Бесстанинная прокатная клеть

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ф ц

I )g

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

t

1.(21) .3756966/22-02 (22) 28.06,84 (46) 28.02.86. Бюл. Р 8 (72.) В.В. Панов, В.С. Нагорнов, В.Н. Выдрин, В.И. Гулько, Ю.И. Шустов, В.А. Войцеховский, А.И. Петров, М.А. Лойферман, Д.В. Рыбаков, В,E. Гришин и В.Л. Щербанюк (53) 621.771 ° 2 ° 06 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 275973, кл. В 21 В 13/00, 1970.

Jornada of the Iron and Steel

institute. 1954, 176, N- 4. (54)(57) БЕССТАНИННАЯ ПРОКАТНАЯ

КЛЕТЬ, преимущественно предварительно напряженная, содержащая верхний и нижний корпусы с расточками, установленные в них подушки многогранной формы, прокатные валки, монтированные в подшипниковых опорах подушек. устройства осевой и

„„SU„„)(214257 А (51) 4 В 21 В 13/14 радиальной установки валков, устройство предварительного напряжения клети, отличающаяся тем, что, с целью сниження времени установки валков, повышения точности регулировки калибра путем устранения операции предварительной радиальной настройки прокатных валков,расточки корпусов снабжены упорными в осевом и радиальном направлениях выступами, а подушки— проточками под выступы, расположенными в плоскостях, проходящих через центры подшипниковых опор верхнего и нижнего валков, при этом верхняя и нижние подушки выполнены с опорными гранями для взаимодействия одна с другой в рабочем положении клети по числу настроек калибра, а расстояние граней подушек до оси каждого валка выполнены с разницей между собой на величину шага регулировки калибра.

12142!

30

40

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к конструкциям рабочих клетей станов для производства сортовых и фасонных профилей.

Цель изобретения — снижение времени установки валков, повышение точности регулировки калибра путем устранения операции предварительной радиальной настройки прокатных валков.

На фиг.1 изображена клеть, общий вид; на фиг.2 — вид по стрелке А на фиг.1, на фиг.3 — вид по стрелке Б на фиг.1 (с продольным разрезом по устройству соединения корпусов), на фиг.4 — разрез В-В на фиг.3 по соединению паз — выступ подушек валков с корпусами); на фиг. 5-7 — схемы установки подушек

I прокатных валков; на фиг.8 — схема установки подушек для прокатки клиновых профилей.

Бесстанинная прокатная клеть содержит корпусы 1 и 2, в ступенчатых цилиндрических открытых расточках которых смонтированы многогранные подушки 3 и 4 с валками

5 и 6, установленными на подшипниках 7. Корпусы 1 ы 2 сопрягаются по граням многогранных подушек 3 и 4. В вертикальных цилиндрических расточках корпусов 1 и 2 смонтированы стяжные винты 8, взаимодействующие с гайками 9, снабженными зубчатыми колесами 10. Зубчатые колеса 10 зафиксированы в осевом направлении крышками 11 и через гайки 9 и подпятники 12 взаимодействуют с корпусом 1. Для вращения гаек 9 с зубчатыми колесами 10 установлен привод (ие показан), Стяжные винты 8 зафиксированы от поворота штифтами 13 в корпусе 2.

В вертикальной плоскости расточек корпусов, проходящей через центр подшипника 7 и оси расточек для стяжных винтов 8, расположен кольцевой упорный выступ для установки подушек в осевом и радиальном направлениях.

Наружные поверхности многогранных подушек 3 и 4 снабжены сооскыки осями валков 5 и б цилиндрическими проточками (кольцевыми пазами), шарнирно взаимодействующими с кольцевыми выступами корпусов

1 и 2. При этом ширина кольцевого выступа корпуса 2 равна ширине

57 2 цилиндрической проточки подушки

4 валка 6, а ширина кольцевого выступа корпуса меньше ширины цилиндрической проточки подушки

3 валка 5 на величину осевой регулировки.

