Klatka walcownicza



Pobieranie 0,51 Mb.
Data25.01.2018
Rozmiar0,51 Mb.



TECHNOLOGIE WYTWARZANIA




KLATKA WALCOWNICZA




Klatką walcowniczą nazywa się urządzenie, w którym zachodzi walcowanie metalu. Podstawowymi częściami klatki, spełniającymi niejako rolę narzędzi, są walce wywierające bezpośrednio nacisk na walcowany metal.

W ciągu historii rozwoju konstrukcji walcarek nastąpiło zróżnicowanie sposobów ułożenia walców w klatce walcowniczej. Różne sposoby ułożenia walców w klatkach zostały spowodowane przez następujące przyczyny:



  • dążność do uzyskania zmiany kierunku walcowania w kolejnych przepustach, bez zmiany kierunku obrotów napędu,

  • powiększenie sztywności układu walców i zmniejszenie siły nacisku metalu, a więc zmniejszenie ugięć i ograniczenie odchyłek wymiarów wyrobów walcowanych,

  • poddanie metalu naciskom o kierunkach zmiennych co przepust z wyeliminowaniem kantowania lub skręcania pasma,

  • uzyskanie szczególnych kształtów wyrobów walcowanych,

  • spowodowanie szczególnego sposobu płynięcia metalu, zapewniającego tworzenie się otworu w tulejach rurowych,

  • polepszenie jakości otrzymywanych wyrobów,

  • z
    intensyfikowanie procesu prowadzonego w klatce.

Na powyższym rysunku pokazano przykład tradycyjnej konstrukcji klatki walcowniczej.

Walce za pośrednictwem czopów są oparte w łożyskach. Obudowy łożysk są umieszczone w oknach stojaków. Dwa stojaki połączone między sobą i ustawione na płytach podstawowych tworzą sztywny kadłub. Odstęp pomiędzy walcami jest regulowany za pomocą mechanizmów nastawczych, które jednocześnie przejmują siły pochodzące od nacisku metalu i przenoszą je na stojaki.

Do wprowadzenia metalu między walce i do jego wyprowadzenia służy uzbrojenie walców.

Przytoczony tradycyjny schemat konstrukcji jest stosowany w większości używanych współcześnie klatek o układach walców poziomych. Również klatki walców pionowych przedstawiają najczęściej rozwiązanie oparte na omówionym schemacie. Klatek tych nie mocuje się na płytach podstawowych, lecz zazwyczaj umieszcza się w pionowych prowadnicach o czterech słupach.

Równolegle powstało też szereg konstrukcji klatek o schematach odbiegających od przytoczonego, np. o pojedynczym stojaku (niektóre walcarki skośne), o kadłubach nie przypominających kształtów stojaków walcowniczych lub też klatek bezstojakowych.



Podstawowe zespoły klatki walcowniczej.

Walce


Walce są częściami klatek, między którymi zachodzi walcowanie metalu. Walce w większości walcowni składają się z beczki walca, stanowiącej część bezpośrednio stykającą się z metalem walcowanym, z dwóch czopów, na których walec opiera się w łożyskach, oraz rozet służących do połączenia walca z łożyskiem przenoszącym obroty.

Współcześni produkuje się walce z żeliwa, staliwa i ze stali. Używa się tez walców zespolonych wykonanych z dwóch gatunków metali. Na powierzchnie robocze stosuje się tworzywa odporne na nacisk, ścieranie i temperaturę, zaś na rdzeń – o dużej wytrzymałości i udarności.

Dobór optymalnego tworzywa zależy o następujących czynników:


  • obciążeń przenoszonych przez walce,

  • nacisków powierzchniowych metalu na walec,

  • żądanej gładkości powierzchni wyrobu walcowanego,

  • rodzaju i wydajności walcowni oraz kosztu walców przypadającej na tonę wyrobu

W zależności od rodzaju walcowni i typu klatki walcowniczej używa się walców o różnych kształtach beczek:

  • walce bruzdowe mają na powierzchni beczki nacięte bruzdy, w których realizuje się walcowanie profilu. Walce bruzdowe są stosowane do walcowania kęsisk, kęsów, kształtowników, szyn, prętów oraz walcówki.

