Методы и технологии изготовления прокатного станка своими руками

Сложно назвать отрасль промышленности, где не применяется металл и изделия из него, для производства которых активно используется прокатный стан. Металлургические предприятия сегодня предъявляют достаточно высокие требования к оборудованию. Именно поэтому современные промышленные машины, в частности прокатные станы, значительно отличаются от моделей, которые выпускались ранее.

Прокатный стан для производства профнастила

Предназначение

Металлопрокатные станки — механические установки, предназначенные для создания металлических изделий при помощи деформирования сырья в валковых приспособлениях. Оборудование позволяет изготавливать изделия различного типа:

1. Сортового проката. К ним относятся прутки и полосы разной геометрической формы, а также фасонные детали, рессорные и ромбические.
2. Профиль специального назначения. Металлические изделия в виде уголков, швеллеров, двутавров, а также комбинированные заготовки с меняющимся сечением.
3. Прокат в форме тонкого листа до 4 мм, а также толстого листа более 4 мм.
4. Трубный профиль с соединением при помощи сварки и бесшовных стыков.

Прокатные станки для профильных труб

Прокатные станки, с помощью которых можно получить профильные трубы специалисты делят на три вида.

1. Листогиб вальцовый – станок, который используется для деформирования листового проката. Чаще всего этот агрегат применяется для изготовления тонкостенных деталей. Например, отливов или желобов.
2. Станки трехвальцевые – эти устройства позволяют деформировать не только лист, но и трубы. С помощью оборудования обрабатывают и профильный прокат. Мощность этого оборудования определяется генератором прижимного усилия. Если станок работает от гидравлического привода, в таком случае он может деформировать даже тавровые направляющие.
3. Станки с четырьмя вальцами – наиболее мощный агрегат подобного типа. Такое оборудование позволяет изготовить даже кольцевой профиль. Именно такие станки применяются на промышленных предприятиях с массовым производством.

Устройство и принцип работы

Прокатный пресс состоит из трех основных частей:

1. Клеть рабочая. В конструкцию данных элементов входят прокатные валки, плиты установки, станина основания, а также проводка.
2. Двигатели электрические для передачи движения рабочим элементам.
3. Механизмы распределения и преобразования движения. Состоят из шпинделя, муфт и шестерней.

Агрегаты различаются по количеству клетей и размеров рабочих валков:

1. Станки для толстого металла имеют в конструкции до двух рабочих отсеков с валками длиной от 3 м до 5,5 м. При этом дополнительно могут быть установлены вертикальные валки, которые служат для обработки боковых кромок.
2. Широкополосное оборудование содержит до 15 клетей, валки имеют длину до 2,5 м.
3. Универсальные прокатные прессы состоят из 5 отсеков, а длина валов до 1,5 м.

В промышленности выделяют три метода обработки металлического сырья до приобретения им необходимой геометрической формы:

1. В первом случае на литейный агрегат устанавливают приспособление для проката, получают начальный контур детали до полной кристаллизации. Недостатком способа считают необходимость сохранения высокой температуры до окончания обработки, а также дополнительная точная обкатка.
2. В результате проката через печи с температурой внутри камеры до 1350 С происходит самостоятельное сваривание краев. На выходе из оборудования получают готовый трубный профиль.
3. Третий способ подразумевает изготовление деталей при температуре заготовки соответствующей окружающей среде. Для предотвращения брака, в агрегатах применяют большое количество валков, которые вращаются в противоположном направлении.

Изготовление прокатной установки своими руками

Для профильной трубы своими руками потребуется изготовить небольшой станок, который существенно отличается от промышленных установок по размерам. Это возможно сделать в повседневных условиях при наличии под станок свободного пространства.

При этом можно отметить, что самодельный станок может позволить вам изготовить детали любой сложности. При его помощи вы достаточно легко сможете сделать проволоку любого диаметра, нарезать листовой металл, что предусматривает кровельное покрытие любой крыши, а также множество иных деталей, что часто востребованы в повседневном быту.

Предварительно вам потребуется подобрать подходящие чертежи, чтобы у вас получился самодельный прокатный станок. После этого предстоит подготовить его компоненты, а именно:

• пара мощных стоек из крепкого металла;
• прут из стали, чей диаметр будет не меньше 5 см;
• верхняя плита с гайками М10;
• две шестерни соответствующего размера;
• зубчатое колесо;
• пружины и упоры;
• а также бронзовые подшипники и втулки.