Для совмещения осей валков 5 и 6 в одну плоскость, перпендикулярную оси прокатки, в корпусе 2 выполнен прямоугольный открытый сверху паз, ширина которого равна ширине корпуса !. В осевом направлении корпус

1 относительно корпуса 2 зафиксирован с помощью планок 14.

Крышка подшипникового узла верхнего валка 5 выполнена заодно с втулкой 15, сопряженной с корпусом 1, например, посредством болтов 16 и прокладок !7. В радиальном направлении подушки 3 в цилиндрических расточках корпуса 1 фиксируются посредством съемных планок 18, ширина которых меньше ширины цилиндрической проточки подушки 3 валка 5 на величину осевой регулировки.

Корпусы 1 и 2 с валками 5 и 6 могут быть установлены под углом, о отличным от 180, за счет сопряжения граней подушек 3 и 4 с различным расстоянием граней от оси прокатного валка. В этом случае в качестве подшипников 7 валков 5 и 6 применяются подшипники, обеспечивающие самоустановку опор, например сферические подшипники качения.

Сборка, настройка и работа бесстанинной клети осуществляются следующим образом.

Валки 5 и 6 в сборе с подушками

3 и 4 устанавливают в ступенчатые цилиндрические открытые расточки корпусов 1 и 2 так, что цилиндрические проточки подушек 3 и 4 взаимодействуют с кольцевыми выступами корпусов 1 и 2. При этом верхний валок 5 в радиальном направлении фиксируют съемной планкой 18, а в осевом — втулкой 15 и болтами 16.

Корпус 1 устанавливают в открытый сверху прямоугольный паз корпуса 2 и далее монтируют стяжные винты 8 со штифтами 13, подпятниками 12, резьбовыьи гайками 9, зубчатыми колесами 10 и крышками 1! и присоединяют зубчатые колеса 10 к приводу.

Корпус 1 с верхним валком 5 с помощью гайки 9 и зубчатого колеса

10 устанавливают в положение, обес-.

14257

Ь„,) =а„-а„„, лД -Л, — А, =(n, bm)-{С „+b )=а -о,„ д .=д,, -л,, =(, +Ь,)-(п,+b)=а., Л!, -„= A „Л и,,=(а +Ь-1j-ja „b „) = О, К=(п;, +b„)-(а;+Ь|,) =а;,„-и;

Д Д (А где 6A; текущая разность суеты кратчайших расстояний ат осей валков до контактирующих граней подушек предыдущего и последующего вариантов положения граней подуI шек; межцентравое расстояние между валками при кай3 12 печивающее свободное вращение подушек 3 и 4 валков 5 и 6 в цилиндрических ступенчатых расточках корпусов

1 и 2, и взаимно ориентируют грани подушек 3 и 4 для получения заданного межцентрового расстояния между валками 5 и 6 (высоты калибра). Далее перемещают корпус 1 до соприкосновения граней подушек 3 и 4 и производят осевую настройку валков 5 и 6 перемещением верхнего валка 5 с подушками 3 вдоль оси валка относительно корпуса 1 посредством втулки 15 и болтов 16. B требуемом осевом положении валок 5 с подушкой 3 относительно корпуса 1 фиксируют болтами 16, при этом между торцам втулки 15 и корпуса 1 устанавливают прокладки 17.

По завершении осевой настройки валков 5 и 6 корпусы 1 и 2, взаимодействующие гранями подушек 3 и 4, сжимают с заданным усилием, например с усилием, большим усилия прокатки. Затем присоединяют шпиндели привода клети и после включения последнего производят прокатку профиля.

