Одним из направлений совершенствования рабочих линий стана является совмещение главного редуктора с шестеренной клетью и другими механизмами, что позволяет сократить производственные площади, снизить трудоемкость и себестоимость создаваемого объекта.
Разработки защищены патентами Российской Федерации.
Комбинированные редукторы главного привода сортопрокатных станов
Сортопрокатные станы предназначены для получения круглых и многогранных прутков, уголка, швеллера и других видов сортового проката. Для обеспечения всестороннего обжатия прокатываемого материала в таких станах рабочие клети с горизонтальным положением осей рабочих валков должны чередоваться с вертикальными клетями. Привод каждой горизонтальной клети стана выполняется через трехступенчатый цилиндрический редуктор вертикального типа, совмещенный с шестеренной клетью. Привод вертикальных рабочих клетей осуществляется через комбинированные коническо-цилиндрические редукторы. Последней ступенью этих редукторов являются полые шестеренные валки, внутри которых размещены соединительные шпиндели. Передаточные числа редукторов уменьшаются от клети к клети, обеспечивая увеличение скорости прокатки с учетом коэффициента вытяжки и катающего диаметра рабочих валков. Ведущие валы всех редукторов расположены на одном уровне, что позволяет разместить приводные двигатели на одной общей площадке и упростить их обслуживание.
Для перемещения вертикальной рабочей клети при настройке и перевалке ее станина должна быть снабжена винтовыми подъемниками с приводом, который обычно выполняется в виде червячных редукторов. В одной из последних конструкций в нижней части корпуса главного редуктора удалось найти зону, свободную от главных передач и разместить в ней один червячный редуктор механизма подъема. Совмещение главного и вспомогательного приводов позволило значительно упростить обслуживание всей установки, снизить себестоимость и повысить надежность привода.
Для привода горизонтальных бесстанинных клетей удалось реализовать очень компактное конструктивное решение, в котором шпиндели, приводящие в движение рабочие валки, пропущены сквозь полые шестеренные валки комбинированного редуктора, что позволяет максимально приблизить привод к рабочей клети и значительно сократить занимаемую площадь цеха.
Шестеренные клети для производства арматурного проката
Изготовление предварительно напряженного железобетона значительно упрощается, если арматурный профиль выполнен с винтовой канавкой. В процессе прокатки таких профилей вращение валков рабочей клети должно быть строго синхронизировано, что обеспечивается зацеплением двух цилиндрических зубчатых валков шестеренной клети. С другой стороны, в процессе настройки клети рабочие валки необходимо плавно проворачивать один относительно другого, обеспечивая совпадение выполненных на них калибров. Для устранения этого противоречия в конструкцию шестеренной клети включен подвижный шевронный блок, установленный на промежуточном валу. Косозубый венец входного вала введен в зацепление с венцом первого выходного вала и одним из полушевронов подвижного блока, а второй полушеврон сцеплен с зубчатым колесом, закрепленным на втором выходном валу. При осевом перемещении блока один выходной вал проворачивается относительно другого вплоть до совмещения калибров рабочих валков, и в этом положении блок фиксируется.
Привод шаропрокатного стана
Шары производятся методом горячей винтовой прокатки между двумя калиброванными валками, которые скрещиваются под небольшим углом и вращаются в одном направлении. Сложность проектирования редуктора для этих станов состоит в необходимости передать большие крутящие моменты при малом расстоянии между выходными валами. Изменение традиционной схемы расположения редуктора по отношению к рабочей клети позволило в станах последней конструкции уменьшить массу редуктора при сохранении его несущей способности с 23 до 8 тонн.
Для регулировки взаимного положения винтовых калибров рабочих валков в редуктор встроен механизм их относительного разворота. Этот механизм выполнен в виде двухопорного вала, который проходит через полый выходной вал редуктора и соединен с ним зубчатой муфтой. Втулка муфты насажена на один из концов двухопорного вала посредством шлицев. На втором конце этого вала закреплена головка универсального шпинделя, связывающего его с рабочим валком. Числа внутренних шлицев ZШ и наружных зубьев ZМ втулки некратны между собой. Это позволяет при настройке разворачивать рабочий валок относительно выходного вала редуктора с точностью до 2p/(ZШZМ) рад. Тем самым обеспечивается необходимая точность и надежность установки винтовых калибров и, в конечном счете, повышение точности прокатываемых шаров.
Привод редукционно-растяжного стана
Одним из основных требований к конструкции этого привода является возможно более тесное расположение трехвалковых рабочих клетей. Для достижения этой цели отдельные одно- или двухступенчатые передачи расположены в три ряда в едином корпусе главного редуктора. Они обеспечивают вращение 24 выходных валов с нарастанием числа оборотов по заданному закону. Первый из таких редукторов был подробно описан в статье. Дальнейшее усовершенствование конструкции этого редуктора позволило уменьшить его массу с 88 до 55 тонн.
Последним из этой серии в 2006 году был спроектирован редуктор привода 15-клетьевого стана Днепропетровского трубопрокатного завода. Его конструкция обеспечивает возможность установки с наклоном в 60° к горизонту, что требуется из технологических соображений.
Редуктор главного привода прошивного стана
Двухступенчатый шевронный редуктор ЦД-1600 предназначен для привода каждого из двух рабочих валков прошивного стана. При массе 77 тонн это один из самых крупных редукторов, изготовленных на ЭЗТМ. Но главное его достоинство состоит не в габаритах, а в технической характеристике. При его проектировании на основе накопленного ранее опыта была выполнена тщательная оптимизация параметров зацепления по контактной и изгибной равнопрочности каждой из ступеней с учетом технологических возможностей закалочного и зуборезного оборудования завода. Предложен и проверен ряд смелых конструкторских и технологических решений, таких как горячая посадка на ступицу окончательно нарезанных полушевронов с предварительным расчетом деформации зубчатых венцов после напрессовки.
Благодаря этому впервые в нашей практике удалось спроектировать и изготовить редуктор с номинальным крутящим моментом на тихоходном валу 1000 кНм. Редуктор успешно прошел промышленные испытания в составе трубопрокатного агрегата «400» Северского трубного завода.