Оборудование в машиностроении

Содержание

1. Прокатные станы 3

2. Оборудование и приспособления для заливки литейных форм 9

3. Оборудование  для нанесения износостойких  и жаропрочных покрытий. Оборудование  для реализации различных способов  пайки. 13

4. Токарные  автоматы и полуавтоматы. Одношпиндерный  токарно - револьверный автомат  модели 1Б140. 15

5. Сверлильные  и расточные станки. Координатно-расточной  станок модели 2А450 17

6. Зубофрезерный  полуавтомат 5М32. 18

7. Универсальная  лимбовая делительная головка  УДГ-200. 18

8. Станки  для лучевой обработки. 19

9. Многоцелевой  станок модели 2204ВМФ2 с ЧПУ 21

10. Роботизированные  технологические комплексы 22

1. Прокатные станы

Прокатный стан  - машина для обработки давлением металла и других материалов между вращающимися валками, т. е. для осуществления процесса прокатки, в более широком значении — автоматическая система или линия машин (агрегат), выполняющая не только прокатку, но и вспомогательные операции: транспортирование исходной заготовки со склада к нагревательным печам и к валкам стана, передачу прокатываемого материала от одного калибра к другому, кантовку, транспортирование металла после прокатки, резку на части, маркировку или клеймение, правку, упаковку, передачу на склад готовой продукции и др.

Рис.1

Классификация и устройство прокатных станов. Главный признак, определяющий устройство прокатного стана, — его назначение в зависимости от сортамента продукции или выполняемого технологического процесса. По сортаменту продукции прокатные станы, разделяют на заготовочные, в том числе станы для прокатки слябов и блюмов, листовые и полосовые, сортовые, в том числе балочные и проволочные, трубопрокатные и деталепрокатные (бандажи, колёса, оси и т.д.). По технологическому процессу прокатные станы делят на следующие группы: литейно-прокатные (агрегаты), обжимные (для обжатия слитков), в том числе слябинги и блюминги, реверсивные одноклетевые, тандемы, многоклетевые, непрерывные, холодной прокатки.

Размер прокатного стана, предназначенного для прокатки листов или полос, характеризуется длиной бочки валков, для заготовки или сортового металла — диаметром валков, а трубопрокатного стана — наружным диаметром прокатываемых труб.

Оборудование прокатного стана, служащее для деформации металла между вращающимися валками, называют основным, а для выполнения прочих операций — вспомогательным. Основное оборудование состоит из одной или нескольких главных линий, в каждой из которых располагается 3 вида устройств: рабочие клети (одна или несколько) — к ним относятся прокатные валки с подшипниками, станины, установочные механизмы, плитовины, проводки; электродвигатели для вращения валков; передаточные устройства от электродвигателей к прокатным валкам, состоящие большей частью из шестерённой клети, шпинделей и муфт. Между шестерённой клетью и электродвигателем часто устанавливают ещё редуктор. Если каждый валок имеет свой электродвигатель, передаточные устройства состоят лишь из шпинделей. Наибольшее распространение получили станы с горизонтальными валками: двухвалковые (дуо), трёхвалковые (трио), четырёхвалковые (кварто) и многовалковые. Для обжатия металла по боковым поверхностям используют клети с вертикальными валками, называемые эджерами. Станы, у которых вблизи горизонтальных валков расположены вертикальные, называются универсальными. Они служат для прокатки широких полос и двутавровых балок с широкими полками. В станах винтовой прокатки валки располагаются в рабочей клети косо — под углом подачи. Такие станы применяют для прокатки труб, осей, шаров и т.д.

