Инструменты, станки и механизмы, используемые при изготовлении узлов и деталей инженерных систем и технологических трубопроводов. Станок для изготовления змеевиков из трубных заготовок Производство станков для обработки трубных заготовок

Технология изготовления узлов и деталей. Узлы и детали изготовляют в двух цехах: из труб диаметром до 50 мм, соединяемых на резьбе или с помощью сварки, - в трубозаготовительном цехе и из труб диаметром более 50 мм, соединяемых преимущественно с помощью сварки или на фланцах, - в котельно-сварочном цехе. Значительную часть заготовок из труб диаметром до 50 мм составляют типовые монтажные узлы санитарно-технических систем и систем газоснабжения - этажестояки систем отопления, радиаторные узлы, вертикальные и горизонтальные монтажные узлы систем холодного и горячего водоснабжения, подводки к газовым приборам и т. п. Изготовление этих изделий на современных монтажных заводах выделено в отдельную технологическую линию, существенно отличающуюся от широко применявшегося ранее для этих же целей трубного конвейера. Такая технологическая линия может иметь столько участков, сколько разновидностей типовых монтажных узлов на ней изготовляется. После гидравлического или пневматического испытания монтажные узлы укладывают в контейнеры, передаваемые по транспортёру в зону навески на подвесной конвейер непрерывного действия, подающий заготовки в отделение огрунтовки. Огрунтов-ку и подготовку поверхности изделий производят в камере струйного облива. Здесь на полуавтоматизированной технологической линии может быть подготовлено 1,5-2 млн. м трубных заготовок в год. Так организовано изготовление только типовых монтажных узлов.
Нетиповые заготовки из труб диаметром до 50 мм изготовляются на конвейере, вдоль которого последовательно расположены станки и механизмы для обработки труб: разметки, перерезания, зенков¬ки, нарезки или накатывания резьбы, изгибания отводов, скоб, уток, навертывания соединительных частей и арматуры, образования седловин на отрезках труб, сверления отверстий, сварки и опрессовки. Сварочные посты, оборудованные полуавтоматами, располагаются в конце конвейера. Собранные на конвейере или на установленном рядом с ним специальном верстаке монтажные узлы поступают на гидравлическое или пневматическое испытание. После этого их направляют на огрунтовку. Изготовленные узлы маркируют и после технического контроля связывают в пакеты, которые сдают на склад готовой продукции.
Арматуру, не соединенную с деталями трубопроводов, сгоны с муфтами и контргайками, трубодержатели и гильзы упаковывают в необходимом количестве по спецификации на систему) в ящики.
Арматуру для трубных узлов предварительно подвергают ревизии и испытанию на плотность закрытия. Задвижки, не входящие в состав трубных узлов и предназначенные для установки на прямых участках трубопроводов, комплектуют короткими офланцованными патрубками (с прокладками), присоединяемыми болтами.
Наиболее трудоемкие трубные детали диаметром более 50 мм, как, например, крутоизогнутые отводы, фланцы, переходы, заглушки, тройники и крестовины, поставляются монтажным организациям специализированными заводами. Отводы и тройники больших диаметров могут изготовляться путем сварки на заготовительном предприятии.
Общие требования к трубным заготовкам . Трубные заготовки санитарно-технических систем, состоящие из деталей и трубных узлов, изготовляются на заготовительных предприятиях монтажных организаций по эскизам, чертежам и спецификациям. Стальные трубы, применяемые для заготовок, не должны иметь трещин, свищей, закатов, глубоких рисок, вмятин и следов непровара.
В комплект заготовки входят трубопроводы, собранные в транспортабельные узлы, средства крепления, фасонные части, прокладки, гильзы, арматура, болты с гайками и т. п.
Трубопроводы и узлы должны быть очищены от загрязнений, внутренних засоров, заусенцев и металлической стружки. При сборке резьбовых соединений уплотнитель накладывают ровным слоем по ходу резьбы. Он не должен выступать внутрь трубы. Места соединений необходимо очистить снаружи от выступающего уплотнителя. Соединительные части для водогазопроводных труб не должны иметь трещин, свищей и заметных раковин. Резьба должна быть чистой и полной.
Для оцинкованных труб следует применять соединительные части оцинкованные стальные или неоцинкованные из ковкого чугуна.
Муфты для соединения труб на сгонах и контргайки должны быть отторцованы с одной стороны.
Заготовки должны быть снабжены бирками с номером заказа, стояка и этажа.
К трубным заготовкам систем газоснабжения дополнительно прилагают сертификаты на трубы, электроды, сварочную проволоку, копии паспортов на арматуру и копию удостоверения сварщика. Изготовленные узлы и детали из стальных неоцинкованных труб, кроме болтов и гаек, для защиты от коррозии должны быть покрыты снаружи один раз грунтами № 138, ГФ-020 или ГФ-017. Открытую резьбу и обработанные поверхности не грунтуют.
Устранение дефектов в трубопроводах, узлах и деталях, находящихся под давлением, не допускается. Также не допускаются под-варка шва на изогнутых участках труб и подчеканка сварных швов.
Заготовки признаются годными после положительных повторных испытаний и соответствия их требованиям технической документации.
Результаты испытаний арматуры, деталей, узлов и заготовок систем внутреннего газоснабжения оформляют актом и фиксируют в паспорте, выдаваемом заготовительным предприятием.
Открытую резьбу и обработанные поверхности для защиты от коррозии покрывают антикоррозионной смазкой.
Готовая продукция до отправки на объекты монтажа должна содержаться в условиях, исключающих её загрязнение, повреждение и коррозию.
Транспортировать готовую продукцию следует в инвентарных контейнерах для предотвращения её загрязнения и повреждения.
В табл. 154 приведены допускаемые отклонения размеров заготовок санитарно-технических систем.
Резьбовые соединения стальных труб. Для стальных трубопроводов санитарно-технических систем применяют резьбовые соединения. На обычных водогазопроводных трубах резьбу нарезают, а на тонкостенных накатывают. Резьба на трубах должна быть чистой. Не допускается нарезка с сорванной или неполной резьбой общей длиной более 10% длины рабочей части. В санитарно-технических устройствах для резьбовых соединений применяют цилиндрическую трубную резьбу (табл. 155).
Накатку резьбы можно выполнять плашечными головками (табл. 156) как на станках, так и вручную, вставляя головки з специальный вороток. На станках ВМС-2 резьбонарезную головку заменяют накатной. Резьбу можно накатывать также на токарных и револьверных станках. При накатывании резьбы невозможно образовать на её конце сбег, получаемый при нарезке, поэтому уплотнение соединения с накатной резьбой достигают при необходимости установкой контргайки.
В качестве уплотнителя для резьбовых соединений при температуре перемещаемой среды до 105° С применяют ленту из фторопластового уплотнительного материала (ФУМ) или льняную прядь, пропитанную свинцовым суриком либо белилами, замешанными на натуральной олифе; при температуре среды более 105° С и для конденсатопроводов - ленту ФУМ или асбестовую прядь вместе с льняной прядью, пропитанной графитом, замешанным на натуральной олифе.

Таблица 154. ДОПУСКАЕМЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ РАЗМЕРОВ ЗАГОТОВОК, мм

* По длине и расстоянию меж ДУ трубами.

Таблица 155 ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ТРУБНОЙ РЕЗЬБЫ, мм

Примечание. Длину короткой резьбы допускается уменьшать не более чем на 10% от указанной в таблице.

Таблица 156. РАЗМЕРЫ ПЛАШЕЧНЫХ ГОЛОВОК ДЛЯ НАКАТКИ РЕЗЬБЫ

Фланцевые соединения стальных труб. Применяемые для соединения стальных труб фланцы должны соответствовать ГОСТам . Присоединительные и уплотнительные поверхности стальных фланцев обрабатывают и покрывают антикоррозионной смазкой. Эти поверхности не должны иметь следов механических повреждений.
Отверстия во фланцах под болты или шпильки должны быть сверлеными с ровными краями, опорные места под болты и гайки- обработанными. Правильность установки фланца проверяют с помощью фланцевого угольника.
Материал прокладок определяется проектом. Поверхности прокладок должны быть гладкими, без заусенцев, рванин и порезов. Не допускаются мягкие прокладки со следами излома, складками и трещинами, не допускается установка между фланцами нескольких или скошенных прокладок.
Прокладки во фланцевых соединениях должны доходить до болтовых отверстий и не должны выступать внутрь трубы. При отсутствии указаний в проекте при температуре перемещаемой среды до 105° С следует применять прокладки из термостойкой резины, а при температуре выше 105° С - из паронита толщиной 2-3 мм. Паронитовые прокладки должны иметь с одной стороны ровную, слегка глянцевую поверхность, а с другой стороны - матовую поверхность. На поверхностях и по краям прокладки допускается незначительная ворсистость.
При соединении труб с фланцевой арматурой гайки ставят со стороны фланца трубы.
При сборке фланцевых соединений головки болтов располагают с одной стороны.
На вертикальных участках трубопроводов болты устанавливают головками вверх. Концы болтов или шпилек не должны выступать из гаек более чем на 0,5 диаметра болта или шпильки. Сначала гайки навертывают на болты без натяга, а затем затягивают крест-накрест. Резьба болтов до их установки должна быть смазана графитом на минеральном масле.

Д опускаемые отклонения от параллельности фланцев при рабочем давлении до 1,6 МПа (16 кгс/см²):

Наружный диаметр труб, мм — До 108 — более 108
Допускаемые отклонения, мм — 0,2 — 0,3

Конец трубы, включая шов приварки к ней фланца, не должен выступать за зеркало фланца. Фланцы должны быть установлены перпендикулярно к оси трубы.

Допускаемый перекос зеркала фланца:

Условный проход трубы, мм — До 100 -более 100
Допускаемый перекос, мм — 0,2 -0,3

При большем перекосе допускается изгиб трубы путем её подогрева с той стороны, в которую нужно гнуть трубу; при этом не должен быть нарушен заданный уклон трубопровода. Посадку плоскоприварного фланца на трубу выполняют с зазором 0,5 мм при диаметре труб до 108 мм и 1 мм при диаметре труб более 108 мм.
Фланцы, как правило, присоединяют к трубам электросваркой под слоем флюса или в среде газообразной двуокиси углерода (углекислого газа) на механизме ВМС-46 либо на других подобных механизмах или приспособлениях с применением сварочных полуавтоматов.
Раструбные соединения чугунных канализационных труб.
Заделка раструбных соединений чугунных канализационных труб пеньковой прядью и цементом или асбестоцементной смесью. Пеньковая прядь, предназначенная для заполнения раструбной щели, должна быть просмолена. Перед заделкой соединений гладкие концы труб и раструбы необходимо очистить от грязи. До введения в раструбную щель прядь скручивают в жгут толщиной, несколько большей ширины щели (7-8 мм), чтобы он плотно входил в нее. Концы жгута не должны выступать внутрь трубы. Уложенный в раструбную щель слой пряди уплотняют (конопатят) сильными ударами молотка по конопатке. Проконопачивают щель двумя-тремя жгутами, концы которых должны перекрываться на 10-15 мм. Уплотненная в раструбной щели прядь не должна доходить до наружного конца раструба на 30 мм для возможности последующего заполнения раструбного соединения цементом или асбестоцементной смесью. Последний виток пряди для лучшего сцепления с цементом рекомендуется не смолить.
Сухая асбестоцементная смесь состоит из 70% цемента марки не ниже 400 и 30% асбестового волокна (по массе). К ней добавляют 10-12% воды от её массы. Расход сухой асбестоцементной смеси и воды для заделки одного соединения указан в табл. 157.

Таблица 157. РАСХОД МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЗАДЕЛКИ ОДНОГО РАСТРУБНОГО СОЕДИНЕНИЯ (ШИРИНА РАСТРУБНОЙ ЩЕЛИ 8 мм, СРЕДНЯЯ ГЛУБИНА ЗАДЕЛКИ РАСТРУБНОЙ ЩЕЛИ АСБЕСТОЦЕМЕНТНОЙ СМЕСЬЮ 30 мм)

Заделка раструбных соединений чугунных труб водонепроницаемым расширяющимся цементом. На гладкий конец трубы наматывают примерно два витка отрезка просмоленной пряди или белого каната. Этот отрезок толщиной 5-6 мм и длиной 760 мм для труб диаметром 100 мм или Длиной 400 мм для труб диаметром 50 мм подготовляют заранее. Соединяемые детали устанавливают в приспособление (стенд) и с помощью стальной конопатки осаживают кольцо из пряди на дно Раструба. Затем стык центрируют, забивая в раструбную щель три стальных клинышка.
Цементный раствор следует готовить в таком количестве, чтобы его можно было использовать в течение 3-4 мин для заделки подготовленного соединения (табл. 158).

