книги из ГПНТБ / Вакуумные прокатные станы

такого типа достигается также с помощью уплотнений Вильсона, манжет из вакуумной резины или мембран.

Конструкция вентиля, предназначенного для перекрытия от­ верстий до 40 мм в вакуумных системах с давлением 10 ~—55 мм рт. ст., показана на рис. 38.

Основные размеры латунных вентилей приведены в табл.19.

Т а б л и ц а 19

Основные размеры (в мм)

вакуумных латунных вентилей

(рис. 38)

р е г у л и р у ю щ а я в т у л к а ; 8 — ф л а н е ц ; 9 — р е з и н о в о е у п л о т н е н и е ; 10 — гайка

Фланцевые соединения

Уплотнение в таких соединениях достигается за счет дефор­ мации уплотняющих прокладок. Наиболее распространенным ма­ териалом для прокладок является вакуумная резина сорта 7889

на рис. 39 [74]. Для фланцев с внутренним диаметром прокладки до 500 мм обычно применяются соединения по типу рис. 39, а; соединения по типу рис. 39, б используются при большом пери­ метре уплотнения; для уплотнения крышек вакуумных камер диаметром более 200 мм применяются соединения, показанные на рис. 39, в; соединения рис. 39, г используются для уплотнения фланцев диаметром до 100 мм, рис. 39, а, д и е — для уплотнения фланцев с внутренним диаметром прокладки до 200 мм. Прокладки небольших размеров вырезают из листовой резины, а при диа­ метрах более 300 мм склеивают из резинового шнура.

На рис. 40 показаны два типа фланцевых соединений с про­ кладкой из листовой резины или вакуумного шнура. Недостатком применения в качестве уплотнителя вакуумной резины являетсявыделение газов на ее поверхности, особенно при уменьшении дав­ ления ниже Ю - 6 мм рт. ст., и невозможность использования соединения при температурах выше 100° С.

70

Значительно большим диапазоном рабочих температур и мень­ шим газовыделением обладают вакуумные прокладки из фторо­ пласта. Для высокого и сверхвысокого вакуума используются прокладки из мягких металлов: золота, серебра, меди, алюминия и свинца.

Фланцевые соединения с алюминиевыми прокладками могут работать при температурах до 350° С, с медными — до 500° С. Наиболее целесообразным является канавочно-клиновой профиль металлических уплотнителей.

> '//AM

К)

Вакуумные вводы

Для ввода в вакуумное пространство неподвижных трубок небольшого диаметра (до 30 мм) получили распространение гриб­ ковые уплотнения (рис. 41). Хорошее уплотнение трубки дости­ гается плотным прилеганием к ней резиновой или фторопластовой прокладки, которая сплющивается гайкой через промежуточную шайбу. Корпус грибка вваривают в стенку вакуумной детали — стационарное уплотнение или вставляют в отверстие стенки через резиновое кольцо — съемное уплотнение.

Для уплотнения штоков и валов, совершающих возвратнопоступательное или вращательное движение, используют сальни­ ковые уплотнения (рис. 42). Уплотнение достигается за счет равно­ мерного прижатия атмосферным давлением к полированному валу кольцевых прокладок из вакуумной резины, надетых на него с не-

71

которым натягом. Прокладки зажимаются между металлическими шайбами фигурного профиля нажимной гайкой. Для нормальной ра­ боты уплотнения необходима регулярная смазка вала смесью вакуумного масла с парафином. В качестве уплотняющих прокла­ док применяют тонкую (1,5—2 мм) маслостойкую резину; диа­

плотность уплотнения.

При вращательном движении широко применяются уплотнения с помощью манжет, изготовляемых из жесткой вакуумной резины марок 1015 и ИРП-2044. Для более надежного уплотнения при­ меняют манжеты, армированные пружинным стальным кольцом.

стакан; 5 — втулка; 6 — гайка; 7 — ф л а н е ц ; 8 — у п л о т н е н и е (стекло); 9 — у п л о т н е н и е (керамика)

Для смазки и уплотнения манжет используют вакуумное масло ВМ-1. Наилучшие результаты дает применение нескольких манжет с промежуточной откачкой уплотнения механическим насосом.

Ввод в вакуумные камеры электропроводов, измерительных и осветительных приборов, термопар (слаботочный ввод) выпол-

72

стан компактен, удобен в обслуживании и может обладать боль­ шой мощностью при незначительных габаритах клети. Недостат­ ком станов такого типа является то, что давление металла на валки воспринимается сварными станинами, играющими одновременно роль вакуумных камер. Такую конструкцию станин нельзя ис­ пользовать для сооружения мощных промышленных вакуумных станов из-за недостаточной прочности сварных соединений и не­ совершенства самой системы уплотнения рабочих валков при вводе в вакуумную камеру.

Дальнейшим развитием станов этого типа явилась конструкция рабочей клети, у которой усилие прокатки воспринимается ста­ нинами, вынесенными за пределы вакуумной камеры. Такую кон­ струкцию имеют станы ДУО-155, 170 и 200 конструкции ФТИ АН УССР, ДУО-300 конструкции ВНИИМЕТМАШ, ДУО-400 кон­ струкции ВИЛС и др.