  • walce gładkie maja cylindryczne gładkie powierzchnie beczek. Stosuje się je do walcowania blach oraz taśm.

  • walce do skośnego walcowania rur o kształtach specjalnych,

  • walce klatek o specjalnym przeznaczeniu, np. do rur, obręczy wagonowych.

Najczęściej beczka walca, czopy i rozety stanowią jedną całość. W nielicznych przypadkach spotyka się walce bez czopów i rozet, nakładane na wał. Konstrukcję taką miedzy innymi mają często walce pionowe.

Łożyska walcownicze

Łożyskami walcowniczymi nazywa się łożyska służące do ułożyskowania walców. Właściwie łożysko ślizgowe, bądź toczne wraz z kadłubem, w którym jest osadzone, i z częściami łączącymi, doprowadzającymi smar itp., bywa nazywane wkładem, a także wbudówką, lub poduszką. Wkłady zamocowuje się w oknach stojaków w ten sposób, aby było możliwe nastawienie odstępu między walcami oraz regulowanie ich poosiowego położenia.

Łożyska walcownicze pracują w bardzo ciężkich warunkach, przy dużych i często gwałtownie występujących obciążeniach typu uderzeniowego. Są one narażone na zniszczenia odpryskującą zgorzeliną oraz nagrzanie ciepłem przewodzonym od gorącego metalu do czopa.

W zależności od zasady działania łożyska stosowane w walcarkach dzielimy na ślizgowe i toczne.

Według rodzaju obudowy o uszczelnienia łożyska walcownicze dzielimy na otwarte i zamknięte.



Stojaki klatek walcowniczych

Stojakami walcowniczymi nazywamy zasadnicze części kadłubów klatek walcowniczych, w których zamyka się układ sił spowodowanych naciskiem metalu na walce oraz reakcji równoważących te siły. W klatkach spotykamy najczęściej – o tradycyjnej konstrukcji o poziomym ułożeniu walców – kadłub klatki składa się z:

  • dwóch stojaków

  • stężenia, które łączy stojaki

  • płyt podstawowych, na których ustawia się stojaki.

W otworach stojaków (zwanych oknami) osadzone są łożyska walców. Nacisk metalu na walce przenosi się poprzez czopy, łożyska oraz mechanizmy nastawiania odstępu walców na stojaki i zostaje zrównoważona ich wytrzymałością.

Klatki walcownicze mogą mieć nietypowe konstrukcje, np. kadłuby jednostojakowe, stojaki pierścieniowe lub też o zupełnie specjalnych kształtach.

Stojaki dzielimy na otwarte i zamknięte. Stojak otwarty składa się z właściwego stojaka w kształcie U, nakrytego pokrywa połączoną ze stojakiem za pomocą śrub lub łączeń klinowych. Stojaki te są używane w klatkach walcowni bruzdowych oraz w niektórych walcarkach do odlewania rur. Zaletą ich jest ułatwienie i przyspieszenie wymiany walców, wadą natomiast mniejsza wytrzymałość i większa wiotkość niż stojaków zamkniętych.

Stojaki typu zamkniętego przedstawiają sobą zamkniętą ramę. Są one używane w większości klatek o tradycyjnym schemacie konstrukcyjnym, np. w zgniataczach, walcarkach do walcowania blach grubych i cienkich oraz taśm, w niektórych typach walcarek bruzdowych i do walcowania rur, jak też w klatkach o walcach pionowych. W klatkach o walcach pionowych stojaki są ułożone poziomo i umocowane w pionowych prowadnicach. Stojaki zamknięte maja prostą budowę, mogą przenosić większe obciążenia i wykazują przy tym mniejsze ugięcia niż stojaki otwarte o analogicznych wymiarach.



Konstrukcje stojaków

Podstawowym czynnikiem decydującym o konstrukcji stojaka jest sposób ułożenia walców w klatce oraz zakres ich regulacji.