Таблица 158. РАСХОД МАТЕРИАЛОВ, г, ДЛЯ ЗАДЕЛКИ ОДНОГО РАСТРУБНОГО СОЕДИНЕНИЯ

Трубную заготовку снимают со стенда не ранее чем через 1 ч после заделки соединения.
Готовый узел обертывают мокрой тряпкой или погружают в ванну с водой температурой 20°С на 10-12 ч. Транспортировать полученную заготовку можно лишь через 16 ч. Стальные клинышки выбивают легкими ударами молотка, а образовавшиеся гнёзда заделывают густым раствором расширяющегося цемента.
Раструбные соединения труб, предназначенных для пропуска агрессивных сточных вод, уплотняют просмоленной прядью и кислотоупорным цементом или иным материалом, стойким против агрессивного воздействия, а в ревизиях устанавливают прокладки из кислотоупорной резины.
Отклонение линейных размеров узлов из чугунных канализаци¬онных труб не должно превышать 5 мм.
При отсутствии поточных механизированных линий и небольшом объёме заготовок для заделки раструбных соединений труб используют более простые приспособления - верстаки конструкции Васильева или Козлова, стенд-карусель и др.
Заделка раструбных соединений труб природной расплавленной серой. Такой вид заделки соединений широко распространен.
Серу при необходимости предварительно измельчают деревянным молотком на куски размером не более 1,5 см. Затем серу приводят в жидкое состояние при температуре 130-135° С в электронагревательной печи с ванной вместимостью до 20 кг. Ванну загружают не более чем на 60% во избежание выброса расплавленной серы.
Торец раструба располагают горизонтально в стенде (приспособлении). На гладкий конец трубы навивают два витка жгута толщиной 6-7 мм или каната из белой пеньковой пряди, после чего его вводят в раструб и проконопачивают раструбную щель вручную по периметру соединения. Серу заливают в один приём, не разрывая струи, ковшом вместимостью 0,5 л на удлиненной ручке (не менее 300 мм). Расход серы указан в табл. 159.
Залитая в раструбную щель сера затвердевает через 5-10 мин, после чего заделанную трубу (узел) снимают со стенда.
Заделка раструбных соединений серой не обеспечивает их полной водонепроницаемости, поэтому при скрытой прокладке трубопроводов раструбные соединения следует заделывать раствором расширяющегося цемента или зачеканивать увлажненной асбесто-цементной смесью,
Перерезание и изгибание стальных труб. Перед перерезанием труб их размечают для отрезания заготовок необходимой длины. Для точной разметки на краю верстака укрепляют металлическую линейку длиной до 3 м с делениями через 1 мм с упором на конце. Размечаемую трубу подвигают одним концом до упора и по линейке отмечают требуемую длину заготовки.
На заготовительных предприятиях трубы отрезают на разметочно-отрезном агрегате, состоящем из стеллажа для труб, трубоотрезного станка (например, ВМС-35) и разметочного приспособления с нониусом, фиксирующим расстояние от отрезного диска станка до упора с точностью до 1 мм. При ручной перерезке труб пользуются слесарными ножовками.
Прямые и изогнутые детали трубопроводов характеризуются строительной, монтажной и заготовительной длинами (рис. 142). В монтажных чертежах указывают строительные длины lс трубных деталей, представляющие собой расстояние от оси трубы до центра фасонной части или арматуры, расположенных на концах трубных деталей. Монтажная длина lм представляет собой длину детали трубопровода без навернутых на нее фасонных частей или арматуры. Она меньше строительной длины на отрезок, равный расстоянию от центра фасонной части или арматуры до торца трубы, называемый скидом. Скиды для соединительных частей и арматуры даны в табл. 10-12 и 79. Заготовительной длиной l3 называется длина пря¬мого участка трубы, необходимого для изготовления гнутой детали. Заготовительная длина прямой трубной детали равна монтажной длине.

Рис. 142.
(lс- строительная; lм~ монтажная; l3-заготовительная)

Скиды при определении заготовительных длин изгибаемых труб принимают по специальным таблицам.
Монтажные и заготовительные длины трубных деталей определяют на основе строительных длин в зависимости от величины скидов устанавливаемой арматуры и соединительных частей, а также Радиуса изгиба труб.
Оцинкованные водогазопроводные трубы изгибают только в холодном состоянии. При изгибании труб с продольным швом его необходимо располагать под углом 45° к плоскости изгиба. Расстояние от конца трубы до начала изгиба должно быть не менее наружного диаметра трубы и не менее 100 мм. При применении крутоизогнутых отводов (см. табл. 15), изгиб у которых начинается непосредственно от торца трубы, допускается расположение сварного шва у начала закругления.
Повороты трубопроводов больших диаметров могут быть выполнены изгибанием труб в горячем состоянии с набивкой песком на специальных гибочных площадках или с применением полугофрированных (складчатых) отводов с нагревом газовыми горелками, либо с применением сварных отводов.
Для изготовления складчатых отводов изгибание труб диаметром более 100 мм выполняют на специальном стенде Оно менее трудоемко, чем изгибание с набивкой песком. Перед нагревом на затылочной части трубы, подлежащей изгибанию, проводят мелом две параллельные оси трубы линии, ограничивающие зону l, не подлежащую нагреву. После этого производят разметку, указанную в табл. 160. Трубу заглушают с двух сторон деревянными пробками (не очень плотно), укладывают на стенд и нагревают первый сектор до светло-красного цвета. Изгибая трубу с помощью лебедки на угол, равный заданному углу изгиба, деленному на число складок (см. табл. 160), заливают полученную складку водой и повторяют процесс до образования необходимого угла.

Таблица 160. ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ, мм, СКЛАДЧАТЫХ ОТВОДОВ

Примечание, л - число складок; Ь - наибольшая ширина нагрева*

При диаметре труб до 159 мм применяют одну горелку, более 159 мм - две газовые горелки или одну многопламенную. В качестве горючего газа используют ацетилен или пропан.
Сварные сегментные отводы применяют в тех случаях, когда изгибание труб с нагревом нецелесообразно или невозможно. Сегменты и стаканы вырезают по шаблону из труб бензорезом или керосинорезом. Торцы отводов должны иметь скошенные кромки под приварку (табл. 161).
Радиус изгиба гладких отводов, изгибаемых в холодном состоянии, зависит от типа станка (табл. 162).

Таблица 161. РАЗМЕРЫ, мм, И МАССА, кг, СВАРНЫХ СТАЛЬНЫХ ОТВОДОВ И ПОЛУОТВОДОВ

Таблица 162. РАДИУСЫ ИЗГИБА ОТВОДОВ НА СТАНКАХ И МЕХАНИЗМАХ, мм

При изгибании труб в горячем состоянии с набивкой песком Радиус изгиба отвода принимают равным четырем наружным диаметрам трубы.
Крутоизогнутые отводы под сварку изготовляют путем протяжки бесшовных труб в нагретом состоянии на специальных станках, а также методом штамповки с вкладными торцевыми оправками.
Широко распространено изгибание водогазопроводных труб малых диаметров на прессах с применением специальных штампов, а также холодное изгибание на станках. Горячее изгибание труб большого диаметра с наполнением песком, изгибание со складками, а также изготовление сварных отводов из сегментов на сварке с каждым годом применяют все меньше, так как эти способы малопроизводительны. Высокопроизводительным способом является изгибание труб с применением токов высокой частоты.
В табл. 163 указаны причины и способы устранения дефектов, возникающих при изгибании труб.
После снятия внешнего усилия, прилагаемого при изгибании стальной трубы, последняя пружинит. В большинстве случаев угол пружинения (определяемый практическим путем) равен 3-5°. В связи с этим при изгибании трубы следует дополнительно перегибать её примерно на этот угол. При изгибании гладких труб с нормальной толщиной стенки на станках с внутренней оправкой (дорном) их подают немного назад, а тонкостенные - немного вперед. Признаком правильного положения оправки служит вибрация штанги при изгибании трубы.
Для изготовления компенсаторов из труб диаметром до 200 мм при длине заготовки до 9000 мм рекомендуется использовать один отрезок трубы. Компенсаторы из труб диаметром более 200 мм при длине заготовки более 9000 мм изготовляют из двух или трех отрезков. При этом сварные швы располагают в местах наименьших напряжений. Наиболее напряжена у П-образного компенсатора середина прямого участка верха, поэтому здесь располагать сварной шов не рекомендуется.
Для санитарно-технических систем допускается изготовление компенсаторов из готовых гладких, сварных, складчатых и крутоизогнутых отводов. Расстояние от сварного шва до начала закругления составной части компенсатора, кроме случаев применения крутоизогнутых отводов, должно быть равно наружному диаметру трубы, но не менее 100 мм.

Таблица 163. ПРИЧИНЫ И СПОСОБЫ УСТРАНЕНИЯ ДЕФЕКТОВ,ВОЗНИКАЮЩИХ ПРИ ИЗГИБАНИИ ТРУБ

Компенсаторы из труб диаметром до 200 мм
изгибают так же, как трубы в холодном состоянии, а при больших диаметрах, как трубы в горячем состоянии.
Сварные соединения стальных труб. Сварные соединения (табл, 164) широко применяют в заготовительных и монтажных работах, так как они прочнее и долговечнее резьбовых. Применяют электродуговую сварку и сварку ацетилено-кислородным пламенем. В целях экономии ацетилена применяют газовую сварку пропан-бутаном, хотя этот вид сварки менее производителен из-за более низкой температуры пламени.
В трубозаготовительном производстве все сварочные работы по возможности выполняют электросваркой как самой экономичной.
Наиболее прогрессивна сварка в среде газообразной двуокиси углерода (углекислом газе) полуавтоматами А-547 или А-537,
При сварке Т-образных и крестообразных соединений оси труб должны быть взаимно перпендикулярны, а ось привариваемого патрубка должна совпадать с центром отверстия в трубе; приварка патрубков в местах расположения кольцевых швов на трубе не допускается. В трубах диаметром до 40 мм отверстия для приварки должны быть просверлены, проштампованы или выполнены фрезой со снятием заусенцев.

Таблица 164. ВИДЫ СВАРКИ ТРУБОПРОВОДОВ САНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Зазор между торцом привариваемого Т-образного патрубка и трубой не должен превышать 1 мм. Перед началом сварки необходимо проверять правильность центровки труб, величину зазоров и совпадение кромок.
Трубы диаметром 15-25 мм сваривают встык с применением кондукторов, обеспечивающих правильное стыкование концов труб. При сварке встык труб с толщиной стенки более 4 мм на их торцах должны быть сняты фаски под углом 40-45° при газовой сварке л 30-35° при электродуговой с притуплением кромок на 1,5-2 мм.
В табл. 165 приведены допускаемый зазор между кромками труб, свариваемых встык.

Таблица 165. ДОПУСКАЕМЫЙ ЗАЗОР МЕЖДУ КРОМКАМИ ТРУБ, СВАРИВАЕМЫХ ВСТЫК

Допускаемые смещения кромок при электродуговой сварке:

Толщина стенок труб, мм До 5 5-8 9-14
Допускаемое смещение кромок, мм 1 1-1,5 1-2,5

Контроль качества сварки должен осуществляться систематически в процессе сборки и сварки изделий. Осмотру подлежат все сварные стыки. По внешнему виду стык должен удовлетворять следующим требованиям:
а) поверхность шва по всей длине стыка должна быть ровной, слегка выпуклой;
б) шов должен иметь равномерное усиление по всей длине стыка;
в) в шве не должно быть трещин, раковин, пор, подрезов, незаваренных кратеров, а также пережогов и подтеков наплавленного металла внутрь трубы.
Проверка и подготовка арматуры. На уплотнительной поверхности арматуры не допускаются крупные риски, забоины, коррозия и другие дефекты. Наружная поверхность корпуса должна быть гладкой, без раковин, свищей и трещин; внутренняя поверхность - чистой. Шпиндели задвижек должны быть гладко отполированы, ход шпинделей и открытие затвора - плавными, без заеданий. В сальниковой арматуре затяжка сальника должна обеспечивать герметичность и допускать свободное перемещение шпинделя.
Арматуру принимает монтажная организация путем осмотра, при этом проверяется наличие штурвалов, маховичков, ручек, гаек, болтов. Неисправная арматура не принимается для монтажа. Арматуру, принятую после осмотра, но не имеющую паспорта, независимо от её диаметра, материала и условного давления испытывают на прочность и герметичность корпуса и плотность запорного устройства.
Перед установкой арматуру разбирают, проверяют её отдельные детали, притирают уплотнительные поверхности, сверлят отверстия во фланцах, растачивают фланцы. Проверяют соответствие арматуры условиям эксплуатации (условное давление, уплотнение затворов).
Разбирают арматуру на специальных столах, применяя различные приспособления, облегчающие работу.
Для проверки качества обработки уплотнительных поверхностей арматуры на них наносят мягким грифелем или мелом в нескольких местах риски в радиальном направлении (6-18 в зависимости от диаметра арматуры). Поверхности сопрягают и поворачивают 2-3 раза на четверть оборота в противоположных направлениях. При хорошо притертых поверхностях риски исчезают. Если они остаются, поверхности нужно дополнительно притереть.
В табл. 166 перечислены материалы, применяемые для притирки арматуры. Притиркой можно устранить незначительные повреждения и неровности поверхности глубиной до 0,05 мм, а также следы резца. Более глубокие неровности (0,1-0,2 мм) устраняют путем шлифования или проточки с последующей притиркой поверхностей. При крупных дефектах на запорных дисках задвижек их шабрят, проверяя на специальных шабровочных плитах. Эту работу могут выполнять только высококвалифицированные слесари.

