Прокатный станок для профильной трубы, принцип действия

1 Каким бывает прокатный стан для производства профильной трубы

Красивый современный стеллаж, алюминиевая стремянка, теплица в загородном хозяйстве, козырек над дверью – все это чаще всего изготавливается из металлических профилей. Они могут иметь вид прямоугольный (включая квадрат), многоугольный и овальный, не говоря уже о трубах круглого сечения. Выпускаются эти стальные и алюминиевые изделия на специальных прокатных станах. Независимо от формы поперечного среза и калибра, производство профилей может выполняться полным циклом, то есть начиная с сырья и заканчивая готовой продукцией или же только холодным обжатием обычной круглой трубы.

Технология формирования изделий из слитка или даже с предварительным литьем осуществляется на крупных промышленных линиях, где заготовка проходит несколько этапов обработки. В таком производстве бывают задействованы литейно-прокатные станы, реверсивные одноклетевые либо многоклетевые, непрерывные линии, а также станы холодной прокатки. В одном промышленном комплексе могут быть задействованы все перечисленные агрегаты или только некоторые из них. Если в начале технологического процесса не предусматривается литье, в качестве сырья используются металлические слитки.

Многие металлические конструкции не требуют особой прочности, и профили для них необязательно изготавливать с заранее заданными свойствами вроде большой степени упругости или высокого сопротивления на разрыв. В этом случае изделия из стали и алюминия достаточно будет получить путем холодной прокатки в валках из трубы круглого сечения. Подобную линию можно собрать в небольшом помещении, а для изделий небольших размеров отдельный стан легко установить в домашней мастерской на загородном участке. Главное, чтобы поблизости не было жилых помещений, поскольку шум от обработки металла обжатием довольно сильный.

2 Как работает прокатный станок для профильной трубы

Рассмотрим разные последовательности обработки заготовки до ее превращения в готовый профиль. Начнем литейно-прокатного процесса, когда сразу следом за машиной для непрерывного центробежного литья толстостенной заготовки устанавливают стан с валками, которые начинают формировать пустотелый цилиндр отливки по мере его поступления из кристаллизатора. Данная технология предусматривает использование высокой остаточной температуры изделия. Такие линии называются блюмингами, с них сходят заготовки для дальнейшей, более точной обкатки, предварительно разрезающиеся до нужных размеров механическими ножницами или пилами.

Непрерывный прокатный станок для производства профильной трубы бесшовного типа представляет собой линию из ряда агрегатов, в которую подается в качестве сырья слиток или стальной круг, размеры которого заранее внесены в чертежи. Путем использования поперечно-винтовых валков на прошивном стане в заготовке создают полость, в итоге получается промежуточный продукт – гильза. В ней формируется равномерный внутренний диаметр посредством насадки на калибровочную оправку с прерывно-периодической внешней обкаткой на фасонном стане.

Еще один способ изготовления труб – печное сваривание их из металлической ленты. Изначально скрученная в рулон, она разматывается при поступлении в производственную линию, приваривается к концу предыдущей, уже задействованной в техническом процессе и отправляется в стан через газовую печь. Там лента сворачивается в трубу, проходя 12 валков, каждая пара которых объединена с калибром. Когда кромки витков соединяются, металл, разогретый в печи до 1350 градусов, самостоятельно сваривается. Механические пилы делят готовое изделие на отрезки, которые калибруются и отправляются в очередной стан с вальцами, уминающими стенки до образования нужного профиля.

Наиболее простой вариант – холодный прокат из уже готовых труб круглого сечения. По сути, это отдельно задействованный последний этап описанного ранее технического процесса, с той лишь разницей, что в качестве сырья изначально закупаются готовые металлические трубы с кольцевой формой среза. Валки с соответствующей формой выемки устанавливаются рядами попарно, причем каждый ряд крутится в противоположном направлении. В целом такой агрегат занимает немного места, и самые маломощные модели могут быть установлены в домашней мастерской.

Для прокатного стана в первую очередь необходимо надежное основание, прикрученное к тяжелому верстаку или прямо к бетонному полу, чтобы в процессе работы механизм не сдвигался с места.

3 Валки для профильной трубы в домашней мастерской

В домашних условиях обычную алюминиевую или стальную трубу довольно сложно превратить в квадратный или многоугольный профиль, даже если у вас есть небольшая кузница. Ударами молотка невозможно получить одинаковые грани, да и дефектов будет предостаточно. Если вы профессионально занимаетесь металлоконструкциями, например, козырьками или теплицами, а то и мебелью, гораздо эффективнее – использовать станок для холодной ковки, такие продаются сегодня на 220 V. Валки там установлены один над другим и насадки меняются довольно легко, так что не будет особо сложно поставить другие ролики, с выемкой под квадрат.

Как правило, такие станки бывают только открытого типа, то есть, оси, на которых вращаются обжимочные вальцы, выходят наружу из корпуса. Соединены они с электромотором цепной передачей, реже – ременной. Как минимум один вал из пары должен двигаться в вертикальном направлении, с тем, чтобы подгонять зазор под разные калибры заготовок и обеспечивать сильный прижим в процессе протяжки. В электрических станках это регулируется специальными червячными узлами, а в механических – прижим можно обеспечить с помощью постепенно закручивающегося винта, к которому крепится платформа с верхними вальцами. Проворачивая штурвал, вы таким образом поднимаете или опускаете станину с роликами, которые самостоятельно не смогут изменить положение.

Удобнее всего использовать для вальцевания круглого профиля обычный трубогибочный станок, чертежи сборки которого в изобилии встречаются на просторах интернета. Сам по себе этот механизм для проката профильной трубы непригоден, он просто согнет в дугу заготовку. Потребуется небольшая доработка, а именно вместо одного верхнего вальца нужно будет установить два, каждый из которых составит пару одному из нижних. Для этого следует раздвинуть раму так, чтобы вертикальные стойки находились не между нижними роликами, а за ними. Если в качестве основы используются металлические пластины, достаточно просто сделать их более широкими. В остальном все будет работать так же, как в трубогибе, – штурвалом поворачиваем винт и опускаем верхние валки, нижние же, соединенные цепной передачей через зубчатые колеса, можно вращать специальной рукояткой, чтобы продвигать профиль.