расчета двигателя изложен в книге [135].
и 5 — предел текучести материала поло-
сы и пластический момент сопро-
тивления ее сечения.
Рис. 410. Усилие на линейках
манипулятора при выпрямлении
полосы
Практически максимальные усилия на ли-
нейках манипуляторов большей частью следу-
ющие:
У блумингов .............. 1 000-? 1150 40-е- 100 т
У блумингов............... 800 ? 900 25-? 80 т,
У блумингов............... 700 ? 800 12-е- 25 т
Скорость перемещения линеек
должна быть достаточной, чтобы отвечать тре-
бованиям технологии и производительности,
но чрезмерные скорости могут затруднить
точную установку полосы против нужного ка-
либра. Практически скорость линеек при нор-
мальном числе оборотов двигателя обычно
принимается следующей:
У слябингов и блу-
мингов ......... 1000—1200 около 1 м/сек
У малых блумингов 800— 900 > 0,7—0,8 м/сек
У блумингов трио 700— 800 > 0,4—0,7 м/сек
В каждом отдельном случае скорости уточ-
няют в связи с выбором оптимального переда-
точного числа редуктора (135, 174, 175, 176,
177, 178, 179, 180].
Манипуляторы располагают перед и за ра-
бочей клетью. При этом движения левых и
правых линеек между собой согласуются ме-
ханической связью приводов.
Конструкции м а н и п у л ят о р о в с т а-
н о в дуо бывают двух основных типов, отли-
чающихся расположением привода. Манипуля-
торы первого типа (европейского) с располо-
жением привода линеек по обе стороны роль-
ганга по конструкции проще, но занимают
больше места, и потому их практически пере-
стали изготовлять.
Манипуляторы второго типа (американско-
го) с односторонним расположением привода
(со стороны привода валков) наиболее рас-
пространены. На рис. 411 показана схема весь-
ма распространенной конструкции манипуля-
тора этого типа, а на рис. 412 и 413 — подоб-
ный же манипулятор совместно с кантовате-
лем, запроектированный Южуралмашзаводом
Линейки 1 (рис. 411) закреплены клинья-
ми 2 на штангах 3, имеющих рейки 4 привода.
Сменные плиты 5 предохраняют линейки от
износа, планки 6 предохраняют тянущие штан-
ги от теплоизлучения. Удлинительные линейки
7 позволяют манипулировать слитком в непо-
средственной близости от валков. К основным
линейкам их прикрепляют шарнирно, а пружи-
ны 8 предохраняют от поломки при случайном
ударе о стойки станины рабочей клети. От вы-
броса с рольганга манипулятор предохраняет-
ся аварийными упорами 9 и 10. В направлении
прокатки линейки фиксируются фиксатора-
ми И, которые перемещаются в направляю-
щих между роликами рольганга. Штанги ли-
неек опираются на тележки 12. Закрепленные
на тележках щитки 13 защищают дорожки
качения от окалины.
Для облегчения линеек манипуляторов их
целесообразно изготовлять сварными из ли-
стов.
§ 2. Манипуляторы сортовых станов трио
Конструкция этих манипуляторов должна
быть такой, чтобы нагрузка от их веса на подъ-
емно-качающиеся столы была минимальной.
У блумингов трио и в других станах при нали-
чии свободного места по обеим сторонам подъ-
емно-качающегося стола эта задача целесо-
образно решается вынесением привода линеек
на фундамент за счет применения шарового
сочленения линеек с приводами 11351.
Однако при линейном расположении рабо-
чих клетей эта возможность отпадает из-за
больших габаритов такой конструкции. Задача
в этом случае решается путем облегчения кон-
струкции и, в частности, за счет применения
гидравлического или гидропневматического
[95] привода, являющихся наиболее компакт-
ными. Кроме того, у сортовых станов с учетом
большой длины полосы, оказывается целесо-
образным вместо линеек применять ролики. На
рис. 414 (и также на рис. 405) показаны роли-
ковые манипуляторы 1 (рис. 414) (совместно
с кантователем) на подъемно-качающемся
столе клети трио крупносортного стана 650.
Манипуляторы совместно с кантователем пе-
ремещаются поперек стола реечными переда-
чами 3 от двигателя. В нерабочем положении
ролики манипулятора опущены под уровень
рольганга (рис. 415). Полоса захватывается в
процессе подъема и сближения роликов, при-
водимых в движение гидроцилиндрами, и пе-
ремещается поперек стола при движении ма-
нипуляторов через реечные передачи.
Конструкция маникулятора приведена на
рис. 416.
§ 3. Манипуляторы листовых станов
Назначение манипуляторов листовых ста-
нов— перемещать полосу на ось прокатки и
по возможности направлять ее во время про-
катки. Надо заметить, что во время прокатки
полоса иногда довольно сильно смещается
в сторону. Это отрицательное явление иногда
удается устранить, применяя весьма большие
обжатия. В практике прокатки черных метал-
лов устранение этого явления часто основыва-
ется на применении прокатных валков с вогну-
той поверхностью в ущерб равной толщине
листа по ширине. Например, у листов толщи1
ной 8—10 мм и шириной 2000 мм разность
толщины кромок и середины листа по этой
Рис. 411. Схема манипулятора обжимного стана с односторонним расположением привода
Ось рабочей клети
Рис. 412. Манипулятор с кантователем блуминга 850 (ЮУМЗ). Максимальное давление линеек 80 т.
Скорость линеек 0,2^-1,5 м!сек
Рабочий ход Мане ход
" макс /950 КЮО ~750 —]
Рйс. 413. То же, разрезы по толкающей и тянущей штангам
Рис. 414. Расположение ролико-
вых манипуляторов с кантовате-
лем на подъемно-качающемся сто-
ле клети трио крупносортного
стана 650 (НКМЗЭ):
1 — манипулятор; 2 — кантователь;
3 — механизм их перемещения
Рис 415. Схема роликового манипулятора
(НКМЗЭ)
200----510
Рис. 416. Конструкция роликового манипулятора (НКМЗЭ)4
причине доходит до 1,3 мм [190]. Точное на-
правление полосы по оси прокатки с помощью
листовых манипуляторов позволяет применять
более полные валки, т. е. с менее вогнутой по-
верхностью, и уменьшить этим разность тол-
щины листов по ширине.
На рис. 417 показана схема манипулятора,
установленного на переднем и заднем подъ-
емно-качающихся столах листовой клети трио
Рис. 417. Схема манипулятора с пневматическим при-
водом на подъемных столах чистовой клети трио сред-
нелистового стана 2350 (Кузнецкий металлургический
комбинат)
[190]. Манипулятор отличается быстроходно-
стью за счет легкости конструкции и примене-
ния пневмопривода. Штанги 1 линеек 2 между
собой связаны попарно реечными шестерня-
ми 3 и перемещаются по роликам в процессе
одновременного сближения от пневмоцилин-
дров 4 (всего их два, соответственно двум па-
рам штанг, из которых работает один, дру-
гой— запасной). Сближением линеек положе-
ние листа выравнивают по оси прокатки сна-
чала перед поступлением его в валки, после че-
го линейки разводятся. В момент захвата лис-
та валками линейки вновь сводятся, удержи-
вая и направляя лист по оси прокатки в тече-
ние всего пропуска.
§ 4. Крюковые кантователи обжимных станов
Кантователи служат для поворота (кантов-
ки) металла вокруг его оси. Конструкций их
существует много. Основное влияние на кон-
струкцию кантователя оказывает длина, раз-
меры и форма сечения раската. Относительно
короткие полосы при массивном сечении, ха-
рактерные для обжимных станов, кантуются
наиболее легко, и для них применяют обычно
крюковые кантователи. Крюки в количестве
3—4 шт. располагают на одной из линеек ма-
нипулятора. Наиболее распространен привод
в движение крюков кантователя через диф-
ференциальную передачу (рис. 418).
Кантовка полосы осуществляется подъемом
одной ее стороны крюками /, приводимыми
в движение двигателем 2. Когда кантовка не
требуется, этот двигатель заторможен, а ли-
нейка 3 манипулятора и рейка 4 кантователя
перемещаются двигателем 5 с одинаковой ско-
ростью. Поэтому крюки не поднимаются. Кан-
товка может осуществляться как при не-
подвижных, так и при подвижных линейках
Рис. 418. Схема крюкового кантователя с дифференциальным приводом (Юнайтед)
манипулятора при повороте кривошипа 6 на
360°. Получаемое при этом качательное движе-
ние рамки дифференциала заставляет шестер-
ню 7 обкатываться по центральной шестерне,
сообщая рейке 4 кантователя дополнительное
движение. При движении этой рейки влево
крюки поднимаются (полоса кантуется), а при
движении вправо за следующие пол-оборота
кривошипа они опускаются в исходное поло-
жение.
Необходимо учесть, что в рассмотренной
схеме кантователя крюки опускаются прину-
дительно, точно также и поднимаются. В из-
вестной мере это затрудняет работу операто-
ра, требуя особого внимания, так как при кан-
товке во время сближения манипуляторных
линеек (кантовка с наездом) габарит между
линейками перед началом опускания крюков
после кантовки может оказаться столь малым,
что крюки при опускании упрутся в полосу,
вызывая поломку механизма. В иных схемах
крюковых кантователей этот недостаток ис-
ключается, потому что опускание крюков осу-
ществляется под воздействием собственного
веса крюка, а не принудительно.
Конструктивное оформление крюкового кан-
тователя по рассмотренной схеме показано на
рис. 419 и 420 (см. также рис. 412 и 413), из
которых видно, что упомянутая рейка 4 канто-
вателя сверху удерживается роликами, а снизу
катается по бандажам, напрессованным с тор-
цов на дифференциальную шестерню 7.
(рис. 420). Диаметр этих бандажей равен диа-
метру начальной окружности шестерни.
На блумингах и слябингах кантователи ус-
танавливают только перед станом, а на об-
жимных клетях дуо сортовых станов их обычно
устанавливают перед и за рабочей клетью.
Однако есть тенденция и на блумингах уста-
навливать второй кантователь — за станом,
так как это позволяет кантовать полосу после
любого прохода и дает возможность за счет
этого в ряде случаев уменьшить число про-
ходов, а при необходимости увеличить число
кантовок для слитков из труднопрокатывае-
мых легированных сталей.
Рис. 420. Разрез по дифференциальному редук-
тору привода крюкового кантователя
Рис 419. Крюковой кантователь блуминга 1000 (ЦКБММ—НКМЗЭ)
§ 5. Кантователи сортовых станов
Относительно длинные полосы при малом
сечении, характерные для сортовых и рельсо-
балочных станов, кантуются труднее, так как
значительная часть длины полосы оказывает-
ся вне зоны действия кантователя. В этом
случае кантователь обычно имеет специаль-
ные захваты для принудительной кантовки
всей полосы за передний ее конец. Причем на-
дежный захват полосы наиболее трудно осу-
ществляется при кантовке овальных профилей.
Процесс кантовки на сортовых станах иногда
может осложняться также необходимостью
кантовки на углы, отличные от обычных углов
кантовки в 90 и 180°.
Конструкций кантователей сортовых станов
существует много: роликовые кантователи
крупносортных и рельсобалочных станов [95];
рашпильные кантователи [19]; кантующие
втулки [62, 135]; кантователи с качающимся
желобом, выполняющим одновременно функ-
ции подъемно-качающегося стола на сортовом
стане трио [135]; эксцентриковые и рычажные
кантователи [191]; автоматические ступенчатые
кантовальные аппараты станов трио с рядом
направляющих линеек [187]; кантующие роли-
ковые и геликоидальные проводки непрерыв-
ных заготовочных и сортовых станов [188].
Роликовый кантователь, показан-
ный на рис. 421, установлен на подъемно-ка-
чающемся столе клети трио крупносортного
стана 650 (см. рис. 422, 405 и 414). В про-
еме между роликами рольганга кантователь
перемещается по горизонтали синхронно с ма-
нипуляторами зубчатой рейкой. Кантующий
механизм, состоящий из двух кантующих роли-
ков в двух шарнирно закрепленных гидроци-
линдрах, смонтирован на раме, перемещаю-
щейся по вертикали от нижнего гидроцилин-
дра. Рычаг кантующего ролика (правого) за-
креплен шарнирно на этой раме и управляет-
ся левым верхним цилиндром. Рычаг прижим-
ного ролика (левого), работающий от правого
цилиндра, закреплен шарнирно на рычаге
правого ролика и прижимает к нему полосу
во время кантовки, стадии которой пояснены
самим рисунком. Возможность кантовки по-
лосы на любой угол достигается фиксацией
углового положения оси кантующего ролика
путем регулирования степени наполнения по-
лости левого цилиндра специальным гидрона-
сосом.
Кинематика рассмотренного кантователя до-
вольно проста. Недостаток ее в том, что роли-
ки сближаются при качательном движении, а
не при поступательном, и потому полное со-
прикосновение роликов и гранями полосы
обеспечивается только при определенной ее
толщине.
Ступенчат ыекантователи (рис. 423)
применяют иногда в обжимных клетях трио
крупно- и среднесортных станов линейного ти-
па, оборудованных подъемными столами лишь
с одной стороны стана. Эти кантователи в ви-
де наклонных направляющих балок 1 устанав-
ливают с задней стороны обжимной клети
трио, противоположной подъемно-качающе-
муся столу. Сверху эти балки закреплены на
Рис. 421. Схема роликового кантователя (НКМЗЭ). Положение кантователя:
{—нерабочее; II— перед захватом полосы; /// — захват полосы при одновременном горизонтальном перемещении кантователя;
— кантовка; V — раскрытие роликов; / — рейка перемещения кантователя; 2 и 3 — кантующий и прижимной ролики; 4 и 5 — оси
качания рычагов кантующего и прижимного роликов; 6 и 7 — цилиндры качания кантующего и прижимного роликов; 8 — цилиндр
подъема корпуса кантователя
оси 2, установленной на станинах 3, а внизу—
на траверсе 4, При выходе из верхних калиб-
ров заготовка падает на направляющие пло-
скости 5 и, скользя по наклонной плоскости 5,
падает вниз на плоскости 7 уже скантованной
на 90°. Устройство ступенчатых кантователей
несложно, но работа с ними удобна лишь при
неизменной калибровке, а область примене-
ния ограничивается прокаткой коротких мас-
сивных полос прямоугольного сечения.
Кантующие втулки (рис. 424) широко
применяют в шахматных и последовательно,
возвратных станах, где их устанавливают по-
чти перед каждой рабочей клетью на расстоя-
нии 3—6 м по линии движения полосы. Кан-
тующая втулка со сменной проводкой /, выпол-
няемой по форме полосы, устанавливается про-
тив нужного калибра штурвалом 2. Полоса, на-
правляемая линейками 3, входит в кантующую
втулку и действием переднего конца на фла-
Ряс. 422. Конструкция роликового кантователя
Рис. 423. Ступенчатый кантователь сортового стана 500 (ЦКБММ)
23 А. И. Целиков и В. В. Смирнов
Рис. 424. Кантующая втулка
жок включает двигатель 4, который через чер-
вячную и кривошипно-шатунную передачу по-
ворачивает втулку на 90° или другой угол.
Благодаря эксцентричному положению про-
водки полоса кантуется вокруг ребра и, сле-
довательно, несколько смещается в сторону;
соответственно этому тягами 5 смещаются и
направляющие линейки. При подъеме флаж-
ка после прохождения заднего конца полосы
двигатель включается на поворот втулки в ис-
ходное положение.
Рис. 425. Схема кантователя листов со спаренной кривошипно-рычажной
передачей
§ 6. Кантователи листов
Эти кантователи устанавливают обычно на
инспекторских стеллажах толсто- и среднели-
I при их
системами
кривошип-
стовых станов для кантовки листов
осмотре. Лист кантуется двумя <
рычагов при повороте спаренного 1
кого механизма на 360° (рис. 425). Сначала
обе системы рычагов сближаются и под углом
5—10° влево от вертикали становятся парал-
лельными друг другу. Далее, сохраняя взаим-
ную параллельность, они отклоняются на 5 —
10° вправо от вертикали и лист переклады-
вается на правую систему рычагов (согласно
пунктирному изображению). С этого момен-
та рычаги возвращаются в исходное положе-
ние. Достоинство данного механизма — плав-
ность кантовки и возможность кантовки в
обоих направлениях путем реверсирования
кривошипов. Иногда вместо кривошипной
передачи валы рычагов соединяют зубча-
тыми секторами при некотором взаимном угло-
вом смещении рычагов в исходном положении.
Но при такой схеме кантовка происходит менее
плавно и возможна лишь в одном направле-
нии.
§ 7. Поворотные устройства
Эти устройства служат для поворота метал-
ла в горизонтальной плоскости. Их конструк-
ции весьмаразнообразны. Наиболее характер-
ными из них в связи с назначением являются:
поворотные столы для слитков [20]; поворотные
крестовины для слябов в непрерывных листо-
вых станах [44, 95, 135, 171]; поворотные уст-
ройства для слябов или слитков в толсто- и
среднелистовых станах [135, 187]; поворотные
устройства для труб в автоматических трубо-
прокатных станах (см. рис. 246) [95]; поворот-
ные устройства для листовых рулонов.
Поворотные столы для слитков
устанавливаются обычно в линии приемного
рольганга блумингов и слябингов. Назначение
их —поворот слитков спокойной стали (уши-
ряющихся вверх) узким концом вперед, так
как по условиям транспортировки эти слитки
доставляются на приемный рольганг широким
концом вперед. Поворотные столы для слитков
обычно представляют собой поворачивающую-
ся секцию рольганга из 3—4 роликов. Разли-
чие конструкций этих столов определяется в ос-
новном способом привода роликов в движение,
которое может быть: осуществлено двигателем,
расположенным на столе [19]; стационарным
двигателем через дифференциальную переда-
чу [20]; стационарным двигателем, используе-
мым одновременно для поворота стола.
Наиболее интересная из конструкций — по-
следнего типа, вариант которой разработан
Южуралмашзаводом, показана на рис. 426 а
и б. Слиток поступает на стол (на схеме в пла-
не условно повернутый на 90° от исходного по-
ложения) обычно с приемного рольганга 1, а
иногда и с запасного рольганга 2. В последнем
случае аварийный сход слитка со стола преду-
23*
преждается упором 3. Ролики 4 стола приво-
дятся во вращение двигателем 5 через редук-
тор и дифференциальную коническую переда-
чу 6. В это время стол заторможен от поворо-
та пневмотормозом 7. При повороте стола со
слитком (на 180 или 90°) этот тормоз выклю-
чается, с помощью пружины включается ку-
лачковая муфта 5, управляемая электромагни-
том 9. Эта муфта заклинивает вал промежуточ-
ной конической шестерни относительно пово-
ротной части стола. Поэтому при работе дви-
гателя вращением ведущей конической шестер-
ни стол будет поворачиваться на четырех кат-
ках 10 вместе с большим коническим колесом
и остальными шестернями как одно целое. Че-
рез ось поворота стола предусмотрен подвод
смазки 11 к зацеплениям, подшипникам и кат-
кам и подвод воды 12 для смыва окалины с
корпуса стола.
Поворотные крестовины, называе-
мые также подъемно-поворотными столами,
обычно устанавливают впереди и после уши-
рительной клети непрерывно- или полунепре-
рывного листового стана и у реверсивной кле-
ти горячей прокатки дуралюминовых слябов.
Эти крестовины поворачивают сляб или сли-
ток на 90°, чтобы одним или несколькими
проходами увеличить его ширину до ширины
будущего листа и после вторичного поворота
на 90° вести нормальную прокатку вдоль.
Рис. 426 а. Схема поворотного стола для слитков к
блумингу 850 (ЮУМЗ). Время поворота стола на 180*
равно 5 сек., скорость роликов 0.64 м/сек
Рис. 426 б. Конструкция
поворотного стола
Крестовина стола на рис. 427 а и 427 б, раз-
мещенная между роликами рабочего рольган-
га, поднимает сляб при вращении гайки не-
вращающегося полого винта; гайка приводит-
ся в движение двигателем через червячную
передачу [100]. После этого крестовина повора-
чивается на 90° другим двигателем через чер-
вячную и цилиндрическую передачу, большое
колесо которой также поднимается со штоком
крестовины. Повернутый сляб вновь опускает-
Рис. 427 а. Подъемно-поворотный стол для поворота слябов на реверсивном стане кварто 2800 го-
рячей прокатки дуралюмина (ЦКБММ)
Рис. 427 б. Разрез по приводам подъема и поворота крестовины
Рис. 427 в. Разрез по оси крестовины
ся на рольганг, готовый к прокатке. Заметим,
цто, согласно опыту одного из заводов Союза,
для подобных столов более целесообразно в
отношении быстроходности применять пнев-
мопривод в виде подъемного пневмоцилиндра
непосредственно под штоком крестовины и
пневмоцилиндра для поворота ее через рееч-
ную передачу.
Поворотные устройства для сля-
бов или слитков в толсто- и сред-
нелистовых станах обеспечивают пово-
рот металла обычно на 20—45°, чтобы за вре-
мя первых нескольких проходов вести прокат-
ку «на угол» с целью увеличения до нужных
размеров ширины сляба и обеспечения более
надежного захвата валками при меньших уда-
рах. На практике применяют в основном два
типа этих устройств: в виде подъемных паль-
цев (рис. 428, а) или в виде рольганга с конус-
ными роликами (рис. 428, б). В первом случае
при подъеме пальца одна сторона сляба тор-
мозится, и при вращении роликов рольганга
сляб поворачивается. Во втором случае чет-
ные и нечетные ролики имеют противополож-
ную конусность и раздельные приводы. Обыч-
Рис. 428. Схема поворотных механизмов:
а — с подъемными пальцами; б — с коническими роликами
но сляб поворачивается на ходу при работе
этих приводов с разной скоростью, что являет-
ся преимуществом этого способа.
ГЛАВА IX
СЛИТКОВОЗЫ И МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ
ПРОКАТА НЕБОЛЬШОЙ ДЛИНЫ
§ 1. Слитковозы
Слитковозы применяют для подачи нагре-
тых слитков от нагревательных колодцев к
приемному рольгангу блуминга или слябинга.
Современные слитковозы управляются дистан-
ционно через троллеи с пульта управления и,
следовательно, не сопровождаются машини-
стом, что создает благоприятные условия для
движения слитковозов с высокими скоростями
и значительными ускорениями. Скорости со-
временных слитковозов, хотя и достигают 5—
7 м/сек, однако операция подачи слитков ча-
сто лимитирует производительность стана. В
этой связи является важным применение боль-
ших ускорений.
Максимально возможное ускорение а при
движении слитковоза определяется условием
сцепления ведущих катков с рельсами по сле-
дующей формуле:
—
ё
где О, <2, и н — вес слитковоза, нагрузка на
ведущих катках и коэффициент трения катков-
по рельсам.
Таким образом, максимальное ускорение
можно увеличивать увеличением относитель-
кого сцепного веса
Вариант конструкции слитковоза на рис. 429,
разработанный Южуралмашзаводом, обладает
тем достоинством, что все катки его привод-
ные и потому сцепной вес равен 100%. Слитко-
воз перемещается по рельсовому пути на про-
должении приемного рольганга вдоль проле-
та нагревательных колодцев. Нагретый слиток
устанавливают клещевым краном в люльку-
опрокидыватель 1. При подходе к приемному
рольгангу остановка слитковоза после плавно-
го торможения фиксируется упором 2, после
чего слиток опускается на первые ролики роль-
ганга во время наклона люльки, наклоняемой
при включении двигателя 3 через червячную*
передачу 4 и кривошипно-шатунные переда-
•2625-
Рис. 429. Слитковоз к блумингу 850 (ЮУМЗ). Слитковоз пере-
мещается от двух двигателей МП-72 по 72 кет. 100% ПВ,
520 об/мин со скоростью 2,5 • 5 м/сек. Люлька наклоняется
от двигателя МП-51, 23 кет, ПВ, 600 об/мин за время
2.1 сек. Максимальный вес слитка 3,5 т. Вес слитковоза —
47 т
йй 5. Шатуны этих передач снабжены пружин-
ными компенсаторами 6 для выравнивания ме-
ясду ними нагрузки с учетом возможных неточ-
ностей межцентровых расстояний (см. разрез
шатуна по СС).
Катки слитковоза приводятся в движение
двумя двигателями 7 через коническо-цилинд-
рические редукторы 8. Смазка узлов слитково-
за осуществляется насосом 9, а вентиляция
двигателей перемещения слитковоза — венти-
лятором 10. работающим от самостоятельного
двигателя.
Отметим, что увеличение производительно-
сти слитковозов в последнее время достигает-
ся сокращением их пробега путем удлинения
приемного рольганга в пролет нагревательных
колодцев и использованием двухслитковых
слитковозов, транспортирующих одновременно
два слитка (конструкция УЗТМ).
Опыт эксплуатации слитковозов показал не-
обходимость укладки рельсовых путей слитко-
воза на бетонном основании во избежание их
осадки и искривлений с учетом больших ско-
ростей и веса слитковоза.
§ 2. Стационарные опрокидыватели
слитков
Эти механизмы служат для приема слитка
непосредственно от клещевого крана, минуя
слитковоз, и плавного опрокидывания его на
ролики приемного рольганга. При наличии
этих механизмов в линии приемного рольганга
обеспечивается возможность подачи слитков
хотя бы из ближайших к стану нагреватель-
ных колодцев, когда слитковоз не поспевает за
работой стана или находится в аварийном про-
стое.
Конструкции стационарных опрокидывате-
лей различны и в зависимости от места уста-
новки и наличия в линии подводящего рольган-
га поворотного стола могут быть выполнены по
трем вариантам.
По первому из этих вариантов
опрокидыватель устанавливают в начале до-
полнительного короткого приемного рольган-
га, примыкающего к поворотному столу пер-
пендикулярно направлению главного роль-
ганга (см. рис. 426, а). Конструкция опроки-
дывателя в этом случае полностью унифици-
руется с опрокидывателем слитковоза с той
разницей, что его устанавливают не на тележ-
ке, а на фундаменте.
По второму варианту, характерному
для менее современных станов, не оборудован-
ных поворотным столом, опрокидыватель уста-
навливают в линии приемного рольганга, и он
должен иметь возможность опрокидывать сли-
ток как в сторону стана, так и в противополож-
ную сторону, в зависимости от формы слитка,
уширяющегося вниз или вверх.
По третьему вариант у, когда предпо-
читают обходиться без дополнительного при-
емного рольганга, опрокидыватель устанавли-
вают перед поворотным столом в линии глав-
ного рольганга, и в этом случае достаточно
опрокидывать слиток лишь в одну сторону.
Подобный опрокидыватель1 показан на
Рис. 430. Стационарный опрокидыватель в линии роль-
ганга блуминга 1150 (УЗТМ1
рис. 430. В исходном положении (согласно
верхнему левому изображению) слиток кле-
щевым краном устанавливается в люльку-
опрокидыватель 1, Последняя своими высту-
пами опирается на амортизаторы 2 с целью
компенсации ударов при посадке в нее
слитка. Наклон люльки в горизонтальное
положение (согласно нижнему левому изо-
бражению) происходит при повороте ва-
ла 3 через спаренную реечную передачу, при-
водимую в движение компактным гидроприво-
дом, состоящим из четырех плунжерных цилин-
дров 4. Опрокинутый слиток отводится роль-
гангом к стану,а люлька-опрокидыватель ре-
версированием гидроцилиндров возвращается
в исходное положение. В горизонтальном поло-
жении опрокидыватель не препятствует прохо-
ждению через него слитка со стороны слитко-
воза к стану, так как днище 5 люльки при этом
1 Г. Н. Краузе. Новые конструкции стационарных
опрокидывателей слитков. Уралмашзавод. Конструиро-
вание машин и оборудования. Сборник по обмену техни-
ческим опытом. Машгиз, Москва — Свердловск, 1956.
может отклоняться слитком вокруг оси 6 в по-
ложение 7. Одно из достоинств данного опро-
кидывателя в том, что удары, возникающие
при посадке слитка в люльку, не передаются
на ролики рольганга. Заслуживает внимания
также простота конструкции опрокидывателя
в целом.
§ 3. Упоры
Упоры (форштоссы) служат для быстрой
фиксированной остановки движущейся по
рольгангу полосы. Они должны быть сконстру-
ированы таким образом, чтобы воспринимать
кинетическую энергию удара при остановке по-
лосы. В большинстве случаев упоры выполня-
ются в виде более или менее массивной дета-
ли. воспринимающей удар и опирающейся на
пружину (см. рис. 431). С увеличением массы
этой детали увеличиваются потери энергии при
ударе и уменьшается доля энергии, приходя-
щаяся на пружину, что позволяет уменьшить
размеры пружины. Кроме того, с увеличением
массы упора и повышением жесткости пружи-
ны повышается точность остановки полосы,
имеющая значение при резании полосы на мер-
ные длины. Поэтому с целью точной остановки
наряду с увеличением массы упора применя-
ют предварительно поджатые пружины, а упо-
ры за ножницами и пилами часто выполняют
даже без наличия пружин, возлагая роль уп-
ругой детали на самую станину упора.
