WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

ОАО «ЭЛЕКТРОСТАЛЬСКИЙ ЗАВОД ТЯЖЕЛОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ»

На правах рукописи

УДК 621.771.065 Кандидат технических наук

ТАРТАКОВСКИЙ ИГОРЬ КОНСТАНТИНОВИЧ РАЗВИТИЕ И СОЗДАНИЕ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ И НАДЕЖНЫХ СТАНОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАНЫХ БЕСШОВНЫХ ТРУБ Специальность 05.02.13 — Машины, агрегаты и процессы (металлургическое производство) ДИССЕРТАЦИЯ в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора технических наук Москва, 2009г.

Научный консультант: доктор технических наук Котенок Владимир Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Голубчик Рудольф Михайлович доктор технических наук, профессор Романцев Борис Алексеевич доктор технических наук, профессор Сейдалиев Фикрат Сейдалиевич Ведущее предприятие - ОАО «Синарский трубный завод»

Защита состоится ____сентября 2009г. в 14часов 30 минут на заседании диссертационного Совета Д.520.016.01. по присуждению ученой степени доктора технических наук в АХК «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения им.

академика А.И. Целикова» Адрес: 109428, Москва, Рязанский проспект, 8а, тел. 730-45-

С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться в научно-технической библиотеке АХК «ВНИИМЕТМАШ».

Диссертация в виде научного доклада разослана _____ 2009г.

Ваш отзыв на автореферат в 1 экз., заверенный печатью, просим выслать по указанному адресу.

Ученый секретарь диссертационного Совета Дрозд В.Г.

СОДЕРЖАНИЕ стр.

Введение 1. Станы поперечно-винтовой прокатки 1.1 К динамике главной линии станов поперечно-винтовой прокатки 1.2 Выбор основных параметров главной линии станов поперечно-винтовой прокатки с групповым приводом валков. 1.3 Главный привод станов поперечно-винтовой прокатки. 1.4 Опытно-промышленный прошивной стан 1.5 Высокопроизводительный грибовидный прошивной стан поперечно-винтовой прокатки 1.6 Особенности конструкции клетей прошивных станов 1.7 Выходные стороны станов поперечно-винтовой прокатки 1.8 Входные стороны станов поперечно-винтовой прокатки 1.8.1 Передние столы прошивных станов 1.8.2 Передние столы калибровочных и обкатных станов 1.9 Базовая конструкция трехвалковой рабочей клети стана поперечно-винтовой прокатки 1.10 Универсальный стан поперечно-винтовой прокатки. 1.11 Конструкция калибровочного стана поперечно-винтовой прокатки для Чехии. 2. Станы продольной прокатки 2.1. Новый полунепрерывный трубопрокатный агрегат 140 со станом тандем. 2.2 Многоклетьевые станы продольной прокатки (непрерывные, редукционные, калибровочные). 2.3 Редукционные станы. Основные выводы и результаты работы Список работ ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы:

В пятидесятые годы Правительством страны была поставлена задача по коренному обновлению и расширению трубной промышленности на базе отечественного оборудования, по-существу, создания новой трубной промышленности, так как на действующих трубных заводах эксплуатировалось, в основном, старое оборудование, вывезенное после войны из Германии и купленное за рубежом в тридцатые годы. Объем выпуска труб и их качество не удовлетворяли растущие потребности таких бурно развивающихся отраслей, как энергетика, нефтяная и газовая промышленности, оборонка и гражданское строительство.

К решению этой важной государственной задачи были подключены ведущие отечественные ученые и инженеры, и в первую очередь академик Целиков А.И., профессора Полухин П.И., Осадчий В.Я., Тетерин П.К., Романцев Б.А., конструкторы машиностроительных заводов и научноисследовательских институтов, а также ведущие производственники трубных заводов.

Однако наибольшая тяжесть выполнения этих задач легла на коллективы Электоростальского завода тяжелого машиностроения и Всесоюзного научноисследовательского и проектно-конструкторского института металлургического машиностроения (ВНИИМЕТМАШа).

Автор диссертации с 1957г. работал в конструкторском отделе ЭЗТМ, а с 1964г. бессменно — начальником конструкторского бюро станов винтовой прокатки, которое на протяжении более 40 лет разрабатывало станы горячей прокатки труб, выпускаемых ЭЗТМ.

Возглавляя конструкторское бюро, автор диссертации руководил созданием новых высокопроизводительных станов, предложил, обосновал и совместно с коллективом реализовал прогресивные технические решения.

За последующие годы благодаря этому были спроектированы и пущены ряд агрегатов, в том числе для производства бесшовных труб с современными прошивными и непрерывными станами.

Выпуск труб в СССР возрос во много раз и к восьмидесятым годам достиг 18-19млн.т вгод.

В настоящее время в связи с возрастанием потребности в бесшовных трубах со стороны различных отраслей и в первую очередь нефтяной и газовой промышленности реконструируются практически все трубопрокатные заводы России: Синарский трубный завод (СинТЗ), Северский трубный завод (СТЗ), Таганрогский металлургический завод (ТМЗ), Волжский трубный завод (ВТЗ), Челябинский трубопрокатный завод(ЧТПЗ), - а также трубные заводы Украины.

В связи с этим разработка высокоэффективных конструкций станов (агрегатов) для производства бесшовных труб является актуальной научнотехнической задачей.

Цель работы:

Целью настоящей работы является создание высокоэффективных (высокопроизводительных и надежных) основных машин трубопрокатных агрегатов для горячей поперечно-винтовой и продольной прокатки на основе новых конструкций и технологических схем.

Для достижения поставленной цели требуется решить следующие задачи:

1. Предложить, обосновать и разработать конструкции станов поперечновинтовой прокатки с групповым или индивидуальным приводом валков;

рабочими клетями с повышенной устойчивостью к вибрационным динамическим нагрузкам; выходные стороны с осевой выдачей изделий с минимальным вспомогательным временем цикла и высокой надежностью и долговечностью оборудования; шпиндельные устройства для передачи больших моментов в ограниченных габаритах; входные стороны, обеспечивающие устойчивые условия захвата.

2. Предложить и разработать методику определения основных параметров главных линий станов поперечно-винтовой прокатки с групповым или индивидуальным приводами валков для повышения производительности, надежности, долговечности оборудования и качества получаемой продукции.

3. Предложить, обосновать и разработать конструкцию грибовидного прошивного стана с двухопорными валками и индивидуальным приводом для получения гильз повышенного качества при высокой производительности.

4. Предложить, обосновать и разработать высокопроизводительную и надежную базовую конструкцию рабочей клети трехвалкового стана поперечно-винтовой прокатки, которая может применяться как раскатная, прошивная, обкатная и калибровочная и для осуществления эффективных технологических процессов. Клеть должна быть снабжена быстродействующим механизмом смены валков.

5. Предложить, обосновать и разработать универсальную трехвалковую клеть стана поперечно-винтовой прокатки для производства труб из легких сплавов, в которой возможна установка как двух, так и трех валков.

6. Для возможности выбора оптимальных конструктивных схем прошивных станов предложить и разработать универсальный стан, в котором возможна установка всех типов валков и наличие как группового, так и индивидуального привода.

7. Предложить, обосновать и разработать конструкции станов продольной прокатки труб с повышенной нагрузочной способностью и долговечностью оборудования.

Научная новизна работы:

1. Предложена и теоретически обоснована возможность и целесообразность применения индивидуальных приводов валков станов поперечновинтовой прокатки. Это стабилизирует и оптимизирует очаг деформации из-за ликвидации дважды замкнутой кинематической цепи главного привода, что имеет место при групповом приводе, повышает надежность и долговечность оборудования, снижает издержки эксплуатации и повышает производительность стана.

2. Разработана методика выбора основных параметров главных линий станов поперечно-винтовой прокатки с групповым или индивидуальным приводами валков, что позволяет минимизировать динамические нагрузки главной линии стана, уменьшить циклическую неравномерность валков благодаря выравниванию углов перекосов в шарнирах шпинделей с одновременным повышением их работоспособности.

3. Теоретически обоснованы преимущества прошивного стана с двухопорными грибовидными валками и целесообразность его применения ввиду повышения качества труб и производительности агрегата.

4. Созданы новые прогрессивные конструкции станов поперечно-винтовой прокатки с рабочими клетями с повышенной устойчивостью к динамическим нагрузкам вибрационного характера; с высокопроизводительной и надежной выходной стороной с осевой выдачей; со шпиндельными устройствами для передачи больших моментов в ограниченных габаритах. Это достигается за счет применения рабочих клетей с объединенной кассетой-барабаном и откидной крышкой; выходных сторон с перехватом стержня вблизи очага деформации; упорно-регулировочного механизма с горизонтальным откидыванием упорной головки, размещенной в перемещаемой на необходимую величину каретке; шпинделей с расположением упорных подшипников во внутреннем пространстве шпиндельных головок.

5. Для осуществления новых технологических процессов для получения широкого сортамента труб из различных материалов предложено и обосновано создание базовой конструкции трехвалковой клети стана поперечно-винтовой прокатки, которая может быть использована как прошивная, раскатная и обкатная, в которой возможно изменение основных технологических параметров, а также установка как двух, так и трех валков.

6. Для осуществления новых режимов прокатки с повышенными обжатиями обоснованы и созданы новые станы продольной прокатки труб с наклонным приводом, отличающиеся повышенной нагрузочной способностью и долговечностью оборудования.

Практическая ценность и реализация в промышленности:

Теоретические и конструкторские разработки, выполненные автором, использовались и используются в настоящее время в трубопрокатных станах, действующих на заводах нашей страны и за рубежом:

– На Челябинском трубопрокатном заводе:

ТПА 140 - первые в отечественной и зарубежной практике грибовидный прошивной стан и трехвалковый обкатной стан с индивидуальным приводом валков и осевой выдачей гильз и труб. Рабочие клети с откидной крышкой и объединенной кассетой-барабаном.

– На Волжском трубном заводе:

ТПА 50-200, прошивной стан с индивидуальным приводом валков, раскатные и калибровочные станы поперечно-винтовой прокатки с групповым приводом и осевой выдачей гильз и труб, калибровочные и непрерывные станы с наклонной установкой двигателей. Рабочие клети прошивного и трехвалкового станов с откидной крышкой и объединенной кассетой-барабаном.

– На Синарском трубном заводе:

ТПА 140, прошивной стан с грибовидными валками и трехвалковый обкатной стан с индивидуальными приводами валков, полунепрерывный стан продольной прокатки — все с осевой выдачей гильз и труб, калибровочный стан с рабочими клетями с неразъемным корпусом. Рабочие клети прошивного и трехвалкового станов с откидной крышкой и объединенной кассетой-барабаном.

ТПА 80, прошивной стан с групповым приводом валков и осевой выдачей гильз, непрерывный стан с наклонной установкой двигателей, редукционнорастяжной стан.

– На Таганрогском и Северском трубных заводах рабочая клеть прошивного стана с откидной крышкой и с осевой выдачей гильз.

– В Румынии, з-д Артрум, г.Слатина:

ТПА 50-200, прошивной стан с индивидуальным приводом валков, раскатные и калибровочные станы поперечно-винтовой прокатки с групповым приводом и осевой выдачей гильз и труб, калибровочные и непрерывные станы с наклонной установкой двигателей. Рабочие клети прошивного и трехвалкового станов с откидной крышкой и объединенной кассетой-барабаном.

– В Чехии, Трубная Металлургическая Компания, г.Хомутов :

Двухвалковый калибровочный стан поперечно-винтовой прокатки с индивидуальным приводом валков, рабочие клети с откидной крышкой, объединенной кассетой-барабаном, механизмом быстрой замены линеек (первый образец), входной стороной с косорасположенным рольгангом, выходной стороной с осевой выдачей и быстрозаменяемыми проводками.

Основные решения, выносимые на защиту:

1. Обоснование возможности и целесообразности применения индивидуального привода валков станов поперечно-винтовой прокатки.

2. Разработка методики определения основных параметров главной линии станов поперечно-винтовой прокатки.

3. Предложение и обоснование целесообразности создания первого в отечественной и зарубежной практике прошивного стана с двухопорными грибовидными валками с индивидуальным приводом. Особенности конструкции стана.

4. Новое поколение прошивных станов: рабочие клети, выходные и входные стороны, главный привод.

5. Конструкция универсального прошивного стана.

6. Новое поколение трехвалковых станов поперечно-винтовой прокатки и создание базовой конструкции клети.

7. Предложение и обоснование применения первого трехвалкового обкатного стана (ТПА 140 ЧТПЗ).

8. Универсальный трехвалковый стан поперечно-винтовой прокатки для прокатки высокопрочных легких сплавов.

9. Некоторые особенности конструкции станов продольной прокатки.

Апробация работы:

Материалы диссертации были выставлены, доложены и обсуждены:

1. Доклад на расширенном техническом совете во ВНИИМЕТМАШе по рассмотрению вариантов конструкции непрерывного стана с наклонной установкой двигателей, 1964г.

2. Доклад в Минчермете по рассмотрению реконструкции ТПА 140 ЧТПЗ, где был представлен первый грибовидный прошивной стан с двухопорными валками и трехвалковый обкатной стан, 1969г.

3. Государственная премия СССР за работу «Создание и широкое внедрение новых технологических процессов и станов винтовой прокатки для производства горячекатаных труб», 1972г.

4. Доклад во ВНИТИ на расширенном техническом совете по рассмотрению планировки осепрокатного агрегата, где была предложена рабочая линия трехвалкового стана поперечно-винтовой прокатки (элонгатора), выполненная по конструктивной схеме, описанной в работе, 1973г.

5. Доклад на кафедре «Прокатное и волочильное производство» в МВТУ им.Баумана на тему: «Исследование и создание базовой конструкции трехвалковой клети стана поперечно-винтовой прокатки», 1974г.

6. Доклад на расширенном научно-техническом совете ВТЗ по рассмотрению технического проекта ТПА 50-200, где были представлены все станы, описанные в диссертации, 1980г.

7. Международная выставка в США, г.Кливленд. На выставке ОАО «Электростальтяжмаш» представил макеты основных машин, в числе которых были прошивной и трехвалковый раскатной станы, выполненные по упомянутой выше конструктивной схеме с откидной крышкой и объединенной кассетой-барабаном, 1993г.

8. Доклад в Минтяжмаше, посвященый рассмотрению технического проекта раскатного стана для трубопрокатного агрегата в г.Хомутов, Чехия, 1994г.

9. Доклады на заводе «Петротуб» в Румынии по вопросу реконструкции рабочей линии прошивного стана ТПА 400. 1995, 1996, 1997гг.

10.Доклад на технической конференции в Челябинске в 2003г. на тему:

«Оборудование и технология получения гильз на ТПА 500 ЧТПЗ».

11.Доклад в Трубной Металлургической компании (ТМК) на техническом совете по вопросу выбора конструкции прошивного стана для СТЗ, 2004г.

12.Доклад на ОАО «ЭЗТМ» по вопросу выбора рациональной конструкции калибровочного стана, 2005г.

13.Доклад в ТМК на техсовете по рассмотрению конструкции калибровочного стана для ТМЗ, 2005г.

14.Расширенное заседание научно-технического совета ОАО «ЭЗТМ» по рассмотрению доклада на соискание автором ученой степени доктора технических наук г.Электросталь, 2008г.

