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

зацентровщика; прошивного стана, работающего на несмещае-

мой оправке; трехвалкового формовочного стана, на котором осуществляется прокатка профилированной трубы на оправке; устройства для извлечения оправки из прокатанной трубы; ван­ ны для охлаждения оправок и рольганга, с помощью которого осуществляется транспортировка оправок к приемному желобу стана.

Вся работа на агрегате полностью механизирована и может быть автоматизирована. Производительность такого агрегата от 10 000 до 14 000 заготовок втулок за смену. Прокатанные заго­ товки имеют форму, близкую к готовой втулке, что позволяет уменьшить расход металла на 25—30%. Новый способ прокатки может найти широкое применение при производстве заготовок колеи подшипников качения и других профильных кольцевых и втулочных изделий.

4. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ СТАНОВ ДЛЯ ПРОКАТКИ ШАРОВ

В электрооборудовании станов для прокатки шаров целесо­ образно рассмотреть отдельно главный привод и привод вспомо­ гательных механизмов.

Главный привод стана имеет длительный режим работы. В зависимости от диапазона размеров шаров, прокатываемых на данном стане, для более полного его использования целесооб­ разно иметь регулирование скорости стана при постоянной мощ­ ности. Однако применение двигателей постоянного тока с регу­ лированием скорости изменением возбуждения часто является экономически нецелесообразным, поэтому могут быть рекомен­

дованы два решения с приводом на переменном токе: 1) враще­ ние валков с постоянной скоростью в соответствии с освоенными

скоростями прокатки (выбор скорости производится по наибо­ лее часто применяемому сортаменту); 2) изменение скорости вращения валков переключением шестерен в редукторе или за­

мены шкивов при текстропной передаче (рис. 160). Такое регу­

лирование в настоящее время широко применяется в приводах

аналогичного назначения, например в главных приводах про­ шивных станов трубопрокатного агрегата. Естественно, что на усложнение передачи следует идти в том случае, когда сорта­ мент прокатываемой продукции достаточно широк.

Управление главным приводом не имеет какой-либо специ­ фики и осуществляется с помощью обычных типовых магнитных станций для приводов с длительным режимом работы. Вследст­ вие этого схема управления главным приводом нами не приво­ дится.

Привод вспомогательных механизмов шаропрокатных станов

представляет интерес с точки зрения управления, так как на ста­ нах последних конструкций предусмотрена полная комплексная

автоматизация процесса прокатки.

Автоматическую работу рассмотрим на примере стана ЦКБММ-29 для шаров диаметром 25 мм с двумя возможными вариантами нагрева: контактным и индукционным.

Рис. 160. Кинематическая схема главного привода шаропрокатного стана:

/ — рабочие валки; 2 — шестеренная клеть и редуктор

ры сменных ШКИВОВ); 4 — двигатель АО-93-8,40 кет.

730 об/мин

Заготовки, подлежащие .прокатке, загружаются в бункер 1, откуда они по одной, с помощью дозатора 2 с пневматическим приводом 3, выдаются на решетку 4, по которой скатываются на

неподвижные губки 5 контактного нагрева, задевая при этом контактную щетку 13 (рис. 161). Здесь заготовки зажимаются верхними подвижными губками 6 с помощью гидравлического цилиндра 7. Правые губки (верхняя и нижняя) имеют незначи­ тельное горизонтальное перемещение для компенсации линейно­ го расширения заготовки при нагреве. После нагрева заготовка

Рабочие валки

Рис. 161. Схема расположения вспомогательных меха­ низмов при контактном нагреве заготовок

288 Поперечная прокатка профилей периодического сечения

выталкивается пневматическим толкателем в качающийся желоб 8, который переносит их на наклонную решетку 9, ведущую в приемный желоб стана.

Приемный желоб стана откидной, что позволяет недостаточ­

но нагретые или искривленные заготовки выбрасывать в карман для брака.

Все механизмы, начиная с качающегося желоба, имеют пнев­ матический привод. Управление механизмами стана может про­ изводиться с пульта управления или со щитка, расположенного непосредственно на стане. Управление с пульта может осущест­ вляться как при ручном, так и при автоматическом режиме. Со

щитка стан запускается и останавливается только при автома­ тическом режиме.

Ручное управление всеми механизмами производится с по­ мощью универсальных переключателей. Если стан работает в автоматическом режиме, то ручное вмешательство в работу лю­ бого механизма приводит к прекращению автоматического цик­ ла. Исключение составляют кнопки управления на щитке, с

помощью которых заготовка 11 может быть повторно задана в

стан, если с первого удара толкателя 12 не было захвата, или сброшена в брак с помощью откидного желоба.

Для создания определенного темпа выдачи заготовок, в соот­ ветствии с временем прокатки одной заготовки, в схему введен узел так называемого регулятора темпа. Отсчет времени регуля­ тора производится электронным реле времени. Ввиду того что

возможно застревание заготовок в бункере, за дозатором уста­ новлен щеточный контактный датчик, который фиксирует про­ хождение заготовки после хода дозатора. О зажатии заготовки в губках контактов сигнализирует реле давления гидропривода. О достижении треОуемой температуры сигнализирует фотоэлек­ трический пирометр.

При разжиме губок замыкается контакт конечного выключа­ теля, который переключает вентили пневматического толкателя,

выталкивающего заготовку в качающийся желоб. В начале хода толкателя заготовка воздействует на конечный выключатель, ко­

торый по прохождении заготовки будет отпущен. В конце хода качающегося желоба разрываются контакты конечного выклю­ чателя, воздействующие на перекидной желоб.

Для контроля температуры заготовки перед прокаткой у же­ лоба стана установлен фотопирометр. При входе в валки заго­

товка освещает направленный в желоб фотоимпульсатор.

