Наматывающий барабан имеет диаметр 500 мм и приводится в движение от электродвигателя постоянного тока мощностью 500 кВт, с регулируемым числом оборотов от 80 до 130 в минуту.

Барабан состоит из двух подвижных и одного неподвижного сегмента. Заправляемая лента прижимается губками подвижных сегментов путем поворота кулака, посаженного на главный вал моталки. При этом корпус барабана на несколько секунд притормаживается колодочным тормозом.

Для того чтобы снять рулон, необходимо освободить его часть, зажатую в губках, путем поворота барабана в обратном направлении.

Прижимной ролик применяется для предотвращения разматывания рулона после выхода конца полосы из валков третьей клети. Он опускается на рулон, конец ленты подводится под него. Рулон обвязывается лентой, концы которой скрепляются в замок при помощи упаковочной машинки.

4.5.3.6.2. Гидравлический сниматель рулона применяется для съема намотанного рулона с барабана моталки. Он состоит из:

- съёмника;

- кантователя;

- подъемного цилиндра;

- гидравлического цилиндра для перемещения кантователя;

- рельсов с плитным настилом.

По окончании намотки рулона наматывающий барабан останавливается, опускается прижимной ролик, тележка кантователя поднимается и удерживает рулон снизу для исключения его разматывания. После обвязки рулона делается реверс, прижимной ролик поднимается, кантователь удерживает рулон, после чего происходит снятие рулона с моталки при помощи съемника путем ввода в действие горизонтального гидроцилиндра. После того, как тележка съемника переместит рулон за пределы торца барабана, кантователь наклоняется и рулон скатывается на наклонный стеллаж.

Затем съемник перемещается в исходное положение.

4.5.3.6.3. Устройство для размотки бумаги предназначено для подмотки бумаги между витками при прокатке ленты.

4.5.3.7. Централизованная гидравлическая система имеет удельное давление 12 МПа. Для поддержания постоянного давления масла в системе предусмотрен пневматический аккумулятор. Компрессор включается автоматически при снижении давления воздуха в системе.

4.5.3.8. Гидравлическая система регулирования профиля рабочих валков (система противоизгиба) предназначена для снижения поперечной разнотолщинности, волнистости и повышения точности проката путем компенсации износа бочки валка и прогиба валковой системы при прокатке подбором соответствующего давления в гидросистеме. Давление в гидроцилиндрах системы регулируется с помощью трехсекционной гидравлической станции высокого давления. Общая площадь восьми плунжеров - 230 см², минимальное давление в системе - 2, 9 МПа (30 кгс/см²), максимальное - 31, 4 МПа (320 кгс/см²), регулирующее усилие - 610 кН (63 тс).

4.5.3.9. Стан оснащен системой автоматического регулирования натяжения (далее – САРН) между каждой клетью, а также между третьей клетью и намоточным барабаном. Система САРН позволяет автоматически с точностью до плюс 3 тс, минус 3 тс поддерживать заданное натяжение. Максимально возможное натяжение, автоматически поддерживаемое системой, составляет 118 кН (12 тс). Заданный параметр натяжения зависит от сортамента прокатываемого металла.

4.5.3.10 Стан оснащен автоматической системой управления технологическим процессом (АСУ ТП). АСУ ТП позволяет автоматически поддерживать заданную толщину металла с точностью до плюс - минус 5 % в установившемся режиме прокатки, а также проводит регистрацию основных параметров прокатки. Настройка толщиномера производится вальцовщиком на главном пульте в соответствии с инструкцией ИЭ 00.15-036 [8].

4.6. Линия поперечной резки

4.6.1 Технические характеристики:

· толщина обрабатываемой полосы, мм..…..…от 3, 5 до 12, 0;

· внутренний диаметр обрабатываемого рулона, мм........500;

· максимальный наружный диаметр обрабатываемого рулона, мм………………………………….………………………...1000;

· максимальная ширина полосы, мм...................................750;

· максимальная длина обрезанной полосы, мм ….……...2000;

· рабочая скорость, м/мин..................................................... до 18;

· скорость тянущих роликов, м/мин …………..………………….60.

4.6.2. Основные узлы и механизмы:

4.6.2.1. Рольганг предназначен для накопления рулонов и транспортирования рулона до опрокидывателя.

4.6.2.2. Опрокидыватель служит для опрокидывания рулонов с рольганга к двухсоставному разматывателю.