Таблица 166. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРИТИРКИ АРМАТУРЫ

Задвижки притирают на станках различной конструкции или вручную с помощью специального приспособления. Притирка заключается в качании шпинделя задвижки с поворачиванием затвора в Уплотнительных поверхностях внутри корпуса.
Вентили и краны притирают, вращая золотник, пробку или специальный притир на уплотнительных поверхностях затвора. Притир можно вращать на специальных станках с помощью шлифовальной машинки, электросверлом или вручную.
Для притирки седел вентилей часто применяют деревянные диски с рукоятками (притиры), оклеенные наждачным полотном; иногда их обтягивают кожей, на которую наносят притирочную пасту. Притиры могут быть изготовлены и из металла. При притирке золотника у вентиля необходимо следить, чтобы золотник все время бьм перпендикулярен шпинделю во избежание перекоса притираемых поверхностей.
Для притирки пробки проходного крана корпус его закрепляют в прижиме или в тисках. Затем покрывают пробку шлифующим материалом, вставляют её в корпус, насаживают на нее вороток н начинают вращать попеременно по часовой и против часовой стрелки периодически приподнимая пробку. Притирку пробки производят до тех пор, пока она не будет плотно прилегать к гнезду. Полноту притирки проверяют следующим образом: пробку и гнездо в корпусе протирают насухо и на пробке проводят мелом линию сверху вниз; затем пробку вставляют в гнездо и делают несколько поворотов з противоположных направлениях. Если меловая линия окажется равномерно стертой по Всей длине, считают, что пробка притерта хорошо, если же меловая линия местами сохранилась, притирку необходимо продолжать.
Сальниковую набивку арматуры выбирают по табл. 76. Высота обжатой в гнезде набивки должна быть такой, чтобы вставленный в гнёздо стакан сальника можно было при необходимости подтянуть. Для арматуры диаметром до 100 мм возможная подтяжка сальника составляет около 20 мм, а диаметром более 100 мм - около 30 мм.
После проверки арматуру испытывают на индивидуальных или групповых стендах пробным гидравлическим давлением согласно ГОСТ 356-68. При этом проверяют прочность и герметичность корпуса и плотность затвора.
При испытании вентилей среду подают под золотник. Задвижки испытывают дважды: при подаче среды с одной стороны диска путем двукратного опускания и подъёма затвора и при подаче среды с другой стороны диска. Затвор поднимают при установившемся давлении, контролируемом по манометру. На монтажных заводах применяют стенды для группового испытания арматуры.
Задвижки, вентили и пробковые проходные крапы для систем отопления, холодного и горячего водоснабжения испытывают гидравлическим давлением 1 МПа (10 кгс/см²) в течение 2 мин или пневматическим давлением 0,15 МПа (1,5 кгс/см²) в течение 0,5 мин. При этом падение давления по манометру не допускается.
Краны, устанавливаемые на газопроводах низкого давления , испытывают на прочность водой или воздухом давлением 0,1 МПа (1 кгс/см²) и на плотность корпуса затвора и других элементов воздухом давлением 0,02 МПа (0,2 кгс/см²), кроме кранов пробковых натяжных для газопроводов на РР 0,01 МПа (0,1 кгс/см²) и РУ ОД МПа (1 кгс/см²), которые испытывают на плотность давлением 0,01 МПа (0,1 кгс/см²). Краны испытывают на плотность при насухо протертых уплотнительных поверхностях в течение 5 мин (падение давления не должно превышать 0,1 кПа, т.е. 10 мм вод. ст) и при нормально смазанных уплотнительных поверхностях (падение давления не допускается).
Задвижки газопроводов низкого давления испытывают на прочность водой или воздухом давлением 0,1 МПа и на плотность корпуса затвора, заливая его керосином и покрывая с противоположной стороны мелом. При этом в течение 10 мин керосин не должен просачиваться.
Запорную арматуру, устанавливаемую на газопроводах среднего и высокого давления, испытывают на прочность водой и иа плотность воздухом. На прочность арматуру испытывают в течение 2 мин давлением, равным 1,5 максимального рабочего, но не ниже 0,3 МПа (3 кгс/см²). При испытании на плотность задвижек давление принимается равным максимальному рабочему, установленному проектом; при испытании на плотность кранов-1,25 рабочего давления, но не ниже 0,1 МПа (1 кгс/см²).
Запорную арматуру общего назначения (не предназначенную для газа) , устанавливаемую на газопроводах низкого давления, испытывают:
краны - на прочность и плотность материала водой или воздухом давлением 0,2 МПа (2 кгс/см²); на герметичность затвора, прокладочных и сальниковых уплотнений воздухом давлением, равным 1,25 рабочего; краны, рассчитанные на РР не менее 0,04 МПа (0,4 кгс/см²), должны нспытываться давлением 0,05 МПа (0,5 кгс/см²);
задвижки - на прочность и плотность материала водой давлением 0,2 МПа (2 кгс/см²) с дополнительным испытанием на плотность воздухом давлением 0,1 МПа (1 кгс/см²); на герметичность затвора заливкой керосина, при этом результаты испытаний должны соответствовать требованиям арматуры первого класса герметичности.
Испытания арматуры (кранов, задвижек) должны производиться при постоянном давлении в течение времени, необходимого для тщательного её осмотра, но не менее 1 мин на каждое испытанна.
Пропуск среды или «потение» через металл, а также пропуск среды через сальниковые и прокладочные уплотнения не допускается.
Запорную арматуру общего назначения , устанавливаемую на газопроводах среднего и высокого давления, испытывают:
краны - на прочность и плотность материала водой давлением, равным 1,5 максимального рабочего, но не менее 0,3 МПа (3 кгс/см²); на герметичность затвора, прокладочных и сальниковых уплотнений воздухом давлением, равным 1,25 максимального рабочего;
задвижки и вентили-на прочность и плотность материала водой давлением, равным 1,5 максимального рабочего, но не менее 0.3 МПа (3 кгс/см²), с дополнительным испытанием на плотность воздухом с одновременной проверкой герметичности сальниковых и прокладочных уплотнений (по ГОСТ 5762-74); на герметичность затвора заливкой керосина, при этом результаты испытаний должны соответствовать требованиям для арматуры первого класса герметичности.
Испытания арматуры должны производиться при постоянном Давлении в течение времени, необходимого для тщательного её осмотра, но не менее 1 мин на каждое испытание.

Слитки поступают в отделение нагрева, где их нагревают до 1200 °С, и передают краном на рольганг термофрезерного агрегата. За время зачистки слитка температура его на 40-90 °С падает, и после обработки слиток может быть направлен на подогрев в колодец или непосредственно к прокатному стану. На агрегате одновременно зачищают и грани, и кромки слитка; фреза снабжена двумя рядами зубьев (резцов). Зубья для обработки граней смонтированы в наклонных пазах фрезы, зубья для обработки кромок, профилированные в соответствии с кромкой слитка, - в прямых пазах (рис. 1). Износ зубьев, изготавливаемых из углеродистой термически обработанной стали, составляет около 1 мм на каждые 50 слитков и при допускаемом износе 10 мм (после чего требуется восстановление резцов) стойкость фрезы составляет 500 резов. Средняя толщина снимаемого слоя металла составляет 7.. .8 мм.

Рама станка установлена на подвеске в стойке. На раме смонтирован электрический двигатель (3). Клино-ременная передача (4) передаёт вращение от двигателя шпинделю (2). На шпинделе (2) смонтирован абразивный круг (1). Рамка свободно поворачивается и качается (угол поворота любой). Заготовка (5) с дефектами, предназначенная для их устранения, перемещается по рольгангу (6) (вдоль оси) .

Для тяжелых штанг применяются подъемные ролики (7). Они позволяют поворачивать заготовку вокруг оси. Ролики (7) поднимаются пневмоцилиндром (8). Так можно ремонтировать любой отрезок наружной поверхности заготовки.

Ручная огневая зачистка производится с помощью резаков. Производительность ручной огневой зачистки зависит от скорости нагрева стали до температуры начала воспламенения. Обычно время нагрева колеблется от 10 до 20 с (зависит от марки стали, мощности пламени и условий зачистки). Для ускорения зажигания в пламя подается пруток из низкоуглеродистой стали 4-4,5 мм, который, быстро расплавляясь, сокращает процесс зажигания на 3...4 с.

Подача прутка и начало зачистки происходят следующим образом. Отрегулировав пламя зажигательной смеси, резак направляют под углом 15-25° к поверхности зачищаемого металла и приоткрывают клапан; конец прутка подают в пламя, где он быстро расплавляется. Когда на поверхности прутка образуются капли расплавленного металла, открывают полностью клапан или вентиль, чтобы подать кислород, и начинают зачистку.

Продолжительность нагрева до момента воспламенения можно сократить, если применить предварительную подрубку дефекта пневматическим молотком, и струю отрегулированного пламени подвести к месту подрубленной стружки под углом 60...75° к поверхности металла. Как только требуемая температура достигнута, подают кислород, направляют резак под углом 15...25° и сообщают резаку поступательное движение. При подаче сильной струи кислорода каплю расплавленного металла надо сдуть с поверхности прутка, этим предотвращается сильный разогрев металла. Задержка включения подачи кислорода ведет к остыванию поверхности прутка, соприкасающейся с пламенем, этим также предотвращается сильный разогрев металла.

Использование при зачистке металла для ускорения плавления металлического прутка подрубленной пневматическим молотком стружки увеличивает производительность огневой зачистки примерно на 10-15 %. Быстрота ручной огневой зачистки зависит от быстроты движения резака. Это связано с качеством последнего, чистотой и давлением кислорода, с глубиной и шириной выплавляемой бороздки.

При зачистке одиночных пороков или при сплошной зачистке необходимо бороздки делать в один прием прямолинейными шириной 28...35 мм без острых переходов. Глубина зачистки определяется размерами дефекта заготовки и профиля, прокатываемого из неё. Чем глубже находится дефект, тем под большим углом наклоняют резак к поверхности обработки и тем меньше будет скорость продвижения резака. Во время процесса зачистки одной бороздки угол направления резака должен быть одним и тем же к поверхности. При огневой зачистке отношение ширины бороздки к глубине зависит от угла наклона головки резака. Зависимость обратная: чем меньше угол, тем больше это отношение. При глубоком залегании дефекта его приходится удалять за несколько проходов резака, причем дорожка выполняется с отношением ширины к глубине канавки, равным мин. 9:1.

Распространенными способами деления являются:

• резка сдвигом
• ломка
• газопламенная и плазменная резка
• резка механическими пилами
• резка образивными кругами и анодно-механическая резка.

В трубном производстве чаще других используется резка сдвигом в холодном, теплом, горячем состоянии, ломка холодных заготовок, резка пилами заготовок холодных и горячих, резка ацетиленовой и плазменной горелкой.

Углеродистую круглую заготовку Ø макс. 140 мм разрезают в холодном состоянии кривошипными ножницами. Подогрев свыше 650 °С разрешает использование этого способа для резки заготовок Ø макс. 180 мм.

Заготовки (круглые) холодные из углеродистой или легированной стали Ø 150...200 мм ломают на гидравлическом прессе, предварительно надрезав на глубину макс. 20 мм вдоль хорды длиной 60...90 мм. Надрез делается ацетиленовой или плазменной горелкой.

Заготовки (квадратные, круглые) из высоколегированной стали Ø макс. 250 мм разрезают холодными или горячими с помощью пил. Раскрой исходной заготовки перед загрузкой её в печь осуществляют либо на мерные, либо на кратные отрезки. Во втором варианте окончательное деление заготовки осуществляют в горячем виде до зацентровки и прошивки. Длина мерной заготовки определяется размером готовой трубы.

Важно выбрать правильный зазор z между ножами. Если зазор меньше нормы, трещины не сходятся, и разделение происходит по двум примерно параллельным поверхностям. Отсюда на торце заготовки образуется трещина, и усилие резания сильно возрастает. При чрезмерно большом зазоре образуются утяжина и большой заусенец. Оптимальная величина зазора равна 2-4 % от Ø прутка.

Разрезку в штампах ножницами можно выполнить следующим образом:

1) открытой разрезкой (рис. 5), при которой не ограничивается подвижность прутка и его отрезаемого отрезка относительно ножей. Этот способ не даёт получить заготовки точной формы;

2) не полностью открытой разрезкой (рис. 6). Она отличается от первой операции тем, что с помощью прижима ограничивается подвижность прутка относительно неподвижного ножа. Подвижность отрезаемой части сохраняется без ограничения. Этот способ не даёт получить заготовки точной формы;

3) не полностью закрытой разрезкой (рис. 7), при которой и исходный пруток, и отрезаемая часть не могут поворачиваться относительно ножей из-за наличия поперечного зажима; искажения формы заготовки значительно меньше, чем при использовании первых двух способов; поперечный прижим заготовки может быть пассивным при использовании ножей в виде втулок или активным при использовании подвижных прижимов, перемещающихся от привода;

4) закрытой разрезкой (рис. 8), при которой отрезаемая часть прутка замыкается в полости режущего инструмента и подвергается дополнительному осевому сжатию силой N, создающему благоприятное напряженно-деформированное состояние.

При давлении в осевом направлении, деление происходит посредством пластического сдвига без скалывания, что обеспечивает гладкую, ровную торцевую поверхность, которая перпендикулярна оси заготовки. Этот способ используется для отрезания коротких заготовок длиной мин. 0,2 Ø прутка.

При высоких давлениях осевого сжатия может происходить схватывание заготовок и ножей с образованием задиров, поэтому данный способ используется при разрезке прутков из алюминия и меди, где схватывания почти нет.

Так как между ножами ножниц или штампа имеется зазор z, а трещины появляются в районе режущих кромок ножей, то поверхность среза может быть не перпендикулярна оси заготовки. С целью ликвидации этого дефекта выше описанными методами (не полностью открытой и не полностью закрытой отрезкой), пруток наклоняется под углом α к резу (рис. 9). Твердость материала определяет параметр угла α. Для сталей рекомендуется средний угол α = 4°.