Публикации по теме диссертации:

Основное содержание работ опубликовано в 92 работах, в т.ч. трех монографиях, 20 научных статьях, 69 авторских свидетельствах СССР и патентах РФ, США, Германии, Швеции, Великобритании и Японии.

1. СТАНЫ ПОПЕРЕЧНО-ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ Станы поперечно-винтовой прокатки (винтовой) являются основными машинами трубопрокатных агрегатов (ТПА), определяющими производительность установок и качество труб, получаемых на них. Станы относятся к числу наиболее сложного прокатного оборудования вследствие того, что изделие в процессе прокатки получает и вращательное (с большой скоростью – более 1000 об/мин), и поступательное движения. Таких процессов нет в других типах станов.

1.1. К динамике главной линии станов поперечно-винтовой прокатки.

Передаточное отношение главной линии станов винтовой прокатки (см.

рис. 1,2,3) определяется по формуле i = i12i р, iгде - передаточное отношение универсального шпинделя;

iР - передаточное отношение шестеренной клети (при групповом приводе).

Из работ автора [3],[7],[8] 1 1-sin21cos 1-sin2 2 1sin 1sin 1cos 1coscos i12= =, (1) 2 cos 1cosгде – угловые скорости валка и приводного вала шпинделя, 1, — угол поворота валка, = - ; - угол разворота вилок промежуточного вала шпинделя, — угол между плоскостями осей одинарных шарниров.

Рассмотрим случай:

i12 = 1( = = ; = ), = ;

1 2 1 М = М = const 2 ДВ М1 = М.

ПРОК Пренебрегая потерями, будем считать, что установившийся процесс прокатки происходит с неизменной кинетической энергией главной линии, см.

рис.1,2:

2 2 2 E = I1 1 + I2 2 + I3 3 = IСР СР = const, 2 2 2 где - мгновенная средняя скорость, одинаковая для всех звеньев ср главной линии;

IСР = I1 + I + I 2 3 - суммарный динамический момент инерции всех звеньев главной линии.

iУчитывая, что = и = 2, 1 2 IСР = 2 СР I1 + I2 + I3i3если принять вместо истинного закона изменения передаточного iотношения гармонический закон с тем же периодом и той же амплитудой, т.е. по зависимости i32 = 1 + B cos 2 1, i32 max - i32 min sin2 B = = где, то для получим:

2 2 cos = 2 СР I.

1 + 2B cos 2 IСР В станах поперечно-винтовой прокатки I 2B cos 2 1 <<1, поэтому IСР I3 = = 1 - tg sin cos 2 .

2 1 СР 2IСР Коэффициент неравномерности вращения валов 1 и 2:

2 max-2 min I=1=2= = tg sin . (2) CH I СР Угловое ускорение валов 1 и 2:

d = = = 1 2 1.

d Учитывая, что в станах поперечно-винтовой прокатки IB sin 4 1 < 0,001, 2IСР I 2 = = = tg sin sin 2 = sin 2 1 2 СР 1 СР 1. (3) IСР Максимальное значение дополнительного динамического момента на валу 1:

I max 2 M = I1 3 sin tg = I1 1 ДОП СР СР. (4) I СР Максимальное значение момента на валу 2:

I max 2 M = I sin tg = I 2 ДОП СР 21 СР 2. (5) I СР I / IСР Таким образом, чем больше и отношение, тем больше,, M I. Отсюда следует, что момент инерции промежуточного вала и угол ДОП перекоса в шарнирах нужно выбирать минимальными.

Физика явления состоит в необходимости учета инерционности звеньев привода, в том, что промежуточный вал универсального шпинделя всегда вращается неравномерно и степень воздействия этой неравномерности на ведущий и ведомый валы тем больше, чем больше момент инерции промежуточного вала по отношению к суммарному моменту инерции главной линии стана и чем больше углы перекосов в шарнирах.

I I M 0 Если >>, то,,.

СР 3 ДОП Таким образом, равенство передаточного отношения единице =2;= в главной линии стана поперечно-винтовой прокатки не означает, что валки будут вращаться равномерно. Это условие только необходимое, но недостаточное.

Для того, чтобы валки вращались равномерно, необходимо еще выполнение условия:

Isin tg , 2IСР но в современной классической схеме станов поперечно-винтовой прокатки, имеющих привод через универсальные шпиндели и изменение углов подачи валков путем поворота барабанов, это условие невыполнимо, так как 10 2углы подачи в клетях изменяются, а потому всегда или.

Таким образом, при наличии привода через универсальные шпиндели нельзя получить вращения валков станов винтовой прокатки без наличия циклической неравномерности, что подтверждено экспериментальными исследованиями на специальном стенде, изготовленном на ЭЗТМ в 1963г.

Именно наличие неравномерности вращения валков во всех станах поперечновинтовой прокатки, приводимых через универсальные шпиндели, послужило обоснованием предложения для применения впервые индивидуального привода валков в станах поперечно-винтовой прокатки, который ликвидирует главные недостатки группового привода, связанные с двойным замыканием кинематической цепи (через шестеренную клеть и прокатываемый металл). Это создает статическую неопределенность контура, что может вызвать перераспределение моментов на валках и значительное превышение их по сравнению с расчетными значениями. Применение индивидуального привода повышает надежность и долговечность оборудования, значительно снижает издержки эксплуатации за счет ликвидации сложной шестеренной клети, в известной степени стабилизирует и оптимизирует очаг деформации из-за возможности выравнивания нагрузок на оба валка. Индивидуальный привод также как и групповой не ликвидирует неравномерность вращения валков.

Однако, используя выведенные уравнения, можно создать главную линию, имеющую минимальный коэффициент неравномерности вращения валков.

Действительно, при условии = = = — = 1 2 передаточное отношение универсального шарнира i будет равно 1, как это видно из формулы 1, и таким образом исключается кинематическая составляющая неравномерности вращения валков, что подробно описано автором в работе [7].

Динамическая составляющая коэффициента неравномерности вращения, как это видно из формулы 2, в каждом случае определяется динамическими моментами инерции всех звеньев цепи главной линии привода и углами перекоса в шарнирах пространственного шпинделя, которые должны изменяться в пределах ± 1,5° при изменении углов подачи при оптимальном выборе параметров главной линии стана (см.ниже).

Определим динамический коэффициент неравномерности вращения валков грибовидного прошивного стана ТПА 140 ЧТПЗ при = 15° и I3 Iотношении = = = 0,14Iср I1 I2 II = tgsin = 0,8 tg15° sin15° = 0,Iср Таким образом, окружная скорость валков прошивного стана меняется в течение оборота в пределах ~ 4 %, что не вызывает замеченных осложнений в протекании процесса прошивки, но является сильным аргументом в пользу возможности применения индивидуального привода, в котором система автоматического регулирования может создать более низкие синхронные изменения окружных скоростей на обоих валках, что и было реализовано в первом грибовидном прошивном стане с индивидуальным приводом валков на ЧТПЗ в 1972году.

1.2. Выбор основных параметров главной линии станов поперечно-винтовой прокатки с групповым приводом валков.

В настоящее время выработалась «классическая» схема главной линии станов поперечно-винтовой прокатки. Она состоит из рабочей клети, универсальных шпинделей, шестеренной клети, главного шпинделя и двигателя (рис. 1,2).

Особенностями конструкций прежних главных линий станов поперечновинтовой прокатки являлось неравенство углов перекосов в шарнирах универсальных шпинделей, а в некоторых случаях даже ассиметричное расположение шпинделей относительно оси прокатки с одновременным неравенством углов в шарнирах. Это приводило к неравенству передаточных отношений всех шпинделей, к увеличению углов перекосов в одном из шарниров, преждевременному выходу его из строя, а также появлению дополнительной неравномерности вращения валков.

В 1964году при анализе конструкции главной линии прошивного стана ТПА 30-102 ПНТЗ автором было установлено, что углы перекосов в шарнирах шпинделей, расположеных у клети, были равны 15,5°, а у шестеренной клети — 9°. Шпинделя выходили из строя и часто требовали замены, в т.ч. и по этой причине. В связи с этим автором была разработана методика определения основных параметров главной линии станов поперечно-винтовой прокатки, которая впервые была реализована при реконструкции прошивного стана ТПА 30-102 ПНТЗ, эксплуатируемого и в настоящее время.

Основными конструктивными параметрами главной линии являются: D В – диаметр валка в пережиме; - угол подачи; - угол раскатки; l – расстояние от геометрического центра рабочей клети до центра шарнира универсального шпинделя, расположенного у шестеренной клети; - угол между осью центров шестеренной клети и плоскостью, проходящей через ось прокатки и ось изменения угла подачи соответствующего валка; R – радиус окружности центров выходных валов шестеренной клети; , – углы перекосов в 1 шарнирах универсальных шпинделей; z – расстояние между осью прокатки и поверхностью валка по линии центров клети; - угол между плоскостями осей шарниров.

Рис. 1. Главная линия двухвалкового стана поперечно-винтовой прокатки с групповым приводом: 1 – клеть рабочая; 2 – шпиндель универсальный; 3 – шестеренная клеть; 4 – муфта главного привода; 5 – электродвигатель Рис. 2. Схема главной линии стана поперечно-винтовой прокатки с групповым приводом валков.

Связь между параметрами D, , , l, , R, , , z может быть найдена В 1 2 из условия равенства углов и , при выполнении которого достигаются 1 наилучшие динамические характеристики главной линии как вследствие синхронности изменения передаточных отношений левого и правого универсальных шпинделей, так и вследствие того, что равенство углов и 1 при групповом приводе приводит к уменьшению наибольших абсолютных значений этих углов во всем диапазоне изменения углов подачи [3], [6], [25].

Углы и могут быть найдены соответственно как пространственные 1 углы между осью промежуточного вала шпинделя АС, проходящей через точки:

А[( l сos - R sin)sin; (l сos - R sin)cos; (z + l sin + R cos)] в в 0 в и С[(Rsin; L; Rcos)], и осью валка АО, проходящей через точки:

А и О (0; 0; z + R /cos), 0 в И между осью АС валка и осью вала шестеренной клети CD, см. рис. 2:

A sin cos B cos cos C sin cos 1= A2B2C ; (6) B cos = A2 + B2 + C ; (7) cos cos - cos cos 1 cos = sin sin 1. (8) В этих формулах:

A = R sin - (l cos - RВ sin ) sin ;

B = L - (l cos - RВ sin ) cos ;

C = R cos - z0 - l sin - RВ cos .

1 Из условия cos = cos получим уравнение, связывающее основные параметры главной линии стана винтовой прокатки в общем случае:

L + l 1 z0 + RD cos sin sin + tg cos = - cos + tg R cos R . (9) Откуда (L + l)(1/ cos - cos ) + (z0 + RВ cos )tg sin + G = 2 R tg + sin , (10) где tgG = tg / sin.

При = 0 (бочковидные прошивные станы, обкатные, станы периодической прокатки, шаропрокатные):

L + l sin = tg / R. (11) По формулам 10,11, выведенным автором [3], [6] выбираются основные параметры главной линии станов поперечно-винтовой прокатки. Эти формулы использованы при создании всех новых станов поперечно-винтовой прокатки в нашей стране и за рубежом (США, Румыния, Узбекистан), что позволило снизить неравномерность вращения валков и повысить надежность и долговечность оборудования.

Главная линия стана поперечно-винтовой прокатки с использованием указанных зависимостей запатентована автором в США, ФРГ, Японии, Великобритании, Италии, Швеции [24].

Как видно из формул 6 и 7, в общем случае при заданных параметрах главной линии стана (R, R, l, L, ) отношение cos /cos зависит от z и :

В 1 2 cos / cos = f (K; z0 ; ) 1, т.е. от сортамента прокатываемых изделий и углов подачи.

При = 0 нетрудно показать, что cos / cos = f (K ; ) 1, где Кi — функция R, R, l, L, В и не зависит от z, т.е. от изменения сортамента прокатываемых изделий.

Отсюда следует, что, например, схема прошивного стана с бочковидными валками ( = 0) является наиболее универсальной и гибкой, так как с точки зрения оптимальности кинематических параметров меньше всего реагирует на изменение диаметра прокатываемых изделий. Это целесообразно учитывать при создании станов.

Из изложенного можно сделать следующие выводы:

- Углы перекосов в шарнирах шпинделей должны быть минимальными.

Это достигается за счет разворота шестеренной клети при групповом приводе валков на необходимый угол, определяемый формулами 10 и 11.

- При индивидуальном приводе валков целесообразно двигатели устанавливать наклонно к горизонту под углом, равным среднему либо наиболее «вероятному» углу подачи. При этом значительно уменьшаются углы перекосов в шарнирах шпинделей. С увеличением угла перекоса в шпинделях также растут нагрузки на детали универсального шарнира, поэтому, исходя из этих соображений, рабочий угол перекоса в шарнирах шпинделей на практике по нашей рекомендации не допускают более 15°.

I – Момент инерции промежуточного вала должен быть минимальным и определяться только его прочностью на кручение. Завышение момента инерции промежуточного вала за счет увеличенных запасов прочности деталей недопустимо. Целесообразно выполнение вала полым (из трубы).

– Вилки промежуточного вала шпинделя должны быть развернуты на угол, равный углу между плоскостями осей одинарных шарниров.

– Расположение всех шпинделей приводов должны быть одинаковыми относительно оси прокатки.

– Расстояние от геометрического центра клети до центра шарниров универсальных шпинделей у шестеренной клети должно выбираться из условия, при котором углы перекосов шарниров при изменении углов подачи не должно превышать 1-1,5° от расчетного значения.

Следует заметить, что выведенные зависимости не учитывают влияния упругости звеньев и зазоров в соединениях на степень неравномерности вращения валков в станах поперечно-винтовой прокатки.

Однако, динамичность привода, степень неравномерности вращения валков возрастает с увеличением углов перекосов в шарнирах шпинделя, и отношения моментов инерции деталей промежуточного вала шпинделя к суммарному моменту инерции линии независимо от изменения других характеристик главной линии стана, в том числе зазоров в соединениях и упругости отдельных звеньев.

Поэтому одним из главных направлений в проектировании приводов станов поперечно-винтовой прокатки должно быть уменьшение углов I / Iсум перекосов в шарнирах шпинделей и отношения, что и следовало из формул 9 – 11.

При этом параметры, заложенные при проектировании главной линии стана, остаются всегда постоянными и не зависят от срока службы оборудования, как, скажем, зазоры в соединениях, а потому являются постоянно действующими, хотя степень их воздействия зависит от зазоров и упругости звеньев. Особенно вредны зазоры в деталях и узлах станов поперечно-винтовой прокатки ввиду наличия привода через универсальные шпиндели, которые являются источником колебаний стана, а также ввиду динамического воздействия вращающейся трубы на очаг деформации и на оборудование рабочей линии стана.

Поэтому одним из важнейших условий создания надежного и долговечного оборудования станов поперечно-винтовой прокатки является создание конструкции машин, имеющих минимальное количество зазоров за счет уменьшения подвижных соединений в различных узлах и деталях.

Это является одним из главных направлений уменьшения динамических нагрузок в рабочей и, особенно, в главной линии стана поперечно-винтовой прокатки, одним из главных путей создания надежного и долговечного оборудования с высокими функциональными характеристиками.

