Капитальный ремонт и модернизация вальцешлифовальных станков

7 Июня 2013

Два уровня капитального ремонта и модернизации вальцешлифовальных станков:

I-й уровень

Цель ремонта и модернизации - довести станок до современного технического уровня, а именно:

восстановление точностных параметров базовых узлов и деталей станка;
замена основных узлов на современные, модернизированные;
замена гидро- и электрооборудования на современное и др.

Как результат - станок по точностным и эксплуатационным показателям соответствует современному вальцешлифовальному полуавтомату без ЧПУ, продление ресурса станка в 2 раза при экономии средств до 50%.

Объем модернизации станка модели 3415К (3417В, 3415Е)

1. Станок будет оснащен устройством управления станком УУС (ЧПУ - NC) на базе логического командокотроллера производства фирмы «Констар», Украина (или Siemens, Германия):

1. Количество управляемых осей координат - 2:
- поперечные перемещения шлифовальной бабки - ось «X»;
- продольные перемещения каретки - ось «Z»;

2. Чистовая обработка валка в автоматическом режиме по программе ЧПУ;

3. Диагностика всех систем станка;

4. Свободное программирование цикла обработки и т.д.

Громоздкий электрический шкаф с аппаратурой и показывающими приборами, закрепленный на каретке каждого станка, будет заменен на клеммный шкаф со смонтированным на нем удобным поворотным главным пультом управления станком с необходимыми органами управления (кнопками, переключателями, задатчиками скоростей шлифования и подач, сигнальными лампами и показывающими приборами).

2. Станок будет оснащен устройством с ручным или автоматическим управлением для балансировки шлифовального круга непосредственно на станке (прикрепляется к планшайбе для установки шлифовального круга) и электронным измерительным прибором для оценки качества балансировки.

3. Редуктор перемещения каретки будет заменен на новый усовершенствованной конструкции с приводом от электродвигателя постоянного (или переменного) тока. При этом скорость быстрого перемещения каретки будет увеличена до 6000 мм/мин (вместо 2500 мм/мин до модернизации). Будет обеспечен расширенный диапазон регулируемых скоростей продольных подач - 25-6000 мм/мин (вместо 100-2500 мм/мин до модернизации).

4. Механизм поперечных подач шлифовального круга будет заменен на новый усовершенствованной конструкции. Механизм обеспечит возможность выполнения непрерывных бесступенчато-регулируемых подач шлифовального круга для обеспечения компенсации его износа при черновом шлифовании, а также периодических (при реверсе каретки) подач. Привод непрерывных подач - от электродвигателя постоянного (или переменного) тока.

5. Направляющие и масляный резервуар по всей ширине станины с обеих сторон каретки будут ограждены телескопической защитой современной конструкции ведущих европейских производителей: Hestego, Чехия, или KabelSchlepp, Германия.

6. С каждым станком будет поставляться приспособление, устанавливаемое на задней бабке, для правки шлифовального круга твердосплавным роликом, и восемь твердосплавных роликов.

7. Каждый станок будет оснащен комплектом гидродомкратов для предварительной загрузки валков и предохранения опорных люнетов от повреждения при загрузке валков мостовым краном. Комплект гидродомкратов будет оснащен гидростанцией с гидроаппаратурой.

8. В каждом станке будет изменена система подачи и очистки СОЖ. Вместо подвода СОЖ из открытого резервуара, выполненного вдоль станины каретки, насосом, закрепленным на лестнице каретки, подвод будет осуществляться резиновыми рукавами через колонну электропитания узлов каретки. Резервуар вдоль станины будет закрыт. Очистка СОЖ с помощью бака-отстойника (размеры в плане 2000x800 мм), установленного ниже уровня станины, и установки подачи и очистки СОЖ (размеры в плане - 3000x800 мм). Будет предусмотрен постоянный смыв шлама в корыте станины изделия отдельным потоком СОЖ.

