Цепные волочильные станы

06.10.2019

За последние годы создано волочильное оборудование, на котором ручной труд значительно сокращен или полностью исключен. Ho наряду с такими станами на заводах все еще широко применяются станы старых конструкций, главным образом для волочения мелких, тонкостенных труб, прутков и профилей из цветных металлов. Ниже рассматривается конструкция такого сдвоенного трубного волочильного стана с двумя цепями, работающими от одного двигателя и обслуживаемого двумя рабочими.

Основные части стана (рис. 119): станина 1, волочильная цепь 6, тележка 7, волокодержатель 8 и стойка 9 для закрепления волочильного болта. Верхняя часть станины служит направляющей для движения тележки и цепи. На одном конце станины, на валу укреплена звездочка 4 (зубчатое колесо), приводящая в движение цепь, а на другом конце находится свободно вращающийся натяжной ролик 5, регулирующий натяжение цепи.

В передней части стана расположен электродвигатель и редуктор, состоящий из набора шестерен (рис. 120) и предназначенный преобразовывать большое число оборотов двигателя 1 в малое число оборотов звездочки 5. Этим достигается сравнительно замедленное движение волочильной цепи. У некоторых станов редукторы делают со сменными шестернями, благодаря чему можно работать с большими или малыми скоростями волочения. Конструкцией редуктора предусмотрено свободное перемещение рукояткой 4 муфты 3 вдоль оси вала и свободное вращение на этом валу шестерен 2, которые входят в зацепление с муфтой. Последняя, имея шпонку, или вращается вместе с валом, или свободно скользит вдоль его оси. На рис. 120, а показано зацепление муфты 3 с малой шестерней, что соответствует большой скорости волочения, а на рис. 120,б — зацепление муфты с большой шестерней, что соответствует меньшей скорости волочения.

На волочильных станах применяют пластинчатые роликовые цепи, звенья которых состоят из двух и большего числа пластин и роликов, проходящих через отверстия на концах пластин.

Тележка служит для передачи тянущего усилия от цепи к трубе или прутку. Конструкций тележек очень много, но на станах простых конструкций, наибольшим распространением пользуются тележки с клещами (рис. 121). Эти тележки состоят из корпуса 1, передвигающегося по станине станка на роликах, крюка 2 и губок клещей с вставленными в них плашками 3 с насечкой. Крюк служит для передачи усилия от цепи к тележке, для чего его вручную или автоматически вводят в зацепление со звеньями цепи. По окончании волочения крюк под действием противовеса 4 освобождается из цепи, а изделие из плашек.

В целях смягчения рывка, происходящего в первый момент захвата трубы или прутка плашками 2, некоторые тележки (рис. 122) снабжаются буферами 3. Буфер представляет собой стальной полый цилиндр с помещенной внутри его пружиной 6. Под действием тянущего усилия пружина в момент включения тележки сжимается, тем самым смягчая рывок.

Для возврата тележки по окончании волочения к волокодержателю на волочильных станах устанавливают самовозвраты. В одних случаях для этой цели применяют отдельные двигатели, в других — используют работу основного двигателя. В качестве примера на рис. 123 приведена схема такого самовозврата, действующего от основного двигателя. Основные детали такого самовозврата: две шестерни 4, передний ролик 1 и задний ролик 2 с канавками по окружности, трос 3, рычаг 6, педаль 5 и пружина 7. Трос прикреплен к тележке 8.

На рис. 123, а показан момент волочения трубы 9. Видно, что при опущенной педали трос провисает и в то же время увлекаемый вперед тележкой движется на встречу вращению переднего ролика. На рис. 123,б изображен момент возврата тележки. Здесь видно, что при нажиме на педаль задний ролик перемещается вправо, трос при этом натягивается и под действием сил трения, возникающих между передним роликом и тросом, перемещается в сторону вращения переднего ролика, увлекая тележку за собой к волокодержателю.

