книги из ГПНТБ / Шор Э.Р. Новые процессы прокатки

перемещения наклонных валков <в пределах 13%. Большие пре­ делы регулировки можно получить за счет изменения соотно­ шений шагов резьбы в подвижной и неподвижной гайках.

Нажимное устройство с индивидуальным приводом монтиру­ ется в четырехвалковой клети непосредственно в верхней части станины, а в трехвалковой клети — в нижней части. Привод на­ жимного устройства четырехвалковой клети располагается на самой клети, а у трехвалковой клети (ввиду его больших габа­ ритов) смонтирован отдельно. Выходной вал редуктора соеди­ няется с валом червяка нажимного устройства при помощи уни­ версального шпинделя, исключающего необходимость тщатель­ ной выверки положения клети относительно привода при мон­ таже.

Расположение электрооборудования на стане показано на рис. 95.

2.ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ НАЖИМНЫМ

МЕХАНИЗМОМ СТАНА1

Схема управления нажимным механизмом стана представ­ лена на рис. 96. В верхней части схемы показаны главные цепи. Двигатель нажимного механизма Д питается от индивидуаль­ ного генератора Г. Последовательно в их цепь введен линейный

контактор Л, а также катушка максимального реле РМ, катуш­ ка реле ограничения крутящего момента (упор.ное реле) РО и шунт амперметра Ш. Предусмотрено также динамическое тор­ можение с помощью контактора динамического торможения Т,

закорачивающего якорь двигателя (при разомкнутом линейном контакторе Л) на сопротивление динамического торможения СТ.

В этой части схемы показано, что генератор и двигатель снабжены тахогенераторами ТГГ и ТГД и соответственно тахо­ вольтметрами ТВГ и ТВД. На клеммах генератора включены реле напряжения РЭ и вольтметр V.

Ниже схемы главных цепей приведена схема управления. Питание подводится от цеховой сети постоянного тока через рубильник Р и предохранители П. Управление осуществляется универсальным переключателем УП на три положения. Дву­ стороннее движение нажимного устройства обеспечивается включением обмотки возбуждения генератора ОВГ в реверсив­ ную схему, осуществленную с помощью реверсивных контакто­

ров В и И. Для перемещения нажимных винтов вхолостую в одну и другую сторону, а также для поджима профиля универ­ сальный переключатель УП переводится в первое положение

1 Электрическая схема разработана Н. Н. Дружининым, А. Е. Гуревичем и М. И. Рейфисовым.

2У

шод

Рис. 96. Электрическая схема управления станом для прокатки волочения тавровых профилей переменного сечения

176 Продольная прокатка листов и профилей переменного сечения

«вперед» или «назад». При этом соответственно включается ре­ версивный контактор В или Я; генератор получает возбуждение, и скорость двигателя начинает возрастать. До этого момента включается линейный контактор Л и аварийный (нулевой) кон­ тактор КА. Нормально замкнутый блок-контакт В (или соответ­ ственно Н) размыкает свой контакт в цепи реле РУ1 и РВ. Пер­ вое обеспечивает с небольшой выдержкой времени замыкание своего контакта в цепи контактора ускорения /У, закорачиваю­ щего первую ступень 1СУ в цепи возбуждения. Последовательно срабатывает реле РУ2, контактор 2У и закорачивается сопро­ тивление 2СУ в той же цепи. Реле РВ является в известной мере программным: имея выдержку времени, перекрывающую время

пуска, оно замыкает свой контакт в цепи контактора ограниче­

ния крутящего момента КО, а последний размыкает свой кон­ такт, блокировавший реле ограничения момента РО. Если при дальнейшем перемещении валки соприкоснутся с профилем до поджима, то после нарастания тока до заданной величины, от­ кроется нормально замкнутый контакт РО в цепи возбуждения генератора и в эту цепь будет введено сопротивление СО.

Рабочий ход определяется следующими положениями: уни­ версальный переключатель должен быть переведен во второе положение «вперед» или «назад», в валки должен быть заправ­ лен профиль, который замкнет нормально открытые контакты специального путевого выключателя ПВ. При рабочем ходе вперед замыкаются контакты 4 универсального переключа­ теля, и через нормально замкнутые контакты Н получает питание промежуточное реле РП, которое замыкает контакты в цепи РВ.