При несоответствии размера профиля требуемому корпус f перемещают вверх с помощью гаек 9 и зубчатых колес 10 от привода да положения, обеспечивающего свободный поворот подушек 3 и 4 валков 5 и 6 в цилиндрических ступенчатых расточках корпусов 1 и 2. Грани подушек 3 и 4 вза Аи, =О, йА „=А,-A =(

Данное техническое решение не ограничивается нижеприведенньпк примерам осуществления. Исходя из него могут быть предусмотрены и другие варианты осуществления, например для !

О случая волачения профиля.

Маркопрофилесортамент стана (кле- ти) определяет число калибров на валках, технология прокатки (калибровка) — величину обжатия. Так как положение центров расточек под подшипники валков определяет величину изменения межцентрового расстояния валков (обжатия) при изменении взаимного положения граней подушек 3 и 4, то целесообразно определить оптимальное число граней подушек 3 и 4, обеспечивающее минимальные затраты времени на настройку и изготовление самих подушек при минимальном их количестве для производства профилей заданного сортамента и точности.

Первоначально изменение межцентравога расстояния между прокатными валками осуществляют поворотом верхней подушки 3 от положения о,= 0, „ =

= а до a; = o „„= а; при неизменном положении нижней подушки 4 bi =Ь „„=Ь,„

Операции поворота верхней подушки 3 повторяются после поворота нижней подушки 4 в положение Ь; =Ь,, и

35 т.д. Отсюда следует 6рр, О, такте подушек по и

k граням, run — число граней верхней и нюшей подушек.

Из выражения (1) следует, что максимальное количество различных значений межцентрового расстояния при данных т и h достигается, когда кратчайшие расстояния от граней по- . душек до оси валков при данном со121 4257 четании диаметров валков представляют две числовые последовательности, члены которой внутри каждой последовательности не равны между собой

5 и имеют не более чем по одному общему члену i=bilo 4ap,.eo,„ Ü gg « (), Тогда число вариантов установок 1в подушек с различным межцентровым расстоянием при выполнении условия (2) равно т1+1-1, но разность сумм д4Д повторяется в различных вариантах сочетания граней верхней и нижней подушек, например при h -1 m-1, о 1 171 1 Ф, ° ° 11 1 1 1 И Т Д

В практике прокатного производства увеличение срока службы валков

I достигают путем их переточки. об- 2р щая величина F которой различна в зависимости от типа стана и его сортамента. Сам процесс прокатки может осуществляться при зазоре между бочками валков т (межвалковом зазоре 25 как равном, так и не равном нулю), Следовательно, изменение межцентрового расстояния может быть достигнуто путем изменения межвалкового зазора t при данном сочетании диа- щ метров валков (F =0) путем изменения диаметра валков (F40) при нулевом межвалковом зазоре t =0 и при F4 0 и

«фO, т.е. переменных значениях переточек и межвалкового зазора. 35

Отсюда оптимальное число граней подушек верхнего и нижнего валков, обеспечивающих прокатку заданного сортамента профилей с обжатиями и переточкамн не равной величины при 4О

"=0 и t40 или F ô 0 и t. =0 с учетом выражений (1) и (2), определяется как

11 1+ 9 — 5 = C, где C — число обжатий и переточек.

Однако в реальных условиях числовая последовательность, содержащая такие параметры технологического процесса как обжатие, переточка, может включать как равные, так и не равные между собой члены. Объединим равные между собой члены последовательности в группы К q, (,kz...k, а не равные между собой и группам (; члены в группу Ц, принимая во вни- 5> мание последовательность поворота подушек, выражения (1) и (3), можно записать

1=1

h )(f 4 ; — k ))а, l

rye k; — целое нолоядттельное число, Изменение межцентрового расстояния за счет неравных членов числовой послецовательности целесообразно осуществлять поворотом нижней пощушки, в частности эа счет переточr

Тогда 1-п=(,=, а если С «Я и п=Я.