Ножи, используемые в ножницах и отрезных штампах, имеют конструкцию, см.рис. 10. По форме рабочей полости ножи делят на открытые (полувтулочные) и закрытые (втулочные, очковые). Различают ножи цилиндрические и призматические. Втулочные ножи используют в штампах при методах не полностью открытой, не полностью закрытой отрезки, с пассивным зажимом (поперечным).

По традиционной классификации способов резки сдвигом разделение прутка кривошипными ножницами относится к не полностью открытой резке. При этом неизбежно происходит смятие торца и, как следствие, его неперпендикулярность (1...3°). Резка прутка в штампах по не полностью закрытой и закрытой схемам позволяет улучшить качество торца, однако связана с эксплуатацией штампов весьма сложной конструкции.

Чтобы получить приличное качество торца отрезаемой заготовки, был разработан способ и устройство для внедрения этого способа. Суть этого способа: исходная заготовка размещается в паре втулочных ножей. Один нож неподвижен, второй подвижен, делает при этом планетарное движение вокруг данной заготовки по спирали к центру. Режущая кромка подвижного ножа обеспечивает упругую и пластическую фазы процесса резки, образование микротрещин, их слияние в макротрещины и разделение. Характер движения подвижного ножа обеспечивается сочетанием определенного числа оборотов и смещением его к оси заготовки (подачей). Таким путем обеспечивают плавное деление прутка. Использование контрпривода для подвижного ножа во время деления позволяет полностью устранить смятие торца, а также его неперпендикулярность.

Ножи для холодной отрезки мягкой стали изготавливаются из сталей марок У8А, У10А, 6ХС, 9ХС, 7X3, 7ХГ2ВМ, ножи для отрезки сталей повышенной прочности - из сталей Х6ВФ, Х12М, ножи для отрезки прочных сталей - из сталей марок Р6М5, 6Х6ВЗМФС.

Ножи для разрезки с нагревом изготавливаются из сталей марок 6ХВ2C, 6ХС, 4Х5МФС, 5ХЗВМФС, 5ХГМ.

При отрезке заготовок высокого качества для каждого типоразмера прутка используют свой комплект ножей, по форме и размерам рабочей полости максимально приближенных к профилю разрезаемого проката. При использовании ножей одного размера для разрезки штанг разных сечений качество отрезанных заготовок ухудшается.

Холодная ломка является безотходным способом деления проката на заготовки. Это делается посредством его разрушения:

предварительно наносятся концентраторы напряжений, делаются надрезы при поперечном нагружении. Данный способ приемлем преобладающим образом для разделения проката из металла высокой твердости (сталей марок 45, 40Х, ШХ15). Заготовки из мягких материалов легко искривляются, и поэтому ломка для них малопригодна. Ломка применима для разделения прутков диаметром более 50 мм при длине заготовки мин. 0,8 от диаметра сечения.

Ломка характерна для разделения проката крупного сечений. Различают ломки: одноопорную, двухопорную и консольную (рис. 11). Консольная ломка обеспечивает наименьшую точность заготовок.

Концентраторы напряжений (надрезы) наносят газовой и плазменной горелкой, дисковой пилой, вдавливанием. При вдавливании пуансон на заготовке делает канавку треугольного профиля. Ломку осуществляют на прессовых агрегатах (кривошипных и гидравлических).

Преимущества холодной ломки заключаются в малых энергозатратах, простоте и хорошем сроке службы инструмента, возможном использовании универсального оборудования, возможном контроле за качеством металла при осмотре его излома.

Недостатками можно считать те факты, что метод невозможно использовать при делении профилей и труб из пластичных металлов; что необходимо предварительно наносить концентраторы; невысокое качество торцевой поверхности; невыдерживание размеров и объема получаемых заготовок; возможное образование торцевых трещин при ломке проката из высоколегированных сталей некоторых видов; а также повышенные предписания техники безопасности из-за возможности поражения отлетающими с высокой скоростью кусками металла и сильного звукового эффекта при мгновенном уменьшении усилия при отделении заготовки.

Заготовки Ø более 140 ломают в холодном состоянии.

Схему ломки заготовки см. рис. 11, б. Ломку ее производят на прессах гидравлических горизонтального типа (рис. 12). На заготовке делается заранее перпендикулярно ее оси надрез глубиной ок. 20 мм, надрез делается ацетиленовой пламенной горелкой.

Надрез делается ровным и точно фиксирует место излома. Надрез должен быть на стороне, противоположной движущемуся ножу.

Иногда заготовку перед нанесением концентратора заранее нагревают до 250-300 °С, затем закаливают для улучшения качества поверхности.

Наиболее эффективной реализацией этого способа следует признать сочетание двух горизонтальных гидравлических прессов с подающим рольгангом и подвижным упором, устройством плазменной резки и охлаждения подреза в виде поточных агрегатов.

При газопламенной резке металл сжигается в кислороде; благодаря ей продукты сгорания уходят из зоны разделения. Металл греется до температуры воспламенения, которая характерна при сгорании горючих газов, как ацетилен, пары бензина, керосина, пропан, метан). Используют 2 (два) типа газопламенной резки:

1) кислородную и
2) кислородно-флюсовую.

Кислородная резка применима для разделения легированных заготовок (из низко-, среднелегированных сталей, титановых сплавов) макс. 150 мм толщиной. Вблизи зоны разделения при кислородной резке образуется зона повышенного нагрева. Это зона термического воздействия, в которой повышается твердость металла благодаря закалке и образуется газонасыщенный слой.

Инструменты для кислородной резки - ручные резаки со сменными мундштуками, обеспечивающими пламя различной мощности (рис. 13). Для резки машинной используются переносные и стационарные машины, обеспечивающие разделение по контурам (прямым, криволинейным).

Для кислородной резки надо делать прорезь шириной 2,5-10 мм. 1-2% металла при этом теряется. На резку идет большой расход кислорода, необходимо тщательное проветривание (вентиляция) помещения.

Для кислородно-флюсовой резки характерно введение в зону разделения флюса вместе с кислородом. Сгорая, флюс увеличивает температуру в зоне резки. Способ такой обработки используется при резке легированных заготовок (из хромистых, хромоникелевых сталей, высоколегированных вольфрамосодержащих сталей, медных, алюминиевых сплавов).

Воздушно-дуговая резка - метод для разделения металла при расплавлении его дугой. Дуга образуется между заготовкой и электродом (электрод угольный или графитовый, не плавится). Сжатый воздух выдувает под давлением расплавленный металл из зоны реза. Этот метод подходит для резки С- сталей (низкоуглеродистых), низколегированной стали, для устранения дефектов (заделки трещин).

Дефекты резки - наличие зоны термического воздействия и заусенец по кромке после реза.

Плазменно-дуговая резка . Это процедура резки проката cтруей плазмы. При этом по электрической дуге (по каналу плазмотрона см. рис. 14) поступает газ (азот, аргон, водород или газовая смесь). Газ идет по дуге, обтекает её и выходит в виде плазмы, имея 10000...30000 °С.

Этим способом возможна разрезка металла при толщине макс. 300 мм. Способ используют для порезки заготовок из:

• высоколегированных сталей
• медных сплавов
• алюминиевых сплавов

Плазменная резка более рентабельна в сравнении с резкой пилами.

Заготовка (1), подойдя к зацентровщику, засвечивает фотореле (2), с помощью которого через промежуточное реле (3) подается напряжение на электропневматический дистрибутор (4). Дистрибутор включает пневматический цилиндр (5) прижимного устройства 6, которое фиксирует заготовку на холостом ролике (7). От реле времени (8) напряжение подаётся на электро-пневмодистрибутор (9), который снимает воздушный подпор с клапана (10). Сжатый воздух в ресивере (11), преодолевая сопротивление пружины (12), отводит клапан (10) вправо. Воздух доходит до полости ствола (13) зацентровщика. Боек (14) смещается влево (под давлением воздуха), забирая кинетическую энергию для проделывания углубления в торце заготовки (1) и вывода ее из зоны действия фотореле (2). Далее отключаются дистрибуторы (4) и (9), а клапан (10) перекрывает доступ воздуха. Боёк в прежнее положение возвращает эжектор (5), создающий разрежение в стволе (13).

Более современным является пневматический зацентровщик с трехрычажным зажимом, позволяющий точно устанавливать заготовки различного Ø относительно бойка. Общие виды устройства см. рис. 16.

Зацентровщик заготовок состоит из подводящего рольганга (1), устройства выбрасывателя (2) с рычагами (3) и пневмопушки (4). Между пневмопушкой и рольгангом размещен трехрычажный центрователь, оснащенный роликами (5). На оси (6) рычажного центрователя находится кулачок (7). Он закреплен под ближним рычагом (8) устройства выбрасывателя.

На стволе (9) пушки (4) расположен толкатель (10), играющий роль пневмоцилиндра (11), шток которого оснащен упором (12). Упор стоит в пазу шайбы (13) ствола (9) пневматической пушки.

Устройство рычажного центрователя напоминает устройство центрователей на выходе станов винтовой прокатки. Особенность центрователя в том, что центрирующие ролики (5) закреплены на консоли снаружи корпуса (14). Заготовка зажимается у торца, этим достигается высокая степень в точности центрирования. При таком монтаже роликов следует снизить скорость передачи заготовки по рольгангу, так как заготовки могут проскакивать в проёмы между роликами.

Принцип работы зацентровщика следующий: заготовку подают по рольгангу (1) к пневмопушке (4) до упора шайбы (13). Пневмоцилиндр (15) стартует, рычаги (16) устройства центрователя идут на сведение, фиксируя заготовку. Вместе со сведением рычагов (16) устройства центрователя происходит разворот кулачка (7). Он воздействует на рычаг (3) выбрасывателя (2), поднимает рычаги с заготовкой над рольгангом (1), пока не совместятся ось заготовки и ось бойка (17). Энергия, развиваемая бойком (17), выбивает отверстие. На пневмоцилиндр (11) подаётся воздух. После зацентровки разводятся рычаги (16) устройства центрователя, и толкатель (10) выдает заготовку на рольганг (1).

Последним этапом является поступление зацентрованной заготовки на прошивку, а на зацентровщик приходит следующая заготовка. Цикл повторяется.

Современные способы высокоточной зацентровки

Пневматический зацентровщик с трехрычажным зажимом обеспечивает более качественную зацентровку. Однако точная установка исходной овальной заготовки точно по оси бойка принципиально невозможна. Было разработано приспособление, работающее по принципу трехвалкового стана и служащее для калибрования и зацентровки заготовок. Продольный разрез данной линии зацентровки см. рис. 17.

Приспособление для калибрования и зацентровки коротких заготовок содержит приемный стол (1) с заталкивателем (2), трехвалковую рабочую клеть (3) с индивидуальным или групповым главным приводом, выходную сторону (4). В очаге деформации, образованном рабочими валками (5), размещен водоохлаждаемый боек (6), который закреплен в упорной головке (7) на подшипниках. Упорная головка (7) удерживается рычагами (8) с шарниром (9) от осевого смещения. К шарниру прикреплен пневмоцилиндр. Шарнир (9) опирается на регулируемый упор (11), благодаря которому имеют место малые углы (1-2°). Средний шарнир (9) соединён с осями крайних шарниров (12) и (13). Оси шарниров (12) и (13) соединяются меж собой. Корпус упорной головки (7) имеет коническую поверхность и устанавливается в крайнем положении в конической втулке (14), на которой закреплен съемник (15). Для настройки зазоров в системе ломающихся рычагов шарнир (13) снабжен эксцентриковым валом (16) с пневмоприводом. Цифрами (17) обозначена заготовка, (18) - наклонный желоб.

Принцип работы устройства: перед прокаткой упорная головка (7) с бойком (6) устанавливается в переднее положение пневмоцилиндром (10). Шарнир (9) опирается в упор (11), эксцентриковый вал (16) повернут таким образом, чтобы были настроены зазоры в системе рычагов, и упорная головка плотно прижата к центрирующей втулке (14) с усилием, которое превышает осевое усилие металла, сосредоточенное на боёк при зацентровке.

Заготовку (17) толкатель (2) задаёт в валки (5), развернутые на небольшой угол подачи (6-8°). Заготовка захватывается ими, калибруется и, встречаясь с бойком (6), зацентровывается. По команде фотодатчика, фиксирующего положение переднего торца заготовки, эксцентриковый вал (15) поворачивается пневмоприводом в нейтральное положение, одновременно шарнир (9) пневмоцилиндром (10) направляется вверх, рычаги (8) также поднимаются, и упорная головка (7) с бойком (6) перемещаются в крайнее заднее положение. Заготовка, зацентрованная на заданную глубину, обкатывается валками, происходит ее калибровка по Ø.

С заготовки удаляется при этом печная окалина. Выдаются короткие заготовки из клети на отводящий рольганг по наклонному желобу (18). Разработана также конструкция выходной стороны зацентровщика с упорной головкой, которая отводится после зацентровки вверх для выдачи из клети длинных заготовок.

Для обеспечения рациональной подготовки переднего конца длинномерных (L/d>10) заготовок к прошивке был разработан метод, заключающийся в предварительной деформации переднего конца заготовки конической матрицей с целью формирования конического продольного профиля и правильного кругового сечения торца с последующим нанесением центрирующего углубления.