В задней части стана находится стойка 9 (см. рис. 119) для крепления волочильного болта. В момент волочения стойка удерживает болт от продольного перемещения и тем самым сохраняет неизменное положение оправки в волоке. По своему устройству стойки бывают неподвижные и подвижные. При неподвижных стойках регулировку рабочей длины болта, т. е. установку оправки в рабочее положение, осуществляют при помощи шайб. В другом случае болт регулируется перемещением самой стойки. Имеются и другие устройства для этой цели.

Основными показателями, характеризующими стан, являются: максимальная сила тяги — усилие волочения, скорость волочения, диаметр обрабатываемых изделий и полезная длина стана.

Под максимальной силой тяги (иногда неправильно называемой мощностью) стана понимается наибольшая допустимая сила натяжения цепи или тянущего устройства при волочении изделий. Существующие станы строят с силой тяги 0,2—150 Т.

Скорость движения цепи (скорость волочения) измеряется расстоянием, которое проходит цепь за одну минуту.

Для волочения труб и прутков обычно применяют цепные станы со скоростями 7—150 м/мин. Для крупных изделий применяют малые скорости волочения, а для мелких — большие.

Протяжка с большими скоростями без обрывов возможна только, если на стане имеется устройство, позволяющее начинать волочение при малой скорости и плавно увеличивать ее до максимального значения.

Если стан допускает изменение скорости волочения, необходимо иметь в виду, что одновременно с изменением скорости меняется и сила тяги цепи: с увеличением скорости сила тяги уменьшается и наоборот. Объясняется это тем, что при неизменной мощности двигателя скорость движения цепи и сила тяги могут изменяться только одна за счет другой, как это будет показано далее.

Диаметр обрабатываемых изделий ограничивается величиной отверстия волокодержателя.

Полезной длиной стана является максимальная длина трубы или прутка, которая может быть протянута на нем. Полезная длина стана ограничивается длиной станины и обычно составляет 7—10 м, в редких случаях достигая 48 м.

Работа на цепном волочильном стане происходит в следующем порядке. Трубу, надетую на болт с оправкой, задают захваткой в волоку. Затем плашками тележки зажимают захватку, а крюк тележки включают в движущуюся цепь, после чего начинается волочение трубы. По выходе из волоки труба сбрасывается со стана, а тележка возвращается к волокодержателю.

Для выполнения вспомогательных операций на волочильных станах старых конструкций в настоящее время устанавливают различные механизмы, облегчающие труд рабочих и увеличивающие производительность станов. Например, на одном заводе была проведена следующая механизация 10—50-Т волочильных станов. Для подачи труб на ось волочения применили наклонные столы с пневматическим устройством (рис. 124). Работает оно следующим образом. Под действием сжатого воздуха шток 1 и рычаг 2 перемещаются из одного крайнего положения в другое. Связанный с ними сектор 3 с выемкой при этом поворачивается на 90° и отделяет одну трубу, которая затем скатывается по наклонному столу в желоб на линию волочения.

Механизм для подачи волочильного болта с оправкой в трубу также работает от сжатого воздуха (рис. 125). Шток 1 пневмоцилиндра 2 связан с волочильным болтом 3 пластиной 4. Движением штока болт с оправкой вводится в свободный конец трубы и вместе с ней занимает рабочее положение. По окончании волочения шток, болт и оправка возвращаются обратно.

Устройство механизма для сбрасывания протянутых труб в стеллаж схематически показано на рис. 126. Основные детали этого механизма: пневмоцилиндры 1 и 2 со штоками 3 и 4 и рычаги 5, 6 и 7. В зависимости от положения штока 3 рычаг 6 может располагаться вдоль или поперек направляющих балок 8. Шток 4 проходит через центр вращения рычага 6 и при движении вверх поднимает конец рычага-сбрасывателя 7. Таких механизмов по всей длине направляющих балок устанавливают несколько штук. Перед началом волочения рычаги-сбрасыватели удерживаются фиксаторами вдоль стана (на рисунке показано пунктиром), а по мере движения тележки рычаги поворачиваются на 90° и располагаются под протягиваемой трубой. По окончании волочения шток 4 поднимает конец рычага 7 и труба скатывается в стеллаж. После сброса трубы одновременно поворачиваются рычаги 6 и 7 в исходное положение, где и удерживаются фиксаторами до волочения следующей трубы.

