Реконструкция оборудования пресса предварительной формовки ТЭСА 1020 ОАО «ВМЗ» для производства труб диаметром 820 мм и толщиной стенки 30 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

                           Таблица 2.1 Технические характеристики пресса предварительной формовки

Наименование параметров	Величина
1. Номинальное усилие пресса, кН I ступень IIступень IIIступень	31500 5000 10000 15000
2. Номинальное усилие горизонтальных гибочных балок, кН	16000x2
3. Наибольший ход вертикальной  гибочной балки, мм	1000
4. Ход горизонтальной гибочной  балки, мм наибольший рабочий	400 0-200
5. Наибольшее расстояние между опорными поверхностями вертикальной гибочной балки, мм - и нижней постели - и осями гибочных роликов	1700 800
6. Расстояние между направляющими роликами наибольшее, мм наименьшее, мм	3200 1590
7. Длина гибочного пуансона и  горизонтальных гибочных роликов, мм	12500
8. Расстояние между осями гибочных  роликов при их диаметре 260 мм, мм наибольшее наименьшее	1200 400
9. Скорость движения вертикальной  балки, номинальная, мм/с при холостом ходе при рабочем ходе при возвратном ходе	100 50 180
10. Скорость движения горизонтальной балки, номинальная, мм/с при рабочем ходе при возвратном ходе	20 60
11. Расчетное время загрузки (выгрузки), с	18
12. Размеры формуемых листов, мм длина без технологических планок с технологическими планками ширина толщина	11500...11880 12000...12380 1590...3200 8...32
13. Расчетная часовая производительность, шт/ч для трубы 1020 для трубы 530...820	55 60
14. Привод пресса	Насосно- аккумуляторный
15. Рабочая жидкость	водная эмульсия
16. Номинальное давление жидкости, МПа	32
17. Суммарная установленная мощность электродвигателей, кВт	87
18. Смазка основных узлов пресса	Централизованная
19. Габаритные размеры пресса  в плане без приставного оборудования, мм слева-направо спереди-назад	13560 13320
20. Габаритные размеры пресса  в плане с учетом приставного  оборудования слева-направо, мм спереди-назад, мм	20500 23350
21. Высота пресса, мм	13490

      2.2 Конструкция рабочего инструмента, материал и виды износа

 

    Рабочим инструментом  пресса являются гибочный пуансон,  гибочные ролики. Пуансон представляет собой вертикальную гибочную балку, которая с помощью верхней траверсы крепиться к станине пресса.

                                                           

    

 

 

 

 

                                                Рисунок 2.3  Двухрадиусный пуансон

 

    Пуансоны делают из сталей класса прочности Х42, Х52, Х60, Х65, Х80, а также К55, К65. Пуансон выполняют литым или сборным из марок стали, износостойких, высокопрочных для работы при ударных нагрузках: стали 70Х, 18ХГТ, 30ХГТ, 40ХФА, 45, 40Х, 40ХН, 75ХМ.

 

 

 

 

                                                     Рисунок 2.4  Однорадиусный пуансон

 

Пуансон может быть выполнен однорадиусным  или двухрадиусным. Двухрадиусный  пуансон изготавливается сборным и состоит из боковых упоров, сменного штампа, и балки. К балке крепятся упоры с помощью шпилек, установленных через каждые 500 мм по всей длине балки.

 

 

 

 

 

                                                               Рисунок 2.5  постель

                             

    Штамп закреплен на балке винтами, установленными в пазах. Пять пазов расположены через 500 мм по всей длине балки. Однорадиусный пуансон является цельным, а не сборным как двухрадиусный. Представляет собой сплошную балку. Гибочный ролик представляет собой сплошной цилиндр. Гибочная горизонтальная балка состоит из четырех таких роликов. Матрица (постель) пуансона образуется опорными призмами, закрепленными в верхней части опоры. Поверхность призмы, которая соприкасается с листом, имеет сферическую форму. Радиус сферической поверхности равен радиусу пуансона.   

