книги из ГПНТБ / Вакуумные прокатные станы

Рабочая камера предназначена для размещения всей клети прокатного стана (тип «клеть—камера») или только валков (тип «валки—камера»).

Это определяет различия в конструкциях рабочих камер. В станах типа «клеть—камера» рабочая камера может быть выпол­ нена цилиндрической формы (стан МИСиС) или в виде паралле­ лепипеда (стан ЛПИ — см. рис. 50). При помощи вакуумноуплотненных фланцев рабочая камера подсоединяется с одной стороны к камере нагрева, а с другой — к камере выгрузки.

В первых станах типа «валки—камера» рабочей камерой явля­ лась сама рабочая клеть (см. рис. 65). При этом камера испыты­ вает, кроме атмосферного давления, усилие прокатки, что в ряде случаев приводило к ее разгерметизации из-за нарушения сплош­ ности сварных швов.

Более совершенной является конструкция рабочей клети, у которой усилие прокатки воспринимается станинами, вынесен­ ными за пределы вакуумной камеры, устанавливаемой между станинами. В вакуумной камере располагается только бочка ра­ бочих валков и проводковая арматура. Примером являются станы ДУО-155 и ДУО-200 конструкции ФТИ АН УССР, ДУО-300

совпадают с требованиями, предъявляемыми к устройству камер нагрева.

Камера выгрузки предназначена для накопления прокатанного металла, охлаждения его и выдачи. По своей конструкции камеры выгрузки аналогичны камерам загрузки. Однако в камерах вы­ грузки применяются несколько иные механизмы, что и определяет особенности их конструкции. В существующих станах камера выгрузки оборудована манипуляторами.

В настоящее время спроектированы камеры выгрузки, в кото­ рых предусмотрено складирование прокатанного металла с после­

140

Крутящий момент, передаваемый одним винтом,

5 — шаг резьбы (принимаем S-— 10 мм);

p' = arctgp.p = arctg 0,15 = 8° 30', где цр = 0,15 — коэффициент трения в резьбе.

Вакуумные уплотнения

Наиболее ответственные элементы вакуумных прокатных ста­ нов — вакуумные уплотнения. Одним из основных требований, предъявляемых к вакуумным уплотнениям, является герметич­ ность. Вакуумные уплотнения должны быть простыми в изготовле­ нии и при сборке. Рассмотрим основные типы уплотнений, приме­ няемых на вакуумных прокатных станах.

Уплотнения для ввода шпинделей в станах типа «клеть— камера». В станах этого типа в герметическую камеру Клеть заключается со всем вспомогательным оборудованием, что и опре­ деляет конструкцию вакуумного ввода шпинделей. На рис. 98 показана типовая схема ввода шпинделей в камеру. В вакуумной камере / помещается клеть 2 прокатного стана, валки которой через промежуточные шпиндели 3 и 4 приводятся от привода 5. Герметичность ввода в вакуумную камеру создается уплотне­ ниями 6, выполненными, например, в виде вильсоновских.

141

Применение стандартных вакуумных уплотнений определяет простоту и высокую степень надежности вакуумной системы и является одним из основных достоинств станов данного типа.

Аналогичное решение вакуумного ввода шпинделей выпол­

чения в вакуумную камеру лабораторного прокатного стана.

Рис. 98. Схема вакуумного ввода шпинделей стана типа «клеть—камера»

касторовым маслом. Недостатком данной конструкции является расположение фланца с внутренней стороны камеры, что значи­ тельно осложняет сборку, а также затяжку уплотнения.

Данная задача решена в конструкции вакуумного прокатного стана МИСиС-210.

Уплотнение для ввода валков в станах типа «валки—камера».

В прокатном стане этого типа в вакууме находятся только прокат­ ные валки. В первых конструкциях рабочая клеть являлась частью

стана 200 (см. рис. 61) шейки валков вместе с опорными подшип­ никами находятся в закрытых подушках 5, 6. Подушки нижнего валка неподвижны и уплотнены с наружной стороны станины ре­ зиновым кольцом. Шейки валка до опорного подшипника уплот­ нены вильсоновским уплотнением с сальниками 7 типа CK 80 X 105, так что подшипники находятся вне вакуума. Шейка верхнего валка уплотнена таким же способом, но подушка перемещается по кор­ пусу станины клети в направляющих. Уплотнение подвижных подушек осуществляется кольцами маслостойкой резины, помещен­ ными в вырезы на станине. Уплотненные подвижные подушки

142

опорных подшипников верхнего валка позволяют поднимать и опускать его нажимным устройством без нарушения вакуума

вкамере.

