Глава 6. Оборудование и технологический инструмент роликовых станов хптр

6.1. Оборудование роликовых станов хптр

Возрастающие требования к геометрическим размерам тонкостенных и особотонкостенных труб, их прочностным характеристикам, жаропрочности и стойкости в агрессивных средах привело к созданию нового способа холодной периодической прокатки – прокатке труб роликами.

Первые отечественные станы холодной прокатки труб роликами (ХПТР) были созданы во ВНИИМЕТМАШе и появились на заводах в конце 1950-х гг.; их серийное производство организовано как в России, так и за рубежом. Роликовые станы периодического действия ХПТР предназначены для холодной прокатки особотонкостенных труб диаметром 4…120 мм и толщиной стенки 0,03…3 мм. Общая относительная деформация трубы за один проход 80…85% достигается в основном за счет уменьшения толщины стенки, так как по диаметру труба может быть уменьшена только на 2…4 мм. Станы ХПТР обеспечивают производство труб с высоким классом (4…6-й) шероховатости поверхности, малыми допусками по толщине стенки ± 5 - ± 10% и отношением диаметра к толщине стенки 150 - 1.

Роликовые станы по сортаменту прокатываемых труб можно разделить на две группы: 1 – станы для прокатки труб малых типоразмеров – станы ХПТР 3-8. ХПТР 4-15, ХПТР 8-15, ХПТР 15-30; 2 – станы для прокатки труб средних размеров – станы ХПТР 30-60 и ХПТР 60-120$ станы ХПТР 8-15 и ХПТР 15-30 изготавливаются также в двухниточном исполнении.

Станы ХПТР изготовляются правого и левого исполнения. Техническая характеристика указанных станов представлена в табл. 6.1.

Таблица 6.1. Техническая характеристика станов ХПТР

Параметры	ХПТР 4-15	ХПТР 8-55	ХПТР 15-30	ХПТР 30-60	ХПТР 60-120
Размер заготовки. мм
Диаметр	4,8…18	18	16…33	311…68	65…130
Длина	1800…4000	1500…5000	1500…5000	1500…5000	1500…5000
Размер готовой трубы, мм
Диаметр	4…15	8…15	15…30	30…60	60…120
Толщина стенки	0,008…1,5	0,008…1,5	0,1…2,5	0,3…3	60…120
Диаметр роликов, мм	32	52	62	83	180
Число роликов, шт.	3	3	3	3	4
Ход клети, мм	490	450	450	600	755
Число ходов клети, мин–1	60,80,120	60,80,120	60,89,124	10…100	10…100
Величина подачи заготовки за один ход, мм	1,7…8	1,3…8	1,3…9	1,3…9	1,3…9
Мощность двигателя главного привода, кВт	12,5	12,5	48	71	100
Производительность стана, м/ч	21…37	21…37	10…35	20…35	10…35
Масса стана, т	7,87	7,67	14,6	23,25	52,76
Габаритные размеры стана, м
Длина	8,2	8,2	9,6	17,06	17,72
Ширина	1,35	1,35	2,1	2,8	3,9
Высота	1.34	1,34	1,5	1,54	1,95

Компоновка оборудования станов ХПТР. На рис. 6.1 показана схема расположения оборудования однониточного роликового стана холодной прокатки труб. По такому плану расположено оборудование станов ХПТР 15-30, ХПТР 30-60 и ХПТР 60-120.

Стан ХПТР (см. рис. 6.1) состоит из рабочей клети 1, приводного механизма 2, механизмов подачи и поворота трубы 3, стола 4 для заготовок с механизмами их загрузки, смазочного, электрооборудования и др.

На станах ХПТР применяется только торцевая загрузка заготовок, поскольку прокатку ведут на цилиндрической оправке. Весьма жесткие требования предъявляют к механизмам подачи, так как стабильность величины подачи оказывает решающее влияние на разностенность готовых труб. Подача и поворот заготовки осуществляется с помощью мальтийских механизмов, а величина подачи устанавливается посредством коробки скоростей.