Сила удара рассчитывается [95, 135, 192],
исходя из того, что энергия Е движущейся по-
лосы, за вычетом потерь Е\, обусловленных не
вполне упругими свойствами ударяемого тела,
обращается в потенциальную энергию 17 упру-
гой деформации деталей упора
Е — Е± = V. (295)
Энергия полосы весом 0 при скорости V бу-
дет
Потери энергии определяются выражением
Ег = (1 —№)----1— • ,
22-
1+т
где О — приведенный вес деформируемой си-
стемы упора, т. е. вес деталей, движу-
щихся в момент удара со скоростью
полосы (в упоре на рис. 431—вес мас-
сивной детали);
К — коэффициент удара, зависящий от
упруго-пластичных свойств, ударяемо-
го тела.
При совершенно упругом ударе потери энер-
гии Е1 = 0 и К — 1; при горячем металле удар
достаточно пластичен, и значение К близко к
нулю; для стали в холодном состоянии можно
принять К ~ 0,5.
Сила удара на основе приведенных уравне-
ний определяется приравниванием значения
(Е—Ег) к площади диаграммы упругой дефор-
<?
О О О'О
Рис. 431. Схема упора с
массивной деталью и пру-
жиной
| мации деталей упора (в координатах уси-
I лие — деформация). Причем для упоров с пру-
; жиной достаточно учитывать деформацию
! лишь самих пружин. Например, для упора на
, рис. 431, пружина которого предварительно не
Рис. 432. Опускающийся упор с приводом от элек-
тродвигателя
11170
Рис. 433 а. Конструкция передвижного упора за ножницами 1000 т блуминга 1000 (ЦКБММ):
Ряс. 433 б. Схема передвижного упора системы
«Юнайтед» в трех положениях:
— опущенном — рабочем; II — поднятом — нерабочем; III —
при несвоевременном включении, когда под упором находится
полоса
поджата, произведение силы удара Р на де-
формацию б пружин определится по уравне-
нию:
„ „ Р8
Е — Е± —-----.
2
о Р
Задаваясь жесткостью пружин —, из этого
уравнения определяют силу удара по формуле:
Р = (5-^)2^ ,
(296)
согласно которой выбирают размеры пружин и
затем проверяют прочность всего упора.
Конструкции упоров бывают трех ти-
пов: стационарные, опускающиеся и пере-
движные.
Стационарные упоры по устройству
просты, и их устанавливают обычно в конце
рольгангов.
Опускающиеся упоры устанавливают
в линии рольганга между роликами у сталки-
вателей, холодильников и в других случаях,
когда требуется передача полосы с одного
рольганга на другой. Они останавливают по-
лосу лишь в поднятом положении, а в опу.
щенном — пропускают полосу над собой. Эти
упоры обычно выполняют в виде массивной
плиты, поднимающейся над уровнем рольган-
га двигателем через рычажно-кривошипно-
шатунную передачу и редуктор (рис. 432) или
с помощью пневмоцилиндра. Плита упора
уравновешивается контргрузом.
Передвижные упоры устанавливаю?
главным образом за ножницами и пилами при
резании полосы на различные длины. Легкие
упоры чаще выполняют с приводом, располо-
женным в стороне от рольганга на фундамен-
те. Тяжелые упоры за ножницами со всеми ме-
ханизмами обычно располагают над рольган-
гом. Вариант конструкции такого упора, широ-
ко применяемого для ножниц горячей резки
(см. рис. 282), показан на рис. 433 а. Каретка
1 упора перемещается вдоль рольганга по
балкам при вращении винта 2 (рис. 433, б).
При вращении эксцентрикового вала 5, приво-
димого во вращение двигателем через червяч-
ный редуктор, упор 4 может быть опущен или
поднят (положение I и //). Включение упора
по недосмотру, когда под ним находится поло-
са, не вызывает его поломки, так как один из
его шарниров может свободно перемещаться
в удлиненной прорези подвески 5. В этом слу-
чае упор свободно ляжет на полосу, опираясь
на нее роликом 6 (положение III),
§ 4. Печные толкатели
Печные толкатели служат для . загрузки
слитков и заготовок в методическую печь и
проталкивания их по поду печи.
Усилие толкателя является основным его
параметром и обычно определяется уравне-
нием:
Р ==
где — вес передвигаемого металла;
Р — коэффициент трения; при движении
металла по глиссажным трубам
М. С. Карпышев [193] на основании
своих исследований рекомендует при-
нимать его значение в пределах 0,3.
Одновременно им же рекомендуется
проверять прочность деталей толка-
теля, исходя из максимального мо-
мента двигателя с учетом маховьрс
масс, чтобы при случайных застрева-
ниях металла в печи не происходила
поломка деталей.
Скорость толкания зависит от про-
изводительности и при нормальной нагрузке
двигателя толкателя обычно принимается
[62]: •
1) для квадратной заготовки сечением 30—
60 мм V = 50—80 мм/сек;
2) для квадратной заготовки и слитков се-
чением 100—300 мм V == 100—120 мм/сек\
3) для слябов шириной 500 мм и более V =
== 150 мм/сек.
Ход толкателя зависит от ширины за-
грузочной площадки и размера требуемой сад-
ки и обычно равен 1,5—5,5 м.
Мощность двигателя в связи с крат-
ковременным режимом работы можно выби-
рать, исходя лишь из условий перегрузки дви-
гателя. ।
Конструкции толкателей бывают |
различные: гидравлические, винтовые, рычаж-
ные, реечные.
Наиболее распространены реечные толка-
тели. Подобный толкатель для методической
печи тонколистового непрерывного стана пока-
зан на рис. 434. Толкатель двухрядный. Две
толкающие головки на рейках работают неза-
висимо при нагреве в два ряда слябов длиной
до 2,2 м. При нагреве слябов длиной 2,3—5 м
эти головки работают спаренно. Свободное
крепление толкающих пальцев на головках
реек двумя накрест расположенными шарни-
рами является типовым для реечных толкате-
лей и позволяет проходить очередному слябу
по рольгангу во время обратного хода реек
сталкивателя. Скорость толкающей головки
145 мм/сек-, развиваемое ею усилие до 70 т;
ход 4600 мм.
§ 5. Стал ки вате л и
Сталкиватели служат главным образом для
сталкивания блумов, слябов и других загото-
вок на транспортер (шлеппер) или укладчик
и с загрузочных решеток или столов на роль-
ганг перед методическими печами. Применяют
гидравлические, рычажные и реечные сталки-
ватели.
Реечные сталкиватели применя-
ют наиболее широко, особенно для блумов и
слябов. Их выполняют подобно печным толка-
телям, но с меньшим усилием и ходом. Стал-
киватель на рис. 435 предназначен для уборки
блумов с рольганга на холодильник (стеллаж)
с одновременным передвижением всех находя-
щихся перед ним ранее передвинутых блумов
на холодильнике. Рейки сталкивателя приво-
дятся в движение двумя двигателями по
67 л. с., скорость вращения которых
665 об/мин, и могут работать совместно или
раздельно при разобщении сцепной зубчатой
муфты на оси реечных шестерен. Рейки на-
правляются роликами и несут на себе головки
с толкающими пальцами, которые, по анало- I
гии с печным толкателем, подвешены к голов- [
кам двухшарнирными связями, чтобы очеред-
ной блум мог проходить по рольгангу во вре-
мя обратного хода реек.
Высокая производительность сталкивателя
на мелких блумах обеспечивается применени-
ем дифференцированных скоростей:
0,6 м/сек—при холостом ходе вперед;
0,2 м/сек — при рабочем ходе и 0,8 м/сек —
при обратном ходе.
Рычажные сталкиватели приме-
няют реже и большей частью при небольшом
ходе и усилии.
Схема варианта легкого рычажного сталки-
вателя с приводом через кривошипную пере-
дачу показана на рис. 436.
- Сталкиватели, кроме использования для
указанных назначений, применяют также для
уборки обрезков у ножниц и пил.
На рис. 437 показана схема сталкивателя
обрезков у ножниц горячей резки, изображен-
ных на рис. 282. Обрезки и короткие куски
блумов и слябов проталкиваются с суппорта
нижнего ножа лапой /, перемещающейся вме-
сте с тележкой 2 при вращении стационарной
реечной шестерни 5. В случае обратного хода
лапа сталкивателя автоматически поднимает-
ся при набегании ролика 4 на копир 5, осво-
бождая проход металла к ножницам. Ско-
рость толкания 0,42 м/сек, мощность двигате-
ля 15 кет.
§ 6. Укладыватели и загрузочные столы для
слябов
Укладыватели слябов устанавлива-
ют в линии рольганга за ножницами, где со-
бирают разрезанные слябы в стопы весом
10—15 т с целью более эффективной транс-
портировки их краном. Укладчик имеет стал-
киватель /, подобный изображенному на
рис. 435, который передвигает очередной сляб
с рольганга на подъемно-опускающийся стол 2
(рис. 438). После каждой подачи стол враще-
нием опорных гаек винтов опускается на вели-
чину, равную толщине сляба, и поэтому после-
дующие слябы укладываются на предыдущие.
Затем стол поднимается, и стопа слябов тем
же толкателем продвигается на балки стацио-
нарного стеллажа 3. Готовая стопа забирает-
ся краном с граблеобразным захватом 4, лапы
которого заводятся под стопу между балками
стеллажа.
Для общего представления на рис. 439 и 440
показан подобный укладчик слябов в стопы
весом до 15 т. Стол укладчика поднимается и
опускается со скоростью 0,041 м/сек двумя
винтами при вращении гаек, приводимых во
вращение через червячные редукторы с по-
мощью двигателя мощностью 68 л. с., ско-
Рис. 434. Печной реечный двухрядный толкатель с усилием каждой штанги 70 т; нормальная скорость—145 мм)сек.
Рис. 435. Реечный сталкиватель блумов:
а — общий вид реечного сталкивателя блумов (ПКБММ-УЗТМ); б — разрезы по реечной шестерне
и опорным роликам рейки. Максимальное усилие каждой рейки 25 т; ход 30С0 мм\ скорость 0,2—0.8 м!сек
Рис. 436. Схема легкого рычажного сталкива- Рис. 437. Схема сталкивателя обрезков V ножниц го- рис. 438. Схема укладчика слябов
теля среднесортного стана 460 рячей резки, изображенный на рис. 282
Рис, 439. Укладыватель слябов в стопы весом 15 т
Рис. 440, Направляющие подъемно-опускающегося стола укладыватели
рость вращения которого 580 об/мин. Макси-
мальные размеры стопы слябов: 900 мм —
ширина, 3000 мм — длина, 1000 мм — высота.
Чтобы исключить распор винтов из-за удли-
нений стола при нагреве стол сочленен с вин-
тами через специальные шарнирно закре-
пленные сегменты, одновременно удерживаю-
щие винты от вращения. Во избежание закли-
нивания стола по той же причине стол пере-
мещается в вертикальных направляющих, рас-
положенных по его концам, с зазором в 15 мм.
Отметим, что подобные столы для облегчения
работы двигателя часто выполняют с уравно-
вешиванием.
Загрузочные столы для слябов
устанавливают в линии подводящего рольган-
га к методическим печам, они обеспечивают
подачу слябов на этот рольганг из пачки, по-
данной краном. Устройство их напоминает
укладыватель слябов, но с противоположно
расположенным сталкивателем: пачка сля-
бов подается краном на подъемно-опускаю-
щийся стол, и слябы по одной штуке сталкива-
ются на рольганг.
§ 7. Печные выталкиватели
Выталкиватели служат для выталкивания
из методической печи слитков или заготовок,
если последние выдаются через боковое окно
печи.
Наиболее распространены фрикционные вы-
талкиватели, у которых выталкивающая штан-
га передвигается двумя подающими роликами
(рис. 441). Толкающее усилие ограничено си-
Рис. 441. Схема фрикционного выталкивателя
лой трения между штангой и роликами, бла-
годаря чему толкатель гарантирован от пере-
грузки. Ролики к штанге обычно прижимаются
прижимным винтом через пружину. Штанга
двигается по лотку, при повороте которого от-
носительно вертикальной оси, проходящей че-
рез центр роликов, можно несколько изменять
направление толкателя соответственно поло-
жению заготовки в печи. Изнутри штанга ох.
лаждается водой.
§ 8. Вталкиватели у рабочих клетей
Вталкиватели применяют главным образом
у листовых станов и в частности у уширитель-
ных клетей, где они используются в первых
проходах для точной подачи сляба в валки с
целью сохранения прямоугольной формы сля-
ба. На рис. 442 показаны подобные вталкива-
тели по обе стороны реверсивной клети 1680
для прокатки дуралюмина. Толкающие лапы 1
поднимаются при действии пневмоцилиндров 2,
чтобы освобождать проход слябам по роль-
гангу. Двигатель 3 толкателя вместе с пере-
дачей в виде редуктора и реечных шестерен,
зацепляющихся со стационарными рейками,
смонтирован на тележке 4, перемещающейся
катками 5 и 6 вдоль рольганга по балкам.
Скорость толкателей около 0,3—0,4 м!сек\
ход — 3,9 м\ мощность двигателя — 50 л. с.
§ 9. Конвейеры уборки обрезков
У ножниц легкого типа обрезки скатывают-
ся обычно по наклонному желобу непосред-
ственно в коробы. У тяжелых ножниц горячей
резки с этой целью применяют конвейеры,
транспортирующие обрезки из-под ножниц на-
верх, откуда они могут попадать на железно-
дорожную платформу, в коробы или ямы, на-
полненные водой, которая способствует быст-
рому охлаждению и амортизирует удары. Бо-
лее распространен способ уборки в ямы с
водой, откуда обрезки удаляют магнитным
краном. Но для немагнитных сталей этот спо-
соб не пригоден, и применяется обычно убор-
ка в коробы.
Возможность раздельной уборки обрезков
из стали разных марок обеспечивается приме-
нением нескольких коробов или ям (до 5—
6 коробов или ям).
Конвейер на рис. 443 скребкового типа и
обслуживает уборку обрезков от 800-тонных
ножниц. Обрезки сваливаются на горизон-
тальный участок конвейера по наклонному
желобу 1. Против желоба на цепях подвешен
массивный груз 2, предотвращающий вылет
обрезков за конвейер. Цепи конвейера с за-
крепленными на них скребковыми балками 5
приводятся в движение звездочками через ре-
дуктор от двигателя 4 мощностью 7 кет,
со скоростью 0,075 м]сек. Конвейером обрезки
сбрасываются на наклонный разгрузочный же-
лоб и далее в одну из двух ям, наполненных
водой. Разгрузочный желоб выполнен раздво-
енным, и обрезки в ту или иную яму направ-
ляются перекидыванием клапана 5 при помо-
щи пневмоцилиндра 6.
Рис. 442. Вталкиватель к листовому стану 1680
Рис. 443. Конвейер уборки обрезков из-под ножниц горячей резки 800 т (ЦКБММ)
[-1250^-2950-1
ГЛАВА X
ХОЛОДИЛЬНИКИ И ТРАНСПОРТЕРЫ ДЛЯ ПОПЕРЕЧНОГО
ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПРОКАТА ЗНАЧИТЕЛЬНОЙ ДЛИНЫ
§ 1. Назначение холодильников и
транспортеров для поперечного перемещения
проката
Холодильником называется устройство, слу-
жащее для охлаждения металла после прокат-
ки при одновременном его транспортировании.
В большинстве случаев холодильники вы-
полняют с поперечным направлением транс-
портирования охлаждаемого металла, т. е.
перпендикулярно направлению движения при
его выходе из валков стана. С продольным на-
правлением движения холодильники приме-
няют лишь у листовых, станов и для продук-
ции, охлаждаемой в бунтах или рулонах.
Холодильники у сортовых и трубопрокатных
станов обычно представляют собой транспорт-
ные устройства для поперечного перемещения
проката. Механизмы для транспортирования
проката в поперечном направлении находят
также широкое применение для передачи про-
катываемого металла из одной клети в дру-
гую у линейных станов, станов типа кросс-
коунтри и других, а также при последующих
стадиях обработки. В ряде случаев конструк-
ция этих механизмов делается примерно та-
кой же, как и у холодильников. В этом смысле
транспортеры и холодильники в ряде случаев
могут различаться лишь условно, в зависи-
мости от фактического их использования, и
поэтому ниже рассматриваются совместно.
В основном лишь средне- и мелкосортные
холодильники по конструкции являются спе-
цифичными и в чисто транспортных целях не
применяются.
Основные типы этих транспортеров и холо-
дильников следующие:
1) канатные шлепперы — применя-
ют в основном как холодильники или транс-
портеры для крупного сорта;
2) цепные шлепперы — применяют в
основном как холодильники для крупного сор-
та и труб и как транспортеры для крупного
сорта, блумов, слябов, заготовок и листовых
полос;
3) транспортеры с несущими це-
пями— применяют в основном как холо-
дильники или транспортеры листов, а также
для листовых рулонов; в отличие от шлеппе-
ров, перемещающих металл по стеллажу во-
локом, эти цепи несут металл на себе, пред-
отвращая соприкосновение его со стеллажом
с целью исключения порчи поверхности ме-
талла;
4) холодильники с перемещени-
ем металла толкателямипо массив-
ным чугунным балкам — применяют для охла-
ждения блумов у блумингов;
5) транспортеры с подвижными
рейками в зависимости от устройства реек
(гладкие, зубчатые или снабженные рычаж-
ными пальцами) могут иметь весьма различ-
ное применение: как устройства для загрузки
заготовок на подводящие рольганги нагрева-
тельных печей; как транспортеры на инспек-
торских столах в отделениях рельсоотделки
и как холодильники сортовых станов;
6) средне- и мелкосортные холо-
дильники специфичны и разнообразны по
конструкции, что обусловлено в основном вы-
сокими требованиями в части сохранения пря-
молинейности полос при охлаждении.
§ 2. Основные размеры холодильников
Большинство из перечисленных выше транс-
портеров в основном используют как холодиль-
ники. Прокатный металл на холодильниках
обычно охлаждается примерно до 50—100°.
Длина холодильника с поперечным
перемещением металла принимается по макси-
мальной длине полосы и у различных станов
находится примерно в следующих пределах:
1) у рельсобалочных, крупно- и среднесорт-
ных станов металл режется на окончательные
длины обычно до холодильника, и в этом слу-
чае длина холодильника сравнительно невели-
ка — не более 33—36 м\
2) у средне- и мелкосортных станов 300—
350 длина холодильника составляет 60—НО м;
3) у мелкосортных станов 225—300 с разре-
занием металла на предварительные длины ле-
тучими ножницами перед холодильником дли-
на холодильника составляет 100—150 м [94];
4) у толстолистовых станов—в среднем
20 — 27 м;
5) у листовых непрерывных станов 80 —
100 м.
Ширина холодильника, измеряемая
в направлении движения металла, и число по-
требных холодильников определяются по про-
изводительности стана и времени охлаждения
полосы.
Суммарный путь охлаждаемого на холо-
дильнике металла определяется по формуле:
Ь = — а1 м,
О
(297)
где (2 и О — максимальная часовая произво-
дительность стана и вес одной
полосы, г;
а — шаг холодильника или расстоя-
ние между полосами, м;
I —время охлаждения одной полосы,
час.
Металл охлаждается на холодильнике глав-
ным образом излучением, затем конвекцией, а
также теплопроводностью металла и сопри-
касающихся с ним частей холодильника.
Охлаждение путем непосредственного со-
прикосновения металла с частями холодиль-
ника иногда используют при охлаждении ли-
стов; при этом их пропускают между ролика-
ми, охлаждаемыми водой.
Количество тепла теряемое лучеиспус-
канием во внешнюю среду за время Л, на
новании закона Стефана и Больцмана опреде-
лится по следующей формуле:
Л? = РС И — (-^-У] (11, (298)
1А 100 / \ 100 / ] '
где Р — теплоотдающая поверхность, л2;
Т и Т' — абсолютные температуры по-
верхности охлаждаемого тела и
окружающей среды в данный
момент;
С — постоянная лучеиспускания в
ккал- 100*
м2час (1°абс)*
Величина С выражается следующей форму-
лой:
С = еС_,
где С,— постоянная лучеиспускания абсолют-
но черного тела, имеющая размер-
ность, одинаковую с размерностью
С, и равная 4,88 -*-5,2;
е — безразмерный коэффициент, завися-
щий от поверхности; для прокатной
стали приблизительно равный е«
«0,9.
Следовательно,
С ~ 4 4 > 100е
’ л<Час(1° абс)4
Полагая разницу температур внутри метал-
ла и на поверхности в течение рассматриваемо-
го периода неизменной, количество тепла по
уравнению (298) можно выразить также ра-
венством
(10. = ОсйТ, (299)
где О — вес металла, кг;
с — теплоемкость, ккал/кг • град.
Так как уравнением (298) температура учи-
тывается в четвертой степени, то при значи-
тельной разнице температур металла и окру,
жающей среды вторым членом этого уравнения
можно пренебречь. Тогда, согласно уравнени-
ям (298) и (299), время падения температуры
металла на величину дТ будет выражаться
следующей формулой ...
РС \ Т I
Отсюда время охлаждения металла за счет
лучеиспускания от темпертуры Л до Т2, без
учета теплообразования в процессе рекристал-
лизации металла, определится интегрирова-
нием этого уравнения в пределах от Т: до
/ _ л лоо Сс Г/ 1000 \® / 1000 \®1 .
/ = о,озз—“("77") ] час- (30°)
Заметим, что при охлаждении тела до темпе-
ратур ниже 500—700° доля теплоотдачи конвек-
цией, не учитываемая уравнением (300), ста-
новится существенной. Поэтому время охла-
ждения металла до температуры 100—150° по
уравнению (300) является завышенным при-
мерно в 1,2—1,8 раза. Это расхождение наи-
более заметно для сортового металла со зна-
чительными вертикальными теплоотдающими
поверхностями, которые с учетом интервалов
между полосами обильно омываются естествен-
ным потоком охлаждающего воздуха.
Время охлаждения металла после прокатки
практически можно определять также по дан-
ным Иванцова, пользуясь формулой
1 = —19час., (301)
где 0 и Р — вес полосы в кг и теплоотдаю-
щая поверхность, м2;
10 — время охлаждения в часах про-
катного изделия весом в 1 кг и с
теплоотдающей поверхностью в
1 м2.
Значения 10 для стальных изделий различ-
ной толщины при охлаждении от 850 до 100 и
50° указаны в табл. 59.
При нормальном охлаждении листов и ши-
роких полос скорость потока воздуха близка к
нулю, а при охлаждении сортового метала, рас-
положенного с интервалами, доходит до
2 м!сек.
В дополнение к этим данным укажем на не-
которые практические данные.
Время охлаждения рельсов, лежащих на
Таблица 59
Время охлаждения стального прокатного изделия от 850
до 100 и 50° при весе 1 кг и теплоотдающей
поверхности 1 м2
Толщина изделия, мм Скорость потока воздуха, м[сек Время охлаждения, час.
до 100° до 50°
20 0 0,012 0,018
2 0,007 0,010
50 0 0,013 0,021
2 0,009 0,013
100 0 0,015 0,022
2 0,011 0,016
стеллажах без интервалов, до температуры
50°, по практическим данным Бояршинова
[194], равно: для типа ПА — 3 ч. 20 м.; для ти-
па 1А — 4 часам.
На рис. 444 и 445 приведены кривые, показы-
вающие время охлаждения до различных тем-
ператур сортового и листового металла на ос-
новании практических наблюдений [195, 44].
Рис. 445. Время остывания листовой стали
различной толщины
§ 3. Канатные шлепперы
Канатные шлепперы применяют в основном
как холодильники и транспортеры крупносорт-
ных и рельсобалочных станов, а также как
транспортеры для различных видов сортового
металла в отделочных линиях (резки, правки,
зачистки и пр.).
Шлеппер состоит из ряда стальных канатов
со шлепперными тележками 1, захватки кото-
рых перемещают металл волоком по рельсо-
вому настилу обычно от одного рольганга к
другому (рис. 446). Канаты натягиваются бло-
ками 2 и приводятся барабанами 3.
Рис. 444. Время охлаждения сортового
металла на холодильниках согласно
практическим наблюдениям [195]:
1 — уголок 63,5X53,5X6,4 мм; 2 — уголок 24,4Х25,4Х
Х3.2 мм; 3 — уголок 35X35X4 мм; 4 — круг диамет-
ром 10 мм;5 — круг диаметром 16 мм; б —круг
диаметром 25 мм
Рис. 446. Схема канатного шлепперного
транспортера
Выравнивание шлеппер-ных тележек по од-
ной линии достигается корректированием уг-
лового положения каждого из этих барабанов
относительно трансмиссионного вала с помо-
полосу или пачку полос захваткой 3. При этом
захватка удерживается от опрокидывания во-
круг шарнира 4, опираясь хвостовой частью на
внутренние уступы в пазу тележки. При ре-
Рис. 447. Ведущий барабан канатного шлсппера
щью червяка 1 и стопорных болтов 2 (рис. 447).
Шлепперные тележки бывают с неуправляе-
мыми и управляемыми захватками (рис. 448).
Тележка 1 скользит по рельсам 2 и перемещает
верее тележек вправо захватки отклоняются
вниз соприкосновением с очередной полосой.
Минуя полосу (или пачку полос), они в силу
неуравновешенности вновь поднимаются в по-
жжение для перемещения очередной полосы,
рассматриваемый шлеппер имеет механизм
управления захватками. Последний, подымая
линейки 5 при действии кривошипа 6, наклоня-
ет захватки ниже уровня стеллажа и позволя-
ет передвигать шлепперные тележки вперед
(влево) в любое положение, не задевая за-
хватками полос на стеллаже. Благодаря это-
му возможно перемещать полосы из любого
участка на стеллаже, что представляет значи-
тельные удобства, особенно при работе шлеп-
перов в качестве холодильников.
Заметим, что холодильники крупносортных
и рельсобалочных станов имеют ширину (в на-
направлении движения металла) до 25 м.
Чтобы удовлетворить требуемой производи-
тельности, подобные холодильники оборуду-
ют спаренными и даже строенными шлеппер-
ными транспортерами. При подобном спарен-
ном «транспортере на рис. 449 шлепперы 1 уби-
Рис. 449. Схема спаренного канатного шлеппер -
ного транспортера
рают полосы, с подводящего рольганга, а
шлепперы 2 перемещают их далее на отводя-
щий рольганг.
К числу достоинств канатных шлепперов
можно отнести большую маневренность, бла-
годаря реверсивной работе, что позволяет на-
капливать на стеллаже большую массу метал-
ла Однако полосы могут перемещаться лишь
штучно или пачками без правильных интерва-
лов. Недостатком является подверженность ка-
натов теплоизлучению горячего металла, в
связи с чем при горячем металле, видимо, целе-
сообразно заглублять канаты значительно бо-
лее 150 мм под уровень стеллажа.
Скорость канатных шлепперов составляет в
среднем около 1—2 м!сек.
§ 4. Цепные шлепперы
Цепные шлепперы, как и канатные, переме-
щают металл по стеллажу волоком с помощью
захваток. Цепные шлепперы, учитывая глав-
ным образом условия натяжения цепей, выпол-
няют обычно нереверсивными, и потому они
менее маневренны, чем канатные шлепперы.
Однако цепи более теплоустойчивы, чем кана-
ты, при тепловом воздействии горячего метал-
ла. В цепных шлепперах применяют в основ-
ном три типа цепей, различающихся способом
крепления захваток: цепи с жестким крепле-
нием захваток; с наклоняющимися вперед за-
хватками; с падающими захватками.
Цепи с жесткими захватками
применяют в холодильниках для крупного сор-
та и труб (рис. 450). Захватки укрепляют на
цепях с определенным шагом, и потому ме-
талл может перемещаться с определенными
интервалами. Причем трубные холодильники
располагают с подъемом около 2%, обеспечи-
вающим принудительное перекатывание тру-
бы с целью ее правки.
В виде общего замечания укажем, что не-
достатки шлеппера с подобными цепями могут
серьезно проявиться, когда он связывает ра-
боту двух (и особенно трех) рольгангов. Суть
в том, что такой шлеппер не может принимать
полосы с подводящего рольганга, не выдавая
их одновременно на отводящий рольганг, так
как не обладает способностью свободного ска-
пливания полос, подобно канатному шлепперу.
Поэтому перебои в работе отводящего роль-
ганга передаются и на подводящий рольганг,
вызывая непроизводительные простои.
Цепи с наклоняющимися вперед
захватками часто применяются в шлеппе-
рах для подачи горячих блумов и слябов от
рольганга блуминга к рольгангу печей рельсо-
балочных и листовых станов. Захватки, подоб-
ные применяемым в канатных шлепперах,
обычно устанавливаются с определенным ша-
гом.