Число и расположение рабочих  клетей прокатных станов определяются его назначением, требуемым числом проходов металла между валками для получения данного профиля и заданной производительностью. По этому признаку прокатные станы подразделяются на 8 типов. К одноклетевым станам относится большинство блюмингов, слябинги, шаропрокатные станы, станы для холодной прокатки листов, ленты и труб. В случае, когда в одной рабочей клети не удаётся расположить необходимое число калибров или когда требуется высокая производительность, применяют станы с несколькими рабочими клетями. Наиболее совершенный многоклетевой стан — непрерывный, в котором металл одновременно прокатывается в нескольких клетях. Непрерывные станы служат для горячей прокатки заготовки, полос, сортового металла, проволоки, труб, а также для холодной прокатки листов, жести, ленты и др. профилей.

Скорости прокатки весьма различны и зависят главным образом  от требуемой производительности прокатных станов, сортамента прокатываемой продукции и технологического процесса. У обжимных, заготовочных, толстолистовых, крупносортных станов скорость прокатки около 2—8 м/сек. Наибольшие скорости характерны для непрерывных станов: при прокатке сортового металла 10—20 м/сек; полосового 25—35 м/сек; проволоки 50—70 м/сек; при холодной прокатке жести 40 м/сек. Данные о производительности, мощности приводов и массе оборудования некоторых прокатных станов, получивших наибольшее распространение в СССР для производства горячекатаной стали, приведены в таблице.

Заготовочные станы строятся двух типов в зависимости от исходного  материала — слитков, отлитых  в изложницах, или непрерывно-литых  заготовок. В первом случае заготовочный стан одновременно является также обжимным станом. Типичные представители таких  станов — слябинг, когда требуется  плоская заготовка крупных сечений (слябы), и блюминг с установленным  за ним собственно заготовочным непрерывным  станом, если требуется прокатывать  заготовку для сортовых или трубопрокатных станов. За последней клетью этих станов находятся летучие ножницы для  разрезки заготовки на куски требуемой  длины или пилы и стеллажи для  разрезки, охлаждения и осмотра заготовки. При использовании непрерывно-литой заготовки заготовочный стан устанавливается рядом с машиной для непрерывного литья в целях использования тепла неостывшего металла. Некоторые заготовочные станы выполнены так, чтобы литая заготовка поступала из кристаллизатора в валки непрерывного стана без разрезки, т. е. в этом случае осуществляется прокатка заготовки бесконечной длины и деление её на куски требуемой длины летучими ножницами или пилами при выходе из валков стана.

Листовые и полосовые  станы горячей прокатки предназначены  для получения плит толщиной 50—350 мм, листов толщиной 3—50 мм и полос (сматываемых  в рулоны) толщиной 1,2—20 мм. Толстолистовые станы обычно состоят из 1—2 клетей дуо и кварто с длиной бочки  валков 3500—5500 мм, иногда с установленными перед ними дополнительными клетями, имеющими вертикальные валки для  обжатия боковых кромок. Для прокатки полос наибольшее применение получили широкополосовые непрерывные или  полунепрерывные станы, состоящие  из 10—15 клетей кварто с длиной бочки  валков 1500—2500 мм и нескольких клетей с вертикальными валками. Весь прокатываемый  материал сматывается в рулоны по 15—50 т. Эти станы значительно  более производительны, чем толстолистовые, поэтому они используются также  и для прокатки толстых листов (4—20 мм),которые изготовляются путём  разматывания рулонов и их последующей  разрезки. Со стороны выхода прокатанного металла из валков устанавливаются  выходные рольганги и большое  количество др. вспомогательного оборудования для последующей обработки проката  и его транспортирования: у толстолистовых станов — правильные машины, ножницы, печи для термической обработки и т.д., а у широкополосовых станов — моталки для сматывания полос в рулоны, конвейер для транспортирования рулонов и оборудование для разматывания рулонов, их правки и разрезки на карточки (листы).

