Главная Трубопроводы Заготовки История Производство фланцевых заготовок полвека назад

Производство фланцевых заготовок полвека назад

Механизм вращения пода печи, нагревающей заготовки перед штамповкой

Механизм вращения пода печи, нагревающей заготовки перед штамповкой

Историческая справка о технологии производства заготовок деталей трубопроводов (фланцев, колец и заглушек) на заготовительном участке кузнечного цеха методом горячей штамповки.

Дата публикации: 13 января 2011

Автор: Дроздов М.В., ООО «Инженерный Союз»

Введение

Мы, жители XXI века, уже привыкли к скоростям прогресса, новым научным открытиям и производственным достижениям. Но, как известно, все новое – хорошо забытое старое. Поэтому история развития производства вызывает интерес, и это не просто любопытство, а, прежде всего, научный анализ инженерной мысли, отыскивающей наиболее оптимальный способ производства. В этой статье мы рассмотрим проект линии производства фланцевых заготовок, колец и заглушек, оставшийся нам от инженеров «старой хрущёвской закалки» из Научно-исследовательского института технологии машиностроения ЛСНХ. Производственные мощности, основанные на этом проекте, были введены в эксплуатацию в 1961 году.

Конечно, уже и в середине XX века хорошо понимали выгодность автоматизации производства, учитывали снижение себестоимости изделия при увеличении числа заготовок в партии. Для соединения трубопроводов и тогда с успехом применялись фланцы.

Фланцы забытых стандартов

Рассматриваемая линия рассчитана на производство фланцев по ГОСТ 1537-63, ГОСТ 4438-48, ГОСТ 1272-54, ГОСТ 4440-48, ГОСТ, 4439-48, ГОСТ 4441-48, ГОСТ 6973-59:

  1. ГОСТ   1537—63   «Фланцы   судовых   трубопроводов. Фланцы трубные стальные плоские приварные».
  2. ГОСТ   4438—48   «Фланцы   судовых   трубопроводов. Фланцы   трубные  свободные   на   приварном   встык стальном бурте. Размеры и технические требования».
  3. ГОСТ 1272—54 «Фланцы стальные свободные на отбортованной трубе».
  4. ГОСТ 4440—48 «Фланцы судовых трубопроводов. Фланцы трубные свободные на приварном латун­ном  кольце. Размеры и технические требования».
  5. ГОСТ 4439—48 «Фланцы судовых трубопроводов.
  6. Фланцы трубные свободные на приварном сталь­ном кольце. Размеры и технические требования».
  7. ГОСТ   4441—48   «Фланцы   судовых   трубопроводов. Фланцы трубные свободные на отбортованной медной трубе. Размеры и технические требования».
  8. ГОСТ 6973—59 «Заглушки фланцевые плоские сталь­ные на Ру до 200 кгс/см2».

Технология получения заготовок

Заготовки фланцев, колец и заглушек для поточной линии изготовляют на специальном участке — заготовительном. Тех­нологический процесс получения заготовок включает следую­щие основные операции:

  1. разрезание листов на заготовки;
  2. нагрев листовых заготовок в печи;
  3. штамповку под прессом;
  4. правку.

Разрезание листов на заготовки

Стальные листы разрезают гильотинными ножницами на квадратные заготовки требуемых размеров. С целью экономии металла для заготовок часто используют отходы судострои­тельного производства.

Схема расположения оборудования на заготовительном участке. Производство заготовок для фланцев, заглушек, колец.

Рис. 1. Схема расположения
оборудования
на заготовительном участке.

Нагрев заготовок в печи

Листовые заготовки в контейнерах поступают на заготови­тельный участок (рис. 1) и с помощью механизма загрузки и выгрузки 3 поочередно загружаются в печь 2 с вращающимся подом. Одновременно из печи выгружается уже нагретая до температуры 900°С заготовка и скатывается по наклонному рольгангу 4 к кривошипному двухстоечному прессу 5 (пресс модели К372Г с номинальным усилием 160 т).