Минимизация зазоров в главной линии стана может быть достигнута за счет применения рабочих клетей станов поперечно-винтовой прокатки с объединенной кассетой-барабаном, шпиндельных устройств на подшипниках качения, применения индивидуального привода валков, исключающего редукторы и шестеренные клети, имеющие зазоры в зацеплениях и других соединениях, применения шестеренных клетей с косозубым зацеплением при групповом приводе [2], [3], [4], [5], [25], [26], [27], [28].

1.3. Главный привод станов поперечно-винтовой прокатки.

Привод валков станов поперечно-винтовой прокатки может быть как групповым, так и индивидуальным. Большое распространение в старых конструкциях получил групповой привод валков станов поперечно-винтовой прокатки. Малые габариты в плане главной линии стана, гарантированное соотношение окружных скоростей валков, простота электрических схем управления электроприводами — преимущество группового привода.

Однако, как указывалось выше, групповому приводу валков присущи и недостатки, связанные главным образом с тем, что двойное замыкание кинематической цепи главного привода (через шестеренную клеть и прокатываемый металл) и создаваемая в результате этого статическая неопределенность контура может вызвать перераспределение моментов на валках и значительное превышение их по сравнению с расчетными значениями.

Это приводит к уменьшению долговечности оборудования и к простоям в результате аварийных поломок.

Эксплуатация сложной шестеренной клети: расходы смазочных материалов, систематическая ревизия зацеплении и подшипников и т. д., - весьма дороги. Значительные потери энергии в шестеренной клети при групповом приводе, невозможность воздействия на очаг деформации путем изменения соотношений скоростей валков в ряде случаев являются недостатком.

Учитывая эти недостатки группового привода, а также практическую невозможность применения группового привода в грибовидном прошивном стане с двухопорными валками с углом раскатки 17° на ЧТПЗ, реконструированном в цехе № 2, впервые в отечественной и зарубежной практике для привода валков прошивного стана автором был предложен и разработан с личным участием автора индивидуальный привод, который в настоящее время находит подавляющее распространение в том числе и в бочковидных прошивных станах (например ТПА 50-200 ВТЗ) [1], [6], [9], [57].

Привод прошивного стана, с индивидуальным приводом валков состоит из универсальных шпинделей, уравновешивающих устройств, промежуточного вала (рис. 3).

Целый ряд обстоятельств — ограничения диаметрального размера головки шпинделя Д, что определяется диаметром валка, большое отношение М /D Г КР Г (это характерно для станов поперечно-винтовой прокатки), динамика неустановившегося процесса прокатки и отсутствие гарантированной закономерности нагружения шпинделей, колебания температуры прокатываемого металла, необходимость обеспечения значительных углов перекоса в одинарных шарнирах (12...15°) между осями рабочего органа-валка и приводного вала и осью шпинделя соответственно, скрещивающимися в общем случае в пространстве, значительные окружные скорости на наружном диаметре вилки (свыше 5 м/с), наличие грязи, воды и окалины — предъявляют к конструктивному решению универсального шпинделя главной линии тяжелые, подчас трудно выполнимые требования.

Поэтому создание надежных и долговечных универсальных шпинделей для станов поперечно-винтовой прокатки, допускающих значительные углы перекосов в одинарных шарнирах (до 12° и более), работающих при больших крутящих моментах (до 80 кНм) и угловых скоростях (более 200 об/мин) и имеющих высокий КПД, представляет собой одну из сложнейших конструкторских задач высокой актуальности.

Рис. 3. Планировка прошивного стана с грибовидными валками с индивидуальным приводом валков и примыкающим оборудованием ТПА-140 Челябинского трубопрокатного завода: — водоохлаждаемый рольганг; 2 — зацентровщик; 3 — решетка; 4 — передний стол; 5 — вталкиватель; 6 – рольганг;7 — стационарный упор; 8 — решетка; /— входная сторона; // — рабочая клеть; ///— выходная сторона; IV – главный привод; V' — передающее устройство.

Теоретическим обоснованием создания шпинделей третьего поколения явилось установление факта значительных усилий вдоль оси крестовины, что приводило к частым поломкам, особенно упорных подшипников, расположенных на переферии шпиндельных головок и поэтому имеющих сравнительно малые габариты. В новой конструкции, предложенной и разработанной с участием автора, специальные упорные подшипники размещены во внутреннем пространстве шарнирных головок между соответствующими радиальными подшипниками и имеют значительно большие габариты и долговечность (рис. 4) [36]. Это позволяют упростить конструкцию универсального шарнира и значительно повысить его нагрузочную способность как за счет установки значительно более мощного упорного подшипника, так и за счет увеличения плеча радиального подшипника без увеличения диаметра шарнира шпинделя.

Долговечность предлагаемых шпинделей в 6—8 раз выше, чем шпинделей второго поколения, имеющих радиальные подшипники, расположенные между соответствующими упорными. Эксплуатация этих шпинделей на самых производительных прошивных станах ТПА 30-102 на Первоуральском новотрубном заводе и на Никопольском южнотрубном заводе позволила решить проблемы, связанные с безаварийной работой этих станов и всего агрегата в целом.

Установка шпинделей третьего поколения в главной линии прошивного стана ТПА 350 НЮТЗ, прокатывающего тяжелый сортамент гильз из нержавеющих марок сталей, практически ликвидировала систематические простои оборудования, необходимые для замены старых универсальных шпинделей, так как срок службы новых шпинделей превышал 3 года.

упорные подшипники Рис. 4 Шпиндель: а – новый; б – старый Особенно важно, что высокая надежность и долговечность новой конструкции шпинделей, подтвержденная всеми трубопрокатными заводами страны, сочетается с уменьшением трудоемкости их изготовления в 1,5—1,раза по сравнению с ранее выпускаемыми конструкциями (число деталей уменьшилось на 16 единиц).

1.4. Опытно-промышленный прошивной стан.

Одной из центральных задач теории и технологии процесса прошивки является установление влияния на производительность и качество получаемых гильз основных конструкторско-технологических параметров прошивных станов: размеров валков, углов подачи, углов раскатки, окружных скоростей валков, типа привода. В настоящее время эти параметры в значительной мере определяются и задаются на основании эмпирических данных и зависимостей, обобщающих некоторый опыт, и не имеют достаточного теоретического обоснования, базирующегося на внутренних закономерностях процесса прошивки. В известной степени это объясняется с одной стороны тем, что большинство исследований по поперечно-винтовой прокатке посвящено изучению кинематики и геометрии процесса, а исследованию сложнейших вопросов, связанных с напряженным состоянием металла при поперечновинтовой прокатке, в решении которых заложен ключ к определению основных параметров станов поперечно-винтовой прокатки, уделяется гораздо меньше внимания, а с другой стороны, отсутствием специального оборудования для проверки теоретических выводов.

В настоящее время известно три типа валковых прошивных станов – с бочковидными, грибовидными и чашевидными валками, различающихся между собой значением угла ракатки =0, >0 и <0 – соответственно.

Первые два типа станов получили преимущественное распространение как в России, так и за рубежом. Третий тип станов – распространен в меньшей степени.

Для возможности выбора оптимальной схемы прошивного стана применительно к каждому конкретному случаю установки его в различных трубопрокатных агрегатах по инициативе автора в 1967 – 1968 годах предложена и с личным участием разработана и изготовлена на ЭЗТМ конструкция универсального прошивного стана для экспериментальной базы Всесоюзнного научно-исследовательского трубного института (ВНИТИ) (рис.

5,6) [16].

Главной особенностью конструкции рабочей клети универсального прошивного стана является возможность установки в ней бочковидных, грибовидных и чашевидных валков (рис.6), устанавливаемых в кассеты трех типов с углами раскатки соответственно 17° и 7° и без угла раскатки. Клеть с грибовидными валками может быть превращена в клеть с чашевидными валками путем разворота барабана на угол 180-2 , где — угол подачи.

Главный привод стана (рис. 5) предназначен для передачи момента и вращения валкам рабочей клети 4, причем привод бочковидных и чашевидных валков размещен на входной стороне 3 стана, а привод грибовидных валков — на выходной стороне 7. Каждый привод состоит из двух электродвигателей постоянного тока, передающих вращение валкам посредством зубчатых муфт, и универсальных шпинделей 2. Особенностью привода бочковидных и чашевидных валков является установка синхронизирующей шестеренной клети 1, которая позволяет вести процесс прокатки как с механической синхронизацией вращения рабочих валков, что соответствует условиям группового привода, так и без синхронизации при демонтированной синхронизирующей шестерне, что соответствует индивидуальному приводу рабочих валков. Это позволяет, в свою очередь, выявить оптимальные конструктивные решения для получения высококачественных гильз.

Привода спроектированы таким образом, что при значениях углов подачи 5-12° и углов 0,7°, 17° углы перекоса в шарнирах шпинделей не превышают 12°, а при наиболее вероятных средних углах подачи 8-12° равны в обоих шарнирах и не превышают 7°, что значительно улучшает динамическую характеристику привода.

Исследования, проведенные на стане с участием автора, показали, что на выбор типа станов существенное влияние оказывают отношение диаметра заготовки к диаметру гильзы.

Так при d < d, предпочтение следует отдать стану с грибовидными заг гильзы валками; при d = d – стану с бочковидными валками; d > d – стану с заг гильзы заг гильзы чашевидными валками.

Физика явления заключается в том, что для получения, например тонкостенных гильз стан должен работать по типу расширителя. Для этого скорости на выходе из очага деформации должны непрерывно возрастать, увеличивая одновременно результирующие силы трения, способствующие получению тонкостенных гильз при высокой производительности. В этом случае необходимо применение грибовидного прошивного стана (d < d ).

заг гильзы В чашевидном прошивном стане скорость на входе в очаг деформации должна непрерывно уменьшаться и возникающие силы трения осуществляют необходимый «подпор» заготовки в очаге деформации, что и способствует уменьшению диаметра выходящей гильзы. В бочковидном прошивном стане равенство заготовки и гильзы может быть объяснено рациональным распределением скоростей в очаге деформации.

Кроме того, на выбор типа прошивного стана влияют материалы заготовок, толщины стенок получаемых гильз, скоростные условия прошивки и т.д.

Рис.5. Опытно-промышленный прошивной стан: 1 – шестеренная клеть синхронизирующая;

2 – универсальный шпиндель; 3 – входная сторона; 4 – рабочая клеть; 5 – главный привод; – электродвигатель; 7 – выходная сторона.

Создание конструкции универсального прошивного стана решило длительные теоретические споры о выборе оптимальной конструктивной схемы и заметно усилило интерес специалистов к изучению процесса прошивки на чашевидных и грибовидных валках с двухопорным креплением и, главное, послужило толчком для создания в 1970г. первого отечественного грибовидного прошивного стана с двухопорным креплением валков для ТПА 140 ЧТПЗ и в 1980г. - универсального стана с установкой как бочковидных, так и чашевидных валков на ВТЗ. Следует заметить, что в 2008г. ВТЗ заказал дополнительно к имеющимся еще два комплекта чашевидных валков [3], [4], [25], [12].

Рис. 6. Схемы установки в рабочей клети различных валков:

а – бочковидных; б – чашевидных; в - грибовидных 1.5. Высокопроизводительный грибовидный прошивной стан поперечновинтовой прокатки.

Прошивные станы предназначены для получения полой гильзы из сплошной заготовки и входят в состав различных ТПА (с непрерывным станом, автоматическим станом, трехвалковым раскатным станом и др.). Станы могут быть использованы для получения гильз диаметром 70...450 мм из углеродистых и легированных марок сталей.

Действующие в стране до 60-х годов прошивные станы в основном зарубежных фирм были бочковидными ( = 0) с групповым приводом валков и грибовидными ( = 45°) также с групповым приводом валков.

Первые отечественные прошивные станы с бочковидными валками были спроектированы и изготовлены в конце 50-х годов УРАЛМАШем для ТПА 400 и ТПА 250 (Руставский и Сумгаитскийи мет. заводы) и в конце 60-х годов ЭЗТМ для ТПА 30102 (ПНТЗ и ЮТЗ) и ТПА 140 (ЧТПЗ). Подробное описание этих станов см. [5].

Основными конструктивными особенностями этих станов были:

– Рабочие клети имели станину закрытого типа, в нее устанавливались барабаны, в комертонную часть которых с зазорами вводились узлы валков с подушками, извлекаемыми при перевалке. Наличие зазоров предопределяло вибрацию этого ответственного узла под воздействием динамических нагрузок от вращающейся с большой скоростью заготовки. Это сказывалось на качестве гильз и долговечности оборудования. Кроме того, такая конструкция приводила к значительному завышению ее массы и неудобству обслуживания. Заметим, что масса рабочей клети ТПА 400 старой конструкции составляла 420 тонн (см.

книгу П.М.Соловейчика «Трубопрокатные агрегаты с автомат станом» 1967, Металлургия стр.30), в то время, как рабочая клеть стана 450 для Северского трубного завода, выполненная по новой схеме имеет массу 250 тонн.

– В главных приводах шестеренные клети не были развернуты на угол, обесчевивающий равенство углов шарниров шпинделей, что вызывало кинематическую неравномерность вращения валков и дополнительные динамические нагрузки в главной линии стана.

– Выходная сторона прошивного стана была выполнена с боковой выдачей с канатным перемещением упорного механизма. Сравнительно большое вспомогательное временя цикла, низкая долговечность оборудования, сложность в эксплуатации - недостатки такой конструктивной схемы.

Подробности см. ниже.

Рабочие клети грибовидных прошивных станов старой конструкции (зарубежных фирм), эксплуатируемые на ЧТПЗ и Ижорском заводе в ТПА 140, имели консольные валки, нерегулируемые углы подачи, постоянное положение верхней линейки и групповой привод влков. Станы были малопроизводительными и выпускали трубы с низким качеством по наружной поверхности и большой разностенностью. Однако по данным, полученным из литературных источников и данным, полученным на трубопрокатных заводах, брак по наружным и внутренних пленам в установках с этими станами не превышал 0,6%, в то время как брак по наружным и внутренним пленам в установках с прошивными станами с бочковидными валками составлял 2%. В связи с этим в 1967 году автором утверждалось, что направление, принятое при конструировании отечественных прошивных станов, заключающееся в повсеместном применении бочковидных станов, нельзя было считать правильным [3], [10].

Это объясняется тем, что прошивные станы с грибовидными валками в технологическом отношении наиболее совершенны, так как возникающее при прошивке напряженное состояние металла благоприятно влияет на качество получаемых гильз. Изложенное следует из рассмотрения распределения скоростей в очаге деформации бочковидных и грибовидных станов. Для любой точки, лежащей на поверхности валка (как грибовидного, так и бочковидного) и находящейся в некотором сечении, удаленном на расстоянии от одного из торцов валков, можно написать (без учета скольжения) ux = Rx, (12) ux где - окружная скорость валка;

Rx - радиус валка в рассматриваемом сечении;

- угловая скорость валка (без учета скольжения).

=u cos=Rx cos, (13) x x где x окружная скорость вращения заготовки;

- угол подачи.

x= Rx sin , (14) где x - осевая скорость заготовки;

x - угловая скорость заготовки в рассматриваемом сечении (без учета скольжения).

Rx = cos, (15) x rx rx где - радиус заготовки в рассматриваемом сечении.