Приспособление для калибрования и зацентровки, схема - см. рис. 18. Данное приспособление состоит из сварной станины (1). На станине смонтированы механизмы, осуществляющие калибровку (2) и зацентровку (3) переднего конца, механизм удержания заготовки в оси рабочего инструмента (4), механизм подачи и выдачи заготовок (5), а также исполнительные механизмы (гидравлические и пневматические). Питание гидравлической системы осуществляется от гидростанции, работающей от рабочего давления 10 МПа.

На рис 19 изображена схема деформирующего блока зацентровщика, состоящего из корпуса (1), выполняющего одновременно роль гидроцилиндра. Поршень (2) цилиндра соединен с полым штоком (3), проходящим сквозь корпус. Перемещение поршня и штока ограничивают массивные крышки (4), соединенные на болтах. В конце штока со стороны заготовки по скользящей посадке крепится матрица (5), фиксируемая планкой (6). Внутри штока располагается штанга (7). На одном конце штанги установлен пуансон (8), на другом - регулировочная гайка (9). Штанга и шток соединяются меж собой посредством бронзовых втулок (10). К штанге через соединительную муфту крепится шток гидроцилиндра, осуществляющего движение пуансона. Рабочая жидкость поступает к поршню штока через специальные отверстия в крышках (4).

Передний конец заготовки и ее зацентровка калибруются следующим образом. Производят нагрев заготовки до температуры деформации, заготовка подаётся на наклонный стол зацентровщика, с которого она скатывается в призматические направляющие и устанавливается между ними с зазором 5-10 мм. Ход штанги (7), имеющей кроме гидропривода также привод от пневмоцилиндра, производит установку заготовки в осевом направлении, подвигая ее до касания задним концом регулируемого упора. Призматическими направляющими плотно зажимают заготовку, устанавливая ее соосно деформирующему инструменту. Затем матрицей, перемещаемой штоком (3), калибруют передний конец заготовки, свободный от контакта с направляющими, и пуансоном (8), наносят зацентровочное углубление заданной величины. Размер углубления регулируют упорной гайкой (9). Пуансон возвращается в прежнюю позицию, матрица отодвигается назад. Призматические направляющие передвигаются посредством гидро- и пневмоцилиндров. Они смещают заготовку с оси зацентровки, передают на транспортер, затем в приемный желоб на прошивной стан.

В развитии технологии по применению операций прошивки важное значение имеет выбор рационального способа прошивки, методов по его реализации. Интересен анализ наиболее распространенных методов прошивки по множеству характеристик:

• техническим и технологическим предпосылкам;
• качественным показателям гильз и труб;
• износостойкости по оборудованию и техническим средствам;
• затратам по оборудованию;
• производительности;
• энергоемкости и пр. (см. таблицу).

Одной из основных характеристик по технологическим возможностям способа прошивки является максимально возможная длина прошитой заготовки (гильзы) или глубина прошиваемого отверстия L, которая определяется из характерного для каждого способа соотношения L/d, причем d - Ø отверстия. Он зависит от устойчивости оправочного стержня или прошивного пуансона. Прошивка на станах прокатки (винтовых) протекает при значительно меньшем (в 8- 12 раз) давлении и усилии на инструмент в условиях самоцентрирования оправки (в очаге деформации). Этим достигается наиболее высокое значение L / d = 100 и >. При прессовой прошивке отношение L/d составляет 5-8; при прессвалковой прошивке L/d ≤ 25. На станах прокатки (винтовой) можно получить гильзы с любым отношением Ø к толщине стенки между 3-17, при прессовой прошивке это отношение равно 4-5. Однако, это требует определенных предпосылок для выполнения последующих технологических процедур.

Преимуществом прессовой прошивки наряду с другими методами является получение гильз самой разнообразной конфигурации, которые нельзя или весьма сложно получить обычными методами прокатки.

Прессовая прошивка идет в состоянии всестороннего сжатия и напряжения. Считается, что этим гарантируется высокие качественные характеристики гильз по состоянию поверхности, плотности и сплошности металла (также и для гильз из стали и сплавов, которые труднодеформируемы). В производстве состояние поверхности гильз и труб зависит и от рабочего инструмента, его износостойкости. В процессе прессования под пуансоном образуется «конус скольжения» и ход металла относительно пуансона происходит со срывом и срезом волокон. Как результат, внутри гильзы появляются разрывы и плены, снижаются физико-механические свойства продуктов. Поэтому, чтобы получить продукт ответственного назначения, заготовки иногда предварительно сверлят, а затем подвергают экспандированию.

Проверочный анализ напряженно-деформированного состояния материала после пресс-валковой прошивки, а также условий работы пуансона показывает, что заметно лучше качество поверхности внутри самой гильзы наряду с прессовой прошивкой.

К состоянию поверхности заготовок перед прессованием предъявляют более ужесточенные требования, чем перед прокаткой. Перед прессованием поверхность заготовок подвергают механической обточке для устранения с поверхности дефектов, трещин и других концентраторов напряжений. Перед винтовой прошивкой заготовки обтачивают только в случае производства труб ответственного применения и из высоколегированных сталей и сплавов.

При процедуре горячей обработки металлов давлением значительные затраты приходятся на нагрев заготовок и величина этой доли во многом определяется требованиями к нагреву: равномерности (симметричности) нагрева по сечению и длине заготовки, отсутствию окалины и др.

Несимметричность нагрева по сечению в 40-60°С, что характерно для прошивки заготовок с квадратным профилем 120 х 120 мм в гильзу с размерами 165 х 32 мм приводит к разностенности в 5-7 мм, а это 16-22%. При винтовой прошивке разностенность гильз, полученных из таких несимметрично нагретых заготовок, обычно не >10-12 %. Для большинства прессовых установок принято ограничение по несимметричности нагрева заготовок Δt менее 30 °С. Такая величина Δt достигается только благодаря специальным приемам: удлинению времени выдержки при нагреве заготовок в печи, применению специальных сред (например, нагрев в расплаве солей) и сопровождается значительными затратами на нагрев.

Также при прессовой прошивке наличие печной окалины ведет к сильному износу инструмента и необходимости устройства для ее удаления; при винтовой прокатке окалина легко удаляется в процессе деформации, не нанося существенного вреда технологическому инструменту.

Износостойкость инструмента определяется длительностью его контакта с горячим металлом, условиями охлаждения и смазки, величиной давления металла. Прессовый инструмент (пуансон, матрица, контейнер) работает в сверх тяжелых условиях: даже при прошивке углеродистых сталей давление составляет 800-1200 МПа при длительности контакта с горячим металлом 2-5 с и более. Поэтому прессовый инструмент подвергается интенсивному износу, и, естественно, рельеф изношенной поверхности переносится на поверхность гильзы или трубы. Поэтому при прошивке и прессовании труб, например, из сталей и сплавов (труднодеформируемых), требуется большой объем ремонта поверхности или применяется полная обдирка абразивным или механическим инструментом.

Чтобы повысить износостойкость прессового инструмента, его изготавливают из дорогостоящих сталей высокого легирования и сплавов с применением сложной термообработки или химической обработки при высокой температуре, из металлокерамических материалов, а для снижения теплопередачи от металла и уменьшения коэффициента трения используют различные смазки на базе графита, стеклосмазки, оболочки из низкоуглеродистых сталей. Иногда имеется проблема удаления смазки или остатков оболочки с готового изделия.

На прокатных станах (винтовой прокатки) рабочий инструмент - это валки, оправки и направляющие линейки или диски. При прошивке заготовок удельные усилия на инструмент составляют:

• из углеродистых сталей - 80-100 МПа;
• легированных - 150-200 МПа.

Длительность локального контакта горячего металла с валком составляет 0,01 с и менее, с направляющим диском - менее 0,1 с. Валки и диски обладают большой массой и хорошими условиями охлаждения, поэтому температура разогрева рабочей поверхности валков при наружном охлаждении обычно не более 70-80 °С. На поверхности контакта металла с инструментом для винтовой прокатки превалирующим является трение качения. При использовании прессового инструмента превалирует однако трение скольжения. В качестве материала валков прошивных станов допустимо использование сталей марок 35 и 45, которые обеспечивают довольно большой коэффициент трения с деформируемым металлом, необходимый для стабильности процесса. Относительно небольшие расходы на инструмент обеспечиваются также в результате допустимых переточек, например валки обычно перетачивают до 7-8 раз с уменьшением диаметра на 70 мм и более, направляющие диски - до 4-5 раз с уменьшением диаметра на 50 мм.

Заметные сдвиги достигнуты в области повышения износостойкости оправок, в частности, в результате применения наплавки их носика и примыкающей к нему сферической части. Наплавки изготовлены из жаростойких сплавов на базе никеля. Удается увеличить стойкость в 3-4 раза, выдерживая при этом до 1000-2000 прошивок. Высокая износостойкость инструмента увеличивает коэффициент загрузки оборудования. Это достигается посредством снижения продолжительности простоев, которые связаны с заменой оборудования.

Как правило, гильзы и трубы после винтовой прокатки, имеют более качественные физико-механические характеристики наряду с прессовой прошивкой. Благодаря сильной радиально-сдвиговой деформации и скручиванию волокон металла пластические свойства прокатанных гильз выше аналогичных свойств прессованных гильз на 10-25 %. Прошивка на стане винтовой прокатки при использовании новых технологических режимов (относительно больших углов подачи и малой овализации очага деформации) обеспечивает уплотнение металла и «залечивание» некоторых дефектов.

Неоспоримым преимуществом прошивки в двухвалковом прокатном стане является высокая точность гильз: их разностенность в 2-3 раза меньше наряду с прессованием. Это достигается напряженно-деформированным состоянием металла (очаг деформации), способствующим самоцентрированию оправки, а также гораздо меньшими осевыми нагрузками. Разностенность гильз или сохраняется практически постоянной по всей длине, или несколько уменьшается к концу (заднему). А у гильз, полученных с пресса, она, напротив, возрастает по ходу прошивки. Характерная для гильз, полученных винтовой прошивкой, волнистость 0,4-1,0 мм обычно не препятствует осуществлению последующих технологических операций обработки давлением. Однако имеется возможность снижения волнистости до 0,2-0,3 мм и менее вследствие совершенствования калибровок инструмента:

• РВ (рабочих валков)
• оправок
• линеек направляющих

Важными характеристиками способа прошивки и машин, его реализующих, являются производительность и энергоемкость. Наиболее производительными в силу непрерывного характера и высокого уровня автоматизации являются процессы прокатки. Так, скорость прокатки современных прошивных станов доходит до 1,0-1,4 м/с, а прессовая прошивка идет с быстротой в 0,1-0,4 м/с. Прокатный цикл равен 8-12 с при прошивании гильз 5-7 м длиной, а цикл прессования равен 20-40 с при прошивании гильз при длине 0,5-0,8 м.

Известно, что на процессы обработки давлением идет энергия, расходуемая на формоизменение металла. Она складывается из энергии: энергии сопротивления металла деформации плюс энергии трения, создаваемого при контакте материала с инструментом. Сопротивление металла деформации зависит от его напряженного состояния, но значительные затраты энергии характерны для напряженного состояния всестороннего сжатия. А это процессы прессования, штамповки в закрытых объемах. В этих процессах трение при контакте металла с инструментом является «вредным», так как препятствует течению металла. Так что, с точки зрения энергетических затрат прокатка предпочтительнее прессования. При винтовой прошивке «вредными» силы трения являются лишь на поверхности контакта материала. Во время его контакта с оправкой и режущим инструментом. Условия процесса винтовой прошивки:

• высокий коэффициент трения металла с валками
• низкий - на поверхности контакта с оправкой и режущим инструментом, например, используя вместо неподвижных линеек вращающиеся диски

Таким образом, сравнительный анализ указывает на предпочтительность процесса винтовой прошивки наряду с прессовой прошивкой, особенно в условиях широких объёмов производства. Малопластичные высокопрочные сплавы целесообразно деформировать прессованием.

При винтовой прокатке заготовка делает вращения вокруг оси и движется одновременно вдоль оси линии прокатки. Каждая точка перемещается при этом по спирали. Одинаковое направление при вращении валков, наклон оси каждого валка к оси линии прокатки - основные критерии возможности данного процесса. Наклон осей относится к принципиальным отличиям прокатных станов винтовой прокатки. В этой связи им дали определение как "косовалковые". Радиус, осевая скорость, угловая, тангенциальная скорости и шаг подачи - это переменные в очаге деформации.

Разворот оси валка вокруг оси, которая перпендикулярна оси прокатки, образует угол подачи. Для возможности поворота валки монтируются в барабане, который медленно поворачивается внутри станины и останавливается при необходимом угле. Угол подачи, как правило, равен 2°- 40°.

До 60-х г.г. XX века станы винтовой прокатки проектировали в расчете на небольшую производительность (угол подачи не превышал 10°). Станы были с групповым приводом. В групповой привод входили:

• электродвигатель малой мощности (переменного или постоянного тока)
• главный шпиндель
• шестеренная клеть
• универсальный шпиндельный узел.

В 70-е г.г. 20 века И.Н. Потапов и др. освоили ряд новых научно- исследовательских, конструкторских теорий, убедительно доказав тем самым возможность интенсификации процесса прошивки.

Технология прошивки была усовершенствована на базе увеличения угла подачи до 18° и применения индивидуальных приводов, не увеличивая частоту вращения валков. Разработка данных технологий и оборудований, а также их внедрение на трубных заводах позволили увеличить скорость выхода гильзы из стана до 0,9 м/с (6 гильз в минуту) и значительно повысить качество заготовок и готовой трубной продукции.