После того как все компоненты у вас имеются в наличии, можно приступать к изготовлению рабочего станка, который при этом будет достаточно мобильный к перемещению:

1. При помощи болтов из стоек и металлической плиты собирается некое подобие рабочей клети.
2. К этим же стойкам монтируются два рабочих вала. Их предварительно следует выточить из ранее приготовленного стального прута. Также их необходимо закалить, чтобы получить улучшенную прочность металла.
3. Нижний вал монтируется между стоек при помощи подготовленных втулок и подшипников. Верхний вал при этом монтируется на специальные ползуны и является подвижным элементом станка. Движение вверх ползунов ограничивается упорами.
4. Непрерывное сжатие двух отдельных валов обеспечивается за счет пружины, что удерживает их в постоянном напряжении. Она крепится одновременно к плите, основаниям и непосредственно подвижному верхнему валу.

Важно: для обеспечения работы такого станка необходимо синхронное вращение рабочих валов. Решить эту задачу вы можете при помощи зубчатой передачи, что передает вращающий момент шестерне, которая установлена на нижний вал. Таким образом, при помощи рукояти можно запустить в работу устройство.

Сделанная таким образом установка имеет ручной привод. Для ее работы требуется непрерывное вращение. Если ручной механизм остановится, то соответственно и валы перестанут свое вращение. Таким образом, получается универсальное устройство, на котором можно менять компоненты и тем самым изменять профильную пригодность станка.

Технические характеристики

Прокатные станки имеют характеристики, которые отличают их от аналогов:

• вид изготавливаемого профиля на определенной установке может быть трубный, сортовой, а также тонко- и толстолистовой;
• диапазон толщины металла, предназначенного для проката— от 0,4 мм до 200 мм;
• необходимое сырье для проката;
• показатель производительности, от данного фактора зависит выбор станка перед покупкой, а также подготовка сырья;
• количество рабочих клеток с валками для необходимого профиля;
• диаметр рабочих валов для проката, а также их полезная длина;
• номинальное напряжение — 220 В/ 380 В;
• показатель мощности применяемого электродвигателя — от 2,2 кВт и выше;
• размеры установки в сборе;
• полная масса всего оборудования в комплексе;
• наличие реверсирования в прокатном стане.

Станок прокатный

Плюсы самодельного устройства

В конечном счете все, что вам потребуется для изготовления такого универсального устройства, можно купить по небольшой стоимости в любом строительном магазине либо подобрать нужные компоненты из старых давно забытых вещей, а также подобрать чертежи. В любом случае цена такого станка очень быстро себя окупит, так как изготовить на нем можно детали любой сложности с минимальными затратами на расходный материал.

Важно: аренда прокатного станка обойдется в круглую сумму, из-за чего вы можете размещать объявления и неплохо зарабатывать на своем устройстве.

Сделанная работа достаточно быстро окупается, так как вы можете изготавливать любые детали. Вот лишь небольшой их список:

• профтрубы;
• металлические направляющие для профиля под гипсокартон;
• покрытия для фальцевой кровли;
• элементы для металлосайдинга;
• металлические листы квадратной и прямоугольной формы;
• дополнительные крепления для сайдинга;
• провод для электрической проводки.

Все эти самоделки пригодятся вам при строительстве нового дома или его ремонте. Как показывает практика, листогибочные самодельные станки крайне востребованы, так как их схема не требует сложного изготовления, но при этом позволяет изготавливать массу полезных и нужных деталей.

Видео: прокатный станок своими руками.

Разновидности

По количеству расположенных в рабочей клети валков и их размещению станки проката делятся на такие типы:

• двухвалковые — в конструкции имеют парные механизмы для прессования, которые могут вращаться в разные стороны;
• трехвалковые — содержат по три вала в каждой клети;
• четырехвалковые — состоят из двух пар рабочих деталей;
• многовалковые — имеют в конструкции от 4 и более валков, а в универсальных их используют в вертикальном положении, иногда их устанавливают в промежутках между горизонтальными;
• валки, смонтированные под углом к поверхности металлической заготовки.

Прокатные прессы различают по расположению клетей:

• оборудование с расположением рабочих механизмов в одну линию называют линейными;
• в ступенчатых установках клети устанавливают в несколько линий параллельно основному потоку;
• оборудование для непрерывного и полунепрерывного проката, с помощью таких станков в промышленности добиваются высокой производительности.