Из формул 12-15 видно, что в бочковидном стане окружная скорость валка x x (u ), угловая скорость вращения заготовки ( ) и скорость подачи ( ) x возрастают к «пережиму» валков и уменьшаются от «пережима» к выходу гильзы из валков, а в грибовидном прошивном стане эти параметры все время нарастают от входа к выходу гильзы из валков, что увеличивает скорость прошивки.

В грибовидном прошивном стане угловая скорость заготовки Rx непрерывно увеличивается, так как отношение возрастает за счет rx соответствующего подбора угла раскатки (угол между проекцией оси валка на горизонтальную плоскость и осью прокатки).

Изменения угловой скорости заготовки вдоль очага деформации приводят к скручиванию металла при прошивке. В бочковидных станах ввиду того, что угловая скорость заготовки до «пережима» возрастает, а после «пережима» падает, скручивание металла во входном конусе направленно в сторону вращения заготовки, а в выходном - в обратную сторону.

В грибовидных прошивных станах скручивание металла вдоль всего очага деформации направленно в сторону вращения заготовки и не меняется в процессе прошивки. Таким образом наиболее благоприятное распределение скоростей заготовки вдоль очага деформации наблюдается при прокатке на грибовидном прошивном стане, в котором скорости возрастают вместе с вытяжкой гильзы от входа заготовки в валки к выходу, позволяя увеличить производительность стана. В свою очередь характер распределения скоростей определяет и характер скручивания металла при прошивке, которое также наиболее благоприятно в станах с грибовидными валками, так как направленно в одну сторону, тогда как в бочковидных станах заготовка подвергается скручиванию в двух противоположных направлениях.

Изложенное дает основание утверждать, что напряженное состояние металла при прошивке в грибовидном прошивном стане наиболее благоприятно с точки зрения получения качественных гильз при повышении производительности стана и прошивать высоколоегированные стали.

Учитывая это, по предложению и личному участию автора в 1967 году была разработана конструкция грибовидного прошивного стана, у которого грибовидные (конусные) валки имели две опоры и угол раскатки до 17°.

Конструкция стана позволяла регулировать в необходимых пределах углы раскатки и подачи, а механизм верхней линейки позволил легко изменять ее положение относительно оси прокатки. Определение угла раскатки было основано на следующих соображениях. Как видно из формулы 15 необходимым условием «грибовидности» стана является непрерывное нарастание катающего радиуса валка R на всем протяжении очага деформации. Это условие будет x соблюдено, если угол раскатки > , как это видно из рис.6в, стр.23. Угол — это угол выходного конуса валка прошивного стана. Величина угла составляет не более 6°. Таким образом для обеспечения «грибовидности» прошивного стана необходимо выполнение условия > 6°. Но по чисто конструктивным соображениям угол раскатки < 17° невозможен из-за «налезания» шпинделей на центрователь выходной стороны стана, как это видно из рис. 3. В то же время увеличение угла раскатки > 17° приводит к недопустимому уменьшению подшипников второй опоры валка грибовидного стана [3], [13].

В 1972 году этот стан был изготовлен и пущен в эксплуатацию впервые в отечественной и зарубежной практике.

Автор принял участие в изучении особенностей технологического процесса прошивки на грибовидном стане с целью совершенствования его конструкции, что было реализовано в грибовидном прошивном стане ТПА 1СинТЗ в 1976 году [12].

Главным результатом этой работы явилось создание новой модели рабочей клети грибовидного прошивного стана, выполненной по конструктивной схеме, обеспечивающей большую устойчивость к динамическим нагрузкам, что было реализовано во всех последующих конструкциях рабочих клетей прошивных станов, см. ниже.

1.6. Особенности конструкции рабочих клетей прошивных станов.

В новых конструкциях рабочих клетей прошивных станов, по предложению автора, реализован один из главных постулатов теории колебаний, который утверждает, что чем больше масса оборудования и меньше зазоров в соединениях узлов и деталей машины, тем меньше амплитуда ее колебаний под воздействием вибрационных нагрузок.

Поэтому в конструкции рабочих клетей станов поперечно-винтовой прокатки, в том числе и прошивных, было выработано, по предложению автора, новое направление в их создании, предусматривающее зажатие барабанов вместе с жестко закрепленными на них валками крышкой клети с помощью силовых (эксцентриковых) механизмов. Это решение позволяет полностью и надежно исключить зазоры между станиной, крышкой, валками и барабанами в процессе прокатки и уменьшить влияние динамических нагрузок вибрационного характера на амплитуду колебаний узла валка и других узлов вследствие значительного увеличения сопротивляющейся колебаниям массы оборудования клети под воздействием вращающейся с большой частотой (до 1000 об/мин) гильзы. В свою очередь, уменьшение вибрации клети позволяет повысить надежность и долговечность узлов и механизмов; улучшить качество получаемых гильз; увеличить частоту вращения валков, что дает возможность поднять производительность стана, улучшить условия захвата и снизить расходный коэффициент металла. Главной особенностью конструкции всех двухвалковых рабочих клетей станов поперечно-винтовой прокатки, в том числе и прошивных, является зажатие барабана 11 с валком 12 откидной крышкой 7 (рис. 7) с помощью эксцентрикового механизма 37 (рис.8) [33].

Кроме того в этих клетях возможна установка как бочковидных, так грибовидных и чашевидных валков, как показано на рис.6, стр.23, что достигается заменой узла барабана с валком. Во всех случаях валки имеют две опоры, расположенные в расточках барабана, что особенно важно для конструкции грибовидного прошивного стана.

Рис. 7. Рабочая клеть прошивного стана: 1 – уравновешивающее устройство; 2 – пружина; 3 – уравновешивающая гайка; 4 – глобоидный редуктор; 5 – пята; 6 – опора; 7 – крышка; 8 – электродвигатель; 9 – червячный редуктор; 10 – вал-шестерня; 11 – барабан; 12 – станина; 13 – рабочий валок; 14 – тяга; 15 – гайка; 16 – зажимной винт.

Рис.8. Рабочая клеть прошивного стана: 17 – червячный редуктор; 18 – электродвигатель; 19 – пневмоцилиндр; 20 – рычаг; 21 – тяга; 22 – вводная проводка; 23 – гидроцилиндр; 24 – стул; 25 – нижняя линейка; 26 – пневмоцилиндр; 27 – рычаг; 28 – линейка; 29 – линейкодержатель; 30 – нажимной винт; 31 – гайка; 32 – цилиндрическая опора; 33 – тяга; 34 – траверса; 35 – подпружиненные брусья; 36 – бронзовая планка, 37 — эксцентриковый механизм зажатия крышкой барабна с валком.

В связи с этим в 1973 году, после пуска первого в отечественной и зарубежной практике грибовидного прошивного стана с двухопорными валками на ЧТПЗ автором было предложено отказаться от прежней конструктивной схемы клети прошивного стана с неразъемной станиной, спроектированной для грибовидного прошивного стана ТПА 140 ЧТПЗ.

Предложение было принято и с личным участием автора были разработаны новые конструкции рабочих клетей прошивных станов для ТПА 80 и ТПА 140 для СинТЗ, ТПА 50-200 для ВТЗ и Румынии, ТПА 250 для ТМЗ и для кольцепрокатного агрегата США [3].

Перевалку, по предложению автора, осуществляют путем извлечения барабанов вместе с неподвижно закрепленными на них валками, что является необходимым условием создания жесткой конструкции клети и уменьшения времени самой перевалки. Также значительно сокращает эту операцию применение быстроразъемных соединений шпинделей с валками рабочей клети предложенных и разработанных с личным участием автора. [55] В старых конструкциях перевалку осуществляли заменой только узлов валков, что предопределяло наличие зазоров между деталями узла валков и посадочными местами барабанов [1], [5], [6], [9], [31], [32], [33], [46],[58], [59], [67].

1.7. Выходные стороны станов поперечно-винтовой прокатки.

Выходная сторона стана поперечно-винтовой прокатки предназначена для удержания и центрирования стержня с оправкой в процессе прокатки;

перемещения стержня с оправкой как вхолостую для регулирования положения оправки в очаге деформации, так и в процессе прокатки; подачи воды высокого давления через стержень к оправке; приема и центрирования трубы (гильзы), выходящей из клети без оправки (длинной) и с длинной оправкой, удерживая ее в процессе прокатки; выброса гильзы или трубы с оправкой (длинной) или без оправки за пределы рабочей линии стана.

Главным направлением проектирования выходных сторон станов поперечно-винтовой прокатки является уменьшение времени цикла, высокая надежность и долговечность оборудования и возможность осуществления новых технологических процессов.

По способу выброса гильзы за пределы рабочей линии стана выходные стороны станов поперечно-винтовой прокатки, работающие на короткой оправке, различают с боковой и осевой выдачей. За рубежом преимущественное распространение получили станы с боковой выдачей.

При боковой выдаче упорный подшипник вместе с закрепленным в нем стержнем перемещается вдоль оси прокатки, освобождая трубу для выброса с линии стана, и возвращается в исходное положение прокатки.

При прокатке на сменяемой оправке, когда последняя свободно лежит на проводке клети при выбросе трубы, в момент подхода стержня (даже при наличии механизма смены оправки) неизбежны ручные операции и частые потери времени на установку оправки в очаге деформации.

Работа на несменяемой оправке затруднена, так как, с одной стороны, оправку приходится протаскивать через уже подстывшую трубу, что не всегда удается, а с другой, — стойкость оправки падает за счет непрерывного контакта с раскаленным металлом. Кроме того, при прошивке на несменяемых оправках часто появляется брак внутренней поверхности за счет попадания в гильзу инородных тел (продуктов износа при разрушении оправки) во время извлечения из нее стержня с оправкой.

Следует отметить, что при боковой выдаче прокатка полых изделий на «посад» на несменяемой оправке невозможна, так как в этом случае внутренний диаметр полого изделия меньше наружного диаметра оправки. Это снижает технологические возможности оборудования.

Известные выходные стороны с боковой выдачей гильз имеют большое вспомогательное время цикла, сложны и ненадежны ввиду наличия перемещающихся с большой скоростью масс, плохо поддаются автоматизации.

Нами разработана усовершенствованная конструкция выходной стороны прошивного стана с боковой выдачей гильз, отличающейся стационарным расположением упорно-регулировочного механизма, что значительно улучшает функциональные и эксплуатационные характеристики оборудования. Такая выходная сторона спроектирована на ЭЗТМ с участием автора и поставлена в США в 2001г. [86].

Однако и эта выходная сторона с боковой выдачей, несмотря на усовершенствования, не ликвидирует основных недостатков этого оборудования, изложенных выше.

В связи с этим была создана конструкция выходной стороны короткооправочных станов поперечно-винтовой прокатки с осевой выдачей гильз, позволяющая ликвидировать изложенные выше недостатки выходных сторон с боковой выдачей гильз, но имеющая сравнительно большое вспомогательное время цикла. Это обяснялось тем, что в прежних конструкциях выходных сторон прошивных станов с осевой выдачей гильз, стержень перехватывался механизмами, установленными за клетью (рис.9), при этом гильза останавливалась, что приводило к потере производительности, температуры, увеличивало окалинообразование и ухудшало деформацию на последующих станах. В новых конструкциях выходных сторон прошивных станов как только задний конец гильзы выходит из очага деформации стержень перехватывается предложенным автором специальным механизмом, установленным в клети (рис. 10,11) [2], [40], [91].

Теоретической основой создания новой выходной стороны станов поперечно-винтовой прокатки, в т.ч. и прошивных, с осевой выдачей явилось использование инерционного прохождения гильзы (трубы) за очаг деформации на расстояние S, определяемое по формуле:

vS=, (16) 2gf м где v = 1 — 1,2 - скорость прокатки, сек.

f = 0,2 — коэффициент трения 1,S= = 370 мм 29,80,Рис. 9. Выходная сторона прошивного стана: 1— центрирующий ролик; 2 — выдающий ролик; 3 — станина упорно-регулировочного механизма; 4 — каретка упорно-регулировочного механизма;5 — проводка; 6, 9 — вертикальные валы; 7 — упорная головка; 8— хвостовик стержня; 10 —замок 5 — проводка; 6, 9 — вертикальные валы; 7 — упорная головка; 8— хвостовик стержня; 10 — замок Рис. 10. Схема современного прошивного стана с осевой выдачей труб:

] - толкатель, 2 - заготовка, 3 - упор, 4 - валки рабочей клети, 5 -оправкой, 6 - перехват стержня, - гильза, 8 - центрователь, 9 - ролики, 10 - упорно-регулировочный механизм Рис.11 Механизм перехвата стержня: 1 — шарннир, 2 — рычаги перехвата, 3 — оси качания рычагов, 4 — проводка, 5 - пневмоцилиндр В современных высокопроизводительных станах поперечно-винтовой прокатки, созданных за последние годы в нашей стране, по предложению автора и с его личным участием разработана осевая выдача которая получила исключительное распространение (ТПА 30-102 ПНТЗ и НЮТЗ, ТПА 140 СТЗ, Нижнеднепровского трубопрокатного завода и ЧТПЗ, ТПА 50-200 ВТЗ и т. д.).

На стане с осевой выдачей гильз по мере выхода из валков и продвижения гильзы на выходной стороне стана ролики центрователей раскрываются и освобождают стержень оправки.

Установка перехвата стержня непосредственно у оправки в самой клети, когда рычаги перехвата монтируются в выводной проводке, позволяет на 40...50 % сократить вспомогательное время цикла за счет того, что сразу же после окончания процесса прошивки (сигнал — падения производной силы тока в цепи главного привода прошивного стана) гильза по инерции проскакивает зону перехвата (для этого достаточно иметь скорость прошивки 1,2 м/с и расстояние от торца валков до зоны перехвата 300-400 мм) и в промежутке между валками и задним концом гильзы рычаги перехвата захватывают стержень и сразу же отбрасывается упорная головка, давая проход гильзе, которая со скоростью до 7 м/с без остановки, транспортируется за пределы выходной стороны стана заранее раскрученными и постоянно включенными выдающими роликами, сводимыми только на прокатанную гильзу. Это решение позволило решить проблему производительности первого отечественного ТПА 30-102 на ПНТЗ.

Следует отметить, что предложенный автором упорно-регулировочный механизм с откидыванием головки в горизонтальной плоскости и размещением ее в каретке, перемещаемой с помощью винтового механизма по направляющим станины упорно-регулировочного механизма, повысил эксплуатационные и функциональные характеристики оборудования. Такой механизм имеет ряд преимуществ по сравнению с механизмом, откидывающим упорную головку в вертикальной плоскости, так как позволяет осуществлять перемещение оправки со стержнем на любую необходимую величину, что необходимо для осуществления новых технологических процессов [43].

Длительный опыт эксплуатации упорно-регулировочных механизмов с горизонтальным откидыванием на всех трубопрокатных заводах страны показал их высокую работоспособность, надежность и долговечность.