Размеры, м, роликовых станов:

Станы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	ХПТР8-15	ХПТР15-30	ХПТР30-60	ХПРТ60-120
Длина стана со стороны заготовки . . . .	11,0	20,5	25,5	25,4
Ширина . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	1,25	1,5	2,5	4,6
Высота над уровнем пола . . . . . . . . . . . .	1,07	1,25	1,32	1,8

Рабочие клети стана отличаются от рабочих клетей стана ХПТ по конструкции и принципу работы. Станы ХПТР (стандартного типа) состоят из рабочих клетей (рис. 6.2); их узлы: рабочие ролики, размещенные в сепараторе, станина и система рычагов, соединяющих сепаратор со станиной. Сепаратор выполнен в виде в виде втулки с прямоугольными окнами и двумя проушинами для соединения с рычагом. Ролики монтируются в окнах сепаратора посредством вкладышей, подаваемых на цапфы роликов. Благодаря вкладышам из бронзы, текстолита или других антифрикционных материалов ролики размещены в одной вертикальной плоскости и свободно перемещаются в радиальном направлении. Станина клети выполнена в виде толстостенного кольца-втулки. Станина рабочих клетей станов ХПТР крупных типоразмеров имеет выступы, на которых она перемещается в направляющих неподвижной рамы. На станах ХПТР 4-15, ХПТР 8-15, ХПТР15-30 толстостенная втулка встроена в легкую сварную каретку, которая может перемещаться в неподвижной раме. При расчете на прочность и жесткость станину представляют в виде толстостенного кольца, нагруженного изнутри сосредоточенными силами по числу роликов. Путем перемещения специальных клиньев ролики устанавливаются на размер прокатываемой трубы.

Стан ХПТР 15-30 стандартной конструкции может быть оснащен валковой клетью (рис. 6.3) с диаметром рабочих валков 300 мм. Валки так же, как на станах ХПТ, приводятся от зубчатых реек. Масса валовой рабочей клети стана ХПТР 1450 кг (вместо 2100 кг стана-аналога ХПТ 32).

Валковая клеть позволяет прокатывать на роликовом стане трубы из КС-стали диаметром 14…20 м с толщиной стенки ≥ 0,5 мм из заготовки диаметром 25…32 мм с толщиной стенки до 3,0 мм. При этом производительность стана ХПТР 15-30 с валковой клетью увеличивается и составляет 120 м/ч при суммарной вытяжке 2,5…8,5.

Станы ХПТР 6-15 и ХПТР 15-30 изготовляют также двухниточными, их индекс 2ХПТР 6-15 и 2ХПТР 15-30. Трубы, прокатываемые на таких станах, имеют допуск по наружному диаметру ± 0,05 мм, по внутреннему диаметру ± 0,03 мм. Благодаря прокатке одновременно двух труб производительность стана увеличивается в среднем в 1,6…1,7 раза.

Для прокатки труб диаметром 80…10 мм применяют станы ХПТР 30-60 и ХПТР 60-120, в которых рабочая клеть (рис. 6.4) имеет опорные катки, установленные с рабочими роликами 2 в подвижном сепараторе 3. Опорные планки 4 с регулировочными клиньями 5 закрепляются в неподвижной обойме 6. Диаметр цапф рабочего ролика значительно меньше катающего диаметра, благодаря чему значительно увеличивается длина хода сепаратора, снижается масса подвижных частей клети, что особенно важно для станов ХПТР больших типоразмеров.

Механизм подачи и поворота. С его помощью подают и поворачивают заготовки в строго определенные моменты времени в крайних положениях рабочей клети. Для обеспечения высокой точности величины подачи и угла поворота в этом механизме используется мальтийский крест (рис. 6.5) в качестве преобразователя непрерывного вращения в прерывистое. Периодический поворот шестипазового ведомого диска 1 на 60° осуществляется пальцем 2, установленным кривошипом на ведущем валу 3 при его повороте на угол равный 120°. Во время поворота на остальные 240° кривошип не взаимодействует с ведомым диском, который остается неподвижным.

Подача и поворот заготовки стана ХПТР выполняются с помощью патрона специальной конструкции, который вместе с люнетами, поддерживающими заготовку и стержень оправки, перемещается в направляющих промежуточной рамы, установленной между станиной рабочей клети и механизмом подачи и поворота заготовки.