Pierwszenstwo: 25.09.1970 Stany Zjednoczone Ameryki Zgloszenie ogloszono: 30.04.1973 Opis patentowy opublikowano: 08.09.1975 70966 KI. 7a, 45/02 MKP B21b 45/02 Twórcywynalazku: William Gates Miller, Raymond Edward Polinski Uprawniony z patentu-USS Engineers and Consultants, Inc., Pittsburgh (Stany Zjednoczone Ameryki) Sposób smarowania przedmiotu stalowego walcowanego na goraco Przedmiotem wynalazku jest sposób smarowania przedmiotu stalowego walcowanego na goraco.Jest znane, ze smarowanie obrabianych przedmiotów stalowych zapewnia kilka zalet, np. zwiekszona trwalosc walców, lepsza gladkosc powierzchni walcowanych przedmiotów, dajaca sie latwiej usuwac zgorzelina i zmniejszone zuzycie energii. Chociaz smarowanie obrabianego przedmiotu jest powszechnie praktykowane w operacjach walcowania na zimno bylo ono rzadko stosowane do walcowania na goraco, a jesli tego próbowano to rezultaty byly niezadowalajace.W znanych procesach, ze wzgledów ekonomicznych, smarowanie przedmiotu obrabianego podczas walco¬ wania dokonywane jest zwykle albo przez zastosowanie mieszanki olejo-wodnej albo zastosowanie nierozcienczo- nego oleju w postaci rozpylonej strugi. Jezeli sie zastosuje mieszanki oleju i wody do goracego przedmiotu obróbki, to tworzy sie zwykle cienka warstwa pary na powierzchni przedmiotu, która przeszkadza przyleganiu do niej oleju. W dodatku, woda chlodzaca, stosowana zwykle do walców, latwo zmywa mieszanke wodno-olejowa z powierzchni obrabianego przedmiotu. Z powodu wlasnosci fizycznych olejów, ich zastosowanie w nierozcien- czonej postaci uniemozliwiloby latwe ich zmywanie z powierzchni przedmiotu. Natomiast, gdy nierozcienczone oleje sa natryskiwane na goraca powierzchnie przedmiotu obrabianego w stanie rozpylonym, olej zaplonie i spali sie w temperaturze walcowania na goraco, wynoszacej od 950° do 1060°C.Znany jest równiez sposób smarowania, w którym smaruje sie walce oporowe w konwencjonalnej walcarce kwarto, po uprzednim wytarciu przez nieruchome wycieraczki powierzchni walców dla usuniecia wody chlo¬ dzacej. Smar jest nastepnie przenoszony z Walców prowadzacych na walce robocze, za pomoca których przed¬ miot obrabiany jest smarowany. Chociaz sposób ten rozwiazuje czesciowo powyzsze problemy oczywiste jest, ze nie moze on byc zastosowany do walcarki duo, która nie ma walców prowadzacych a ma czesto proliniowa powierzchnie, nie dajaca sie wytrzec w celu usuniecia wody chlodzacej. Przykladem tego bylaby typowa wykanczajaca walcarka duo, majaca liczne rowki wokól walców, stosowana np. do walcowania pretów zbrojenio¬ wych. Stad walcowanie na goraco jest konwencjonalnie wykonywane walcarka duo prawie zawsze bez stosowania smaru.We wszystkich znanych dotychczas sposobach natryskiwania rozpylonego smaru na przedmiot obrabiany, który ma byc walcowany na goraco, wytwarzano i natryskiwano rozpylone czasteczki wielkosci znacznie2 70 966 mniejszej niz 150 mikronów. Przy natryskiwaniu goracego przedmiotu przy temperaturze powyzej 870°C rozpy¬ lony smar zaplonie i spali sie.Celem wynalazku jest znalezienie takiego sposobu natryskiwania nierozcienczonego oleju smarowego na goracy przedmiot obróbki, który by zapobiegal spalaniu sie oleju. Cel ten osiagnieto stosujac sposób smarowania przedmiotu stalowego walcowanego na goraco, którego istota polega na tym, ze rozpyla sie nierozcienczony olej smarowy ha czasteczki o wielkosci rzedu 150 do 250 mikrometrów i tak rozpylony olej natryskuje sie bezposred¬ nio na powierzchnie goracego przedmiotu walcowanego.Chociaz nierozcienczone oleje smarowe rzeczywiscie zaplona i spala sie od goracego przedmiotu obrabiane¬ go jesli zostanie on nimi opryskany, to zgodnie z wynalazkiem, rozpylone oleje nie beda sie palic, jesli sie nimi opryska gorace przedmioty obrabiane a rozpylone czasteczki beda dostatecznie duze tzn. o wielkosci co najmniej okolo 150 mikronów.W wykonywaniu wedlug wynalazku podgrzany olej jest rozpylany i natryskiwany na goracy przedmiot obrabiany, z utrzymaniem czasteczek rozpylonego oleju w zakresie wielkosci rzedu 150 do 250 mikronów. Jak poprzednio zaznaczono, ograniczenie minimalnej wielkosci czasteczek do 150 mikronów jest konieczne dla unikniecia zaplonu i spalenia, gdy czasteczki oleju po raz pierwszy wejda w zetkniecie z goracym przedmiotem obrabianym. Górna granica wielkosci okolo 250 mikronów jest istotna dla zapewnienia cienkiej jednolitej powloki oleju na przedmiocie obrabianym. Znaczy to, ze gdy natryskiwane czasteczki oleju przekraczaja wielkosc okolo 250 mikronów, to istnieje tendencja do tworzenia sie niejednolitej powloki na przedmiocie obrabianym. / Chociaz wieksze czasteczki oleju nie zapala sie przy poczatkowym zetknieciu z goracym przedmiotem obrabianym, tak jak to wyzej zaznaczono, przedluzajace sie zetkniecie z goracym przedmiotem obrabianym latwo moze spowodowac ewentualny zaplon i spalenie sie oleju. Dlatego lepiej jest stosowac struge rozpylonego oleju najpózniej jak to jest mozliwe przed uchwyceniem przedmiotu przez walce sprowadzajac do minimum czas miedzy smarowaniem i walcowaniem na goraco. Skoro walcowanie na goraco zostanie rozpoczete, woda chlo¬ dzaca splywajac po powierzchni zapobiegnie zaplonowi oleju. Poniewaz czasteczki oleju natryskiwane zgodnie z wynalazkiem sa dosc duze i masywne, w przeciwienstwie do konwencjonalnie rozpylonych strug, lepiej jest aby rozpylona struga byla skierowana prostopadle do przedmiotu obrabianego przy malym kacie strugi dla uniknie¬ cia odchylenia czasteczek oleju od powierzchni przemiotu obrabianego.Wiele malych walcarek duo ma osloniete skrzynie prowadnicze w ksztalcie dzwonu, sluzace do prowadze¬ nia przedmiotu obrabianego przez okreslona czesc walców roboczych. Poniewaz te skrzynie prowadnicze znaj¬ duja sie z koniecznosci blisko walców, moze byc trudno, na niektórych walcarkach, umiescic odpowiednie dysze rozpylajace miedzy taka skrzynia prowadnicza a walcami. Niemniej jednak, dysze rozpylajace powinny byc rozmieszczone raczej tam wlasnie, niz przed skrzynia prowadnicza, aby zmniejszyc do minimum czas miedzy smarowaniem a walcowaniem, sprowadzajac tym do minimum mozliwosc zaplonu oleju. Skrzynia prowadnicza moze powodowac inny problem, ten mianowicie, ze zamknieta przestrzen w skrzyni jest zwykle bardzo goraca i czesto kazdy strumien oleju nachylony ku niej moze latwo zaplonac. Dlatego, przy pracy w poblizu takiej skrzyni prowadniczej, uznano za konieczne umiescic dysze pod pewnym katem, z dala od skrzyni prowadniczej, dla zmniejszenia do minimum wchodzenia strumienia smaru do jej goracej przestrzeni.Przedmiot wynalazku jest objasniony na przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat urzadzenia do zastosowania w konwencjonalnej walcarce duo, fig. 2 — dysza rozpylajaca w przekroju podluznym. Konwencjonalna walcarka duo 10 (fig. 1) posiada górny i dolny walec 12 i 14. Goracy przedmiot W jest obrabiany przez walcarke 10.Zgodnie z wynalazkiem, co najmniej jedna dysza rozpylajaca 20 umieszczona jest nad przedmiotem obra¬ bianym W, w niewielkiej odleglosci od walcarki 10 po stronie wlotu, i co najmniej jedna dysza rozpylajaca 22 umieszczona jest ponizej dyszy 20. Liczba dysz 20 i 22 bedzie naturalnie zalezala od szerokosci przedmiotu obrabianego W i szerokosci rozpylonego strumienia na jego powierzchni. Przy walcowaniu na goraco waskich przedmiotów takich jak prety, bednarka, plaskowniki itd. jedna dysza po kazdej stronie przedmiotu obrabianego jest wystarczajaca.Przy walcowaniu szerszych materialów takich jak blachy, kilka dysz moze byc potrzebnych dla calkowi¬ tego pokrycia powierzchni przedmiotu obrabianego smarem. Nierozcienczony olej smarowy dostarczany jest ze zbiornika 26 przewodem 28. Regulacja doprowadzenia oleju dokonywana jest za pomoca pompy 30, regulatora 31 i przyrzadu mierniczego 32 umieszczonych na przewodzie 28. Niezuzyty olej wraca do zbiornika 26 powrot¬ nym przewodem 34. Powietrze rozpylajace jest dostarczane do dysz 20 i 22 przewodami 36, 38. Regulacja powietrza rozpylajacego w dyszach 20, 22 dokonana jest za pomoca solenoidu 40, regulatora 42 i przyrzadu mierniczego 44 umieszczonych na przewodzie 36. Podobnie, na przewodzie 38 jest umieszczony solenoid 46, regulator 48 i przyrzad mierniczy 50.3 70 966 Dla uzyskania optymalnych wyników zastosowano handlowe dysze. Dysza taka, pokazana szczególowo na fig. 2, posiada mechanizmy automatycznego odcinania doplywu i otwór wytryskowy, umozliwiajace utrzymanie ukladu pod cisnieniem w kazdej chwili bez zatykania sie. Stosowanie takiej dyszy jest szczególnie pozadane w wynalazku, gdyz moze ona bez trudu wytworzyc niezbedne grube czasteczki oleju przez sama regulacje cisnienia powietrza. Ponadto, dysza ta zapewnia ekonomiczna wydajnosc oleju przez samo nastawienie cisnienia oleju a zalecane waskie pasmo stosowania moze byc latwo wyregulowane.Jak pokazano na fig. 2, zalecona dysza, zaopatrzona jest w centralny otwór 60, otrzymujacy olej przez wlot oleju 62 i dostarczajacy go do wylotowego otworu 64. Przewód 66 otrzymuje powietrze rozpylajace z wlotu 68 powietrza i dostarcza je do wylotu 70 powietrza. Iglica wytryskowa i odcinajaca 72 umieszczona jest w otworze 60 i ma przymocowany tlok 74, który jest przyciskany do polozenia zamkniecia sprezyna 76. Tlok 74 porusza¬ ny jest do polozenia otwarcia za pomoca sprezonego powietrza wprowadzonego przez otwór 78.Podczas pracy, olej smarowy podgrzany do odpowiedniej temperatury, tloczony jest pompa 30 ze zbior¬ nika 26 do dysz 20 i 22. Jego cisnienie jest regulowane regulatorem 31. Nadmiar oleju wraca do zbiornika 26 przewodem 34. Równoczesnie, powietrze rozpylajace dostarczane jest do dysz 20 i 22 przewodem 38 przez otwarcie solenoidu 40 i regulacje cisnienia przez regulator 42. Aby rozpoczac natryskiwanie otwierany jest solenoid 46 uruchamiajacy dysze 20 i 22, dzieki czemu olej smarowy natryskiwany jest na przedmiot obrabiany W. Po otrzymaniu wymaganej wydajnosci oleju za pomoca regulatora 31 wielkosc czasteczek rozpylanego oleju moze byc regulowana do wielkosci wymaganej przez odpowiednie nastawienie cisnienia powietrza rozpylajacego za pomoca regulatora 42. Odpowiednie parametry pracy zaleza od tak wielu zmiennych, ze ich granice nie moga Ju byc przedstawione. Niemniej jednak, te parametry robocze moga byc okreslone bez trudu doswiadczalnie. Dla kazdego danego ukladu, smaru i temperatury, wymagana wielkosc czasteczek smaru daje sie latwo osiagnac przez wlasciwe nastawienie stosunku wydajnosci oleju regulatora 31 i regulatora 42 powietrza rozpylajacego.W ukladzie wedlug wynalazku, na przyklad, dla smarów o lepkosci okolo 200 SUS (Saybolt Universal Seconds — lepkosc wyrazona w sekundach uniwersalnych Saybolta) przy 55°C, typowe sa nastepujace stosunki wydajnosci dyszy: Regulator wydajnosci oleju 31 Regulator cisnienia powietrza 42 10g/min 0,05kG/cm2 18g/min 0,07 kG/cm2 34g/min 0,07-0,035 kG/cm2 Z powodu róznic w lepkosciach smarów i róznic miedzy wspólczynnikami tarcia w przewodach róznych ukladów, kazdy zastosowany uklad i smar winny byc wycechowane dla okreslenia wydajnosci dyszy i cisnien oleju. ' PL