Прокатный стан. Прокатный стан кто изобрел
МИРОВАЯ ИСТОРИЯ. МЕТАЛЛУРГИЯ. Кто создал прокатный стан позволявший производить листовую сталь
История изобретения прокатного стана | Великие открытия человечества
После того, как выплавили сталь и из нее отлили огромные слитки стали, их нужно превратить в станок, двигатель, рельсы, балки или другие изделия разных форм и размеров. Для этого слитку нужно придать удобную для производства деталей форму в виде бруса с разным поперечным сечением, балки, проволоки, стального листа и т. д. Все это делается на прокатных станках. Процесс раскатки металла стальными валками, которые вращаются навстречу друг другу, называют прокаткой. Между валками существует зазор, куда они втягивают, а затем обжимают металл, вытягивая его в длину и уменьшая в ширину. Благодаря этому улучшается структура металла и исчезают мелкие поры, которые были в слитке.
Впервые изобразил и описал принцип работы ручного прокатного стана, имевшего плоские валики, Леонардо да Винчи в 1495 году. На оси приводного нижнего валка было червячное колесо. Валок вращался с помощью массивной рукоятки путем червячной передачи. На стане получали тонкие равномерные оловянные листы. В XVI веке появились и калиброванные валки для прокатки различных профилей. Прокатные станы использовали при создании тонких листов из мягкого металла (свинца, олова, золота, меди и серебра), которые прокатывали без предварительного нагрева вручную. Прокатка в горячем состоянии появилась только в начале XVIII столетия. Вначале прокатывали железные тонкие листы, с 1769 г. начали делать проволоку.
Первый прокатный стан для прокатывания железных болванок предложил Корт, разрабатывая метод пудлингования. Из печи крица подавалась под молот, где ее проковывали, а потом пропускали через вальцы. Постепенно вытесняя ковку, прокатка становится одним из важнейших звеньев производственного процесса. В XIX веке значительно усовершенствовалась техника проката, что было связано с возрастающим строительством железных дорог и потребностью в рельсах, вагонных колесах и т. д. Валки, которые вращались в противополож
Прокатный стан — WiKi
С развитием железнодорожного транспорта значительно увеличилась потребность в прокатной продукции. Первые рельсы были чугунными, однако в начале XIX века в Англии перешли на производство железных рельсов. В 1828 году появился первый прокатный стан для прокатки рельсов из пудлингового железа, а с 1825 года начали прокатывать рельсы из бессемеровской стали, впервые отлитой через 30 лет. Рельсы были главным продуктом прокатного производства. Помимо рельсов надо было производить различные детали паровозов, броня требовалась и для развития флота, в котором деревянные корабли заменялись металлическими бронированными. Первый броневой прокатный стан был сконструирован в 1859 году русским механиком В. С. Пятовым. До этого броневые листы получали сковывая между собой более тонкие листы. Все эти станы были довольно примитивными: валки станков приводились во вращение от водяного колеса, а позднее- паровой машины. Перемещение горячего металла к стану и от него осуществлялось вручную. В одном из музеев старого уральского завода имеется картина: по железному горячему настилу с помощью крючков бригада рабочих передает раскаленную болванку к стану. Труд прокатчика был самым тяжелым на заводе[1].
Первые станки
Считается, что первый прокатный стан (с деревянными валками) был сконструирован еще Леонардо да Винчи. Первые прокатные станы появились в конце XVI века По своему устройству они были весьма просты и представляли собой деревянные станки с двумя железными валками. Верхний валок насаживался на четырехгранную ось. На один конец этой оси надевалась большая крестовина. Между двумя валками вставляли одним концом нагретую до высокой температуры металлическую болванку, а затем начинали вращать крестовиной верхний валок. Болванка проходила между валками и сплющивалась. На таких станах прокатывали сначала свинцовые листы, идущие на изготовление органных труб, а затем стали прокатывать серебро и золото для чеканки монет[2].
Долгое время было распространено мнение,будто железо прокатывать нельзя. Нагретое железо быстро остывало от соприкосновения с валками при медленной работе. Остывшее же железо не поддавалось раскатке, его можно было только сгибать и резать.[2] Первые прокатные станы для производства полосового железа и мелкого сорта были изготовлены в XVIII в. Они приводились во вращение от водяных колес.
Дуо и Трио-станы
Дуо-станы
Прокатка в таких станках происходила следующим образом. Стальные слитки или болванки нагревались до высокой температуры в особых печах и затем подавались во вращающиеся валки. Теперь вращались уже оба валка: и верхний и нижний. Металл затягивался в щель силой трения. Это достигалось вращением валков в разные стороны. Прокатать толстую болванку в тонкий лист нельзя в один раз. Поэтому прошедшую через валик полосу передавали обратно «вхолостую» через верхний валок, поджимали тем временем друг к кругу валки и вновь пропускали полосу, но уж в более узкую щель. Повторяя эту операцию несколько раз, получали уже полосу необходимой толщины.Чтобы избежать необходимости прижимать верхний валок к нижнему, в некоторых прокатных станах на валках вытачивали борозды или ручьи (калибры). Слиток подавался сначала в больший калибр, затем в меньший и так далее. Благодаря этому не надо было каждый раз регулировать расстояние между валками[2].