Цепи с падающими захватками
(рис. 451) применяют главным образом в шлеп-
перах, обслуживающих раскатные рольган-
ги различных станов линейного типа. Полосы
с рольганга на рольганг передаются захват-
ками /, расположенными по длине цепи на
строго равном расстоянии. Перемещая полосу,
захватка скользит по дорожке 2, которая тя-
нется до начала бочки второго рольганга. При
Рис. 450. Цепь наклонного шлепперного холодильника для труб
падении захватки в конце дорожки (в положе-
ние 3) полоса останавливается на втором
рольганге, а цепь останавливается лишь тогда,
Рис. 451. Схема цепного шлепперного транспортера
с падающими захватками
когда вторая захватка подойдет в исходное
положение на место первой.
Нижние ветви цепей у большинства шлеп-
перов из-за наличия захваток не снабжаются
поддерживающими дорожками. Чтобы по воз-
можности при этом уменьшить вытягивание
цепей от собственного веса, провисание ниж-
ней ветви принимается значительным (около
ширины шлеппера).
§ 5. Транспортеры с несущими цепями
Эти транспортеры в отличие от шлепперов
перемещают металл непосредственно цепями,
без скольжения его по стеллажу. Их применя-
ют в основном как транспортеры и холодиль-
ники для толстых листов и листовых рулонов,
хотя, надо заметить, что в качестве холодиль-
ников листовых полос часто используются
рольганги. Несущие цепи в транспортерах для
листов применяются обычные или роликовые.
В транспортере с роликовыми цепями листы
перемещаются качением роликов по дорож-
кам (рис. 452). Транспортер может работать
непрерывно, так как листы с рольганга на це-
пи и с цепей на другой рольганг передаются
при подъеме и опускании цепей у рольгангов
подъемными дорожками при действии криво-
шипов.
Рис. 452. Схема транспортера с роликовыми цепями на инспекторском
столе толстолистового стана 2250. Скорость перемещения листов 0,8 м/сек
§ 6. Холодильники мелко- и среднесортных
станов [94, 196, 197 и 198]
Важнейшим требованием, предъявляемым к
работе этих холодильников, является пра-
вильная транспортировка металла, при кото-
торой строго сохраняется его прямолинейность
и исключается возможность скручивания. При
выполнении этого условия достигается допол-
нительная правка металла в процессе охлаж-
дения. Особая важность этого требования к
данным холодильникам обусловлена большой
длиной полос, доходящей до 150 м. Кроме то-
то, металл должен транспортироваться по воз-
можности без скольжения по рабочим поверх-
ностям холодильника, чтобы избежать порчи
поверхности металла. Холодильники этих ста-
нов также должны удовлетворять требованиям
полной автоматизации работы и возможности
регулирования процесса охлаждения.
Эти требования обусловливают сложность
конструкции и значительный вес холодильни-
ков, который, например, для станов 250—300
достигает 1000—1500 т, составляя до 50% об-
щего веса оборудования стана.
Этими требованиями общего характера сле-
дует руководствоваться как обязательными при
оценке того или иного из типов холодильников,
конструкции которых чрезвычайно разнооб-
разны.
При охлаждении некоторых специальных ста-
лей (например, рессорной) к холодильникам
может предъявляться еще и особое требование
в части возможности регулирования режима
охлаждения с тем, чтобы охлаждение сопро-
вождалось желаемой термообработкой метал-
ла. При этом обычно требуется в той или иной
мере замедленное охлаждение. При компакт-
ном сечении полос (круг) замедленное охлаж-
дение обычно достигается тем, что холодиль-
ник выполняется с возможностью плотной ук-
ладки полос без интервалов. Но наибольшие
трудности создаются при плоских полосах (на-
пример, рессорной стали), когда приходится
предусматривать весьма сложные пакетирую,-
щие устройства для возможности транспорти-
ровки полос на первой стадии охлаждения
плотно уложенными друг к другу на ребро.
Однако подробно такие специальные холодиль-
ники мы рассматривать не будем. Они рассмо-
трены в статье [195].
По отношению стана холодильник необходи-
мо располагать на расстоянии 5, достаточном
для того, чтобы вышедшая из стана полоса ус-
пела затормозиться силами трения:
5 = -^—,
2р< ё
где V — скорость выхода полосы из стана;
Р- и § — коэффициент трения и ускорение
свободного падения.
По отношению к летучим ножницам перед
холодильником, предусматриваемым в случае
предварительной резки полос, должно выпол-
няться такое же условие, т. е. необходимо, что-
бы после ножниц полоса успела затормозиться,
но, кроме того, надо еще учитывать, чтобы ин-
тервал между полосами, образуемый за счет
увеличенной скорости полосы за ножницами,
был достаточным для совершения операции пе-
рекладывания одной полосы с рольганга на
холодильник до подхода последующей полосы.
Однако необходимость этого последнего усло-
вия часто отпадает, так как большинство холо-
дильников выполняют с возможностью приема
одновременно не менее двух полос.
Холодильники бывают односторонними, рас-
положенными по одну сторону рольганга за
станом и двухсторонними — симметрично рас-
положенными по обе стороны рольганга за ста-
ном, который в этом случае разветвляется на
две линии, самостоятельно обслуживающие
каждую сторону холодильника. Двухсторонний
холодильник более производителен и может
обслуживать прокатку в две нитки одновремен-
но. Но прокатку в две и более ниток можно
также обслуживать путем применения много-
ниточных сбрасывателей с подводящего роль-
ганга на холодильник.
Кроме подводящего и отводящего рольган-
гов, нормальный тип холодильника включает в
себя:
1) сбрасыватель с подводящего рольганга;
2) собственно холодильник;
3) укладыватель на отводящий рольганг.
Сбрасыватель, передающий металл с
подводящего рольганга на холодильник, мо-
жет быть однониточным или двухниточным, т. е.
с возможностью приема от стана одновремен-
но двух полос. Но известны также и сбрасыва-
тели, рассчитанные на прием от стана одновре-
менно до четырех полос при прокатке в не-
сколько ниток.
Сбрасыватель должен иметь самостоятель-
ный привод с целью передачи металла на хо-
лодильник независимо от работы последнего.
Конструкции сбрасывателей разнообразны.
Сбрасыватель со сталкивающи-
ми рычагами (системы Петерсона) пока-
зан схемой на рис. 453. Сбрасыватель работа-
ет при повороте на 360° коленчатого вала /,
проходящего через всю длину холодильника.
При этом щитки 2 действием тяги 3 через
пружину приподнимают полосу над роликами
4 рольганга, а толкатели 5, совершая плоское
движение, сбрасывают ее в первый рихтовали-
ный желоб чугунного настила 6 холодильника.
Полосы могут сбрасываться на ходу, без оста-
новки подводящего рольганга. Достоинством
сбрасывателя является весьма равномерное по
длине соприкосновение полосы с тормозящими
поверхностями поднимающихся щитков. Бла-
годаря этому практически исключается порча
поверхности полосы при торможении.
Рис. 453. Схема сбрасывателя
со сталкивающими рычагами
(системы Петерсона)
Сбрасыватель рычажного типа
можно видеть на рис. 454, где показан двух-
сторонний реечный холодильник. Металл, по-
ступающий по роликам 1 подводящего роди-
телем 6 через зубчатую и кулачно-рычажную
передачи. На подводящий рольганг 1 после-
дующая полоса может поступать до заверше-
ния сбрасывания предыдущей полосы, т. е. уже
на стадии подъема щитков 2. Двигаясь при
этом по свободной части роликов рольганга,
полоса за счет наклона роликов одновременно
прижимается к боковой поверхности щитков,
а когда последние после сбрасывания преды-
дущей полосы опустятся, она соскользнет по
роликам в положение над этими щитками, ста-
новясь готовой к сбрасыванию.
Сбрасыватель клапанного типа
изображен на рис. 455, б, в, где показан двух-
ниточный сбрасыватель. Клапаны 1 и 2, нахо-
дящиеся между роликами подводящего роль-
ганга, заканчиваются снизу рычагами, соеди-
ненными с продольными тягами 3. При движе-
нии этих тяг от воздействия эксцентрикового
привода 4 клапаны поднимаются, поворачива-
ясь вокруг осей 5 в положение 6, изображен-
ное на рис. 455, б пунктиром, и своими ско-
шенными свободными концами образуют уклон
для соскальзывания полосы на холодильник.
Козырьки 7 над правым желобом рольганга
опускаются каждый раз одновремено с подъе-
мом левых клапанов, и полоса из левого же-
лоба может соскальзывать по этим козырькам
на холодильник.
Собственно холодильник представ-
ляет транспортирующее устройство, перемеща-
Рис. 454а. Двухсторонний реечный
холодильник стана 250 (концевая
часть)
ганга, сбрасывается на холодильник щитками
2, закрепленными на рычагах 3 (рис. 454, в).
Щитки поднимаются рычажной передачей 4 от
тяги 5. Последняя проходит через всю длину
холодильника и приводится в движение двига-
ющее металл равномерно по всей длине (во
избежание искривления) и с определенной ско-
ростью.
У станов 250—350 нашли применение в ос-
новном четыре типа этих устройств:
Рис. 454 б. Поперечные разрезы двухстороннего холодильника: левого холодильника по неподвиж-
ным рейкам; правого холодильника — по подвижным рейкам
1) реечные холодильники с поступательным
движением реек;
2) реечные холодильники с качательным
движением реек;
3) роликовые холодильники;
4) барабанные холодильники.
Реечные холодильники с посту-
пательным движением реек наибо-
лее распространены, так как весьма надежно
обеспечивают прямолинейность перемещаемых
полос. Они состоят из двух систем поочередно
расположенных реек. В одних случаях обе си-
стемы реек выполняют подвижными и взаим-
но уравновешенными, в других — подвижна
только одна система реек, а вторая неподвиж-
на, причем подвижная система реек в этом
случае уравновешена контргрузами. Сущест-
венных взаимных преимуществ оба варианта
не имеют.
На рис. 454, в показан двухсторонний рееч-
ный холодильник стана 250, имеющий одну по-
движную систему реек 7 (половина которых
укорочена, так как поддержание всеми рейка-
ми более остывших полос излишне).
Предварительно сделаем оговорку, что дан-
ный холодильник нами рассматривается, не-
смотря на наличие в нем серьезного дефекта,
который будет отмечен ниже, как в известной
мере назидательный для практики конструиро-
вания.
Рейки 7 в головной части имеют зубья с
шагом 100 мм и закреплены на балках 8, опи-
рающихся роликами на эксцентрики 9 (экс-
центриситет 50 мм). Система этих реек урав-
новешена контргрузами 10. Каждый раз при
поступлении на холодильник очередной поло-
сы включением двигателя 11 рейки подни-
маются эксцетриками, двигаясь поступательно
по окружности. Особенностью холодильника
является наличие двойной системы неподвиж-
ных реек: гладких реек 12 и зубчатых —13
(шаг 100 мм). Эксцентриками 14 (эксцентри-
ситет 50 мм) при помощи двигателя 15 можно
приподнять гладкие или зубчатые рейки.
Описанный выше рычажный сбрасыватель
передает очередную полосу в первый рихто-
вальный желоб чугунного настила 16. Далее
при каждом обороте эксцетриков 9 подвиж-
ные рейки 7 перекладывают каждую полосу
сначала по рихтовальным желобам, а затем по
неподвижным зубчатым или гладким рейкам,,
в зависимости от того, какие из них подняты.
Рис. 454в. Схема двухстороннего реечного холодильника стана 250 (правый холодильник)"
Рис. 455 бив. Поперечный и продольный разрез сбрасывателя клапанного типа
I реек устанавливается выше центра этого кру.
га, то момент встречи подвижных реек с ме-
таллом и момент последующей укладки метал-
[ ла на неподвижные рейки будет происходить
1 при наличии горизонтальной составляющей
! скорости, которая обусловливает нарушение
: аккуратной равномерной укладки полос по
I всей длине. Следовательно, не выполняется од-
। но из важнейших упомянутых требований,
предъявляемых к холодильникам,—транспор-
тировка полос без нарушения прямолинейно-
сти.
Вообще довольно трудно указать холодиль-
ник, обеспечивающий широкое регулирование
производительности и режима охлаждения
Рис. 455 гид. Штабелирующее и передаточное устройства
Рейки холодильника расположены под не-
большим углом к направлению перемещения
металла с тем, чтобы места соприкосновения
по длине полос периодически обновлялись
(рис. 454, а).
Теперь остановимся на упомянутом дефекте
холодильника, относящемся к двойной систе-
ме неподвижных реек, устройством которой
предполагалось достичь возможности более
широко регулировать работу холодильника с
целью варьирования его производительности
или режима охлаждения. Это регулирование ,
предполагалось производить в случае исполь- ;
зования гладких неподвижных реек, изменяя
высоту их установки, увеличивая которую, !
можно уменьшить интервал между полосами ;
(от 100 мм и менее), чтобы обеспечить ну ж- !
ную пропускную способность холодильника .
при прокатке более легковесных полос. Этим ।
же приемом предполагалось несколько замед- |
лить охлаждение полос путем плотной их ук-
ладки без зазоров. Однако практика эксплу-
атации показала ненадежность этого способа
регулирования зазоров между полосами. Суть
в том, что траектория подвижных реек пред-
ставляет круг. Если уровень неподвижных I
при сочетании простоты конструкции с надеж-
ной работой.
Что касается обычных реечных холодильни-
ков, в отношении которых указанные особые
требования регулирования их работы не ста-
вятся, то в части устройства реек их отличие
сводится к тому, что вместо двойной регули-
руемой системы неподвижных реек, как ука-
зывалось выше, применяют или полностью
стационарную систему одинарных зубчатых
реек, или вторую подвижную систему зубча-
тых реек, смещенную в фазе движения отно-
сительно первой на 180°.
Подобный холодильник с одной подвижной
8 и одной неподвижной 9 системами реек по-
казан на рис. 455, а. Система подвижных ре-
ек опирается на приводные эксцентрики 10 и
аналогично предыдущему холодильнику урав-
новешена контргрузами. Опоры неподвижных
реек в трех точках выполнены с учетом сме-
щений, возникающих при колебании темпера-
туры. С подводящего рольганга полосы пере-
даются на холодильник описанным выше кла-
панным сбрасывателем, а далее действием
подвижных реек перекладываются с зуба на
зуб по неподвижным рейкам. К достоинству
холодильника следует отнести возможность I
укладки на каждый зубец реек вместо одной
двух полос с целью увеличения пропускной
способности холодильника.
Холодильники второго типа — с
качательным движением реек — известны под
названием холодильников Эдвардса [199]. Рей-
ки полукруглой формы изготавливают из труб
и иногда из полос. Перемещение металла при
качании реек (рис. 456) сопровождается сколь-
Рис. 456. Схема перемещения металла у
холодильника системы Эдвардса
жением его по поверхности зубьев реек, что яв-
ляется одним из недостатков этого холодиль-
ника. Другим недостатком является то, что су-
ществующие холодильники этого типа исклю-
чают возможность подачи двух полос на зу-
бец. Выполнение же таких холодильников с
расчетом подачи двух полос на зубец потребо-
вало бы увеличения шага зубьев, а следова-
тельно, и габарита холодильника и, кроме то-
го, не исключало бы вероятности перепутыва-
ния полос при их соскальзывании по зубу. Ра-
нее эти холодильники применяли широко.
В настоящее время их почти не применяют.
Холодильники третьего типа —
роликовые — состоят из ряда длинных роли-
ков, расположенных под углом около 45° к под-
водящему и отводящему рольгангам (рис. 457).
Одно из достоинств холодильника — равномер-
ное охлаждение металла, вследствие непрерыв-
ного обновления поверхности соприкосновения
его с роликами, и отсутствие скольжения ме-
тала по роликам при перемещении (не портит-
ся поверхность металла). Однако эти холо-
дильники распространения не получили. При
отсутствии проверенных данных об эффектив-
ности их в работе можно лишь предположить,
что сохранение прямолинейности полос при ох-
лаждении является маловероятным.
Холодильники четвертого ти-
па — барабанные — представляют собой длин-
Рис. 457. Схема устройства роликового холодильника
25*
ный барабан с крюкообразными зубьями, ко-
торые захватывают очередные горячие полосы
со стороны подводящего рольганга и при мед-
ленном вращении барабана переносят их на
сторону отводящего рольганга, обеспечивая
при этом охлаждение. Эти холодильники рас-
пространения не получили. Они не обеспечива-
ют нужной правки металла при охлаждении и
не исключают перепутывание полос при укла-
дывании по две полосы на каждый зуб. Кроме
того, эти холодильники не подходящи с точки
зрения типизации их конструкций для различ-
ных станов, так как для различных расстояний
между осями подводящего и отводящего роль- ।
гангов потребовалось бы применение бараба- I
нов различных диаметров, чем резко наруши- |
лась бы однотипность конструкций. Эта же за- |
дача, например при реечных холодильниках, I
решается легко, так как варьировать длину |
реек не представляет затруднений (см. Н. В. !
Колупаев, В. М. Хворостанский. Типовой рееч-
ный холодильник для мелкосортных станов.
Бюллетень ЦИИНЧМ, 1947, № 12).
Укладыватель служит для группиров-
ки остывшего металла и передачи его пачка-
ми на отводящий рольганг. Конструкции ук-
ладывателей весьма различны. I
Укладыватель холодильника на рис. 454
состоит из попарно расположенных гладких
реек 17 (рис. 454, в), приводимых в движение
двигателем 18 через зубчатые передачи и экс-
центрики 19, вращающиеся со скоростью
97 об/мин. Эксцентриситеты у каждой пары
эксцентриков (равные 20 мм} расположены
диаметрально противоположно. Своими кон-
цами рейки опираются на ролики 20 и при
вращении эксцентрикового вала перемеща-
ют принятый с холодильника металл, собирая
его в пачку перед отводящим рольгангом бла-
годаря упорам 21. Далее роликами 20 от дви-
гателя 22 через зубчатые, кулачную, рычаж-
ные передачи и тягу рейки поднимаются выше
упоров 21 и собранная пачка металла переме-
щается до упоров 23. Последующим опуска-
нием реек пачка металла укладывается на ро-
лики 24 отводящего рольганга.
Укладыватель холодильника на рис. 455 со-
стоит из двух устройств: штабелирующего и
передаточного. Штабелирующее устройство
системы Крупп (рис. 455, г) включает в себя
систему коротких подвижных реек //, уста-
новленных на концах основных подвижных
реек холодильника.
Возвратно-поступательное движение этих
реек отличается от движения подвижных ре-
ек холодильника лишь величиной хода, кото-
рая и обусловливает шаг пакетируемых полос.
Регулированием величины хода коротких
реек достигается плотная укладка без зазоров
полос различных сечений. Короткие рейки
приводятся в движение эксцентриком 12, на-
саженным на том же валу, что и эксцентрики
реек холодильника, через шатун, регулируе-
мую кулису 13, ломаный рычаг и тяги. Вели-
чина их хода в зависимости от размера сече-
ний полос регулируется в пределах 20—82 мм
изменением радиуса кулисы с помощью вин-
та 14.
Сгруппированные полосы передаются на от-
водящий рольганг тележками 15 передаточно-
го устройства, установленными на подъемно-
качающихся балках 16 (рис. 455,5). Враще-
нием кривошипа 17 на 360° эти балки, уравно-
вешенные грузами, через систему рычагов и
тяг сначала приподнимаются, потом опускают-
ся, качаясь вокруг осей 18. Одновременно вра-
щением другого кривошипа 19 на 360° тележ-
ки через системы рычагов и тяг совершают
движение по балкам в сторону отводящего
рольганга и обратно. В результате совместной
работы кривошипов тележка, перемещаясь по
качающимся балкам, движется по эллипсооб-
разной траектории и перекладывает пачку по-
лос на отводящий рольганг.
Укладыватель холодильника на рис. 457 со-
стоит из изогнутых рычагов 3, которые движе-
Рис. 458. Укладыватель с планетарной пе-
редачей
нием тяги 1 сначала поднимают металл с хо-
лодильника, а затем, поворачиваясь тягой 2 в
горизонтальные плоскости, передают его к
рольгангу, после чего вторым обратным дви-
жением тяги 1 опускают его на рольганг.
Укладыватель с планетарной передачей на
рис. 458 передает лотками 1 собранный в пач-
ку специальным устройством металл с холо-
дильника на рольганг. Каждый лоток закреп-
лен на оси крайней шестерни планетарной пе-
редачи, имеющей три шестерни равного диа-
метра. Лоток передает металл на рольганг по-
ступательным движением по окружности при
вращении на 180° корпуса 2 планетарной пе-
редачи вокруг шестерни 3.
Часть шестая
СМАЗОЧНЫЕ СИСТЕМЫ ПРОКАТНЫХ СТАНОВ
ГЛАВА I
ОСНОВНЫЕ ВИДЫ СМАЗКИ И СПОСОБЫ ЕЕ ПОДВОДА
К ТРУЩИМСЯ ПОВЕРХНОСТЯМ
§ 1. Жидкая и густая смазки
В прокатных станах применяют два основ-
ных вида смазки:
а) жидкую смазку, или смазку минераль-
ными маслами; б) густую смазку, или смазку
консистентными мазями. Кроме того, находят
применение брикетная смазка, являющаяся
разновидностью консистентной смазки, и водя-
ная смазка, применяемая для текстолитовых
подшипников при окружных скоростях V >
> 1 м!сек.
Все эти виды смазок применяют для:
а) уменьшения трения и связанного с трени-
ем расхода энергии; б) уменьшения износа;
в) предохранения поверхностей трения от кор-
розии (за _исключением водяной смазки) и
удаления с них абразивных частиц. Приме-
няя жидкую смазку, используют основные
свойства минеральных масел: их текучесть,
способность смачивать металлические поверх-
ности, вязкость, смазочную способность (лип-
кость) и теплоемкость. Благодаря этим свой-
ствам масла хорошо смазывают, создают вы-
сокое гидродинамическое давление, обеспечи-
вающее разделение трущихся поверхностей
при жидкостном трении, промывают смазыва-
емые поверхности, позволяют осуществлять
замкнутую циркуляцию и охлаждают поверх-
ности трения, т. е. отводят от них тепло, экви-
валентное потерянной на трение энергии. Од-
нако текучесть, или способность вытекать, яв-
ляется и крупным недостатком минерального
масла как смазочного материала, ограничива-
ющим область его применения только теми
случаями, когда сравнительно просто удается
* Эта часть написана инж. М. П. Вавиловым. Более
подробно см. М. П. Вавилов «Смазка металлургиче-
ского оборудования», Машгиз. М.. 1954.
герметизировать узлы трения и таким спосо-
бом предотвратить вытекание и потерю масла.
Жидкую смазку применяют в тех случаях,
когда:
1) необходимо смазывать зубчатые и чер-
вячные зацепления (исключение могут состав-
лять только весьма тихоходные и кратковре-
менно работающие передачи);
2) необходимо отводить тепло от поверхно-
стей трения и обеспечивать жидкостное
трение;
3) необходимо, помимо смазки, также ин-
тенсивное охлаждение поверхности трения;
4) удается простыми средствами подводить
к подшипникам зубчатых и червячных пере-
дач то же самое масло, которое применяют
для смазки зацеплений, или это получается
само сабой (всегда желательно смазывать
зацепления и подшипники одним и тем же
смазочным материалом);
5) необходимо смазывать подшипники ка-
чения, длительно работающие при больших
скоростях, во избежание сильного нагрева
вследствие перемешивания смазки;
6) удается сравнительно легко герметизи-
ровать подшипники и предотвратить утечку
масла из них наружу;
7) по конструктивным соображениям бы-
вает затруднена подача к поверхностям тре-
ния густой смазки.
В случае применения густых (консистент-
ных) смазок используют их способность сма-
зывать, не вытекая, т. е. герметизировать
поверхности трения, а также защищать их от
коррозии и посторонних абразивных материа-
лов. Таким образом, консистентные смазки на-
ходят весьма широкое применение для узлов
трения без уплотнений или с такими уплот-
нениями, которые не в состоянии длительно
удерживать на поверхностях трения жидкую
смазку. Способность консистентной смазки не ।
вытекать или удерживаться длительное время ।
в местах трения является одновременно и су- ।
щественным недостатком, не позволяющим
использовать консистентную смазку для отво- I
да тепла, а также осуществлять ее циркуля- I
цию подобно минеральному маслу. |
Брикетную смазку применяют только для |
открытых горячих шеек рабочих валков ।
тонколистовых и жестепрокатных станов. !
§ 2. Способы подвода жидкой смазки *
В зависимости от способа подачи жидкая
смазка подразделяется на индивидуальную
(при помощи масленок, подушек), кольце-
вую, смазку распылением, картерную, цент-
рализованную нециркуляционную и центра-
лизованную циркуляционную.
Индивидуальная смазка осуществляется,
как правило, при помощи масленок и подраз-
деляется на:
1) периодическую и непрерывную;
2) без давления и под давлением.
Простейшим видом периодической смазки
без давления является точечная смазка, ког-
да масло из леек или мембранных масленок ।
подается в раззенкованные отверстия. На I
рис. 459 и 460 представлены масленки, приме- ;
Размеры, мм
&доп. Пр ?з а н
6 3 6
10 6 12
16 л 20
25 18 30
Рис. 459. Клапанная масленка с шариком
няемые для периодической подачи масла без
давления (ГОСТ 1303—56). Непрерывная ин-
дивидуальная смазка без давления осущест-
вляется при помощи фитильных масленок
различной конструкции и масленок с игольча-
тым дросселем (последний применяется для
регулирования подачи масла). Индивидуаль-
ная смазка при помощи масленок применяет-
ся как для поверхностей трения скольжения,
так и для подшипников качения. Этот способ
смазки вследствие присущего ему крупного
недостатка—необходимости постоянного на-
блюдения за наличием масла в установлен-
ных по различным местам масленках и перио-
дического его пополнения в современных про-
катных цехах применяется все реже и реже
и заменяется другими, более надежными спо-
собами смазки.
Смазка при помощи фетровых или войлоч-
ных подушек, так же как и фитильная, осно-
вана на капиллярности пористого материала.
Нижняя часть подушки, как правило, погру-
жается в масляную ванну, а своей верхней
поверхностью она прижимается к смазывае-
мой поверхности.
При кольцевой смазке масло непрерывно
подается на поверхности трения свободно
надетым или закрепленным на цапфе под-
шипника кольцом (кольцами), которое быва-
ет частично погружено в масляную ванну.
Кольцевую смазку широко применяют для
подшипников скольжения электрических ма-
шин.
Смазка распылением находит широкое при-
менение в прокатных цехах для поверхностей
трения пневматических цилиндров и осуще-
ствляется при помощи масленок, устанавлива-
емых на воздухопроводах. Одна из таких мас-
ленок показана на рис. 461.
Под давлением воздуха капли масла, про-
ходящие через узкое отверстие дросселя и
падающие вниз, попадая в поток воздуха,
превращаются в масляную пыль, которая в
смеси со сжатым воздухом направляется да-
лее в пневматический цилиндр.
Картерную смазку, или смазку окунанием
в масляной ванне широко применяют для зуб„-
чатых и червячных передач при окружной
Размеры, мм
Я О 5 & резьба
20 12 6 5 84
25 14 8 6 104
30 16 10 8 124.25
40 20 15 12 1645
скорости колес до 12—15 м!сек, когда все вы-
деляющееся в редукторе тепло легко отводит-
ся в окружающую атмосферу через стенки кор-
пуса и крышки. При больших скоростях мае- I
ло сбрасывается с вращающихся колес под I
действием центробежной силы и под зубьями |
колес в масляной ванне образуются не за- I
Рис. 461. Масленка для подачи распылен-
ного масла
полненные маслом корытообразные дорожки.
При окружных скоростях около 12—15 м/сек
во избежание сильного разбрызгивания и пе-
ремешивания масла и связанного с этим пе-
регрева и парообразования зубчатые и чер-
вячные колеса погружаются в масляную ван-
ну примерно на высоту зуба. Тихоходные ко-
леса должны погружаться в масло на несколь-
ко большую глубину. Нижнюю часть быстро-
ходных ведомых колес многоступенчатых ре-
дукторов для уменьшения перемешивания
масла рекомендуется заключать в сварные
кожухи, выступающие над уровнем масла в I
ванне, в которые масло для смазки зубьев ко-
лес может поступать только через небольшие
затопленные отверстия.
