Оборудование в машиностроении
Содержание
1. Прокатные станы 3
2. Оборудование и приспособления для заливки литейных форм 9
3. Оборудование
для нанесения износостойких
и жаропрочных покрытий. Оборудование
для реализации различных
4. Токарные автоматы и полуавтоматы. Одношпиндерный токарно - револьверный автомат модели 1Б140. 15
5. Сверлильные и расточные станки. Координатно-расточной станок модели 2А450 17
6. Зубофрезерный полуавтомат 5М32. 18
7. Универсальная лимбовая делительная головка УДГ-200. 18
8. Станки для лучевой обработки. 19
9. Многоцелевой станок модели 2204ВМФ2 с ЧПУ 21
10. Роботизированные технологические комплексы 22
- Прокатные станы
Прокатный стан - машина для обработки давлением металла и других материалов между вращающимися валками, т. е. для осуществления процесса прокатки, в более широком значении — автоматическая система или линия машин (агрегат), выполняющая не только прокатку, но и вспомогательные операции: транспортирование исходной заготовки со склада к нагревательным печам и к валкам стана, передачу прокатываемого материала от одного калибра к другому, кантовку, транспортирование металла после прокатки, резку на части, маркировку или клеймение, правку, упаковку, передачу на склад готовой продукции и др.
Рис.1
Классификация и устройство прокатных станов. Главный признак, определяющий устройство прокатного стана, — его назначение в зависимости от сортамента продукции или выполняемого технологического процесса. По сортаменту продукции прокатные станы, разделяют на заготовочные, в том числе станы для прокатки слябов и блюмов, листовые и полосовые, сортовые, в том числе балочные и проволочные, трубопрокатные и деталепрокатные (бандажи, колёса, оси и т.д.). По технологическому процессу прокатные станы делят на следующие группы: литейно-прокатные (агрегаты), обжимные (для обжатия слитков), в том числе слябинги и блюминги, реверсивные одноклетевые, тандемы, многоклетевые, непрерывные, холодной прокатки.
Размер прокатного стана, предназначенного для прокатки листов или полос, характеризуется длиной бочки валков, для заготовки или сортового металла — диаметром валков, а трубопрокатного стана — наружным диаметром прокатываемых труб.
Оборудование прокатного стана, служащее для деформации металла между вращающимися валками, называют основным, а для выполнения прочих операций — вспомогательным. Основное оборудование состоит из одной или нескольких главных линий, в каждой из которых располагается 3 вида устройств: рабочие клети (одна или несколько) — к ним относятся прокатные валки с подшипниками, станины, установочные механизмы, плитовины, проводки; электродвигатели для вращения валков; передаточные устройства от электродвигателей к прокатным валкам, состоящие большей частью из шестерённой клети, шпинделей и муфт. Между шестерённой клетью и электродвигателем часто устанавливают ещё редуктор. Если каждый валок имеет свой электродвигатель, передаточные устройства состоят лишь из шпинделей. Наибольшее распространение получили станы с горизонтальными валками: двухвалковые (дуо), трёхвалковые (трио), четырёхвалковые (кварто) и многовалковые. Для обжатия металла по боковым поверхностям используют клети с вертикальными валками, называемые эджерами. Станы, у которых вблизи горизонтальных валков расположены вертикальные, называются универсальными. Они служат для прокатки широких полос и двутавровых балок с широкими полками. В станах винтовой прокатки валки располагаются в рабочей клети косо — под углом подачи. Такие станы применяют для прокатки труб, осей, шаров и т.д.
Число и расположение рабочих клетей прокатных станов определяются его назначением, требуемым числом проходов металла между валками для получения данного профиля и заданной производительностью. По этому признаку прокатные станы подразделяются на 8 типов. К одноклетевым станам относится большинство блюмингов, слябинги, шаропрокатные станы, станы для холодной прокатки листов, ленты и труб. В случае, когда в одной рабочей клети не удаётся расположить необходимое число калибров или когда требуется высокая производительность, применяют станы с несколькими рабочими клетями. Наиболее совершенный многоклетевой стан — непрерывный, в котором металл одновременно прокатывается в нескольких клетях. Непрерывные станы служат для горячей прокатки заготовки, полос, сортового металла, проволоки, труб, а также для холодной прокатки листов, жести, ленты и др. профилей.