Прокатные станы, предназначенные для работы только в ва­ кууме или для работы как в вакууме, так и в инертных средах, обычно именуют вакуумными прокатными станами.

2. ВАКУУМНЫЕ ПРОКАТНЫЕ СТАНЫ

Для прокатки металлов в вакууме разработаны различные по своей конструкции лабораторные и промышленные станы. Ниже рассматриваются конструктивные особенности таких станов, ра­ ботающих в нашей стране и за рубежом.

Станы типа «клеть—камера»

Стан ДУО-85 конструкции ФТИ АН УССР. Станы первой кон­ струкции ФТИ АН УССР получили широкое распространение в стране. На одном из них, установленном в ЦНИИЧМ им. Бар­ дина, были начаты исследования по высокотемпературной про­ катке металлов в вакууме и инертных средах [19, 20]. Установка (рис. 45) представляет собой вакуумную камеру цилиндрической формы, в которую помещена рабочая клеть стана с вспомогатель­ ными механизмами (за исключением редуктора и электродвигателя).

Валки стана имеют длину рабочей части 150 мм, диаметр бочки 85 мм и шейки 30 мм; максимальный зазор между валками 12 мм.

Установка имеет длину 3 м, ширину 2 м, высоту около 2 м, массу 1500 кг. Она состоит из диффузионного масляного насоса / типа М-ЮОО-А; главного вакуумного шибера 2; форвакуумной

стан 6 с рабочими валками 7 и направляющими проводками 8; электропечи сопротивления 9 для нагрева образцов и двух фор­ вакуумных шлюзов 12, соединенных вакуумпроводом 20 с форвакуумными насосами ВН-461М. Электродвигатель 10 рабочих вал­ ков мощностью 2 кет и червячный редуктор / / находятся вне вакуумного пространства.

75

Установка позволяет прокатывать металл также и в среде инертного газа. Для этого используется система очистки 21 с ти­ тановым геттером, которая соединена с камерой при помощи газо­ провода 22.

Вакуумный стан работает по следующей технологии. После создания в камере необходимого вакуума прокатываемый обра­ зец 15 закрепляют в цанговом зажиме 16 и помещают в форвакуумный шлюз 12. При помощи насоса 13 в этом шлюзе за 5—6 мин со­ здается вакуум 10"3 мм рт. ст., после этого открывают ши­ бер 17 и при помощи зажима 16 образец вводят в нагревательную печь. Температура в печи контролируется термопарой и автома­ тически поддерживается с точностью ±5° при помощи потенцио­ метра СПР.

После прогрева образца включают электропривод рабочих валков стана и производится прокатка. Прокатанный образец охлаждается на приемном желобе 18 и затем его извлекают через второй форвакуумный шлюз, расположенный с другой стороны стана, или вновь вводят в печь (без выноса на воздух) для повтор­ ного нагрева и прокатки. Зазор между валками устанавливается нажимным устройством 19 с электроприводом 14.

в вакууме до 5- Ю - 5 мм рт. ст. (натекание не превышает 5 см31ч) при температуре до 1400° С со скоростью 6,5 мімин.

Общее время, необходимое для достижения в камере вакуума 10"5 мм рт. ст., составляет примерно 1,5 ч. При соединении ва­ куумной камеры с одним из предварительно откачанных форвакуумных шлюзов 12 давление резко повышается примерно до 5-10"4 мм рт. ст., но через 10—-15 сек вновь восстанавли­ вается.

Малая мощность стана, допускающая общее давление металла

-на валки не более 2 Т, недостаточная жесткость рабочей клети, слабые шпиндели, имеющие диаметр рабочей части 30 мм, не по­ зволяли вести прокатку по всем необходимым режимам. С целью повышения мощности стан ДУО-85, установленный в ЦНИИЧМ им. Бардина, был подвергнут реконструкции, в результате которой практически создана новая установка — стан ДУО-120.

типа, допускает давление при прокатке до 40 Т [70]. Привод ме­ ханизма подъема и опускания верхнего валка — электрический. Максимальный подъем валка с учетом установки месдоз 12 мм. При настройке конструкция нажимного устройства обеспечивает раздельное вращение обоих нажимных винтов. Непосредственно к станине крепятся передний и задний столы с проводками, а также электрическая печь сопротивления для нагрева заготовок. Привод стана осуществляется от электродвигателя переменного тока мощ-

77

Прокатный стан оборудован вакуумной нагревательной печью. Печь ориентирована по линии прокатки и является высокотем­ пературной безмуфельной печью электросопротивления проход­ ного типа с молибденовым нагревателем.

Рис. 48. Схема вакуумного стана ДУО-200 конструкции Л ПИ им. Калинина:

с помощью трех самостоятельных вакуумных систем. Насосы основной вакуумной системы позволяют откачивать воздух из

79