|
Редукционные станы по конструкции
можно классифицировать:
1) по числу валков в рабочей клети —станы двух-
трех- и (редко) четырехвалковые;
2) по расположению опор валков —станы с консольным
креплением и станы с валками на двух опорах;
3) по системе привода —станы с групповым и
индивидуальным приводом, станы с дифференциально-групповым приводом и с
дифференциально-групповым приводом и индивидуальной регулировкой скорости
валков каждой клети посредством гидравлической передачи.
Схема двух-, трех- и четырехвалковых клетей показана на
92. Конструктивно наиболее простой является двухвалковая клеть; по мере
увеличения числа валков в клети сложность ее конструкции повышается. Именно
поэтому клети с четырьмя валками не нашли широкого распространения. Что
касается трех-
валковых клетей, то несмотря на то, что они усложняют
конструкцию всего стана, их применяют довольно часто. Это объясняется тем,
что в таких клетях вследствие меньшей глубины вреза ручья в валок деформация
осуществляется с меньшей неравномерностью и благодаря этому заметно
уменьшается поперечная разно- стенность \труб.
При двухопорном креплении валков жесткость конструкции, по
сравнению с консольной, возрастает. Это повышает точность проката. Кроме
того, уменьшаются усилия на подшипники. Однако консольное крепление валков
(особенно в двухвалковых клетях) позволяет конструктивно клети выполнить
более компактными, так что расстояние между ними оказывается наименьшим.
Обеспечение малого расстояния между клетями особенно важно
при редуцировании с натяжением, так как при этом пропорционально уменьшаются
длина утолщенных концов труб и общие потери металла в обрезь. Поэтому клети с
консольным креплением валков получили большее распространение. В последнее
время значительно чаще стали применять трехвалковые клети, обеспечивающие
наименьшее межклетевое расстояние, так что целесообразность в двухвалковых
клетях с консольным креплением валков отпала.
Групповой привод валков редукционных станов является
наиболее старым. Чаще всего групповой привод имеют двухвалковые клети,
расположенные под углом 45° к горизонту и под углом 90° друг к другу.
Вращение от электродвигателя через одноступенчатой
редуктор передается на поперечный вал, расположенный перпендикулярно к оси
прокатки, а затем через конические «угловые» шестерни на два продольных
трансмиссионных вала, идущих параллельно оси прокатки по обеим сторонам
стана. Один из продольных валов служит для привода четных клетей, а другой
—нечетных.
Передача вращения осуществляется через конические
н|естерни, одна из которых находится на продольном валу, а другая на
наклонном, который соединен с нижним рабочим валкрм клети. Верхний валок
получает вращение через цилиндрическую зубчатую передачу, помещаемую в одном
корпусе с коническими парами. Благодаря разному передаточному отношению
конических пар число оборотов рабочих валков непрерывно нарастает от первой
клети к последней. Жесткая система привода и неизменное соотношение чисел
оборотов валков всех клетей не позволяют регулировать натяжение. При такой
системе станы чаще всего работают с небольшим натяжением, которое изменяется
лишь в той мере, в какой изменяется коэффициент вытяжки при свободной
прокатке труб разных размеров. Существенным недостатком станов этого типа
является низкое качество труб —продольная раз- ностенность, представляющая
собой разницу толщин стенки на концах и в средней части трубы, которая
достигает 0,3—0,8 мм и является следствием небольшого натяжения. Коэффициент
пластического натяжения г в этом случае обычно не превышает 0,5, так что
толщина стенки и в средней части трубы утолщается, однако это утолщение
меньше, чем на концах труб.
Имеются станы с групповым проводом, рассчитанные и н.а прокатку
с большим натяжением. Однако из-за того, что натяжение на этих станах не
регулируется, для получения труб с заданной толщиной стенки приходится
соответственно подбирать толщину стенки трубы До её редуцирования, т. ё.
расширять Сортамент предыдущих трубопрокатных агрегатов. Это значительно
снижает эффективность редуцирования, уменьшает производительность агрегатов,
вследствие чего такие станы получили лишь ограниченное распространение.