Скорости прокатки весьма различны и зависят главным образом от требуемой производительности прокатных станов, сортамента прокатываемой продукции и технологического процесса. У обжимных, заготовочных, толстолистовых, крупносортных станов скорость прокатки около 2—8 м/сек. Наибольшие скорости характерны для непрерывных станов: при прокатке сортового металла 10—20 м/сек; полосового 25—35 м/сек; проволоки 50—70 м/сек; при холодной прокатке жести 40 м/сек. Данные о производительности, мощности приводов и массе оборудования некоторых прокатных станов, получивших наибольшее распространение в СССР для производства горячекатаной стали, приведены в таблице.
Заготовочные станы строятся
двух типов в зависимости от исходного
материала — слитков, отлитых
в изложницах, или непрерывно-литых
заготовок. В первом случае заготовочный
стан одновременно является также обжимным
станом. Типичные представители таких
станов — слябинг, когда требуется
плоская заготовка крупных
Листовые и полосовые
станы горячей прокатки предназначены
для получения плит толщиной 50—350
мм, листов толщиной 3—50 мм и полос (сматываемых
в рулоны) толщиной 1,2—20 мм. Толстолистовые
станы обычно состоят из 1—2 клетей
дуо и кварто с длиной бочки
валков 3500—5500 мм, иногда с установленными
перед ними дополнительными клетями,
имеющими вертикальные валки для
обжатия боковых кромок. Для прокатки
полос наибольшее применение получили
широкополосовые непрерывные
Сортовые станы весьма разнообразны по своей характеристике и расположению оборудования. Основные типы: универсальные станы для прокатки широкополочных балок, состоящие обычно из 3 или 5 клетей, расположенных последовательно одна за другой, из которых 2 или 3 клети универсальные, с горизонтальными валками диаметром около 1350 мм,а 1 или 2 — дуо, с валками диаметром около 800 мм; рельсо-балочные станы ступенчатого типа из двух или нескольких линий с рабочими клетями трио и дуо и валками диаметром около 800 мм; крупносортные станы ступенчатого и полунепрерывного типа из двух или нескольких линий с рабочими клетями трио и дуо и валками диаметром около 650 мм; среднесортные станы ступенчатого типа в 2 или 3 линии, полунепрерывные и непрерывные; мелкосортные станы, большей частью непрерывные или полунепрерывные; узкополосовые станы непрерывные; проволочные станы непрерывные.
Для производства проволоки из алюминиевых и медных сплавов наиболее эффективны литейно-прокатные станы, в которых осуществляется непрерывный процесс получения проволоки из жидкого металла. Вначале происходит кристаллизация бесконечного слитка между ободом вращающегося колеса и обтягивающей его стальной лентой, а затем прокатка его на непрерывном стане. Производительность стана 5—8 т/ч.
Сортовые станы, как и
листовые, имеют разнообразное
Трубопрокатные агрегаты
состоят обычно из 3 станов. Первый стан
производит прошивку отверстия в
заготовке или слитке методом
винтовой прокатки, второй служит для
вытяжки прошитой заготовки в
трубу и третий — для калибровки
(редуцирования), т. е. уменьшения диаметра
прокатанной трубы. Конструкция
трубопрокатных агрегатов определяется
главным образом выбранным
Станы холодной прокатки стали и цветных металлов изготовляются следующих типов: листовые — для штучной прокатки; листовые широкополосовые — для рулонной прокатки; ленто-прокатные — для прокатки ленты толщиной от 1 мкм до 4 мм и шириной от 20 до 600 мм, сматываемой после прокатки в бунты или рулоны; фольгопрокатные — для прокатки полосы толщиной менее 0,1 мм; плющильные — для обжатия проволоки в узкую ленту; станы для холодной прокатки труб. При рулонной прокатке полос с обеих сторон рабочей клети устанавливаются намоточно-натяжные барабаны — моталки, которые служат для разматывания рулонов перед подачей металла в валки и сматывания при выходе из валков. Наиболее производительные листовые станы — непрерывные; они также выгоднее в отношении использования моталок и др. вспомогательного оборудования. Моталки у непрерывных станов располагаются только сзади, а спереди находятся механизмы для подачи рулонов, разматывания их и направления металла в валки первой рабочей клети.
