Моталки - это машины для сматывания полос, лент и штрипсов в рулоны, а мелкого сорта и проволоки - в бунты.

По назначению и конструкциям известны моталки следующих типов:

1. Ролико-барабанные моталки для смотки горячекатаных полос с небольшим натяжением или без натяжения. Устанавливаются после непрерывных и полунепрерывных широкополосных станов. Являются весьма ответственными и громоздкими машинами, поскольку приходится сматывать полосы в рулоны массой до 50т со скоростью до 25м/с;

2. Моталки с намоточно-натяжными барабанами для смотки холоднокатаных полос со значительным натяжением. Применяются при холодной прокатке, где для уменьшения удельного усилия прокатки процесс ведется с натяжением, достигающим 20% от силы прокатки. Устанавливаются перед и за реверсивными станами ХПЛ и за нереверсивными одноклетьевыми и непрерывными станами ХПЛ.

3. Моталки-свертыватели для горячекатаных полос и штрипсов. Образуют рулон не наматыванием на барабан, а свертыванием полосы между роликами, что позволяет задавать ее в свертыватель на полной скорости. Их недостатком является невозможность получения рулонов с плотным прилеганием витков.

4. Мелкосортные и проволочные моталки. Применяются для сматывания в бунты катанки диаметром 6÷10мм и круглой стали диаметром 10÷25мм, а также мелких профилей квадратного сечения. Устанав-

ливаются за последними клетями мелкосортных и проволочных станов.

Разматыватели предназначены для приема и центрирования рулона, отгибания его переднего конца, обеспечения процесса разматывания с небольшим натяжением. Применяются на станах ХПЛ, агрегатах резки, отжига, травления и т.п.

Ролико-барабанные моталки

К конструкциям ролико-барабанных моталок (РБМ) предъявляются следующие требования:

1. Плотная, без телескопичности намотка витков, для чего сматывание необходимо вести с натяжением. При неплотной намотке происходит окисление поверхности внутренних витков и образование окалины. Кроме того из-за неравномерности охлаждения витков ухудшается структура металла. Телескопичность приводит к повреждению кромок полосы при транспортировке;

2. При захвате полосы моталкой и ее сматывании на отводящем рольганге стана не должны образовываться петли или складки на полосе;

3. Жесткость и износостойкость конструкции, способной длительное время непрерывно работать при температурах 500÷700⁰С, при наличии окалины, пара и динамических нагрузок;

4. Ремонтопригодность (возможность осуществления ремонтов за минимальное время);

5. Приемно-передающие устройства РБМ не должны повреждать рулоны.

Различают РБМ напольного и подпольного типов. На НШС пос-

ледний используется чаще. Применяются следующие схемы подполь-

ных моталок (рис. 20.1): восьми-, четырех- и двухроликовые.

             а)                             б)                              в)

Рисунок 20.1 – Схемы подпольных РБМ

При движении по отводящему рольгангу полоса имеет передний конец отогнутым вверх. Для улучшения его захвата подающими роликами 1 моталки верхний ролик делают большего диаметра и ось его смещают несколько вперед. Благодаря этому полоса загибается вниз и попадает в зазор между формующими роликами 2 и барабаном 3. Полоса направляется вокруг барабана посредством проводок 4. Количество формующих роликов зависит от способа сматывания.

Существует два способа сматывания:

1. Барабаном моталки, создающим натяжение (без прижима к полосе формующих роликов);

2. Формующими роликами, плотно прижатыми к полосе на барабане, но без натяжения полосы барабаном.

При сматывании относительно тонких полос (1÷4мм) после образования 2-3 первых витков формующие ролики отводятся от рулона и сматывание производится барабаном моталки. В этом случае достаточно двух формующих роликов (рис.20.1в).

Сматывание более толстых полос (5÷16мм) также можно осуществлять первым способом, но при этом требуется большая мощность двигателя барабана моталки. Поэтому сматывание осуществляют вторым способом, для чего моталка оснащается 4 или 8 формующими роликами (рис.20.1 а,б). После захвата переднего конца полосы барабаном формующие ролики остаются прижатыми к к полосе и сматывают ее в рулон с натяжением.

Для исключения проскальзывания роликов по полосе, что приводит к появлению рисок, формующие ролики оснащаются индивидуальными электроприводами.

На НШС целесообразно устанавливать две группы моталок: для сматывания тонких и более толстых полос, причем последние располагаются на 30÷50м далее первых для охлаждения более толстых полос перед смоткой.

Свертыватели близки по конструкции к РБМ и отличаются от них отсутствием барабана.

 20.3 Моталки с намоточно-натяжными барабанами

Осуществляют смотку с большим натяжением посредством барабанов с мощным электроприводом. Поскольку окружная скорость моталки должна оставаться неизменной (равной скорости прокатки) при изменяющемся диаметре рулона, то требуется весьма точное изменение частоты вращения барабана, что предъявляет высокие требования к системе управления двигателем моталки. Но наиболее сложным и ответственным узлом этих машин является сам барабан. Т.к. плотно намотанный рулон после прокатки снимается с барабана, то он должен иметь крепление консольного типа. Однако большая масса рулона и значительная величина натяжения требуют двухопорной конструкции. Поэтому применяют т.н. отводную опору: она подводится к свободному концу вала моталки перед смоткой полосы и отводится в сторону перед снятием рулона с барабана.

Для снятия рулона с барабана он должен иметь устройство, позволяющее уменьшать его диаметр. Кроме того, часто барабаны оснащаются механизмами для зажатия переднего конца полосы. Это существенно ослабляет тело барабанов, радиальное давление на которых достигает больших значений, особенно при сматывании тонких лент. Более прочной является конструкция барабана без механизма зажатия переднего конца полосы. В этом случае захват переднего конца обеспечивается специальным устройством (раппером) с бесконечной резинотканевой лентой на С-образной раме. Но т.к. прочный захват возникает только после намотки нескольких витков, то прокатка с натяжением в этом случае возможна не на всей длине полосы.

Моталки для сорта

Известно два типа таких моталок: с осевой и тангенциальной подачей металла в моталку.

При сматывании моталками первого типа металл скручивается на 360⁰. Поэтому их применяют только для смотки профилей с круглым поперечным сечением. Достоинством моталок с осевой подачей является неподвижность бунта, вследствие чего скорость смотки не ограничена.

Примером такой моталки является конструкция Эденборна (рис.20.2). Поступающая от стана проволока проходит через трубку 1, полый вращающийся вал 2, к концу которого прикреплен конус 3, по

которому проволока направляется в кольцевое пространство между

кожухом 4 и подвешенным к конусу 3 барабаном 5.

Рисунок 20.2 – Моталка с осевой подачей

Вращение вала 2 обеспечивается двигателем 6 через зубчатую передачу 7. Готовый бунт удаляется при раскрытии створок 8, образующих пол кольцевого пространства.

Моталки с тангенциальной подачей осуществляют смотку без скручивания и поэтому годятся для сматывания также и мелкого сорта с не круглой формой поперечного сечения. Распространенной является конструкция моталки Гаррета. У нее барабан 1 вращается вместе с крюками 2, образующими настил кольцевого пространства между барабаном и кожухом 3 (рис.20.3). Металл поступает через трубку 4 по касательной к барабану в кольцевое пространство. Кожух 3 также вращается, опираясь на крюки 2. По окончании сматывания готовый бунт направляется вниз на транспортер под действием собственного веса, когда крюки 2 откидываются специальным кривошипным механизмом.

Рисунок 20.4 – Моталка с тангенциальной подачей

Привод барабана осуществляется электродвигателем 5 через зубчатую передачу 6.

Недостатком этого типа моталок является большая инерционность из-за наличия вращающегося барабана. Поэтому скорость смотки у них невелика - до 10м/с.

Разматыватели

Самой трудной операцией при разматывании рулонов является отгибание переднего конца. Поэтому конструкции разматывателей зависят от способа отгибания: электромагнитом, скребком или крюками.

Электромагнитные разматыватели наиболее удобны в работе и поэтому широко распространены. Однако пригодны они только для магнитных материалов. Состоят они из люльки 1 с роликами 2 и 3, на которые с конвейера скатывается рулон. Приводным роликом 3 рулон поворачивается наружным концом полосы к электромагниту 4, который при своем подъеме отгибает конец полосы вверх (рис.20.5).

Рисунок 20.5 – Электромагнитный разматыватель

Скребковые разматыватели могут применяться для любых материалов. Принцип его действия состоит в том, что рулон подъемным столом поднимается до уровня скребка. При вращении рулона наружный конец рулона отделяется скребком и поступает в подающие ролики, а затем - в правильные ролики. Недостаток скребковых разматывателей - возможность образования царапин на полосе.

Крюковые разматыватели менее удобны в работе, поскольку крюк, закрепленный на ремне сзади рулона, должен набрасываться на конец полосы вручную. Затем ремень наматывается на барабан и отгибает конец полосы. Остальные операции - как у разматывателей предыдущих типов.

Рекомендуемая литература

     Основная:

1. Машины и агрегаты металлургических заводов. Т.3. /А.И.Целиков и др. – М.: Металлургия, 1988.-680с.

2. Королев А.А. Конструкция и расчет машин и механизмов прокатных станов. – М.: Металлургия, 1985.- 376с.

     Дополнительная:

1. Королев А.А. Механическое оборудование прокатных и трубных цехов. – М.: Металлургия, 1985.- 480с.

2 Целиков А.И., Зюзин В.И. Современное развитие прокатных станов. – М.: Металлургия, 1972.- 399с.

3 Целиков А.И., Смирнов В.В. Прокатные станы. – М.: Металлургиздат,1958.- 432с.

4 Специальные прокатные станы./ А.И.Целиков и др.– М.: Металлургия, 1971. - 336с. 

5. Іванченко Ф.К., Гребеник В.М., Ширяєв В.І. Розрахунок машин і механізмів прокатних цехів. – К.: "Вища школа", 1995. - 453с.