В выходных сторонах с осевой выдачей реализуются помимо изложенного и следующие преимущества конструктивного и технологического порядка:

- стабильность настройки очага деформации, не требующая сложных и дорогих средств автоматизации. Это объясняется стационарным расположением упорно-регулировочного механизма, в то время как при боковой выдаче необходима точная остановка массивного упорного подшипникового узла стержня оправки, перемещающегося с большой скоростью, - значительно большая надежность и долговечность основных узлов и механизмов в связи с отсутствием быстроизнашивающихся частей, перемещающегося упорного подшипникового узла с системой подачи воды высокого давления и сложного стационарного механизма его остановки, закрепления в процессе прокатки и регулирования при настройке очага деформации, а также более простая конструкция центрирующих устройств, так как они выполняются на два положения роликов, а при боковой выдаче - на три, - вспомогательное время цикла на станах с осевой выдачей значительно меньше, чем на станах с боковой выдачей, - большая универсальность стана, так как главные приводы при осевой выдаче легко располагаются на выходной стороне, что особенно важно для грибовидного прошивного стана, – возможность быстрого перемещения стержня с оправкой в процессе прокатки для улучшения условий захвата, получение переменных профилей, повышение качества внутренней поверхности изделий, увеличение долговечности длинных оправок. Это достигается за счет установки гидроцилиндров, связанных с кареткой упорно-регулировочного механизма [39], [10], [37], [40], [41], [42], [43], [45], [48], [51], [60], [64], 14], [89].

Длительный опыт эксплуатации таких станов с осевой выдачей на всех трубопрокатных заводах страны показал их несравненные преимущества перед станами с боковой выдачей по основным показателям: производительности и качеству изделий, надежности и долговечности оборудования, уровню и простоте механизации и автоматизации, функциональным характеристикам.

Именно наличие выходных сторон с осевой выдачей в большей степени предопределило тот общеизвестный факт, что отечественные прошивные станы в 1,2—1,8 раза по производительности превосходят лучшие зарубежные аналоги.

1.8. Входные стороны станов поперечно-винтовой прокатки.

Входные стороны станов поперечно-винтовой прокатки предназначены для передачи сплошной или полой заготовки без оправки на передний стол стана, зарядки оправки в гильзу (трубу), совмещения оси заготовки с осью прокатки, задачи заготовки с оправкой или без оправки в стан и удержания ее в процессе прокатки. Конструкции входных сторон определяются типом стана, технологическим процессом прокатки, сортаментом изделий, числом валков рабочей клети.

Главной частью входной стороны является передний стол.

Сортамент гильз и труб по диаметру определяет необходимость регулирования переднего стола входной стороны по высоте, сортамент по длине и массе — тип задающего устройства, конструкцию механизма подъема желоба. От числа валков клети зависит конструкция стола в сечении, перпендикулярном оси прокатки, с учетом размещения шпинделей при наличии привода на входной стороне стана.

1.8.1. Передние столы прошивных станов Характерной особенностью конструкций передних столов прошивных станов является наличие сплошного желоба и заталкивателя, что вызвано большим разбросом заготовок по длине (1000...4000 мм) и значительными динамическими нагрузками, возникающими при прокатке от вращения заготовки с большими оборотами (до 1000 об/мин).

Передние столы прошивных станов эксплуатируются в крайне тяжелых условиях. Наличие весьма высокой температуры, большого количества окалины, громадных динамических нагрузок от вращающихся заготовок ставит проектирование передних столов в ряд сложных задач конструирования трубопрокатного оборудования. Причем главнейшим и трудновыполнимым условием здесь является обеспечение надежности и долговечности как деталей и узлов стола, так и прилегающих фундаментов.

Особенностями новой конструкции переднего стола прошивного стана, предложенного и разработанного с участием автора, являются [15], [62]:

- установка корпуса желоба, имеющего сферическую поверхность контакта с винтовым подъемником, на поворотной опоре, вынесенной из зоны действия горячих температур, окалины, воды и грязи, вместо гладких плоских направляющих, расположенных в зоне прокатки, что характерно для ранее изготовляемых конструкций [74], - наличие для выброса незахваченной заготовки специального механизма, состоящего из системы приводных рычагов и звеньев, - выполнение механизма регулирования желоба по высоте в виде винтового подъемника, состоящего из двух приводных червячных редукторов, соединенных синхронизирующим валом, закрепленной на плите промежуточной опоры, в которой размещена гайка подъемника и редуктора привода, - выполнение крышки желоба в виде рычагов, служащих одновременно и задержниками заготовки ( рис. 12), - размещение между желобом переднего стола и корпусом канатов, позволяющих демпфировать динамические нагрузки, улучшить шумовые характеристики.

Рис. 12. Передний стол прокатного стана: 1 — корпус; 2 — желоб; 3 — поворотная крышка;

4 — привод; 5— выбрасыватель; 6 — привод выбрасывателя; 7— поворотная опора; 8 — ось; 9 — вал; 10 — винт винтового механизма подъема корпуса; 11 — передаточный настил; 12 — заготовка Перечисленные решения позволили: надежно осуществить механизированное регулирование стола по высоте, что необходимо при широком сортаменте заготовок, ликвидировать тяжелые ручные операции при извлечении незахваченных заготовок, снизить вспомогательное время цикла, поднять производительность стана, улучшить эксплуатационные характеристики. Это было невозможно в прежних конструкциях столов с плоскими направляющими, расположенными в зоне действия окалины, воды и высоких температур.

1.8.2. Передние столы калибровочных и обкатных станов Главной технологической особенностью прокатки на этих станах, определяющими конструкцию входной стороны, являются:

- необходимость обеспечения надежной задачи трубы в валки клети. Это особенно трудно при прокатке тонкостенных труб, когда контактная поверхность невелика. Условия первичного захвата значительно улучшаются, если трубе к моменту подхода к валкам придать вращение.

Подъемный рольганг на входной стороне стана предназначен для задачи трубы в клеть вдоль оси прокатки, одновременно сообщая ей вращательное движение.

Для этого оси роликов, по предложению автора, наклонены к оси прокатки на угол, меньший 90°, что позволяет придать трубе в момент задачи в валки вращательное движение вокруг оси прокатки и - поступательное вдоль этой же оси, что значительно улучшает условия захвата — одну из важнейших характеристик станов поперечно-винтовой прокатки. Внедрено на обкатных станах во всех ТПА 140 СТЗ, ЧТПЗ, Украины, Азербайджана и Чехословакии.

Особенностью конструкции входной стороны элонгатора, работающего на длинной оправке, является задача гильзы в стан таким образом, что торец каретки, соединенной со штоком цилиндра задачи, служит упором для гильзы, а упором для оправки служит шток. Это позволяет сохранить стабильное положение оправки по отношению к гильзе в течение всего процесса задачи в стан [44], [50], [54], [65].

1.9. Базовая конструкция трехвалковой рабочей клети стана поперечно- винтовой прокатки.

Трехвалковые клети поперечно-винтовой прокатки являются основными машинами трубопрокатных агрегатов, определяющими их производительность и качество труб. Обладая высокими технико-экономическими показателями (высокая производительность, отсутствие быстроизнашивающихся линеек, лучшие условия захвата, сниженный удельный расход электроэнергии, благоприятная схема напряженного состояния), эти станы получили большое распространение в различных трубопрокатных агрегатах в качестве прошивных, раскатных, обкатных, калибровочных и других станов в России и за рубежом.

Предложенные и разработанные с участием автора впервые в отечественной и зарубежной практике трехвалковые клети взамен двухвалковых в качестве обкатных получили внедрение на трех ТПА 140:

ЧТПЗ, СинТЗ и Нижнеднепровском трубопрокатном заводе им.К. Либкнехта в 1972-1976 годах, - и в настоящее время успешно эксплуатируются (см. табл.) [2], [11], [91].

На основании широкого круга исследовании на оборудовании ЧТПЗ и Центрального научно-исседовательского института черной металлургии (ЦНИИЧЕРМЕТа), проведенных в конце 60-х годов, в которых было и участие автора, определились технологические и конструктивные параметры трехвалковых обкатных станов, на основании которых автором был разработан в 1970 г. эскизный проект такого стана с регулировкой углов подачи в клети и индивидуальным приводом валков, а также совместно с другими специалистами был предложен новый способ получения тонкостенных труб [23], [11].

Автор принял участие и в освоении трехвалкового обкатного стана на ЧТПЗ, что позволило усовершенствовать оборудование и технологический процесс получения качественных труб на первом в мире трехвалковом обкатном стане.

Среди многих результататов, полученных при освоении стана, следует особенно отметить следующее:

– Разработана эффективная калибровка инструмента, заключающаяся в том, что угол выходного конуса валка равен углу конусности оправки.

– Автором был решен вопрос разработки новой конструкции механизма поворота и стопорения барабана трехвалквой клети обкатного стана, позволивший впоследствии значительно сократить время и трудоемкость замены валков при перевалке.

Освоение трехвалкового обкатного стана трубопрокатной установки 1ЧТПЗ позволило установить, что процесс обкатки протекает при стабильных условиях захвата и установившемся процессе. Поперечная разностенность труб уменьшается, отсутствуют граненность и раструбы. Возможна прокатка труб при отношении диаметра к толщине стенки 35-40 и полная автоматизация процесса. Путем интенсивного обжатия по стенке достигается хорошая наружная и внутренняя поверхность труб.

Применение трехвалковых обкатных станов решило проблему устойчивого захвата труб, которая постоянно существовала на двухвалковых обкатных станах с групповым приводом валков и нерегулируемыми углами подачи [2], [4], [11], [17], [19], [23].

Таблица 1. Внедрение трёхвалковых рабочих клетей в различных агрегатах Заказчик Агрегат Стан Мод. клети Кол-во Дата изготовления Верхне- ТПА 40-80 Прошивной 1 1 30.3.19Салдинский мет. завод ----‘’---- ----‘’---- Раскатной 2 1 30.6.19ЧТПЗ ТПА 140 Обкатной 2 1 30.6.19СинТэ ТПА 140 Обкатной 3 2 30.9.19З-д им ТПА140 Обкатной 3 2 30.9.19К.Либкнехта ПНТЗ Раскатной 4 1 30.5.19ВТЗ Раскатной 5 4 20.7.194 30.8.19----‘’---- ----‘’---- Калибровочный 6 4 8.04.19Раскатной 5 1 30.10.19З-д им. ТПА200 Элонгатор 5 1 30.7.19К.Либкнехта СРР ТПА200 Раскатной 5 1 30.11.19з-д Артрум Калибровочный 6 В 70-е годы также был пущен в эксплуатацию первый в отечественной практике трехвалковый прошивной стан для прокатки титановых сплавов, предложенный и разработанный с участием автора по заданию Всесоюзного института легких сплавов (ВИЛСа), поставлен на Верхне-Салдинский металлургический завод в 1970г. (см. таблицу 1).

На ВТЗ в 1970-80гг для ТПА 50-200 поставлено 16 трехвалковых клетей, используемых в качестве раскатных и калибровочных. Следует особенно отметить, что в ТПА 50-200 ВТЗ в горячей части по нашему предложению применены две линии трехвалковых раскатных станов, что не принято в мировой практике, и было весьма отрицательно принято оппонентами.

Практика опровергла опасения [1].

На базе анализа и обобщения отечественных и зарубежных конструкций, а также теоретического и экспериментального исследования трехвалковых клетей, по предложению и с личным участием автора, создана базовая конструкция трехвалковой рабочей клети, которая положила начало новому направлению в конструировании трехвалковых станов поперечно-винтовой прокатки [1], [34], [91].

Клеть отличается от известных конструкций наличием объединенной кассеты-барабана и станины с откидной крышкой, что уменьшает амплитуду колебаний узла валков, неподвижно закрепленных на массивных барабанах и таким образом повышает устойчивость к вибрационным динамическим нагрузкам. В результате этого повышается производительность, жесткость, надежность, долговечность клети и качество получаемых труб. Клеть позволяет также осуществлять различные технологические процессы, в том числе и для производства тонкостенных труб, путем изменения углов подачи и раствора валков в процессе прокатки. Кроме того, достоинством клети является возможность быстрой и удобной замены валков (перевалки) с помощью специального механизма [66].

В этом механизме, в отличие от прежних конструкций, исключена шарнирная связь механизма поворота с барабаном-валком. В сочетании с новым механизмом откидывания крышки на 180° (в прежних конструкциях откидывание производилось только на 110°), это решило проблему замены валков трехвалковых станов поперечно-винтовой прокатки (рис. 13,14,16).

Указанные особенности позволили удовлетворить всем требованиям, предъявляемым к современным рабочим клетям с учетом перспективы развития оборудования и процессов винтовой прокатки, а также определили высокую эффективность оборудования. К их числу относятся:

– возможность широкого изменения с высокой точностью и большими скоростями углов подачи и раствора валков как вхолостую, так и в процессе прокатки при минимальных маховых моментах перемещаемых масс, что необходимо для получения широкого сортамента качественных труб при высокой производительности, – надежность и долговечность основных узлов, удобство обслуживания, высокие эксплуатационные качества, – простота и удобство настройки очага деформации, куда входит установка необходимого раствора валков, углов подачи, совмещение калибров, – высокая жесткость конструкции, малая податливость калибра, что необходимо для интенсификации процесса прокатки и получения точных труб, – минимальное искажение очага деформации при изменении углов подачи, благодаря тому, что поворот барабана с валком осуществляется вокруг оси, проходящей через пережим валка. Это необходимо для повышения качества выпускаемых труб и уменьшения отходов, – возможность использования для осуществления различных технологических процессов: прошивки, раскатки, элонгирования, калибровки, обкатки, – возможность быстрой и удобной замены узла валков при перевалках.

Перевалки валков в современных трубопрокатных агрегатах с трехвалковыми раскатными станами производятся часто (иногда несколько раз в сутки) в связи с частой сменой сортамента, а также износа гребня на калибровочной части валка. Поэтому решение вопроса быстрой замены валков связано с повышением производительности и качества труб всего агрегата.

Рис.13. Рабочая клеть трехвалкового стана поперечно-винтовой прокатки: 1 — станина, 2 — крышка, 15 — двигатель, 21 - 23 — гидроцилиндры.

Созданная новая базовая конструкция рабочей клети трехвалкового стана поперечно-винтовой прокатки позволяет осуществлять процесс перевалки в линии стана с минимальными по сравнению с известными способами затратами времени и тяжелого физического труда.

Рис. 14. Механизм поворота и стопорения рабочей клети: 24, 25 — башмаки, 26 — оси, 29,— ограничитель, 31, 32 — плунжерные гидроцилиндры, 33. 34 — направляющие.

Рис. 15. Гидромеханическое нажимное устройство: 11 – гайки; 12 – нажимные винты; 13 – червячные колеса, 14 – червяк, 16 – тяга, 17 – пята, 18 – корпус гидроцилиндра, 19 – шток, 20 – регулировочные гайки.

Это достигается, по предложению и разработке автора, путем откидывания крышки вокруг двух центров от одного гидроцилиндра на 180° (рис. 16) без применения крановых средств. Такой способ перевалки позволяет сократить вспомогательные площади и оборудование для специального стенда, а также уменьшить грузоподъемность крановых средств, особенно при создании крупных агрегатов [63].

Рис. 16. Клеть рабочая в процессе перевалки: 1 – плитовина; 2 – основание; 3 – подвижная штанга; 4 – гидроцилиндр; 5 – тяги; 6 – клинья; 7 – крышка; 8 и 9 – цапфы; 10 – барабан; 11 – рабочие валки; 12 – гидроцилиндр откидывания крышки В конструкции описанной рабочей клети трехвалкового стана поперечновинтовой прокатки ликвидированы практически все недостатки распространенной ранее клети с поворотной шайбой, усиленно рекламируемой зарубежными фирмами (стан Трансвал и т.д.), и не случайно в настоящее время они заменяются клетями нашего типа.