Современные конструкции прошивных станов, при сохранении основных элементов базовой модели, которая имеет два валка в горизонтальной плоскости и две направляющие линейки в вертикальной плоскости, предусматривают режим работы с большим параметром угла подачи 20° и более, имеют осевую выдачу гильзы (трехроликовые центрователи гильзы и стержня оправки), специальные приспособления у для быстрой перевалки инструмента, гидравлические или электромеханические приспособления для поворота и стопорения барабанов, зажима линеек и линейкодержателей, универсальные шпиндельные блоки на подшипниках качения и т.д. На входе стана расположены механизмы для зацентровки заготовок.

Как пример, рассмотрим оборудование модернизированного грибовидного прошивного стана (на индивидуальном приводе) валков, который работает в составе трубопрокатной линии 140 с полунепрерывным, автоматическим станом. В составе (рис. 22): передний стол (1), заталкиватель (2), клеть рабочая (3), главный привод (4), выходная часть (5), качающаяся решетка (6) и рольганг (7). Клеть имеет узел станины с поворотной крышкой (с гидроцилиндром). В цилиндрических расточках станины расположены 2 барабана с грибовидными валками диаметром в пережиме 800-900 мм. Угол подачи плавно регулируется между 0-15° (электроприводом). Положение верхней линейки изменяется с помощью электропривода, а нижняя линейка (с вводной и выводной проводками) крепится на переднем столе. На выходе стана расположен механизм перехвата стержня с пневмоприводом.

Рабочие валки работают на индивидуальном приводе, без редуктора. Двигатели 2000 кВт на постоянном токе со скоростью вращения рабочих валков 25-210 об/мин, скорость выдачи гильзы составляет 3,5-7 м/с, длина гильзы 6,2 м.

Барабан с РВ делает разворот на требуемый угол подачи с помощью специального электромеханического приспособления. Прошивной стан оборудован выходной частью с осевой выдачей гильз.

В таблице ниже см. характеристику рабочих клетей станов прошивки для трубопрокатных линий с автоматическим станом.

Одну из конструкций такой клети см. рис. 23. Клеть прошивного стана включает 2 устройства барабанов с валками, станину, механизм для откидывания крышки, 2 механизма установки валков, 2 поворотных механизма барабанов, устройство установки верхней линейки и механизм перехвата стержня оправки.

Барабаны (4) одновременно являются кассетами. В их расточках расположены на жестком креплении узлы валков (8). С целью откидывания крышки (3) станины (11) при перевалке валков (8) в станине установлены 2 гидроцилиндра (1). Их штоки соединяются с крышкой шарнирами.

Для предохранения блока станины от истирания, для облегчения разворота и смещения барабанов в крышке и станине смонтированы направляющие планки (к оси барабанов под углом 45°). Барабаны имеют механизм осевого перемещения, чтобы изменять угол: угол раствора между валками и поворотным устройством валка на угол подачи. Устройство осевого перемещения оснащено нажимным винтом (9) с гайкой (10) и приводом:

• с редуктором на червячной передаче (2) и
• электродвигателем (на торце станины).

Поворотное устройство барабана оснащено зубчатым колесом (12); оно взаимодействует с зубьями сбоку барабана. Механический привод стоит отдельно от клети.

Рис. 24. Схема современного прошивного стана с осевой выдачей гильз:
1 - толкатель; 2 - заготовка; 3 - упор; 4 - валки рабочей клети; 5 - стержень с оправкой; 6 - перехват стержня; 7 - гильза; 8 - центрователь; 9 ролики выдающие; 10- упорно-регулировочный механизм">

Новое изобретение конструкции клети стана для прошивки гильз отличается наличием направляющих дисков, работающих на подшипниках качения; они смонтированы в специальных вставках вместо линейкодержателей. Ø дисков 1300 мм, для прутка Ø макс. 160 мм. Создаваемые между диском и гильзой силы трения приводят диски во время прокатки во вращение. Диск - это тот же бандаж на ступице; он производится из высокопрочного чугуна

Использование направляющих дисков вместо линеек позволяет уменьшить овализацию очага деформации почти 1,0. Этим достигается:

• повышение точности гильз при прокатке
• значительно повышается стойкость направляющего инструмента
• улучшается качество поверхности (наружной) труб.

На станах винтовой прокатки за рубежом используют приводные направляющие диски достаточно широко.

Применение приводных дисков на станах прошивки вместо линеек имеет свои преимущества:

• высокая скорость (при прошивке заготовки в гильзу);
• условия деформируемости металла в осевом направлении лучше;
• увеличение длины получаемых гильз до 10 м при вытяжке до 5 из катаной, из круглой заготовки непрерывнолитой (нет необходимости в предварительном обжатии);
• получение гильз заданного параметра непосредственно на стане;
• нет необходимости в дальнейшем элонгировании;
• макс. отклонение по толщине стенки для гильзы Ø 175 мм (коэффициент вытяжки 3,75) составляют +0,2 мм (1,6 %) и -0,35 мм (2,8 %).

На таком прошивном стане стоит привод от электродвигателя 5500 KBт постоянного тока. Валки стана в вертикальной плоскости; Ø валков 1000 мм, максимальная осевая скорость 0,85 м/с, угол подачи настраивается в диапазоне 0-130. Прошивной стан оснащается:

• либо приводными вращающимися дисками
• либо неподвижными линейками.

Назначение трёхвалковых станов винтовой прокатки:

• прошивание
• раскатка
• калибрование

У валков этих станов одинаковый Ø, валковые оси располагаются по окружности через 120°. Касательно вытяжки можно сделать следующее заключение: на этих станах она незначительно больше, чем на пресс-валковых методах прошивки; однако меньше, чем на двухвалковых прошивных станах.

Но на трехвалковом стане при прошивке имеют место благоприятные условия деформации для обеспечения качества поверхности гильз (как внутренней, так и наружной).

Клеть трехвалкового стана (рис. 25) включает узел станины, 3 барабана (1) с РВ (2), приспособления для сведения и разведения валков, поворотный и стопорный механизмы для барабанов. Оси при развороте барабанов перпендикулярны оси при прокатке. Барабаны перемещаются в расточках крышки (3) и станины (4). Этим достигается изменение зазора между валками.

У нас в 1974 г. трехвалковый прошивной стан впервые был запущен на заводе по изготовлению титановых труб и труб из сплавов титана.

Трубопрокатные линии с трехвалковым станом прошивки в составе трубопрокатного производства с трехвалковым раскатным станом (непрерывным, автоматическим) работают на заводах Англии (два агрегата), Германии и Японии.

Прошивка заготовок иглой пуансона есть выдавливание. Выдавливание может быть: закрытым и открытым. При закрытой процедуре прошивки различают два варианта образования полости. Это два вида прошивок: заполняющая и нарастающая. При заполняющей прошивке заготовок прохождение металла идёт в радиальном направлении, протекание не ограничено. Металл выталкивается пуансоном и заполняет полость между боковыми плоскостями контейнера и заготовки. При процедуре закрытой или нарастающей прошивки деформация предварительно распрессованных заготовок осуществляется в закрытом контейнере. Процесс проходит с прохождением металла вдоль оси прошивки, навстречу игле пуансона. Высота гильзы увеличивается пропорционально объему выталкиваемого пуансоном металла. При выпуске труб применяется только прошивка в контейнере.

При заполняющей процедуре прошивки квадратную заготовку или слиток с гранями прошивают в контейнере. Он имеет круглую форму. При процедуре прошивки квадратной заготовки имеет место открытое выдавливание: металл заполняет полость между гранями заготовок и стенками контейнера. В случае, когда количество выталкиваемого пуансоном металла меньше объема свободной полости, то прошивка происходит без заполнения. Когда выталкиваемое количество металла больше объема свободной полости, контейнер переполняется. После контакта деформируемого металла со стенками контейнера по всему периметру начинается закрытое выдавливание.

Если идет процедура заполняющей прошивки, то площадь сечения пуансона состоит из суммы площадей зазоров между заготовкой и стенками контейнера. Движение металла при этом в радиальных направлениях, а высота заготовки фактически не меняется.

Преимущества прессовой прошивки объясняются всесторонним сжатием, которое усиливает пластичность металла. При сравнении условий, имеющих место при проникновении в металл носка оправки прошивной линии и иглы прошивного пуансона пресса, мы видим, как различие напряженного состояния вызывает различие контактных напряжений, создаваемых на торце проникаемого инструмента. Большая нагрузка на иглу ведет к её изгибу, провоцируя разностенность гильзы. Поэтому гильзы прошиваются прессом с ограниченной длиной. Отсюда следует вывод: прессовая прошивка рациональна при процессах, где необходимо:

• производство гильз коротких, с толстыми стенками из металлов с низкой пластичностью, что необходимо перед операциями с высоким фактором вытяжки, например, прессованием, пилигримовой прокаткой;
• производство гильз с донышком или стаканов; это необходимо перед операциями, где донышко несёт технологический смысл, например, для упора оправки при проталкивании гильз через роликовую обойму на реечных станах.

Профиль заготовки (круглая, квадратная, многогранная) и ее качество, деформирован ли металл предварительно, рыхлый слиток или нет, есть ли усадочная раковина, определяют процедуру прошивки в контейнере. Она имеется двух видов:

• Нарастающая прошивка круглой заготовки (рис. 27, б) или закрытая прошивка. Это процесс увеличения длины гильзы относительно длины заготовки. Процесс происходит вследствие прохождения смещенного из-под иглы металла в зазор между контейнером и иглой. Закрытой прошивке предшествует распрессовка заготовки в контейнере, так называемая осадка, пока не будут полностью заполнены изначальные зазоры. Это необходимо для погружения заготовок в контейнер. Распрессовка гарантирует соосность контейнера, заготовки и иглы. Благодаря этому повышается точность гильз. Процесс используется при выпуске труб прессованием.
• Заполняющая прошивка (рис. 27, в) - это прохождение вытесняемого металла в зазоры между боковыми полостями изначальной заготовки некруглого профиля и контейнером или прохождение в зону усадочной раковины и рыхлости. При этом сохраняется длина при деформации. Когда вытесняемое количество больше свободного, наблюдается комбинированный процесс. Прошивка переходит от заполняющего вида прошивки в нарастающий. Нет трения металла о стенки контейнера, и заполняющая прошивка требует усилия на иглу, но усилия меньшего, чем нарастающая прошивка.

Новые прессовые линии оснащены вертикальными или горизонтальными гидравлическими прессам для получения гильз прошивкой со сквозным отверстием или стаканов с донышком (способ Эрхарда) для последующей протяжки трубы на реечном стане.

Вертикальный пресс. Кинематическую схему см. рис. 28. Пресс состоит из установленной на опоре (18) нижней рамы (17), связанной стойками (4) с неподвижной верхней траверсой (3), в ней закреплен рабочий цилиндр (1). В приводимой в движение рабочим цилиндром (1) траверсе (5) снизу вмонтирован держатель, на котором сидит пуансон (6). К рабочей траверсе (5) на подвесках (7) подвешена другая, центрирующая траверса (16), на которой зафиксированы клещи (8). Клещами осуществляется движение коробки матрицы (10) (подъем и опускание) при её замене. Матрица удерживается в стакане при извлечении пуансона (6). Центрирующее устройство траверсы - это втулка, в которой перемещается пуансон (6). На нижней раме (17) пресса укреплена массивная стальная коробка (10), жестко удерживающая матрицу со стаканом на вертикальной оси пресса. Размеры заготовки определяют размеры матрицы. Внизу матрицы находится донышко, оно перекрывает нижний торец. С целью предотвращения вытекания металла при прошивке в зазоры между донышком и матрицей и появления заусенцев величина зазоров не должна быть более 0,75 мм на сторону.

3. Пока идет первая половина хода плунжера (2) рабочего цилиндра (1), пуансон (6) вводит заготовку в матрицу (10). При этом выталкиватель (13) и донышко (12) перемещаются вниз, а центрирующая траверса (16) соединяется с матрицей (10).
4. Центрирующая втулка плотно входит своим выступающим нижним концом в конусную часть (верхнюю часть) матрицы. Таким образом, втулка, центрируясь в матрице (10), направляет пуансон (6) по ее центру.
5. Подвесные клещи (8) траверсы (16) заходят за коробку матрицы (10) пресса, удерживая траверсу.
6. Пока плунжер (2) делает вторую половину хода, пуансон (6) прошивает заготовку. После прошивки начинают работать цилиндры обратного хода (9), поднимающие рабочую траверсу (5). При этом пуансон (6) выходит из прошитого стакана (15), удерживающегося в матрице (10) траверсой (16).
7. Когда рабочая траверса (5) достигает определенной позиции, клещи (8) размыкаются, центрирующая траверса (16) с помощью подвесок (7) увлекается вслед за pабочей траверсой. При продолжении рабочей траверсой (5) движения вверх штанга выталкивателя (13) вместе с донышком (12) выталкивает стакан из матрицы.

В прошивных прессах новых конструкций рабочая траверса движется не по колоннам, а в направляющих пазах станины пресса, снабженных пластинами износа. Тем самым устраняются перекосы рабочей траверсы, которые возникают при износе сменных втулок траверсы, скользящих по колоннам при ее движении.

М еханический завод №3 образован в 1944 году из бывших мастерских (1938г.) по изготовлению метчиков луппов, вентиляторов и т.п. Численность производственных рабочих на тот период составляла 18 человек. Завод начал выпускать свои первые станки и механизмы сантехнического назначения для строительных и монтажных управлений Минмонтажспецстройя СССР, а также трубогибочные станки ВМС-23 для народного хозяйства.