Конические зубчатые колеса погружаются в
масляную ванну на всю длину зуба, а червя-
ки — не более чем на высоту витка. При окруж-
ной скорости червяка больше 4—5 м/сек во из-
бежание большого перемешивания масла и
затопления одного из подшипников червяка
сгоняемым им в одну сторону маслом червяк |
рекомендуется ставить над червячным коле-
сом. Подшипники качения редукторов могут
смазываться или маслом, при разбрызгивании
его зубчатыми колесами (при окружных ско-
ростях >3 м!сек), или густой смазкой. На
каждую 1 л. с. передаваемой редуктором мощ-
ности в картер заливают не менее 0,25 л мас-
ла. В крупных редукторах и шестеренных кле-
тях многовалковых правильных машин в под-
шипники скольжения и качения масло иногда
подается из картера редуктора небольшим
насосом (циркуляционная система). В случае
необходимости более интенсивного теплоотво-
да устраивают ребра на поверхности корпуса
и крышки или применяют водяное охлаждение
(змеевики в масляной ванне, по которым цир-
кулирует холодная вода) или обдувание воз-
духом;
Картерная смазка находит широкое приме-
нение для рольгангов с групповым приводом
роликов, работающих в таких температурных
условиях, когда не требуется искусственное
охлаждение масла. Подшипники качения роли-
ков со стороны привода, подшипники редукто-
ров и трансмиссионных валов при этом смазы-
ваются маслом, при разбрызгивании его зубча-
тыми колесами.
Так как конические зубчатые колеса транс-
миссионного вала при своем вращении стре-
мятся сгонять масло в одну сторону, то для
поддержания одного и того же уровня масла в
ванне рольганга устраивают поперечные пере-
городки с окнами для обеспечения спуска мас-
ла. С целью удлинения срока службы масла и
механизации замены загрязненного масла очи-
щенным, для рольгангов с картерной смазкой
рекомендуется применение систем периодиче-
ской смены масла.
Централизованную нециркуляционную смаз-
ку под давлением применяют для отдельно
стоящих машин и механизмов с большим пере-
мещением и осуществляют при помощи много-
точечных плунжерных насосов или лубрикато-
ров с механическим приводом (качательным
или вращательным), например, от одного из
валов или рычагов обслуживаемой машины.
Централизованная циркуляционная смазка
под давлением применяется для подшипников
жидкостного трения валков прокатных станов,
подшипников электрических машин, зацепле-
ний и подшипников редукторов и шестеренных
клетей. Во всех этих случаях, помимо смазки,
обычно требуется интенсивное охлаждение по-
верхностей трения . В целом ряде случаев цир-
куляционная смазка применяется по конструк-
тивным соображениям.
Сюда следует отнести: а) комбинированные
шипниках скольжения цапфу и вкладыш обыч-
но монтируют на посадке Л3/Х3.
На рис. 463 показан подвод масла к под-
шипнику жидкостного трения реверсивного
стана 250. Из серповидных карманов в подуш-
ке масло по отверстиям во вкладыше проходит
в серповидные камеры между цапфой и вкла-
дышем, из которых при вращении в ту или
иную сторону захватывается вращающейся
цапфой в нагруженную зону подшипника. С
торцов подшипника масло отводится в слив-
ную трубу.
Циркуляционная смазка зубчатых передач
подразделяется на струйную и проточную.
При струйной смазке масло подается на зуб-
чатые колеса струями через сопла (рис. 464, б),
через отверстия в трубах (коллекторах) или
| путем поливания сверху. В редукторах с гори-
и многоступенчатые редукторы с расположены- |
ем валов не в одной горизонтальной плоскости, I
когда картерная смазка могла бы быть приме-
нена только для колес, находящихся в нижнем
ряду, а верхние колеса остались бы не смазан-
ными; б) быстроходные зубчатые колеса много-
ступенчатых редукторов с расположением ва-
лов в одной плоскости, когда при картерной
смазке имели бы место слишком большие по-
тери мощности на перемешивание и разбрыз-
гивание вследствие высокого уровня масла;
в) зубчатые колеса, расположенные в горизон-
тальной плоскости, и т. д.
Все тяжело нагруженные и быстроходные
крупные подшипники скольжения обычно нуж-
даются в циркуляционной смазке.
На рис. 462 показан подвод масла под дав-
лением к разъемному подшипнику скольжения
ролика рольганга толстолистового стана с ре-
Рис. 462. Подшипник ролика
рольганга толстолистового стана
версивным направлением вращения. Масло по- «
ступает в серповидную камеру, расточенную в
корпусе подшипника, из которой при вращении
цапфы по часовой стрелке по отверстиям, пре-
дусмотренным в нижнем вкладыше справа, |
часть масла попадает в серповидный_зазор
между цапфой и нижним вкладышем и~ обес-
печивает гидродинамическое плавание цапфы
во вкладыше, а часть масла, подаваемого че-
рез левые и правые отверстия в нижнем вкла-
дыше, попадает при этом в кольцевой зазор
между цапфой и верхним вкладышем, образо-
ванный вследствие того, что верхний вкладыш
имеет больший диаметр расточки, чем нижний
(радиальный зазор между цапфой и верхним
вкладышем равен 4 мм). Это масло использу-
ется для интенсивного охлаждения цапфы и
отводится в торцы подшипника. Из нагружен-
ной зоны подшипника часть масла также вы-
тесняется в торцы. В упомянутых выше под-
; зонтальным и косым разъемом при окружных
скоростях зубчатых колес <42 м!сек масло
подводится в зацепления всегда сверху с це-
лью возможности контроля и регулировки по-
। дачи, а в редукторах с вертикальным разъе-
мом — с любой стороны. При окружной скоро-
сти колес >12 м/сек масло к косозубым и шев-
ронным колесам подводят со стороны входа
колес в зацепление, а к прямозубым колесам,
во избежание запирания масла между входя-
щими в зацепление зубьями и вредного влия-
ния его на контактную усталость — со сторо-
ны выхода зубьев из зацепления. Сопла обыч-
но устанавливают по биссектрисе угла, об-
разованного касательными к окружностям го-
ловок зубьев колеса и шестерни, построен-
ным в точке пересечения этих окружностей.
Для подачи масла к широким зубчатым коле-
сам обычно применяют коллекторы с несколь-
кими соплами (рис. 464, а и в).
Разрез по АА
Рис. 464. Коллектор с соплами для смазки широких зубчатых колес
Проточная смазка зубчатых передач отли- ;
чается от картерной смазки или смазки окуна- ;
нием только тем, что в этом случае масляная I
ванна непрерывно обновляется, ’Т. е. в нее не- ’
прерывно подводится масло и такое же коли- >
чество непрерывно сливается на другом конце
ванны, так что уровень масла все время оста-
ется постоянным. Проточная смазка по сути ‘
дела представляет собой комбинацию картер- :
ной и циркуляционной смазки, и ее иногда на-
зывают комбинированной смазкой.
К преимуществам этого способа смазки по
сравнению с картерной смазкой следует от-
нести:
1) непрерывный подвод к зубчатым колесам
очищенного масла и ..
2) непрерывный отвод тепла, эквивалентно-
го потерянной на трение мощности, а также
тепла, получаемого масляной ванной извне от
горячего металла. ;
Проточная система смазки рекомендуется
для тяжело нагруженных рольгангов с группо-
вым приводом роликов, которые во время ра-
боты сильно нагреваются за счет тепла, излу-
чаемого горячим прокатываемым металлом ।
(рольганги блумингов, слябингов, непрерыв- •
ных и полунепрерывных полосовых и загото-
вочных станов, толстолистовых станов и т. д.).
Как указывалось выше, в качестве смазоч- |
ного материала для текстолитовых подшипни-
ков валков прокатных станов при аокр>
> 1 м!сек обычно применяется вода, подавае-
мая в подшипники под давлением из цехового
водопровода. Помимо смазки вода использует-
ся также для охлаждения подшипников. При
^окр <1 м!сек вода используется только для
охлаждения, а для смазки в подшипники не-
прерывно подается лубрикаторами консистент-
ная смазка.
На рис. 465 показан способ подачи воды к
текстолитовому подшипнику нижнего рабочего
валка блуминга. В случае остановки стана на
длительный период времени предусматривает-
ся подача на рабочие поверхности текстолито-
вых подшипников минерального масла или гу-
стой смазки для предохранения цапф подшип-
ников от коррозии.
§ 3. Способы подачи густой смазки
В зависимости от способа подачи густая
смазка подразделяется на следующие виды:
1) закладную;
2) индивидуальную, осуществляемую при
помощи пресс-масленок и колпачковых масле-
нок;
3) централизованную неавтоматическую,
Рис. 465. Способ подачи воды к текстолитовому подшипнику рабочего валка блуминга
Разрез по А А
осуществляемую посредством дозирующих пи-
тателей с ручным переключением и групповых
масленок;
4) централизованную неавтоматическую,
осуществляемую при помощи ручных двухли-
нейных систем;
5) централизованную автоматическую, осу-
ществляемую посредством лубрикаторов;
6) централизованную автоматическую, осу-
ществляемую при помощи одно- или двухли-
нейных систем.
При выборе наиболее рационального спосо-
ба подачи густой смазки к различным поверх-
ностям трения приходится учитывать: а) кон-
структивные особенности поверхностей тре-
ния; б) условия их работы; в) габаритные раз-
меры машин и количество смазываемых точек
на отдельных машинах; г) снижение расходов
на обслуживание смазкой машины; д) макси-
мальное увеличение их долговечности; е) пре-
дотвращение простоев машин, агрегатов и це-
лых цехов из-за ненадежной подачи смазки.
Закладная смазка применяется для откры-
тых зубчатых и реечных передач, закрытых
тихоходных зубчатых и червячных передач,
работающих весьма редко, и отдельных под-
шипников качения, имеющих большие камеры
для смазки и работающих в нормальных усло-
виях.
Индивидуальная смазка при помощи пресс-
масленок и колпачковых масленок (рис. 466,
а и 6} применяется в тех случаях, когда под-
вод смазки от централизованной системы бы-
I вает затруднен или экономически себя не оп-
равдывает (шарниры рычажных систем, уни-
версальные шпиндели небольших правильных
машин, подшипники качения небольших роли-
ков рольгангов, гравитационных рольгангов
и т. д.).
Подачу смазки через пресс-масленки осу-
ществляют при помощи шприца (рис. 467).
Вследствие того, что с точки зрения обслу-
живания централизованная смазка считается
более надежной, удобной и экономически оп-
равдывается даже при небольшом количестве
точек, индивидуальные способы смазки в сов-
ременных прокатных цехах применяют срав-
нительно редко. Смазка при помощи группо-
вых масленок или пресс-масленок, смонтиро-
ванных на коллекторах (рис. 468), является
Рис. 466. Масленки для индивидуальной смазки:
а — прямая и угловая пресс-масленки; б — колпачковая масленка
простейшим видом централизованной смазки
и применяется в тех случаях, когда для уста-
новки смазочных питателей нет достаточного
места или применение последних признается
нецелесообразным из-за небольшого количест-
ва точек смазки. Во всех других случаях, ког-
да применение ручной или автоматической
двухлипейной системы или лубрикаторов ока-
зывается невозможным из-за небольших раз- I
меров машин или узлов, большого перемеще- •
ния или вращения их, предпочтение отдается
питателям с ручным переключением.
I
I
I
।
I
Рис. 468. Групповая масленка
Питатель (рис. 469) состоит из корпуса /,
реверсивного золотника 2 с рукояткой для пе-
реключения его из одного крайнего положения
в другое, поршней с индикаторами 3, корпусов
индикаторов 4 с пробками для регулирования
Рис. 469. Схема устройства питате-
ля с ручным переключением
величины хода поршней, а также зажимных
деталей для присоединения трубок, подводя-
щих смазку к обслуживаемым от питателя точ-
кам, и пресс-масленки (на схеме не показаны).
Для подачи смазки к смазываемым точкам
применяют ручной шприц.
Питатели изготавливают для подачи смазки
по двум, четырем, шести, восьми и десяти от-
водам. Когда рукоятка реверсивного золотни-
ка находится в положении /, смазка подается
через пресс-масленку к одной половине сма-
зываемых точек, а после переключения ревер-
сивного золотника в положение II — ко вто-
рой половине точек. Устройство и работа пи-
тателей с ручным переключением во многом
аналогичны устройству в работе питателей
с автоматическим переключением.
Наибольшее распространение из перечис-
ленных выше ручных способов подачи смазки
получили двухлинейные централизованные
ручные системы. Эти системы применяют для
смазки отдельных машин и нескольких машин
вместе, не требующих частой подачи смазки к
поверхностям трения, для смазки отдельных
узлов и машин, имеющих большие перемеще-
ния в процессе работы, а также для смазки
различных машин, устанавливаемых отдельно,
для которых применение автоматических си-
стем смазки считается нецелесообразным из-
за сравнительно небольшого количества сма-
зываемых точек.
Автом атическу ю цент р а л изов анную см азку
посредством лубрикаторов применяют в про-
катных цехах для ответственных поверхностей
трения-скольжения, работающих в тяжелых
условиях и нуждающихся в частой подаче
смазки. Вследствие того, что при помощи луб-
рикаторов можно обслужить только ограни-
ченное количество смазываемых точек (16—
20), широкое применение их для смазки про-
катного оборудования не может быть рекомен-
довано.
Большинство смазываемых точек обслужи-
вается в современных прокатных цехах авто-
матическими двухлинейными централизован-
ными системами густой смазки.
Широкое применение централизованных ав-
томатических систем густой смазки в совре-
менных прокатных цехах обеспечивает:
1) длительную и бесперебойную работу обо-
рудования вследствие того, что подача смазки
к большому количеству точек осуществляется
автоматически от специальных установок;
2) сокращение капитальных затрат по срав-
нению с применением для смазки машин ин-
дивидуальных систем, обслуживающих отдель-
ные машины;
3) значительное сокращение расходов на
обслуживание этих систем в процессе эксплуа-
тации, так как станции этих систем обычно
располагаются в одном помещении;
4) значительное сокращение расхода энер^-
гии на привод машин благодаря регулярной
подаче смазки и уменьшению потерь на тре-
ние.
ЦИРКУЛЯЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ЖИДКОЙ СМАЗКИ
§ 1. Устройство циркуляционных смазочных
систем с ротационно-поршневыми насосами
Системы циркуляционной смазки состоят из
следующих основных элементов: станций, ма-
гистральных трубопроводов и трубопроводов
на обслуживаемых машинах.
На рис. 470 представлена принципиальная
схема системы смазки с паровым подогревом
масла и ротационно-поршневыми насосами.
для подвода сжатого воздуха к воздушным
колпакам, для подвода и отвода воды для мас-
лоохладителя.
При обслуживании системой подшипников
скольжения с большим временем выбега и
подшипников жидкостного трения, помимо воз-
душного колпака, также применяют пресс-бак,
из которого в случае аварии в заводской сети
переменного тока масло вытесняется к потре-
бителям сжатым воздухом.
Рис. 470. Схема циркуляционной системы с ротационно-поршневыми
насосами
Системы с этими насосами в настоящее время
получили весьма широкое распространение
Станции циркуляционных смазочных систем
обычно располагают в приямках около обслу-
живаемой машины (для систем с небольшим I
расходом масла), или в специальных помеще- I
ниях — центральных смазочных станциях, рас-
положенных ниже уровня пола цеха.
Станция состоит из следующих элементов:
резервуара для масла 7, двух ротационно-
поршневых насосов с приводами 2, воздушных
колпаков 3, самоочищающихся фильтров (двух
или одного) 4, перепускного клапана 5, масло-
охладителя 6 и контрольно-измерительных
приборов: термометров сопротивления 7 с
электроаппаратурой, манометров обыкновен-
ных 8 и контактных 9, манометров дифферен-
циальных обыкновенных 10 и контактных И,
арматуры (задвижек, вентилей, кранов, обрат-
ных клапанов, конденсационного горшка),
трубопроводов для смены масла в системе 12,
Для обеспечения надежной и безотказной
работы в системах жидкой смазки, обслужи-
вающих ответственные механизмы и машины»
обычно применяют два насоса, из которых
один является рабочим, а второй — резервным.
При работе системы масло рабочим насосом
всасывается из резервуара через поплавковую
всасывающую трубу и поступает в дисковые
самоочищающиеся фильтры, предназначенные
для очистки масла от механических примесей,
откуда по нагнетательному трубопроводу по-
дается в маслоохладитель, охлаждается в нем
и направляется далее к смазываемым меха-
низмам. После смазки всех трущихся поверх-
ностей (зубчатых и червячных передач, под-
шипников и т. д.) масло самотеком по сливной
магистрали возвращается в резервуар. Не-
прерывное охлаждение масла в большинстве
случаев необходимо только в теплое время го-
да при высокой температуре окружающего воз-
духа; при низкой температуре масло направ-
ляется к смазываемым точкам, минуя масло-
охладитель, по обводной трубе, расположен-
ной около маслоохладителя.
Для устранения неравномерности подачи
масла, нагнетаемого ротационно-поршневььм
насосом, каждый насос снабжен воздушным ।
колпаком, который установлен на нагнета- |
тельном патрубке насоса. >
Верхняя часть воздушного колпака запол- |
нена сжатым воздухом, подводимым от цехо-
вой воздушной сети перед пуском системы.
Таким образом, в этой полости воздушного ’
колпака создается воздушная подушка. При |
работе системы уровень масла в колпаке при
закрытом вентиле на подводящем воздухопро- |
воде будет колебаться в определенных преде- I
лах вследствие неравномерной подачи масла ;
насосом. Для контроля уровня масла на воз- |
душном колпаке предусмотрен указатель уров- <
ня, а для измерения давления сжатого возду-
ха в воздушном колпаке — манометр. В систе-
ме жидкой смазки, как правило, предусмотрен
один резервуар, и лишь в тех случаях, когда
в систему попадает в значительном количестве
вода, применяют два резервуара, соединен-
ных между собой коллектором. Масло в этом
случае всасывается из одного резервуара, а
второй резервуар используется как отстой-
ник. Отстоявшаяся из масла вода спускается
из резервуаров, в канализацию.
В системах с двумя резервуарами предус-
матривают периодическое переключение с од-
ного резервуара на другой, причем рабочий
резервуар становится резервным, а резерв-
ный— рабочим.
Для подогрева масла в системе в холодное *
время года в резервуарах предусматривают !
паровые, водяные или электрические подогре- !
ватели. Пар подводят к змеевикам подогрева- !
телей от цехового паропровода, а горячую во- I
ду— из теплофикационной сети. Благодаря на- ।
личию на отводящем трубопроводе змеевиков I
конденсационного горшка пар, прошедший •
змеевик, полностью конденсируется.
§ 2. Приборы для контроля и автоматизации
работы смазочных циркуляционных систем
Для контроля автоматической работы си-
стемы на станции установлены два контактных
манометра и один дифференциальный мано-
метр с контактным устройством. Для контро-
ля давления служат два контактных маномет-
ра. Минимальный контакт одного из них ис- ।
пользуется для включения двигателя резервно- |
го насоса и предупредительного сигнала при 1
понижений давления в нагнетательной магист- |
рали около насосных установок примерно на I
0,5 кГ/см2, которое может произойти, напри-
мер, при аварии рабочего насоса.
Максимальный контакт этого манометра ис-
пользуется для выключения двигателя резерв-
ного насоса, когда давление масла превысит
нормальное рабочее давление.
Минимальный контакт второго контактного
манометра используется для включения зву-
ковых аварийных сигналов (сирен) и сигналь-
ных лампочек на пульте управления и на щите
в помещении центральной смазочной станции.
Сирены и сигнальные лампочки включаются
при понижении давления в системе приблизи-
тельно на 1,2—1,5 кг!см2 (например, при раз-
рыве нагнетательного трубопровода). После
подачи аварийного сигнала работа обслужи-
ваемых от данной системы машин недопусти-
ма. Там, где это возможно, замыкание мини-
мального контакта второго манометра исполь-
зуется для отключения привода.
Когда давление в системе повышается на
0,5—0,8 кГ!см2, например вследствие засорения
фильтров и сопел, замыкается максимальный
контакт второго контактного манометра, после
чего в помещении центральной смазочной
станции включается звонок (предупредитель-
ный сигнал высокого давления) и загораются
сигнальные лампочки. Рабочий насос при этом
автоматически уменьшает подачу масла. Вы-
ключение звонка и сигнальных лампочек про-
исходит сразу же после размыкания макси-
мального контакта. При нормальном перепаде
давления в дисковых фильтрах замкнут один
из контактов дифференциального манометра.
При повышении перепада давления в филь-
трах приблизительно до 0,55—0,60 кПсм2 в
случае их загрязнения замыкается второй кон-
такт дифференциального манометра и вклю-
чаются двигатели, приводящие во вращение
патроны фильтров. При этом на щите в поме-
щении центральной смазочной станции заго-
рается сигнальная лампочка, указывающая, в
какой системе произошло загрязнение филь-
тров. Одновременно дается звонок (предупре-
дительный сигнал). Так как для очистки пла-
стинчатых фильтров их патроны должны по-
вернуться только на 1—2 оборота, после чего
перепад давления должен понизиться до нор^
мального, то для выключения двигателей
фильтров, помимо дифференциального мано-
метра, нет надобности в специальной электро-
аппаратуре. Если по какой-либо причине не
произойдет автоматического включения филь-
тров и перепад давления возрастет приблизи-
тельно до 0,8—0,85 кПсм2, то откроется пере-
пускной клапан 5 (см. рис. 470) и весь поток
масла, подаваемый насосом, пойдет к потре-
бителям по обводной трубе, минуя фильтры..
По показаниям одного дифференциального
манометра, применяемого для измерения пере-
пада давления масла в маслоохладителе,
можно судить о степени загрязнения наруж-
ной поверхности трубок маслоохладителя
(гидравлическое сопротивление в межтрубном
пространстве маслоохладителя при этом воз-
растает). По показаниям второго дифферен-
циального манометра, применяемого для изме-
рения перепада давления воды в маслоохлади-
теле, судят о степени загрязнения внутренней
поверхности трубок маслоохладителя.
Для измерения температуры масла в резер-
вуаре и после маслоохладителя, а также тем-
пературы воды на входе и выходе из масло-
охладителя в каждой системе смазки приме-
няют четыре медных термометра сопротивле-
ния. Температуру показывает магнито-элект-
рический логометр, подключаемый к той или
иной точке замера температуры посредством
многоточечного переключателя.
В трубопроводы на машинах, обслуживае-
мых системой смазки, в зависимости от осо-
бенностей этих машин также могут включать-
ся контрольно-измерительные приборы (кон-
тактные и обыкновенные термометры, указа-
тели течения масла, регуляторы давления «по-
сле себя» и дозирующие втулки или шайбы).
Во всех этих случаях замыкание контактов
контактных указателей течения масла и кон-
тактных термометров обычно используется для
аварийной сигнализации (сирены и лампочки),
а замыкание контактов контактных маномет-
ров — для предупредительной сигнализации
(звонок и лампочки).
Пуск смазочной системы обычно осуществ-
ляет дежурный машинист центральной смазоч-
ной станции за несколько минут до начала ра-
боты в цехе по команде оператора на пульте
управления машинами. В случае длительного
простоя в цехе смазочную систему останавли-
вают после остановки обслуживаемых машин
опять-таки по указанию оператора.
Во избежание пуска машин при неработаю-
щей системе смазки один из двигателей при-
вода обслуживаемых машин блокируется с
двигателями насосных установок. Благодаря
этой блокировке оператор в цехе не может на-
чать работу до тех пор, пока не будет пущена
смазочная система.
§ 3. Устройство циркуляционных смазочных
систем с шестеренными насосами
Помимо систем смазки с ротационно-порш-
невыми регулируемыми насосами, с успехом
применяют циркуляционные системы с шесте-
ренными насосами постоянной производитель-
ности.
Станция циркуляционной системы, обслужи-
ваемой нерегулируемыми шестеренными на-
сосами постоянной производительности (рис.
471) состоит из резервуара /, насосов 2, пре-
дохранительного клапана <?, фильтра 4, пресс-
Рис. 471. Станция циркуляционной системы с
шестеренньши насосами
бака 5, маслоохладителя 6, арматуры, конт-
рольно-измерительных приборов, нагнетатель-
ного и сливного трубопроводов. В системах с
шестеренными насосами применяются три кон-
тактных манометра, присоединенных к воздуш-
ной полости пресс-бака. При сильном повы-
шении давления в нагнетательной линии от-
крывается предохранительный клапан и часть
масла сливается в резервуар.
Пресс-бак регулирует давление в системе.
Давление воздуха в нем всегда равно давле-
нию масла в нагнетательной трубе, к которой
он присоединен (после фильтра). Расход мас-
ла в системе может колебаться и не быть рав-
ным производительности насоса (последний
обычно выбирается с запасом). Если произво-
дительность насоса больше расхода, то уро-
вень масла, в пресс-баке повышается, давле-
ние увеличивается, насос при помощи одного
из контактных манометров выключается, и
масло начинает вытесняться из пресс-бака в
трубопровод; уровень масла в пресс-баке пони-
жается, и при определенном понижении дав-
ления рабочий насос снова включается тем же
контактным манометром. Таким образом, ра-
бочий насос периодически включается и вы-
ключается, а пресс-бак выполняет функции'
гидропневматического аккумулятора. В систе-
мах, в которых расход масла во время работы
сильно колеблется, а также в системах с на-
сосом, производительность которого значитель-
но превышает потребный расход масла, не-
прерывная работа насоса невозможна, и по-
следний периодически включается и выклю-
чается. Давление в системе при этом все вре-
мя колеблется в определенных пределах. Ес-
ли расход масла значительно превысит про-
изводительность насоса, то давление в пресс-
баке уменьшится настолько, что при опреде-
ленном его понижении второй контактный ма-
нометр автоматически включит резервный
насос.
При резком понижении давления в системе
(разрыв трубопровода, отключение двигате-
лей насосов) третий контактный манометр
включает аварийную сирену и в случае необ-
ходимости отключает двигатели обслуживае-
мых машин.
§ 4. Магистральный трубопровод и резервуары ।
для масла
Магистральный трубопровод в циркуляцион-
ных системах состоит из нагнетательной и
сливной линий. Сливные линии монтируют с
уклоном в сторону станций систем смазки.
В зависимости от вязкости масла уклон слив-
ных труб принимается 1 : 40 или 1 : 60 (послед-
ний для масел малой вязкости).
От магистральных трубопроводов систем
циркуляционной смазки делают отводы к от-
дельным обслуживаемым агрегатам. Трубопро-
воды жидкой смазки на обслуживаемых ма-
шинах, помимо труб и соединительных частей,
оборудованы арматурой (кранами, вентилями,
задвижками), применяемой для регулирова-
ния расхода масла к отдельным местам его
потребления, и контрольно-измерительными
приборами. К последним следует отнести ви- !
зуальные указатели течения и подачи масла, |
контактные указатели подачи масла (струй- ,
ные реле), обыкновенные манометры, контакт- |
ные манометры, термометрические сигнализа- I
торы и редукционные клапаны (регуляторы '
давления).
Резервуары для масла, применяемые в цир-
куляционных системах, обычно делают свар-
ной конструкции с перегородками или без
перегородок. Применяют резервуары с паро-
вым, водяным и электрическим подогревохМ
масла.
На рис. 472 показан резервуар для масла с
паровым или водяным подогревом и двумя пе-
регородками. Масло поступает по сливной тру-
бе в левый отсек резервуара, являющийся пе-
носборником, из которого оно проходит в сред-
ний отсек через большое отверстие между дни-
щем резервуавара и левой перегородкой, дохо-
дящей почти до верха резервуара. Из среднего
отсека, предназначенного для частичного от-
стаивания масла, т. е. для выделения из него
тяжелых механических примесей, масло пере-
ливается через правую невысокую перегород-
ку, доходящую до самого днища, в правый от-
сек, из которого масло забирается насосом че-
Рис. 472. Резервуар для масла с паровым подогревом:
1 — слив масла из системы; 2 — отверстие для термометра
сопротивления; 3 — два отверстия для спускных кранов; 4 — два
отверстия для подачи масла к сепаратору; 5 — два отверстия
для промывки; 6 — возврат масла из сепаратора; 7 — отвод
конденсата; 8 — подвод пара; 9 — нормальное всасывание;
10 — два отверстия для глубокого всасывания
рсз всасывающую трубу с поплавком. Приме-
нение всасывающей трубы с поплавком обес-
печивает засасывание наиболее чистого масла,
вне зависимости от уровня масла в резервуаре.
На передней стенке резервуара предусматри-
вают отверстия для присоединения парового
или водяного змеевика, спускных кранов
пробок, указателя уровня масла и поплавко-
вого реле уровня, термометра, сепаратора мас-
ла, а также патрубков для нормального и глу-
бокого всасывания. Днище резервуара делает-
ся с уклоном в сторону передней стенки. На
крышке резервуара предусмотрены два смот-
ровых люка, монтажный люк и сливной пат-
рубок.
§ 5. Масляные насосы
Как уже было сказано выше в циркуляци-
онных системах смазки применяют ротацион-
но-поршневые и шестеренные насосы.
Характерной особенностью ротационно-
поршневого насоса является наличие в нем,
помимо собственно насосной части, регулято-
ра давления, автоматически поддерживающе-
го в определенных пределах постоянное дав-
ление в нагнетательной магистрали, и регуля-
тора подачи масла, при помощи которого
можно заранее установить максимальную
подачу насоса в пределах его номинальной
производительности в соответствии с тре-
механизм (рис. 473, в) в котором кривошип 1
закреплен, а статор 2 приводится во враще-
ние вокруг оси О. При вращении кривошипа 1
обыкновенного кривошипно-кулисного меха-
низма, показанного на схеме, относительно
оси О с постоянной угловой скоростью кули-
са 3 будет совершать возвратно-поступатель-
ное движение по горизонтали относительно
статора 2, а камень 4, двигаясь по окружно-
сти, будет совершать возвратно-поступатель-
ное движение в прорези кулисы.