Деталепрокатные станы работают
в основном на принципе поперечной
и винтовой прокатки и служат для
производства точных заготовок деталей
машиностроения — круглых периодических
валов, шаров, винтов, ребристых труб,
зубчатых колёс, а также инструмента
— червячных фрез, свёрл и др.
Эти станы разнообразны по конструкции
и характеризуются высокой
Оборудование прокатных станов. Конструкция основных деталей и механизмов прокатных станов, несмотря на их различное назначение и многообразие, во многих случаях одинакова. Главные элементы рабочей клети — валки прокатные, подшипниковые узлы, механизмы для установки валков, станина, шпиндели, муфты и проводки.
Подшипники прокатных валков работают при очень больших нагрузках, доходящих на некоторых станах до 30—60 Мн (3000—6000 тс) на валок. Возможные габариты их ограничиваются диаметром валков. Подшипники (качения или жидкостного трения) устанавливаются в массивных корпусах, называются подушками, которые располагаются в проёмах станины.
Станина рабочей клети
воспринимает все усилия, возникающие
при прокатке металла, и поэтому
выполняется массивной — до 60—120
т и более. Материал станины —
стальное литьё с 0,25—0,35% С. Станина
устанавливается на фундаментных стальных
плитах (плитовинах), которые прикрепляются
болтами к бетонному или
- Оборудование и приспособления для заливки литейных форм
Заливка литейных форм расплавом осуществляется с помощью разливочных ковшей, миксеров и специальными заливочными установками. При получении отливок специальными способами литья заливку форм производят с помощью раздаточных печей, пневматических и других дозаторов, автоклавов, а также магнитодинамических и вакуумных установок, обеспечивающих высокое качество получаемых отливок.
Разливочные ковши. Они представляют
собой сосуды, сделанные из листовой
стали. С внутренней стороны малые
ковши обмазывают глиной, а крупные
выкладывают огнеупорным
По размерам разливочные ковши подразделяют
на малые — вместимостью до 100 кг и крупные
— до 100 т. Транспортирование ковшей осуществляют
вручную (при вместимости до 60 кг), по монорельсам
(однорельсовым стальным балкам) и бирельсам
(двухрельсовые балки) при вместимости
до 5 т, а также мостовыми электрическими
кранами (при вместимости свыше 0,5 т). В
крупных ковшах для удобства их транспортирования
на кожухе предусмотрены цапфы, служащие
для монтажа траверс-подвесок.
По форме разливочные ковши делят на конические и барабанные (рис. 2). В конических ковшах, применяемых при получении отливок из чугуна и цветных сплавов, носик для выдачи расплава делают в верхней части ковша. В ковшах чайникового типа (рис. 3) предусматривают специальную огнеупорную перегородку, не доходящую до дна ковша, которая предупреждает попадание шлака в форму во время ее заливки расплавом.
Рис. 2. Разливочные ковши:
а — ковш-ложка, б
ручные, в — конический вместимостью 100—250
кг, г - то же, вместимостью 400—800 кг, д —
чайниковый вместимостью свыше 250 кг, е
— барабанный вместимостью 400—800 кг; 1
— ковш, 2 — стальное кольцо, 3 — цапфы,
4 — рукоятка, 5 — откидная ручка, 6 — траверса,
7 — защелка, 8 — червячный редуктор, 9 —
чайниковое устройство, 10 — корпус, 11 —
горловина, 12 — торцовые стенки
Рис. 3. Заливка формы из конического чайникового
ковша:
1 — траверса-подвеска,
2 — ковш, 3 — шлак, 4 — огнеупорная перегородка.