Сортовые станы весьма разнообразны по своей характеристике и расположению оборудования. Основные типы: универсальные станы для  прокатки широкополочных балок, состоящие  обычно из 3 или 5 клетей, расположенных последовательно одна за другой, из которых 2 или 3 клети универсальные, с горизонтальными валками диаметром около 1350 мм,а 1 или 2 — дуо, с валками диаметром около 800 мм; рельсо-балочные станы ступенчатого типа из двух или нескольких линий с рабочими клетями трио и дуо и валками диаметром около 800 мм; крупносортные станы ступенчатого и полунепрерывного типа из двух или нескольких линий с рабочими клетями трио и дуо и валками диаметром около 650 мм; среднесортные станы ступенчатого типа в 2 или 3 линии, полунепрерывные и непрерывные; мелкосортные станы, большей частью непрерывные или полунепрерывные; узкополосовые станы непрерывные; проволочные станы непрерывные.

Для производства проволоки  из алюминиевых и медных сплавов  наиболее эффективны литейно-прокатные  станы, в которых осуществляется непрерывный процесс получения  проволоки из жидкого металла. Вначале  происходит кристаллизация бесконечного слитка между ободом вращающегося колеса и обтягивающей его стальной лентой, а затем прокатка его на непрерывном  стане. Производительность стана 5—8 т/ч.

Сортовые станы, как и  листовые, имеют разнообразное вспомогательное  оборудование, установленное по движению потока прокатываемого металла и  выполняющее в общем ритме, без  участия ручного труда, все вспомогательные  технологические и транспортные операции, начиная с выдачи со склада исходной заготовки и кончая передачей  проката на склад готовой продукции.

Трубопрокатные агрегаты состоят обычно из 3 станов. Первый стан производит прошивку отверстия в  заготовке или слитке методом  винтовой прокатки, второй служит для  вытяжки прошитой заготовки в  трубу и третий — для калибровки (редуцирования), т. е. уменьшения диаметра прокатанной трубы. Конструкция  трубопрокатных агрегатов определяется главным образом выбранным технологическим  процессом второго стана, т. е. вытяжного. Наиболее производительным является непрерывный  стан; находят применение также станы  дуо, работающие на короткой оправке, пилигримовые и трёхвалковые винтовой прокатки.

Станы холодной прокатки стали  и цветных металлов изготовляются  следующих типов: листовые — для  штучной прокатки; листовые широкополосовые  — для рулонной прокатки; ленто-прокатные  — для прокатки ленты толщиной от 1 мкм до 4 мм и шириной от 20 до 600 мм, сматываемой после прокатки в бунты или рулоны; фольгопрокатные  — для прокатки полосы толщиной менее 0,1 мм; плющильные — для обжатия  проволоки в узкую ленту; станы  для холодной прокатки труб. При  рулонной прокатке полос с обеих  сторон рабочей клети устанавливаются  намоточно-натяжные барабаны — моталки, которые служат для разматывания рулонов перед подачей металла  в валки и сматывания при выходе из валков. Наиболее производительные листовые станы — непрерывные; они  также выгоднее в отношении использования  моталок и др. вспомогательного оборудования. Моталки у непрерывных станов располагаются только сзади, а спереди  находятся механизмы для подачи рулонов, разматывания их и направления  металла в валки первой рабочей  клети.

Деталепрокатные станы работают в основном на принципе поперечной и винтовой прокатки и служат для  производства точных заготовок деталей  машиностроения — круглых периодических  валов, шаров, винтов, ребристых труб, зубчатых колёс, а также инструмента  — червячных фрез, свёрл и др. Эти станы разнообразны по конструкции  и характеризуются высокой степенью механизации и автоматизации.

Оборудование прокатных  станов. Конструкция основных деталей  и механизмов прокатных станов, несмотря на их различное назначение и многообразие, во многих случаях одинакова. Главные элементы рабочей клети — валки прокатные, подшипниковые узлы, механизмы для установки валков, станина, шпиндели, муфты и проводки.