Штамповка заготовок под прессом

На столе пресса установлены рядом два штампа: в первом вырубается наружный, а во втором — внутренний диаметр за­готовки. Применяются также совмещенные штампы, на которых оба диаметра вырубаются за один ход ползуна пресса. Штампы состоят из блоков, в которых крепятся сменные пакеты, имею­щие пуансон, матрицу и направляющие.

С целью уменьшения количества штампов все сто пятна­дцать типоразмеров фланцев и колец, независимо от их типа, объединены по размерам наружного и внутреннего диаметров в двадцать четыре группы. Штампы хранятся на ступенчатом стеллаже 1, с которого тельфером подаются на стол пресса.

Правка заготовок молотом

Вырубленные на прессе заготовки деталей по наклонному желобу 6 скатываются к пневматическому ковочному молоту 7, масса падающих частей которого составляет 750 кг. С помощью молота осуществляется правка заготовок после штамповки.

Отходы, полученные от вырубки внутреннего диаметра деталей, как правило, используются для штамповки заготовок меньших размеров.

Способ изготовления заготовок методом горячей штамповки с нагревом в печи с вращающимся подом и механизированной загрузкой и выгрузкой является более экономичным, чем вырезка заготовок на газо-резательных полуавтоматах. Заготовки, получаемые горячей штамповкой, не имеют наплывов и других дефектов поверхности В отличие от заготовок, получаемых с помощью газовой резки. Это дает возможность оставлять минимальные припуски и применять, благодаря отсутствию ударных и неравномерных нагрузок, более высокие режимы резания при механической обработке.

Наиболее экономичным способом изготовления заготовок является холодная штамповка их из листа. Этот способ позволяет устранить затраты труда и средств на нагрев заготовок, уменьшить расход металла и улучшить условия труда.

Нагревательная печь с вращающимся подом

Нагрев листовых заготовок для штамповки производится в нагревательной печи с вращающимся подом (рис. 2), работающей на газовом топливе.

Рис. 2. Нагревательная печь с вращающимся подом.

Рис. 2. Нагревательная печь
с вращающимся подом.

Внутреннее пространство 5 печи с целью уменьшения факела пламени, выбивающегося через загрузочное окно, разделено на две камеры: подогревательную и догревательную. В первой камере заготовки фланцев нагреваются до температуры 650° С, а во второй — до 900° С. В подогревательной камере расположено загрузочное окно, закрываемое заслонкой 3 с водяным охлаждением.

Загрузка заготовок в печь и выгрузка их производится специальным механизмом 2 с автоматическим управлением.

Заготовки для нагрева укладываются на кольцевой части пода. В середине пода имеется выступающая кладка, препятствующая проходу продуктов горения из одной камеры в дру­гую в средней части печи. Край каркаса, в котором выполнена кладка пода, находится в кольцевой ванне, заполненной водой. Создаваемый таким образом водяной затвор предотвращает выход горячих газов из печи.

Газовое топливо подается в печь двумя горелками низкого давления производительностью до 36 м3/час при давлении газа 240 мм вод. ст. Для подачи воздуха к горелкам предназначены два вентилятора высокого давления производительностью 12000 м3/час и полным напором 500 мм вод. ст. Давление воздуха перед горелками 210 мм вод. ст.

Продукты горения отводятся в дымовую трубу.

В целях использования тепла уходящих газов и улучшения процесса  горения газового топлива над печью установлен радиационно-конвективный рекуператор 4. Он состоит из двух основных секций: в первой тепло нагреваемому воздуху передается главным образом путем радиации, во второй — конвекцией. Перед конвективной секцией находится защитная, состоящая из одного ряда труб, съем и замена которых возможны без разборки кладки рекуператора. Температура подогрева воздуха в рекуператоре 450° С.

Механизм вращения пода печи

Рис. 3. Механизм вращения пода печи на производстве фланцевых заготовок.