12-клетевой редукционный стан с групповым приводом.
Двухвалковые клети этого стана имеют чугунные станины, в окнах которых
установлены подушки для крепления валков. Двухопорное крепление валков
позволяет на таком стане прокатывать весьма толстостенные трубы. Положение
валков регулируется нажимными винтами, а уравновешивание производится
пружинами. Стан рассчитан на работу с небольшим натяжением. Поэтому
расстояние между клетями сравнительно большое — 600 мм при диаметре валков около 370 мм и мощности двигателя 300 кет.
Станы такого типа, но с меньшим (3—7) числом клетей
используют как калибровочные, т. е. для небольшого уменьшения диаметра труб
только с целью повышения их точности.
Станы с индивидуальным приводом валков позволяют вести
прокатку без натяжения или с заданным натяжением. В случае прокатки без натяжения
трубы после редуцирования получают одинаковую по всей длине толщину стенки.
При редуцировании с натяжением можно прокатывать трубы, толщина стенки
которых равна исходной или несколько меньше.
двухвалковая клеть редукционного стана (всего клетей 20) с
индивидуальным приводом. Стан рассчитан только на свободную прокатку, поэтому
крепление валков двух- опорное, а расстояние между клетями значительное —600
мм. Положение валков регулируется нажимными винтами. Кроме того,
предусмотрена осевая регулировка валков для точного совмещения ручьев
верхнего и нижнего валков. Мощность двигателя каждой клети стана, обжатие в
которых не превышает 3—5%, составляет 55 кет. Мощность двигателей аналогичных
станов, работающих с натяжением, достигает 150 кет.
Редукционные станы с двухвалковыми клетями и
индивидуальным приводом используют для редуцирования труб широкого сортамента
(диам. 17—80 мм). При этом используется исходная труба диаметром 80—110 мм и
даже до 180 мм.
Применение трехвалковых клетей обычно ограничивает верхний
предел исходного диаметра труб 120 мм.
Индивидуальный привод с тонкой регулировкой скоростей
имеет определенные недостатки, которые заключаются прежде всего в том, что в
момент входа трубы в стан происходит ударное падение скоростей двигателей. В
результате соотношение скоро стей валков в момент заполнения стана не
соответствует расчетному.
При большой разнице скоростей, а также при редуцировании с
большим натяжением могут возникать разрывы труб. Считалось, что такое
нарушение режима должно привести к удлинению утолщенных концов. Однако
исследования показали, что практически разницы в длине утолщенных концов не
наблюдается, хотя масса утолщенных концов из-за этого примерно на 7—10%
повышается. Индивидуальный привод создает определенные трудности для
уменьшения межклетевого расстояния.
Станы с дифференциально-групповым приводом применяют
обычно для редуцирования труб небольших размеров. На этих станах можно
регулировать натяжение в большом диапазоне. Одна из возможных схем
дифференциально-группового привода
Стан имеет привод от двух двигателей, один из которых
условно называют главным, а другой — вспомогательным. Каждые две смежные
клети обслуживаются одним дифференциальным редуктором. От продольного вала,
соединенного с главным двигателем, вращение передается через конические
шестерни 1 и 2 из. промежуточный вал с цилиндрическим колесом 5, которое
зацепляется с шестерней 4У а последняя —с шестерней 5. Цилиндрическая
шестерня 4 посажена на один вал с ведущей шестерней 6 дифференциала второй
клети, а шестерня 5 находится на одном валу с ведущей шестерней 7
дифференциала первой клети. Через сателлитные шестерни 8 и 9 вращение передается
на ведомые шестерни 10 и 11 дифференциалов, которые соответственно насажены
на оси с рабочими валками первой и второй клети.
Вращение от вспомогательного двигателя через конические
шестерни 12 и 13, а также цилиндрические колеса 14, 15, 16 и 17 передается на
рамки дифференциалов двух смежных клетей, которые увеличивают число оборотов
ведомых шестерен.