9. Электрооборудование станка будет заменено новым, современным, ведущих отечественных и зарубежных производителей:

электродвигателями постоянного (или переменного) тока в комплекте с приводами отечественных или зарубежных (Siemens, Германия) производителей;
электрошкафами одностороннего обслуживания с принудительной вентиляцией и степенью защиты - IP54;
программируемым логическим контроллером «Констар», обеспечивающим управление величинами и скоростями перемещения основных исполнительных органов станка, диагностику основных систем и пр.

10. Узел «задняя бабка». Вместо ручного перемещения пиноли с упорным центром задняя бабка будет оснащена устройством электромеханического перемещения пиноли с приводом от электродвигателя. Задняя бабка будет оснащена новым жестким и дополнительно вращающимся упорными центрами с углом рабочего конуса 75 Задняя бабка будет оснащена системой централизованной принудительной смазки пиноли и продольных направляющих.

11. С каждым станком будет поставлено по два новых люнета. Один из люнетов каждого станка будет оснащен электроприводом тонких подач верхнего вкладыша (от электродвигателя постоянного тока) для обеспечения возможности управления конусностью обрабатываемой детали с рабочего места на каретке станка.

Объем капитального ремонта узлов станка

В процессе капитального ремонта все узлы и детали будут продефектованы и отремонтированы, а при необходимости заменены на новые.

Испытание станков

После капитального ремонта и модернизации каждый станок будет собран, проверена его геометрическая точность в соответствии с внутризаводским документом, называемым «акт приемки станка», после чего будут произведены испытания на холостом ходу и под нагрузкой и сдача станка заказчику.

Гарантия -12 месяцев с момента пуска станка в эксплуатацию.

II-й уровень

Цель модернизации - полная автоматизация процесса шлифования, значительное повышение производительности и качества шлифования, удобство в обслуживании за счет оснащения станка системой ЧПУ-CNC, измерительными системами контроля формы и качества валка, новыми современными узлами и комплектующими.

В результате проводимой модернизации станок приобретает новые качества:

практически полная автоматизация работы станка;
повышение производительности станка;
повышение качества и формообразующей поверхности обрабатываемых валков;
удлинение срока службы валков;
сокращение времени простоев прокатного стана и предупреждение несчастных случаев из-за повреждения валков;
предотвращение выхода валков из строя вследствие неизвестных повреждений;
документированное слежение за качеством валков;
компьютерное слежение за состоянием валка на протяжении всей его эксплуатации;
автоматическая оценка результатов контроля валков и др.

Примечание: В качестве базы для предложений выбран станок мод. 3415К.

Объем модернизации станка

1. Установка измерительного устройства: измерительная скоба производства фирмы VOLLMER, Германия.

Предназначено для измерения и контроля размеров и профиля шлифуемого валка, в том числе:

диаметра валка;
радиального биения и крутости валка в любом поперечном сечении;
формы профиля бочки валка в подпольном сечении, конусности, вогнутости, отклонения от теоретического профиля, фактического профиля и т.д.;
отклонения положения на станке оси шлифуемого валка относительно направления оси «Сдвижения каретки для выставки валка или учета фактического положения оси валка при его шлифовании.

Устройство представляет собой двухконтактную скобу, измеряющую валок в диаметральном сечении.
Губки скобы оснащены наконечниками с двумя короткоходовыми фотоимпульсными измерительными преобразователями (оси «Х3» и «Х4») для измерения профиля валка и общим длинноходовым измерительным преобразователем (ось «Х5») для измерения абсолютного диаметра валка.
Управление измерительным устройством осуществляется системой ЧПУ-CNC станка.

2. Установка устройства для контроля микротрещин и неравномерности твердости поверхности валка, являющихся основной причиной поломки валков.

Характерные дефекты поверхности валков

Предусматривается установка устройства с числовым программным управлением для контроля микротрещин и неравномерности твердости поверхности валка производства фирмы SARCLAD INTERNATIONAL LTD., Англия, мод. Rollscan 4 system или производства фирмы LISMAR, Голландия, мод. Combi.