Рис. 3. Механизм вращения пода печи.

Под течи вращается механизмом 1, состоящим из электродвигателя 1 (рис. 3) мощностью 2,8 кВт, редуктора 2 типа РМ-250, конического редуктора 3, шестерни 4 и зубчатого колеса 6, закрепленного на поде печи и опирающегося на четыре конических ролика 5.

Механизм загрузки и выгрузки заготовок

Загрузка листовых заготовок в печь и выгрузка их механизированы. Механизм (рис. 4 ) приводится в действие электродвигателем 16 мощностью 1 кВт, от которого вращение через червячный редуктор 17 типа РНЧ-80А и приводную шестерню передается зубчатому колесу 15. На зубчатом колесе закреплен кривошип с пальцем 1, входящим в шатун 12, соединенный осью с рычагом 10.

Рис. 4. Механизм загрузки и выгрузки листовых заготовок. Поточное производство штампованых заготовок фланцев, заглушек, колец.

Рис. 4. Механизм загрузки и выгрузки листовых заготовок.

Нижний конец рычага через звено 4 шарнирно связан с каркасом механизма 5, а верхний — с кареткой 6, двигающейся по направляющим 8. На конце каретки установлены на осях два выталкивателя 3.

При вращении зубчатого колеса каретка с помощью шатуна и рычага перемещается влево и входит в загрузочное окно печи. При движении каретки влево выталкиватели соприкасаются с лежащими на поде печи, нагретыми заготовками и откидываются, поворачиваясь против часовой стрелки. После прохождения каретки над заготовками стальных фланцев или заглушек фланцевых выталкиватели возвращаются в первоначальное положение и при движении каретки вправо захватывают и выгружают из печи нагретую заготовку, которая с подового листа 7 попадает на наклонный рольганг и скатывается по нему к прессу. В это же время последняя из заготовок, уложенных на каретке, упирается в толкатель 9, в результате чего заготовки при движении каретки вправо остаются на месте и крайняя из них сталкивается на под печи. Таким образом, одновременно с выгрузкой нагретой заготовки происходит загрузка в печь одной из заготовок, размещенных на каретке.

При дальнейшем движении каретки вправо ролик 2 наезжает на ограничитель 11 и толкатель 9 вместе со штангами 13, поворачиваясь вокруг оси 14, приподнимается и проходит над уложенными на каретке заготовками. Очередная заготовка укладывается на каретку в тот момент, когда последняя находится в крайнем правом положении.

Работа механизма вращения пода печи и механизма за­грузки и выгрузки заготовок сблокирована, что автоматизирует весь цикл загрузки, нагрева и выгрузки заготовок. При враще­нии пода печи один из выдвигающихся на нем упоров нажимает на конечный выключатель и под останавливается. После 15—30-секундной выдержки, обеспечиваемой имеющимся в электросхеме печи реле времени, включается загрузочный механизм и происходит выгрузка нагретой и загрузка подлежащей нагреву заготовок. При возвращении каретки этого механизма в первоначальное положение вновь начинает действовать механизм вращения пода и выключается механизм загрузки и выгрузки. В зависимости от размеров нагреваемых заготовок на поде печи могут выдвигаться 10, 12, 16 или 20 упоров, управляющих работой механизмов печи.

Заключение

Таким образом, и полвека назад инженерные решения в области производства деталей трубопроводов находились на достаточно высоком уровне. Однако, многие российские заводы используют и до сих пор разработки того времени, ведь, к сожалению, у некоторых арматуростроительных предприятий нет финансовых возможностей для инвестиций в новое, современное производство. Но, к счастью, инженеры тех времён трудились на славу.

Список литературы

  1. Кучер И. М., Кучер А. М. Модернизация и автоматизация станков.. – М. : Машгиз, 1958.
  2. Митрофанов С. П. Научные основы групповой технологии.. – Л. : Лениздат, 1959.

Получив доступ к данной странице, Вы автоматически принимаете Пользовательское соглашение.