На некоторых станах регулируемым является один двигатель,
а на других могут регулироваться оба двигателя. В первом случае заданной
величине kx отвечает одно определенное значение числа оборотов регулируемого
двигателя. На станах с двумя регулируемыми двигателями заданной величине kx
отвечают различные сочетания чисел оборотов главного и вспомогательного
двигателей. Это позволяет дополнительно регулировать входную скорость стана.
Мощность каждого двигателя на разных станах находится в пределах 700—1500
кет.
В отличие от описанного стана с дифференциально-групповым
приводом имеются стакы, на которых регулирование скорости в каждой клети
производится посредством гидравлической передачи.
Схематичный разрез такого стана. Привод валков
осуществляется от одного электродвигателя через конические передачи.
Гидравлическая передача позволяет корректировать через планетарный
дифференциал числа оборотов валков в каждой клети, увеличивая или уменьшая их
до требуемых величин. Предел регулирования разности чисел оборотов двух
смежных клетей достигает ±20%. Гидравлические передачи работают при давлении
6,8 Мн/м2 (70 am).
На этом стане применен дифференциал с цилиндрическими
шестернями, в то время как на предыдущем —с коническими. Дифференциалы с
цилиндрическими шестернями имеют определенные преимущества —в этом случае
привод получается более компактным, однако такие дифференциалы сложны в
изготовле
нии (особенно внутреннее зацепление колес большого
диаметра), требуют большой точности исполнения и поэтому применяются
значительно реже.
Станы с дифференциальным приводом обычно оборудованы
трехвалковыми клетями. Ручей каждой клети образуется сочетанием калибров трех
валков, сходящихся под углом 120°. Калибр каждой последующей клети повернут
на 180° относительно предыдущей, чем достигается перекрытие зазоров между
валками.
Применяют две схемы рабочих клетей трехвалковых станов (
97). По первому варианту каждый рабочий валок приводится во вращение
самостоятельно через конические пары и промежуточные валы, соединяющиеся с
тремя выводными валами шестеренной клети. Второй вариант конструкции
трехвалковой клети имеет один выводной вал, который соединяется
непосредственно с дифференциальным редуктором. На этом валу насажены рабочий
валок и две конические шестерни, передающие вращение двум другим валкам.
Клеть, выполненная по второму варианту, оказывается
значительно компактнее, хотя и сложнее в сборке; в этом случае не требуется
шестеренной клети. Однако жесткость клети заметно снижается, поэтому такие
клети целесообразнее устанавливать на станах, работающих за агрегатами
электросварки труб, когда осуществляется «бесконечное» редуцирование.
При износе валков в клети или при переходе на прокатку
труб нового размера делают перевалку, заменяя клети заранее подготовленными,
в которые установлены переточенные валки. В связи с большим числом клетей на
стане полная перевалка обычно занимает продолжительное время и ее стараются
проводить тог
да, когда основной агрегат прокатывает трубы, не требующие
редуцирования, или во время планово-предупредительного ремонта всего
агрегата. При переходе на прокатку труб нового размера обычно нет
необходимости в замене всех клетей, смена же трех- четырех клетей занимает не
более 20—30 мин.
В последних конструкциях станов с рабочими клетями,
имеющими один выводной вал, предусмотрена кассетная перевалка, когда
одновременно заменяют сразу половину всех клетей, что значительно ускоряет
перевалку (10—15 мин). Возможна и индивидуальная замена клетей.
В связи с тем, что сборка рабочей клети является весьма
трудоемкой, расточку новых валков, а также переточку старых валков после их
износа производят обычно в собранном виде на специальных станках. Рабочую
клеть устанавливают на станок и выводной вал соединяют с приводом станка.
Вращающиеся валки растачивают круглой фрезой. Смещение плоскости резания
относительно плоскости осей валков на некоторую величину определяет
необходимую овальность калибра.
Валки в рабочих клетях обычно не имеют регулировки и
только две последние клети, являющиеся чистовыми и определяющими точность
диаметра готовой трубы, делают несколько иной конструкции, позволяющей
производить небольшую подрегулировку положения валков. В этих клетях
приводным является один валок.
|