Чтобы исключить ручное включение тележки на волочильных станах, предназначенных для волочения мелких труб, применяют механизированные тележки, автоматически захватывающие изделие и включающие в цепь (рис. 127). Во время рабочего хода тележки хвостовик Б крюка 1 находится в зацеплении со скобой 2, укрепленной на оси 3, а рабочий конец А благодаря натягу при волочении удерживает цепь 4 приподнятой. По окончании волочения цепь под действием силы тяжести освобождается из крюка, и падает, но крюк продолжает оставаться в зацеплении со скобой. При возврате тележки к волокодержателю 5 скоба ударяется о буфер 6 и повертывается на оси влево (см. рис. 127,б), сжимая пружину на стержне 7. Хвостовик крюка выходит из зацепления со скобой и под действием пружины на стержне 8 поднимается вверх, благодаря чему рабочий конец крюка опускается вниз и включается в цепь. При начавшемся движении тележки клещи 9 захватывают изделие 10, а цепь натягивается и вместе с крюком несколько поднимается вверх, другой же конец крюка опускается и зацепляется за скобу. В таком положении крюк остается до конца волочения изделия, после чего он освобождается и тележка вновь возвращается к волокодержателю.

Для освобождения крюка из цепи с целью возврата к волокодержателю не захватившей изделие тележки служит ограничитель 11. Его действие основано на том, что ввиду отсутствия натяга от волочения рабочий конец крюка находится в нижнем, а хвостовик — в крайнем положении, подобном изображенному на рис. 127, б. Хвостовик крюка, будучи приподнятым, не может свободно пройти под ограничителем и будет поэтому прижат последним книзу. Вследствие этого ограничитель заставит крюк освободиться от цепи и зацепиться за скобу, т. е. принять положение, указанное на рис. 127, а. Затем тележка возвращается к волокодержателю для продолжения работы.

Для обработки прутков диаметром до 16 мм, отпрессованных в бухты, цепные волочильные станы оборудуют приспособлениями для резки прутков на части (рис. 128), состоящими из пары секторов 1 и укрепленных на них ножей 2. Благодаря зубчатому зацеплению секторы при повороте рукоятки 3 одновременно вращаются вокруг своих осей. Приспособление устанавливают на волочильном стане вблизи волокодержателя.

Пруток обычным способом протягивается из бухты через волоку до определенной длины. После этого рабочий поворотом рукоятки проводит во вращение секторы. Ножи под действием тянущего усилия врезаются в пруток и перерезают его. Отрезанный кусок прутка сбрасывается со стана в стеллаж, а тележка возвращается к волоке, захватывает выступающий из нее конец прутка и волочение начинается вновь.

При таком способе волочения сокращаются затраты на изготовление захваток, заметно увеличивается производительность стана и уменьшаются отходы.

Современные волочильные станы — высокомеханизированные комплексы агрегатов и узлов, действующих в определенной последовательности, включают:

1) загрузочное устройство;

2) механизм надевания труб на болт;

3)принудительное проталкивание труб и прутков в волоку;

4) автоматический захват изделия тележкой;

5) механизм сбрасывания изделий в стеллаж;

6) счетчик метража протянутых изделий;

7) автоматическое устройство для управления работой всех механизмов стана.

Скорости волочения современных станов (100—150 м/мин) выше, чем у станов прежних конструкций (15—50 м/мин). Значительно возросли и скорости возврата тележек к волокодержателям — до 180 м/мин. Для предотвращения рывка тележки в самом начале рабочего хода и удара при возврате ее к волокодержателю на современных станах применены специальные устройства, регулирующие скорости движения тележки. Наконец, современные станы рассчитаны на одновременную протяжку одной, двух и трех труб или прутков. Ниже рассматриваются конструкции двух таких станов для волочения труб, а также двух конструкций автоматизированных поточных линий для производства латунных прутков.