Применение данного оборудования позволяет:

Улучшить качество проката.
Увеличить продолжительность работы валков: рабочих - до 25%;
опорных валков - до 50-100%.
На 75% снижает вероятность аварии на стане.

Устройство фирмы SARCLAD INTERNATIONAL LTD. предназначено для активного контроля за процессом чернового шлифования методом токовихревой дефектоскопии - дает команду окончания чернового шлифования валка при отсутствии микротрещин на поверхности валка.

Устройство фирмы LISMAR представляет собой комбинированную систему, способную:

измерять поверхностные напряжения и микротрещины на глубине до 3 мм методом токовихревой дефектоскопии;
проверять валки на наличие внутренних дефектов с помощью ультразвука.

Отображение контроля

Отображение результатов контроля выполняется в трехмерной плоскости. Дефекты изображаются в их положении на валке. Изображение дается в квадранте, который по оси X показывает длину, а по оси Y-окружность валка.
Каждый дефект за пределами порогового значения изображается своим цветом. Нижеуказанные дефекты изображаются:

Поверхностные - с помощью вихревых токов:

трещины и трещины разгара - красным;
чрезмерные упрочнения – светло-голубым;
магнетизм - пурпурным.

Внутренние - с помощью ультразвука:

места контактного давления по Герцу, дефекты литья, расслоения - под поверхностные - темно-синим, находящиеся глубже 100 мм - зеленым.

Поверхностные дефекты могут быть изображены на экране в виде графика. С помощью такого графика оператор получает информацию о размерах и серьезности поверхностных дефектов.
Датчик подобного устройства закрепляется на одной из губок измерительного устройства.
Все параметры каждого валка сохраняются в памяти компьютера станка. Оператору-шлифовщику в данном случае достаточно будет ввести номер валка. С помощью компьютера процесс контроля происходит автоматически для каждого валка, то есть происходит автоматическое определение положения «щупа» и автоматический анализ результата измерения. Результаты измерения анализируются системой ЧПУ станка, и происходит автоматическое шлифование в оптимальном режиме до полного удаления всех поверхностных дефектов.

3. Система числового программного управления производства фирмы Siemens, Германия, мод. Sinumerik 840, обеспечивает управление станком:

ось «Z» - продольное движение каретки шлифовальной бабки;
ось «X» - поперечное перемещение шлифовальной бабки;
ось «U» - тонкие поперечные подачи шлифовального круга (за счет качания верхнего корпуса шлифовальной бабки относительно нижнего) для профилирования валка, компенсации износа шлифовального круга и компенсации погрешности продольного перемещения;
ось «А» - вращение шлифовального круга;
ось «С» - вращение обрабатываемого валка;
ось «Р» - перемещение верхней губки управляемого люнета.

Система ЧПУ обеспечивает:

Поддержание постоянства скорости резания (линейной скорости на периферии шлифовального круга).
Свободное программирование процесса обработки любого валка непосредственно на станке с клавиатуры пульта ЧПУ-CNC.
Движение по всем осям координат от двух маховиков с фотоимпульсными датчиками.
Хранение программ обработки всех валков, шлифуемых на станке, возможность оперативной их корректировки и обработки новых программ непосредственно на станке без остановки процесса обработки валков по другим программам.
Буквенно-цифровую и графическую информацию о состоянии процесса шлифования, измерения, а также диагностику всех узлов, механизмов и аппаратуры станка и ЧПУ-CNC.
Возможность хранения данных о результатах измерения валков, а также распечатывание на принтере в буквенно-цифровом или графическом виде.
Возможность оптимизации процесса чернового шлифования по результатам фактически измеренного профиля валка.
Возможность учета погрешности продольных направляющих перед шлифованием валка по результатам предварительного шлифования.

В качестве измерительных преобразователей по всем осям координат и электрических маховиков используются фотоимпульсные круговые и линейные преобразователи.

Срок капитального ремонта и модернизации станка: 14-16 месяцев и зависит от требований и предложений заказчика.

Журнал «Главный механик», №2, 2008 г.

Возврат к списку