Основные технические характеристики опрокидывателя:

· максимальный ход цилиндра домкрата, мм..................................... 315;

· рабочий ход тележки, мм................................................................... 720;

· максимальная скорость подъёма рулона, м/с.................................... 0, 1;

· максимальная скорость перемещения тележки, м/с......................... 0, 2.

4.6.2.3.Двухсоставный разматыватель обеспечивает закрепление рулона в конусах, перемещение полосы на заправочной скорости, разматывание полосы c постоянной рабочей скоростью, постоянное натяжение полосы при изменяющемся диаметре рулона и скорости обработки, центрирование полосы при размотке.

Основные технические характеристики разматывателя:

· ход разматывателей, мм......................................................................750;

· номинальный диаметр барабана, мм................................................. 500;

· диаметр сжатого барабана, мм........................................................... 460;

· диаметр разжатого барабана, мм....................................................... 510;

· мощность двигателя, кВт................................................................... 22, 5.

4.6.2.4. Отгибатель конца полосы предназначен для отгибания переднего конца рулона с разматывателя и для направления полосы в тянущие ролики правильной машины.

4.6.2.5. Протир предназначен для удаления с поверхности полосы загрязнений (металлических и неметаллических).

Основные технические характеристики:

· максимальная ширина полосы, мм.....................................................750;

· толщина обрабатываемой полосы, мм................…..….…от 3, 5 до 12, 0;

· ход штока пневмоцилиндра, мм ………………………………...….…50;

· длина деревянного бруска, мм ……..……………………………..…960;

· толщина и ширина деревянного бруска, мм …………………………55;

· ширина бельтинга, мм …………………………...…..……от 800 до 850.

4.6.2.6. Девятироликовая правильная машина служит для правки полосы. Ее основные характеристики:

· количество правильных роликов, шт.................................................... 9;

· количество тянущих роликов, шт........................................................ 12;

· диаметр правильных роликов, мм..................................................... 150;

· диаметр тянущих роликов, мм................................................. 312 и 447;

· рабочая длина роликов, мм...............................................................1000.

4.6.2.7. Гильотинные гидравлические ножницы предназначены для разрубки полосы в поперечном направлении. Верхний нож неподвижен, а нижний нож перемещается в вертикальном направлении под действием гидравлического цилиндра.

Основные технические характеристики гильотинных гидравлических ножниц:

· материал ножа.............................................................................ст.5ХНМ;

· подъем ножа, мм…………………………..……..…………………….80;

· ход гидравлического цилиндра, мм …………………………...….…190;

· диаметр гидравлического цилиндра, мм ……...………………….…200;

· давление рабочей жидкости, МПа.........................................................10.

4.6.2.8. Приёмный стол с оптическими бесконтактными датчиками длины реза служит для определения положения и фиксации полосы через определенную длину для разрубки в поперечном направлении.

Основные технические характеристики приёмного стола:

· ширина, мм..........................................................................................1510;

· длина, мм.............................................................................................2410.

4.6.2.9. Стопоукладчик служит для накопления разрубленных на нужную длину листов в виде стопы.

Основные технические характеристики стопоукладчика:

· ширина, мм..........................................................................................1000;

· длина, мм.............................................................................................2000;

· горизонтальный и вертикальный уклон стопоукладчика, град...…....5.

4.6.3. Предельные отклонения размеров (по толщине и длине) должны соответствовать нормативной документации на готовую продукцию [9].

4.7. Камерная печь

4.7.1. Основные технические характеристики камерной печи указаны в табл. 12 [10].

Т а б л и ц а 12

4.8. Травильное оборудование

В комплект оборудования для травления и обезжиривания листов и плит входят:

4.8.1. Ванна (бак) травильная, выложенная кислотоупорным кирпичом, с водным раствором серной кислоты по ГОСТ 2184. Концентрация травильного раствора для сплавов из латуни всех марок (кроме Л90, ЛО90-1 и Л80) – от 2 % до 6 %, а для меди, сплавов из латуни марок Л90, ЛО90-1, Л80 и медно-никелевых сплавов – от 5 % до 15 %. Контроль концентрации травильного раствора производит ЦЗЛ три раза в сутки (допускается корректировка периодичности замеров с учетом фактической загрузки оборудования). Результаты анализов заносятся сменными мастерами на доску для записи концентрации кислоты на оборудовании.

Температура травильного раствора должна быть не менее 30 °С.