15-Т трехниточный трубный стан


На рис. 129 показана схема волочильного стана усилием 15 T фирмы «Спидем». На стане можно обрабатывать трубы длиной до 15 м и диаметром при волочении в одну нитку до 60 мм, в две нитки — до 45 мм и в три нитки — до 35 мм. Скорость волочения можно регулировать в пределах 5—45 м/мин; скорость возврата тележки составляет 100 м/мин. Общая длина стана 34,3 м. Стан может работать в режиме полуавтоматического и ручного управления. Основными механизмами стана являются:

1) загрузочное устройство 1, предназначенное для подачи труб на линию насадки их на болты;

2) трайб-аппарат 4 для насаживания труб на болты;

3) опрокидывающее устройство 6 для передачи болтов с позиции загрузки в позицию волочения; устройство имеет два комплекта болтов (3x2 = 6 шт.);

4) волочильная часть стана с двумя тележками, механизмом возврата тележки и сбрасывателями протянутых труб;

5) система смазки труб эмульсией, подогретой до 30—60° С.

Рассмотрим устройство и работу указанных механизмов.

Загрузочная часть стана состоит из пяти транспортных цепей 1 и разборочного стола, расположенных над волочильной цепью 2. Загруженные на транспортные цепи трубы 3 по мере надобности подаются на разборочный стол для насадки их трайб-аппаратом 4 на волочильные болты 5.

Рабочим органом трайб-аппарата служат два ряда роликов, из которых нижние (алюминиевые) являются приводными, а верхние (покрытые резиной) прижимными. Подъем и опускание прижимных роликов осуществляется пневмоцилиндрами. Для насадки трубы вручную задают в разведенные ролики, после чего верхние ролики опускают и включают привод. Скорость вращения роликов обеспечивает насадку труб на болты со скоростью 320 м/мин.

Опрокидывающее устройство 6 состоит из четырех пар стоек, на горизонтальных плечах которых расположено по три трубчатых желоба 7 с болтами. Стойки по команде с пульта управления могут перемещаться в пространстве друг относительно друга посредством рычагов 8, закрепленных на валах 9. Поворот валов происходит за счет работы электродвигателя 10. Внизу левой части рис. 129 показано положение стоек во время их работы и перемещения. Болты с насаженными на них трубами после перемещения стоек занимают нижнее положение — «позицию волочения», а свободные болты — верхнее положение — «позицию загрузки».

В конце опрокидывающего устройства по оси желобов размещены пневматические толкатели 11, которые после опрокидывания автоматически подают болты с трубами вперед — захватками в волоки. Эти же толкатели отводят болты после волочения назад.

Для предотвращения поворота опрокидывающего устройства во время волочения, что может привести к аварии, перед волокодержателем 12 установлен флажок — конечный выключатель KBVI. Во время волочения флажок отклоняется трубами и болтами вниз и тем самым делает опрокидывание невозможным. Только после того, как будет закончено волочение и болты займут левое положение (см. рис. 129), а флажок поднимется, смогут перемещаться желоба.

Отличительная особенность стана — две тележки: основная 13 и вспомогательная. Назначение последней — приводить в действие зажимные плашки и крюк основной тележки. При нормальном ходе работы вспомогательная тележка находится около волокодержателя, над основной тележкой. Ho в случае обрыва труб ее можно перемещать вручную по направляющим к передним концам оборванных труб.