(Подробности см. В [1], [2], [7],[34], [47], [61], [63], [91]) 1.10. Универсальный стан поперечно-винтовой прокатки.

Стан предназначен для получения труб и прутков из широкого сортамента легких сплавов.

Основными особенностями стана, предложенного и разработанного с личным участием автора, являются: возможность установки в его клети (рис.

17,18) как двух, так и трех валков. Это достигается путем специального исполнения станины клети, которое позволяет с минимальным временем (не более 2 ч) перейти от двухвалковой схемы клети к трехвалковой, и наоборот, а также наличием индивидуального привода валков, возможности установки в клети как двухопорных валков, так и консольных с большим углом раскатки (45...50°). Это достигается заменой барабанов с двухопорными валками на барабаны с консольными валками, при этом валки оборудованы передачами, позволяющими от одного и того же привода осуществить вращение как двухопорных, так и консольных валков. Наличие последних позволяет прокатывать трубы с D/S>20.

Рис. 17. Универсальная трехвалковая клеть стана поперечно-винтовой прокатки (установка двух валков): 2 — крышка. 3-5 — гнезда для барабанов, 6 — барабаны, 9 — 11 — рабочие валки, 17 — первый линейкодержатель, 20 — второй линейкодержатель.

Рис. 18. Универсальная трехвалковая клеть стана поперечно-винтовой прокатки (установка трех валков): 1 — основание станины, 12 — тяга, 13 — винт, 14 — механизм разворота на угол подачи, 15 — дополнительные гнезда, 16 — механизм перемещения линейкодержателя, 18 — цилиндр, 19 — нажимное устройство.

На стане возможны прошивка заготовок и получение гильз, раскатка гильз на короткой и длинной удерживаемой оправке, прокатка прутков с большими степенями обжатия. Эти особенности стана позволяют прокатывать на нем широкий сортамент изделий, многие из которых невозможно получить другими способами с такой степенью эффективности. Это подтверждено исследованиями, проведенными Пановым С.А. и описанными в автореферате его докторской диссертации. Созданием стана закончились все споры трубников о выборе типа стана (двух или трехвалкового) для прокатки труб и сплошных изделий широкого сортамента из различных труднодеформируемых твердых легких сплавов [52], [53].

1.11. Конструкция калибровочного стана поперечно-винтовой прокатки для Чехии.

Стан устанавливается в агрегате Асселя трубопрокатного завода в г.

Хомутове. Особенностью стана является возможность прокатки на нем труб диаметром 46... 168 мм с высокой производительностью и точностью (0,5 мм на диаметр). В конструкции стана нашли отражение последние достижения в области создания станов поперечно-винтовой прокатки, в которых есть и личное участие автора:

- жесткая конструкция клети с механизированной сменой линеек; откидная крышка, механизация и автоматизация всех настроечных операций, - индивидуальный привод валков, позволяющий регулировать скорость прокатки, в том числе и для улучшения условий захвата, - применение косорасположенного рольганга и закрытого желоба на входной стороне стана, что стабилизирует процесс захвата заготовок, - вращающиеся проводки на выходной стороне стана, – двухпозиционная выходная сторона стана, позволяющая в течение нескольких минут заменять проводки. Замена проводок особенно важна при прокатке труб малого диаметра во избежание значительных вибраций при прокатке и, как следствие, потери точности трубы [33], [35], [38], [67], [87].

______________ Таким образом, основными направлениями проектирования станов поперечно-винтовой прокатки, которые были выдвинуты автором, поддержаны специалистами-трубниками и реализованы с 60-х годов и по настоящее время явились:

– замена бочковидных прошивных станов с групповым приводом грибовидными прошивными станами с двухопорными валками и индивидуальным приводом, – выбор оптимальных параметров главных линий стана с групповым и индивидуальным приводом, – создание принципиально новых конструкций рабочих клетей с откидной крышкой и объединенной кассетой-барабаном с повышенной устойчивостью к динамическим нагрузкам вибрационного характера, – применение осевой выдачи изделий с перехватом стержня в очаге деформации, – повсеместное применение индивидуальных приводов в главных линиях станов (прошивных, обкатных), – применение трехвалковых обкатных станов, – создание передних столов, гарантирующих устойчивые условия захвата (косой рольганг, надежная регулировка по высоте).

Это позволило создать станы с высокими функциональными и эксплуатационными характеристиками и осуществлять эффективные технологические процессы, которые используются взаимно и для получения другой продукции (коротких тел вращения, периодических профилей, труб из алюминиевых сплавов) [1]...[19], [20], [27]...[30], [35], [75]...[85], [91], [92].

2. СТАНЫ ПРОДОЛЬНОЙ ПРОКАТКИ 2.1. Новый полунепрерывный трубопрокатный агрегат 140 со станом тандем.

В настоящее время большую часть бесшовных труб в России и за рубежом получают на установках с автоматическими станами, что объясняется их большой маневренностью и сравнительно низкой себестоимостью продукции.

Однако трубопрокатным агрегатам с автоматстанами присущ ряд существенных недостатков, главными из которых являются низкая производительность, благодаря наличию непрерываемых вспомогательных операций из-за возвратно-поступательного движения труб и невозможность значительных обжатий по стенке, вследствие того, что оба прохода (черновой и чистовой) производятся в одном калибре и обжатие при втором проходе осуществляется только за счет замены оправки. Это, в свою очередь, ограничивает наибольшие отношения диаметра к толщине стенки получаемых труб. Возвратно-поступательное движение труб при прокатке приводит к тому, что более 70% рабочего времени затрачивается на вспомогательные операции и возврат труб на переднюю сторону стана. Последнее вызывает необходимость применения клинового механизма для регулировки положения верхнего валка и замены оправок между проходами. Клиновые механизмы с пневматическим приводом не обеспечивает стабильного положения рабочих валков. Попытки их модернизации (замена пневматического привода электрическим, изменение формы клина) положительных результатов не дали. Кроме того, рабочие клети автоматических станов для уменьшения потерь времени на перевалки имеют многоручьевые валки длиной до 1,8 м. В процессе прокатки эти валки получают прогиб.

Для устранения этих специфических недостатков прокатки труб на короткой оправке по нашему предложению и с участием автора разработаны конструкции основных деформирующих металл машин и в 1976 году на Нижнеднепровском трубопрокатном заводе и Синарском трубном заводе введен в эксплуатацию полунепрерывный трубопрокатный агрегат 140 со станом тандем, созданный совместными усилиями ВНИИМЕТМАШа, ЭЗТМ, ВНИТИ, Московского института стали и сплавов (МИСиСа), Всесоюзного заочного машиностроительного института (ВЗМИ), Украинского государственного института по проектированию металлургических заводов (Укргипромеза) и другими организациями и предназначенный для производства труб нефтяного сортамента и катаных тонкостенных труб диаметром 42-146 мм с толщиной стенки 3,25-11 мм из углеродистых и легированных сталей. Все деформирующие металл машины были спроектированы с личным участием автора, в том числе и с внедрением изобретений автора [73].

Исключение возвратно-поступательного движения труб между проходами путем установки двух клетей и осевая выдача труб с выходной стороны из клетей создают благоприятные температурные условия прокатки. В сочетании с высокой жесткостью клетей и рациональной формой чернового и чистового проходов это позволяет не только повысить точность стенки и качество поверхности труб, но и увеличить их длину до 14-15 м. Это также кардинальным образом решает вопросы эффективной реализации возможностей высокопроизводительных станов винтовой прокатки в агрегатах с автоматстанами.

На этом агрегате впервые в мировой практике была применена новая технологическая схема, предусматривающая замену традиционного многоручьевого автоматстана двумя одноручьевыми станами продольной прокатки с осевой выдачей труб, применение грибовидного прошивного стана с двухопорными валками и 3-валкового обкатного стана.

Таким образом, применение на ТПА 140 двухклетьевого стана продольной прокатки, грибовидного прошивного стана и 3-х валкового обкатного стана с осевой выдачей позволило принципиально изменить технологическую схему агрегата, повысить качество продукции и производительность агрегата нового типа – полунепрерывного трубопрокатного агрегата для прокатки труб на короткой оправке со станом тандем [2], [3], [6], [7], [9], [10], [13], [16], [18], [31], [36], [40], [73].

2.2. Многоклетьевые станы продольной прокатки (непрерывные, редукционные, калибровочные).

Непрерывный стан осуществляет процесс прокатки наиболее прогрессивным и перспективным способом. Для этих агрегатов характерны непрерывность и поточность производства, высокая степень механизации и автоматизации, лучшее качество труб в сравнении с другими способами производства.

Трубопрокатные агрегаты с непрерывным станом позволяют повышать скорости прокатки при малой длительности вспомогательных операций и большие деформации металла, используя для этой цели толстостенные гильзы, что повышает производительность всего комплекса ТПА.

Преимущество непрерывной прокатки заключается также в возможности получения тонкостенных труб большой длины и более высокого качества (без рисок, царапин, с меньшей поперечной и продольной разностенностью).

Благодаря большой длине труб более эффективно используются редукционнорастяжные станы.

Важными конструктивными особенностями многоклетьевых станов продольной прокатки для производства высококачественных труб широкого сортамента, подтвержденные изобретениями и патентами, определили их высокие функциональные характеристики и эксплуатационные качества, надежность и долговечность оборудования, а также укрепили приоритет России в создании таких трубопрокатных станов.

Вот некоторые из них:

– предложена и разработана автором оригинальная схема главной линии стана с расположением двигателей под углом 45о к горизонту, который позволил исключить конические передачи из привода и передавать крутящие моменты, величины которых были недостижимы в других конструкциях таких станов в нашей стране и за рубежом (рис.19) [21], [68], что дало возможность:

– сократить простои оборудования, которые в свое время на действующем ТПА 30-102 ПНТЗ достигали 15-18 суток в году, где в главном приводе были конические передачи, – ликвидировать ежегодные капитальные затраты на восстановление оборудования, вышедшего из строя в результате поломок. На действующем прототипе стане, ТПА 30-102 ПНТЗ, ежегодно заменялось 160т оборудования (редукторов) в связи с тем, что конические передачи выходили из строя, – уменьшить площади, занимаемые станом, что объясняется компактностью привода.

И пожалуй, самый главный вывод, который можно сделать на основании длительного опыта эксплуатации этих станов, определивший на долгие годы направление их проектирования, состоит в возможности горячей прокатки труб из высоколегированных сталей с малыми допусками, которые до этого получались только как холоднотянутые с большими трудо-нормозатратами.

Появление новых режимов процесса производства высоколегированных бесшовных труб на непрерывном стане объясняется практически беспредельной мощностью главных приводов, из которых исключены конические передачи, а двигатели расположены наклонно под углом 45о к горизонту (рис. 19).

Наклонные установки двигателей применены по нашему предложению на непрерывном стане ТПА 80 на Синарском трубном заводе, в калибровочном и редукционном станах ТПА 5-12" с пильгерстаном для ТМЗ, где они в настоящее время успешно эксплуатируются и являются типовыми при проектировании всех непрерывных и крупных редукционных станов.

Следует особо отметить, что крупнейшие зарубежные фирмы:

«Mannesmann» (Маннесманн), Германия в настоящее время «SMS Meer» (СМС Меер) и «Innocenti Santeustacchio, INNSE» (Инноченти Сантеустаккио, ИННСЕ), Италия - повторили наше решение по главной линии непрерывного стана, применив наклонную установку двигателей. Кроме того, фирмой ИННСЕ был разработан, а итальянской фирмой «Italimpianti» (Италимпьянти) пущен в 1989г. трубопрокатный агрегат 340 на Волжском трубном заводе, где непрерывный стан выполнен по упомянутой конструктивной схеме. Таким образом, фирма ИННСЕ отказалась от своих традиционных прежних решений с установкой привода вертикальных клетей под станом.

Рис. 19. Непрерывный стан с наклонной установкой двигателя: 1 – передаточный механизм;

2 – двигатель; 3 – рабочий валок; 4 – клеть; 5 – фундамент; 6 – анкерные болты; 7 – рама;

8 – рама; 9 – стяжной болт; 10 – плита; 11 – упор.

По предложению автора и с его личным участием в 2002 — 2008 годах на Таганрогском металлургическом заводе были пущены в эксплуатацию новейшие пятиклетьевые калибровочные станы [56], [88].

2.3. Редукционные станы.

В настоящее время значительная часть трубопрокатных и трубосварочных агрегатов оснащена редукционно-растяжными станами, которые позволяют при минимальных затратах получать широкий сортамент труб по диаметрам и толщинам стенок с одновременным увеличением производительности агрегата и улучшением качества продукции.

Наибольшее распространение в России и за рубежом получили редукционные станы с двух- и трёхвалковыми рабочими клетями.

Главным направлением создания рабочих клетей редукционных станов с внутренним распределение момента является возможность передачи максимального момента прокатки в ограниченных габаритах клети и высокая долговечность и надежность оборудования.

В 1962 году по предложению автора и с его личным участием были спроектированы и затем изготовлены для ПНТЗ первые 10 отечественных 3-х валковых рабочих клетей редукционного стана принципиально новой конструкции с неразъёмным корпусом, взамен действующих на ПНТЗ клетей с разъёмным корпусом (рис. 20) [22], [69].

Затем эти клети в количестве более 300 шт были изготовлены для ПНТЗ, ТПА 30-102 (производительность которого до 800 тыс. тонн в год – самая высокая в мире), для ТПА 30-102 НЮТЗ, для ТПА 100 трубного завода им.

Ленина в г. Днепропетровске, для ТЭСА 114 Северского трубного завода и др.

заводов. В настоящее время такие клети на долгие годы определили направление их проектирования и являются серийной продукцией завода ОАО ЭЗТМ.

Замена старых клетей редукционного стана на новые в ТПА 30-102 ПНТЗ позволила резко сократить простои оборудования, снизить издержки эксплуатации и в большой степени способствовала достижению и в последствии перекрытию в 2-2,5 раза проектной производительности уникального трубопрокатного агрегата с непрерывным станом. Вместе с тем с пуском в эксплуатацию новых рабочих клетей была решена важнейшая задача по созданию первых отечественных редукционно-растяжных станов с высокими эксплуатационными характеристиками [22], [69], [70], [71], [72].

Рис. 20. Трехвалковая клеть редукционного стана: 1 – корпус; 2 – рабочий валок; 3 – конусная втулка; 4 – шестерня; 5 – подшипник; 6 – вал; 7 – вал; 8 – компенсационное кольцо; 9 – зажимное кольцо; 10 – болт; 11 – муфта *

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 1. Исследования позволили установить циклическую неравномерность вращения валков станов поперечно-винтовой прокатки, получающих вращение через пространственные универсальные шпиндели. Это послужило обоснованием предложения для применения впервые индивидуального привода валков в станах поперечно-винтовой прокатки, который ликвидирует главные недостатки группового привода, связанные с двойным замыканием кинематической цепи (через шестеренную клеть и прокатываемый металл). Это создает статическую неопределенность контура, что может вызвать перераспределение моментов на валках и значительное превышение их по сравнению с расчетными значениями. Применение индивидуального привода повышает надежность и долговечность оборудования, значительно снижает издержки эксплуатации за счет ликвидации сложной шестеренной клети, в известной степени стабилизирует и оптимизирует очаг деформации из-за возможности выравнивания нагрузок на оба валка. Индивидуальный привод применен на всех новых прошивных и обкатных станах заводов России и за рубежом.