5 — литейная форма
Рис. 4. Винтовая подвеска конического
монорельсового ковша:
1 — ковш, 2 — траверса,
3 — обойма, 4 — серьги, 5 — грузовой винт,
6, 19 — редукторы, 7 — кнопочные пульты,
8 — рукоятки, 9 — выходной вал, 10 — эластичная
муфта, 11 — промежуточный вал, 12, 18 — электродвигатели,
13 — труба, 14 — предохранители, 15 — электротормоз,
16 — конечный выключатель, 17 — рычаг, 20
— токосъемник, 21 — электрический провод,
22 — колеса, 23 — распорки, 24 — приводная
каретка, 25 — двойной шарнир, 26, 27 — щеки
В современных конвейерных
чугунолитейных цехах широко применяют
монорельсовые ковши
Миксеры. Они представляют собой емкости для хранения литейного расплава. По конструкции миксеры походят на разливочные ковши барабанного типа с той лишь разницей, что служащие для их поворота цапфы покоятся в опорах, смонтированных в полу литейного цеха около выпускной летки вагранок, не имеющих копильников. Наличие миксера обеспечивает беспрерывное наполнение разливочных ковшей расплавом независимо от стадий плавки в вагранке. Вместимость миксеров обычно составляет 1—5 т. Чтобы предупредить остывание расплава, миксеры снабжают системами газового подогрева.
Рис. 5. Схема заливки формы сталью из стопорного
ковша:
1 — рычажный механизм,
2 — стопор, 3 — цапфа, 4 — стальной кожух,
5 — стальное съемное кольцо, 6 — футеровка,
7 — керамический стакан, 8 — литейная
форма
3. Оборудование
для нанесения износостойких и жаропрочных
покрытий. Оборудование для реализации
различных способов пайки.
Для нанесения износостойких и жаропрочных покрытий применяют наплавочные работы и металлизацию.
Наплавка - процесс, при котором
на поверхность детали наносится
слой металла требуемого состава. Наплавку
применяют при ремонте
Наплавлять можно различными способами. Основными виды наплавки определяются используемым источникам нагрева. Чаще всего для наплавки применяют различные виды электродуговой сварки. Электродуговая наплавка может быть ручной, автоматической и полуавтоматической.
Ручная дуговая наплавка металлическими электродами. Этот вид наплавки является самым простым, позволяющим направлять на детали любой формы. К механизированным способам наплавки относятся автоматическая, полуавтоматическая, электрошлаковая.
Автоматическая наплавка под флюсом. При наплавке под флюсом образуется довольно большой объем ванны жидкого флюса и металла. Во избежании стекания жидкого металла и флюса наплавленный участок должен быть расположен в нижнем положении. Крупные детали наплавляют многодуговой наплавкой, при этом один рабочий управляет одновременно несколькими аппаратами, каждый из которых обрабатывает определенный участок изделия.
Применяют многоэлектродную
наплавку, когда плавятся одновременно
несколько электродных
Электрошлаковая наплавка.
Этот вид наплавки применяют, когда
необходимо наплавить большие количество
металла, например для восстановления
изношенных деталей с помощью
электрода сложной формы. Преимуществом
электрошлаковой наплавки является
ее производительность, малая склонность
наплавленного слоя к порам и
трещинам, высокое качество поверхности
наплавки. Толщина наплавленного
слоя не менее 20мм.
Наплавка Т.В.Ч. Для наплавки применяют
индукционный нагрев Т.В.Ч. с присадочным
металлом, который предварительно наносят
на поверхность изделия в виде смеси порошков,
литого кольца или прессованного брикета,
либо расплавляют в огнеупорной воронке,
расположенной над наплавляемой деталью.