W stojakach rozmieszcza się otwory i nadlewy niezbędne do osadzenia mechanizmów do nastawiania walców, urządzeń do zrównoważenia walców, wkładów łożyskowych, urządzeń do poosiowego uchwycenia łożysk oraz rowki do zamocowania uzbrojenia walców.

Wykonanie stojaków bardzo dużych walcarek niejednokrotnie nastręcza wiele trudności związanych z ich skalą, np.


  • wykonanie odlewu stojaka o masie przewyższającej pojemność pieca odlewni staliwa,

  • obróbka mechaniczna, podczas której opłaca się przestawić obrabiarki, a obrabiany stojak pozostawić nieruchomy,

  • uzyskanie dokładności obróbki oraz wykonanie pomiarów stojaka, podczas gdy np. ugięcia słupów pod ich własnym ciężarem są większe od dopuszczalnych odchyłek.

Współczesne stojaki klatek walcowniczych wykonuje się ze staliwa. W starych odlewniach można jeszcze niekiedy znaleźć klatki o stojakach żeliwnych.
Mechanizmy do nastawiania walców

Regulowanie wzajemnego położenia współpracujących walców jest niezbędne, aby uzyskać właściwe wymiary i kształty przekroju poprzecznego pasm walcowanych. Odstęp współpracujących walców określa wymiar przekroju pasma w kierunku prostopadłym do osi walców.

Przez poosiowe nastawienie walców uzyskuje się prawidłowe wzajemne usytuowanie bruzd wytoczonych we współpracujących walcach.

Tylko jeden walec bywa nastawiany, natomiast drugi pracuje w położeniu, które w przybliżeniu można uznać za niezmienne. W zależności od spełnianego zadania rozróżniamy mechanizmy do nastawiania odstępu walców, mechanizmy do unieruchamiania obudowy łożysk walca o położeniu stałym oraz mechanizmy do poosiowego nastawiania walców. W wyniku działania urządzeń równoważących wszystkie części przenoszące nacisk metalu są do siebie dociśnięte z niewielką siłą również w okresach biegu walcarki bez obciążenia. Urządzenia te stanowią część zespołu mechanicznego do nastawiania odstępu walców.


W zależności od sposobu przenoszenia obciążeń mechanizmy nastawiania walców można podzielić na trzy grupy:

  1. Mechanizmy służące do nastawiania odstępu walców nie obciążonych, tzn. gdy nie zachodzi proces walcowania.

  2. Mechanizmy przy6stosowane do nastawiania odstępu walców pod obciążeniem, tzn. gdy metal znajduje się między walcami. Mechanizmy te służą nie tylko do ustawienia walców w zależności od programu walcowania, lecz są ogniwem systemu automatycznej kontroli i regulacji wymiarów walcowanych pasm.

  3. Mechanizmy pośrednie, tzn. takie, w których normalnie walce są nastawione bez obciążenia, lecz w pewnych przypadkach powinny one zapewniać możność poprawienia odstępu walców lub ich równoległości pod obciążeniem.

Rozróżniamy śrubowe, klinowe, hydrauliczne i hydromechaniczne mechanizmy do nastawiania walców. Mogą one być napędzane ręcznie, elektrycznie i hydraulicznie oraz wyjątkowo pneumatycznie.



Ograniczenia


Wskutek odkształcenia plastycznego na zimno występuje cały zespół zmian własności, które ograniczają możliwość dalszego plastycznego kształtowania metalu (utrata zdolności do odkształceń plastycznych, wzrost granicy plastyczności).

Ze wzrostem temperatury nagrzania zmienia się wartość granicy plastyczności metalu. Można w ten sposób uzyskać bardzo duże obniżenie wartości naprężeń plastycznych i spowodować zmniejszenie wartości sił potrzebnych do wykonania określonej operacji.



Całkowita wielkość odkształcenia w procesie obróbki na gorąco jest ograniczona wyłącznie szybkością stygnięcia obrabianego metalu. Proces plastycznego kształtowania na zimno musi zostać zakończony, zanim metal utraci zdolności plastyczne.







©operacji.org 2017
wyślij wiadomość

    Strona główna