Рабочая клеть прокатного стана

 

РАБОЧАЯ КЛЕТЬ ПРОКАТНОГО СТАНА, содержащая станины, нажиммой механизм и комплект валков, один из которых имеет Г-образ ныв подушки, опирающиеся своими свободными консольными концами на упоры, причем упор левой подушки смещен вдоль оси валков в сторону правой станины, а упор правой подушки - в сторону левой станины, о.тличаЮщаяс я тем, что, с целью повышения качества прокатываемой полосы путем регулирования величины противоизгиба , упоры снабжены механизмом перемещения вдоль оси, параллельной осям рабочих валков, предпочтительно Qвинтовым .JS (Л 1ОО vj со оо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ.

РЕСПУБЛИН

978 А (19) (1!) ЗШ В 21 В 13/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

> (21) 3466451/22-02 (22) 07,07.82 (46) 30.08.83. Бюл. 9 32 (72) В.Ф.Потапкин, В.A ° Ôåäîðèíîâ, И ° А.Морозов, Л.В.Майоров, A.Â.Ñàòîнин и А.A.Ïåðåïåëèöà (71) Краматорский индустриальный институт (53) 621 771.2.06(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР.

Р 544478, кл. В 21 В 1/22, 1974.

2. Авторское свидетельство. СССР

Р 599867, кл. В 21 В 37/00, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР

9 509313, кл. В 21 В 37/04, 1974.

4. Королев A.A. Механическое оборудование прокатных цехов черной и цветной металлургии. М., "Металлургия", 1976, с. 467-469.

5. Авторское свидетельство СССР

Р 599865, кл. В 21 В 13/14, 1974, 6. Патент CBIA 9 3426567, кл. 72-240, 1968.

7 Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3273553/22-02, кл. В 21 В 13/14, 1981. (54)(57) РАБОЧАЯ КЛЕТЬ ПРОКАТНОГО

СТАНА, содержащая станины, нажимной механизм и комплект валков, один из которых имеет Г-образные подушки, опирающиеся своими свободными консольными концами на упоры, причем упор левой подушки смещен вдоль оси валков в сторону правой станины, а упор правой подушки - в сторону левой станины, .о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества прокатываемой полосы путем регулирования величины противоизгиба, упоры снабжены механизмом перемещения вдоль оси, параллельной осям рабочих валков, предпочтительно винтовым.

С>

1037978

Изобретение относится к прокатке и последующей обработке полосовой продукции и может быть использовано для полу ения горячекатанных или холоднокатанных листов, г.

При горячей или холоднсУй прокатке 5 полос вследствие прогиба рабочих валков под действием усилия прокатки нарушается форма межвалкового зазора, приобретая чечевицеобразный вид, что приводит к появлению попе- . 10 речной разнотолщинности получаемых . полос, а также к нарушению их планшетности.

Аналогичное явление происходит и при транспортировке подос через тя- 15 нущие ролики. Ввиду упругого прогиба рабочих валков и изменения формы межвалкового зазора происходит пластическая деформация кромок транспортируОМОЙ пОлОсы чтО приВОдит к увеличе 20 нию брака.

Известны рабочие. клети, в которых упругий прогиб рабочих валков компенсируется их предварительной станочной профилировкой или неравномерным нагревом тела валка по его длине

25 середина валка нагревается больше ).

Такие клети отличаются относительной простотой конструкции, однако реализуемые на них способы регулирования .формы межвалкового зазора характеризуются большой инерционностью, что не позволяет оперативно изменять форму зазора, вследствие чего поперечная разнотолщинность полос, прокатываемых в клетях, сни- З5 жается весьма незначительно.

Известны рабочие клети прокатных станов, в которых прогиб рабочих валков компенсируется регулируемым разворотом их осей в горизонтальной 4Q плоскости на один и тот же угол от плоскости осей опорных валков 51 ).

Известны также рабочие клети, в которых рабочие валки имеют устройство для регулирования поперечной 4 разнотолщинности полос, выполненное в виде центральной полости и полостей между телом валка и бандажом, куда при помощи насосов подается жидкость под большим давлением, что приводит к регулируемой выпуклости центральной части валка P2).

Следует отметить, что обе рассмотренные конструкции клетей вследствие значительной сложности в изготовлении и эксплуатации, а также ввиду большой инерционности механизмов регулировкй формы межвалкового зазора не получили большого распространения. на*некоторых станах, имеющих ра- 60 бочие клети кварто, рабочие валки предварительно смещают параллельно на разный расстояния От плоскости осей. опорных валков, а величину их прогиба регулируют, изменяя соотно- Я шение переднего и заднего натяжения 3 j.

