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

Двигатели механизма установки верхнего валка включаются автоматически специальным приспособлением, связанным со сто­ лом задачи.

Прокатка листов переменного сечения производится в не­ сколько пропусков при непрерывно увеличивающемся расстоя­ нии между валками. В дальнейшем, при производстве опытно-

промышленных работ, на этом стане был также применен метод

прокатки листов переменного сечения при непрерывно уменьша­ ющемся расстоянии между валками. Таким образом, максималь­ ное обжатие происходит либо в’ начале, либо в конце пропуска. Соответственно данной технологии спроектирован и построен механизм для установки верхнего валка (рис. 5).

Данный механизм состоит из нажимных винтов 1, получаю­ щих вращение через зубчатые шестерни 2 и 3 и червячные ре­

него валка установлен короткоходовой тормоз. Скорость пере­

мещения нажимных винтов может регулироваться в пределах ог

6 до 60 mmImuh. При настройке стана возможно отключение при­ вода одного из нажимных винтов при помощи выключения зуб­ чатой муфты 7, а конечным выключателем 8, при помощи ку­ лачка 9, производится отключение соответствующего двигателя.

Для контроля величины обжатия установлен указатель 10. Для

ограничения хода нажимных винтов вверх предусмотрен аварий­ ный конечный выключатель 11.

3.ОСВОЕНИЕ ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОГО СТАНА

ИТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОКАТКИ ЛИСТОВ

ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ1

Для установления технологического процесса прокатки ли­ стов переменного сечения из легких сплавов выполнено иссле­ дование стана дуо 900. Исследование стана было проведено при

пробной прокатке листов переменного сечения из заготовок сплава Д16 размером 1,8X600X2000 льи. В электрическую схе­ му привода нажимных винтов был включен электромашинный

усилитель. Пуск двигателей нажимного устройства осуществлял­ ся автоматически от стола задачи листов.

Необходимое соотношение между скоростью прокатки и ско­

ростью изменения расстояния между рабочими валками уста­ навливается по формуле

= -*tgA KJI = atgpKJI, (i)

1 Работа выполнена С. П. Грановским, Э. Р. Шором и М. А. Сонькиным.

2*

1700

Рис. 5. Механизм для установки верхнего валка на стане дуо 900: а — поперечный разрез; б—план

I

I

22 Продольная прокатка листов и профилей переменного сечения

где а—постоянный коэффициент, зависящий от кинематических

параметров стана; па— число оборотов двигателя механизма установки

верхнего валка; пв—число оборотов главного двигателя стана;

DB —диаметр валков стана;

in—передаточное число редуктора механизма установки

верхнего валка;

iB — передаточное число редуктора привода рабочих валков; tB — шаг резьбы нажимного винта;

Ркл ~ угол, характеризующий клиновидиость профиля.

Для стана 900 коэффициент а равен:

3,14 ■ 500 • 116,1 опл

а =---------------------=■ оОО.

6 • 37,81

В этом подсчете величины коэффициента а не учитывается влияние упругой деформации деталей рабочей клети стана. Как известно, при прокатке листа с переменным обжатием непрерыв­

но изменяются усилия, действующие в стане, и соответственно изменяется величина упругой деформации деталей стана. В связи с этим фактическая клиновидиость прокатываемого листа

обычно меньше расчетной. Учесть достаточно точно расчетным путем влияние упругой деформации деталей рабочей клети стана

на клиновидиость листа пока не представляется возможным, и поэтому при настройке стана на прокатку листов заданной клиновидности скорость двигателей нажимного устройства уточ­ няется в процессе наладки стана.

Таким образом, согласно вышеприведенной формуле была определена расчетная клиновидиость листов (без учета упругой

деформации стана): tg ркл = 1,4 мм/м, т. е. при замере толщи­

ны листов через интервалы 200 мм толщина листа должна была увеличиваться на 0,28 мм. Замеры листов из сплава Д16, прока­ танных по вышеуказанному режиму, показали, что клиновидность их непостоянна, а изменение клиновидности по длине ли­

ста — незакономерно.

Качество выкатки листов было неудовлетворительным. За­ меры торцовой кромки листа показали, что толщина листа в его середине на ~ 0,25 мм больше, чем у краев.