Трио-станы
Чтобы увеличить производительность прокатных станов, начали делать не два валка, а три. Такой стан назывался трехвалковым или станом «трио». Теперь полосу не надо было передавать обратно «вхолостую». Ее пропускали в обратную сторону между средним валком и третьим, верхним. Верхний валок вращается в ту же сторону, что и самый нижний, но в противоположную сторону по сравнению со средним валком. Для подачи металла между средним и верхним валком в прокатных цехах устанавливалось особое приспособление, называемое «подъемным столом». Подъемный стол представлял собой платформу, на которую попадала болванка, выходя между нижними и средним валками. Рабочий, управлявший подъемным столам, пускал воду или пар в цилиндры, на которых покоилась платформа. Воздух или пар двигали поршень в цилиндре и поднимали стол на уровень щели между средним и верхним валками[2].
Блюминг
Основная часть блюминга—это две станины, в которые вложены два стальных вала. Верхний вал может приподниматься и опускаться. Прокатные валы блюминга приводятся во вращение электромотором. Слиток подъезжает на роликах к валам. Как только он коснется поверхности валов, они захватывают его в зев, сжимают, вытягивают, делают тоньше и выталкивают на другую сторону. Далее разъем между валами делается меньше. Затем двигатель, вращающий валы, делает «реверс», то есть начинает вращаться в обратную сторону. Слиток на роликах снова подкатывается к валам, но уже с другой стороны, валы снова захватывают его,снова сжимают, делают еще тоньше и еще длиннее. Чтобы избежать получения длинного листа вместо болванки, после нескольких пропусков, слиток при помощи особого, так называемого кантовального аппарата, поворачивается на 90°. Кантовальный аппарат имеет рычаги с крючками на концах. Этими крючками слиток, вышедший из валков, подхватывается сбоку, под нижнюю сторону. Рычаги поворачиваются, как на шарнире, и переворачивают своими крючками слиток на 90°(кантуют)[2].
ru-wiki.org
Прокатный стан
Изобретение относится к прокатному производству в области черной и цветной металлургии и предназначено для производства полосовых клиновидных, фасонных и сортовых профилей. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение производительности путем сокращения времени настройки стана. Установка валков 2 на заданный угол производится вращением винта 17. Рычаги 14 поворачиваются вместе с подушками 7. Установка на других концах рычагов 14 конических редукторов 20 значительно упрощает настройку валков 2. Это не требует перемонтажа редукторов 20, они постоянно связаны с валками 2 через шпиндели 29. Оборудование стана шкивами (звездочками) 21, 27 и т.д., а также гибкими связями (цепями) позволяет настраивать валки 2 без нарушения соединений в их приводе. Гибкие связи (цепи) и шкивы ( звездочки) значительно упрощают саму конструкцию. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
r с
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 с. 1В
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4311046/31-02 (22) 28.09.87 (46) 30.04.89. Бюл. № 16 (72) В. В. Гайдабура, В. В. Панов, В. С. Нагорнов, В. А. Войцеховский, А. Б. Гросман и В. С. Токарь (53) 621.771.2.06 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 638001, кл. В 21 В 13/00, 1982.
Авторское свидетельство СССР № 500820, кл. В 21 В 13/10, 1976.
Авторское свидетельство СССР № 832825, кл. В 21 В 1/00, 1982. (54) ПРОКАТНЫЙ СТАН (57) Изобретение относится к прокатному производству в области черной и цветной металлургии и предназначено для производства полосовых клиновидных, фасонÄÄSUÄÄ 1475741 А i
15И 4 В 21 В 1/00, 13/00, 13/10 ных и сортовых профилей. Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение производительности путем сокрашения времени настройки стана. Установка валков
2 на заданный угол производится вращением винта 17. Рычаги 14 поворачиваются вместе с подушками 7. Установка на других концах рычагов 14 конических редукторов 20 значительно упрощает настройку валков 2. Это не требует перемонтажа редукторов 20, они постоянно связаны с валками 2 через шпиндели 29. Оборудование стана шкивами (звездочками) 21, 27 и т. д., а также гибкими связями (цепями) позволяет настраивать валки 2 без нарушения соединений в их приводе. Гибкие связи (цепи) и шкивы (звездочки) значительно упрощают саму конструкцию. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
1475741
Изобретение относится к прокатному производству в области черной и цветной металлургии и предназначено для производства полосовых клиновидных, фасонных и сортовых профилей.
Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение производительности путем сокращения времени настройки стана.
На фиг. 1 изображен прокатный стан со стороны задачи металла в валки с частичным разрезом; на фиг. 2 — то же, вид сверху, с частичным разрезом; на фиг. 3 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез Б — Б на фиг. 1.
Прокатный стан содержит рабочую клеть
1 с коническими рабочими валками 2, установленными в станине 3 с пересечением осей их вращения. Станина 3 состоит из двух паралле.;ьных между собой стоек 4 и 5, закрепленных на плитовине 6. Между стойками 4 и 5 располагаются подушки 7 рабочих валков 2. Подушка 7 снабжена цапфами 8, входящими в цилиндрические расточки стоек 4 и 5 станины 3. Кроме того, подушка 7 имеет цилиндрическую расточку для установки подшипниковой опоры 9 рабочего валка 2, которая состоит из цилиндрического стакана 10 и подшипников качения 11, зафиксированных в стакане 10 с помощью крышки 12. Рабочий валок 2 вместе с подшипниковой опорой 9 имеет возможность перемещаться вдоль цилиндрической расточки подушки 7 с помощью установочных винтов 13.
На цапфах 8 каждой подушки 7 на шлицах с обеих сторон станины 3 установлены попарно двуплечие рычаги 14. Каждая пара рычагов 14 одной подушки 7 образует поворотную раму, с осью поворота, совпадающей с осью цапф подушки 7. На верхних плечах каждой пары рычагов 14 установлены гайки 15, снабженные цапфами 16, свободно взаимодействующими с рычагами 14 по цилиндрической посадке. Гайки 15 каждой пары рычагов 14 связаны между собой винтом 17, который установлен в опоре 18, закрепленной на станине
3. Нижние плечи каждой пары рычагов 14 жестко соединены друг с другом поперечиной 19, на которой установлен конический редуктор 20 привода рабочих валков.
На одной из цапф 8 каждой подушки 7 свободно на по ië èïíèêàõ качения установлены сдвоенные шкивы 21 (звездочки) гибкой (цепной) передачи вращения от электродвигателя 22 к рабочим валкам 2. Для обеспечения наиболее рациональной компоновки привода вращения рабочих валков 2, шкивы 21 обеих подушек 7 установлены по отношению друг к другу асимметрично, по разные стороны станины 3 клети 1.
Конический редуктор 20 привода рабочих валков 2 состоит из корпуса 23, в котором расположены шестерни 24 и 25. На входном валу 26 редуктора 20 установлен
1О
55 шкив 27 (звездочка). Выходной вал 28 редуктора 20 связан с рабочим валком 2 клети 1 с помощью зубчатого шпинделя 29 и полумуфт 30.
Привод рабочих валков 2 состоит из электродвигателя 22, редуктора 31, распределительного вала 32 и соединительных муфт 33 и 34.
Распределительный вал 32 расположен ниже уровня прокатки под рабочей клетью
1 с осью вращения параллельной оси прокатки. Такая схема привода позволяет осуществить от одного распределительного вала 32 привод рабочих валков 2 несколько рабочих клетей 1, расположенных в непрерывную группу.
На распределительном валу 32 установлены шкивы 35 и 36 (звездочки) для передачи вращения от электродвигателя 22 к рабочим валкам 2 прокатной клети 1.
Шкивы 35 и 36 связаны гибкой связью
37 (цепью) со сдвоенными шкивами 21, свободно установленными на хвостовиках цапф
8, а шкивы 21, в свою очередь, связаны гибкой связью 38 (цепью) со шкивами 27, установленными на входных валах 26 редукторов 20.
Прокатный стан работает следующим образом.
Вращение от электродвигателя 22 передается с помощью муфты 33, редуктора 31, муфты 34 на распределительный вал 32, на котором установлены шкивы (звездочки)
35 и 36. Далее вращение с помощью гибкой связи (цепи) 37 передается на сдвоенные шкивы 21, ось вращения которых совпадает с осью цапф 8 подушек 7 рабочих валков 2 и которые свободно на подшипниках качения установлены на хвостовиках цапф 8. Вращение со сдвоенных шкивов 21 с помощью гибкой связи (цепи) 38 передается на шкив 27, установленный на входном валу 26 конических редукторов 20. Далее вращение от конических редукторов 20 передается с помощью полумуфт 30 и зубчатого шпинделя 29 на рабочие валки 2.
При прокатке профилей с требуемым углом клиновидности поперечного сечения настройка стана осуществляется следующим образом. При этом, одновременно осуществляется без нарушения кинематической связи настройка клети 1 и привода рабочих валков 2. При вращении винта 17 гайки 15 перемещаются вдоль оси винта 17. Поскольку гайки 15 связаны цапфами 16 с рычагами 14, то рычаги 14 поворачиваются относительно оси цапф 8 подушек 7 рабочих валков 2 на требуемый угол а.