При замкнутых контактах ПВ поддерживается питание реле РВ, соответственно обесточивается контактор ограничения мо­ мента КО и ограничение крутящего момента двигателя не дей­

ствует. Оно начинает вновь действовать после выхода металла из валков, вызывающего размыкание контактов путевого вы­ ключателя ПВ, потерю возбуждения реле РВ и открытие кон­ тактов ко.

В схеме предусмотрен также аварийный (нулевой) контак­ тор КА, в цепь катушки которого введена защита РМ, а также

блокировка, предотвращающая пуск при наличии напряжения на генераторе РЭ и обеспечивающая возврат универсального

переключателя УП в нулевое положение после аварийного от­ ключения.

Контактор динамического торможения Т включается только при отключении схемы с помощью кнопки КН или аварии при

срабатывании максимального реле РМ. Требуемая скорость

устанавливается с помощью шунтовых реостатов в цепях воз­ буждения генератора 3R и двигателя 6R. Последний служит для регулировки скорости в ограниченных пределах.

178 Продольная прокатка листов и профилей переменного сечения

Соблюдение строгого равенства вытяжек столки и стойки профиля затруднительно, поэтому практически неизбежна не­ которая неравномерность их деформации. Вследствие этого при выходе из валков профиль будет изгибаться, и если напряжение изгиба превзойдет допускаемое, то металл будет разрушаться.

При выборе величины максимального обжатия профиля за один проход, кром,е факторов, учитываемых при обычной про­ катке (пластичность металла, прочность деталей стана, 'мощ­ ность двигателей и другие), необходимо учитывать, что растя­

гивающие напряжения, создаваемые усилием волочения, не должны превышать предел текучести 'прокатываемого металла.

Исходным материалом для проведения опытных работ по прокатке-волочению в трехвалковой клети служили прессован­ ные тавровые профили постоянного сечения из дюралюмина марки Д16 размером 57X40X6X4. Заготовки перед прокаткой отжигали и разрезали на куски длиной 3—3,5 м.

Перед прокаткой валки устанавливаются таким образом, что­ бы они образовывали калибр, равный по форме и размерам ис­

ходному сечению таврового профиля. После этого валки раздви­ гаются и между ними пропускают конец заготовки. Затем валки

сближаются и, когда усилие прижатия валков достигает необхо­ димой величины, электродвигатель механизма установки валков автоматически отключается. Свободный конец заготовки зажима­ ется губками каретки .волочильного стана, крюк которой набра­ сывается на движущуюся цепь стана. В тот момент, когда заго­ товка начинает двигаться, снова включается двигатель механиз­ ма установки валков и заготовка деформируется.

Для того чтобы фиксировать при прокатке положение профи­ ля, перед валками установлены специальные проводки. На рис. 97

представлена фотография трех поперечных сечений профиля по длине прокатанной заготовки.

В начале работ по наладке стана рычаги, с помощью кото­ рых регулируется соотношение обжатий полки и стойки профи-

чя, были установлены в среднем положении, и, когда обжатие достигло 30%, появились трещины у основания стойки профиля.

Это указывало на наличие больших внутренних напряжений в сечении профиля. В дальнейшем, регулируя отношение обжатий

, удалось устранить появление трещин в прокатываемых про­

филях.

Максимальное обжатие за один проход при прокатке про­

филей из дюралюмина ограничивалось сопротивлением разры­

ву сечения профиля.

Установлено, что дюралюминиевый тавровый профиль указан­

ных выше размеров целесообразно прокатывать в три прохода с общим обжатием полки с Но = 6,5 до Нк = 4,0 мм и стойки

180 Продольная прокатка листов и профилей переменного сечения

Проведена также горячая прокатка тавровых профилей пере­

менного сечения из стали ЗОХГСА. Нагрев заготовок до темпера­ туры 850—1000э производился в электропечи, установленной пе­ ред валковой клетью. Передний конец нагретой заготовки вытас­ кивали из печи и продвигали между раздвинутыми валками

фильера. Часть заготовки, которая должна была обжиматься в данном проходе оставалась в печи и не охлаждалась до начала прокатки. Горячую прокатку профилей из стали ЗОХГСА произ­ водили только за один проход. Величина обжатия за один про-

Рис. 98. Изменение размеров н (ножка) и а (полка) таврового профиля переменного сечения

ход ограничивалась сопротивлением разрыву сечения профиля и доходила для полки до 1,5—1,7 мм, в то время, как при холодной прокатке достигалось максимальное обжатие полки лишь на

0,7—0,8 мм.