    Изнашиванием называется  процесс разрушения и отделения  материала с поверхности твердого тела и накопления его остаточной деформации при трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров и формы тела. Результат изнашивания называется износом. Свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в определенных условиях трения называется износостойкостью. В зависимости от происходящих процессов изнашивание можно подразделить на три вида: механическое, коррозионно-механическое и электроэрозионное. Также рабочий инструмент может подвергаться усталостному изнашиванию, происходящему в результате усталостного разрушения при повторном деформировании микрообъемов материала поверхностного слоя. Усталостное изнашивание может происходить как при трении качения, так и при трении скольжения.

 

2.3  Технология производства труб в технологической линии ТЭСА 1020

 

         Лист железнодорожным  транспортом доставляется на  склад, где происходит его разгрузка  и складирование. Со склада  лист пакетами или поштучно листоукладчиком подаётся на задающий рольганг. Очистку поверхности листа от загрязнений и посторонних предметов производят перед правкой листов, а после правки очищают от отслоившейся окалины. Перед правильной машиной поверхность листа очищается от посторонних предметов устройством для очистки листа, и лист центрируется относительно оси правильной машины с помощью двух пар вертикальных роликов. Правка листов производится в девятивалковой правильной машине закрытого типа. Листы не подлежащие правке проходят сквозь правильную машину при этом зазор между образующими верхних и нижних валков должен быть не менее номинальной толщины задаваемого листа обеспечивающий его свободное перемещение. После выхода листа из правильной машины отслоившаяся в процессе правки окалина удаляется с поверхности листа щеточной машиной и пылеотсосом. Контроль качества готовой трубы начинается с контроля геометрии листов. С недопустимыми отклонениями размеров листы снимают с производства. Измерение геометрических размеров листов производится с помощью автоматизированной системы АПК «Лимб-ЛВ». Погрешность измерений параметров листа: длина + 50 мм - 5,0 мм; ширина + 1,5 мм - 1,5 мм; толщина + 0,2 мм - 0,2 мм; серповидность + 2,0 мм - 2,0 мм; теоретическая масса + 1,0 кг - 1,0 кг. Отбраковка осуществляется за счет сравнения поступающих данных от измерителей с заданными допускаемыми отклонениями. При несоответствии размеров листов хотя бы по одному из параметров лист выводится из потока на специальный стеллаж при помощи транспортера или электромагнитного крана. К проверенному листу приваривают технологические планки и проводят зачистку листа. Кромки листа обрабатывают строжкой и формируют разделку кромок под сварку. Лист по транспортному рольгангу подается к специальному кромкострогальному станку модели УФ 5013. Для равномерного распределения припуска обработки по обеим сторонам лист центрируется устройством, состоящим из 11 пар подпружиненных вертикальных роликов. Задача листа в первую тянущую клеть станка осуществляется с помощью рольганга. Кромкострогальный станок предназначен для одновременной обработки продольных кромок листа с обеспечением заданной ширины и формы фасок. Станок состоит из 22 приводных тянущих клетей, в межклетьевых промежутках которого, начиная со второго, установлены: 14 пар суппортов для обработки кромок; пять пар суппортов для обработки фасок одна из которых для обработки верхней фаски; каретки с прижимными роликами; в каждом суппорте устанавливается по пять резцов. Обработка кромок листа производится неподвижно закрепленными с обеих сторон резцами установленными симметрично относительно оси станка при продольном перемещении листа тянущими клетями.

Кромки подгибаются на прессе подгибки кромок П9047. Подгибка продольных кромок листов осуществляется поочередно на двух гидропрессах, установленных в шахматном порядке. Кромкогибочный пресс П 9047 предназначен для односторонней подгибки кромок листов. Пресс состоит из силовой С-образной станины к которой крепятся все основные агрегаты и узлы пресса цилиндры ползуна и основной траверсы направляющие прижима установочная плита с инструментом и площадка обслуживания. Пресса оснащены транспортным рольгангом подъемными рольгангами механизмами подачи и упора листа. Для осуществления подгибки кромок выполняются следующие операции: лист, движущийся по рольгангу останавливается в пределах штампа по длине; с помощью подъемной секции рольганга лист поднимается до рабочего уровня; двумя толкателями лист подается в открытый штамп до ограничителя, прижимной траверсой лист прижимается к верхней опоре расположенной на уровне нижней рабочей части пуансона; подъемом матрицы край листа огибается вокруг пуансона, далее операции следуют в обратном порядке, и лист по транспортному рольгангу передается на позицию подгибки второй кромки, где все операции повторяются.