Проследим за работой тележек. При возврате к во-локодержателю основная тележка пластиной 14 нажимает на KB1I, вследствие чего скорость ее движения замедляется. При дальнейшем движении срабатывает KBIII, после чего в трубы по болтам начинает поступать эмульсия, а тележка останавливается. В то же время автоматически включаются в работу пневмоцилиидры 15 вспомогательной тележки, которые своими штоками отжимают концы рычагов 16 и 17 вниз. Действие рачага 16 передается через рычаг 18 плашкам 19 основной тележки, которые, двигаясь в конических пазах, зажимают захватку трубы. В то же время при нажатии рычага

17 на крюк 20 волочильный крюк освобождается и, падая, свободным концом включается в движущуюся волочильную цепь. Так начинается волочение на малой скорости. После нажатия тележкой на KBI волочение переводится на большую скорость. При дальнейшем движении тележки срабатывает KBIV, прекращающий подачу смазки в трубы и дающий импульс на отвод толкателями болтов в заднее положение. Ho болты могут отойти только после того, как трубы выйдут из волок. По окончании волочения тележка делает рывок вперед, крюк 20 выходит из цепи и подхватывается крюком 21, а протянутые трубы по рычагам сбрасывателя падают в карман. На дальнем конце станины помещен KBV, ограничивающий ход тележки.

Во время волочения рабочий насаживает трубы на второй комплект болтов, а по окончании волочения нажатием кнопки вызывает: опрокидывание желобов и подачу труб захватками в волоки, размещение рычагов сбрасывателей вдоль стана и возврат тележки самовозвратом 22 к волокодержателю, после чего цикл волочения возобновляется.

Эмульсия для смазки наружной поверхности труб подается к волокодержателям беспрерывно.

По техническим данным производительность станов «Спидем» в 2—2,2 раза выше, чем у станов старых конструкций, поэтому и стоимость обработки труб ниже. Ho у станов имеются и недостатки, как-то: необходимость вручную подавать трубы в трайб-аппарат, подправлять трубы при подаче их в волоку, затрачивать много времени на протяжку оборвавшихся труб и т п.

75-Т трубный стан


На рис. 130 показан общий вид, а на рис. 131 схема волочильного стана усилием 75 Т, изготовленного заводом им. Генриха Pay (ГДР). Стан предназначен для волочения труб из цветных металлов диам. 150—400 мм с толщиной стейки 10—15 мм и длиной до 10 м. Минимальная длина заготовки 1,15 м. Максимальное усилие волочения 75 T стаи развивает при скорости 7 м/мин; при максимальной же скорости 21 м/мин усилие волочения составляет 25 Т. Скорость волочения в указанных пределах имеет бесступенчатое регулирование. Скорость насадки труб на оправку и скорость возврата насадочной каретки равны соответственно 30 и 60 м/мин, а скорость возврата волочильной тележки — 60 м/мин. Стан полностью механизирован и может работать в автоматическом режиме.


Стан имеет заковочную машину для изготовления у труб захваток. Машина представляет собой гидравлическое устройство (рис. 132), работающее при давлении 200 ат. Усилие главного плунжера 1 составляет 50 Т, а усилие выталкивающего плунжера 2—25 Т. Работа ковочной машины происходит следующим образом. Трубу 2 без захватки помещают на направляющий рольганг ковочной машины, предварительно отрегулированной по размеру обрабатываемых труб. Затем при помощи главного плунжера 1 передний конец трубы проталкивают через ковочную матрицу 3 на заданную длину, после чего плунжер 4 выталкивает трубу из матрицы. Захватка, получающаяся при таком способе изготовления, имеет цилиндрическую полую форму. Устойчивость сечения таких захваток недостаточна, чтобы противостоять сжимающему усилию плашек волочильной тележки, поэтому в ней между плашками помещают слегка коническую пробку, на которую надвигается захватка.
Цепные волочильные станы

Для укладки труб и перемещения их с одной операции на другую стан оборудован стеллажами и рольгангами.

