4.21. Силовые параметры прокатки роторного вала

Типоразмер роторного вала, мм

Замеры проводились при завышенном угле подачи, равном 6 °-

кс стана у прокатанных роторных валов не наблюдается дефектов в виде плен, закатов и т.д. Винтовой профиль роторных валов, сформованных прокаткой, подвергают дальнейшей механической обработке - фрезерованию, а неполные по высоте витки удаляют на токарных станках. Перед механической обработкой прокатанные роторы подвергают нормализации с последующим удалением окалины в дробеструйных камерах.

Прокатанные роторные валы имеют отклонения: наружного диаметра 0,5 - 0,7 мм, внутреннего диаметра 0,3 - 0,5 мм, толщины витка 0,2 - 0,4 мм. Накопленная погрешность по шагу не превьпиает 0,1 - 0,2 мм на всей длине прокатываемого участка. Изгиб прокатанных роторов находится в пределах 0,05 -0,1 мм. В условиях серийного производства припуск по профилю у прокатанных роторных валов диаметром 125 мм равен 1 - 1,5 мм и 1,5-2 мм у роторных валов диаметром 200 мм. Шероховатость прокатанного профиля Rz 5 + 2,5 мкм.

Для определения деформирующих сил, необходимых для горячей прокатки роторных валов, в работе [6] приведены данные по замерам давления металла на валки, а также крутящих моментов на универсальных шпинделях. Результаты экспериментальных замеров и теоретически подсчитанные деформирующие силы приведены в табл. 4.21.

Применение процесса прокатки заготовок роторных валов целесообразно при производстве даже сравнительно небольших серий винтовых компрессоров. Так при выпуске 5 тыс. компрессоров прокатный стан высвобождает восемь фрезерных станков, экономится 30 - 50 % металла. Затраты на стан окупаются в течение одного года.

4.7. ВИНТОВАЯ ПРОКАТКА ПЕРИОДИЧЕСКИХ ПРОФИЛЕЙ

Супщость процесса прокатки. Универсальные шпиндели приводят во вращение три рабочих валка (рис. 4.55), которые прокатывают находящуюся между ними заготовку и одновременно перемещают в направлении, совпадающем с направлением ее оси.

В результате пластической деформации последовательно подвергаются все сечения прокатываемой заготовки. Нажимные механизмы во время прокатки меняют положение рабочих валков, симметрично приближая и удаляя их от оси заготовки в соответствии с заданной программой (копировальная линейка, числовое программное управление и др.).

В зависимости от конструкции клети валки могут быть дисковыми (двухопорные) (см. рис. 4.55, а) или грибовидными (консольные) (рис. 4.55, б). Грибовидные валки имеют угол раскатки (угол наклона оси валка к оси прокатки) р = 45 +*50 °; у дисковых валков

р = о.

Для придания прокатываемой заготовке осевого движения валки развернуты на угол 7= 3 + 6 ° (угол осевой подачи). На прокатываемую заготовку постоянно воздействует осевая сила подпора или натяжения. Формирование профиля контролируют по положению переднего прокатанного конца, зажатого во вращающемся патроне тележки натяжения Винтовую прокатку полых периодических профилей проводят как на оправке, так и без оправки. При прокатке без оправки толщину стенки катаной заготовки изменяют в зависимости от единичного обжатия и общего обжатия по диаметру.

ВИНТОВАЯ ПРОКАТКА ПЕРИОДИЧЕСКИХ ПРОФИЛЕЙ

Рис. 4.55. Схема винтовой прокатки:

а - дисковыми валками; б - грибовидными

Процесс винтовой периодической про- Эффективность применения станов винтовой

катки применяют ддя изготовления заготовок прокатки находится в прямой зависимости от

полуосей автомашин, текстильных веретен, объемов производства. Технические характери-

вагонных осей и др. Катаные заготовки имеют стики станов периодической прокатки приве-

большую точность по сравнению с коваными, дены в табл. 4.22.