       На прессе предварительной  формовки П9045 осуществляется предварительная  формовка в U-образную заготовку. Листы с подогнутыми кромками по рольгангу подаются к прессу предварительной формовки П 9045. Гидравлический пресс предварительной формовки предназначен для придания листу  U - образной формы путем воздействия на лист как вертикально перемещающегося инструмента так и горизонтально перемещающихся гибочных роликов. Пресс состоит из четырех секций станин арочного типа, механизма центрирования листа, верхней траверсы с вертикальной гибочной балкой (пуансоном) рабочих возвратных и синхронизирующих вертикальных цилиндров. На основаниях станин по оси пресса установлены опоры в верхней части, которых закреплены опорные призмы (постель) и механизмы подъемных приводных роликов.

 

 

 

Рисунок 2.6 Компоновка оборудования участка формовки

1 – рольганг, 2 – качающийся стол, 3 - пресс подгибки  кромок, 4 – толкатель, 5 – пресс  предварительной формовки, 6 – пресс окончательной формовки.

 

       На основании станин опираются две горизонтальные балки с гибочными роликами. Ход горизонтальных балок ограничивается с помощью регулируемых упоров Боковые наружные части балок соединены с горизонтальными цилиндрами. На наружной поверхности каждой из горизонтальной балок установлены по два ряда неприводных роликов для транспортировки листа, по три вертикальных направляющих ролика с настройкой положения от электропривода и упоры для остановки листа. Из U-образной заготовки в О-образную происходит формовка трубы на прессе окончательной формовки П9054. Заготовка U-образной формы по отводящему рольгангу пресса предварительной формовки подается на подъемный рольганг с цепным транспортером пресса окончательной формовки П9057. При этом заготовка удерживается в вертикальном положении симметрично оси линии формовки боковыми центрирующими роликами. Подъемный рольганг с цепным транспортером предназначен для задачи U-образных заготовок в пресс окончательной формовки. Гидравлический пресс окончательной формовки предназначен для придания U-образной заготовке цилиндрической формы. Пресс состоит из станины, подвижной траверсы верхнего штампа, верхнего и нижнего штампов со сменными вкладышами главных рабочих возвратных и синхронизирующих цилиндров устройства для продольного центрирования заготовок U-образного профиля, выталкивателей заготовки. Для осуществления окончательной формовки трубной заготовки выполняются следующие операции: промывка штампов водой: продольное центрирование заготовки для равномерного нагружения траверсы пресса по длине; холостой ход подвижной траверсы до соприкосновения вкладышей верхнего штампа с заготовкой; рабочий ход подвижной траверсы обжатие заготовки до заданного давления; сброс давления и возвратный ход подвижной траверсы в исходное положение; отрыв заготовки от дна нижнего штампа с  помощью выталкивателя; выдачи сформованной заготовки из пресса на выходной рольганг очередной U-образной заготовкой с помощью цепного транспортера. Трубная заготовка маркируется. Осуществляется гидросбив окалины наружной и внутренней поверхности с трубной заготовки. После чего заготовка сушится и на неё наносится номер трубы краской. На О-образной заготовке производят сборку кромок и сваривают технологический шов. Производят его осмотр и ремонт. Трубные заготовки после сушки подаются на сборочно-сварочный стан. Сборочно-сварочный стан включает: входной рольганг подъемно поворотные ролики механизм поиска разъема трубной заготовки опускающийся фиксирующим диск цепной заталкиватель, расформовочное устройство, сварочная клеть, токосъемники овализирующая клеть, нижний рольганг, сварочный аппарат Ад 310 с источником питания и механизмом перемещения предназначенным для отведения аппарата на время перевалки, размоточное устройство, балкон и площадка обслуживания. Трубная заготовка по рольгангу поступает на приводные транспортные ролики установленные в зоне цепного заталкивателя, при этом подъемно поворотные ролики опущены. Затем заготовка на пониженной скорости задается в расформовочное устройство, которое к этому моменту сжато. После того, как трубная заготовка войдет в расформовочное устройство, происходит остановка рольганга и после этого подается команда на разжатие расформовочного устройства. Кромки заготовки при этом разводятся. Механизм подъемно-поворотных роликов поднимает ее над рольгангом. После установки стыка трубной заготовки в верхнее положение подается команда на опускание фиксирующего диска который входит в разъем трубной заготовки дается команда на опускание подъемно поворотных роликов и на сжатие расформовочного устройства. Далее включается в работу цепной заталкиватель, состоящий из двух станций: приводной и натяжной цепи верхних и нижних направляющих для цепи, двух захваток, расположенных на цепи диаметрально противоположно. Захватка подводится к торцу трубной заготовки и проталкивает ее через расформовочное устройство во входную клеть. Далее трубная