ПРОКАТНАЯ КЛЕТЬ ДЛЯ ПРОКАТКИ ПОРОШКОВЫХ КОМПОЗИЦИЙ

Прокатная клеть относится к прокатному производству и предназначена для использования на электроугольных предприятиях при получении полуфабрикатов блоков щеток электромашин из угольнографитных, графитных и металлографитных порошковых композиций, а также на предприятиях абразивной промышленности.
Известна прокатная клеть для прокатки порошковых композиций, содержащая два прокатных валка с расположением их осей в вертикальной плоскости (Федорченко И.М., Андриевский Р.А. Основы порошковой металлургии. - Киев: АН УССР, 1963, с. 219-230, рис. 128).
Недостатком этой клети является сложность подачи порошковой композиции в валки, что снижает высоту получаемых полуфабрикатов или изделий.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является прокатная клеть для прокатки порошковых композиций, содержащая два прокатных валка с гладкой бочкой, равных диаметров, оси которых расположены в горизонтальной плоскости и бункер подачи порошковой композиции в калибр деформации (Виноградов Г.А., Семенов Ю.Н. Прокатка металлических порошков. - М.: Металлургиздат, 1960, с. 24-25, рис. 10, 12).
Недостатком данной клети являются низкие технологические возможности. Она не позволяет прокатать из заданной порошковой массы несколько заготовок ввиду отсутствия на валках элементов подпора и деления массы на отдельные заготовки, что снижает производительность. Кроме этого, в указанной клети ограничена высота прокатанных заготовок. Ограниченная высота прокатанных заготовок обусловлена неблагоприятной силовой схемой прокатки, включающей незначительное силовое гравитационное сжимающее воздействие засыпки порошка в бункере на плоскость входа его в очаг деформации, радиальное и тангенционное воздействие на порошковую смесь со стороны бочек валков, осевое сопротивление движению порошка со стороны щек бункера подачи порошка в очаг деформации и осевое гравитационное растягивающее воздействие на очаг деформации массы вышедшего из очага деформации проката. Все это приводит к отсутствию в очаге деформации в процессе прокатки сжимающих осевых напряжений.
Задачей предлагаемого решения является устранение этих недостатков, а именно расширение технологических возможностей путем прокатки нескольких заготовок за один оборот валков и увеличение высоты заготовок.
б
б
Поставленная задача решается тем, что в прокатной клети для прокатки порошковых композиций, содержащей два прокатных валка равных диаметров, оси которых расположены в горизонтальной плоскости, бункер подачи порошковой композиции, согласно предложенному решению, на бочках валков равномерно выполнены наклонные формующие выступы с углом наклона к проходящим через их вершины радиусам π/4, вершины которых расположены по радиусу Rв=R+(0,93÷0,95)bм, где Rб - радиус бочки валков, bм - минимальный зазор между бочками валков радиусом R.
Выполнение наклонных формующих выступов на бочках валков заявляемой формы и размеров позволит формовать несколько прокатанных заготовок за один оборот валков при приложении в процессе прокатки сжимающих осевых усилий со стороны этих формующих выступов, а также увеличить высоту заготовок. Это расширит технологические возможности клети.
Количество формующих выступов зависит от вида заготовок, состава порошковой композиции. Так для производства полуфабрикатов блоков щеток для электромашин из графитосодержащих композиций целесообразно изготавливать валки, на бочках которых выполнено 6 или 8 выступов.
Предлагаемая прокатная клеть проиллюстрирована на фиг. 1, 2, где на фиг. 1 схематично показан общий вид клети, на фиг. 2 - то же вид сверху.
б
б
в
Прокатная клеть содержит два валка 1 и 2, оси которых расположены в горизонтальной плоскости. На бочках валков 1, 2 выполнены наклонные формующие выступы 3. Угол наклона выступов 3 к проходящему через его вершину радиусу равен π/4. Вершины выступов 3 расположены по радиусу Rв=R+(0,93÷0,95)bм, где R - радиус бочки валков, bм - минимальный зазор между бочками валков радиусом Кб бункера подачи порошковой композиции. Клеть снабжена бункером, состоящим из двух щек 4, ограничивающих размеры прокатываемых заготовок по ширине - B, и двух перегородок 5, установленными на расстоянии друг от друга, равном зазору а между боковинами выступов 3 валков 1, 2 при их вертикальном положении на входе в калибр.
Прокатная клеть работает следующим образом.
в
На валки 1, 2 устанавливается бункер с заданным расстоянием между щеками 4 - B, определяющими ширину прокатанных заготовок, а также с заданным расстоянием между перегородками 5 - а, равным зазору между боковинами выступов 3 валков 1, 2 при их вертикальном положении на входе в калибр.
б
Порошковую композицию подают в бункер и калибр из емкости 6. После заполнения калибра порошковой композицией из полости бункера включают привод прокатной клети (на черт, не показан). Валки 1 и 2 начинают вращаться и своей гладкой поверхностью радиусом R формируют высоту заготовки. При этом формующие выступы 3, прикладывая осевые усилия к отформованному из композиции полуфабрикату, разделяют его на отдельные заготовки.
б
в
Согласно предлагаемому решению модернизирована существующая прокатная клеть с осями валков, расположенными в горизонтальной плоскости. Изготовлены прокатные валки с 8 выступами из стали 9ХС с твердостью после термообработки 54-60 НКС и размерами R=150 мм, Rв=166 мм. Скорость вращения валков 0,1 м/с, ширина рабочей части валков B=150 мм.
На указанной клети были изготовлены полуфабрикаты блоков щеток электромашин с толщиной 10 мм и с размерами сечения 150×150 мм, разделенный на 24 заготовки щеток электромашин типа K1 по национальному стандарту РФ ГОСТ 53617-2009 размерами 10×20×30 мм. В качестве порошковой композиции использовался графит по ТУ 1916-109-71-2000 с фенолформальдегидной смолой марки СФП - 011A по ТУ 6-05751768-35-94. Все полученные заготовки имели качество, соответствующее стандарту РФ ГОСТ53617-2009.
Предлагаемая прокатная клеть найдет применение в производстве заготовок и изделий из порошковых композиций для абразивной и электротехнической промышленностей.