Как видно из рис. 473,6 и в, поршень 4 на-
соса соответствует камню 4 кривошипно-ку-
лисного механизма, поршень 3— кулисе 3, ро-
тор 2— статору 2, эксцентриситет е — радиу-
Рис. 473. Устройство ротационно-поршневого насоса
бусмым расходом масла в системе смазки
(рис. 473, а).
Собственно насос состоит из корпуса, ротора
и двух поршней, один из которых имеет пря-
моугольную, а другой — коробчатую форму.
Кинематической основой ротационно-поршне-
вого насоса является кривошипно-кулисный
26 А. И. Целиков и В. В. Смирнов
су кривошипа 1, Ротор расположен концент-
рически относительно приводного вала. В
роторе — сквозная прямоугольная прорезь,
которая является открытым с обоих концов
цилиндром прямоугольной формы. В этой про-
рези или цилиндре во время работы переме-
щается поршень коробчатой формы <?, внутри
которого, в свою очередь, перемещается второй
прямуогольный поршень 4. В прямоугольном
поршне на пересечении его осей расточено ци-
линдрическое отверстие, служащее для уста-
новки пошня на пальце 5, закрепленном на ры-
чаге механизма для регулирования давления.
При вращении ротора насоса вследствие того,
что ось пальца располагается эксцентрично
относительно оси ротора, оба поршня насоса
будут двигаться возвратно-поступательно. Для
прохода масла, подаваемого при перемещении
прямоугольного поршня, в роторе имеются
два прямоугольных расширяющихся отверстия.
Эти отверстия расположены под прямым уг-
лом к пазу, в котором перемещается поршень
коробчатой формы. За один оборот ротора
поршни совершают четыре хода и четыре пода-
чи (два хода и две подачи для каждого пор-
шня). Рычаг 10 регулятора давления (рис.
473, а) на котором закреплен вышеупомянутый
палец 5, может поворачиваться относительно
оси ТУ. Он соединен с пунжером 9 регулятора
при помощи пальца 8 таким образом, что па-
лец 5 может качаться от положения, когда его
ось будет совпадать в осью ротора, до второ-
го крайнего положения, при котором ход пря-
моугольного поршня будет максимальным.
Одна полость цилиндра регулятора соединяет-
ся с нагнетательной стороной насоса, а дру-
гая— со стороной всасывания. Под действием
пружины, работающей на кручение и соеди-
ненной с рычагом 10, плунжер регулятора
стремится сдвинуться в крайнее верхнее поло-
жение, при котором эксцентриситет е, а следо-
вательно, и подача насоса будут максималь-
ными. Когда давление в нагнетательной линии
не превышает заранее установленной величи-
ны, пружина регулятора удерживает плунжер
и палец прямоугольного поршня в рабочем по-
ложении, при котором масло нормально по-
дается в линию и насос работает с полной про-
изводительностью. При возрастании давления
в нагнетательной линии сверх установленной
величины плунжер 9 регулятора под действи-
ем этого повышенного давления перемещается
вниз, вызывая дополнительное скручивание
пружины и уменьшение эксцентриситета.
Вследствие этого объем подаваемой жидкости
уменьшается. При полном перекрытии нагне-
тательной линии эксцентриситет равен нулю,
поршни насоса не совершают возвратно-посту-
пательного движения, и подача масла прекра-
щается. При открывании нагнетательной ли-
нии давление в ней снова падает, и под дей-
ствием пружины плунжер и палец прямо-
угольного поршня перемещаются в исходное
рабочее положение. Таким образом, при ра-
боте насоса давление в нагнетательной линии
в заданных пределах автоматически поддер-
живается постоянным.
Натяжение пружины устанавливается при
помощи червячной пары 12 с маховичком в за
висимости от потребного давления в системе.
При помощи маховичка, посаженного на
шпиндель 6, который установлен в крышке 7,
можно заранее определить величину эксцент-
риситета е, соответствующую расчетному рас-
ходу масла в системе, в пределах нормальной
производительности насоса.
Ротационно-поршневые насосы по сравнению
с насосами постоянной производительности
(например, шестеренными) обладают следую-
щими преимуществами: благодаря автомати-
ческому регулированию давления в нагнета-
тельной линии в определенных пределах в си-
стемах смазки, обслуживаемых этими насоса-
ми, становится излишним применение предо-
хранительных клапанов и пресс-баков или
гидропневматических резервуаров, которые
занимают много места и удорожают систему
(последнее в случае непостоянного расхода
масла в системе).
Кроме того, регулятор давления представ-
ляет собой совершенный предохранительный
клапан, обеспечивающий работу системы без
потери мощности на перепуск масла при вы-
соком давлении.
Наличие регулятора подачи делает возмож-
ным применение одного и того же насоса в
системах смазки с различными расходами мас-
ла в пределах его номинальной производи-
тельности.
Вследствие того, что ходы четырех поршней
насоса сдвинуты относительно друг друга на
90°, поток масла пульсирует. На рис. 473, г по-
казана подача масла отдельно четырьмя
поршнями (кривая 5 $ и) и суммарная подача
масла насосом за один оборот ротора (кривая
Ь а повторяющаяся 4 раза).
Поток масла совершает четыре пульсации
за один оборот ротора насоса. Для устране-
ния пульсации и создания равномерного по-
тока масла на нагнетательном патрубке насо-
са, как указывалось выше, устанавливают воз-
душный колпак. На графике величина аср
представляет собой среднюю подачу насоса
при наличии воздушного колпака.
Общий вид шестеренного насоса приведен
на рис. 474. Шестеренный насос состоит в ос-
новном из двух шестерен с внешним зацепле-
нием (одна из которых является приводной),
смонтированных на игольчатых подшипниках,
корпуса со всасывающим и нагнетательным
патрубками, стаканов для подшипников и тор-
Рис. 474. Шестеренный насос
цовых крышек. Ведущая шестерня насоса вра-
щается по часовой стрелке, если на нее смот-
реть со стороны привода. Принцип действия
насоса показан на рис. 475.
Рис. 475. Принцип действия шестеренного насоса
Ввиду того, что шестеренные насосы не
приспособлены для регулирования подачи в
зависимости от давления, около насоса необхо-
димо устанавливать специальный клапан для
предохранения смазочной системы от слишком
высоких давлений в нагнетательной трубе
Клапан открывается при повышении давления
в нагнетательной трубе до определенной вели-
чины, на которую отрегулирована пружина
предохранительного клапана, и перепускает
масло, подаваемое насосом, обратно в резер-
вуар или на сторону всасывания.
В системах с большим расходом масла
((? > 1200—1500 л!мин) могут быть применены
26*
центробежные насосы, обычно применяемые
для перекачки воды. К преимуществам этих на-
сосов по сравнению с ротационно-поршневыми
насосами следует отнести равномерность по-
дачи, простоту конструкции и большую долго-
вечность. Недостатком этих насосов при рабо-
те на вязких жидкостях является низкий
к. п. д. при малых расходах. Так как при рабо-
те центробежных насосов на вязких жидко-
стях их характеристики сильно отличаются от
характеристик, снятых при работе на воде
и приводимых в каталогах насосов, то при под*
боре насоса для смазочной системы все харак-
теристики приходится пересчитывать [201, 202].
§ 6. Фильтры и сепараторы
Для непрерывной очистки масла от механи-
ческих примесей в циркуляционных системах
смазки обычно применяют дисковые (пластин-
чатые) фильтры.
На рис. 476,а дан общий вид однопатронно-
го фильтра с механической очисткой, а на
рис. 476,6 показана схема его устройства.
Масло поступает от насоса по патрубку 9
(рис. 476,6), заполняет кольцевое простран-
ство между патроном и корпусом фильтра 5,
откуда проходит через зазоры между дисками
6 и прокладками 7 внутрь патрона и дальше
по патрубку 2 — в нагнетательную магистраль
системы. При этом механические частицы, на-
ходящиеся в масле, задерживаются на внеш-
ней поверхности патрона и в зазорах между
дисками, откуда они периодически счищаются
неподвижными ножами 10, насаженными на
стержень 11. Патрон фильтра состоит из набо-
ра дисков 6, имеющих вид колеса со спицами,
и прокладок 7, находящихся между дисками
и имеющих вид звездочек. Величина зазора
между дисками определяет максимальный раз-
мер частиц, которые могут пройти через
фильтр, и равна толщине прокладки 7
(0,18 мм). Все диски и
на общий валик 3.
прокладки насажены
Вид по стрелке В
^-12
13
Поперечное сечение
фильтрующего па-
трона
Зато. 022
Для ЭТОГО В
сепараторах используется раз-
а
1
Рис. 476. Пластинчатый самоочищаю-
щийся однопатронный фильтр
<М8
Фильтр очищается при повороте патрона на
1—2 оборота, приводимого в движение элек-
тродвигателем 1 (рис. 476, б) через червячную
передачу 12 и зубчатую передачу 13.
При этом механические частицы, находящие-
ся на внешней поверхности патрона и частич-
но в зазорах между дисками, счищаются ножа-
ми и, попадая в пространство между патроном
и корпусом, постепенно оседают в виде отстоя
на дно резервуара. Грязное масло из отстойни-
ка время от времени спускается через пробку
5. Фильтр установлен на подставке 4. Включе-
ние и выключение электродвигателя, приво-
дящего во вращение патрон фильтров, осуще-
ствляются автоматически или вручную при на-
жиме кнопки. О степени загрязнения фильтра
судят по показаниям дифференциального ма-
нометра, измеряющего перепад давления на
входе и выходе из фильтра.
В системах смазки, обслуживающих ответ-
ственные подшипники скольжения (подшипни-
ки жидкостного трения электрических машин и
прецизионные подшипники жидкостного тре-
ния прокатных станов), нуждающиеся в более
тонкой очистке масла, применяют песамоочи-
щающиеся сетчатые или проволочные филь-
тры. Размер стороны ячейки фильтрующей
сетки в свету или зазор между проволоками
принимается равным 0,1—0,2 мм.
Сепараторы масла (рис. 477) предназна-
чаются для периодической очистки масла от
воды и мельчайших механических примесей,
которые не могут быть отделены при помощи
фильтров, применяемых в циркуляционных си-
стемах смазки.
ница удельных весов масла и механических
примесей. При быстром вращении барабана се-
паратора более тяжелые по сравнению с мас-
лом посторонние примеси под действием цент-
робежной силы отбрасываются к периферии
барабана, а более легкое масло перемещается
ближе к оси вращения барабана. Так как сте-
пень очистки масла зависит от вязкости масла
и повышается с понижением последней, то пе-
ред очисткой масла его обычно подогревают в
электрических подогревателях до температуры
30—85°. Температура подогрева выбирается
тем выше, чем больше вязкость масла. Сепара-
торы не могут очищать без подогрева даже ма-
ловязкие масла типа турбинных.
Сепаратор масла состоит из следующих ос-
новных узлов: 1) барабана с механизмом вра-
щения; 2) сборника масла; 3) двух шестерен-
ных насосов, смонтированных в одном корпусе;
4) электродвигателя, приводящего во враще-
ние барабан и шестеренные насосы. Сепаратор
может применяться для очистки масла мето-
дом сепарации или методом осветления.
Метод сепарации применяется при наличии
в загрязненном масле до 3% воды и пезначи-
11И0
Рис. 477. Сепаратор масла:
1—вход загрязненного масла; 2 — поступление масла в подогреватель; 3 — поступление
масла из подогревателя в барабан; 4— выход очищенного масла; 5 — выход грязного масла
при переполнении барабана; 6 — выход отсепарированной воды
тельного количества (менее 0,3%) механиче-
ских примесей.
Методом осветления рекомендуется * поль-
зоваться для очистки масла от твердых и мяг-
ких примесей при содержании воды не более
0,3%.
На рис. 478 показан в разрезе барабан сепа-
ратора: справа сборка для сепарации масла,
Рис. 478. Два способа сборки барабана сепа-
ратора масла
слева — для осветления. При сепарации масла
вода и механические примеси отделяются от
масла в узких пространствах между кониче-
скими тарелками 1 и под действием центро-
бежной силы отбрасываются к стенкам бараба-
на. По мере отделения вода выходит через гор-
ловину барабана, закрытую регулирующей
шайбой 2, в камеру отходов сепарации сбор-
ника масла. Механические примеси отлагают-
ся на внутренних стенках барабана и их перио-
дически удаляют вручную, а очищенное мас-
ло через горловину 4 поступает в камеру чи-
стого масла сборника. Барабан перед пуском
машины в этом случае заполняется водой, на-
гретой до температуры поступающего в бара-
бан масла. Налитая вода образует так назы-
ваемый водяной затвор, обеспечивающий бес-
прерывный отвод отсепарированной воды и не
позволяющий маслу частично выходить вместе
с отсепарированной водой.
При осветлении масла отделение механиче-
ских примесей происходит также в щелях меж-
ду коническими тарелками. Механические при-
меси с небольшим количеством воды отлага-
ются у стенок барабана и удаляются вручную,
а очищенное масло выходит в сборник через
горловину 3.
§ 7. Маслоохладители
Маслоохладители (рис. 479) применяют в
системах жидкой смазки для охлаждения
масла, нагревшегося при прохождении через
подшипники и другие узлы трения до рабочей
температуры, т. е. до температуры, при кото-
рой масло снова подается к местам потребле-
ния. Эту температуру рекомендуется поддер-
живать равной 35—40° С.
В качестве охлаждающей жидкости обычно
применяют пресную воду, а на некоторых за-
водах из-за недостатка пресной воды — мор-
скую воду.
Для повышения коэффициента теплопере-
дачи от масла к воде масло желательно про-
пускать по трубкам, а воду — в межтрубном
пространстве. Обычно в маслоохладителях
применяют латунные трубки, а не стальные,
так как стальные трубки трудно очищать и
они быстро ржавеют. Однако, если для ох-
лаждения масла применяют морскую или
жесткую пресную воду, в межтрубное прост-
ранство пропускают масло, а по трубкам —
воду для облегчения удаления отложений из
Рис. 479. Трубчатый маслоохладитель
воды. Благодаря наличию перегородки в водя-
ной камере, расположенной со стороны входа
воды, вода, движущаяся по трубкам, делает
внутри маслоохладителя два хода, проходя по
одной половине трубок сердечника в одном
направлении и по другой половине трубок —
в другом.
Так как в корпусе маслоохладителя уста-
но!влен ряд поперечных перегородок, то мас-
ло, движущееся в межтрубном пространстве,
делает несколько поворотов, что способствует
улучшению условий теплопередачи. Для увели-
чения поверхности теплоотдачи от масла к
стенке желательно применение труб с продоль-
ными ребрами на их наружной поверхности.
Для компенсации температурного влияния на
его длину сердечник имеет плавающую го-
ловку.
§ 8. Определение требуемой
производительности циркуляционной
смазочной системы
‘ Производительность циркуляционной сма-
зочной системы, т. е. количество подаваемого
ею масла в единицу времени, определяют ис-
ходя из условия, что масло в состоянии
отнять излишек тепла, выделяющегося в под-
шипниках, зубчатых зацеплениях и других уз-
лах трения.
О = V л/мин, (302)
с У △ 1ц с,
где 1\— количество тепла, выделяющегося в
«минуту в данном узле трения, ккал;
Т2 — количество тепла, передаваемого в
минуту данным узлом трения в ок-
ружающую атмосферу, ккал;
с —удельная теплоемкость масла, при-
нимаемая равной 0,46—0,5 (в зави-
симости от удельного веса масла);
ккал!кг • град;
у —удельный вес масла, который при-
ближенно принимается равным
0,9 кг/л;
— допускаемое расчетное повышение
температуры масла в °С в процессе
соприкосновения его с охлаждае-
мыми поверхностями, которое мо-
жет быть принято равным 10—12°;
при температурном перепаде, боль-
шем 15°, возникают затруднения
при расчете маслоохладителей, ко-
торые в этом случае должны отво-
дить большое количество тепла при
сравнительно малом расходе мас-
ла;
$ — коэффициент, учитывающий не-
полное использование подаваемого на
трущиеся поверхности масла и прини-
маемый равным 0,8.
Для многоступенчатых и комбинированных
редукторов расход масла определяют отдель-
но для каждой ступени, а затем суммируют
для всего редуктора с учетом расхода масла
для подшипников скольжения.
Количество выделяемого тепла в зубчатых
и червячных передачах (шестеренных клетях
и редукторах) складывается из трех элемен-
тов: потерь на трение скольжения между
зубьями, потерь в подшипниках (скольжения
и качения) и потерь на разбрызгивание и
размешивание масла.
При известном к. п. д. передачи количество
выделяющегося в ней тепла определяется по
формуле
7*1= 10,54(1 —тд) ккал/мин, (303)
где — к. п. д. зубчатого или червячного за-
цепления передачи с учетом потерь в
подшипниках;
М— средняя передаваемая мощность, л. с.
К. п. д. пары цилиндрических зубчатых ко-
лес, учитывающий только потери на трение в
зацеплении, может быть определен по следую-
щей формуле 1203, 2041:
тс-е- 7 /1 1 \
7>=1-----77^------Г -----±----- ’ (304>
(2.... 5) соз у г'щ 2ц у
где *э — коэффициент перекрытия в тор-
цовом сечении (для прямозубых и
шевронных колес «а 1,3—1,4.
а для косозубых колес е ~ 1,5—
г 1.6);
\ I —коэффициент трения скольжения
между зубьями, который прини-
мается в пределах 0,05—0,15 в
зависимости от чистоты поверх-
ности зубьев, окружной скорости
колес и вязкости масла;
Р — угол наклона зубьев по начально-
му цилиндру;
гш и гк —числа зубьев шестерни и колеса
(знак минус — для внутреннего
зацепления).
Числовой коэффициент 2 относится к прямо-
зубым колесам, коэффициент 5 — к прирабо-
танным тихоходным прямозубым и шевронным
колесам; для быстроходных колес этот коэф-
фициент принимается от 2 до 3. При подсчете
к. п.д. пары колес по этой формуле потери на
трение обычно не превышают 1 % от передава-
емой мощности.
К. п. д. червячного зацепления определяет-
ся по известной формуле
тп =-------------
18(Х + Рх)
(305)
где X —угол подъема винтовой линии по дели-
тельному цилиндру червяка;
Р1 — фиктивный угол трения.
Обычно принимают
Р!«Р= агс1§/,
где /—коэффициент трения в червячном за-
цеплении;
р — угол трения.
Потери мощности в подшипниках качения и
скольжения определяются по формуле
где Р —нагрузка на подшипники, кг;
/— коэффициент трения (для подшипни-
ков качения, приведенный к валу);
V — окружная скорость цапфы, м!мин.
Для подшипников скольжения, работающих
в условиях полужидкостного трения, / =
«=0,08—0,1; для шарикоподшипников / =
— 0,0010—0,0040; для роликоподшипников / =
= 0,0025—0,010 и для игольчатых подшипни-
ков / = 0,005—0,020.
Потери на размешивание и разбрызгивание
масла зависят от типа зубчатых передач, мето-
да сма&ки зубьев, вязкости масла, конструкции
корпуса передачи и окружной скорости.
Потеря мощности на разбрыгивание и раз-
мешивание масла для одного зубчатого коле-
са, которое погружается в масляную ванну на
высоту зуба, приближенно может быть опре-
делена по следующей формуле [204]:
М— 0,001 аокр в
(307)
где М — мощность, передаваемая зубчатой па-
рой, л. с.;
^окр —окружная скорость зубчатых колес,
м/сек;
В — ширина окунающегося зубчатого ко-
леса, см;
°ВУ— условная вязкость масла, применяе-
мого для смазки, в градусах при ра-
бочей температуре;
?с — сумма чисел зубьев шестерни и ко-
леса.
При струйной смазке можно принимать [204]:
(308)
где V — окружная скорость зубчатой передачи,
м/сек;
Ь — ширина колес, см.
Общий к.п. д. для одноступенчатых редукто-
ров с цилиндрическими колесами и шестерен-
ных клетей с учетом потерь в подшипниках и
потерь на разбрызгивание и размешивание ма-
сла при расчете смазки может быть принят
равным 0,99—0,985. Для одноступенчатой ко-
нической передачи его можно принимать рав-
ным 0,98.
К. п.д., учитывающий потери мощности на
размешивание и разбрызгивание масла для
червячных передач при погружении окунающе-
гося тела в масло не больше, чем на высоту
зубьев или витков, может быть ориентировоч-
но определен по следующей формуле 12041:
АГ —0,001 иОКт)вУ°ВУ
Ъ = -----------Е------, (309)
где /У— передаваемая червячной передачей
мощность, л. с.;
Щ—окружная скорость погруженного в
масло тела (червяка или червячного
колеса), м/сек;
°ВУ— условная вязкость масла в градусах
при рабочей температуре;
В—ширина погруженного в масло тела
(для червяка—длина), см;
При струйной смазке потери на размешива-
ние и разбрызгивание масла будут в 2—3 раза
меньшими по сравнению с вычисленными по
этой формуле.
Количество тепла, которое может быть пере-
дано редуктором в окружающую атмосферу,
определяется по формуле:
Т2 = К (^м — /в) 5 ккал/час, (310)-
где К — общий коэффициент теплопередачи
от масла находящегося на внутрен-
ней поверхности корпуса, и крышки
редуктора, через стенки в окружаю-
щую атмосферу, который можно при-
нимать в пределах 7,5—15 ккал1м2-
-час-град (большие значения при
хорошей вентиляции, отсутствии ре-
бер внутри корпуса, препятствующих
циркуляции масла, малой вязкости
масла и т. д.);
— рабочая температура масла в кор-
пусе редуктора в ° С, которая не дол-
жна превышать 55—60°;
I —температура окружающего воздуха,
/в> 20°;
5 — поверхность охлаждения корпуса в
м2, которая внутри омывается или
обрызгивается маслом, а снаружи
обдувается свободно циркулирую-
щим воздухом.
При струйной и картерной смазке зубчатых
зацеплений для уменьшения возможности зае-
дания рекомендуется применять минеральное
масло с наибольшей вязкостью, при которой
потери на размешивание и разбрызгивание не
будут еще слишком большими. В зависимости
от предела прочности материала колеса (боль-
шего из пары) и окружной скорости колес не-
обходимую группу смазки выбирают по табл.
60 [205}.
Таблица 60
Окружная скорость, м/сек
Материал и предел прочно- А ю сч ю сч
сти на разрыв колеса (боль- О <Л СЧ о * из 1 ф
шего из пары) «а® 1 сч 1 ю 5
н С О Ю 1 Ю । * 3
2 « кг 1 । । сч «
— сч ю
Пластмасса, чугун или
бронза 6 5 4 3 2 1
Сталь, 47—63 кг 1мм* 7 6 5 4 3 2 1
> 63—79 » 7 6 5 4 3 2 1
> 79—102 » 7 6 5 4 3 2 1
» 102—126 » 7 7 6 5 4 3 2
» 126—157 » 8 7 7 6 5 4 3
Цементированная или
закаленная с поверхности
сталь 8 7 7 6 5 4 3
Соответствующая ей условная вязкость мас-
ла при 50° С определяется:
Группа смазки .... 1 2
Условная вязкость ма-
сла в °ВУ;
°ВУ50..............4,5 6
°^100.............
3 4 5 6 7 8
8 11 16 24 36
— — »3 ^4,5 ^6
При этом приходится также учитывать сор-
та (масел, применяемых для смазки соответст-
вующих передач на металлугических заводах.
Ориентировочно группу смазки для червяч-
ных передач выбирают по табл. 61 [205].
механизмов, приступают к решению вопроса о
том, сколько систем смазки следует запроекти-
ровать для обслуживания того или иного круп-
ного объекта (например, прокатного стана) и
какие механизмы должны обслуживаться от
той или иной системы. При этом нужно прини-
мать во внимание территориальное расположе-
ние механизмов, желательный способ подачи
масла (циркуляционная, струйная или проточ-
ная смазка), конструкцию обслуживаемых
смазкой механизмов и узлов трения и режим
их работы (подшипники жидкостного трения
прокатных станов, подшипники электрических
машин, редукторы главного привода, рольган-
ги и т. д.), тип применяемых маслонасосов (ро-
тационно-поршневые или шестеренные) и их
количество, производительностью насосов, сорт
масла, возможность проникновения воды в си-
стему во время работы, максимально допусти-
мое заглубление станций, одновременность ра-
боты отдельных механизмов в технологическом
процессе и т. д. Обычно для рольгангов, пре-
цизионных подшипников жидкостного трения
прокатных станов и подшипников электриче-
ских машин проектируют отдельные системы
смазки, так как для них требуются различные
сорта масел, и, кроме того, в системы смазки
рольгангов и подшипников жидкостного тре-
ния в большинстве случаев неизбежно попада-
ет вода, применяемая для целей охлаждения.
Редукторы главного привода, шестеренные кле-
ти и механизма для установки валков рабочих
клетей могут смазываться от общей системы,
причем масло для этой системы выбирается по
наибольшей вязкости, установленной для об-
служиваемых механизмов. Системы, в которые
неизбежно попадание воды, проектируют с дву-
мя резервуарами.
Таблица 61
Скорость скольжения, м}сек Условия работы . . . Номер группы смазки Способ смазки . . . 0—1 Тяжелые 8 0-2,5 Тяжелые 7 Окунание 0—5 Средние 6 м 5-10 5 Струйная или оку- нанием 10—15 4 Струйная 0,7 ат 15—25 3 Под да 2 ат 1 Свыше 25 2 [влением । 3 ат
При тяжелой или ударной нагрузке для
зубчатых и червячных передач применяют мас-
ло с вязкостью на один или два номера выше.
§ 9. Основы расчета и проектирования
циркуляционных смазочных систем
Определив тепловыделение в передачах, рас-
ход и вязкость масла для всех обслуживаемых
Большинство ответственных систем проекти-
руется с двумя насосами — рабочим и резерв-
ным. Системы смазки рольгангов часто не нуж-
даются в маслоохладителях. Для систем про-
точной смазки рольгангов с зубчатыми переда-
чами и подшипников электрических машин с
комбинированной проточно-кольцевой смаз-
кой и сравнительно небольшими расходами
масла с успехом применяют шестеренные на-
сосы. Насосы обычно, выбирают, исходя из
суммарного расхода масла в системе с неко-
торым запасом, учитывая уменьшение их про-
изводительности по мере износа. Резервуары
для масла обычно снабжают паровым или во-
дяным подогревом, а электроподогрев приме-
няют для резервуаров малой емкости и там,
где нельзя применить водяной пар или горя-
чую воду. Емкость резервуаров принимается
равной 20—25-кратной минутной производи-
тельности насоса, а в системах для подшипни-
ков жидкостного трения прокатных станов, в
которые попадает вода или эмульсия, — 50—
60-кратной минутной производительности на-
соса.
Сечение маслопроводов определяют в зави-
симости от скорости и расхода масла по фор-
муле
<311)
ОУ
где Р — площадь прохода трубы, см2-,
V — скорость, м/сек;
С? — расход масла, л!мин.
В связи с тем, что в циркуляционных систе-
мах смазки прокатных станов в большинстве
случаев применяют масла высокой вязкости,
скорость масла в нагнетательных трубах обыч-
но принимают не более 0,5—0,6 м/сек, а в слив-
ных трубах — 0,2 м!сек. Для масел с вязкостью
при рабочей температуре менее 7—10 °ВУ эти
скорости принимаются соответственно 0,8—1,0
и 0,3 м/сек.
Площадь фильтрации пластинчатого фильт-
ра (5) определяют по следующей формуле:
5 = т:Рср5-П см2, (312)
где Дер—средний диаметр обода пластины
или диска, см;
з —толщина прокладки, определяю-
щая степень фильтрации, см;
п — число прокладок.
Количество масла, проходящего через
фильтр, фильтрующая поверхность и скорость
фильтрации связаны между собой соотноше-
нием
ф = 6 - ст 5 л/мин. (313)
В сетчатых фильтрах масло фильтруется,
проходя через отверстия сетки. Широкое при-
менение получили латунные проволочные сет-
ки нормальной точности с квадратными ячей-
ками (ГОСТ 6613—53). Площадь фильтрации
фильтровой проволочной сетки 5ПС> равная
сумме площадей в свету отдельных ее ячеек,
связывается с общей площадью сетки 50 за-
висимостью, выражаемой следующей форму-
лой:
5ПС = (0,33 н- 0,7) 50. (314)
Точнее отношение —— = К (плотность сет-
30
ки) для сеток с квадратными ячейками может
быть определено по следующей формуле:
(' + Ф2 ’
где I—номинальный размер стороны ячейки
в свету;
(1—номинальный диаметр проволоки сет-
ки.