Если в желоб стана попадет недостаточно нагретая заго­

товка, выходное реле фотопирометра за время выдержки не сра­ ботает.

Глава III

ПРОКАТКА ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС И ПОДОБНЫХ ИМ ИЗДЕЛИЙ

В настоящее время изготовление цилиндрических и коничес­ ких зубчатых колес и подобных им изделий (например, винтов с крупной резьбой, ребристых труб и т. п.) производится главным образом путем удаления металла из заготовки режущим инстру­ ментом (метод фасонного фрезерования, протяжка и нарезка зубьев специальными резцовыми головками). Несмотря на до­

стигаемую при этом высокую точность, например при изготовле­

нии шестерен, подобный метод их изготовления отличается вы­ сокой трудоемкостью, переводом большого количества металла в стружку и требует применения сложного станочного оборудова­ ния и дорогостоящего инструмента. Кроме того, производи­ тельность металлорежущего оборудования при изготовлении зубчатых шестерен для массового крупносерийного производ­ ства является сравнительно низкой, а стоимость шестерен до­ вольно высокой.

Огромная потребность многих отраслей промышленности в различных видах зубчатых шестерен способствовала развитию и совершенствованию станков для нарезки зубьев. Однако, несмот­ ря на это, производительность металлорежущих станков, обра­ батывающих шестерни, увеличилась за последние 30 лет всего лишь примерно в 1,5 раза.

В связи с этим в Советском Союзе интенсивно разрабаты­ ваются и внедряются на отечественных заводах новые прогрес­ сивные методы производства зубчатых шестерен, с помощью ко­ торых образование профиля зубьев на шестернях происходит не за счет резания металла, а путем его выдавливания в процессе пластической деформации, осуществляемой при обкатке метал­ ла специальным инструментом.

Наряду со снижением трудоемкости изготовления шестерен и увеличением производительности новые методы обработки обес­ печивают также повышение качества зубчатых передач, так как

в процессе пластической деформации волокна металла не пере­

резаются, что приводит к значительному повышению износостой­

292 Поперечная прокатка профилей периодического сечения

зуют впадйну зуба в прокатываемой шестерне. Вытесняемый зу-

•бом валка металл течет во впадину валка и образует зуб прока­ тываемой шестерни. Полученные на заготовке зубья, обкатыва­ ясь в зацеплении с зубьями валков, получают нормальный эволь-

вентный профиль.

Процесс прокатки шестерен аналогичен зацеплению зубчатой передачи, где одним элементом зацепления является прокатывае­ мая шестерня, а вторым — рабочий валок стана. Чтобы прибли­ зить условия прокатки заготовки в валках к условиям нормаль­

но работающего зубчатого зацепления, на стане установлены делительные приспособления, сообщающие заготовке в процессе прокатки принудительное вращение с окружной скоростью, рав­ ной окружной скорости валков. Равенство окружных скоростей заготовки и валков является необходимым условием для деления

окружности заготовки на заданное число зубьев в начале про­ катки.

Длительные экспериментальные исследования, проведенные во ВНИИМЕТМАШ под руководством А. Д. Кузьмина на специальном опытном стане, показали возможность осуществле­ ния этого процесса прокатки зубчатых шестерен. Шестерни, про­

катанные на стане, соответствуют третьему классу точности. Их усталостная прочность оказалась почти в 1,5 раза выше, чем фре­ зерованных.

Врезультате исследования опытного стана был спроектирован

ипостроен промышленный стан для прокатки цилиндрических шестерен с модулем до 4 мм, применяемых при изготовлении электробуров. Проект этого стана был выполнен во ВНИИМЕТМАШ инж. Л. Д. Взнуздаевым под руководством

канд. техн, наук А. Д. Кузьмина ', а изготовлен заводом «Крас­ ный металлист». В настоящее время этот стан находится в про­ мышленной эксплуатации и прокатывает шестерни с модулем 3—4 мм диаметром до 250 мм (рис. 167). На стане освоена про­ катка косозубых шестерен для ручного и колонкового электро­

буров с модулем 1,5; 1,75; 2; 3 и 4 мм, диаметром от 24 до 135 мм

иболее из стали 40ХН 12.

Врезультате промышленной эксплуатации выявились сле­ дующие преимущества стана. Среднее число шестерен, прокаты­

ваемых на стане (180—500 шт/час) превосходит производитель­

ность зубофрезерных станков в 25—70 раз; средняя стойкость валков составляет от 3000 до 5000 шт. готовых шестерен.

Стоимость прокатанных шестерен на заводе «Красный метал­

М. В. Васильчикова.

лист» ниже стоимости фрезерованных шестерен на 20%. Шестер­

Рис. 162. Цилиндрические шестерни, изготовлен­ ные методом горячен прокатки

шестерен с модулем 7 мм под окончательную механическую об­ работку. Применение прокатки позволяет экономить на каждой шестерне примерно 13% стали 20ХНЗА, что дает экономию око­ ло 300 000 руб. в год. Кроме этого, повышаются механические свойства зубьев по сравнению с фрезерованными.

Положительные результаты получены при внедрении способа прокатки цилиндрических шестерен также на Харьковском трак­

торном заводе (ХТЗ). Применение прокатки вместо зубофрезе-

рования на ХТЗ повысило производительность примерно в 10 раз. Точность прокатанных шестерен после дополнительной холодной обкатки на этом же стане повышается до второго класса точнос­ ти, стоимость операции прокатки значительно ниже стоимости зубофрезерования.

Опыт заводов, применяющих прокатку цилиндрических шес­

терен, свидетельствует о высокой производительности и эконо­ мичности данного способа и целесообразности его применения для изготовления других аналогичных изделий. В первую оче­ редь к таким деталям следует отнести конические шестерни с прямым и спиральным зубом.