МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ

 

  Вся электронная библиотека >>>

 Трубы  >>>

  

 

Производство труб


Раздел: Производство

   

5. МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ

  

Современные трубопрокатные агрегаты являются высокомеханизированными и в значительной мере автоматизированными установками, в которых почти все технологические операции выполняются механизмами, работающими в автоматическом режиме или, в редких случаях, на дистанционном ручном управлении. В этом отношении отечественное трубопрокатное производство опережает мировую практику. В СССР впервые были созданы полностью автоматизированные агрегаты: сначала агрегат 160 с трехвалковым раскатным станом, затем агрегат 400 с автомат-станом и др. Вместе с тем имеется большое число установок старого типа, в которых автоматическое управление технологическими процессами осуществляется в ограниченных масштабах или вообще не применяется.

Это объясняется известными трудностями автоматизации, связанными с тем, что многие механизмы агрегатов требуют предварительной модернизации, так как механизация и автоматизация их в том виде, в каком они находятся, затруднена. Большие трудности, например, вызывает автоматизация пневматического привода с длинноходовыми цилиндрами. Такие цилиндры работают на большинстве ранее установленных агрегатах с автомат-станом для отвода головки упорного подшипника и для отвода стержня — на прошивных и риллинг-станах. В связи с этим при автоматизации таких станов приходится модернизировать их выходную сторону: заменить пневматический привод перемещения головки упорного подшипника стержня на электрический привод. Однако применение электрического привода при высоком темпе работы стана (300—320 шт/ч) оказалось затруднительным, так как большие ускорения лимитируют работу электрических машин (по нагреву и коммутационной способности).

В последние годы удалось автоматизировать пневматические длинноходовые цилиндры привода головок упорных подшипников с использованием счетно-решающих устройств. Счетно-решающее устройство определяет время выдержки перед подачей воздуха в тормозящую полость цилиндра после прохождения головкой контрольной точки, в которой отключается воздух, поступающий в движущую полость. Эта выдержка определяется заранее в зависимости от скорости движения головки и фактического давления воздуха. Так как скорость движения головки зависит от большого числа переменных факторов (веса головки и стержня, давления воздуха, уплотнений цилиндра, температуры и т. д.), которые трудно контролировать счетно-решающим устройством, практически оказывается необходимым периодически контролировать время выдержки, в частности при смене размеров стержня.

Автоматизация прошивного стана оказалась возможной только после успешного применения водоохлаждаемой несменяемой оправки конструкции М. М. Кауфмана. Принципиальная схема автоматизации прошивного стана заключается в следующем. Очередная заготовка после зацентровки, скатываясь по наклонным стеллажам в приемный желоб, засвечивает фотореле, которое дает импульс на предварительное подведение заготовки к валкам прошивного стана, и включает пневматический толкатель заготовки. Предварительное подведение заготовки позволяет сократить время на ее подачу в валки в тем большей степени, чем ближе к валкам пододвинута заготовка во время прошивки предыдущей гильзы. Такая система несколько усложняет схему автоматизации, но позволяет заметно увеличить темп работы.

Для осуществления фиксированной остановки заготовки при ее предварительном подведении к валкам устанавливают механический упор с пневмоприводом. Во избежание ударов заготовки об этот упор дополнительное фотореле отключает электродистрибутор пневматического толкателя с некоторым опережением. Поскольку заполнение цилиндра воздухом происходит медленно, то для того, чтобы не произошла потеря времени при окончательной подаче заготовки в валки, импульс на включение толкателя дается еще в момент подготовки выходной стороны стана специальным путевым датчиком при движении головки упорного подшипника вперед. К моменту заклинивания головки упорного подшипника и полной готовности выходной стороны стана к приему следующей гильзы задняя полость пневматического цилиндра толкателя заготовки заполнена воздухом, и как только головка упорного подшипника окажется установленной и механический упор будет убран, заготовка немедленно толкателем досылается в валки.

В начале прошивки вследствие резкого повышения нагрузки на главный двигатель стана реле тока дает импульс на возврат толкателя в исходное положение, фиксируемое конечным выключателем. Если к моменту подачи следующей заготовки толкатель еще не возвратился в крайнее заднее положение или еще не закончилась прошивка предыдущей гильзы, заготовка задерживается на стеллажах и только по окончании прошивки и возвращения толкателя сбрасывается в желоб.

На выходной стороне стана гильза засвечивает фотореле, которое воздействует на включающую катушку и открывает сначала первый центрователь, а затем через определенное время —второй и т. д. По окончании прошивки, когда нагрузка на главном двигателе упала и отключается реле тока, подается импульс на отвод верхних роликов дентрователей и подъем отводящих приводных роликов, а также на расклинивание замка головки упорного подшипника.