На Узбекском комбинате тугоплавких и жаропрочных металлов

(г. Чирчик) установлен стан ДУО-155, имеющий вакуумный ввод, аналогичный вышеописанному.

Существенным недостатком конструкций вакуумных вводов рассмотренного типа является то, что резиновые уплотнения рас­ полагаются непосредственно между подушками валков и стенками вакуумной камеры—станины. При прокатке высокопрочных ме­ таллов, таких как вольфрам, молибден и других, возможен вслед-

Рис. 99. Типовые узлы вакуумных уплотнений

ствие прогиба валков и разворота подушек отход плоскостей подушек от стенок камеры и, как следствие, нарушение герме­

Устройство для уплотнения рабочих валков снабжено гибким кольцом, внешняя кромка которого закреплена во фланце окна вакуумной камеры, а внутренняя кромка — во фланце кольцевого уплотнения шейки валков. Это обеспечивает вакуум в рабочей камере стана при деформации металла.

При работе на стане в моменты пластической деформации ме­ талла рабочими валками / возникает нагрузка от давления на них металла. В результате этого валки прогибаются, и подушки 2 разворачиваются. Разворот их происходит за счет деформации кольцевых гибких уплотнений 3, которые крепятся к подушкам и фланцам 4. Вследствие этого фланцы всегда прижаты к стенкам

14

осуществлено по промежуточным шпинделям (рис. 101). Рабочая клеть / стана — обычной конструкции, литая, из стали.

Вакуумная камера состоит из трех самостоятельных частей 2, 3 и 5, присоединяемых к станинам клети с помощью стационарных вакуумных уплотнений таким образом, что полностью закры­ ваются проемы окон станины. Для облегчения монтажа и для восприятия упругих деформаций клети при прокатке в замкнутом кольцевом кожухе 3 по периметру расположены компенсаторы 4

обычного типа. Валки вращают­ ся в герметизированных под­ шипниках качения. Нажимные винты и тяги уравновешивающего устройства уплотняются сверху или на входе в вакуумную ка­ меру с помощью обычных уплот­ нений.

Крутящий момент от шестеренной клети на валки передается через универсальные шпиндели, находящиеся в вакуумной ка­ мере. Уплотнение вакуумной камеры со стороны привода осу­ ществлено по промежуточным шпинделям. Для обслуживания шпинделей и вакуумных уплотнений часть камеры, в которую по­ мещаются шпиндели, имеет верхнюю откидную крышку.

В вакуумной камере 3 установлены вспомогательные меха­ низмы и устройства: рольганги, направляющие столы с линей­ ками, проводки, подогреватели валков и др.

Рассматриваемая конструкция вакуумных вводов обладает рядом достоинств, отличающих ее от ранее описанных:

1. Применяются только стандартные вакуумные уплотнения: какие-либо уплотнения плоских перемещающихся поверхностей полностью исключаются.

144

2.Максимальный раствор валков не ограничивается условиями герметизации, так как универсальные шпиндели находятся пол­ ностью в вакуумной камере.

3.Отсутствие вакуумных уплотнений по бочкам или шейкам

валков позволяет сравнительно просто подогревать валки.

4.Возможность переделки существующих станов на ваку­ умные.

5.Вакуумная камера стана выполняется аналогично для лю­ бого вида станов: ДУО, КВАРТО и т. д.

Уплотнение отдельных элементов. Герметичное соединение

всего применяются канавки прямоугольной формы. В качестве прокладок используют прямоугольный или круглый шнур из вакуумной резины.

На рис. 99, г, д, е показаны типовые узлы таких соединений [61].