Для расчета полной поверхности сетки
фильтров можно пользоваться следующим
уравнением:
Г=-^- см2, (315)
аЛ р
где о— количество масла, проходящего че-
рез фильтр, л/мин;
&р — перепад давления (разность между
давлением масла на входе и давле-
нием масла на выходе), кГ/см2;
р.— абсолютная вязкость масла при ра-
бочей температуре в пуазах;
а — удельная пропускная способность
фильтра; для пластинчатых фильт-
ров а = 0,08, для густых металличе-
ческих сеток а = 0,05.
Р азмеры м аслоохл адител я определяются
его тепловым расчетом.
Обозначим:
С — производительность в л!мин;
—температура масла на входе в маслоох
ладитель в °С;
^2 —температура масла на выходе из маслоох-
ладителя в ° С;
—температура воды на входе в маслоох
ладитель в °С;
Ц —температура воды на выходе из маслоох
л а дител я в °С;
св —теплоемкость воды в ккал/кг- град.
С учетом теплоотвода в окружающую атмо
сферу через все элементы системы разност
1\—/2 может быть принята равной 5—6° С.
Количество тепла, которое необходимо отве
сти от масла в маслоохладителе, определяет
ся следующей формулой:
Т = с^^1 — /2)ф ккал/мин, (31€
где с—теплоемкость масла, равная '
~ 0,5 ккал/кг • град-,
7 — удельный вес масла, равны
0,9 кг/дм2.
Ориентировочная поверхность охлаждения
определяется по следующей формуле:
где К — общий коэффициент теплопередачи,
принимаемый равным 100—120 ккал/м2-
час-град.
Потребный расход воды
Оз ~ ------— л!мин.
СЪ (^4 ^3
(318)
Температура масла на выходе из маслоох-
ладителя принимается равной 35—40° (мень-
шее значение для масел небольшой вязкости,
например турбинного масла).
Температура воды на входе обычно прини-
мается равной 20—30°С, а температура воды
на выходе — больше этой температуры на
3—5° С.
ГЛАВА III
ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ГУСТОЙ СМАЗКИ
§ 1. Двухлинейные ручные системы густой
смазки
Ручные централизованные системы применя-
ют в основном для отдельных машин и меха-
низмов, имеющих незначительное количество
точек смазки и нуждающихся в редкой подаче
смазки (не чаще, чем через 4 часа). В этих
условиях применение автоматических систем
густой смазки не является оправданным.
Ручная система густой смазки (рис. 480) со-
стоит из ручной станции 7, смазочных питате-
На рис. 481 показана ручная система на пра-
вильной машине.
Ручную станцию обычно устанавливают на
станине машины или около нее в удобном для
обслуживания месте в вертикальном положе-
нии.
Подачу смазки ручной станцией осуществля-
ют качанием от руки рукоятки; смазку подают
к смазываемым точкам по одному из магист-
ральных трубопроводов, а второй трубопровод
при этом соединен через реверсивный клапан
станции с ее резервуаром и не находится под
Рис. 480. Схема двухлинейной ручной централизованной системы густой
смазки
лей 2, сдвоенного магистрального трубопрово-
да 5 и трубопроводов, соединяющих смазоч-
ные питатели с точками смазки 4. На магист-
ральных трубопроводах около станции обыч-
но устанавливают линейные сетчатые фильтры.
давлением. В процессе нагнетания смазки сма-
зочные питатели срабатывают под действием
создаваемого насосом давления, т. е. через них
к точкам смазки по трубам выдавливаются до-
зированные порции смазки. Когда манометр,
установленный на станции, покажет давление
70 кГ]см2, нагнетание смазки прекращается
(так как при этом все питатели должны уже
наверняка сработать), и после переключения
золотника реверсивного клапана в другое по-
ложение производится повторное нагнетание
смазки по второй магистрали. При этом первая
Рис. 481. Двухлинейная ручная система для густой
смазки правйльной машины
магистраль разгружена от давления. Таким
образом, ко всем смазываемым точкам пода-
ется повторная порция смазки. По окончании
второго цикла подачи смазки реверсивный кла-
пан снова переключается, и, следовательно,
во время паузы обе магистрали не находятся
под давлением.
§ 2. Двухлинейные автоматические системы
густой смазки
Автоматическая система густой смазки со-
стоит из автоматической станции, сдвоенного
магистрального трубопровода, трубопроводов
на отдельных машинах, обслуживаемых дан-
ной системой смазки, трубопроводов, служа-
щих отводами от магистрали к отдельным ма-
шинам, контрольно-измерительных приборов и
электроаппаратуры.
Для автоматической централизованной
смазки прокатного оборудования применяют
системы густой смазки петлевого и конечного
типов.
Системы густой смазки петлевого типа при-
меняют:
а) для обслуживания отдельных машин,
нуждающихся в очень частой подаче смазки;
б) при невозможности применения для той
или иной группы оборудования системы смазки
конечного типа (управление системой конечно-
го типа получилось бы слишком сложным);
в) при необходимости пользоваться одной
системой для смазывания нескольких крупно-
габаритных машин, сосредоточенных в одном
месте и не расположенных в одну линию друг
за другом.
Системы густой смазки конечного типа при-
меняют тогда, когда машины, обслуживаемые
этими системами, вытянуты в линию или рас-
положены на большой площади. Следует от-
метить, что автоматические системы густой
смазки конечного типа, несмотря на некоторое
усложнение электрической схемы управления
ими по сравнению с системами петлевого типа,
во многих случаях являются более совершен-
ными. Их основные преимущества следующие:
а) значительно меньший объем смазки, рас-
ходуемой на сжатие в магистралях,, а также на
упругое расширение под действием внутренне-
го давления, создаваемого насосом;
б) уменьшается суммарный объем смазки,
нагнетаемой насосом, в течение одного рабоче-
го цикла;
в) уменьшается потеря давления в магист-
ральных трубопроводах вследствие уменьше-
ния расхода смазки, нагнетаемой по отдель-
ным ответвлениям магистрального трупопрово-
да;
г) уменьшается продолжительность работы
насоса станции.
На рис. 482 схематично показана автомати-
ческая система петлевого типа, состоящая из
следующих элементов: автоматической стан-
ции густой смазки 1, магистральных трубопро-
водов 2, трубопроводов на обслуживаемых ма-
шинах с?, обратных клапанов 4, четырехходо-
вых распределителей 5 с электромагнитным и
ручным управлением, сетчатых фильтров 6, пу-
скателя двигателя 7, сигнальной сирены 8,
промежуточных реле 9, командного прибора
10 типа КЭП, самопишущего манометра 11,
пневматического перекачного насоса 12 для
заполнения резервуара станции густой смаз-
кой.
Система работает следующим образом. Че-
рез определенные, заранее установленные ин-
тервалы времени командный прибор включает
электродвигатель автоматической станции, и
плунжерный насос начинает нагнетать смазку
из резервуара станции через реверсивный кла-
пан к смазочным питателям по одной из ма-
гистральных труб. Под давлением смазки в
трубопроводе начинают срабатывать смазоч-
ные питатели, которые при этом подают строго
определенные порции густой смазки к обслу-
живаемым точкам. После срабатывания всех
смазочных питателей давление в магистрали,
по которой в данный момент осуществляется
подача смазки, начинает быстро возрастать,
и по достижении в конце возвратной ветви
главной магистрали (у реверсивного клапана)
чение контактов конечного выключателя, уста-
новленного около реверсивного клапана. При
этом размыкается цепь магнитного пускателя
двигателя насоса, и двигатель останавливает-
ся. Через определенный промежуток времени
командный прибор вновь включает электродви-
гатель насоса станции, который вследствие
предварительного переключения реверсивного
Рис. 482. Схема двухлинейной автоматической петлевой системы густой смазки
заранее установленной величины, гарантирую-
щей срабатывание всех смазочных питателей,
преодолевается сопротивление пружины пере-
пускного клапана, смонтированного в корпусе
реверсивного клапана. После открытия пере-
пускного клапана смазка из обратного конца
главной магистрали проходит в реверсивный
клапан и осуществляет его переключение
После переключения реверсивного клапана
при следующем цикле смазка поступает к пи-
тателям уже по другому трубопроводу. Подача
смазки к смазочным питателям попеременно
по двум трубам обусловливается конструкцией
питателей. При нагнетании смазки по одной из
труб главной магистрали вторая труба соеди-
нена с резервуаром станции через реверсивный
клапан. Этим обеспечивается возможность сра-
батывания питателей при повторном включе-
нии насоса, так как при соединении находив-
шейся ранее под давлением трубы с резервуа-
ром станции давление в ней падает почти до
нуля. При переключении реверсивного клапа-
на шток его золотника осуществляет переклю-
клапана начинает нагнетать смазку уже по
другой трубе магистрали, и весь процесс пов-
торяется. В том случае, если насос будет рабо-
тать слишком долго, что происходит, напри-
мер, при утечке смазки через неплотности в со-
единениях трубопровода, больших утечках в
насосе или при попадании воздуха в магист-
ральные трубы, при помощи командного при-
бора подается предупредительный сигнал, т. е.
на щите управления станции начинает звенеть
звонок. В этом случае принимают срочные ме-
ры для исправления системы. Предупредитель-
ный сигнал подается также в случае затянув-
впейся паузы.
На рис. 483 схематично показана автомати-
ческая централизованная система густой смаз-
ки конечного типа, которая состоит из автома-
тической станции густой смазки /, магистраль-
ных трубопроводов 2, контрольного клапана
давления 5, трубопроводов на обслуживаемых
машинах 4, сетчатых фильтров 5, четыреххо-
довых распределителей с ручным управлением
(могут быть с электромагнитным управлени-
ем) 6, кранов с электромагнитным управле-
нием 7, пускателя двигателя 8, сигнальной си-
рены 9, командного прибора 10 типа КЭП, са-
мопишущего манометра 11, промежуточных
реле 12, обратных клапанов 13, пневматическо-
го перекачного насоса 14 для заполнения ре-
зервуара станции густой смазкой.
Реверсивный клапан, установленный на
станции, переключает насос от одного трубо-
провода к другому после каждого рабочего
цикла, что происходит следующим образом.
При переключении золотников контрольного
клапана давления (после срабатывания всех
смазочных питателей) замыкается контакт ко-
Рис. 483. Схема двухлинейной автоматической системы густой смазки конечного типа
Система работает следующим образом. Че-
рез определенные интервалы времени команд-
ный прибор включает электродвигатель авто-
матической станции, и плунжерный насос на-
чинает нагнетание смазки из резервуара стан-
ции к автоматическим смазочным питателям
по одной из двух магистральных труб. Под
давлением густой смазки в трубопроводе начи-
нают срабатывать смазочные питатели, кото-
рые при этом выдавливают строго определен-
ные порции густой смазки к обслуживаемым
точкам смазки. Срабатывание всех смазочных
питателей гарантируется контрольным клапа-
ном давления, установленным в конце наибо-
лее длинного ответвления главной магистрали.
Выключение электродвигателя насоса стан-
ции и переключение реверсивного клапана осу-
ществляется контрольным клапаном давления
только по достижении заранее установленного
давления смазки в конце трубопровода, гаран-
тирующего срабатывание всех смазочных пи-
тателей системы, т. е. подачу смазки ко всем
смазываемым точкам.
нечного выключателя 15, входящего в состав
контрольного клапана. При этом происходит
автоматическое переключение тока в электро-
магнитах реверсивного клапана, что вызыва-
ет переключение золотника реверсивного кла-
пана во второе крайнее положение. Благодаря
этому в следующий раз смазка подается уже
по второй трубе.
При нагнетании смазки по одной из труб
главной магистрали вторая труба соединена с
резервуаром станции через реверсивный кла-
пан. Этим обеспечивается возможность сраба-
тывания питателей при повторном включении
насоса, так как при соединении находившейся
ранее под давлением трубы с резервуаром
станции давление в ней падает почти до нуля.
При переключении контакта конечного вы-
ключателя контрольного клапана давления од-
новременно с переключением реверсивного
клапана с электромагнитным управлением про-
исходит размыкание цепи магнитного пуска-
теля двигателя насоса и его остановка.
По истечении заранее установленного про-
межутка времени командный прибор вновь
включает электродвигатель насоса станции, ко-
торый вследствие предварительного переклю-
чения реверсивного клапана нагнетает смазку
уже по другой трубе магистрали, и весь про-
цесс начинается сначала.
§ 3. Оборудование систем густой смазки
Смазочные питатели с автоматическим пере-
ключением применяют в централизованных ав-
томатических и ручных системах густой смаз-
ки для периодической подачи к поверхностям
трения дозированных порций смазки. В корпу-
се питателя два отверстия служат для присое-
динения его к магистральным трубопроводам
системы и одно или несколько отверстий (два,
три, четыре)—для присоединения к точка^м
смазки. Питатели устанавливают на сдвоенном
трубопроводе на смазываемых машинах.
На рис. 484 показано устройство смазочного
питателя. Питатель состоит из корпуса /, пор-
Рис. 484. Схема устройства и работы
смазочного питателя
шней 4, распределительных золотников 3, што-
ков 5, индикаторов 5 и винтов 6.
В положении I нагнетание смазки осуществ-
ляется по магистрали Л. Под действием* гид-
равлического давления распределительный зо-
лотник 3 переместится в крайнее верхнее по-
ложение до упора, и смазка из магистрали А
по косому отверстию 2 поступит в пространст-
во под поршнем 4. Под действием давления
смазки поршень 4 также переместится в край-
нее верхнее положение. При этом объем смаз-
ки, находящийся в пространстве над поршнем,
по косому отверстию 7 будет выдавлен в сред-
нюю часть отверстия в корпусе, в котором пе-
ремещается золотник 3, и из последнего по от-
верстию, показанному на схеме пунктиром, и
отводящей трубе смазка проникает к точке
смазки. При перемещении золотника 3 в край-
нее верхнее положение смазка, находящаяся в
пространстве над золотником, выдавливается
в магистраль 5, не находящуюся в данный мо-
мент под давлением и соединенную с резерву-
аром станции. На этом заканчивается рабочий
цикл.
Следующую очередную порцию смазки пи-
татель подаст лишь в том случае, если давле-
ние будет создано в магистрали Б. При этом
под давлением смазки золотник 3 и поршень 4
переместятся в крайнее нижнее положение, и
смазка, находящаяся в пространстве под пор-
шнем, будет выдавлена к смазываемой точке
(положение II). При помощи винтов 6 можно
изменять ход поршня 4, а следовательно, регу-
лировать в определенных пределах объем по-
даваемой смазки.
Резервуар автоматической станции запол-
няется густой смазкой через заправочный кла-
пан с фильтром при помощи перекачного насо-
са с пневматическим приводом или шестерен-
ного перекачного насоса. При работе станции
смазка плунжерным насосом засасывается из
резервуара и подается в один из магистраль-
ных трубопроводов.
На рис. 485, в показан плунжерный насос
станции, служащий для нагнетания смазки из
резервуара в магистральные трубопроводы.
Насос состоит из следующих основных дета-
лей: корпуса /, цилиндра 2, рабочего плунже-
ра 3, распределительного плунжера 4, шату-
нов 5, эксцентриков 3, приводного вала 7 и
ползунов 8. При вращении эксцентрикового
вала насоса оба плунжера совершают возврат-
но-поступательное движение в отверстиях ци-
линдра. Благодаря относительному угловому
смещению эксцентриков на угол а рабочий
плунжер при своем движении несколько опе-
режает распределительный плунжер.
На рис. 485, а показана схема работы плун-
жерного насоса. В положении I рабочий плун-
жер 1 находится в правой мертвой точке, а
распределительный плунжер 2 движется впра-
во. При этом полость цилиндра рабочего плун-
жера заполнена густой смазкой и сообщается
через всасывающее отверстие 3 с резервуаром
станции, а канал 4, соединяющий полости ра-
бочего и распределительного плунжеров, пере-
крыт распределительным плунжером. В поло-
жении II рабочий плунжер, двигаясь по на-
правлению стрелки, заканчивает выдавлива-
ние части смазки обратно в резервуар, а рас-
К реверсивному
клапану
7П7'7//-7/////7///Л
Рис. 485. Плунжерный насос для станции густой смазки. Схема (а); график работы плунжерного насоса (б);
плунжерный насос (в)
пределительный плунжер, продолжая дви-
гаться вправо, открывает канал 4, вследствие
чего рабочий плунжер начнет нагнетание смаз-
ки через канал 4 в полость распределительно-
го плунжера и из последней — в трубопровод,
соединяющий насос с реверсивным клапаном.
В положении III рабочий плунжер, двигаясь
влево, выдавливает смазку в нагнетательный
трубопровод, а распределительный плунжер
находится в правой мертвой точке, остав-
ляя сообщающимися обе полости плунжеров.
В положении IV рабочий плунжер приходит
в крайнее левое положение, прекращая нагне-
тание смазки в канал 4, который к этому вре-
мени будет уже полностью перекрыт распреде-
лительным плунжером, движущимся влево.
При дальнейшем вращении эксцентрикового
вала распределительный плунжер, продолжая
двигаться влево, приходит в левую мертвую
точку (положение V). Рабочий плунжер, пере-
мещаясь вправо, создает в своей полости ва-
куум и, дойдя до всасывающего отверстия 5,
соединяет его с резервуаром. Ввиду наличия в
полости рабочего плунжера вакуума смазка из
резервуара засасывается в эту полость. В сле-
дующий момент распределительный плунжер,
пройдя через левую мертвую точку, начинает
двигаться вправо, а рабочий плунжер будет на-
ходиться в правой мертвой точке (положение
/). После этого начинается следующий цикл
работы насоса. На рис. 485, б показан график
работы насоса одной из таких станций. По оси
абсцисс отложены углы поворота эксцентрико-
вого вала <р в градусах, а по оси ординат —
путь плунжеров 5. Угол а = 126°.
Электромагнитный реверсивный клапан 1
(рис. 486) применяют в автоматических стан-
циях конечного типа для переключения подачи
густой смазки с одной магистральной трубы на
другую по окончании работы насоса. Клапан
состоит из корпуса, золотника и двух электро-
магнитов.
В положении I (рис. 486) золотник левым
электромагнитом перемещен в крайнее левое
положение. При этом смазка от насоса посту-
пает в полость золотника и дальше по кана-
лу— в магистраль Л, а магистраль Б через ка-
налы в корпусе реверсивного клапана соединя-
ется с резервуаром станции. После переключе-
ния тока в катушках электромагнитов правый
электромагнит передвинет золотник в крайнее
правое положение (положение II). При этом
положении золотника смазка, подаваемая на-
сосом,будет поступать уже в магистраль 5, а
магистраль А соединяется с резервуаром стан-
ции, т. е. будет разгружена от высокого давле-
ния.
Контрольный клапан давления (рис. 483
27 А. И. Целиков и В. В. Смирнов
и поз. 2 рис. 486) применяют в цен-
трализованных автоматических системах гу-
стой смазки конечного типа для контроля вели-
чины давления, создаваемого в конце наибо-
лее длинного ответвления магистрального тру-
бопровода после срабатывания всех смазоч-
Рис. 486. Схема работы электромагнитного реверсив-
ного клапана совместно с контрольным клапаном дав-
ления:
/ — электромагнитный реверсивный клапан; 2 — контрольный
клапан давления; 3 — отвод к смазочному питателю
ных питателей. Как правило, после контроль-
ного клапана давления ставят один смазочный
питатель для постепенного обновления смазки,
находящейся внутри клапана. Клапан (рис.
487) состоит из переключающего золотника 7,
распределительного золотника 2, двух перепу-
скных клапанов 3 и 4, корпуса 5 и конечного
выключателя 6, установленного на одной пли-
те с контрольным клапаном давления.
В положении I оба золотника находятся в
крайнем левом положении. При подаче смазки
по магистрали А магистраль Б соединена с ре-
зервуаром станции через реверсивный клапан,
т. е. разгружена от высокого давления (см. по-
ложение II). При этом под давлением смазки
прежде всего происходит перемещение золот-
ника 2 в крайнее правое положение (положе-
I ние II). При повышении давления в магистра-
I ли А до величины, при которой преодолевается
сопротивление пружины перепускного клапана
4, под давлением смазки открывается клапан
4 и перемещается золотник 1 в крайнее правое
положение (положение III). Смазка, находя-
щаяся в правой полости золотника /, выдавли-
вается в магистраль Б. В конце хода золотник
своим штоком переключает контакты конечно-
го выключателя 6, вследствие чего магистраль
А разгружается от давления. В положении IV
оба золотника контрольного клапана находят-
ся в крайнем правом положении. Когда под
Рис. 487. Схема работы контрольного клапана дав-
ления
давлением находится магйстраль Б, золотники
перемещаются в том же порядке, как описано
выше, но в обратном направлении. В конце об-
ратного хода переключающего золотника раз-
мыкаются контакты конечного выключателя.
Пружины перепускных клапанов контрольно-
го клапана регулируют на такое давление в
магистральном трубопроводе около клапана,
которое гарантирует срабатывание всех пита-
телей, прежде чем произойдет переключение
золотника 1 контрольного клапана. Пружины
перепускных клапанов контрольного клапана
регулируют по манометрам, установленным на
контрольном клапане.
К оборудованию, применяемому в системах
густой смазки, необходимо также отнести сле-
дующее: четырехходовые распределители, об-
ратный клапан, сдвоенный кран с электромаг-
нитным управлением, сетчатые фильтры, пере-
качные насосы, предохранительную пробку и
демпфер для манометра.
Четырехходовые распределители с ручным
или электромагнитным управлением применя-
ют в централизованных автоматических систе-
мах в тех случаях, когда отдельные узлы или
некоторые машины, находящиеся друг от дру-
га на большом расстоянии, необходимо смазы-
вать через более длительные промежутки вре-
мени по сравнению с другими машинами, об-
служиваемыми от автоматической системы
смазки.
Сетчатые фильтры (рис. 488) применяют в
централизованых системах для очистки густой
Е Рис. 488. Линейный сетчатый фильтр
смазки от механических примесей, находящих-
ся в ней (вследствие того, например, что она
не была предварительно профильтрована при
заполнении резервуара станции) или попавших
в нее с внутренних поверхностей трубопрово-
дов (окалина, опилки, абразивные твердые
включения и т. д.). Фильтр состоит из корпуса,
стакана с отверстиями, облицованного внутри
сеткой, и пробки. Фильтры устанавливают: на
трубопроводах перед контрольными клапана-
ми давления, перед кранами с электромагнит-
ным управлением, перед четырехходовыми рас-
пределителями, на ответвлениях от главной
магистрали к отдельным машинам, на которых
устанавливают большое количество смазочных
питателей, на обратных трубопроводах у ре-
версивных клапанов петлевых систем и в нача-
ле магистральных трубопроводов около ревер-
сивного клапана. Смазка поступает в фильтр и,
проходя через сетку и отверстия в стакане, очи-
щается от механических примесей. Механиче-
ские примеси задерживаются на' сетке внутри
стакана, и их периодически удаляют из филь-
тра, когда вынимают стакан, для чего нужно
вывинтить пробку из корпуса фильтра.
Для заполнения густой смазкой резервуаров
ручных станций применяют ручной перекачной
насос, а для заполнения резервуаров автомати-
ческих станций — перекачные пневматический
или шестеренный насосы.
На рис. 489, а показан в разрезе поршневой
перекачной насос для густой смазки с пневма-
тическим приводом, а на рис. 489, б — его зо-
лотниковое распределительное устройство.
вода насоса, и золотникового распределитель-
ного устройства, предназначенного для перио-
дического переключения подачи сжатого воз-
духа то в одну, то в другую полости цилиндра.
Рис. 489. Перекачной
а — общее устройство
пневматический насос:
насоса; б — золотник
Перекачной насос состоит из собственно на-
сосной части (устройство и работа которой не
требуют пояснений), пневматического цилинд-
ра двойного действия, используемого для при-
Насос монтируют на металлической крышке,
закрепляемой при помощи винтов на деревян-
ной бочке, в которой густая смазка достав-
ляется с завода-изготовителя.
ГЛАВА IV
ЦИРКУЛЯЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ СМАЗКИ И ОХЛАЖДЕНИЯ
РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ
§ 1. Назначение систем смазки и охлаждение
рабочих поверхностей валков
У современных станов для холодной прокат-
ки стали и цветных металлов смазывание кон-
тактных поверхностей прокатываемого метал-
ла и валков осуществляется путем подачи
смазки от специальных циркуляционных си-
стем. Одновременно с подачей смазки этими
или дополнительными системами также осу-
ществляется и охлаждение валков и полосы с
целью отвода тепла, выделяющегося в процес-
се пластической деформации прокатываемого
металла и поддержания необходимого профи-
ля валков, т. е. требуемой их бочкообразности.
Подача обильного количества охлаждающей
жидкости на валки дает возможность поддер-
живать их температуру в достаточно узком ин-
тервале даже при прокатке с очень высокими
скоростями, когда требуется особенно интен-
сивное искусственное охлаждение. В некото-
рых случаях, и в частности при холодной про-
катке алюминия и его сплавов, обильной по-
ливкой валков и прокатываемого металла так-
же достигается смыв с их поверхности мелких
частиц прокатываемого металла.
В качестве смазывающей и охлаждающей
жидкости применяют различные виды эмуль-
сий (иногда с небольшим добавлением специ-
альных смазочных материалов) и минеральные
масла различной вязкости (последние, напри-
мер, на станах для прокатки тончайшей лен-
ты). При холодной прокатке стали со скоростя-
ми до 15—20 м/сек обычно употребляют эмуль-
сию, представляющую собой 3—5%-ный рас-
твор эмульсола (коллоидального раствора мыл
и органических кислот в минеральном масле) в
воде. Эмульсия подается на верхние и нижние
рабочие и опорные валки, в зону деформа-
ции металла валками и на прокатываемую по-
лосу. После последнего прохода эмульсия на
валки и полосу не подается во избежание
излишнего уноса ее полосой. Эмульсию по-
дают через коллекторы с соплами. Подача
должна быть равномерной и регулируемой по
длине бочки. Последнего достигают благодаря
применению разрезных коллекторов, позволя-
ющих индивидуально регулировать подачу
эмульсии на середину и края бочки валка.
Общий вид сопла, применяемого для пода-
чи эмульсии, показан на рис. 490. Эмульсия по-
дается из сопла в виде веерообразной непре-
рывной струи.
При скоростях прокатки > 10 м/сек реко-
мендуемся, кроме эмульсии, еще подавать на
прокатываемую полосу в качестве дополни-
тельной технологической смазки минеральное
масло или олеиновую кислоту. При прокатке
жести на непрерывных станах в качестве тех-
нологической смазки применяют пальмовое
масло, а в качестве охлаждающей жидкости —
воду. Находит также применение смесь паль-
мового масла и воды, которая выполняет функ-
ции технологической смазки и охлаждающей
жидкости. Применение пальмового масла в
данном случае оправдывается тем, что оно луч-
ше, чем другие технологические смазки сни-
жает трение между полосой и валками. Кроме
того, оно способствует получению наилучшего
качества поверхности прокатываемой жести.
При холодной прокатке алюминия и его спла-
вов применяют эмульсию с содержанием 4—
5% эмульсола, к которой добавляют техноло-
гическую смазку, представляющую собой
смесь керосина с минеральным маслом с при-
садкой олеиновой кислоты (40% керосина и
60% индустриального масла «12»). Эта смазка
служит не только для уменьшения трения, но
и для смыва алюминиевой пыли (минеральное
масло смазывает, а керосин промывает). Смаз-
ку подают в распыленном состоянии из фор-
сунок, на рабочие валки с двух сторон и, кро-
ме того, на прокатываемую полосу с двух сто-
рон— сверху и снизу.
При последнем проходе подача как эмуль-
сии, так и технологической смазки со стороны
выхода полосы должна отключаться. Кроме
холодно-прокатных станов, циркуляционные
системы смазки и охлаждения рабочих поверх-
ностей прокатных валков находят также широ-
кое применение и у станов для горячей прокат-
ки алюминия, его сплавов и других цветных
металлов. В этом случае основная роль техно-
логической смазки заключается не в снижении
трения между прокатываемым металлом и вал-
ками, а главным образом в уменьшении прили-
пания металла к поверхности валков и в улуч-
шении качества самого проката.
При прокатке алюминия для этой цели при-
меняют эмульсию с содержанием 3% эмульсо-
ла (марки 59Ц), а при прокатке твердых алю-
миниевых сплавов — менее концентрирован-
ную эмульсию, с содержанием около 1,8%
эмульсола. Эмульсию подают на валки через
сопла (см. рис. 490), смонтированные на не-
разрезных коллекторах. Кроме того, для смы-
Рис. 490. Сопло для подачи
эмульсии
вания с валков алюминиевой пыли на валки
в распыленном виде подают еще олеиновую
кислоту.
Для удаления образующихся паров от эмуль-
сии и технологических смазок предусматрива-
ют местную отсасывающую вентиляцию.