Однако и в этом случае инерционность регулировки поперечного профиля. полосы довольно велика, а конструкция клетей и cHcTeMEil автоматики значительно усложняется.

Для получения полос с минимальной поперечной разнотолщинностью наибольшее распространение получили рабочие клети, имеющие станину, механизм гидромеханического регулирования прогиба валков по усилию деформации, комплект рабочих и опорных валков, а также .нажимной механизм. При этом может осуществляться противоизгиб рабочих, рабочих и опорных, а также только опорных валков, для чего в последнем случае в состав клети вводятся опорные ролики. Усилие гидроцилиндров противоизгиба, расположенных в расточках подушек или непосредственно в станине, прикладывается к подушкам валков так, чтобы их прогиб был направлен в сторону, противоположную прогибу валков от усилия прокатки и компенсировал его (4 1.

При этом величина усилия противоизгиба может быть завязана электрической или гидравлической связью с усилием деформации, что .повышает быстродействие механизма противоиз- гиба и автоматизирует регулировку профиля межвалкового зазора «5j.

В случае, если величина противоизгиба только одного валка компенсирует прогиб от .Усилия прокатки обОих валков, рабочая клеть может иметь механизм противоизгиба только одного, например, верхнего валка.

Достоинствами рабочих клетей с о гидромеханическйм противоиз гибом валков является их быстродействие в регулировке профиля межвалкового зазора и довольно хорошее качество получаемых полос, однако при этом конструкция клетей -значительно усложняется, так как появляется дополнительная необходимость в размещении гидрбцилиндров (до 16 Шт), потребность в наличии станции и маслопровода высокого давления (до

320.атм).

Кроме того, такая конструкция .возможна только для клетей кварто, а подшипники валков, кроме усилия дефдрмации, воспринимают еще и дополнительное усилие противоиэгиба валков. Все это увеличивает габариты подушек и усложняет эксплуатацию рабочей клети, в частности перевалку валков.

Известна рабочая клеть прокатного стана, содержащая станину, комплект валкой, нажимной механизм и механизм противоиэгиба валков (61.

10379 78

Для конструкции механизма проти-: воизгиба характерно то, что подушки крайних верхнего и нижнего валков выполнены в виде Г-образных рычагов, которые свободными концами упираюТся в штоки гидроцилиндров, размещенных в противоположной подушке, т.е. рычаг левой подушки упирается в шток гидроцилиндра правой подушки, а рычаг правой подушки — в шток гидроцилиндра левой подушки. При этом 10 левая подушка упирается в левый нажимной винт, а правая подушка. - a правый нажимной винт, что приводит к появлению изгибающего момента и прогиба валка в сторону действия 15 усилия прокатки. Усилия же, действую щие на рычаги со стороны гидроцилиндров, приводят к появлению изгибающего момента противоположного знака и при определенной величине этих усилий суммарный изгибающий момент, действующий на валок, а вместе с ними прогиб этого валка равны нулю, что обеспечивает постоянство межвалкового зазора по ширине полосы, т.е. противоизгиб валков обеспечивается дополнительным усилием гидроцилиндров. Механизм противоиэгиба рабочей клети обеспечивает качественное оперативное регулирование формы межвалкового зазора, однако вследствие наличия гидроци линдров усложняется конструкция, как минимум, двух подушек валков. Необходимость подвода масла под большим давлением к подвижной детали, которой35 является подушка прокатного валка, требует применения сложных маслопроводов и насосных станций. Необходимость отключения маслопроводов приводит к увеличению времени перевалки 40 валков и снижает производительность рабочего оборудования. Все это усложняет конструкцию рабочей клети и увеличивает эксплуатацинные расходы. 45

Наиболее бл лзкой к предлагаемой является рабочая клеть прокатного стана, содержащая станины, нажимной механизм и комплект валков, один из которых имеет Г-образные подушки, опирающиеся .своими свободными консольными концами на упоры, причем упор левой подушки смещен вдоль оси валков в сторону правой станины, а упор правой подушки — в сторону ле- . вой станины. При.этом рабочий валик с подушками представляет собой замкнутую раму, вследствие чего сам рабочий валок упруго деформируется по направлению, противоположномудействию усилия прокатки, что наряду 60 с упругой деформацией второго валка, направленной на линии действия усилия прокатки, приводит к получению эквидистантного (постоянного по величине)межвалкового зазора и иск- 5 лючает поперечную разнотолщинность нри определенных значениях конструктивных параметров поперечного сечения рабочих валков.