Отвод головки вместе со стержнем начинается только при полностью открытых центрователях и поднятых роликах, что контролируется специальными щеточными контактами. Выбрасывание гильзы возможно только после подхода ее к ограничителю осевого движения и совершается благодаря установленному около ограничителя фотореле. Импульс на выбрасывание гильзы подается включением путевого контакта при движении головки упорного подшипника назад. После поворота крючков сбрасывателя на определенный угол и освобождения выходной стороны стана от гильзы головка упорного подшипника подается вперед и возвращается в рабочее положение. Отсутствие гильзы на пути движения стержня гарантируется блокировкой с соответствующим фотореле.

При подходе головки упорного подшипника к замку путевой контактный выключатель дает импульс на закрытие дентрователей. опускание роликов и закрытие замка головки упорного подшипника, являющееся последней операцией, выполнение которой означает полную готовность стана к прошивке следующей заготовки:

В зависимости от конструкции прошивных станов и прежде всего механизмов, работающих на выходной стороне, могут быть отличия от описанной схемы, но эти отличия носят частный характер. Так как риллинг-станы по выполняемым технологическим операциям весьма схожи с прошивными станами, схема их автоматического управления также не имеет принипиальных отличий.

Схемы автоматического управления трехвалковым раскатным и непрерывным станами имеют много общего, поскольку основные операции, выполняемые на входной стороне этих станов, одинаковы: в гильзу вводится длинная оправка и гильза с оправкой вместе задаются на прокатку. Упрощенно автоматическое управление этих станов заключается в следующем. Гильза, выданная из прошивного стана, скатываясь по стеллажам, при помощи флажкового выключателя с выдержкой времени включает задерживающее устройство. Пальцы этого устройства подняты и задерживают гильзу перед желобом стана с тем, чтобы уменьшить скорость ее движения и предотвратить перекатывание гильзы за желоб.

После истечения заданной выдержки времени пальцы опускаются, и гильза плавно скатывается в желоб стана, засвечивая фотореле, которое дает импульс механизмам входной стороны стана. От этого импульса включается прижимное устройство, фиксирующее гильзу в желобе для введения оправки. Одновременно начинает движение толкатель оправки и возвращаются в исходное положение пальцы задерживающего усройства на наклонном стеллаже перед желобом.

Включение толкателя возможно только при наличии оправки в желобе, что проверяется щеточным датчиком. Двигаясь вперед, толкатель оправок переключает в зависимости от длины гильзы путевые выключатели, от одного из которых включается толкатель гильзы. Путевые выключатели с помощью реле времени могут изменять также скорость толкателя оправки и переводить ее на «ползучую», т. е. на ту же скорость,, с какой двигается толкатель гильзы. Одновременно путевой выключатель производит включение электронного реле времени, при помощи которого по истечении определенной выдержки отключается прижимное устройство. Освобожденную гильзу и оправку толкатели подают примерно с одинаковой скоростью в валки стана. Пока предыдущая гильза не освободит выходной желоб стана (что контролируется специальным фотореле), движение толкателя гильзы вперед не может осуществляться, а начавшееся движение толкателя оправок прекратится вследствие срабатывания специального электронного реле времени. Когда гильза захватывается валками и засвечивает соответствующее фотореле, толкатели начинают возвращаться в исходное положение, которое фиксируется конечными выключателями. При определенном положении толкателя оправок путевым выключателем дается импульс на подачу следующей оправки.

Автоматизация отечественных станов показала полную надежность разработанных схем даже при весьма высоком темпе работы (до 400 uimlii). Что касается эффективности, то с введением автоматического управления производительность агрегатов повышается на 8—12%, высвобождается часть обслуживающего персонала; значительно облегчается труд рабочих, работающих на станах.

Современные трубопрокатные цехи с одним, а тем более с несколькими агрегатами весьма насыщены оборудованием. Прокатка труб и их транспортировка осуществляются в таких цехах с высокими скоростями, а работа многих механизмов совершается в быстром темпе. Все это предъявляет особые требования к проектированию и изготовлению новых агрегатов и работе на трубопрокатных агрегатах в смысле обеспечения техники безопасности.

Кроме общепринятых норм по технике безопасности в прокатных цехах, при работе на трубопрокатном оборудовании необходимо соблюдать ряд специфических требований. При проектировании новых и при реконструкции старых цехов трубопрокатные станы и вспомогательное оборудование должны располагаться с таким расчетом, чтобы исключить создание встречных или скрещивающихся потоков металла. Все вращающиеся части приводных механизмов, а также узлы механизмов, совершающие возвратно- поступательное движение (на трубных агрегатах их применяют часто), надежно ограждаются сплошными или решетчатыми кожухами, перилами и т. д. На агрегатах с пилигримовым станом ограничивают зону движения электротележки для транспортировки слитков. При движении тележки с гильзой включается световая сигнализация. На быстроходных станах ограждение муфт и шпинделей должно быть рассчитано на возможность удержания осколков при разрыве муфт. Над шпинделями главного привода станов для удобства обслуживания станов устанавливают переходные мостики. Исключением является пилигримовый стан, мостики над шпинделями которого устанавливать запрещается. При прошивке заготовок и раскатке труб на риллинг-станах особое внимание уделяется безопасной работе на выходной стороне стана.