§ 2. Устройство циркуляционных систем
технологической смазки и охлаждения
На рис. 491 представлена схема эмульсион-
ной циркуляционной системы стана для холод-
ной прокатки стали. Система имеет два резер-
вуара /, в одном из которых можно сменять
эмульсию. Нормально же оба резервуара явля-
ются рабочими. Один из центробежных насо-
сов 2 является рабочим, а второй — резерв-
ным. Третий центробежный насос 3 применяют
для смены отработанной эмульсии.
Работа эмульсионной системы ничем не от-
личается от работы циркуляционной системы
жидкой смазки. Включение резервного насоса
и предупредительного сигнала осуществляется
автоматически при определенном понижении
давления в системе в момент замыкания мини-
мального контакта одного из контактных мано-
метров 13. Максимальный контакт этого мано-
метра служит для автоматического выключе-
ния насоса. Перепад давления в фильтре 4
контролируется дифференциальным контакт-
ным манометром 14. В случае засорения фильт-
ра эмульсия идет через перепускной клапан 5,
минуя фильтр. Если в системе применяют сет-
чатый фильтр, который для очистки отключа-
ется, то предусматривают второй резервный
фильтр. Искусственное охлаждение эмульсии
осуществляется в трубчатом холодильнике 6.
После холодильника эмульсия подается на
стан, на котором установлены коллекторы с
соплами 16. С валков и полосы нагретая
эмульсия стекает в ванну, расположенную под
рабочей клетью, а из нее по сливному трубо-
проводу 17 попадает в резервуары, предвари-
тельно пройдя через сетчатые фильтры грубой
очистки 18. Из нагнетательной линии эмуль-
сия спускается в резервуары по трубопрово-
ду 8.
Во время работы стана эмульсию сменяют
следующим образом. Отработанную эмульсию
насосом 3 по трубопроводу 15 откачивают на
склад для регенерции, а для промывки резер-
вуара в него по трубопроводу 9 подводят горя-
чую воду. Продукты промывки откачива-
ются насосом 3 по трубопроводу 15 в кана-
лизацию, а для промывки резервуара в
него по трубопроводу 9 подводят горячую во-
ду. Продукты промывки откачиваются насосом
3 и направляются по трубопроводу 19 в кана-
лизацию. В промытый резервуар по трубопро-
воду 7 со склада перекачивается свежая кон-
центрированная эмульсия, которая разбав-
ляется теплой водой. Для того чтобы эмульсия
как следует смешалась, включают насос <?, и
эмульсия циркулирует из резервуара по тру-
бопроводу 20 снова в резервуар. Для измере-
ния температуры применяют термометры со-
противления 11, а для измерения перепада дав-
ления — дифференциальные манометры 21.
Температура эмульсии, подаваемой к потреби-
телям, обычно бывает 25—30°. Для предвари-
тельного разогрева валков перед началом про-
катки эмульсию в резервуарах подогревают
до рабочей температуры при помощи паровых
змеевиков, конденсат из которых отводится че-
рез конденсационные горшки 12.
Отличие эмульсионной системы, применяе-
мой на станах холодной прокатки алюминия и
его сплавов от описанной выше системы со-
стоит только в том, что в ней смесь эмульсии и
технологической смазки сливается со станд
в резервуар-отстойник (рис. 492), из которого
поднимающийся вверх керосин непрерывно
отделяется специальными поплавковыми уст-
ройствами и направляется на регенерацию, а
более тяжелая эмульсия сливается самотеком
в резервуар эмульсионной системы. В эмульси-
онных системах станов для холодной прокат-
ки стали фильтры грубой очистки обычно вде-
лывают в эмульсионные резервуары. В этих
фильтрах применяют сетку с квадратными
ячейками, у которой сторона ячейки в свету
около 2—3 мм. Для удаления из эмульсии маг-
нитных частиц, которых может быть очень мно-
го, на новейших станах стали применять бара-
банные магнитные сепараторы непрерывного
действия.
Для более тонкой очистки эмульсии на
нагнетательной линии применяют секционные
сетчатые фильтры или проволочные фильтры
с непрерывной гидравлической очисткой (рис.
493). Эмульсия, поступающая от насоса внутрь
проволочного фильтра, фильтруется, проходя
через зазоры между проволокой, плотно намо-
танной во впадины резьбы, нарезанной на на-
ружной поверхности дырчатого стационарного
патрона. Величина зазора между проволока-
ми, определяющая степень фильтрации, состав-
ляет 0,15—0,2 мм. Внутри патрона медленно
вращается приводимое в движение электродви-
гателем через червячный редуктор, ропло с
вертикальной узкой щелью. В направлении,
противоположном направлению движения
фильтруемой эмульсии внутрь патрона, из
сопла подается непрерывная вертикальная
струя эмульсии, которая осуществляет гид-
равлическую очистку патрона от абразивных
посторонних включений обратным потоком.
Внутрь сопла специальным насосом непрерыв-
но подается в небольшом количестве очищен-
ная эмульсия под давлением, немного боль-
шим давления в фильтре.
Трубчатые холодильники, применяемые в
эмульсионных системах для непрерывного ох-
лаждения эмульсии, по конструкции совер-
шенно аналогичны масляным холодильни-
кам.
При холодной прокатке алюминия и его
сплавов эмульсия постоянно загрязняется
алюминиевой пылью, представляющей' собой
продукты истирания, которая, если ее не уда-
лять, вызывает нежелательное загрязнение по-
верхности полосы (грязные пятна или «разво-
ды») и способствует быстрому старению или
разложению эмульсии (ее приходится заме-
нять новой через несколько дней). Для очист-
ки эмульсии от алюминевой пыли применяют
непрерывно работающие масляные сепарато-
ры, через которые пропускается не менее 10%
циркулирующей в системе эмульсии. Примене-
ние сепарации позволило значительно увели-
чить срок службы эмульсии в системе.
§ 3. Расчет циркуляционной системы
охлаждения валков
Расчет системы охлаждения главным обра-
зом состоит в определении расхода эмульсии
или воды (при прокатке жести), который на
современных высокоскоростных станах холод-
ной прокатки стальных полос и жести весьма
большой (до 15 м?1мин). Предварительно рас-
ход охлаждающей жидкости принимают по
практическим данным и затем проверяют рас-
четом по тепловому балансу.
На основании практических данных расход
эмульсии на современных станах холодной
прокатки стали можно определять по следую-
щей формуле:
• Ь • Ь л!мин,
где V — максимальная скорость прокатки в
последней клети, м!сек\
Ь — максимальная ширина прокатываемой
полосы, см\
х— число рабочих клетей.
Количество тепла, выделяющееся при пла-
стической деформации металла в холодном
состоянии, в основном соответствует затрачен-
ной работе на деформацию, и лишь незначи-
тельная ее часть (не более 10%) идет на соз-
дание остаточных напряжений в деформиро-
ванном металле.
Расходные статьи теплового баланса следу-
ющие:
1) потеря тепла в окружающую атмосферу
от поверхности опорных и рабочих валков;
2) потеря тепла от полосы в окружающую
атмосферу;
3) тепло, уносимое вместе с прокатанной
полосой;
4) тепло, уносимое с охлаждающей жид-
костью.
На основании исследований, проведенных
Институтом черной металлургии АН УССР на
реверсивном стане для холодной прокатки
стали, тепло, эквивалентное чистой работе де-
формации, расходуется примерно следующим
образом:
1) потери тепла рабочими валками в окружа-
ющую атмосферу.....................1—3%
2) потери тепла опорными валками в окружа-
ющую атмосферу......................2—5%
3) потери тепла прокатываемой полосой в окру-
жающую атмосферу ... ........ 5%
4) потери тепла, уносимого прокатанной поло-
сой ................ ... 18-26%
5) потери тепла, отводимого эмульсией .... 65—74%
Расход охлаждающей жидкости (эмульсии,
воды) определяется по следующей формуле:
= —------= л/мину (319)
суд/ Ы
где Т — тепло, отводимое охлаждающей
жидкостью, ккал/мин*,
с — теплоемкость охлаждающей жид-
кости, ккал!кГ • град\ для воды и
эмульсии с = 1;
у — объемный вес охлаждающей жид-
кости, кг/л\ для воды и эмульсии
у = 1;
Д/ — температура, на которую нагре-
вается эмульсия, °С; Д^=12—
15° С.
Давление в нагнетательной магистрали ус-
танавливают тем больше, чем больше расход
охлаждающей жидкости. Это объясняется тем,
что от давления жидкости зависит ее расход
через сопла, а следовательно, и количество
сопел, устанавливаемых на рабочей клети,
число которых не может быть очень большим.
На станах холодной прокатки стали и алюми-
ния давление охлаждающей жидкости в нача-
ле нагнетательного трубопровода (у насоса)
обычно лежит в пределах 3—6 кГ/см2, а для
станов для прокатки жести с высокими скоро-
стями (25—35 м/сек) оно может быть 10—
12 кГ/см2.
Расход охлаждающей жидкости для одного-
сопла
*3/сек, (320},
где ./ — площадь отверстия сопла, м2;
и — коэффициент расхода; для сопла»,
показанного на рис. 490, Н~0,6;
р — давление охлаждающей жидкости
на входе в сопло, кГ/м2\
у — объемный вес охлаждающей жидко-
сти, кГ/м\
Суммарная емкость резервуаров системы
охлаждения принимается равной 20—25-крат-
ному расходу охлаждающей жидкости.
Условную вязкость эмульсии можно счи-
тать равной 1,2 °ВУ.
При расчете площади фильтрации сетчатого
фильтра, работающего на эмульсии, скорость
фильтрации в зависимости от степени загряз-
нения эмульсии принимается равной 0,003—
0,02 м!сек, а для фильтров с проволочной спи-
ралью, менее склонных к загрязнению вслед-
ствие значительно большей длины щели пря-
моугольной формы и непрерывной очистки,
скорость фильтрации можно допускать
0,08—0,1 м!сек.
Часть первая
1. Г. Н. Краузе. Новый мощный советский блу-
минг 1150. «Сталь» № И, 1955.
2. Жестекатальный дрессировочный стам. 1гоп апб
8Гее1 Еп^пеег № 7, 1953 (реф.) Бюллетень ЦИИ МЧМ
№ 11, 1954.
3. А. И. Целиков, А. А. Кор о л ев, А. Д. Кузь-
м и н, А. М. К о г о с и П. И. Соловьев. Двенадца-
тивалковый стан для прокатки тонкой ленты. «Сталь»
№ 6, 1956.
4. Н. В 1 з с о Г Г. Баз БепсЫтк-КаКЬапб-ХУакчуегкз,
8ГаП1 ипб Е1зеп № 12, 1955.
5. А. И. Целиков, А. А. Королев, А. В.
Третьяков. Новый комбинированный многовалко-
вый стан для прокатки тонкой ленты. Прокатные станы.
Труды ЦНИИТМАШ, Машгиз 1956.
6. У-пн11. «В1азГ Ригпасе апб 8Гее1 Р1апГ» № 3,
1953.
7. Р1апеГагу НоГ-КоШп^ МН1 Гог 5Гее1 5Гпр. Еп^р-
иееппег осГ. 30, 1953.
8. А И. Целиков. Прогрессивные процессы обра-
ботки давлением на заводах массового машинострое-
ния. Передовая технология машиностроения. Изд. Ака-
демии Наук СССР. М. 1955.
9. С. П. Гр айовский, В. И. Ефимов, А. А.
Громов. Прокатка шаров. «Сталь» № 4, 1956.
10. А. И. Целиков и В. П. Анисифоров. Но-
вая технология прокатки периодических профилей и
экономия металла. «За экономию материалов» № 5,
1952.
11. В. П. Анисифоро-в и И. И. Казанская.
Прокатка круглых периодических профилей на трех-
валковых станах. М. Институт технико-экономической
информации А. Н. СССР, 1955.
12. М. Ю. Шифрин и М. Я. Соломовмч. Про-
изводство цельнокатаных колес и бандажей. Метал-
лургиздат М. 1954.
13. В. В. Смирнов. Исследование усилий при про-
катке колец подшипников качения. Прокатные станы
и технология прокатки. Юбилейный сборник МВТУ
им. Баумана, Машгиз М. 1955.
14. А. Д. Кузьмин и М. В. Васильчиков.
•Опыты промышленного производства цилиндрических
зубчатых колес методом горячей прокатки. «Вестник
машиностроения», № 9, 1955.
15. М. Л. Зарощинский. Прокатка стали. Ме-
таллургиздат, М. 1948.
16. Б. П. Бахтинев и М. М. Штернов. Калиб-
ровка прокатных валков. Металлургиздат. М. 1953.
17. Э. Р. Шор и В. Ф. Калугин. Сверхобжатия
в комбинированном процессе прокатки-волочения.
«Сталь» № 4, 1949.
18. А. И. Целиков, Е. С. Рокот ян и др. Станы
для прокатки равнопрочных профилей переменного се-
чения. Машгиз, 1951.
19. А. А. Александров. Блуминги и слябинги.
Металлургиздат, М. 1949.
20. А. А. Королев, А. М. К о го с, А. П. Т ок ар-
еки й, В. В. Нос аль, А. Е. Гуревич, А. И.
Шварцман, В. Ф. Карпов, П. Т. Шульман,
Н. К. Адамович, Ф. М. Н е т и р б а к. Блуминг
1000, Машгиз, М. 1955.
21. И. А. Ревин. Новый типовой блуминг 1000.
«Вестник машиностроения» № 9, 1951.
22. I. Н. М а у е г МесИашса! Безт^п апб ОрегаНоп
оГ а Мобегп 46 1п Н1^Ь ШГГ 81аЬЫп^-В1оогп1п^ МП1.
«1гоп апб 8Гее1 Еп^теег», № 10, 1953.
23. Е. XV 1 е (1 е т а п п. Ет пеиез В1оск-ипб Но1Ьгеи&-
ХУакчуегк Гиг РиаИГаГз ипб ЕбекГаЫе. «8ГаЫ ипб
Е1зеп» № 2, 1955. ’
24. С. Ьо пде пескег. БекоИ 8Гее1 СогрогаБоп
Сотр1еГез Пае Ехрапзюп оГ Из РогГзтоиГк Бмзюп.
«В1азГ Ригпасе апб 81ее1 Р1апЬ>. № 2, 1955.
25. В. X. Чайка, В. Ф. Соболь и др. Первый
советский слябинг и его вспомогательное оборудование.
ОНТИ. Харьков, 1938.
26. Р. С. V е Г Г е г. МесЬашса! РеаГигез оГ СгеаГ
Бакез 45X90 1п Ишуегзо! 81аЬЫп& МП1. «коп апб
8Гее1 Еп&шеег» № 2, 1955.
27. I. С. Ев з. СгеаГ Ьакез 8Гее1 СогрогаНоп. «коп
апб 8Гее1 Еп^шеег» № 4, 1955.
28. М. Л. Зарощинский, А. А. Королев,
Д. С. Туркин и М. М. Храпов. Прокатные станы.
Машгиз, М. 1950.
29. Н. МаГГЬаеь Иеиегип^еп 1п Вак уоп копН-
питегИсЬеп НаИэгеи&зГгаззеп. «8ГаЫ ипб Е1зеп» № 14,
1955.
30. А. Р. Е 1 8 е 1. Кечу В1оошш^, Ваг апб ВШеГ МП1з
оГ Богат АУогкз. «коп апб $Гее1 Еп&теег» № 8, 1950
(Реферат, Сталь № 4, 1952)
31. коп апб 8Гее1 Еп&теег № 6, 1954.
32. Прокатное дело, т. II, ОНТИ, Л.— М. 1937 (пере-
вод ХУакчуегкзчуезеп. ХчуеИег Вапб. 1934 Уег1а^ 8ГаЫ-
е1зеп—Бйззе1богГ.
33. 11п1Уег8а1 Ыагпз Нету тП1 Го Ье егесГеб Ьу Богтап
Ьоп^. «коп апб 8Гее1» № 1, 1946.
34. И. А. Реви н. Первый советский рельсобалочный
стан 800. «Вестник машиностроения» № 2, 1953.
35. М. П. Коло гр и вов. Новый крупносортный
стан 650. «Сталь» № 6, 1956.
36. Л. С. Е з з. Ра1г1ез8. ХУогкз. «коп апб 8Гее1
Еп^шеег» № 6, 1954.
37. Б. П. Б ахти нов и М. М. Штернов. Пути
дальнейшего развития обжимных и проволочных ста-
нов. Проблемы металлургии. Изд. Академии наук
СССР, 1953.
38. V. XV. Ло п 80 п. Со1огабо Рие1 апб 1гоп’з
3—8Ггапб Н1&Ь 8рееб Коб. МИ1. «1гоп апб 8Гее1 Еп§1-
пеег» № 10, 1955.
39. М. А. Напзеп. ТЬе 11-ш гоб шП1 а! Лопез апб
ЬаиГЬНп’з АИциГрра р!апГ. «1гоп апб 8Гее1 Еп^теег»
№ 8, 1955.
40. XV. А. XVIIIГе. 8оше оЬзегуайопз оп Р1аГез МП1з.
«1гоп апб 8Гее1 Еп^пеег» № 1, 1944.
41. М. М. Сафьян. Непрерывные листовые станы.
Металлургиздат. М. 1956.
42. I. С. Е з 8. А1ипипит а! ТгепГхуооб: «1гоп апб
8Гее1 Еп&теег» № 1, 1944.
43. Н о чу а И г. КоПт^ апб Мебшт Р1аГе. «В1азГ
Ригпасе апб 8Гее1 Р1апГ» № 3, апб 4, 1943 (см. также
«8ГаЫ ипб Етзеп», янв. 13 1941).
44. Е. С. Р о к о т я н, В. С. Ш в а ю н и А. Н. И р о ш-
ников. Непрерывные листовые станы. М.— Л., ОНТИ,
1941.
45. I. С. Е з з. АПе^Ьеп^ Еиб1ит. «1гоп апб 8Гее1
Еп&теег» № 12, 1953.
46. В а с! 1 а т. Зарапез 81ее1 81а^ез СотеЪаск. «1гоп
зпс! 81ее1 Еп&теег» № 8, 1954.
47. Н. Ф. Ермолаев. Механическое оборудование
трубных цехов. М. Металлургиздат, 1949.
48. Ф. А. Данилов, А. 3. Глей б ер г, В. Г. Ба-
лакин. Производство стальных труб горячей прокат-
кой. М. Металлургиздат, 1954.
49. В. Р о с I а. ИеигеИПсЬе Негз1е11ип^ паИНозег
51аЫго11ге, «Ме1а11иг^1е» К° 8, 1955.
50. Я. С. Е 5 5. <1опез апб Иаи^ИНп АИдщрра ХУогкз.
«1гоп апб 81ее1 Еп^теег» № 11, 1955.
51. I. Е.Уоип^. Тке СопНпиоиз 8еат1ез5 Р1ре МШ.
«коп апб 81ее1 Еп&теег» № 10, 1953.
52. «коп апб 81ее1 Еп^теег» № 1, 1956.
53. Т. Е 5 з. Ра1г1е55 ХУогкз. «коп апб 81ее1 Еп^1пеег»
№ 6, 1954.
54. Н. И. Шефтель. Производство калиброванной
и холоднокатаной стали, Металлургиздат, М, 1956.
55. XV. В. Н а с к е г I. Ргобисйоп о! а1итшшш Го11,
«1гоп апб 81ее1 Еп^рпеег» № 8, 1953.
56. О. Е\У1ске. ^егз!ок ^а!г1есктк ипб АпГогбе-
гип^еп ап (Не Ваига! Ш (Не Нег51е11ип^ уоп А1итт1-
итГоНеп. «Ме(а11», № 19-20, В. 1950.
57. М. И. Злотников. Производство плющеной
ленты. М. Металлургиздат, 1951.
Часть вторая
58. Б. А. Розовская. Расчет трефов прокатных
валков. «Вестник инженеров .и техников» № 6, 1937.
59. С. В. Се рейсе н, М. И. Тетельбаум,
Н. И. П р и г о р о в с к и й. Динамическая прочность в
машиностроении, Машгиз, 1946.
60. И. И. Т р а п е з и н. Прочность металлов при пере-
менной нагрузке, ОГИЗ, М. — Л. 1948.
61. К. К. Лихарев. Прочность деталей машин при
напряжениях, переменных во времени (ВНИТОМАШ)
Машгиз, 1951.
62. А. И. Целиков. Расчет и конструирование
прокатных машин — орудий, ОНТИ, М. — Л., 1938.
63. Н. И. Б е л я е в. Инженерные сооружения и
строительная механика. Сборник статей. Л., 1924.
64. Н. Н. Рубцов. Отливка чугунных валков с от-
беленной поверхностью. «Литейное производство» № 1.
1950.
65. Клар к. О приготовлении жестких чугунных вал-
ков на Олонецких заводах. «Горный журнал», 1836.
ч. 1, стр. 506.
66. А. М. К о гос. Механическое оборудование во-
лочильных и лентопрокатных цехов. Металлургиздат.
1957.
67. В. Е. Карсский. Производство высо-костойких
чугунных валков для рельсобалочных станов. «Сталь»
№ 12, 1951.
68. А. Е. Кривошеев. Чугунные валки для про-
фильного проката. «Сталь» № 11, 1953.
69. А. Н. Боровков,, М. П. Сиделько в с к и й.
Прокатные валки высокой стойкости. «Сталь» № 12.
1951.
70. Б. П. Б ахтинов, М. М. Иванов. Пути улуч-
шения качества прокатных валков на ММК. Бюллетень
ЦНИИ МЧМ № 17 (81), 1951.
71. Н. М. К ун и ц и н. Газопламенная поверхностная
закалка прокатных в-алков. Металлургиздат, М. 1953.
72. В. И. Малый и др. Увеличение срока службы
прокатных валков. «Сталь» № 7, 1951.
73. П. И. Си делько веки й, Б. М. Шум,
М. Д. Ф р а д и н, И. 3. Ц и л е в и ч, М. Т. Бу л ь с к и й,
В. А. Ященко, Г. А. Карпов. Усовершенствова-
ние технологии в прокатных цехах. Металлургиздат,
М. 1953.
74. Е. М. Б. Н е г о 1 б. КоШп^ скагас1еп8Нсз о!
напоив 81ее1з. «Тгоп апб 81ее1 Еп^пеег» № 1, 1952.
75. К. В. Б а гр янский, И. М. К р а м ч ан и н о в,
Д. Г. Канов и В. Т. Сонин. Автоматическая на-
плавка валков блуминга. «Сварочное производство»
№ 5, 1955.
76. /А. И. Б а р а ц. Упрочнение деталей металлурги-
ческого оборудования обкаткой роликами. «Сталь» № 2,
1956.
77. Е. Н. В е п е б 1 с1. Ко11 КпигПп^ а! 8ои1Ь АУогкз
о! 0. 8. 81ее1 «коп апб 81ее1 Еп^шеег» № 4, 1955.
78. Валки из карбида вольфрама для станов холод-
ной прокатки. «Сталь» № 11, 1952.
79. А. В. Орлов. Применение литой графитизиро-
ванной стали для замены бронз, «Сталь» № 10, 1951.
80. В. К. Петриченко. Антифрикционные мате-
риалы и подшипники скольжения. Машгиз, М. 1954.
81. Д. М. Хайт. Неметаллические подшипники
скольжения. Машгиз, 1949.
82. Пластмассовые подшипники прокатных станов.
Бюллетень ЦИИ МЧМ № 1. 1955, Обзор по
журналу «81аЫ ипб Е1&еп». № 9. 1954, стр. 552—60.
83. Б. В. Цыпкин, И. Я. Аль ши ц, А. Д. Тома-
ш о в. Подшипниковые узлы прокатного оборудования.
М. Машгиз, 1953.
84. Л. В. А б ано в, И. Я. А л ь ш и ц, Я. Г. Бер-
дичевский, Д. С. Коднир, М. Г. Умнягин,
М. И. У ст ю ж а н и нов. Подшипники жидкостного
трения прокатных станов. Машгиз. 1955.
85. И. Г. Мартынов, И. Н. Романенко. За-
щита шеек прокатных валков от коррозии. Бюллетень
ЦИИ МЧМ № 5 (169), 1951.
86. Д. Ш. Коднир. Расчет грузоподъемности под-
шипников скольжения, ЦНИИТМАШ, книга 13, Машгиз
1948.
87. Д. Ш. Коднир. Методика расчета подшипни-
ков скольжения жидкостного трения. «Вестник маши-
ностроения» № 10, 1949.
88. А. Д. Эпштейн. Исследование подшипников
скольжения жидкостного трения на прокатном стане.
ЦНИИТМАШ, книга 24, М. Машгиз, 1954.
89. Р. Д. Бейзельман, Б. В. Цыпкин. Под-
шипники качения. Машгиз, 1949.
90. Подшипники шариковые и роликовые. Каталог-
справочник треста «Союзподшипниксбыт», М. Машгиз,
1950.
91. Е. Г. Ра бин ер. Монтаж и демонтаж четырех-
рядных конических роликоподшипников в опорах про-
катных станов. «Подшипник» № 1, 1952.
92. П. Г. Львовский. Справочное руководство
механикам металлургических заводов. Свердловск —
Москва. Металлургиздат, 1951.
93. Г. Н. Краузе. Нажимное устройство рабочих
клетей обжимных станов. «Вестник машиностроения»
№ 9. 1955
94. А. И. Целиков. Прокатные станы. М. Метал-
лургиздат, 1946.
95. Энциклопедический справ очник, «Машинострое-
ние», т. 8. Прокатные станы и их вспомогательное обо-
рудование. Машгиз, 1948.
96. Предохранительное устройство прокатного стана.
Бюллетень ЦИИ МЧМ, № 5, 1954.
97. Новый тип предохранительного стакана. Бюлле-
тень ЦИИ МЧМ 1954 № 1 (237). Обзор по журналу
«1гоп апб 81ее1 Еп^пеег» № 2, 1953, II, т. 30, стр.
91—101.
98. Справочник прокатчика Хютте. ГОНТИ М. — Л.,
1934.
99. Каталог-справочник МТМ. Металлургическое обо-
рудование, т. II, Машгиз, 1946.
100. А. А. Королев и Г. М. Николаевский.
Механическое оборудование прокатных цехов. М., Ме-
та ллургизл ат, 1953.
101. А. Над а и. Пластичность. ОНТИ, НКТП, 1936.
102. С. В. Меркни. Кантующие валки для непре-
рывко-заготовочных станов. Бюллетень ЦИИ МЧМ
№ 14 (250), 1954.
ЮЗ. Роликовые проводки сортовых прокатных ста-
нов. Бюллетень ЦИИ МЧМ ,№ 19 (183), 1951. Обзор по
журналам:
«1гоп апб 81ее1» № 11, 1945,
т. 22, стр. 803—807;
«1гоп апб 8(ее1 Еп^теег» № 2, 1951, II,
т. 28, стр. 79—88.
104. А. П. Чекмарев и Ю. Ш. М а й з л и н*. Авто-
матические обводные аппараты прокатных станов. Ки-
ев, 1952.
105. С. Н. Филиппов. Настройка прокатных ста-
нов. М., Металлургиздат, 1951.
106. А. И. Целиков. Опрокидывающие моменты,
действующие на главную линию прокатного стана.
«Вестник металлопромышленности» № 13, 1937.
107. Б. А. Морозов. Станины рабочих клетей про-
катных станов. Труды. ЦНИИТМАШ, кн. 21, Машгиз,
М. 1954.
‘ 108. А. И. Целиков. Снижение веса прокатных
станов, «Стандартизация» № 4, 1952.
109. Р. О г й и е г. 7иг ВегесЬпип^ уоп 'Ща1геп81ап-
бегп., «81аЫ нпб Ехзеп», № 29, 1939.
Часть третья
ПО. И. М. Меерович. Исследование и расчет
универсальных шпинделей прокатных станов. Труды
ЦНИИТМАШ, кн. 22, Машгиз, М., 1954.
111. А. И. Целиков. Расчет трефовых шпинделей
и муфт прокатных станов. «Сталь» № 7—8, 1943.
112. Н. А. С о б о л е в с к и й. О соединительных муф-
тах в прокатном производстве. «Сталь» № 11—12. 1940.
ИЗ. М. П. Симаков. Изменение конструкции сое-
динительных шпинделей и муфт. Бюллетень ЦИИ МЧМ,
№ 22, 1951.
114. Б. А. Морозов. Усилия, возникающие в вал-
ках и подшипниках от соединительных муфт. «Вестник
машиностроения» № 4, 1956.
115. А. Г. С улькин. Муфта Корейво. «Вестник
машиностроения» № И, 1949.
116. А. Г. Сулькин. К расчету упругой муфты со
змеевидными пружинами. «Вестник машиностроения»,
№ 11, 1948.
117. Б. А. Иванов. Соединение валов. Энциклопе-
дический справочник. Машиностроение, т. 2.
118. Я. Г. Кисть ян. Методика расчета зубчатых
зацеплений на прочность. Труды ЦНИИТМАШ. кн. 23,
Машгиз, М. 1954.