Кроме того, Механический завод №3, принадлежащий тресту "Сантехдеталь", ежегодно производил и поставлял на экспорт, в страны социалистического лагеря, станки и прочее нестандартное оборудование. Постепенно на заводе происходила механизация производственного процесса, расширение цеховых площадей и модернизация выпускаемой продукции.

По результатам соцсоревнования коллектив завода не раз превышал план выпуска оборудования с 01.09.1988г. на основании приказа 187 от 02.07.1988г. Министерства монтажных и специальных строительных работ СССР Механический завод №3 треста "Сантехдеталь" Главпромвентиляции переименован с 01.09.1988г. в Механический завод №3 НПО "Промвентиляция". Механический завод №3 НПО "Промвентиляция".

Минмонтажспецстроя СССР преобразован в Арендное предприятие «Механический завод №3», решение о регистрации № 677 от 03.04.1991 г.Исполкома Волгоградского райсовета народных депутатов. Арендное предприятие «Московский механический завод №3» преобразован в Акционерное общество открытого типа «Московский механический завод №3» Решение: Свидетельство № 032741 от 23.06.1994 года Московской Регистрационной Палаты.

Акционерное общество открытого типа «Московский механический завод №3» изменено в Открытое акционерное общество «Московский механический завод №3». Основание:Свидетельство о регистрации изменений в учредительных документах. Регистрационный № 32741- LU от 11.12.1996 г. Московской Регистрационной Палаты.

1. Полуавтоматы СТД-361, СТД-363 предназначены для изготовления прямоугольных и круглых воздуховодов из листовых металлов. Все операции за исключением подачи листа производятся автоматически, гибочный механизм формует лист по оправке круглую или прямоугольную форму, система роликов образует фалец и последним роли ком закатывает его, съемник снимает готовый воздуховод с оправки. Длина изготавливаемых воздуховодов до 2500мм, толщина листа от 0,55 до 0,8 мм.

2. Механизм СТД-9а предназначен для резки листового материала: стали, алюминия, латуни и других листовых материалов. Максимальные размеры разрезаемого листа толщина 5 мм; ширина 2500 мм.

3. Механизм СТД-522 предназначен для резки низкоуглеродистой листовой стали. Максимальные размеры разрезаемого листа толщина 2,5 мм; ширина 2500 мм.

4. Механизм СТД-14 предназначен для вальцевания стальных листов в цилиндрические заготовки без предварительного подгиба кромок. Максимальные размеры вальцуемого листа толщина 3 мм; ширина 2500 мм. Минимальный диаметрвальцуемой заготовки 250 мм.

5. Механизм СТД-518 предназначен для вальцевания цилиндрических обечаек, может быть использован на заготовительных участках и в цехах предприятий, изготавливающих вентиляционные заготовки. Максимальные размеры вальцуемой заготовки толщина 2 мм; ширина 1250 мм.

6. Механизм СТД-16а предыдущая версия станка СТД-11019, предназначенного для изготовления фальцев, соединительных реек и элементов защелочных соединений.

7. Механизм СТД-28 предназначен для осаживания угловых фальцевых швов круглых и прямоугольных воздуховодов, собираемых из заготовок, фальцы которых изготовлены на фальцепрокатных механизмах. Диаметры обрабатываемых воздуховодов от 160-1600 мм, минимальные размеры сечения обрабатываемых прямоугольных воздуховодов 160х16 мм. Максимальная длина обрабатыва-емых воздуховодов 2500 мм. Толщина листа обрабатываемых воздуховодов с угловым швом от 0,5 до 1 мм, с лежачим швом от 0,5 до 1,25 мм.

8. Механизм ВМС-76 предназначен для изготовления фасонных частей воздуховодов путем соединения звеньев на зигах. Может быть использован для офланцовки, резки и отбортовки воздуховодов. Максимальная толщина обрабатываемого материала 2 мм. Диаметры обрабатываемых звеньев от 315 мм до 1025 мм.

9. Механизм ВМС-78 предназначен для изготовления вентиляционных отводов малых диаметров соединением их звеньев на зигах. Минимальная толщина обрабатываемого металла 1,5 мм. Минимальный диаметр обрабатываемого отвода при заготовке 130 мм. Максимальный диаметр обрабатываемого отвода 315 мм.

10. Механизм СТД-13 предназначен для отгибки кромки на плоских листовых заготовках с криволинейным и прямоугольным контуром с последующим образованием просечек для получения короткой стороны защелочного соединения.Максимальная толщина отгибаемого материала 1 мм. Минимальный радиус кривизны отгибаемой кромки на выпуклой стороне 240 мм, на вогнутой стороне 150 мм.

11. Механизм СТД-45 предназначен для гибки угловой стали фланцев воздуховодов прямоугольного сечения. Минимальный размер стороны прямоугольного фланца 200 мм. Угол изгиба уголка 90. Максимальное сечение изгибаемой угловой стали 40х40х4 мм.

12. Механизм СТД-516 предназначен для профилирования деталей бесфланцевого соединения воздуховодов прямоугольного сечения с мерной резкой. На автомате можно профилировать с последующей переналадкой большую прямую шину с защелкой. Длина отрезаемых шин 100-100 мм. Толщина профилируемого металла 1 мм. Ширина ленты 70 мм.

Оборудование для производства санитарно-технических заготовок

1. Механизм СТД-439 - в настоящее время выпускается модернизированный станок «УГС-5», предназначенный для гибки труб из черных, цветных, нержавеющих металлов, оцинкованных и без покрытия, а также для гибки профильных труб и сортового проката методом обкатки в холодном состоянии. Стандартная комплектация из шести сменных колодок предназначена для гибки водо-газопроводных труб по ГОСТ 3262-75, диаметром от ½"" до 2"" и толщиной стенки от 2 мм до 4,5 мм. Станок обеспечивает качественный изгиб заготовок на заданный угол до 180º.

2. Механизм ВМС-78 предназначен для гибки стальных водогазопроводных труб в скобы, утки и отводы в холодном состоянии без наполнителя. Диаметр труб ½""; ¾"" дюйма. Средний радиус гиба 49 мм для Ду 15 мм и 63 мм для Ду 20 мм.

3. Механизм СТД-102 предназначен для гибки отводов и полуотводов из водогазопроводных труб.

Диаметр условного прохода труб от 25-50 мм.
Внутренний радиус гибки:

для Ду 25 - 87 мм
для Ду 32 - 114 мм
для Ду 40 - 125 мм
для Ду 50 - 170 мм

4. Механизм ВМС-2а - в настоящее время выпускается модернизированный станок «МЗК-95», предназначенный для нарезания: трубной цилиндрической резьбы на водогазопроводных трубах ГОСТ 3262-75 диаметром ½""-2"" дюймов (21-60 мм), из углеродистой (черной) и оцинкованной стали любой марки; метрической резьбы любого диаметра от М20 до М60, шаг резьбы от 1 до 2 мм, на круглом прокате, болтах и трубах диаметром от 20 до 60 мм, из углеродистых, оцинкованных и коррозийно-стойких (нержавеющих) сталей любой марки; для снятия внутренней фаски на трубах.

5. Механизм СТД-129 предназначен для накатки трубной цилиндрической резьбы на водогазопроводных трубах ГОСТ 3262-75 диаметром ½""-2"" дюймов (21-60 мм). Диаметр условного прохода труб от 25-50 мм. Максимальная длина накатываемой резьбы 90 мм.

6. Механизм СТД-575 предназначен для двусторонней накатки трубной цилиндрической резьбы на сгонах диаметром ½""-2"" дюймов (21-60 мм). Размер накатываемой резьбы от 1 до 2,2 дюйма. Цикл обработки одного сгона 15-18 с.

7. Механизм СТД-171 предназначен для рубки чугунных канализационных труб с диаметром услов ного прохода от 50 до 100 мм. Минимальная длина отрубаемых колец 40 мм. Максимальная толщина стенки 5 мм.

8. Механизм СТД-112 предназначен для фасонной высечки концов (образования седловин) под сварку на стальных водогазопроводных трубах. Диаметр условного прохода обрабатываемых труб от 15 до 50 мм.

процессор; DNC - управление группой станков от общей ЭВМ. Для станков с ЧПУ стандартизованы направления перемещений и их символика. Стандартом ISO-R841 принято за положительное направление перемещения элемента станка считать то, при котором инструмент или заготовка отходят один от другого. Исходной осью (ось Z) является ось рабочего шпинделя. Если эта ось поворотная, то ее положение выбирают перпендикулярно плоскости крепления детали. Положительное направление оси Z- от устройства крепления детали к инструменту. Тогда оси Х и Y расположатся так, как это показано на рис. 1. Использование конкретного вида оборудования с ЧПУ зависит от сложности изготовляемой детали и серийности производства. Чем меньше серийность производства, тем большую технологическую гибкость должен иметь станок. При изготовлении деталей со сложными пространственными профилями в единичном и мелкосерийном производстве использование станков с ЧПУ является почти единственным технически оправданным решением. Это оборудование целесообразно применять и в случае, если невозможно быстро изготовить оснастку. В серийном производстве также целесообразно использовать станки с ЧПУ. В последнее время широко используют автономные станки с ЧПУ или системы из таких станков в условиях переналаживаемого крупносерийного производства. Принципиальная особенность станка с ЧПУ - это работа по управляющей программе (УП), на которой записаны цикл работы оборудования для обработки конкретной детали и технологические режимы. При изменении обрабатываемой на станке детали необходимо просто сменить программу, что сокращает на 80...90 % трудоемкость переналадки по сравнению с трудоемкостью этой операции на станках с ручным управлением. Основные преимущества станков с ЧПУ:

Производительность станка повышается в 1,5... 2,5 раза по сравнению с производительностью аналогичных станков с ручным управлением; - сочетается гибкость универсального оборудования с точностью и производительностью станка-автомата; - снижается потребность в квалифицированных рабочих-станочниках, а подготовка производства переносится в сферу инженерного труда; - детали, изготовленные по одной программе, являются взаимозаменяемыми, что сокращает время пригоночных работ в процессе сборки; - сокращаются сроки подготовки и перехода на изготовление новых деталей благодаря предварительной подготовке программ, более простой и универсальной технологической оснастке; - снижается продолжительность цикла изготовления деталей и уменьшается

Станки с ЧПУ имеют расширенные технологические возможности при сохранении высокой надежности работы. Конструкция станков с ЧПУ должна, как правило, обеспечить совмещение различных видов обработки

(точение - фрезерование, фрезерование - шлифование), удобство загрузки заготовок, выгрузки деталей (что особенно важно при использовании промышленных роботов), автоматическое или дистанционное управление сменой инструмента и т.д.

Повышение точности обработки достигается высокой точностью изготовления и жесткостью станка, превышающей жесткость обычного станка того же назначения, для чего производят сокращение длины его кинематических цепей: применяют автономные приводы, по возможности сокращают число механических передач. Приводы станков с ЧПУ должны также обеспечивать высокое быстродействие. Повышению точности способствует и устранение зазоров в передаточных механизмах приводов подач, снижение потерь на трение в направляющих и других механизмах, повышение виброустойчивости, снижение тепловых деформаций, применение в станках датчиков обратной связи. Для уменьшения тепловых деформаций необходимо обеспечить равномерный температурный режим в механизмах станка, чему, например, способствует предварительный разогрев станка и его гидросистемы. Температурную погрешность станка можно также уменьшить, вводя коррекцию в привод подач от сигналов датчиков температур. Базовые детали (станины, колонны, основания) выполняют более жесткими за счет введения дополнительных ребер жесткости. Повышенную жесткость имеют и подвижные несущие элементы (суппорты, столы, салазки). Столы, например, конструируют коробчатой формы с продольными и поперечными ребрами. Базовые детали изготовляют литыми или сварными. Наметилась тенденция выполнять такие детали из полимерного бетона или синтетического гранита, что в еще большей степени повышает жесткость и виброустойчивость станка. Направляющие станков с ЧПУ имеют высокую износостойкость и малую силу трения, что позволяет снизить мощность следящего привода, увеличить точность перемещений, уменьшить рассогласование в следящей системе.

Направляющие скольжения станины и суппорта для уменьшения коэффициента трения создают в виде пары скольжения «сталь (или высококачественный чугун) - пластиковое покрытие (фторопласт и др.)».

Направляющие качения имеют высокую долговечность, характеризуются небольшим трением, причем коэффициент трения практически не зависит от скорости движения. В качестве тел качения используют ролики. Предварительный натяг повышает жесткость направляющих в 2...3 раза, для создания натяга используют регулирующие устройства.