В зависимости от типа продукции, которую выпускают в процессе прессования заготовок установки делятся на такие разновидности:

1. Обжимное оборудование. Позволяют изготавливать слитки из стали весом до 25 тонн. Из рабочих клетей выходит деталь квадратного или прямоугольного сечения.
2. Станки непрерывного прессования для заготовительного материала. В результате эксплуатации таких механизмов дорабатывают плиты из стали в специальный профиль и листы.
3. Рельсобалочные прокатывают блюмы в рельсы, швеллера и балки больших размеров. В промышленности применяют станы ступенчатого и последовательного вида.
4. Сортовые станки используют для производства металлических деталей разного сорта.
5. В процессе изготовления проволоки в цехе устанавливают проволочные станы, они делятся на ступенчатые, полунепрерывные и непрерывные.
6. При помощи листопрокатного станка обрабатываются слябы. Применяются толстолистовые, широкополосовые, а также с моталками.
7. Трубопрокатное оборудование производит бесшовные и сварные трубы. В процессе проката применяют два уровня обработки. Первоначально из круглого бруска производят пустотелую гильзу, далее из нее изготавливают трубу необходимого диаметра.

Прокатный стан

Машина для обработки давлением металла и др. материалов между вращающимися валками, т. е. для осуществления процесса прокатки, в более широком значении — автоматическая система или линия машин (агрегат), выполняющая не только прокатку, но и вспомогательные операции:

• транспортирование исходной заготовки со склада к нагревательным печам и к валкам стана,
• передачу прокатываемого материала от одного калибра к другому,
• кантовку,
• транспортирование металла после прокатки,
• резку на части,
• маркировку или клеймение,
• правку,
• упаковку,
• передачу на склад готовой продукции и др.

Классификация и устройство прокатных станов

Главный признак, определяющий устройство — его назначение в зависимости от сортамента продукции или выполняемого технологического процесса.

По сортаменту продукции станы разделяют на:

• заготовочные, в том числе станы для прокатки слябов и блюмов,
• листовые и полосовые,
• сортовые, в том числе балочные и проволочные,
• трубопрокатные
• деталепрокатные (бандажи, колёса, оси и т.д.).

По технологическому процессу делят на следующие группы:

• литейно-прокатные (агрегаты),
• обжимные (для обжатия слитков), в том числе слябинги и блюминги,
• реверсивные одноклетевые,
• тандемы,
• многоклетевые,
• непрерывные,
• холодной прокатки.

Основное оборудование прокатного стана

Размер прокатного стана, предназначенного для прокатки листов или полос, характеризуется длиной бочки валков, для заготовки или сортового металла — диаметром валков, а трубопрокатного стана — наружным диаметром прокатываемых труб.

Оборудование стана, служащее для деформации металла между вращающимися валками, называют основным, а для выполнения прочих операций — вспомогательным.

Основное оборудование состоит из одной или нескольких главных линий, в каждой из которых располагается 3 вида устройств :

• рабочие клети (одна или несколько) — к ним относятся прокатные валки с подшипниками, станины, установочные механизмы, плитовины, проводки;
• электродвигатели для вращения валков; передаточные устройства от электродвигателей к прокатным валкам, состоящие большей частью из шестерённой клети, шпинделей и муфт.

Между шестерённой клетью и электродвигателем часто устанавливают ещё редуктор. Если каждый валок имеет свой электродвигатель, передаточные устройства состоят лишь из шпинделей. Наибольшее распространение получили станы с горизонтальными валками:

• двухвалковые (дуо),
• трёхвалковые (трио),
• четырёхвалковые (кварто),
• многовалковые.

Для обжатия металла по боковым поверхностям используют клети с вертикальными валками, называемые эджерами. Станы, у которых вблизи горизонтальных валков расположены вертикальные, называются универсальными.

Они служат для прокатки широких полос и двутавровых балок с широкими полками. В станах винтовой прокатки валки располагаются в рабочей клети косо — под углом подачи. Такие станы применяют для прокатки труб, осей, шаров и т.д.

Число и расположение рабочих клетей определяются его назначением, требуемым числом проходов металла между валками для получения данного профиля и заданной производительностью. По этому признаку станы подразделяются на 8 типов.

