Кольцепрокатный стан

Схема производства металлических колец близка к технологии производства колёс. Для прокатки колец используются литые, кованые или катаные заготовки, которые при необходимости предварительно подвергают обточке наружной поверхности. Нагретые заготовки проходят технологические стадии осадки, прошивки сквозного отверстия, иногда дополнительной штамповки, а затем их прокатывают с оправкой на кольцепрокатном поперечно-винтовом стане с одной или двумя клетями. В отдельных случаях операция раскатки колец в является чистовой и проводится в холодном состоянии с целью получения колец повышенной точности и улучшенного качества поверхности^[2][3].

В 1950-е гг. ВНИИМЕТМАШ разработал два способа изготовления колец — прокатку профильной трубы на длинной плавающей оправке и прокатку штучных заготовок на короткой удерживаемой оправке^[4].

Первый способ был реализован на трубопрокатных агрегатах, причём трубы наружным диаметром 60—70 мм, внутренним диаметром 30—40 мм и длиной до 3 м состояли из отдельных втулок, соединённых тонкими перемычками. Этот способ был впоследствии внедрён на Харьковском велосипедном и Саранском механическом заводах в 1959 и 1977 гг. Второй способ нашёл своё применение в виде кольцепрокатного стана 60—105 для производства внутренних колец конических роликоподшипников, который в 1963 г. был введён в эксплуатацию на Государственном подшипниковом заводе № 1 (ГПЗ-1)^[4].

По своей конструкции кольцепрокатный стан в значительной степени идентичен колёсопрокатному стану, в его состав входят наружный (приводной) и внутренний (неприводной) главные валки, а также центрирующие ролики для стабилизации заготовки при прокатке и придания кольцу правильной формы. Различие колёсопрокатного и кольцепрокатного станов заключается в наличии у последнего дополнительного внутреннего неприводного валка (дорна), который опускается при задаче в стан заготовки кольца и регулируется в горизонтальном направлении.

При прокатке небольших колец используют роторную схему с несколькими внутренними валками (оправками) на поворотном сто­ле. Для прокатки колец среднего размера (диаметром до 500 мм) и большого размера (диаметром до 6000 мм) наиболее распространена конструкция с приводными или холостыми коническими торцевыми валками, обжимающими кольцо по высоте^[2][3]. Контроль изменения профиля кольца во время прокатки может быть реализован с помощью лазерной измерительной системы, что позволяет также осваивать прокатку колец новых профилеразмеров^[5].

В 1997 г. ВНИИМЕТМАШ и Электростальский завод тяжёлого машиностроения (ЭЗТМ) разработали и поставили фирме Timken (США) кольцепрокатный агрегат для производства кольцевых заготовок диаметром 55—112 мм. На этом стане были установлены дополнительные механизмы и холодильник для гильз, изготовленных на прошивном стане. Такая технологическая схема позволяет получать на раскатном стане штучные профильные заготовки, пользующиеся большим спросом^[4].

В настоящее время в России несколько металлургических предприятий имеют в своём составе кольцепрокатные станы.

Лидером кольцепрокатного производства в России является компания «Русполимет» в Кулебаках (Нижегородская обл.). На этом заводе в середине 1980-х гг. был введён в эксплуатацию самый современный на тот момент в мире кольцепрокатный цех для экономичного изготовления колец роторных и тяжело нагруженных статорных деталей. В 2010 г. на этом же заводе был запущен самый мощный в России кольцепрокатный стан производства фирмы «SMS Meer» (Германия) для выпуска колец диаметром до 6000 мм и высотой 1200 мм из углеродистых, легированных, жаропрочных и жаростойких сталей и сплавов, а также из алюминиевых, магниевых, титановых, медных и никелевых сплавов. Здесь же работают ещё пять кольцепрокатных станов: два из них конструкции фирмы «Banning» для прокатки колец диаметром 1500—2500 мм и высотой 200—350 мм и ещё три для прокатки колец диаметром 450—2000 мм и высотой 70—260 мм^[6].

Кольцепрокатные станы работают также на заводах ЕВРАЗ НТМК (выпуск колец диаметром 80—180 и 1700—2000 мм) и «Уральская кузница» в Чебаркуле (Челябинская обл.), а также на ЭЗТМ.

Из других стран бывшего СССР производство колец диаметром 700—2000 мм имелось на Нижнеднепровском трубопрокатном заводе.