В процессе прокатки (металлообработки) клеть прокатного стана является фундаментальным конструктивным элементом, который непосредственно влияет на устойчивость стана, способность выдерживать усилия прокатки и точность геометрических размеров готовой продукции. Понимание устройства и типов клетей имеет важное значение для инженеров, занимающихся проектированием, эксплуатацией и техническим обслуживанием прокатных станов.
В данной статье разъясняется, что представляет собой клеть прокатного стана, рассматриваются различия между открытыми и закрытыми клетями, а также описываются распространенные способы соединения, применяемые в клетях открытого типа.
Что такое клеть прокатного стана?
Клеть прокатного стана представляет собой несущую конструкцию, которая поддерживает и служит местом установки основных рабочих элементов прокатного стана. Она вмещает такие детали, как:
- Катящиеся рулоны
- Подшипники качения
- Механизмы регулировки валков
- Направляющее оборудование прокатных станов
Поскольку стойка должна выдерживать значительные силы катания при сохранении необходимой точности размеров прокатного изделия, она должна обладать достаточной прочностью и жёсткостью.
В зависимости от конфигурации прокатного стана и производственных требований, клети прокатных станов, как правило, подразделяются на два основных типа:
- Закрытые клети прокатного стана
- Открытые клети прокатного стана
Что такое закрытая клеть прокатного стана?
Закрытая фрезерная стенда построена как единая цельная рама, образующая жёсткую структурную петлю. Эта конструкция обеспечивает высокую прочность и жёсткость, что позволяет выдерживать большие силы катания.
Закрытые клети, как правило, применяются на прокатных станах, где действуют высокие нагрузки, например:
- Первичный прокатный стан с высокой силой прокатки
- Слябовые прокатные станы
- Слябовые прокатные станы
В некоторых случаях они также применяются на сортопрокатных станах, требующих повышенной конструктивной жесткости.
В станах, оснащённых закрытыми стендами, валки обычно вставляются или удаляются вдоль оси валка через окно стойки при замене валка. Такие станы обычно не требуют специального оборудования для смены валков, например:
- Тележки для смены рулонов
- Балансировочные втулки
- C-образные крюки
Однако при использовании закрытых клетей в горизонтально расположенных секционных станах замена валков становится относительно затруднительной, поскольку соседние клети и приводные валы могут препятствовать их осевому извлечению.
Что такое открытая клеть прокатного стана?
Открытая клеть прокатного стана не представляет собой цельную раму. Вместо этого она состоит из двух основных частей:
- Корпус стенда
- Съемная верхняя крышка
Эта конструкция широко применяется в горизонтальных сортопрокатных станах — главным образом потому, что она значительно упрощает смену валков.
На станах с открытыми клетями валок может быть извлечен вертикально после снятия верхней крышки, что позволяет избежать ограничений по осевому пространству, характерных для закрытых клетей.
Преимущества
- Более простая и быстрая замена рулона
- Улучшенная доступность для технического обслуживания
Disadvantages
- Более низкая структурная жесткость по сравнению с закрытыми стойками.
- Требуется больше обработанных поверхностей
- В некоторых случаях — более высокие производственные издержки
Способы соединения верхней крышки и корпуса стойки
Для открытых столбов метод соединения верхней крышки и колонн стойки существенно влияет как на эффективность изменения валка , так и на жёсткость стенда. Несколько часто используемых структур соединений включают следующие.
1. Болтовое соединение
Верхняя крышка крепится к стойкам стенда с помощью длинных болтов.
Характеристики:
- Простая структура
- Значительная деформация болта, обусловленная его длиной
- Пониженная общая жесткость
- Смена валков происходит медленнее, так как гайки необходимо снимать и устанавливать обратно.
2. Вертикальное соединение на штифтах и клиньях
В данной конфигурации вертикальные штифты в сочетании с клиньями закрепляют верхнюю крышку на корпусе стойки.
лаз:
- Более быстрая смена валков по сравнению с болтовыми соединениями.
- Умеренная структурная жесткость
3. Соединение с помощью втулочного кольца и наклонного клина
В данной конструкции болты или цилиндрические штифты заменены кольцевыми втулками.
Нижняя часть кольца-муфты шарнирно соединена со стойкой посредством штифта, тогда как верхняя часть с помощью наклонного клина прижимает верхнюю крышку к стойке.
лаз:
- Удобная замена рулона
- Бо́льшее поперечное сечение, чем у болтов или штифтов.
- Повышенная жесткость фрезерного станка
4. Соединение с поперечным штифтом и наклонным клином
В данной конструкции верхняя крышка и колонна сначала соединяются с помощью горизонтального штифта, а затем стягиваются наклонным клином.
лаз:
- Простая структура
- Малая деформация соединительных элементов
Однако под воздействием силы расклинивания и ударных нагрузок может возникать деформация в плоскости среза штифта, что затрудняет демонтаж и увеличивает время замены валка.
5. Соединение на наклонном клине
По сравнению с предыдущими методами, соединение с помощью наклонного клина обладает рядом преимуществ:
- Меньший упругий прогиб верхней крышки
- Простая и надежная соединительная конструкция
- Снижение поперечной деформации стоек стана
После затяжки клина верхняя часть колонны оказывается жестко зажатой между клином и верхней крышкой, что существенно ограничивает поперечную деформацию. Благодаря повышенной жесткости такая конструкция часто именуется полузакрытой клетью прокатного стана и получила широкое распространение на прокатных производствах.