Достоинством указанной рабочей клети является ее относительная .простота, а также то, что при изменении усилия прокатки вследствие изменения одного или нескольких исходных параметров процесса величины обоих прогибов изменяются примерно на одинаковые значения, а их сумма, с учетом знака каждого из них, останется равной нулю, т.е. эквидистантность межвалкового зазора по ширине полосы не нарушается. Следовательно, указанная клеть имеет минимальную инерционность механизма регулировки формы межвалкового зазора 7 ). Недостаток клети заключается в том, что геометрические параметры поперечного сечения валков с целью обеспечения эквидистантности межвалкового зазора по ширине полосы могут быть подобраны только для одной ширины полосы и при этом эквидистантность будет соблюдаться при любом усилии прокатки.

Однако при прокатке в тех же валках полосы, имеющей ширину отличную от той, при которой проводится расчет параметров валков, качественно изменяется .силовая картина работы валков, что приводит к различным ! упругим деформациям каждого из них.

Сумма этих упругих деформаций с учетом знака не буде в райна нулю, что приводит к нарушению формы межвалкового зазора, к появлению поперечной разнотолщинности .прокатываемой полосы. Так.как каждый прокатный стан прокатывает, а тянущие ролики транспортируют полосы разной аирины, то все это приводит к ухудшению качества получаемых полос, ширина которых отличается от той, при которой ведется расчет конструктивных параметров механизма противоизгиба рабочих валков.

Цель изобретения — повышение качества прокатываемой полосы путем регулирования величины противоизгиба.

Поставленная цель достигается тем, чт6 в рабочей клети прокатного стана, содержащей станины, нажимной механизм и комплект валков, один из которых имеет Г-образные подушки, опирающиеся своими свободными консольными концами на упоры, причем упор левой подушки смещен вдоль оси валков в сторону правой станины, а упор правой подушки - в сторону левой станины, упоры снабжены механизмом перемещения вдоль оси, параллельной осям рабочих валков, предпочтительно винтовым.

Механизм перемещения упоров позволяет регулировать величину про10 37978

55 (2) гиба валка, принцип действия которого заключается в перемещении опорных поверхностей Г-образных подушек налка,ндоль оси, параллельной оси валка.

На Фиг. 1 изображен валок с 5 подушками, вид снизу; на фиг. 2— разрез А-A на фиг. 1; на фиг. 3клеть дуо с Г-образными подушками нижнего валка и механизмом регулировки величины протиноиэгиба, вертикаль- 1{) ный разрез; на фиг. 4 - расчетная схема, поясняющая механизм противоизгиба валка.

Рабочая клеть содержит леную 1 и правую 2 станины, в которых разме- 15 щен нажимной механизм 3, комплект валков, состоящий из верхнего валка

4 с подушками и нижнего валка 5.

Подушки нижнего валка имеЮт вид

Г-образных рычагов> которые своими концами упираются соответственно: левая подушка б. — только в упор 7 правой станины, правая подушка 8 только в упор 9 левой станины. Для перемещения упоров 7 и 9 во взаимно противоположных. направлениях предназначен механизм регулировки величины протиноизгиба. Для перемещения подушек н горизонтальной плоскости вдоль оси, параллельной осям рабочих валков, служит механизм, состоящий иэ двигателя 10, редуктора 11, винтового вала 12, выполненного в виде соединения: винт 13 - гайка 14, при- чем винт выполнен приводным, зафиксирован от осевых перемещений и 35 имеет резьбы. Полосу 15 подают в валки, которые после захвата осуществляют ее деформацию.

Отдельно узел нижнего налка гцэедставлен на Фиг. 2 и 3. 4О

Другой валок клети имеет обычйую, конструкцию.

Благодаря симметрии в местах контакта рычагов с упорами, т.е. рав45 середины валков, опорные реакции ,(Фиг, 4) равны:

»»=((г=т Ъ где Р - полное усилие прокатки;

q .величина усилия прокатки на единицу ширины полосы;

В - ширина полосы.

Вследствие рамообразной конструкции валка изгибающий момент посредине его будет равен!

2 м » ++/»-+--».= (» + ), Ва Ь «РаPB P В где а - расстояние между опорами 7 и 9.

Указанный изгибающий момент стремится прогнуть нижний валок так, как указано на фиг. 4, т.е. s сторону, противоположную действию усилия прокатки. В случае изменения расстояния изменится и величина М„, следовательно, и прогиб валка. На другой валок этой же клети действует изгибающий момент равный» и = >(» — >) - + - + . (з) Р Ь Эа В

Изгибающий момент стремится прогнуть валок уже н сторону действия усилия прокатки. Величину прогиба обоих налков от действия соответствующих изгибающих моментов, а также от действия перереэывающих сил можно легко определить по известным в теории прокатки зависимостям.