К одноклетевым станам относится большинство блюмингов, слябинги, шаропрокатные станы, станы для холодной прокатки листов, ленты и труб.

В случае, когда в одной рабочей клети не удаётся расположить необходимое число калибров или когда требуется высокая производительность, применяют станы с несколькими рабочими клетями. Наиболее совершенный многоклетевой стан — непрерывный, в котором металл одновременно прокатывается в нескольких клетях .

Непрерывные станы служат для горячей прокатки заготовки, полос, сортового металла, проволоки, труб, а также для холодной прокатки листов, жести, ленты и др. профилей.

Скорости прокатки весьма различны и зависят главным образом от требуемой производительности, сортамента прокатываемой продукции и технологического процесса. У обжимных, заготовочных, толстолистовых, крупносортных станов скорость прокатки около 2—8 м/сек.

Наибольшие скорости характерны для непрерывных станов:

• при прокатке сортового металла 10—20 м/сек;
• полосового 25—35 м/сек;
• проволоки 50—70 м/сек;
• при холодной прокатке жести 40 м/сек.

Данные о производительности, мощности приводов и массе оборудования некоторых прокатных станов, получивших наибольшее распространение в СССР для производства горячекатаной стали.

Принцип выбора

При покупке оборудования обращают внимание на следующее:

1. Производительность выпуска готовой продукции, автоматизация процесса, надежность и качество профиля.
2. Применение дополнительных установок, для обеспечения автоматического проката.

Преимущества и недостатки

К достоинствам метода проката относят:

• повышенную производительность;
• широкий ассортимент готовой продукции;
• использование программного управления для автоматизации процесса.

Среди отрицательных показателей стоит отметить:

1. Использование прокатных станков требует затрат на сырье и электроэнергию, а также обслуживание оборудования.
2. После проката необходима дополнительная обработка.
3. Для прессования заготовки следует разогревать.

Повышенная производительность

Производители и цена

На металлургических предприятиях применяют оборудование от зарубежных и отечественных производителей. Российские компании стараются не уступать иностранным конкурентам. Цена прокатных станов зависит от изготовителя. Стоимость начинается от нескольких тысяч и доходит до 5–6 миллионов рублей. На цену также влияют производительность, тип готового профиля, а также количество клетей и валков.

Для чего необходимо это оборудование

Потребность в таком прочном и надежном материале как металл постоянно растет, что приводит к необходимости открытия новых металлургических предприятий и модернизации уже работающих. Список отраслей промышленности, в которых без применения металла просто не обойтись, можно продолжать до бесконечности. Это машиностроение, автомобиле- и судостроение, строительная сфера и многие другие.

Для того чтобы металлическая руда превратилась в металлопрокат определенной марки, необходимо выполнить массу основных и вспомогательных операций, для каждой из которых используется специальное оборудование. Одним из основных типов металлургического оборудования, на котором в результате пластической деформации из раскаленной заготовки получается лист металла, является прокатный стан. Именно на нем производится основной объем работ, выполнением которых занимаются металлургические предприятия.

Эксплуатация

Для обеспечения безопасной эксплуатации оборудования необходимо:

• устанавливать автоматическую систему контроля за процессом проката;
• перед запуском проверять исправность установки;
• движущиеся части и механизмы следует ограждать;
• проводить обслуживание подшипниковых соединений и роликов;
• зоны подверженные действию высоких температур снабжать дополнительной вентиляцией.

Соблюдение требований безопасности при эксплуатации оборудования предупредит возможные травмы и несчастные случаи. В результате проката на исправных станках потребитель получает материал высокого качества.

Где можно купить прокатный станок

Познакомиться с производителями прокатного оборудования для дальнейшего сотрудничества можно на специализированных мероприятиях (выставках, ярмарках). Купить прокатные станки можно у компаний-поставщиков и в интернете.

Среди наиболее известных сайтов, предлагающих подобное оборудование, специалисты отмечают следующие торговые площадки:

• prostanki.com. На сайте можно найти предложения по продаже прокатных станков разной мощности начиная с ручных и заканчивая мощным промышленным оборудованием;
• kovkapro.com. На этом ресурсе можно заказать прокатное оборудование для небольших предприятий и частного пользования;
• pulscen.ru. Данный сайт предлагает широкий ассортимент прокатных станков. На сайте можно выбрать оборудование для оснащения большого завода или маленькой фабрики.