Однако при большом числе групп

Q сумма граней <+h, определенная го зависимости (4), где 1-и «Й(1.), при всех значениях ю для данной числовой последовательности k „1,,j(„k>,...,k,;,Я может быть меньше критического значения из условия т+1 > С

= РИЧИ 1 У МУ

Из выражении (1), (5) и (б) следует, что критическая величина равна минимальному сомножителю из всех возможных пар сомножителей, произведение которых удовлетворяет выражению (5), а суммы их минимальны и равны между собой.

Так как для любого члена последовательности всех натуральных чисел из всех возможных пар сомножителей, произведение которых больше или равно данному члену, а суммы их минимальны и равны между собой, всегда есть по крайней мере один, величина которого Р.1 удовлетворяет условию P„> C >(Р„- 1), где P — целое число.

Значение второго сомножителя 1; опр< делим как 3 > тде 1 — целое 1 1 число. 1

Остальные сомножители определяются на основании равенства сумм равноудаленных членов арифметической прогрессии натуральных чисел.

Тогда г 1 = Е, + (1 - 1), Р, = P„ (q a ) . гДе E„„P„„@C;Р Р qc р .р >

a . < 1= т+Pq « +Р ..=.Р +Р =ми3. и инимуму. Из полученных пар сомножителей выбираем минимальный по величине, и зависимость (4) примет вид

1214257 с- и»

E(+ гп ) (77

15

С= m h-1.

При Й(9 и С, равном квадрату натурального числа или имеющем только одну пару сомножителей, 25 удовлетворяющих зависимостям (5) и (6), ЄÄ= Г и 1-" = 1 тогда

)(;-и1=К; и выражение (7) преобразуется к виду

h=C (» 1) 30

Назначение оптимального числа граней при F t 0 и t g 0 осуществляют по зависимости (11), но из конструктивных соображений целесообразно увеличить (уменьшить) число граней нижней и верхней подушек так, чтобы пН а w+h= h,где Ич и н скорректированные числа граней нижней и верхней подушек. Расчетное число граней, определенное по зави40 симости (11) из допущения, что число граней нижней подушки равно

W=G+1,где С число переточек, а С.— общее число обжатий для данного про

45 филесортимента, равное > (К; »-8 ), 7 = 1 подвергается корректировке, если последующие за переточкой валков обжатия не изменяют своей величины g0 и выполняется одно из условий — „, =Т; и —,=Т» . где Т» и Т вЂ” целые числа.

При прокатке клиновых профилей заданная клиновидность обеспечивается эа счет смещения осей валков с приводной и неприводной стороны клети так, чтобы

111 =g РИ a>f (8) 5 пРи Я Е, (9)

И1 >(И1k; — k;) >О. (10)

При этом дополнение группы неР7 (! равных членов Я при Q(Г до осуществляют за счет групп k,,, з

k так, чтобы 11 было минимальным. 1

Зависимость (7) с учетом зависимостей (8)-(10) верна и для зависимостей определения числа граней

h u Vn .Так, если в числовой последовательности отсутствуют равные между собой члены (1 =О), то К . =1, и (7) примет вид

= к

Ь где — угол клиновидно,сти профиля, Ь вЂ” расстояние между центрами подшипников (подушек) валков, А; = <; + Ь; — расстояние между осями валков с приводной (неприводной) стороны клети, А;= о; -»- ܄— расстояние между осями валков с неприводной (приводной) стороны клети.

В таблице приведен расчет геометрических параметров валковой системы клети дуо 300 с максимальным диаметром рабочих валков

320 мм, суммарной переточкой F

= 30 мм, разовой переточкой

= 5 мм и со следующим режимом обжатий профиля, мм: 6h 1,4;» 11д 1,2, gpss 1", 4 »7 1, 7 Ьэ 0,8; 6h 0,5е

Количество граней верхней и нижней подушек определим по формуле (11) tv = C где 1 =6 — количество граней верхней подушки, равное количеству об; атий в пределах одной переточки, 1= О +1=7 — количество граней подушки нижнего валка, G =6 — количество переточек, С вЂ” количество технологических параметров (обжатий) прокатки, равное количеству вариантов установок подушек.