При боковой выдаче гильз или труб и работе на сменяемых оправках рабочее место вальцовщика устанавливается со стороны, противоположной выбрасыванию гильзы (трубы). Кроме того, принимают меры, предупреждающие самопроизвольное открывание крышек выходных проводок (на тех станах, где нет центрова- телей). В частности, совершенно недопустима работа на искривленных стержнях, поскольку это приводит к их большому биению и снижает их продольную устойчивость.

Запрещается выбивать застрявшую в гильзе оправку или застрявшую в валках заготовку путем перемещения упорного подшипника со стержнем. Тем более недопустима установка переходного патрубка между застрявшей заготовкой и стержнем. На станах поперечно-винтовой прокатки линейки и проводки надежно закрепляются для того, чтобы исключить их выбивание и смещение при работе. При неисправности тормозов механизма подъема роликов, центрователей стержня, выбрасывателей, хода упорного подшипника работа воспрещается. Тормоза подлежат ежемесячной проверке.

Перед входным желобом автомат-стана, трехвалкового раскатного и риллинг-станов обязательно устанавливаются дозирующие устройства, исключающие попадание на ось прокатки одновременно двух гильз (труб).

При прокатке на автомат-стане нельзя допускать к использованию гильзы с застрявшими оправками прошивного стана. Механизм включения роликов обратной подачи должен исключать возможность преждевременного включения во время смены оправок. Для этой цели выходная сторона автомат-стана оборудована лампой, сигнализирующей о самовключении роликов обратной подачи. Во избежание подачи гильз на трехвалковый раскатной или непрерывный стан без оправки необходимо обеспечить безотказную работу механизма удержания гильзы (пневматический прижим или шибер).

На тех агрегатах, где применяют пилы для отрезки концов труб, уборка отрезаемых концов и их сбрасывание в коробки должны быть механизированы. Недопустима ручная подправка обрезков в направляющих желобах.

Недопустимо пилой, предназначенной для горячей резки, резать холодный металл. Диск пилы необходимо регулярно осматри- дать и при обнаружении на нем трещин своевременно заменять (заварка трещин недопустима). Если технологическим процессом предусмотрена отрезка трубы, имеющей обычно разорванный конец, а обрезка не произведена, то такую трубу нельзя задавать в последующий прокатный стан.

Для предупреждения схода трубы с рольганга по краям последнего устанавливаются борта высотой не менее 200—300 мм.

Современные агрегаты полностью или частично работают на автоматическом управлении. Однако на пультах управления каждого стана необходимо предусмотреть кнопки переключения на ручное управление. Особое внимание должно уделяться транспортировке труб по цеху с помощью кранов. Транспортировка производится пакетами массой не более 5 га. Пакет труб обязательно перевязывается проволокой в несколько ниток в двух-трех местах. Недопустимо, чтобы в пакетах вместе с трубами большой длины находились и короткие.

Стеллажи складов для заготовки и для труб изготовляются весьма прочными, исключающими раскатывание металла. Расстояние между опорами стеллажей должно исключать возможность падения коротких заготовок или труб. Между отдельными штабелями предусматриваются проходы шириною не менее 1 м.

Высота штабелей труб при ручной зацепке труб чалочными приспособлениями кранов устанавливается не более 2 ж, а при механизированном захвате — 4 м.

 

СОДЕРЖАНИЕ:  Производство труб

 

Смотрите также:

 

Механизация и автоматизация производственных процес...

Механизация и автоматизация производственных процессов — это комплекс мероприятий, предусматривающих широкую замену ручных операций машинами и...

 

Механизация и автоматизация — главное направление...

Различают частичную и комплексную механизацию и автоматизацию.
4, Объясните отличие частичной и комплексной механизации и автоматизации.

 

Комплексная механизация и автоматизация...

§ 4. Комплексная механизация и автоматизация строительства. Современная технология строительного производства основана на выполнении строительных...

 

Механизация и автоматизация процессов нарезания...

К настоящему времени наметились следующие основные направления механизации и автоматизации процессов зубонарезания

 

Комплексная механизация и автоматизация...

В настоящее время принимаются меры к переходу к высшей стадии механизации строительных процессов — автоматизации.