Уплотнение оси штурвала нажимного устройства может на­ бираться из двух резиновых и расположенного между ними ме­ таллического колец (рис. 99, ж). Затягивается такое уплотнение посредством втулки. Для лучшей герметизации в некоторых

Вакуумные затворы

Описанные в гл. I I вакуумные затворы применяют в основном для перекрытия трубопроводов, соединяющих вакуумные насосы с вакуумными камерами. Для отсоединения различных частей вакуумных станов (форкамеры от камеры нагрева, рабочей ка­ меры от камеры выгрузки) применяются технологические затворы, которые по своей конструкции должны быть проходными. В про­ ходных затворах запирающая тарелка полностью убирается от закрываемого отверстия при помощи системы рычагов. Однако передача заготовок из одной камеры в другую затруднена вслед­ ствие отсутствия проводок. Поэтому в вакуумных прокатных ста­ нах применяют такие затворы, которые в открытом состоянии можно использовать для передачи металла. Это достигается путем изготовления в клапане проводки, занимающей при его открывании место в технологическом потоке движения металла.

У вакуумного клапана, показанного на рис. 102, на свободном конце штока на контрольной шпильке крепят проводку любой формы и сечения, которая предохраняет от провисания металл, передаваемый через клапан [63]. Клапан имеет металлический корпус /, внутри которого находится шток 2 с эксцентриком 3, прижимающим тарелку 4, запирающую проходное отверстие 5.

Рис. 102. Вакуумный клапан

Рис. 103. Вакуумный затвор с круглым про­ ходным сечением:

/ — э л е к т р о п р и в о д ; 2 —

6 — з а п и р а ю щ а я з а с л о н ­ ка; 7 — в с п о м о г а т е л ь ­

146

На свободном конце на контрольной шпильке 6 сделана проводка 7, которая становится на проходном отверстии после отвода от от­ верстия закрывающей тарелки. На конце штока под контрольной шпилькой имеется кольцевая канавка 8, позволяющая вращать шток с эксцентриком для перемещения и прижатия тарелки. При

умное уплотнение 10 наружу.

На крупных станах для перекрытия тех­ нологических проемов большого сечения применяются затворы шиберного типа, в ко­ торых выдвижной запорный диск с помощью штока и эксцентрика может перекрывать отверстие или смещаться в сторону. Распро­ страненными являются двухтарельчатые ры­ чажные затворы и кассетные с механиче­ ским прижатием заслонки.

Затворы первого типа (рис. 103) изготовляются с круглым проходным сечением диаметром 900 и 1200 мм. В прямоугольном корпусе этих затворов на центральном стержне шарнирно укреп­

Конструкция вакуумного кассетного затвора с механическим прижатием заслонки приведена на рис. 104. Проходное отверстие и заслонка имеют прямоугольную форму.

Технические характеристики затворов шиберного типа пред­ ставлены в табл. 20.

Устройства для перемещения металла

В первых конструкциях вакуумных прокатных станов для управления процессом прокатки в вакууме были сконструиро­ ваны манипуляторы и толкатели (рис. 105, а, б) [61 ] . Опыт работы

А-А

Рои. 105. Манипулятор (а) и толкатель (б)

показывает, что наибольшие трудности возникают при транспор­ тировке, направлении, задаче заготовок в валки и выдаче из валков при прокатке.

148

В современных механизированных вакуумных прокатных ста­ нах с поточным технологическим процессом обработки металла непременным условием является применение рольгангов, от кото­ рых в большой степени зависит производительность и бесперебой­ ная работа стана в целом.

По назначению рольганги разделяются на рабочие и транс­ портные. Рабочими называются рольганги, служащие для за­ дачи металла в клеть вакуумного прокатного стана и приема из

7аx l

ф ф 'I' 'I' і|' ф 'I' Ч' I)I ф ф

7*t

клети. Транспортные рольганги связывают между собой различ­ ные устройства стана, нагревательную печь и рабочую клеть, камеру выгрузки с рабочей камерой и т. д.

По конструктивному исполнению рольганги могут быть с груп­ повыми и индивидуальными приводами роликов.

Широкое распространение получили рольганги с индивидуаль­ ным приводом, так как они имеют ряд эксплуатационных преиму­ ществ.

Однако для вакуумных прокатных станов применение роль­ гангов с индивидуальным приводом не является перспективным. Необходимость выведения электродвигателя за пределы вакуум­ ной камеры в связи с невозможностью работы его в условиях вакуума приводит к увеличению количества вакуумных вводов

вкамеру, а следовательно, к неоправданному усложнению ее кон­ струкции и работы рольганга в целом.

Наиболее перспективным представляется использование роль­ гангов, состоящих из групповых секций по пяти—восьми роликов

вкаждой, приводимых от одного электродвигателя через промежу­ точные шестерни.

149