Дуговая наплавка неплавящимся электродом
(угольным или графитовым). Такую наплавку
применяют в основном для твердых зернистых
и порошковых сплавов.
Дуговая наплавка вольфрамовым
электродом в защитных газах (аргоне).
Для этого способа используют
горелки для сварки неплавящимся
электродом и литые присадочные
прутки (обычно из сплавов никеля и
кобальта). Указанным способом получают
очень малую глубины
Кроме вышеперечисленных
способов, существует еще много разновидностей
наплавки с использованием других источников
теплоты: плазменной дуги, газового пламени,
плавящегося электрода в
Металлизация заключается в нанесении металлопокрытия на поверхность изделия методом осаждения на ней жидкого пылеобразного покрывающего металла, распыляемого газовой струей.
Процесс металлизации состоит в подачи металлической проволоки к источнику нагрева. Проволока нагревается до расплавления, и жидкий металл под давлением сжатого воздуха вылетает с большой скоростью из сопла металлизатора в виде распыленных капель, которые ударяются о поверхность детали и соединяясь с ней образуют слой покрытия.
В зависимости от использования
источников теплоты различают
4. Токарные автоматы и полуавтоматы. Одношпиндерный токарно - револьверный автомат модели 1Б140.
Автоматами называют такие станки, на которых после их наладки все движения, связанные с циклом обработки детали, а также загрузка заготовки и выгрузка обработанной детали выполняются без участия рабочего. На полуавтоматах установку новой заготовки и снятие готовой детали выполняет рабочий.
Токарные автоматы и полуавтоматы
могут быть универсальные и
На токарно - револьверном автомате 1Б140
в условиях крупносерийного и массового
производства обрабатывают сложные по
форме детали с применением нескольких
последовательно или параллельно работающих
инструментов.
Характеристика станка.
Наибольший диаметр
наибольший диаметр нарезаемой резьбы: в стальных деталях М24, в деталях из латуни М32;
наибольшая длина подачи прутка за одно включение 100 мм;
наибольший ход револьверной головки 100мм;
время изготовления одной детали 10,1 - 608,3 с;
пределы частот вращения шпинделя: при левом вращении 160 - 2500 об/мин; при правом 63-1000 об/мин; наименьшее и наибольшее расстояние от торца шпинделя до револьверной головки 75-210 мм;
мощность электродвигателя 5,5 кВт; г
абаритные размеры 1900:890:1500 мм.
Принцип работы станка. Обрабатываемый пруток пропускают через направляющую трубу и закрепляют в шпинделе станка цанговым зажимом. Инструмент закрепляют в револьверной головке, поперечных и на продольном суппортом. Инструментами револьверной головки протачивают наружные поверхности, обрабатывают отверстия и нарезают резьбу, инструментами поперечных суппортов обрабатывают фассонные поверхности, подрезают торцы, снимают фаски и отрезают готовые детали, а инструментом продольного суппорта производят точение конусов и другие операции.
5. Сверлильные и расточные станки. Координатно-расточной станок модели 2А450
Координатно-расточной станок модели 2А450 предназначен для обработки отверстий точным расположением осей, размеры между которыми заданы в прямоугольной системе координат.
Наряду с расточкой на станке, при необходимости могут выполняться сверление, лёгкое (чистовое) фрезерование, разметка и проверка линейных размеров, в частности межцентровых расстояний.
Применяя поставляемые со станком поворотные столы и другие принадлежности, можно, кроме того, производить обработку отверстий, заданных в системе координат, наклонных и взаимно перпендикулярных отверстий и проточку торцовых плоскостей.
Станок пригоден как для
работ в инструментальных цехах
(обработка кондукторов и
Станок оборудован оптическими
экранными отчётными
В условиях нормальной эксплуатации станок обеспечивает точность установки межцентровых расстояний: в прямоугольной системе координат- 0,004мм.
Станок оснащён
Прежде чем приступить к установке станка,
к подключению к электросети и к работе
на нём, следует внимательно изучить соответствующие
разделы настоящего руководства.