заготовка подается в сварочную клеть, происходит сварка кромок трубной заготовки сварочным аппаратом. После сварочной клети установлена овализирующая клеть. На плитовине со стороны сварочного аппарата установлены токосъемники. Прижатие башмаков к трубной заготовке производится пружинным механизмом при заталкивании ее во входную и сварочную клети. Технологические швы свариваются в среде углекислого газа одной дугой при помощи аппарата Ад-310. В состав аппарата входят собственно сварочный аппарат, пульт управления, шкаф управления и источник питания - выпрямители ВДУ 1502, мундштуки водоохлаждаемые плашечные с боковым газоподводом. Аппарат снабжен следящей электромеханической системой, обеспечивающей поиск стыка и направление электрода по его оси с погрешностью не более 1 мм. Труба поднимается на подъемно-транспортных роликах и устанавливается швом вверх. Сварщик осматривает шов по всей длине, при наличии дефектов намечает места ремонта мелом. Ремонту подлежат следующие дефекты: поры, цепочки пор, вздутые участки; трещины; смещение шва; прожоги; не сваренные участки; ослабление шва. Ремонт выполняется полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа или ручной электродуговой сваркой покрытыми электродами с последующей зачисткой прилегающего участка основного металла от брызг и других загрязнений. Ремонт прожогов выполняют в следующей последовательности: Шлифмашинкой выполняют зачистку краев дефектного участка от оплавленного металла, полуавтоматом в среде защитного газа на зачищенные кромки накладывают кольцевые валики шириной не более 8 мм до полной заварки прожога. Место заварки дополнительно перекрывают продольными валиками. Полуавтоматическая сверка в среде углекислого газа выполняется полуавтоматом А1197.  Сваривают внутренний рабочий шов и удаляют остатки флюса и шлаковой корки из трубы. В состав сварочного стана входят: приемный рольганг, сварочная тележка, подвеска энергоносителей, рольганг, поворотный балкон, штанга, вспомогательная тележка выходной рольганг, пост управления, сварочный аппарат. На балконе расположены размоточные устройства с катушками, источники питания дуг, флюсоаппарат, флюсобункер, вентиляторы. К балкону в двух точках крепится штанга со сварочным аппаратом. Внутренние швы свариваются под флюсом двудуговым аппаратом Ад-311. В состав аппарата Ад-311 входят собственно сварочный аппарат, пульт управления, шкаф управления и источники питания. Поиск и направление электродов по оси разделки осуществляется вручную. Трубы после сварки внутреннего шва поступают на установки для удаления флюсовой корки. Труба ориентируется швом вверх. Двумя гидравлическими цилиндрами производится поворот стола на угол 50⁰, спрейер с распределительной головкой вводится внутрь трубы. Подается сжатый воздух, труба продувается. Флюс из трубы высыпается через бункер в один из коробов устройства. Подъемный стол возвращается в исходное положение, труба опускается и транспортируется далее по рольгангу для уборки. Затем сваривают наружный рабочий шов. В состав стана сварки наружных швов входят: самоходная тележка, рабочая площадка, балкон входной и выходной рольганги, флюсоаппаратура, установка для уборки флюсовой корки и сварочный аппарат Ад-З1З. На рабочей площадке расположен пост управления со шкафами и пультами управления. На балконе размещены размоточные устройства с катушками, флюсоаппарат, флюсобункер и источники питания сварочных дуг. Оставшийся в процессе сварки флюс отсасывается по флюсопроводу во флюсоаппарат. Удаление флюсовой корки производится посредством насекателя, который вращаясь, ломает корку. С поверхности трубы корка удаляется при помощи щеток и сжатого воздуха и по желобу осыпается на ленту транспортера откуда попадает в приемную коробку. Аппарат Ад-313 выполняет сварку под флюсом тремя и четырьмя дугами. Зону сварного соединения охлаждают. Сварное соединение трубы на наличие дефектов проверяют автоматическим ультразвуковым контролем сварного соединения (АУЗК). Места возможных дефектов отмеченных автоматическим ультразвуковым контролем проверяют рентгенотелевизионным контролем (РТК) участков сварных соединений труб. Места возможных дефектов не подтвержденные рентгенотелевизионным контролем (РТК), но отмеченных автоматическим ультразвуковым контролем осматривают ручным ультразвуковым контролем (РУЗК) участков сварного соединения. Производят осмотр и ремонт труб. Обрезаются планки и концы труб, имеющие неисправимые дефекты. После обрезки промывают внутреннею поверхность трубы. Калибровка концов труб осуществляется последовательно. Калибрование концов труб осуществляется на длину до 800 мм на гидромеханическом экспандере. После промывки внутренней поверхности труба поступает на участок калибрования концов трубы. Участок состоит из трех пар, расположенных а шахматном порядке, гидромеианических экспандеров (модель П9040), поперечных транспортеров подъемных рольгангов, подъемно-поворотнык роликов, датчиков для ориентации трубы.