Для выявления причин неравномерной клиновидности листов было проведено осциллографирование процесса прокатки. На осциллограммах одновременно фиксировались: 1) скорость дви­ гателей нажимного устройства («„); 2) сила тока, подводимого к двигателям (/„ ); 3) напряжение, подводимое к двигателям

(Ki); 4) скорость главного двигателя стана (пв); 5) продолжи­

тельность процесса прокатки (t).

Прокатка производилась как с включением в схему электро-

машинного усилителя, так и без него. Обжатие на тонком конце

листа не превышало 27%■ Для проверки работы электрической схемы осциллографиро-

вали три режима работы стана: при минимальной, номинальной и максимальной скорости двигателей нажимного устройства

стана.

Согласно приведенной выше формуле при указанных режи­ мах работы стана должна была быть получена (без учета упру­

гой деформации стана) клиновидность листов 0,6, 1,4 и 2,6 мм/м при соответственно 120, 270 и 630 об/мин.

Фактические замеры толщины листов при прокатке после осциллографирования представлены в виде графиков. На рис. 6 показан график изменения толщины листа, прокатанного при ско­ рости двигателей привода нажимных винтов п„ = 120 об/мин (без включения в схему электромашинного усилителя). Как видно из графика, клиновидность по длине листа колеблется в пределах 0,15—0,3 мм/м., причем закономерного изменения клиновидности не наблюдается. Средняя клиновидность листа со­ ставляет 0,2 мм/м, т. е. она на 0,4 мм/м меньше расчетной. На осциллограмме № 1 (рис. 7) зафиксирован этот проход. Как вид­ но из осциллограммы, в момент захвата листа скорость враще­

ния двигателей nH= 110 об/мин, а к концу прохода она возраста­

ет до 140 об/мин. Следовательно, за весь период прокатки, кото­ рый длился 5,1 сек., скорость двигателей нажимного устройства непрерывно менялась.

На рис. 8 представлен график изменения толщины листа, при прокатке которого скорость электродвигателей была установи лена па = 270 об/мин, но в схему был включен Электрамашин­ ный усилитель. Клиновидность по длине листа изменялась в пределах 0,2 ч- 0,5 мм/м и в среднем составляла 0,35 мм/м.

Обжатие тонкого конца листа 20%. Как видно из рисунка, нара­

стание толщины листа было так же, как и ранее, неравномер­

ным.

Из осциллограммы № 2 (рис. 9), снятой при прокатке этого листа, видно, что даже при наличии в схеме электрома­ шинного усилителя происходило изменение скорости в течение 3,8 сек., при общей продолжительности прокатки 5.4 сек. Таким образом, можно сделать вывод, что прокатка осуществлялась при изменяющемся режиме работы двигателей, что и вызывало

неравномерную клиновидность прокатываемых листов.

Рис. 6. Изменение толщины листа переменного сечения. Материал Д16, исходные размеры

4.8X600X2000 лик

1 сек.

\об/мин

5,1 сек. —-

Рис. 7. Осциллограмма № 1

Толщина листа, нм

Рис. 8. Изменение толщины листа переменного сечения. Материал Д16, исходные размеры 4,8X600X2000 .ил!

катанного при номинальной скорости двигателей пн = 630 об/мин

без включения в схему электромашинного усилителя. Обжатие тонкого конца листа составляло 26%. Клиновидность листа ко­ лебалась в пределах 0,4—0,8 мм/м и в среднем составляла

0,6 мм/м, т. е. на 0,8 мм/м. 'меньше расчетной. При рассмотрении

осциллограммы № 3 (рис. И), снятой при прокатке этого листа,.

Рис. 10. Изменение толщины листа переменного се­ чения. Материал Д16, исходные размеры 4.8Х600Х

Х2000 jut

следует отметить, что обороты двигателей нажимного устрой­ ства достигли своего номинального значения только к концу про­

катки.

На рис. 12 показан график изменения толщины листа, про­

катанного при той же скорости двигателей нажимного устрой­ ства, но при включенном в схему электромашинном усилителе. Замеры листа показали, что клиновидность его колеблется в пределах 0,35—0,8 мм/м и в среднем составляет около 0,6 мм/м.