6. Зубофрезерный полуавтомат 5М32.
Станок 5М32 предназначен для
фрезерования зубьев цилиндрических прямозубых
и косозубых колес, а также
червячных колес методом
Техническая характеристика полуавтомата 5М32.
Наибольший диаметр нарезаемых цилиндрических колес 800 мм, наибольший нарезаемый модуль 10 мм;
пределы частоты вращения фрезы 50-315 мин-1;
число частот вращения фрезы 9;
предел подач вертикальной 0,8-5,0 мм/об, радиальной 0,15-1,5 мм/об, тангенциальной 0,17- 3,1 мм/об;
габаритные размеры станка 2810X1640X2200 мм.
Класс точности станка Н.
Цикл работы станка автоматизирован: быстрый подвод инструмента к заготовке, зубонарезание, быстрый отвод инструмента в исходное положение и останов станка. Цилиндрические колеса можно обработать методом попутного (вертикальная подача снизу вверх) и встречного (вертикальная подача сверху вниз) фрезерования. При попутном фрезеровании возможно применение более высоких скоростей резания.
7. Универсальная лимбовая делительная головка УДГ-200.
Универсальная делительная
головка (рис. 6) состоит из корпуса 5, лимба
4, шпинделя 7, задней бабки 9. Деталь устанавливают
в центрах передней и задней бабок, ее
можно крепить также в патроне, который
навертывается на резьбовой конец шпинделя.
Поворот рукоятки 1 с фиксатором 2 и соответственно
заготовки на требуемый угол осуществляется
с помощью лимба 4. Лимб имеет несколько
рядов отверстий, равномерно расположенных
на концентрических окружностях. Для удобства
отсчета используют раздвижной сектор
3.
Рис. 6. Универсальная лимбовая делительная
головка.
В зависимости от вида выполняемых
работ универсальную
- непосредственное,
- простое,
- дифференциальное.
8. Станки для лучевой обработки.
Лучевые методы используются
для обработки деталей из токопроводящих
и нетокопроводящих материалов. Они
основаны на съеме материала при
воздействии на него концентрированными
лучами - энергоносителями с высокой
плотностью энергии. Эти методы не требуют
применения специального инструмента,
обеспечивающего подведение энергии
к месту обработки. Съем материала
осуществляется при преобразовании
энергии в тепло
Лучевые методы используются
для обработки деталей из токопроводящих
и нетокопроводящих материалов. Они
основаны на съеме материала при
воздействии на него концентрированными
лучами - энергоносителями с высокой
плотностью энергии. Эти методы не требуют
применения специального инструмента,
обеспечивающего подведение энергии
к месту обработки. Съем материала
осуществляется при преобразовании
энергии в тепло
В первом случае используется когерентность - свойство монохроматических световых лучей, заключающееся в постоянстве разности фаз между ними. Благодаря этому лучи могут интерферировать, т. е. при наложении друг на друга в фазе усиливаться. Когерентный световой луч, генерируемый монохроматическим оптическим квантовым генератором (лазером), направляется через оптическую систему на обрабатываемую заготовку. В зоне действия луча создается высокая температура, вызывающая расплавление материала. Светолучевую обработку применяют при изготовлении отверстий очень малых диаметров (0.03-0,50 мм) в любых материалах, а также при изготовлении фильер, мелких сит и т. п. деталей. Производительность процесса - до 60 отверстий в минуту при глубине от долей до нескольких миллиметров. Мощность источников питания составляет несколько десятков киловатт.
Электронно-лучевой метод основан на применении специального устройства - электронной пушки с электронно-оптической системой. Излучаемые катодом электроны при глубоком вакууме ускоряются в мощном электрическом поле. Будучи сфокусированными в узкий пучок, они направляются на обрабатываемую деталь - анод. Кинетическая энергия электронов, проникающих в твердое тело, преобразуется в тепловую энергию, которая и приводит к расплавлению материала.
9. Многоцелевой станок модели 2204ВМФ2 с ЧПУ