      Механический экспандер состоит из следующих основных узлов: траверсы с встроенными силовыми гидроцилиндрами, сменной калибрующей головки, механизма шаговой подачи трубы на калибрующую головку; системы смазки. Поперечным транспортером труба подается в створ оси экспандера, поднимается роликами и разворачивается швом в верхнее положение, которое фиксируется датчиком ориентации трубы по шву. Затем подъемными роликами труба устанавливается на ось калибрующей головки и механизмом шаговой подачи, в котором конец трубы зажимается клиновыми сегментами, труба подается на калибрующую головку так, чтобы торец трубы находился на рабочей части ее поверхности. Клиновые сегменты разводятся, и производится раздача конца трубы до требуемого диаметра. После окончания раздачи сегменты возвращаются в исходное положение, труба зажимается сегментами механизма транспортирования и цикл повторяется. После завершения калибрования одного конца труба выводится из зоны действия клиновых сегментов и на подъемных роликах опускается на транспортер, и передается в створ оси второго экспандера, где в том же порядке калибруется второй конец трубы. Сначала калибруется один конец затем другой. Фрезеруют валик усиления внутреннего и наружного швов на концах труб, а затем промывают внутреннею поверхность трубы. Трубу калибруют по всей длине и проводят гидроиспытание. Калибрование корпуса трубы осуществляется на гидравлическом экспандере модели П9046 за счет раздачи трубы внутренним давлением жидкости до прижатия наружной поверхности трубы к рабочей поверхности вкладышей штампа охватывающего трубу по всей ее длине. Работа пресса в пооперационном и автоматическом режимах состоит из следующих основных операций: ориентация трубы швом вниз; подача трубы механизмом загрузки в зону штампов; захват трубы крайними полуштампами и подача ее на ось пресса; подвод инструмента и уплотнение трубы по внутреннему диаметру; заполнение трубы водой и одновременно подвод клиновых штампов к наружной поверхности калиброванных концов; отвод механизма загрузки трубы, закрытие всех штампов и замков; подъем давления раздачи; снижение давления до уровня, при котором производится гидроиспытание трубы; открывание всех штампов обстукивание трубы молотками; выдержка; сброс давления, отвод конусов с одновременным съемом трубы; скатывание трубы по наклонному стеллажу на транспортный рольганг. Гидравлическое испытание трубы производится непосредственно после завершения процесса калибрования тела трубы раздачей путем снижения давления жидкости в трубе до требуемого значения.

 

 

 

 

 

                                          Таблица 2.2 Характеристики основного оборудования линии