Если подобрать размер а между опорами, материал и габариты валков так, чтобы прогиб валка, имеющего механизм противоизгиба, от действия изгибающего момента компенси-. ровал прогиб обоих валков от действия перереэывающих сил и прогиб второго валка от действия изгибающего момента, то величина межвалкового зазора по длине валков при прокатке, с учетом суммы прогибов и их знаков, будет равна нулю, что приведет к снижению да минимума поперечной раэнотолщинности получаемых полос.

Как видно из формулы (2 ), величина изгибающего момента, а следовательно и величина противоизгиба валка автоматически зависит от усилия прокатки, т.е. при изменении последнего вследствие изменения условий прокатки автоматически изменяется как прогиб одного, так и прогиб другого валка, однако сумма их с учетом эиакон прогибов, а SMecте с ней и профиль межвалкового зазора остаются постоянными, что делает инерционность данной конструкции механизма регулировки поперечного профиля полосы практически равной нулю.

При переходе же на другой сортамент полосы, а также в случае кор.ректиронки формы межвалкового зазора необходимо изменить при помощи Механизма регулиронки величины протиноизгиба расстояния между упорами подушек в горизонтальной плоскости, изменив тем самым величину противоизгиба и достигнув необходимой

Формы .межналкового зазора.

Клеть работает следующим образом.

Перед прокаткой в рабочей клЕти, содержащей левую 1 и правую 2 .станины, при отсутствии полосы в валках с помощью нажимного механизма

3 выставляют необходимый межвалконый зазор, соответствующий номинальной, толщине получаемых полос, при помощи механизма регулировки.,противоизги1037978

Применение рабочей клети предлагаемой конструкции также целесооб,разно в тянущих роликах, отличаю, 5 шихся от прокатных станов тем, что усилия действия валков на полосу в них производит только упругую, а не пластическую деформацию. В этой слу1 чае к форме межвалкового зазора

3ц предъявляются осЬбые требования иэ условия надежной работы тянущих роликов и качества протягиваемой полосы. ба устанавливают необходимое расстояние между упорами 7 и 9.

Затем подают полосу 15 в валки

4 и 5, которые после захвата осуществляют ее деформацию. При этом на рабочие валки действует усилие про-. катки, в результате чего верхний валок 4 прогибается в сторону действия усилия прокатки, в то время как нижний валок 5; имеющий подушки б и 8 с Г-образными рычагами, опираю. щимися на противоположные упоры, бу-, дет прогибаться в сторону, противо положную действию усилия прокатки.

При этом величина противоизгиба нижнего валка 5 компенсирует .величину прогиба валка 4, в результате поперечный профиль полосы не нарушается.

В случае изменения условий прокатки (ширины или толщины полосы, температуры и т.д. )изменяется и величина усилия деформации, а вместе с ним и величина прогиба каждого из валков, но их сумма с учетом знака, а значит и поперечный профиль полосы останутся постоянными. Для перехода же на другой сортамент полосы или для корректировки формы межвалкового зазора при помощи механизма изменения величйны противоизгиба изменяют расстояние между упорами 7 левой подушки и 9 правой подушки, при этом, включая электродвигатель 10, через. редуктор 11- вращают вал 12, имеющий правую и левую резьбовую нарезку и йосредством передачи винт

13 - гайка 14.сообщают перемещение упорам 7.и 9. При помощи расцепной муфты перемещение может быть сообщено только упору 7 для достижения несимметричной формы межвалкового зазора.

Рабочая клеть прокатного стана используется в прокатных станах дуо и кварто, где, Г-образные подушки имеет один из опорных валков, а соответствующий рабочий валок противоизгибается, копируя под действием усилия прокатки профиль образующей линии опорного валка.

Усилием, обеспечивающим противоизгиб валка, является уаилие прокатки, а не дополнительное усилие; развиваемое гидроцилиндрами, т.е. отпа1О дает необходимость в применении гидросиатем в механизме противоиэгиба.

3а счет применения механизма противоизгиба только на одном валке,упрощается конструкция рабочей клети, 15 Подшипники валков не воспринимают дополнительного усилия противоиэги-..

; ба, а условия перевалки валков не .,затруднены, что в значительной степени упрощает эксплуатационные рас2О ходы.

Кроме того, конструкция рабочей кле :ти обеспечивает любую форму межвалкового зазора эа счет несимметричного относительно оси клети- перемещения упоров при помощи, например расцепной муфты, что важно при прокатке

40 полосы клиновидного поперечного сее чения.

Ожидаевый экономический эффект составляет 150000 руб °

1037978

Фиа3

1037978

Составитель Ю. Зарапин

Редактор н. стащишина техред с.мигунова Корректор А. Лзятко

Заказ б097/7 Жираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауюская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4