г. е. примерно на 0,8 мм/м меньше расчетной. Обжатие тонкого конца листа составило 24,6%. Из осциллограммы № 4 (рис. 13), на которой зафиксирован этот проход, видно, что номинальная скорость двигателей (па = 655 об/мин) была достигнута через 2,94 сек. после их пуска.

Сопоставляя осциллограммы № 3 и 4 (рис. 11 и 13), можно отметить, что при включении электромашинного усилителя про­ должительность разгона сократилась с 5,8 до 2,94 сек.

На рис. 14 приведен график изменения толщины листа, про­ катанного при максимальной скорости двигателей нажимного устройства (/гн = 1200 об/мин), причем электромашинный уси­

литель не был (включен в схему. Как видно из рисунка, клино­

видиость листа колебалась в .пределах 0,4—1,1 мм/м и в среднем составляла 0,6 мм/м. Обжатие тонкого конца листа составляло 26,2%. Из осциллограммы № 5 (рис. 15) видно, что прокатка происходила в процессе разгона двигателей. К концу прокатки скорость двигателей составляла 1310 об/мин. Весь процесс про­ катки длился 6,4 сек. и в течение всего периода прокатки про­ должался интенсивный разгон двигателей.

При прокатке листа при той же скорости двигателей нажим­ ного устройства, но при включенном электромашинном усили­ теле, клиновидность листа колебалась в пределах 0,4—0,95 мм/м

и в среднем составляла 0,62 мм/м, т. е. была на 1,98 мм/м мень­

ше расчетной (рис. 16). Обжатие тонкого конца листа состав­ ляло 26,8%.

На осциллограмме № 6 (рис. 17) видно, что прокатка в этом случае также велась при переходном режиме работы дви­ гателей.

На основании проведенных опытных работ установлено, что при автоматическом включении двигателей от стола задачи раз­

гон двигателей не заканчивается к 'моменту задачи листа в валки и затягивается почти на весь период прокатки. Работа

двигателей на переходном режиме приводит к изменению кли­

новидности прокатываемого листа в течение всего периода про­ катки. Упругие деформации стана значительно снижают величи­ ну расчетной клиновидности прокатываемого листа.

Для устранения колебаний в клиновидности прокатываемого листа был опробован процесс прокатки с предварительным раз­ гоном двигателей нажимного устройства при включении электромашинного усилителя. При этом запуск двигателей переводился на ручное управление. Лист устанавливали в столе задачи, а верхний валок опускали до сближения с нижним валком. После этого включали двигатели нажимного устройства, и когда ука­ затель раствора валков показывал, что между валками образо­

вался зазор, соответствующий заданному обжатию, лист с по-

Рис. 14. Изменение толщины листа переменного сечения. Материал Д16, исходные размеры

4,8X600X2000 Л1Л1

13Юод/мин

Длина листа, мм

Рис. 16. Изменение толщины листа переменного сечения. Материал Д16, исходные размеры

4,8X600X2000 мм

мощью стола задачи автоматически задавали .в валки и, таким образом, осуществляли прокатку.

Опытные работы велись при прокатке листов переменного се­ чения из отожженной заготовки размером 3,8X600X2000 мм из сплава Д16М с предварительным разгоном двигателей в два прохода при скорости вращения двигателей нажимного устрой­ ства п„ = 400 об/мин.

Прокатка с предварительным разгоном дала резкое улучше­ ние геометрии прокатываемых листов. Отклонения от заданной

клиновидности на одном и том же листе не превышали 0,15 мм/м

(рис. 18 и 19), в то время как при прокатке листов без предва­ рительного разгона двигателей нажимного устройства эти откло­

нения достигали 0,45—0,7 мм/м. При номинальной скорости дви­ гателей нажимного устройства (пн = 630 об/мин) и при том же режиме обждтий, что и предыдущих листов, нарастание толщи­ ны листа происходило закономерно. Клиновидность прокатанных листов составляла 0,4 мм/м (рис. 20 и 21). Некоторое неболь­ шое отклонение от прямолинейного закона у толстого конца

листов объясняется влиянием упругих деформаций деталей ра­

бочей клети стана.

В результате была установлена целесообразность вести про­

катку листов переменного сечения с предварительным разгоном двигателей нажимного устройства.

Выше был рассмотрен процесс прокатки листов переменного сечения при увеличении расстояния между валками (т. е. на