119. М. С. Ильенко, А. И. Гребенюк, Д. Н.
Никольский. Расчет и проектирование зубчатых и
червячных передач и редукторов. Машгиз. Киев —
Москва. 1953.
120. Н. Г. Тевс, Н. С. Ков ер д я ев, С. Д. Рех-
т е р. Редуктор остр оение на Ново-Краматорском заводе
имени Сталина. Машгиз 1946.
121. ЦНИИТМАШ. Справочноё руководство по зубча-
тым передачам и редукторам. Книга 3. Машгиз, 1947.
122. Л. Н. Решетов. Корригирование эвольвент-
ных зацеплений. ОНТИ, М.—Л. 1935.
123. А. М. Мишари н. Расчет коррекции зубчатых
передач методом сдвига инструмента. Углетехиздат,
1948.
124. Машиностроение. Энциклопедический справоч-
ник, т. 8, гл. XXI. Машгиз, М. 1948.
Часть четвертая
125. Описание слябинга завода Сагпе^а 11Нпо1з
81ее1 СогрогаНоп. «В1аз1 Еигпасе апб 81ее1 р1ап1». № 7, |
1938. 1
126. Новый слябинг, ускоряющий производственный
цикл прокатки стали. «Тке 1гоп Аце» № 9, 1954
стр. 151—«155.
127. В. С. Смирнов. Поперечная прокатка. Маш-
гиз, Москва—Свердловск, 1948.
128. П. Т. Емельяненко и др. Трубопрокатное,
и трубосварочное производство. Металлургиздат, М^.
1954.
129. Ю. М. Матвеев, Я. Л. Баткин. Калибров-
ка валков и инструмента трубных станов. Металлург-
издат, М. 1951.
130. А. П. Чекмарев и др. Усовершенствование
производства труб. Металлургиздат, М., 1954.
131. М. Е. Кацнельсон и др. Автоматизация тру-
бопрокатных станов. Металлургиздат, М., 1954.
132. А. А. Шевченко. Непрерывная прокатка труб.
Металлургиздат, Харьков, 1954.
133. 3. А. Кофф. Холодная прокатка стальных труб.
Металлургиздат, Свердловск — Москва, 1951.
134. П. И. О р р о, Я. Е. Осада. Производство сталь-
ных тонкостенных бесшовных труб. Металлургиздат,
Харьков — Москва, 1951.
Часть пятая
135. А. И. Целиков. Механизмы прокатных ста-
нов, Машгиз, М. 1946.
136. Н. П. Куницкий. Электрооборудование про-
катных и термических цехов, ГОНТИ, М.— Л., 1938.
137. С. С об гоп. Ехрепепсез зиг 1е 4гауаП без ша-
сйшез — оиШз. Рапз, 1902.
138. А. И. Целиков, А. Н. Ирошяиков,
А. Е., Гуревич. Исследование усилий при резании
металла на ножницах слябинга завода «Запорожсталь»,
«Сталь» № 5—6, 1940.
139. В. В. Н о с а л ь. Усилия при резании металла
на ножницах. «Сталь», № 2—3, 1945.
140. И. А. Тиме. Справочная книга для горных ин-
женеров и техников по горной части, 1879 г. (1-е из-
дание) и 1899 г. (2-е йздание).
141. Б. 3. 3 ворон о. Подсчет усилий резания при
штамповке -в случае применения скошенных ножей или
пуансонов. «Вестник металлопромышленности» № 5Г
1937.
142. Р18сЬег. Шегкхеи&шазсЫпеп. 1905, стр. 538.
143. Г1 у п п а, Мас-Аг1игРезка стального полосового
материала на ножницах. «1гоп апб 81ее1 Еп^теег»
1944, декабрь, стр. 41—68.
144. А. В. Пул. Применение электродвигателей и
потребная мощность для линий резки полос, «1гоп апб
81ее1 Еп^1пеег» сентябрь 1942.
145. В. В. Н о с а л ь. Резание металлов на ножницах
с наклонными ножами. Труды ЦНИИТМАШ, сборник
№ 27, Машгиз, 1949.
146. В. В. Н о с а л ь. Резание металлов на дисковых
ножницах. Машгиз, М. 1950.
147. Нубго-е1ес1пс В1оош. 8Ьеаг., «1гоп А^е», № 16,
1922.
148. Н. Трофимов, В. Коваленко. Опыт рабо-
ты ножниц блуминга завода им. Дзержинского, № 9,
1936.
149. А. Е. Гуревич. Применение амплицина на ме-
таллургических заводах. Бюллетень ЦИИ ММП № 35,
1945.
150. В. Д. Афанасьев. Исследование новой си-
стемы электропривода летучих н'ожниц барабанного ти-
па. Труд ЦНИИТМАШ, книга 73. Машгиз, М. 1955.
151. I. Б. СагпрЬеН. Электрическая синхрониза-
ция летучих ножниц. «81ее1» № 21, 1943, т. 113.
152. Мс. С г а б у Б. С. Электрическое управление
механизмами непрерывного листового стана. «1гоп апб
81ее1 Еп^пеег», № 12, 1946; № 1, 1947; «СапаЛап Ме-
1а1з» № 5, 1946.
153. А. Е. Гуревич. Новое в электрооборудова-
нии прокатных цехов США. Бюллетень ЦИИ ММП
№ 36, 1945.
154. А. Н. Ирошников. Летучие ножницы. Тру-
ды ЦНИИТМАШ. кн. 28. Машгиз, М. 1950.
155. М. А. Сонькин и Л. Я. Шагас. Электро-
привод летучих ножниц. Труды ЦНИИТМАШ книга э0,
.Исследование автоматизированного электропривода
прокатных станов. Машгиз, М. 1952.
156. I. К. ЕгЬе. Усовершенствованный привод ле-
тучих ножниц. 1гоп апб 8Гее1 Еп^теег» № 4, 1949.
157. А. М. Коле ск ер. Летучие ножницы рота-
ционного типа для разрезки полухолодной полосы. «Тя-
.желое машиностроение», №-1 и 3, 1937.
158. А. И. Ц ел и ков, А. Н. Ирошников. Лету-
чие ножницы для резки заготовки с электрическим
приводом. «Сталь» № 4, 1945.
159. Н. И. Крылов. Исследование летучих нож-
ниц. Диссертация на соискание ученой степени канди-
дата техн. наук. ЦНИИТМАШ, 1956.
160. Н. Шефтель. Расход энергии и работа пил
горячей резки. «Сталь», № 11—12, 1940.
161. А. Д. Кузьмин. Определение основных пара-
метров роликовых правильных машин. Труды ЦНИИТ-
МАШ кн. 20. Машгиз, М. 1953.
162. XV. А. И 1 п XV о о с! 1 е. Ко11ег-8Гга1^Меп1п^ о!
8ее!есБопз апб гаПз. боигпа! оГ 1Ье «1гоп апб 8Гее1 1п-
вШиГе», 1955, XI, V. 181, рГ. 3.
163. Е. Н. Мош нин. Ротационные правильные ма-
шины. Машиностроение, Энциклопедический справочник,
т. 8, гл. XIV, Машгиз, М. 1948.
163а. Е. Н. Мошнин. Гибочные и правильные ма-
шины. Машгиз, М. 1956.
164. Е. Н. Мошнин. Расчет гибочных и правиль-
ных ротационных машин. Труды ЦНИИТМАШ, кн. 58.
.Машгиз, М. 1954.
165. А. Л. Сонин. К вопросу о холодной правке
рельсов, «Сталь» № 9, 1952.
166. 8 1 е & е г 1 з I XV. Правка круглой стали и труб.
«1гоп апб 81ее1» № 5 и 6, 1945.
167. Стан с моталками в печи. «8!ее1» № 4, 1949,
лго! 125, июнь.
168. I. Э. СашрЬеП. Р1у1п& Е1есГпс. 8Ьеаг. «8!ее1»,
1943, УО1. 22.
169. А. М. Колес к ер. Моталки горячей полосы для
тонколистового стана. «Тяжелое машиностроение» № 2,
1936.
170. Б. А. Морозов. Сматывающие машины для
горячей полосы. ЦНИИТМАШ, кн. 21, Машгиз, 1954.
171. Т. I. Езз, I. Э. КеНу. «ТЬе Мос1егп 8Гпр МП!»
Аззос: оГ «1гоп апб 8Гее1 Еп^шеег». П8А, 1941.
172. К. А. С ей бег. Но! 8Гпр СоПегз апб Ше1г Эн-
тез. «1гоп апб 8Гее1 Еп^шеег» № 4, 1941.
173. Б. А. Морозов и А. Л. Сонин. Исследова-
ние свертывающих машин для горячей полосы. Обра-
ботка металлов давлением. Сборник статей, вып. 4.
Металлургиздат, М. 1956.
174. Л. Б. Гейле р. Оптимальное передаточное чи-
сло и мощность двигателя. «Электричество» № 12,
1955. ‘ ' '
175. А. Т. Голован. Электропривод. Госэнергоиз-
дат, 1948.
176. Н. П. Кун и цк ий. Электрооборудование подъ-
емно-транспортных сооружений. Машгиз, 1942.
177. Р. Л. Аронов. Оптимальное передаточное от-
ношение при меняющемся моменте двигателя. «Элек-
тричество» № 2, 1948.
178. Л. Б. Гей лер. К автореферату Р. Л. Аронова
«Оптимальное передаточное отношение при меняющем-
ся моменте двигателя». «Электричество», № 9, 1948.
179. О. П. Ильин. О выборе передаточного числа
редуктора электропривода при заданном графике дви-
жения механизма. «Электричество», № 10, 1953.
180. А. И. Целиков, Н. П. Куниц кий. Выбор
передаточного числа для электроприводов вспомога-
тельных механизмов прокатных станов. «Вестник элек-
тропромышленности» № 9, 1947.
181. М. П. Вавилов. Смазка металлургического
оборудования. Машгиз, М. 1954.
182. М. А. Сонькин. Исследование индивидуаль-
ного привода роликов рольгангов. Сборник тпулов
ЦНИИТМАШ, № 80, Машгиз, М. 1956. РУД
183. Ф. ф. Городков. К вопросу об ударе метал-
ла о ролики рабочих рольгангов прокатных станов
«Вестник машиностроения», № 12, 1954, а также труды
ВНИТО металлургов, 1954, т. II, Металлургиздат.
184. Н. Н. Дружинин. Электрооборудование про-
катных цехов. Металлургиздат, М. 1956.
185. Б. А. Л е в и т а н с к и й. Электрооборудование
предприятий черной металлургии. Металлугиздат, М.
1955.
186. М. В. Ш у р а л е в и П. И. Карякин. Приме-
нение роликовых пропусков при прокатке крупных про-
филей, «Сталь», № 6, 1957.
187. XV. ВаИе’у. Мап1ри1аПп& ЕцшртепГ, Сшбез,
Сиагбз апб 81пррез Гог КоШп& МШз. боигпа1 о! Ше
«1гоп апб 8!ее1 1пзШи!е» № 10, 1953.
188. С. 8. ЬатЬегГ. КоПег Сшбез ш Мобегп Мег-
сЬап! МШ РгасНсе. «1гоп апб 8Гее! Еп^теег» № 2, 1951.
189. Р. 81агкеу. Сшбез апб 8!пррегз Гог Мобегп.
Коб апб Ваг МШз. 5оигпа! оГ «коп апб 81ее1 1пзШи!е»,
1955, № 1.
190. Л. И. Данилов, М. И. Корчемный. Пнев-
матические быстродействующие манипуляторы для ли-
стовых станов. «Металлург» № 2, 1956.
191. Ь е т т. Кантователи в прокатном производстве.
«ТесИшзсЬе МШеПип^еп. Кгирр» № 3, 1942.
192. А. Н. Ирошников. О расчете упоров. «Ве-
стник машиностроения» № 4, 1948.
193. М. С. Карпышев. Определение необходимого
усилия для проталкивания садки в нагревательных пе-
чах. Труды НКЗМ(Э). Производственный опыт в тяже-
лом машиностроении, вып. 3. Машгиз, М. 1955.
194. М. Н. Бояршинов. Охлаждение рельсов на
стеллажах. «Металлург» № 7, 1936.
195. XV. И б а 11. СооПп^ Вебз Гог Ваг тШз Лоигпа1
оГ Ше «1гоп апб 8Гее1 1пзГ1ГиГе», 1951, ноябрь.
196. Е. С. РеГегзоп. РегГогтапсе ГасГогз аГГесБп^
Ваг /МШ СооИп^ Веб Аггап^етепГ, «1гоп апб 8Гее1 Еп-
ёрпеег», 1955, июль.
197. А. В. Истомин. Оборудование сортовых ста-
нов 300 и 350. «Советская металлургия» № 1, 1935.
198. А. Н б 11. Меиегип&еп ап КйИЬеНеп т РИпе1зеп-
хуак^егкеп. «8ГаЫ ипб ЕГзеп», 1926, 8. 1077/83.
199. Н. И. Трофимов. Работа холодильника Эд-
вардса. «Вестник металлопромышленности» № 1, 1932.
Часть шестая
200. П. К. Гедык. Централизованная смазка обо-
рудования. Машгиз, Киев — Москва, 1949.
201. Гипронефтемаш. Центробежные насосы для не-
фтяной промышленности, Гостоптехиздат, 1951.
202. Д. Я. Суханов. Работа лопастных насосов на
вязких жидкостях, Машгиз, 1952.
203. ЦНИИТМАШ, Справочное руководство по зуб-
чатым передачам и редукторам, ч. III, Машгиз, 1946.
204. Энциклопедический справочник «Машинострое-
ние», т. I (книги I, II и XII, Машгиз, 1947—1948).
205. X. Б. Меррит. Зубчатые передачи. Машгиз,
1947.
Предисловие
3
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО ПРОКАТНЫХ СТАНОВ
Глава I. Определение и устройство прокат-
ных станов ................................. 5
§ 1. Определение прокатного стана ..... 5
§ 2. Классификация прокатных станов по
назначению ............................ 7
§ 3. Основные элементы главной линии
прокатного стана ...................... 8
§ 4. Расположение валков в рабочей клети 11
§ 5, Расположение рабочих клетей у раз-
ных прокатных станов ................. 17
§ 6. Режим работы у разных станов .... 21
§ 7. Скорости прокатки у разных станов 24
Глава II. Схема расположения оборудования
и характеристика основных типов
прокатных станов .......................... 27
§ 1. Обжимные станы .................. 27
Блуминги ....................... 27
Слябинги ....................... 29
§ 2. Заготовочные станы .............. 30
§ 3. Сортовые станы .................. 31
Универсальный стан для прокатки
широкополочных балок ........... 32
Рельсобалочные станы ........... 33
Крупносортные станы............. 34
Среднесортные станы ............ 37
Мелкосортные станы ............. 38
Проволочные станы .............. 40
Полосовые (штрипсовые) станы ... 43
§ 4. Листовые станы .................. 44
Толстолистовые станы ........... 44
Листовые широкополосовые, непрерыв-
ные и полунепрерывные станы ...... 45
§ 5. Трубопрокатгые станы (агрегаты) .... 47
§ 6. Холоднопрокатные станы ......... 52
ЧАСТЬ ВТОРАЯ
ДЕТАЛИ И МЕХАНИЗМЫ РАБОЧЕЙ КЛЕТИ
Глава I. Прокатные валки ................... 56
§. 1. Типы прокатных валков ........... 56
§ 2. Размеры прокатных валков ........ 57
§ 3. Расчет валков на прочность ...... 59
§ 4. Определение стрелы прогиба валков 62
§ 5. Особенности расчета валков у станов
•кварто ............................... 63
§ 6. Чугунные валки ................. 65
§ 7. Стальные валки для горячей прокатки 68
§ 8. Валки для холодной прокатки .... 69
Глава II. Подшипники прокатных валков..... 71
§ 1. Характер нагрузки на подшипники
прокатных валков ................... 71
§ 2. Основные типы подшипников прокат-
ных валков .......................... 71
§ 3. Подшипники открытого типа с метал-
лическими вкладышами ................ 72
§ 4. Подшипники открытого типа с неме-
таллическими вкладышами ............. 73
§ 5. Устройство и расчет подушек подшип-
ников открытого типа ................ 78
§ 6. Подшипники закрытого типа ...... 80
§ 7. Подшипники качения для прокатных
валков .............................. 83
Г л а ва III. Механизмы и устройства для уста-
новки валков ............................ 92
§ 1. Классификация установочных меха-
низмов и устройств .................... 92
§ 2. Установочные механизмы верхнего вал-
ка с ручным приводом ............... 93
§ 3. Быстроходные установочные механиз-
мы верхнего валка ..................... 94
§ 4. Тихоходные установочные механизмы
верхнего валка ....................... 105
§ 5. Механизмы и устройства для уста-
новки нижнего валка ................. 111
§ 6. Нажимные винты и гайки .......... 112
§ 7. Моменты, необходимые для вращения
нажимных винтов ...................... 114
§ 8. Предохранительные устройства .... 115
§ 9. Устройства и механизмы установки
среднего валка ...................... 117
§ 10. Устройства для осевой установки и
фиксации валков ....................... 118
Глава IV. Проводки, петледержатели, устрой^
ства для контроля натяжения и
устройства для смены валков .... 121
§ 1. Назначение и устройство вводных и
выводных проводок ................... 121
§ 2. Кантующие и обводные проводки .. 125
§ 3. Роликовые проводки холоднопрокат-
ных станов ......................... 127
§ 4. Петледержатели и устройства для
контроля натяжения ................... 130
§ 5. Устройства для смены валков ..... 131
137
137
137
139
141
143
144
144
146
Глава V. Станины рабочей клети и установка
их на фундаменте .........................
§ 1. Основные типы станин ...........
§ 2. Расчет рабочей клети на опрокидыва-
ние и усилия на опорах ..............
§ 3. Расчет на прочность станины закры-
того типа на вертикальные усилия
§ 4. Расчет станины закрытого типа на
деформацию «.........................
§ 5. Расчет станины открытого типа на
вертикальные усилия .................
§ 6. Материал станин и допускаемые на-
пряжения ............................
§ 7. Конструкция станин .............
§ 8* Плитовины ......................
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ
ДЕТАЛИ, ПЕРЕДАЮЩИЕ ВРАЩЕНИЕ
ПРОКАТНЫМ ВАЛКАМ
Глава I. Соединительные шпиндели .........
§ 1. Универсальные шпиндели .........
§ 2. Расчет на прочность универсальных
шпинделей ...........................
§ 3. Трефовые шпиндели и муфты ......
§ 4. Уравновешивание шпинделей ...... 164
Глава II. Коренные и моторные муфты ...... 1/0
§ 1. Зубчатые муфты ................. 170
§ 2. Шарнирная муфта (Шлемана) ...... 173
§ 3. Упругая муфта со змеевидной пружи-
ной (Бибби) ........................ 173
§ 4. Значения моментов для расчета муфт 174
§ 5. Предохранительные муфты ........ 174
156
156
Глава III. Зубчатые передачи .............. 176
§ 1. Типы зубчатых передач для привода
прокатных валков ................ 1-6
§ 2. Расчет шестеренной клети на опро-
кидывание 178
§ 3. Шестерни шестеренных клетей....... 179
§ 4. Конструкция шестеренных клетей .... 180
§ 5. Зубчатые редукторы .............. 188
Глава IV. Маховики .................... 191
§ 1. Назначение маховика и определение
его основных параметров ........ 191
§ 2. Конструкция маховиков .......... 194
ЧАСТЬ ЧЕТВЕРТАЯ
СТАНЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ
Глава I. Станы с вертикальными валками .... 196
§ 1. Вертикальные клети (эджеры) ... 196
§ 2. Вертикальные клети листовых станов 196
§ 3. Вертикальные клети сортовых и заго-
товочных станов ..................... 200
§ 4. Универсальные клети ........... 204
Глава II. Трубопрокатные станы............. 207
§ 1. Прошивные станы ................ 207
§ 2. Автоматические станы ........... 213
§ 3. Трубопрокатные раскатные (риллинг)
станы ............................... 216
§ 4. Калибровочные станы ............ 216
§ 5. Станы для холодной прокатки труб.. 218
Гл а в а III. Колесопрокатные станы ....... 222
ЧАСТЬ ПЯТАЯ
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
И МЕХАНИЗМЫ
Глава I. Классификация, режим работы и
привод вспомогательных машин .... 226
§ 1. Классификация вспомогательных ма-
шин ....................>..............226
§ 2. Режим работы и привод вспомога-
тельных машин ........................ 227
Глава II. Ножницы .................-........ 229
§ 1. Основные типы ножниц ...........г. 229
§ 2. Сопротивление резанию ............ . 229
§ 3. Усилие резания металла параллельны-
ми ножами ............................ 232
§ 4. Работа резания металла параллельны-
ми ножами ............................ 232
§ 5. Усилие и работа резания металла на-
клонными ножами ...................... 234
§ 6. Усилие и работа резания металла на
дисковых ножницах .................... 236
§ 7. Ножницы с параллельными ножами.. 237
§ 8. Привод ножниц с параллельными но-
жами ................................. 244
§ 9. Ножницы с наклонным ножом ........ 245
§ 10. Дисковые ножницы ............... 251
Глава III. Летучие ножницы ................ 257
§ 1. Классификация летучих ножниц ..... 257
§ 2. Режимы работы летучих ножниц для
отрезания кусков полосы заданной
длины ................................. 257
§ 3. Регулирование длины отрезаемых ку-
сков при работе ножниц в режиме
запусков .............................. 257
§ 4. Регулирование длины отрезаемых ку-
сков при непрерывной работе ножниц 258
§ 5. Связь между подающими роликами и
ножницами ............................ 261
§ 6. Отрезание переднего конца заданной
длины ................................ 262
§ 7. Рычажнокачающиеся ножницы ....... 262
§ 8. Вращающиеся одноосные ножницы .. 263
§ 9. Дисковые летучие ножницы ......... 263
§ 10. Двухбарабанные ножницы .......... 264
§ И. Ножницы с поступательным движе-
нием ножей ........................... 266
§ 12. Усилия резания летучими ножницами 269
§ 13. Мощность двигателя летучих ножниц 269
§ 14. Выбор основных параметров летучих
ножниц ............................... 270
Глава IV. Пилы горячего резания ............ 271
§ 1. Назначение пил ................... 271
§ 2. Усилие и мощность резания ........ 271
§ 3. Усилие и скорость подачи ......... 272
§ 4. Конструкция пил .................. 273
Глава V. Правильные машины ................. 276
§ 1. Типы правильных машин .......... 276
§ 2. Правильные прессы ............... 276
§ 3. Теория правки на прессе ........ 277
§ 4. Теория правки на роликовых машинах 280
§ 5. Предельные значения кривизны упру-
гого изгиба ........ ................ 283
§ 6. Давление на ролики правильной ма-
шины ................................ 284
§ 7. Мощность привода роликоправильных
машин ............................... 284
§ 8. Основные параметры листоправильных
машин ................................ 287
§ 9. Конструкция листоправильных машин 289
§ 10. Сортоправильные машины ........ 294
§ 11. Ротационные прутково-трубоправиль-
ные машины с косыми роликами •• 296
§ 12. Усилия правки в машинах с косыми
роликами ............................. 299
§ 13. Мощность привода машин с косыми
роликами ............................. 299
§ 14. Растяжные листоправильные машины 301
Глава VI. Намоточно-свертывающие машины
и разматыватели ........................ 303
§ 1. Моталки с намоточно-натяжными ба-
рабанами ............................. 303
§ 2. Мощность привода намоточно-натяж-
ных барабанов ........................ 307
§ -3 . Свертывающие машины ........... 307
§ 4. Мощность привода свертывающих ма-
шин .................................. 313
§ 5. Сортовые моталки ............... 313
§ 6. Разматыватели ................... 317
Глава VII. Рольганги ...................... 320
§ I. Основные типы рольгангов ........ 320
§ 2. Параметры рольгангов ............ 321
§ 3. Нагрузка иа ролики рольганга .... 323
§ 4. Момент вращения роликов ......... 325
§ 5. Конструкция рольгангов .......... 326
§ 6. Конструкция роликов и их подшипни-
ков .................................. 332
§ 7. Первые ролики рабочих рольгангов .. 333
§ 8. Подъемно-опускающиеся столы у ра-
бочих клетей ......................... 334
§ 9. Расчет механизма подъема столов у
рабочих клетей ....................... 337
Глава VIII. Манипуляторы, кантователи и по-
воротные механизмы ........................ 343
§ 1. Манипуляторы обжимных станов •••• 343
§ 2. Манипуляторы сортовых станов трио 344
§ 3. Манипуляторы листовых станов .... 344
§ 4. Крюковые кантователи обжимных ста-
нов .................................. 349
§ 5. Кантователи сортовых станов ..... 351
§ 6. Кантователи листов .............. 354
§ 7. Поворотные устройства .......... 355
Глава IX. Слитковозы и механизмы для тран-
спортирования проката небольшой
длины ..................................... 351
$
§ 1. Слитковозы ..................... 361
§ 2. Стационарные опрокидыватели слитков 363
§ 3. Упоры ........................... 364
§ 4. Печные толкатели ................ 365
§ 5. Сталкиватели .................... 367
§ 6. Укладыватели и загрузочные столы
для слябов ........................... 367
§ 7. Печные выталкиватели ............ 372
§ 8. Вталкиватели у рабочих клетей ... 372
§ 9. Конвейеры уборки обрезков ....... 372
Глава X. Холодильники и транспортеры для
поперечного перемещения проката
значительной длины ................ 375
§ 1. Назначение холодильников и тран-
спортеров для поперечного перемеще-
ния проката .......................... 375
§ 2. Основные размеры холодильников .... 375
§ 3. Канатные шлепперы ................. 377
§ 4. Цепные шлепперы ................... 379
§ 5. Транспортеры с несущими цепями.... 380
§ 6. Холодильники мелко- и среднесортных
станов ............................... 381
ЧАСТЬ ШЕСТАЯ
СМАЗОЧНЫЕ СИСТЕМЫ ПРОКАТНЫХ СТАНОВ
Глава I. Основные виды смазки и способы ее
подвода к трущимся поверхностям.. 389
§ 1. Жидкая и густая смазки .......... 389
§ 2. Способы подвода жидкой смазки .... 390
§ 3. Способы подачи густой смазки .... 394
Глава II. Циркуляционные системы жидкой
смазки .................................... 397
§ 1. Устройство циркуляционных смазоч-
ных систем с ротационно-поршневыми
насосами ............................. 397
§ 2. Приборы для контроля и автомати-
зации работы смазочных циркуляци-
онных систем ......................... 398
§ 3. Устройство циркуляционных смазоч-
ных систем с шестеренными насосами 399
§ 4. Магистральный трубопровод и резер-
вуары для масла ...................... 400
§ 5. Масляные насосы ................. 401
§ 6. Фильтры и сепараторы ............ 403
§ 7. Маслоохладители ................. 406
§ 8. Определение требуемой производи-
тельности циркуляционной смазочной
системы .............................. 407
§ 9. Основы расчета и проектирования цир-
куляционных смазочных систем ........ 409
Глава III. Централизованные системы густой
смазки .................................... 411
§ 1. Двухлинейные ручные системы густой
смазки ............................... 411
§ 2. Двухлинейные автоматические систе-
мы густой смазки ..................... 412
§ 3. Оборудование систем густой смазки.. 415
Глава IV. Циркуляционные системы смазки и
охлаждения рабочих поверхностей
прокатных валков ......................... 420
§ 1. Назначение систем смазки и охлажде-
ния рабочих поверхностей валков........420
§ 2. Устройство циркуляционных систем
технологической смазки и охлаждения 421
§ 3. Расчет циркуляционной системы ох-
лаждения валков ...................... 423
ЗАМЕЧЕННЫЕ ОПЕЧАТКИ
Стр. Строка Напечатано Должно быть По чьей вине
16 3 св. слева рис. 1 и 2 рис. 1, 2 и 3 Ред.
16 10 св. слева рис. 1, 2 и 3 рис. 1 и 2
20 4 св. слева клети стана линии стана
34 42 сн. слева к печам к пилам Кор.
40 3 св. слева восьми четыре Ред.
40 Табл. 14, графа 5, 8 сн. 147—326 147—396
64 18 св. справа /раб < / < 2/раб /раб < /оп < 2/раб Тип.
74 Табл. 30, графа 4, 5 сн. — Не менее 10-ИЗ Ред.
160 23 св. справа (91) Тип.
180 20 св справа / = (1,44-1,6) / = (1,4-? 1,6) а Кор.
188 12 сн. слева < 2б/в (1 < 2^в Тип.
193 12 сн. справа оог2 Ой2'
219 23 св. справа катающемуся катающему Кор.
329 Подпись к рис. 389, 2 сн. 2—'полукольцо верхнее; 3—полукольцо нижнее 2—кольцо; 5—выступ на кольце Ред.
423 24 св. справа <2 = у • Ь -Л <2 — V • Ь г Кор.
Заказ 15.2