2. Предложена и разработана методика определения основных параметров главных линий станов поперечно-винтовой прокатки, обеспечивающая повышение производительности, надежности и долговечности оборудования за счет уменьшения и выравнивания углов перекосов и снижения динамических нагрузок в шарнирах шпинделей и благодаря оптимальному выбору конструктивных схем главных линий. Использована при создании всех станов поперечно-винтовой прокатки, работающих на заводах России и за рубежом (США, Румынии и Чехословакии).

3. На основании теоретических выводов и анализа действующего оборудования предложена и обоснована целесообразность создания первого в отечественной и зарубежной практике грибовидного прошивного стана с двухопорными грибовидными валками и определены его основные технологические и конструктивные параметры. Показано, что применение такого стана повышает качество получаемых гильз и интенсифицирует процесс прошивки благодаря тому, что скручивание металла вдоль всего очага деформации направлено в одну сторону, тогда как в бочковидных станах заготовка подвергается скручиванию в двух противоположных направлениях.

Предложена и разработана конструкция первого в отечественной и зарубежной практике грибовидого прошивного стана с двухопорными валками и индивидуальным приводом для ТПА 140 ЧТПЗ. Впоследствии результаты исследований, проведенных на этом стане, использовались при создании аналогичных станов для СинТЗ, СТЗ и Украины.

4. Предложено, обосновано и разработано новое поколение двухвалковых клетей станов поперечно-винтовой прокатки, отличающееся *Автор выражает благодарность д.т.н.Котенку В.И. за консультацию при оформлении доклада.

повышенной устойчивостью к вибрационным динамическим нагрузкам, что повышает качество труб, особенно по разностенности, увеличивает производительность, надежность и долговечность оборудования. Это достигается за счет применения рабочих клетей с объдиненной кассетойбарабаном и откидной крышкой, осуществляющей зажатие барабанов с жестко закрепленными на них валками. При этом значительно увеличивается масса, подверженная вибрационным нагрузкам узла барабана с валком. Таким образом в основе конструкции клети лежит известный постулат теории колебаний, который утверждает, что чем больше подверженная колебаниям масса, тем меньше амплитуда ее колебания. Станы эксплуатируются на всех трубопрокатных заводах России и за рубежом (США, Румыния, Чехия, Украина).

5. Предложена и разработана конструкция универсального прошивного стана, в котором возможна установка всех типов валков (бочковидных, грибовидных, чашевидных) и наличие как группового, так и индивидуального привода валков. Это дало возможность выбора оптимальных конструктивных схем прошивного стана для различных трубопрокатных агрегатов. Стан изготовлен для экспериментальной базы ВНИТИ в 1966г.

6. Предложена, обоснована и разработана базовая конструкция рабочей клети трехвалкового стана поперечно-винтовой прокатки, которая может применяться как прошивная, раскатная, обкатная и калибровочная. Клеть отличается от известных конструкций наличием объединенной кассетыбарабана и станины с откидной крышкой, что уменьшает амплитуду колебаний узла валков, неподвижно закрепленных на массивных барабанах и таким образом повышает устойчивость к вибрационным динамическим нагрузкам. В результате этого повышается производительность, жесткость, надежность, долговечность клети и качество получаемых труб. Клеть позволяет также осуществлять различные технологические процессы, в том числе и для производства тонкостенных труб, путем изменения углов подачи и раствора валков в процессе прокатки. Кроме того, достоинством клети является возможность быстрой и удобной замены валков (перевалки) с помощью специального механизма. Внедрена на многих трубопрокатных заводах России и за рубежом (США, Румыния, Украина).

7. Предложена и разработана конструкция первого в отечественной и зарубежной практике трехвалкового обкатного стана ТПА 140 для ЧТПЗ, которая позволила повысить качество труб и улучшить условия захвата за счет отсутствия линеек и наличия трех валков. Результаты исследований, проведенные на этом стане, использованы при создании аналогичных станов для СинТЗ и Украины.

8. Предложена и разработана конструкция универсального стана поперечно-винтовой прокатки, позволяющая осуществлять процесс прокатки по оптимальной технологической схеме за счет возможности установки как двух так и трех валков, и получать широкий сортамент труб и прутков из легких труднодеформируемых сплавов. Стан изготовлен для ВИЛСА.

9. Предложена, теоретически обоснована и разработана выходная сторона стана поперечно-винтовой прокатки с осевой выдачей гильз с минимальным вспомогательным временем цикла, надежностью и долговечностью оборудования. Это достигается за счет установки механизма перехвата стержня вблизи очага деформации на расстоянии от торца валка клети прошивного стана, достаточного для инерционного прохождения гильзы за рычаги перехвата, и применением спциального упорно-регулировочного механизма.

Указанное позволяет осуществлять процесс прокатки без остановки изделия в линии стана и до минимума сократить вспомогательное время цикла. Внедрена на всех трубопрокатных агрегатах страны и за рубежом (США, Румыния, Чехия, Украина).

10. Предложены, теоретически обоснованы и разработаны конструкции входных сторон станов поперечно-винтовой прокатки, обеспечиающих устойчивые условия захвата заготовок, снижение шумовых характеристик оборудования и повышение его надежности и долговечности. Это достигается за счет расположения механизмов входной стороны вне зоны действия окалины, высоких температур, а также применения косорасположенного рольганга и канатных амортизаторов в желобе переднего стола.

11. Предложены и разработаны шпиндели усиленной конструкции, имеющие высокую нагрузочную способность в ограниченных габаритах, допускающие большие углы перекосов шарниров (до 15°) и позволяющие осуществлять повышенные режимы деформации металла при высоких скоростях оборудования. Теоретическим обоснованием создания новой конструкции универсальных шпинделей явилось установление факта значительных усилий вдоль оси крестовины, что учтено в новой конструкции.

Применены на прошивных и раскатных станах ПНТЗ, СинТЗ, ТМЗ и ВТЗ.

12. Предложены, обоснованы и разработаны конструкции станов продольной прокатки труб (непрерывные и калибровочные) с повышенной нагрузочной способностью и долговечностью оборудования главных линий станов благодаря наклонной установке двигателей. Теоретической основой применения таких станов послужила в том числе и необходимость получения высоколегированных труб с минимальными допусками, а также возможность осуществления повышенных режимов обжатия для исключения последующего холодного волочения. Применены на трубопрокатных заводах СинТЗ, ТМЗ, ВТЗ страны и используются фирмами Германии и Италии.

13. Предложена и создана конструкция рабочей клети редукционного стана с внутренней раздачей момента, позволяющая ускорить процесс замены валков, повысить надежность и долговечность оборудования и передавать повышенные крутящие моменты. Это достигается за счет применения неразъемного корпуса клети и установленными в нем усиленными коническими передачами и подшипниковыми узлами. Применена на трубопрокатных заводах России и за рубежом (Италия, Китай, Германия, Украина).

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. В.П.Барабашкин, И.К.Тартаковский «Производство труб на агрегатах с трёхвалковым раскатным станом», Металлургия, 1981г. с. 147 с ил.

2. И.К.Тартаковский, П.И.Ермолаев, И.Г.Гетия «Трёхвалковые станы винтовой прокатки для производства горячекатаных труб», НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1975г.с 16 c ил.

3. И.К.Тартаковский «Некоторые вопросы проектирования станов для производства горячекатаных бесшовных труб», Производство проката. 2009г., № 5, с. 22-28 с ил. (в печати).

4. Тартаковский И.К., Ермолаев П.И. «Трехвалковые клети станов поперечно-винтовой прокатки», НИИИФОРМТЯЖМАШ, 1-78-37, 1978г. с. 47 с ил.

5. И.К.Тартаковский, П.М.Финагин, В.П.Бедняков. «Прошивные станы».

Оборудование трубных станов. Каталог-справочник, 18-4-71, с. 60-101.

6. И.К.Тартаковский. «Некоторые вопросы совершенствования станов поперечно-винтовой прокатки», Тяжелое машиностроение, 1998г. с. 1-14.

7. И.К.Тартаковский «Некоторые вопросы кинематики пространственного двойного универсального шарнира» Вестник машиностроения № 5, 1965г. с.

25-28.

8. И.К.Тартаковский «Кинематика пространственной шарнирной муфты», Станки и инструмент № 1, 1965г. с. 33-35.

9. И.К.Тартаковский, Ю.В.Виноградов, Б.И.Тартаковский, А.А.Лоос.

Новая технология и оборудование для производства труб, шаров и периодических профилей. Тяжелое машиностроение, № 6, 1995г. с. 12-25.

10. И.К.Тартаковский, П.М.Финагин, И.Н.Потапов «Новая конструкция прошивного стана с грибовидными валками», НИИИНФОРМ-ТЯЖМАШ, 1967г. 1-67-8 с. 5-11.

11. В.Я.Осадчий, Ф.Д.Могилевкин, И.Г.Гетия, М.А.Левшунов, А.И.Лапин, В.В.Фролочкин, А.П.Шпырев, В.Т.Бирюков, А.В.Сафьянов, И.К.Тартаковский, П.И.Ермолаев. «Освоение трехвалкового обкатного стана установки 140», Бюллетень ЦНИИЧЕРМЕТ, № 13, 1977г. с. 36-40.

12. В.Я.Осадчий, И.Г.Гетия, Ю.А.Мухин, И.К.Тартаковский, В.Т.Бирюков, А.В.Сафьянов, В.В.Фролочкин «Особенности процесса прокатки на прошивном стане с грибовидными валками», Известия ВУЗов, Черная металлургия. № 11, 1974г., стр.8-12.

13. П.М.Финагин, И.Н.Потапов, И.К.Тартаковский, И.С.Ревес «Новая конструкция грибовидного прошивного стана с осевой выдачей гильз», НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1968г. с.15-21.

14. П.М.Финагин, И.К.Тартаковский, И.Н.Потапов «Усовершенствование станов винтовой прокатки», НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1965г. с. 9-13.

15. И.К.Тартаковский, Н.Д.Седов «Новая конструкция переднего стола прошивного стана», НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1973г.1-73-42 с 6-9.

16. И.К.Тартаковский, Т.И.Толпин, Н.Д.Седов, П.М.Ермолаев, В.П.Барабашкин «Опытно-промышленный прошивной стан», НИИИНФОРМТЯЖМАШ, №11, 1975г. с. 10-15.

17. И.К.Тартаковский и др. «Трехвалковый обкатной стан» НИИИНФОРМТЯЖМАШ с.2-15.

18. П.Н.Финагин, И.К.Тартаковский, И.Н.Потапов, И.А.Богатов, О.В.Танцырев «Новая конструкция клетей редукционных станов» НИИИФОРМТЯЖМАШ, 1-67-1 С 9-16.

19. И.К.Тартаковский, П.И.Ермолаев «Новая конструкция рабочей клети трехвалкового риллинг-стана», НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1970г. 1-70-5 с.1318.

20. В.Я.Шапиро, И.К.Тартаковский, А.К.Афанасьева, В.А.Ишунькин, О.Ю.Ильин, В.Н.Баранчиков «Прошивной стан для труб из алюминиевых сплавов», Цветная металлургия, № 4, 1979г.

21. И.К.Тартаковский, П.М.Финагин «Непрерывный трубопрокатный стан с наклонной установкой двигателей», НИИНФОРМТЯЖМАШ, 1965г.

22. И.К.Тартаковский, П.М.Финагин «Пути повышения надежности и долговечности рабочих клетей редукционных станов, НИИНФОРМТЯЖМАШ, с. 3-8 1-66-1.

23. В.Я.Осадчий, И.Г.Гетия, М.А.Левшунов, Ф.Д.Могилевкин, И.К.Тартаковский, П.М.Финагин «Исследование и определение технологических и конструктивных параметров трехвалковых обкатных станов», Известия ВУЗов. Черная металлургия.№ 11, 1965г., с. 4-8.

24. А.с. СССР № 700989 «Главная линия стана поперечно-винтовой прокатки» И.К.Тартаковский, опубл. 1989г., Б.И. № 44, патент США № 4206622, опубл. 1980г., патент Швеции № 78082062, опубл. 1982г., патент Великобритании № 2025817, опубл. 1982г., патент Японии № 1287783 опубл.

1985г., патент ФРГ № 2832489, опубл. 1980, патент Франции № 2434660, опубл.

1981г., патент Италии № 1104082, опубл. 1986г.

25. А.с. СССР № 178620 «Пространственная карданная передача» И.К.Тартаковский, опубл. 1966г, Б.И. №3.

26. А.с. СССР № 178692 «Устройство для передачи равномерного вращения от ведущего вала ведомому валу, расположенному под углом к ведущему валу», И.К.Тартаковский, опубл. 1966г, Б.И. № 3.

27. А.с. СССР № 685399 «Главная линия стана для проката шаров» И.К.Тартаковский, опубл. 1979г, Б.И. № 34.

28. А.с. СССР № 759185 «Соединительное устройство главной линии шаропрокатного стана» И.К.Тартаковский, опубл. 1980г, Б.И. № 32.

29. А.с. СССР № 555955 «Рабочая клеть стана для прокатки шаров» И.К.Тартаковский, Б.И.Самохин, П.И.Ермолаев, Р.В.Степанов, Ф.Т.Виноградов, И.Г.Гетия, Ю.Л.Урин, опубл. 1977г, Б.И. № 16.

30. А.с. СССР № 929288 «Устройство для разворота барабана с валками» И.К.Тартаковский, В.П.Бедняков, Б.И.Самохин, Т.И.Толпин, П.И.Ермолаев, Е.С.Смелов, опубл. 1982г., Б.И. № 19.

31. А.с. СССР №183695 «Устройство к прошивному грибовидному стану для разворота барабана с двухопорными валками» П.М.Финагин, И.К.Тартаковский, В.М.Ямпольский, Я.Е.Осада, В.Я.Осадчий, Ю.М.Миронов, И.Г.Гетия, опубл. 1966г, Б.И. № 14.

32. А.с. СССР № 651861 «Рабочая клеть стана поперечно – винтовой прокатки» Б.И.Самохин, И.К.Тартаковский, П.И.Ермолаев, Т.И.Толпин, Ф.Т.Виноградов, М.Б.Биск, В.Г.Бородин, опубл. 1979г., Б.И. № 10.

33. А.с. СССР № 596303 «Рабочая клеть двухвалкового стана поперечновинтовой прокатки» И.К.Тартаковский, Т.И.Толпин, И.Н.Потапов, Г.Д.Стыркин, П.М.Финагин, Ф.Т.Виноградов, В.Г.Бородин, опубл. 1978г, Б.И.

№ 9.

34. А.с. СССР № 655440 «Рабочая клеть стана поперечно-винтовой прокатки» И.К.Тартаковский, П.И.Ермолаев, опубл. 1979г, Б.И.№ 13.

35. А.с. СССР № 530705 «Устройство для установки линейки в клети стана поперечно-винтовой прокатки» И.К.Тартаковский, И.Д.Седов, Т.И.Толпин, В.Г.Бородин, опубл. 1976г, Б.И. № 37.