Были произведены тщательные замеры прокатанных профи­ лей. Строился график изменения толщины отдельных элементов профиля (рис. 98). Ниже приводится краткий анализ результа­ тов исследования геометрии прокатанных профилей.

1. Толщина профиля изменяется почти по линейному закону. Отклонения от этого закона не превышают 0,1 мм для дюралю­ миниевых профилей и 0,2 мм для хромансилевых профилей.

На участках заготовки, расположенных вблизи толстого сечения (длина этих участков колебалась в пределах 100—400 мм), на­

блюдаются большие отклонения от линейного закона, чем на основной части заготовки.

2. Величина фактической клиповидности прокатанных про­ филей меньше расчетной. Отношение расчетной клиновидности и

фактической колеблется в пределах 6 = 1,2+1,6 для дюралюми­ ниевых профилей и б = 1,5-4- 1,8 для профилей из стали ЗОХГСА.

3. Вытяжки полки и стойки приблизительно одинаковы. (От­

ношение вытяжек колеблется в пределах %—1,02^-1,07.) Отно-

размеров профиля, длины плеча регулировочного рычага меха­

низма (/?) и величины обжатия за проход. В проведенных опы­

4. При прокатке-волочении дюралюминиевых тавровых про­ филей с суммарным обжатием 2= 50 ч- 60%, уширение подошвы

профиля не превышало 1 мм.

Как указывалось выше, четырехвалковая клеть предназначе­

на для обжатия по ширине и высоте стенок таврового профиля. В качестве металла для проведения опытов в четырехвалковой клети был выбран 'отожженный дюралюминиевый тавровый про­ филь постоянного сечения. На бочке верхнего горизонтального

валка имелась канавка, в которой фиксировалось положение

стойки профиля. Три остальных валка фильера имели гладкую бочку. В результате первых опытов по холодной прокатке была получена заготовка, сечение которой представлено на рис. 99. Несмотря на большие обжатия по ширине и высоте профиля

(в пределах 30%), стенки его почти не искривлялись, но дефор­ мация по сечению распространялась неравномерно. Так как

в направлении обжатия толщина стенок профиля была почти в 10 раз больше ее ширины, то деформированный металл смещал­ ся не вдоль направления прокатки, а образовывал утолщение вблизи контактной поверхности. На рис. 99 видно также, что у стойки деформированный металл располагался симметрично,

вто время как у полки металл смещался, образовывая ребра с острыми углами. Для устранения этого недостатка на горизон­

тальных валках были сделаны такие же канавки, как и на верх­

нем вертикальном валке. После этого металл при деформации симметрично размещался по сечению (рис. 100).

Для того чтобы восстановить постоянную толщину профиля,

заготовку после прокатки в четырехвалковой клети прокатывали

втрехвалковой, валки которой образовывали калибр, равный первоначальному сечению профиля. При этом металл смещался по направлению прокатки и профиль значительно удлинялся.

На рис. 101 представлены сечения концов заготовки, прокатан­

ной в четырех- и трехвалковой клетях. На одном конце заготовки

ширина полки равна 57 мм и высота стойки — 40 мм, на другом конце соответствующие размеры сечения были 37 и 25 мм, т. е.

было достигнуто обжатие по ширине и высоте стенок профиля

в пределах 30—35%. Между крайними сечениями заготовки

182 Продольная прокатка листов и профилей переменного сечения

геометрические размеры профиля изменялись по линейному закону.

Микро- и макроструктура, а также механические свойства

профилей (рис. 102 и 103) удовлетворяют техническим условиям

для данных металлов. Исследование геометрии профиля показа­ ло, что эти профили могут вполне заменить фрезерованные и

строганые.

Рис. 101. Поперечное сечение таврового профиля после прокатки-волочения в четырех- и трехвалковых клетях:

а — толстый конец; б — тонкий конец

Основными параметрами процесса прокатки-волочения явля­ ются усилие волочения и давление металла на валки.

Для измерения этих параметров применяли индуктивный дат­ чик конструкции ВНИИМЕТМАШ. Аппаратура для измерений состоит из индуктивной головки, осциллографа и феррорезонанского стабилизатора напряжений.