4.8.2. Ванны (баки) для промывки листов и плит горячей водой: температура воды в ванне горячей промывки должна быть не менее 60 °С. Анализ промывной воды на содержание кислоты производится работниками ЦЗЛ три раза в сутки (допускается корректировка периодичности замеров с учетом фактической загрузки оборудования). Содержание кислоты в промывной ванне не должно превышать 0, 3 %.

4.8.3. Травлению и промывке могут подвергаться листы толщиной до 25 мм, плиты толщиной до 160 мм [11].

4.9. Стан холодной листовой прокатки кварто 800

4.9.1. Основные технические характеристики реверсивного четырехвалкового стана кварто 800, предназначенного для прокатки листов из меди и сплавов на ее основе:

· максимальная толщина заготовки ………………………….19 мм;

· минимальная выходная толщина ………………………….... 3 мм;

· максимальная ширина заготовки …………………….……720 мм;

· минимальная ширина заготовки …………………………..420 мм;

· максимальная скорость прокатки.…………………...........300 м/мин;

· максимальное усилие металла на валки ….…………………400 МН.

4.9.2. Рабочим инструментом стана являются четыре горизонтальных валка, расположенные в одной вертикальной плоскости. Прокатка происходит только между двумя средними - рабочими валками.

Опорные валки предназначены для уменьшения прогиба рабочих валков и для увеличения жесткости валковой системы.

Опорные валки являются неприводными. Их вращение осуществляется за счет сил трения между рабочими и опорными валками.

Рабочие валки являются основным рабочим инструментом прокатной клети. Они выполняют основную операцию прокатки - деформацию металла. Рабочий валок состоит из следующих основных элементов: бочки - наиболее ответственной части валка, так как при прокатке она непосредственно соприкасается с металлом; шеек, которыми валок опирается на подшипники; концов, служащих для соединения валка со шпинделем.

Рабочие валки являются приводными. Привод рабочих валков осуществляется от электродвигателя постоянного тока через редуктор и шестеренную клеть.

4.9.3. Основные и вспомогательные узлы стана и их назначение

4.9.3.1.К основным узлам относятся:

- станина;

- шестеренная клеть;

- редуктор;

- нажимное устройство;

- система противоизгиба;

- гидравлическое уравновешивающее устройство.

4.9.3.1.1. Станина закрытого типа служит для установки всех механизмов рабочей клети: рабочих и опорных валков с подшипниками и подушками, нажимного и уравновешивающего устройств, левого и правого роликовых столов и др. Кроме того, к станине крепятся два малых пульта управления, служащих для управления нажимными винтами и клетью в толчковом режиме, аварийного останова стана. Станина предназначена для восприятия усилий, возникающих при прокатке.

4.9.3.1.2. Шестерённая клеть служит для передачи вращения от одного редуктора одновременно на два рабочих валка, которые вращают­ся в разных направлениях, т.е. навстречу друг другу. Передача вращения от шестеренной клети к рабочим валкам производится при помощи шпинделей.

4.9.3.1.2. Редуктор предназначен для понижения числа оборотов электродвигателя и увеличения крутящего момента.

4.9.3.1.3. Нажимное устройство служит для регулирования величины обжатия при прокатке. С помощью него можно поднимать или опускать каждую подушку верхних опорных валков независимо одну от другой. Нижние опорные валки при этом устанавливаются неподвижно, предусматривается лишь возможность их перемещения при смене валков. Нажимное устройство состоит из левого и правого нажимных винтов, двух редукторов и двух электродвигателей постоянного тока.

4.9.3.1.4. Система противоизгиба состоит из двух основных элементов: насосной станции, обеспечивающей требуемое давление, и четырех гидравлических цилиндров, вмонтированных в подушки рабочих валков.

Система противоизгиба рабочих валков предназначена для обеспечения плоскостности проката за счёт принудительного изгиба верхнего и нижнего рабочих валков. Распирающие усилия создаются между шейками рабочих валков. Изгиб бочек рабочих валков создаётся за счёт давления противоизгиба и противоположен по направлению изгибу от давления нажимного устройства (рис. 2).

Схема принудительного изгиба валков реверсивного четырехвалкового стана кварто 800

Рис. 3

Противоизгиб осуществляется с помощью гидравлических цилиндров, вмонтированных в подушки рабочих валков. Усилие гидроцилиндров и давление от нажимных винтов создают изгибающий момент. Приложение дополнительного изгибающего момента к валкам позволяет регулировать профиль проката, а значит и распределение вытяжки по ширине прокатываемого листа.