Подшипники прокатных  валков работают при очень больших  нагрузках, доходящих на некоторых  станах до 30—60 Мн (3000—6000 тс) на валок. Возможные  габариты их ограничиваются диаметром  валков. Подшипники (качения или жидкостного трения) устанавливаются в массивных корпусах, называются подушками, которые располагаются в проёмах станины.

Станина рабочей клети  воспринимает все усилия, возникающие  при прокатке металла, и поэтому  выполняется массивной — до 60—120 т и более. Материал станины —  стальное литьё с 0,25—0,35% С. Станина  устанавливается на фундаментных стальных плитах (плитовинах), которые прикрепляются  болтами к бетонному или железобетонному  фундаменту. Для сортовых станов получают распространение предварительно напряжённые  рабочие клети, в которых повышение  жёсткости достигается не увеличением  массивности станины, а с помощью  специальных стяжных механизмов.

2. Оборудование и приспособления для заливки литейных форм

Заливка литейных форм расплавом  осуществляется с помощью разливочных  ковшей, миксеров и специальными заливочными  установками. При получении отливок  специальными способами литья заливку  форм производят с помощью раздаточных  печей, пневматических и других дозаторов, автоклавов, а также магнитодинамических  и вакуумных установок, обеспечивающих высокое качество получаемых отливок.

Разливочные ковши. Они представляют собой сосуды, сделанные из листовой стали. С внутренней стороны малые  ковши обмазывают глиной, а крупные  выкладывают огнеупорным кирпичом или набивают огнеупорной массой. Перед использованием ковши тщательно  просушивают, чтобы предупредить насыщение  расплава водяными парами и выброс его из ковша. 
По размерам разливочные ковши подразделяют на малые — вместимостью до 100 кг и крупные — до 100 т. Транспортирование ковшей осуществляют вручную (при вместимости до 60 кг), по монорельсам (однорельсовым стальным балкам) и бирельсам (двухрельсовые балки) при вместимости до 5 т, а также мостовыми электрическими кранами (при вместимости свыше 0,5 т). В крупных ковшах для удобства их транспортирования на кожухе предусмотрены цапфы, служащие для монтажа траверс-подвесок.

По форме разливочные  ковши делят на конические и барабанные (рис. 2). В конических ковшах, применяемых при получении отливок из чугуна и цветных сплавов, носик для выдачи расплава делают в верхней части ковша. В ковшах чайникового типа (рис. 3) предусматривают специальную огнеупорную перегородку, не доходящую до дна ковша, которая предупреждает попадание шлака в форму во время ее заливки расплавом.

 
Рис. 2. Разливочные ковши: 
а — ковш-ложка, б ручные, в — конический вместимостью 100—250 кг, г - то же, вместимостью 400—800 кг, д — чайниковый вместимостью свыше 250 кг, е — барабанный вместимостью 400—800 кг; 1 — ковш, 2 — стальное кольцо, 3 — цапфы, 4 — рукоятка, 5 — откидная ручка, 6 — траверса, 7 — защелка, 8 — червячный редуктор, 9 — чайниковое устройство, 10 — корпус, 11 — горловина, 12 — торцовые стенки 
 
 
Рис. 3. Заливка формы из конического чайникового ковша: 
1 — траверса-подвеска, 2 — ковш, 3 — шлак, 4 — огнеупорная перегородка. 5 — литейная форма  
 
Рис. 4. Винтовая подвеска конического монорельсового ковша: 
1 — ковш, 2 — траверса, 3 — обойма, 4 — серьги, 5 — грузовой винт, 6, 19 — редукторы, 7 — кнопочные пульты, 8 — рукоятки, 9 — выходной вал, 10 — эластичная муфта, 11 — промежуточный вал, 12, 18 — электродвигатели, 13 — труба, 14 — предохранители, 15 — электротормоз, 16 — конечный выключатель, 17 — рычаг, 20 — токосъемник, 21 — электрический провод, 22 — колеса, 23 — распорки, 24 — приводная каретка, 25 — двойной шарнир, 26, 27 — щеки