36. А.с. СССР № 484027 «Подшипниковый узел» И.К.Тартаковский, Е.С.Бондаренко, Б.И.Самохин, Т.И.Толпин, В.П.Бедняков, Ф.Т.Виноградов, И.Н.Потапов, П.И.Ермолаев, Б.А.Яхин, А.И.Пятунин, Э.О.Нодев, Д.Н.Лейник, И.Ф.Чирков, В.М.Брагин, опубл. 1975г., Б.И. № 34.

37. А.с. СССР № 1577897 «Задний стол трубопрокатного стана» И.К.Тартаковский, Ю.С.Артемьев, Н.Д.Седов, И.Р.Волков, Т.И.Толпин, опубл.

1990г., Б.И. № 26.

38. А.с. СССР № 158249 «Линия стана винтовой прокатки» И.К.Тартаковский, И.Н.Потапов, П.И.Полухин, П.М.Финагин, опубл. 1963г., Б.И. № 21.

39. А.с. СССР № 1576215 «Упорно – регулировочный механизм стана поперечно – винтовой прокатки» И.К.Тартаковский, Н.Д.Седов, И.Р.Волков, Т.И.Толпин, Б.И.Самохин, Ю.И.Сотников, опубл. 1990г., Б.И. № 25.

40. А.с. СССР № 183694 «Способ перехвата стержня с оправкой при выдаче гильзы» И.К.Тартаковский, П.М.Финагин, П.И.Полухин, И.Н.Потапов, Э.О.Нодев, опубл. 1966г.,Б.И. №14.

41. А.с. СССР № 391875 «Упорно–регулировочный механизм трубопрокатного стана» М.А.Костенко, В.В.Волков, Ф.Д.Могилевкин, Б.С.Малкин, В.Я.Осадчий, И.Г.Гетия, М.А.Левшунов, И.К.Тартаковский, П.И.Ермолаев, опубл. 1973г., Б.И. № 32.

42. А.с. СССР № 605652 «Упорно-регулировочный механизм трубопрокатного стана» И.К.Тартаковский, Б.И.Самохин, П.И.Ермолаев, Ф.Т.Виноградов, А.З.Глейберг, В.И.Линденбаум, А.А.Фотов, М.Н.Айзенберг, А.К.Тарадайко, опубл. 1978г., Б.И. № 32.

43. А.с. СССР № 442860 «Упорно-регулировочный механизм стана винтовой прокатки» И.К.Тартаковский, И.Д.Седов, опубл. 1972г., Б.И. № 34.

44. А.с. СССР № 1477493 «Передний стол прокатного стана» И.К.Тартаковский, Н.Д.Седов, И.Р.Волков, В.П.Бедняков, Б.И.Самохин, опубл.

1989г., Б.И. № 17.

45. А.с. СССР № 2148446 «Задний стол трубопрокатного стана» Ю.С.Артемьев, И.К.Тартаковский, М.А.Минтаханов, Л.Б.Захаровский, В.В.Майоров, Н.А.Павлов, опубл. 2000г., Б.И. № 13.

46. А.с. СССР № 929288 «Устройство для разворота барабана с валками», И.К.Тартаковский, В.П.Бедняков, Б.И.Самохин, Т.И.Толпин,.И.Ермолаев, Е.С.Смелов, опубл. 1982г., Б.И. № 19.

47. А.с. СССР № 214478 «Рабочая клеть трехвалкового прошивного стана» И.К.Тартаковский, П.М.Финагин, П.И.Полухин, Ю.М.Матвеев, В.Я.Остренко, Я.С.Финкельштейн, И.Н.Потапов, Ю.М.Миронов, В.А.Жаворонков, опубл. 1968г., Б.И. № 12.

48. А.с. СССР № 703170 «Задний стол трубопрокатного стана» И.К.Тартаковский, Т.И.Толпин, П.И.Ермолаев, Н.Д.Седов, Ф.Т.Виноградов, опубл. 1979г., Б.И. № 46.

49. Патент РФ № 2266795» Многоклетьевой прокатный стан» И.К.Тартаковский, В.Г. Бородин и др. опубл. 20.03.2004., Б.И. №36.

50. Патент РФ 71273 «Передний стол прокатного стана» Ю.С.Артемьев, И.К.Тартаковский и др. опубл. 10.03.08, Б.И. №7.

51. Патент РФ №2308330 «Упорно-регулировочный механизм трубопрокатного стана» И.К.Тартаковский, Ю.С.Артемьев и др. опубл.

10.04.2007г., Б.И. №29.

52. А.с. СССР № 605651 «Рабочая клеть стана поперечно-винтовой прокатки» П.И.Ермолаев, Б.И.Самохин, И.К.Тартаковский, В.Я.Шапиро, Н.И.Корягин, опубл. 1987г., Б.И. № 17.

53. А.с. СССР № 519240 «Устройство для задачи заготовки в рабочую клеть прокатного стана» П.И.Ермолаев, А.П.Подкуйко, Н.Д.Седов, И.К.Тартаковский, В.Я.Шапиро, опубл. 1976г., Б.И. № 24.

54. А.с. СССР № 417204 «Передний стол прокатного стана» И.К.Тартаковский, Н.Д.Седов, В.Л.Фесенко, опубл. 1974г., Б.И. №8.

55. А.с. СССР № 177399 «Шпиндельное устройство на подшипниках качения» И.Н.Потапов, П.М.Финагин, П.М.Полухин, И.К.Тартаковский, опубл.

1966г., Б.И..№ 1.

56. А.с. СССР № 2075849 «Устройство для радиальной установки валков прокатной клети» И.К.Тартаковский, А.А.Лоос, А.В.Якущенко, опубл. 1997г., Б.И. № 8.

57. А.с. СССР № 544487 «устройство для уравновешивания шпинделей» П.И.Ермолаев, Б.И.Самохин, И.К.Тартаковский, А.И.Пятунин, опубл. 1977г., Б.И. № 4.

58. А.с. СССР № 738732 «Устройство для разворота барабана с валками» И.К.Тартаковский, П.И.Ермолаев, Б.И.Самохин, опубл. 1980г., Б.И. № 21.

59. А.с. СССР № 1639816 «Рабочая клеть двухвалкового стана винтовой прокатки» И.К.Тартаковский, И.Г.Гетия, Б.И.Самохин, В.Г.Бородин, Т.И.Толпин; опубл. 1991г., Б.И. № 13.

60. Патент РФ № 2167013 «Упорно-регулировочный механизм стана поперечно-винтовой прокатки» И.К.Тартаковский, А.В.Есаков, Ю.С.Артемьев, В.В.Майоров, Е.Н.Фоминых, опубл. 2001г., Б.И. № 14.

61. А.с. СССР № 900897 «Механизм осевой регулировки валка» И.К.Тартаковский, Б.И.Самохин, П.И.Ермолаев, Р.В.Степанов, Ф.Т.Виноградов, И.Г.Гетия, В.К.Шумилин, опубл. 1982г., Б.И. № 4.

62. А.с. СССР № 1477493 «Передний стол прокатного стана» И.К.Тартаковский, Н.Д.Седов, И.Р.Волков, В.П. Бедняков, Б.И.Самохин опубл.

1989г., Б.И. № 47.

63. А.с. СССР № 1205390 «Клеть трехвалкового стана поперечновинтовой прокатки» И.К.Тартаковский, В.П.Бедняков, В.П.Барабашкин, А.А.Лоос, П.И.Ермолаев,Т.И.Толпин, опубл. 2000г., Б.И. № 11.

64. А.с. СССР № 556852 «Стан поперечно-винтовой прокатки» И.К.Тартаковский, Б.И.Самохин, П.И.Ермолаев, Ю.В.Петров, И.С.Ревес, опубл.

1977г., Б.И. № 17.

65. А.с. СССР № 841755 «Устройство для загрузки передних столов шаропрокатных станов» И.К.Тартаковский, П.И.Ермолаев, Т.И.Толпин, Ф.Т.Виноградов, И.Г.Гетия, опубл. 1981г., Б.И. № 24.

66. А.с. СССР № 416116 «Устройство для разворота барабана с валком станов поперечно-винтовой прокатки» И.К.Тартаковский, П.И.Ермолаев, И.Г.Гетия, опубл. 1972г., Б.И., № 7.

67. А.с. СССР № 1607184 «Устройство для установки линейки в стане винтовой прокатки» А.А.Лоос, П.И.Ермолаев, И.К.Тартаковский, опубл. 1999г., Б.И. № 30.

68. А.с. СССР № 255170 «Индивидуальный привод непрерывного прокатного стана» И.К.Тартаковский, П.М.Финагин, В.П.Бедняков, Г.Н.Павлушкин, И.Н.Потапов, В.И.Лепин, опубл. 1969г., Б.И. № 33.

69. А.с. СССР № 156141 «Трехвалковая рабочая клеть редукционного стана» П.М.Финагин, И.К.Тартаковский, В.П.Бедняков, опубл. 1963г., Б.И. № 15.

70. А.с. СССР № 195418 «Трехвалковая рабочая клеть» И.К.Тартаковский, П.М.Финагин, В.П.Бедняков, опубл. 1967г., Б.И. № 10.

71. А.с. СССР № 211490 «Трубопрокатный стан» И.К.Тартаковский, Н.А.Богатов, О.В.Танцырев, П.М.Финагин, П.И.Полухин, И.Н.Потапов, А.М.Меньшиков, Ю.И.Баранов, Г.И.Володин, М.С.Овчаров, С.П.Сидоренко, опубл. 1968г., Б.И. № 8.

72. А.с. СССР № 168239 «Редукционный или калибровочный стан», Н.Л.Гремякин, П.М.Финагин, И.П..Потапов, А.И.Сорокин, В.П.Бедняков, И.К.Тартаковский, опубл. 1965г., Б.И. № 4.

73. А.с. СССР № 458354 «Стан продольной прокатки труб» А.И.Целиков, А.Б.Верник, В.М.Ямпольский, И.Л.Заец, И.К.Тартаковский, П.М.Финагин, А.А.Ковтушенко, Е.А.Жукевич-Стоша, В.А.Вердеревский, Г.К.Сейфулин, А.И.Гриншпун, В.Г.Балакин, З.А.Соминский, М.Б.Биск, Ю.В.Петров, З.С.Вольшонок, Е.А.Волчков, В.П.Анисифоров, Р.М.Шпигельман, опубл.

1975г,.Б.И. № 4.

74. А.с. СССР № 196691 «Вводной желоб прошивного стана» И.К.Тартаковский, И.Н.Потапов, П.М.Финагин, Н.Д.Седов, опубл. 1967г., Б.И.

№ 12.

75. А.с. СССР № 912373 «Предварительно напряженная клеть стана поперечно-винтовой прокатки» И.К.Тартаковский, А.И.Целиков, Е.С.Смелов, АА.Лоос, П.И.Ермолаев, А.И.Критинин, Н.А.Целиков, Т.И.Толпин, опубл.

1982г., Б.И. № 10.

76. А.с. СССР № 854468, «Устройство стопорения барабана от поворота на стане винтовой прокатки» И.К.Тартаковский, Е.С.Смелов, П.И.Ермолаев, А.А.Лоос, опубл. 1981., Б.И. № 30.

77. А.с. СССР № 933138 «Устройство стопорения барабана от поворота на стане винтовой прокатки» И.К.Тартаковский, Е.С.Смелов, П.И.Ермолаев, А.А.Лоос, Б.И.Самохин, Ф.Т.Виноградов, опубл. 1982г., Б.И. № 2.

78. Патент РФ № 2207198 «Устройство для установки линейки в клети стана поперечно-винтовой прокатки» И.К.Тартаковский, В.Г.Бородин, А.В.Якущенко, В.Н.Будкина, опубл. 2003г., Б.И. № 18.

79. А.с. СССР № 1514436 «Рабочая клеть стана поперечно-винтовой прокатки» И.К.Тартаковский, И.Г.Гетия, Б.И.Самохин, В.Г.Бородин, опубл.

1989г., Б.И. № 38.

80. А.с. СССР № 1255228 «Передний стол стана винтовой прокатки» И.К.Тартаковский, Н.Д.Седов, А.С.Никитин, И.Р.Волков, опубл. 1986, Б.И. № 33.

81. Патент РФ № 2167013 «Упорно-регулировочный механизм стана поперечно-винтовой прокатки» И.К.Тартаковский, А.В.Есаков, В.Г.Лузганов, Ю.С.Артемьев, В.В.Майоров, Е.Н.Фоминых, опубл. 2001г., Б.И. № 14.

82. А.с. СССР № 461748 «Устройство для задачи гильзы с оправкой в валки трубопрокатного стана» П.И.Ермолаев, И.К.Тартаковский, И.Г.Гетия, Б.И.Самохин, опубл. 1975г., Б.И. № 8.

83. Патент РФ № 2154539 «Двухвалковая клеть стана поперечновинтовой прокатки» И.К.Тартаковский, В.Г.Бородин, Л.Б.Захаровский, Т.И.Толпин, опубл. 2000г., Б.И. № 23.

84. А.с. СССР № 498997 «Центрователь оправочного стержня стана с осевой выдачей труб» Б.И.Самохин, П.И.Ермолаев, И.К.Тартаковский, Н.Д.Седов, Ю.С.Артемьев, опубл. 1976г., Бюл. № 2.

85. Патент РФ № 2138350 «Задний стол прошивного стана» Ю.С.

Артемьев, И.К.Тартаковский, опубл. 1999г., Б.И. № 27.

86. Патент РФ № 2148446 «Задний стол трубопрокатного стана» Ю.С.Артемьев, И.К.Тартаковский, М.А.Минтаханов, Л.Б.Захаровский, В.В.Майоров, Н.А.Павлов, опубл. 2000г., Б.И. №44.

87. А.с. СССР № 1713705 «Задний стол стана поперечно-винтовой прокатки» В.Г.Бородин, И.К.Тартаковский, Б.И.Тартаковский, Б.И.Самохин, В.В.Майоров, Т.И.Толпин, опубл. 1992г., Б.И. № 7.

88. Патент РФ № 2203153 «Устройство для радиальной установки валков прокатной клети» И.К.Тартаковский, В.Г.Бородин, Д.Д.Финкельберг, Б.И.Тартаковский, В.В.Безлепкин, опубл. 2003г., Б.И. № 12.

89. Патент РФ № 2136414 «Задний стол прошивного стана» Ю.С.Артемьев, И.К.Тартаковский, Ю.В.Виноградов, опубл. 1999г., Б.И. № 25.

90. Патент РФ № 2207203 «Двухвалковая рабочая клеть стана поперечновинтовой прокатки», В.Г.Бородин, И.К.Тартаковский, опубл. 2003г., Б.И. № 18.

91. И.К.Тартаковский. «Некоторые вопросы проектирования станов для производства горячекатаных бесшовных труб». Производство проката, 2009г., № 6, с.17-26 (в печати).

92. А.с. СССР № 1538340 «Валковый узел клети шаропрокатного стана» А.А.Лоос, П.И.Ермолаев, И.К.Тартаковский, М.А.Солдатов, опубл. 1999г., Б.И.

№ 30.

Размножено в АХК «ВНИИМЕТМАШ». 100экз.






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.