Значение давления в системе противоизгиба показывается на манометре, размещенном на стане.

4.9.3.1.5. При проведении перевалки рабочих валков для подъема верхнего опорного валка в установочном механизме верхнего опорного валка предусмотрено гидравлическое уравновешивающее устройство. Действие такого устройства осуществляется при помощи гидравлических цилиндров, помещающихся в подушках нижнего опорного валка.

Уравновешивание верхних опорных валков достигается четырьмя цилиндрами с плунжерами, расположенными по два в каждой подушке нижних опорных валков. Цилиндры сообщаются с аккумулятором посредством трубопровода.

4.9.3.2. К вспомогательным узлам относятся:

- левый и правый подъемные столы;

- главный пульт управления станом.

4.9.3.2.1. Левый и правый подъемные столы служат для укладки стопы листов.

4.9.3.2.2. Главный пульт управления станом предназначен для размещения приборов контроля и управления станом.

С главного пульта управления станом осуществляется:

· управление нажимными винтами и контроль их положения;

· включение централизованной смазки узлов стана;

· включение насоса гидравлики и органов управления гидроприводами стана;

· включение схемы управления станом;

· управление вращением рабочих валков и контроль скорости вращения рабочих валков по показаниям вольтметра;

· включение системы противоизгиба и регулирование давления в системе противоизгиба;

· контроль нагрузки электродвигателей клети по показаниям амперметра;

· подъем и опускание подъемных столов;

· аварийный останов стана.

4.9.3.3. К вспомогательным установкам и устройствам относятся:

- система жидкой смазки;

- гидравлическая система стана;

- специальное устройство для смены (перевалки) валков;

- стеллаж для хранения комплектов рабочих валков;

- шихтовые короба.

4.9.3.3.1. Система жидкой смазки предназначена для подачи циркуляционной смазки в зацепления и подшипники редуктора и шестеренной клети стана.

4.9.3.3.2. Гидравлическая система стана предназначена для создания и поддержания давления гидравлического масла в приводах и исполнительных механизмах стана:

· гидравлическая система уравновешивания опорных валков при проведении перевалок рабочих и опорных валков;

· гидравлическая система противоизгиба рабочих валков;

· общая гидравлическая система для вертикального перемещения подъемных столов.

4.9.3.3.3. Специальное устройство для смены (перевалки) валков предназначено для замены изношенных валков на новые (после перешлифовки). Смена валков производится в направлении их оси через проем станины.

4.9.3.3.4. Стеллаж для хранения комплектов рабочих валков представляет собой деревянную конструкцию и предназначен для промежуточного хранения до и после перевалки и комплектования рабочих валков.

4.9.3.3.5 Шихтовые короба предназначены для складирования отходов цветного металла, образующихся в процессе работы оборудования [12].

4.10. Правильная машина.

4.10.1. Правка листов (полос) осуществляется путем изгибания листа (полосы) в момент его движения между валками. Вращение валков осуществляется от двигателя через редуктор и шпиндели, закрепленные к каждому валку.

4.10.2. Правильная машина состоит из:

· cтола задачи, представляющего собой стол с неприводными роликами и служит для облегчения задачи листа в правильную машину;

· правильной машины. Технические характеристики правильных машин указаны в табл. 13;

· стола выдачи, представляющего собой стол с неприводными роликами, который служит для транспортирования выправленного листа на поддон [13].

Т а б л и ц а 13

4.11. Гильотинные ножницы

Гильотинные ножницы состоят из:

- станины;

- ножевой балки;

- прижима;

- привода;

- заднего упора;

- ограждения;

- системы смазки и гидропневмосистемы;

- пульта управления.

Станина является базовым узлом, на котором крепятся все остальные узлы гильотинных ножниц. Станина представляет собой сварную конструкцию.

Ножевая балка так же представляет собой сварную конструкцию, усиленную ребрами жесткости. К ножевой балке крепится задний упор.

Во время работы разрезаемый лист прижимается к столу гидравлически управляемым прижимом. При движении ножевой балки вниз прижим опускается и прижимает лист, причем вначале осуществляется прижим листа, а затем начинается рез.

Рубка листов производится двумя ножами, при этом нижний нож неподвижен, а верхний нож приводится в возвратно-поступательное движение.