Проследим за порядком работы на этом стане. Трубы с откованными захватками накапливаются на стеллаже 1 (см. рис. 131), откуда пневматическим сбрасывателем поштучно передается на рольганг 2. Затем цепной толкатель продвигает трубу на волочильный болт с оправкой, размещенный в барабане 3, после чего барабан повертывается вокруг своей оси на 180°. При этом труба с оправкой располагается по оси волоки, закрепленной в волокодержателе 4. Далее при помощи пневматического цилиндра 5 труба с оправкой подается вперед, и захватка, пройдя через волоку, надвигается на пробку волочильной тележки 6. После включения крюка тележки в движущуюся цепь 7 начинается волочение трубы со скоростью 7 м/мин, которая затем автоматически увеличивается до 21 м/мин. По мере продвижения тележки под трубой размещаются рычаги-сбрасыватели. По выходе заднего конца трубы из волоки крюк тележки автоматически отключается от цепи, клещи раскрываются и специальное устройство тележки сталкивает трубу с пробки на рычаги-сбрасыватели. Последние при помощи пневматических цилиндров занимают наклонное положение, и труба скатывается в стеллаж. Затем рычаги-сбрасыватели занимают исходное положение, а тележка при помощи механизма возврата 8 возвращается к волокодержателю и, не доходя до него 750— 900 мм, останавливается.

Одновременно с протяжкой одной трубы надевается на другой болт с оправкой следующая труба, чем достигается значительное увеличение машинного времени и, следовательно, производительности стана.

Для смазывания наружной и внутренней поверхности труб применяется эмульсия, подаваемая в зону волочения шлангом и через полый волочильный болт.

Трубная заготовка, поступающая на цепные волочильные станы с механизированной подачей на линию волочения и надеванием ее на волочильный болт должна отвечать определенным требованиям. Во-первых, трубы должны быть выправлены, так как надевать кривые трубы на болт и подавать их в волоку будет трудно. Во-вторых, трубы в партии должны быть примерно одной длины, чтобы обеспечить нормальную работу загрузочных устройств и проталкивателей. Наконец, при волочении труб с откованными захватками необходим контроль за их длиной, соосностью и плотностью заковки. Это условие обязательно для четкой задачи труб в волоки и надежного захвата их волочильной тележкой, особенно при многониточном волочении.

Производительность цепных волочильных станов зависит от скорости волочения, длины обрабатываемых изделий, времени, необходимого для заправки заготовки в волоку, и скорости возврата тележки.

Производительность за час указывают в килограммах, или в метрах.

Производительность цепного стана тем больше, чем дольше цепь загружена протяжкой. За 7 ч работы цепь при скорости движения 20 м/мин проходит путь длиной 20х420 = 8400 м. Если условно принять, что половина рабочего времени уходит на волочение, а другая — на возврат тележки, то условная производительность стана будет равна 4200 м за смену.

Этот пример наглядно показывает, что для увеличения производительности стана необходимо стремиться к увеличению скорости волочения и сокращению времени на возврат тележки к волокодержателю.

Производительность зависит также от длины обрабатываемых изделий: чем они длиннее, тем выше производительность.

Влияние скорости волочения и длины труб на производительность 15-Т трехниточного стана показано в табл. 39.

Например, при одновременном волочении трех труб длиной 3 м со скоростью 62 м/мин производительность составляет 1680 м/ч, а при длине труб, равной 13 м, она достигает 3000 м/ч. При скорости волочения 48 м/мин производительность в том и другом случае снижается соответственно до 1620 и 2730 м/ч.

Для ориентировочного подсчета производительности однониточных немеханизированных волочильных станов можно воспользоваться формулой

где П — производительность стана, м/ч;

vц — скорость движения цепи, м/мин;

vт — скорость возврата тележки, м/мин;

b — коэффициент использования машинного времени. Для мелких быстроходных станов b = 0,8; для крупных станов b = 0,6;

60 — число минут в 1 ч.

Длина изделия в формулу не входит, но ее влияние учитывается коэффициентом Ь. Чем больше длина изделия, тем меньше будут сказываться остановки тележки в крайних положениях и тем, следовательно, больше коэффициент b и производительность стана.



Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна