پیش‌نویس:رینگ رولینگ عمودی

مقدمه :

در صنعت رینگ‌ها اهمیت بسیاری دارند و کاربرد آن‌ها بسیار فراوان است.

رینگ‌های فولادی با توجه به کاربردهای آن روش ساخت بخصوصی باید داشته باشند.از آنجایی که رینگ‌ها در صنعت نیازمند استحکام بالا می‌باشند پس آنها را باید به روش آهنگری درست نمود.در روش‌های ریخته‌گری به دلیل نبود استحکام نمی‌توان رینگ تولید کرد.

چرا باید آهنگری نمود ؟

همان‌طور که می‌دانیم روش‌های تولید بسیار است.در روش‌های تولید به وسیلهٔ ریخته‌گری از آنجایی که مذابی داریم که این مذاب با ریخته شدن در داخل قالب سرد می‌شود پس از سرد شدن عیوب بسیاری دارد. علاوه بر آن مهم‌ترین ویژگی که استفاده از ریخته‌گری با مذاب را برای ما نامقدور می‌سازد آرایش گرین(grain boundry)ها در مذاب سرد شده‌است.در قطعهٔ رخته گری شده مذاب پس از سرد شدن دانه‌های بزرگی دارد و این ابعاد گرین‌ها باعث کاهش استحکام در قطعه می‌شود.در روش‌های آهنگری قطعه بعد از کوبیده شدن ریزدانه تر شده و استحکام فولاد بالا می‌رود که این موضوع باعث انتخاب روش آهنگری نسبت به روش رخته گری می‌شود.

چرا رینگ رولینگ ؟

همان‌طور که می‌دانیم در صنعت قطعات آهنگری شده که به صورت ماده اولیه برای ساخت قطعات به کار می‌روند یا اکثراً یا به شکل استوانه یا به شکل مکعب مستطیل می‌باشند.از طرفی برای ساخت یک رینگ با توجه به هندسهٔ دایروی آن باید از استوانه استفاده کنیم.برای ساختن یک رینگ باید گردی (استوانه ای) با قطر کمتر از دل استوانهٔ اولیه در بیاوریم که این کار به روش گرد بری در خشن کاری با تراش استفاده می‌شود.

حال سؤال اینجاست. آیا ما گردی به قطر ۴ متر داریم؟ برای حل این مسئله بهتر است دو مورد را بررسی کنیم: اول، اگر ما رینگی به قطر بالا بخواهیم باید چه کنیم؟ دوم، بعد از تولید گردی با قطر بالا چگونه آن را گرد بری کنیم؟ مورد اول که به راحتی قابل بررسی است چرا که ما در عمل نمی‌توانیم با استفاده از ابزارهای آهنگری گردی به قطر بالا تولید کنیم چرا که هم دستگاه مورد نیاز آن بسیار عظیم‌الجثه می‌شود و هم استوانه ای با وزن بسیار بالا خواهیم داشت که هم جه به جا کردن آن سخت است و باز هم دستگاه‌های خاص خود را می‌طلبد.این دستگاه‌ها به پرس‌های فرج باز یا open die forging press معروف اند. مورد دوم،آیا با تمام تفاسیر بعد از تولید گردی به قطر فرضاً ۴ متر معقول است که ان را گرد بری کنیم؟آیا باید چندین ابزار گرد بری برای قطرهای مختلف داشته باشیم؟زینه زمان برای گرد بری چقدر است؟آری هزینه زمان در گرد بری برای قطرهای بالا بسیار زیاد است و می‌تواند چندین روز به طول بینجامد که خوب غیر منطقی است.

دستگاه‌های رینگ رولینگ :

آری همان‌طور که مشاهده کردید برای ساخت رینگ‌ها با قطرهای بالا چالش‌های فراوانی در پیش داریم. برای پاسخگویی به این چالش‌ها باید به دنبال راه حل باشیم که راه آن دستگاه‌های رینگ رولینگ می‌باشد. این دستگاه‌ها به دو دستهٔ عمودی (vertical ring rolling) و افقی (horizontal ring rolling) دسته‌بندی می‌شوند.دستگاه‌های عمودی برای رینگ‌هایی با قطرهای کوچک که در حال حاضر نهایتاً تا ۱٫۵ متر در دسترس هستند می‌باشند و دستگاه‌های افقی رینگ‌هایی با قطر بالا حتی تا قطر ۶ متر قابل موجود می‌باشند.

شماتیکی از نحوه کار دستگاه رینگ رولینگ

دستگاه رینگ رولینگ عمودی که در نرم‌افزار نقشه‌کشی تهیه شده‌است

اساس کار دستگاه رینگ رولینگ :

دستگاه رینگ رولینگ به‌طور خلاصه بدین گونه عمل می‌کند که رینگی با قطر کوچک را گفته و رینگی به قطر بالاتر تحویل می‌دهد. این کار بدین گونه است که ابتدا گردی با قطر کوچک که از درون آن یک گرد کوچکتر خارج شده‌است را انتخاب می‌کنیم. در این حالت درآوردن گرد کوچک بسیار راحت تر است. این گرد کوچک را می‌توان به دو روش خارج کرد. روش اول همان گرد بری است. در این حالت به دلیل این که گردی کوچک می‌خواهیم در بیاوریم سرعت کار ما بسیار بیشتر است و برای گردهای کوچک این کار نهایتاً به چند ساعت طول می‌انجامد که خب در مقایسه با چند روز بسیار قابل توجه است. روش دوم برای خارج کردن گرد استفاده از سنبه است. در این روش قطعه کار به دماهای بالا برده می‌شود. سپس در زیر یک دستگاه پتک هیدرولیک عظیمی قرار می‌گیرد و استوانهٔ کوچکی که می‌خواهیم از داخل آن در بیاوریم روی آن قرار می‌گیرد. در این لحظه پتک با سرعت زیاد ضربه ای به روی سنبه می‌زند که باعث می‌شود قطه کار سوراخ شود. اکنون که سوراخی در داخل گرد خود ایجاد کرده‌ایم و دمای قطعه کار خود را بالا برده‌ایم، قطعه را از طرف سوراخ روی رولر(roller) دستگاه قرار می‌دهیم. اکنون رولری دیگر که در حال چرخیدن است بوسیلهٔ نیروی بسیار زیادی که توسط جک هیدرولیک اعمال می‌شود بر روی قطعه کار نیرو اعمال می‌کند. در این لحظه قطعه کار تحت فشار قرار می‌گیرد و به تدریج قطر آن افزایش می‌یابد. این کار آنقدر ادامه پیدا می‌کند که به قطر دلخواه خود برسیم. این عمل را در دستگاه افقی نیز داریم ولی با این تفاوت که به دلیل تولید قطرهای بسیار بزرگ با دستگاه افقی تعداد رولرهای کنترل‌کننده قطعه کار کمی بیشتر است. برای این که این موضوع را بهتر متوجه شوید فرض کنید یک آدامس بزرگ دارید. آن را به صورت حلقه ای در بیاورید و آن را روی انگشت خود بگذارید. اکنون انگشت خود را به صورت دورانی حرکت دهید تا آدامس کش بیاید.

اجزای اصلی دستگاه رینگ رولینگ عمودی :

الکترو موتور و گیربکس : دستگاه رینگ رولینگ از آنجایی که در زمان کوتاه باید رینگ ضخیمی را نازک کند نیازمند یک موتور و گیربکس بسیار قوی است و در دستگاه‌های عمودی گاه تا الکتروموتوری به قدرت ۱۷۰ اسب بخار استفاده شده‌است چرا که این موتور و گیربکس باید به اصطکاک ناشی از رولر بالا و قطعه کار که این رولر بوسیلهٔ یک جک هیدرولیک گاه تا چند ده تن نیرو اعمال می‌کند، غلبه کند. بدنه و شاسی : همان‌طور که گفته شد این دستگاه در حال تحمل کردن نیروی بسیار زیادی است که بدین منظور باید اسکلتی قوی این امر را نگهداری کند جک هیدرولیک: جک هیدرولیکی که نیروی بسیار زیادی اعمال می‌کند تا بوسیله این نیرو حلقه خود را تحت فشار قرار دهیم رولر بالا: رولر بالا یک گرد بزرگ است که به گیربکس متصل شده و می‌چرخد و از طرفی به جک هیدرولیک نیز وصل می‌باشد تا نیرو لازم را همران با چرخش بر روی قطعه کار بنشاند. رولر پایین: رولری که حلقه روی آن می‌نشیند و تکیه گاهی برای آن می‌باشد قرقره‌های ثابت: قرقره‌هایی که همراه با رینگ در حال بزرگ شدن حرکت می‌کنند تا بر روی آن کنترل داشته باشند و رینگ را کاملاً یکنواخت بزرگ کنند. این کار باعث می‌شود تا رینگ حالت دایره ای به خودش بگیرد.