Приводы и преобразователи для станков с Ч П У. В связи с развитием микропроцессорной техники применяются преобразователи для приводов подачи и главного движения с полным микропроцессорным управлением - цифровые преобразователи или цифровые приводы. Цифровые приводы представляют собой электродвигатели, работающие на постоянном или переменном токе. Конструктивно преобразователи частоты, сервоприводы и устройства главного пуска и реверса являются отельными электронными

блоками управления. Привод подачи для станков с ЧПУ. В качестве привода используют двигатели, представляющие собой управляемые от цифровых преобразователей синхронные или асинхронные машины. Бесколлекторные синхронные (вентильные) двигатели для станков с ЧПУ изготовляют с постоянным магнитом на основе редкоземельных элементов и оснащают датчиками обратной связи и тормозами. Асинхронные двигатели применяют реже, чем синхронные. Привод движения подач характеризуется минимально возможными зазорами, малым временем разгона и торможения, небольшими силами трения, уменьшенным нагревом элементов привода, большим диапазоном регулирования. Обеспечение этих характеристик возможно благодаря применению шариковых и гидростатических винтовых передач, направляющих качения и гидростатических направляющих, беззазорных редукторов с короткими кинематическими цепями и т.д. Приводами главного движения для станков с ЧПУ обычно являются двигатели переменного тока - для больших мощностей и постоянного тока

Для малых мощностей. В качестве приводов служат трехфазные четырехполюсные асинхронные двигатели, воспринимающие большие перегрузки и работающие при наличии в воздухе металлической пыли, стружки, масла и т.д. Поэтому в их конструкции предусмотрен внешний вентилятор. В двигатель встраивают различные датчики, например датчик положения шпинделя, что необходимо для ориентации или обеспечения независимой координаты.

Преобразователи частоты для управления асинхронными двигателями имеют диапазон регулирования до 250. Преобразователи представляют собой электронные устройства, построенные на базе микропроцессорной техники. Программирование и параметрирование их работы осуществляются от встроенных программаторов с цифровым или графическим дисплеем. Оптимизация управления достигается автоматически после введения параметров электродвигателя. В математическом обеспечении заложена возможность настройки привода и пуск его в эксплуатацию. Шпиндели станков с ЧПУ выполняют точными, жесткими, с повышенной износостойкостью шеек, посадочных и базирующих поверхностей. Конструкция шпинделя значительно усложняется из-за встроенных в него устройств автоматического разжима и зажима инструмента, датчиков при адаптивном управлении и автоматической диагностике.

Опоры шпинделей должны обеспечить точность шпинделя в течение длительного времени в переменных условиях работы, повышенную жесткость, небольшие температурные деформации. Точность вращения шпинделя обеспечивается прежде всего высокой точностью изготовления подшипников.

Наиболее часто в опорах шпинделей применяют подшипники качения. Для уменьшения влияния зазоров и повышения жесткости опор обычно устанавливают подшипники с предварительным натягом или увеличивают число тел качения. Подшипники скольжения в опорах шпинделей применяют

реже и только при наличии устройств с периодическим (ручным) или автоматическим регулированием зазора в осевом или радиальном направлении. В прецизионных станках применяют аэростатические подшипники, в которых между шейкой вала и поверхностью подшипника находится сжатый воздух, благодаря этому снижается износ и нагрев подшипника, повышается точность вращения и т.п.

Привод позиционирования (т.е. перемещения рабочего органа стан¬ка в требуемую позицию согласно программе) должен иметь высокую жесткость и обеспечивать плавность перемещения при малых скоростях, большую скорость вспомогательных перемещений рабочих органов (до 10 м/мин и более).

Вспомогательные механизмы станков с ЧПУ включают в себя устройства смены инструмента, уборки стружки, систему смазывания, зажимные приспособления, загрузочные устройства и т.д. Эта группа механизмов в станках с ЧПУ значительно отличается от аналогичных механизмов, используемых в обычных универсальных станках. Например, в результате повышения производительности станков с ЧПУ произошло резкое увеличение количества сходящей стружки в единицу времени, а отсюда возникла необходимость создания специальных устройств для отвода стружки. Для сокращения потерь времени при загрузке применяют приспособления, позволяющие одновременно устанавливать заготовку и снимать деталь во время обработки другой заготовки. Устройства автоматической смены инструмента (магазины, автооператоры, револьверные головки) должны обеспечивать минимальные затраты времени на смену инструмента, высокую надежность в работе, стабильность положения инструмента, т.е. постоянство размера вылета и положения оси при повторных сменах инструмента, иметь необходимую вместимость магазина или револьверной головки.

Револьверная головка - это наиболее простое устройство смены инструмента: установку и зажим инструмента осуществляют вручную. В рабочей позиции один из шпинделей приводится во вращение от главного привода станка. Револьверные головки устанавливают на токарные, сверлильные, фрезерные, многоцелевые станки с ЧПУ; в головке закрепляют от 4 до 12 инструментов.

Механизация и автоматизация производства трубных заготовок.

Одним из путей снижения себестоимости при выполнении санитарнотехнических и вентиляционных работ является внедрение комплексной механизации и автоматизации технологических процессов, применяемых в монтажных предприятиях и организациях.

Средства механизации, применяемые при выполнении санитарнотехнических и вентиляционных работ, могут быть разделены на следующие группы:

1. Специальные станки и механизмы для обработки металлических и пластмассовых труб и вспомогательные механизмы, применяемые в трубозаготовительных цехах заводов монтажных заготовок (ЗМЗ). К ним относятся:

Механизмы для правки рихтовки труб; - разметочно-отрезные агрегаты для отмера и отрезки

водогазопроводных труб; - стеллажи для хранения и подачи заготовок;

Трубоотрезные станки и механизмы; - станки и механизмы для нарезки и накатки резьб на стальных трубах;

Станки и механизмы для гибки стальных труб; - станки и механизмы для обработки полиэтиленовых труб;

Оборудование для изготовления санитарно-технических узлов и изделий (образование раструбов, притирка задвижек и пробковых кранов, стенды для сборки и сварки узлов из труб).

2. Специальные станки и механизмы для обработки металлического и пластмассового листового материала при выполнении вентиляционных работ

и вспомогательные механизмы, применяемые на заводах вентиляционных заготовок. К ним относятся:

Станки и механизмы для резки листовой стали; - станки и механизмы для гибки листовой стали; - механизмы изготовления фальцев;

Станки и механизмы для изготовления фланцев и фланцовки воздуховодов;

Станки и линии для изготовления спиральных воздуховодов из стальной ленты;

Станки и механизмы для обработки листовой пластмассы.

3. Механизированный ручной инструмент (электрический и пневматический).

4. Такелажное оборудование (краны, лебедки, тали, тельферы, полиспасты, домкраты и т.д.).

5. Электрогазосварочное оборудование.

6. Универсальное оборудование общепромышленного типа (металлорежущее, кузнечно-прессовое оборудование и пр.).

ТИПЫ ТРУБООТРЕЗНЫХ СТАНКОВ

На заводах монтажных заготовок (ЗМЗ) массовой операцией является разрезка стальных труб диаметром до 50 мм. При этой операции применяются различные схемы разделения труб на мерные заготовки.

К трубоотрезным станкам относятся:

1. Приводные ножовочные пилы (рис. 1).

Рис. 1. Приводная ножовочная пила модели 872 1 – станина; 2 – хобот; 3 – рама; 4 – ножовочное полотно; 5 – гидропривод

Режущим инструментом является ножовочное полотно, которое получает возвратно-поступательное движение от кривошипно-шатунного механизма (рабочий и холостой ход). Перерезаемый материал диаметром до 220 мм во время работы пилы остается неподвижным. Подача инструмента может быть механическая и гидравлическая.

Ножовочные пилы малопроизводительны, но имеют ряд достоинств:

- относительно низкий уровень шума;

- получаемый рез достаточно чистый;

- возможность реза под любым углом, что необходимо при изготовлении отдельных сегментов, являющихся составными частями сварных отводов;

- простота обслуживания.

Конструктивно приводная ножовочная пила 872 состоит из рамы, поворотных тисов для закрепления заготовки, поворотного хобота, пильной рамы с ножовочным полотном, кривошипного механизма, обеспечивающего возвратно-поступательное движение полотна.

Для увеличения производительности трубы малого диаметра перерезают пакетами.

2. Трубоотрезные дисковые станки (рис. 2).

Режущим инструментом таких станков является вращающийся стальной диск, заостренный по периферии, диаметром 150 - 200 мм, изготавливаемый из стали 40Х и закаленный до твердости HRC 45-50. Скорость вращения диска 150-200 об/мин.

По количеству устанавливаемых режущих дисков дисковые станки делятся на одно и многодисковые (чаще трехдисковые). На однодисковом станке под воздействием вращающегося диска вращается и заготовка, что делает невозможным отрезку изогнутых труб. На трехдисковом станке диски, кроме вращения вокруг собственной оси, имеют одновременное вращение вокруг неподвижной заготовки.

Рис. 2. Трубоотрезной механизм модели ВМС – 32 1 – станина; 2 – электродвигатель; 3 – редуктор; 4 – опорные цапфы; 5 – механизм

подъема и опускания режущего диска; 6 – рукоятка подъема и опускания; 7 – режущий диск;

8, 9 – опорные стойки; 10, 11 – ложементы с защитными кожухами

По способу подачи режущих дисков к заготовке в процессе резания трубоотрезные дисковые станки делятся на станки с ручной и пневматической подачей (ВМС-35).

Существуют также дисковые отрезные станки с абразивными кругами на вулканитовой связке. Чистота и качество поверхности реза значительно выше, но необходимо удалять абразивную пыль из зоны обработки и круги быстро изнашиваются, что повышает себестоимость работ.

К дисковым механизмам, предназначенным для отрезки стальных труб, относится механизм СТД-105. Труба в процессе реза остается неподвижной, а два режущих диска вращаются вокруг трубы.

Подача дисков к трубе осуществляется под действием центробежных сил, возникающих при вращении планшайбы с дисками, закрепленными на рычагах с грузами. Для закрепления трубы применяется пневматический зажим.

3. Резцовые станки.

Режущим инструментом является один или несколько резцов. Существуют станки, подобные токарным, с резцом, закрепляемым в суппорте, и вращающейся трубой, закрепляемой в патроне. Станки работают относительно бесшумно, но с низкой производительностью и можно резать только прямолинейные трубы.

Применяют также станки с несколькими резцами (тремя), закрепленными в головку, вращающуюся вокруг неподвижной трубы.

4. Механизмы для перерубки чугунных канализационных труб. Особую группу трубоотрезных механизмов представляют механизмы

для перерезки или перерубки чугунных труб. Дисковые механизмы могут применяться для отрезки, но они малопроизводительны и их работа во многом зависит от наличия битумного покрытия на поверхности трубы.

Распространен механизм для перерубки чугунных труб ВМС-36, в основе работы которого использовано свойство хрупкости чугуна. Рабочим режущим инструментом являются ножи - пуансоны, которые изготовляются двух размеров для перерубки труб диаметром 50 и 100 мм.

В механизме ВМС-36 (рис. 3, 4) перерубка производится четырьмя ножами, двигающимися по радиальным направляющим к центру трубы.

Рис. 3. Механизм для перерубки чугунных труб. Общий вид

Рис. 4. Головка механизма для перерубки чугунных труб

Механизм состоит из сварного корпуса, в котором размещены: электродвигатель, клиноременная передача, зубчатый редуктор, две головки с четырьмя ножами для перерубки труб диаметром 50 и 100 мм. Поступательное перемещение пуансоны получают за счет давления роликов, воздействующих на их внешние концы, которые в свою очередь скошены под углом.

На заводах монтажных заготовок находят применение разметочноотрезные агрегаты, которые имеют в своем составе стеллаж для хранения и подачи труб, отмерное устройство и станок или механизм для отрезки труб.

СТАНКИ И МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ И НАКАТЫВАНИЯ

РЕЗЬБЫ НА СТАЛЬНЫХ ТРУБАХ

Одним из способов разъемного соединения труб в общую магистраль является соединение при помощи резьбы. Для соединения различных труб находят применение метрические, дюймовые, трубные и конические резьбы. В связи с этим возникает необходимость получения на одном или обоих концах трубы какой либо резьбы.

В общем машиностроении применяются различные способы получения наружных и внутренних резьб. Все способы по принципу образования винтовой канавки (получения резьбы) на наружных концах труб делятся на две группы:

- обработка резанием со снятием стружки;

- обработка давлением, деформация поверхностного слоя заготовки с образованием винтовой канавки.

В зависимости от способа получения резьбы различается оборудование

и резьбонарезной инструмент. В свою очередь резьбонарезной инструмент, образующий винтовую канавку со снятием стружки, различается числом режущих кромок, регулируемой или нерегулируемой связью кромок между собой, направлением и формой перемещения режущих кромок относительно оси трубы и т.д.

Одним из распространенных видов резьбонарезного инструмента является круглая плашка. Плашки выпускаются машиностроительными или инструментальными заводами. Их применение не требует никакой наладки оборудования и позволяет получить резьбу заданных размеров за один проход. Плашки бывают цельные и разрезные, последние позволяют несколько компенсировать износ режущих кромок.

К недостаткам плашек относятся:

Невозможность заточки в условиях монтажных предприятий; - высокие требования по допуску диаметра заготовки, что требует

предварительной обработки трубы.

В настоящее время круглые плашки находят применение при ручном нарезании резьбы, особенно при ремонтных работах.

Очень широкое распространение для нарезания резьб на трубах получили тангенциальные (плоские) плашки (рис. 5). Этот инструмент изготовляется из инструментальных сталей (вольфрамосодержащих, марок РФ-1, Р-1, Р-9, Р-18). Плашки выпускаются комплектом по 4 штуки. Каждая имеет свой номер и устанавливается в резьбонарезную головку МИЗ (Московский инструментальный завод) со смещением друг относительно друга на 1/4 шага резьбы в направлении оси трубы (рис. 6).

Достоинством тангенциальных плашек является:

Возможность нарезания резьб различного диаметра, - возможность многократной переточки плашек.

Для нарезания конической резьбы применяют специальные плашки, имеющие в поперечном сечении уклон 1о 47" 24"" .