4.22. Технические характеристики станов периодической прокатки

Калибровка валков я режшты проватки.

Профиль прокатных валков, в общем случае, состоит из следующих конических участков: обжимного (а); первого переходного (а), калибрующего (образующая параллельна оси прокатки); второго переходного (а2) и выходного (аз).

Угол обжимного конуса а выбирают из условия обеспечения захвата металла валками. Для твердосплавных валков а=20 °, для валков из легированных и углеродистых сталей а=22 -ь 25 °. Величина углов переходных конусов соответствует углам конусов прокатываемой заготовки (ai 21>5 + 10 ). Угол выходного конуса аз определяют в зависимости от максимального угла конуса проката, формируемого при внедрении валков, аз < 40 °.

Диаметр валка в пережиме i)l=(5-b6)flfijnin. Длина калибрующего участка

к = Imax sin ПЛос

где 1тш> Imax Диаметры проката соответственно минимальный и максимальный; Лос1м/1в0,5+1,12 - коэффициент осевой

скорости; Vjj - скорость выхода металла из валков; \i=nDinmyi - скорость осевой подачи валков в пережиме .

Угол осевой подачи У1 может быть задан разворотом валков, а для грибовидных валков - разворотом или смещением. При смещении валков на величину

siriYi = asinp / (ii + cosp), где Щ и - радиусы валка и заготовки в

пережиме .

Максимально допустимые обжатия по диаметру = o/l) Д грибовидных валков < 2,1; для дисковых § < 1,7.

При совместном воздействии осевых сил подпора и натяжения в процессе прокатки эти пределы увеличиваются соответственно до 5 < 2,5 и 5 < 2,0.

Величина натяжения Q ограничивается прочностью наиболее обжатого участка заготовки:

где оср фактическое сопротивление металла

пластической деформации, а при подпоре -устойчивость заготовки от изгиба.

Режимы прокатки выбирают такими, чтобы усилия и момент прокатки не превышали их допустимых значений по технической характеристике стана.

Деформирующая сила на валке P=<УфЛст/ где По - коэффициент напряженного 4л го состояния [16]; г~

2/ tga

lAij--площадь контактной

поверхности металла с валком [17]; здесь Ri и rj - радиусы валка и заготовки в пережиме ; Цх - коэффициент тангенциальной скорости (Лт 1); /o=sin(p-a)/sma; А:ов=0,65+0,4 -коэффициент овализации. Момент прокатки

гае bp=F/

\/ - ко-

эффициент плеча; \/ 0,5.

Мощность на рабочих валках (кВт) N=Mnj975.

Требования к исходной заготовке На поверхности заготовки не допускаются раскатанные пузыри, трещины, раковины, плены, закаты, подрезы и усы. Допускается сплошная и местная зачистка дефектов с закруглением острых граней. Соотношение глубины зачистки к ширине снимаемого слоя металла должно составлять 1:8-1:10.

Конструирование катаных заготовок [9, 12]. Припуск на механическую обработку принимают по общепринятым нормативам. Допуск на диаметральные размеры 2 - 4 % от диаметра изделия, допуск на длину 1 - 1,5 % длины изделия. Углы конусных частей заготовки не должны превышать 20 - 25 ° на участках, формируемых разведением валков, и 40 ° - внедрением.

Нагрев заготовок перед прокаткой. В этом случае важно обеспечить равномерный прогрев, чтобы исключить образование внутренних рыхлостей и разрывов.

При индукционном нагреве (стан 50, стан 80, стан 100, стан 120) расходуется 400 - 500 кВтч на 1т нагреваемого металла, при контактном (стан 10 и стан 20) - 350 -450 кВтч на 1 т. Контактный нагрев сопровождается повышенным расходом металла на непрогретые концы в местах контакта.

При газопламенном нагреве (осепро-катный стан 250) применяют кольцевые печи.

Мехяншеские характеристики катаных заготовок несколько выше, чем кованых