При этом, не требуется рассоединения элементов кинематической цепи привода рабочих валков 2, так как расстояние L от оси распределительного вала 32 до оси сдвоенного шкива 21, установленного на хвостовике цапфы 8, остается неизменным при
1475741
Формула изобретения
20
30
40
55 повороте рычагов 14 и подушек 7 с установленными в них рабочими валками 2 относительно оси цапф 8.
Неизменным при повороте рычагов 14 остается также и расстояние F между осью сдвоенных шкивов 21 и осью К шкива 27, установленного на входном валу 26 конического редуктора 20.
Настройка калибра клети 1 по высоте осуществляется с помощью винтов 13, при вращении которых рабочий валок 2 вместе с подшипниковым узлом, установленным в стакане 10, перемещается вдоль цилиндрической расточки подушки 7, т. е. вдоль оси вращения рабочих валков 2. При этом, нет необходимости в рассоединении шпинделя 29, так как последний при перемещении рабочего валка 2 вдоль своей оси скользит (перемещается) по шлицам зубчатой полумуфты 30.
Целесообразно использовать данное техническое решение для станов прокатки кольцевых изделий.
Положительный эффект, достигаемый использованием предлагаемого изобретения по сравнению с известными, состоит в упрощении конструкции и повышении производительности за счет сокращения времени настройки стана.
Упрощение конструкции заключается в следуюшем.
В описанной конструкции прокатного стана при прокатке всего возможного на данном стане спектра маркопрофилеразмеров профилей, от максимального до минимального углов клиновидности в поперечном сечении, что требует при каждой перевалке изменения угла пересечения осей рабочих валков, используется только одна стационарная коническая зубчатая пара, заключенная в корпус (редуктор).
В известных конструкциях не осуществляется регулировка угла наклона осей рабочих валков по отношению друг к другу без нарушения кинематической связи элементов привода рабочих валков, поэтому при переходе с прокатки одного профиля на другой при изменении угла пересечения осей вращения рабочих валков необходимо соответственно иметь новый комплект конических зубчатых шестерен с другими делительными конусами.
По вы шеи ие прои зводител ьн ости обеспечивается эа счет сокращения времени настройки стана. В известных станах при переходе на прокатку профиля с другим углом клиновидности поперечного сечения необходимо демонтировать, а затем монтировать конические зубчатые передачи, трудоемкость настройки которых, как известно, очень значительна.
В предлагаемой конструкции прокатного стана нет необходимости в монтаже и демонтаже элементов привода рабочих валков при переходе с прокатки одного профиля на другой.
Предлагаемый прокатный стан позволяет снизить трудозатраты по настройке стана по сравнению с известным на 25 — 30О .
1. Прокатный стан преимущественно для прокатки клиновидных профилей, включающий прокатную клеть с коническими рабочими валками, установленными в станине клети с пересечением осей их вращения, подшипниковые опоры рабочих валков, расположенные в подушках, снабженных цапфами, жестко установленные на цапфах рычаги, привод стана с распределительным валом, привод каждого валка в виде конического редуктора, входной вал которого связан с распределительным валом привода стана, а выходной — через шпиндель с рабочим валком, и механизм угловой установки осей валков, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения производительности путем сокращения времени настройки стана, рычаги выполнены двуплечими и попарно установлены с каждой стороны станины, при этом на одном конце каждой пары рычагов между ними установлен конический редуктор, ось выходного вала которого параллельна оси цапфы подушки, а другие концы рычагов связаны между собой механизмом угловой установки осей валков, выполненным в виде снабженных цапфами гаек, установленных между парами рычагов и связанных между собой винтом, зафиксированным в осевом направлении относительно станины клети.
2. Стан по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен шкивами (звездочками) и гибкими элементами (цепями), при этом по одному шкиву (звездочке) размещено на каждом входном валу редуктора, по два жестко связанных между собой шкива (звездочки) установлены с возможностью вращения на одной, выполненной удлиненной, цапфе подушки валка и два шкива (звездочки) смонтированы на распределительном валу привода стана, причем каждый шкив (звездочка) распределительного вала связан гибким элементом (цепью) с одним из двойных шкивов (звездочек), установленных на цапфах разных подушек рабочих валков, другой из сдвоенных шкивов (звездочек) связан гибким элементом (цепью) с соответствующим шкивом (звездочкой), установленным на входном валу редуктора.
1475741
1475741 б-о
27
Составитель Г. Ростов
Редактор И. Сегляник Техред И. Верее Корректор Л. Пилипенко
Заказ 1930/13 Тираж 460 Г1одписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
www.findpatent.ru