Привод ножниц осуществляется от электродвигателя через клиноременную передачу на маховик через зубчатые колеса и пневматическую муфту-тормоз на эксцентриковый вал.При холостом ходу муфта выключена, тормоз включен, при включении рабочего хода включается муфта, затем, с некоторым опозданием, отключается тормоз.

Задний упор установлен с тыльной стороны ножевой балки и служит упором для листа при поперечной разрезке. Для регулирования точности реза на правой стороне упора имеется эксцентриковый болт, поворотом которого регулируют положение планки упора.

Ножницы снабжены специальным сетчатым ограждением зоны реза, предохраняющим от попадания рук под прижим.

Краткие технические характеристики гильотинных ножниц указаны в табл. 14 [14].

Т а б л и ц а 14

5.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ

Определяем усилие прокатки при холодной прокатке полосы из Л63 на стане Тандем 1000. Диаметр рабочих валков 375 мм, диаметр опорных валков 1000 мм. Исходная толщина 9, 4 мм, конечная толщина 4, 6 мм, ширина полосы 640 мм (табл. 15). Принять коэффициент внешнего трения 0, 115.

Таблица 15

Кривая деформационного упрочнения для определения сопротивления деформации материала Л63 приведена на рис. 4.

Кривые деформационного упрочнения материала Л63.

Рис. 4.

Все расчеты энергосиловых параметров выполнены в соответствии с формулами А. И. Целикова [15, 16], указанными в табл. 16.

Таблица 16.

Таблица 16 (продолжение).

Проведем расчет энергосиловых параметров для первого прохода.

Определим относительную степень деформации в первом проходе

Ɛ = , (17)

где Dh₁ – абсолютное обжатие в первом проходе, равное

Dh₁=h₁-h₀;

h₁ - высота после первого прохода в стане кварто 160;

h₀ – высота до первого прохода в стане кварто 160,

Dh₁=1, 00-0, 58=0,

Ɛ = =0, 42.

Длину дуги захвата с учётом упругой деформации валков

l_c= ,

-приращение очага деформации с учётом сплющивания валков

= ,

=n_σ *2τ s,

n_σ = (2*(1-Ɛ)/(Ɛ *(δ -1)))* hн/h1 *((hн/h1 ^δ)-1)

δ = 2*µ* l_c /Dh

l_c=

Где: h₀ и h₁ – высота полосы на входе и выходе из валков соответственно,

R – радиус рабочих валков,

τ _s – сопротивление деформации на сдвиг,

F – площадь контактной поверхности,

x₂ – приращение дуги захвата с учётом сплющивания валков,

ξ ₀ и ξ ₁ – коэффициенты переднего и заднего натяжения соответственно.

В соответствии с формулами с помощью программы Mathcad были сделаны расчеты, которые приведены в табл. 17.

Таблица 17.

В общем случае момент прокатки вычисляется по формуле

М_пр=2Р∙ l_c∙ ψ _п,

где ψ _п – коэффициент плеча приложения равнодействующей,

ψ _п=0, 687.

Момент прокатки в первом проходе будет равен

М_пр1=2∙ 1932∙ 9, 026∙ 10^-3=24 кН*м.

Мощность прокатки определяется выражением

N=M_пр*ω,

где ω – угловая скорость вращения валков ω = π ∙ n/30,,

n – частота вращения валков об/мин.

Угловая скорость прокатки в первом проходе равна

ω =3, 14∙ 70/30=7, 327 об/мин.

Мощность прокатки в первом проходе будет равна

N=24*7, 327=176 кВт.

Работа, необходимая для осуществления плоской прокатки [17]

А=p∙ b∙ h₁∙ L₁∙ lnλ в,

где L₁- длина прокатанной полосы, м,

λ – коэффициент вытяжки.

A = 334, 506∙ 640∙ 168, 055∙ 7, 46∙ 10^-6∙ ln1, 26=62, 041 МДж

В последующих проходах эти величины определяются аналогично.

Максимальное усилие прокатки достигается во 2 проходе и равно Р=2, 331 МН.

Выход годного на данной операции составит

ВГ=(1-(М₀-М₁)/М₀)*100%,

Где: ВГ – выход годного,

М₀ и М₁ – масса металла до и после операции соответственно.

ВГ=(1-(4930, 8-4898, 4/4930, 8))*100%=99, 34%.

6. МЕТРОЛОГИЯ

Методы контроля и метрологическое обеспечение процесса прокатки на стане должны соответствовать указанным в табл. 18.

Т а б л и ц а 18

Продолжение таблицы 18