Из конструктивных соображений < 1

2 2 145,2 мм, где

= 0,4 мм — минимальный межвалковый зазор. Определение остальных параметров подушек б, а .-.. 1 Ь осуществляется по уравнениям (1), а параметров Ь, b ... Ь вЂ” по формуле ь; =ь; (i-1)FРазовые переточкиГ; равны между собой и учитываются поворотом нижней подушки. При этом величина первого обжатия 1»h, = 1,4 мм задается

10

Параметры, мм

@ =1 4795

< 6=149, 7 а =i48,5

1 н, ММ

294,9 290

299,7 295

304,9 300

309,9 305

293,7

292,7

291,7

9 7

b,145, 2 290,4

t9,15092 295,4

Ь 155,2 300,4

b÷1Þ92 30594

290, 9

295, 9

300,9

305,9

297,7 298,7

302,7

303,7

308,7

301 7

307 7

306,7

9 1 2142 начальными диаметрами валков (взаимодействие подушек по граням

6 1.973 ьЬ 9 16

В таблице на пересечении вертикальных столбцов а; и горизонталь5 ных строк Ь; размещены величины межцентровых расстояний при взаимодействии подушек по соответствующим граням а;Ь;. В нижних горизонтальных строках указаны величины обжатий и изменения межцентровых расстояний при соответствующих

t (a,b„,а,4...щ,b,-6he а,1

15 т ">г . с "9 1 и 3 сочетаниях контактирующих граней подушек. В вертикальном столбце Эt„ указаны текущие номинальные диаметры рабочих валков, которые соответст- . 20 вуют всему диапазону обжатий при данном (указанном в горизонтальной строке) изменении межцентровых расстояний. Подобные таблицы устанавливаются на торцах подушек и в сочетании с нумерацией граней подушек служат указателем размеров калибра.

Применение изобретения позволяет увеличить производительность путем сокращения трудозатрат на настройку клети и повысить точность геометрических размеров поперечного сечения профиля, а также упростить конструкцию клети за счет уменьшения количества деталей (наборов прокладок).

Сокращение трудозатрат на настройку калибра и повышение точности обусловлено устранением операций 4п предварительной радиальной настройки с помощью прокладок и сокращением операций по окончательной настройке, предусматривающей обязательную прокатку пробной полосы и

„-145,2 а =145,7 рз-"14б,S последующую корректировку радиального положения верхнего валка.

Последнее связано с тем, что указатель раствора валков известной конструкции дает только относительную информацию о размерах калибра в то время как в данной конструкции .положение подушек одна относительно другой однозначно определяет размеры калибра.

В результате обеспечения постоянства перпендикулярности плоскости осей рабочих валков линии прокатки за счет взаимодействия корпусов с подушками по кольцевым соединениям паэ-выступ и фиксации корпусов относительно друг друга накладками и центрирующими выступами улучшается заполнение калибра, а следовательно, и точность прокатки, уменьшается кривизна и скручивание готового профиля, Кроме того, устранение набора прокладок уменьшает диапазон отклонений размеров поперечного сечения профиля при колебаниях давления прокатки.

Точность настройки калибра и, как следствие, точность прокатки в значительно меньшей степени, по сравнению с известными устройствами, зависит от квалификации обслуживающего персонала и определяется точностью изготовления деталей валковых узлов клети.

Применение данного устройства позволит снизить трудозатраты на настройку клети на 20-25%, повысить производительность за счет снижения этих трудозатрат на

0,9-3%, обеспечить точность геометрических размеров поперечного сечения прокатывающего профиля по 9-10 квалитету точности и повысить долговечность узлов и деталей клети на 2-10%.

1214257 а;, мм

Параметры ар1 49, 7 Э Hots мм а =148,5 а;146,5,;1 47,5. =145, „145,2

321,7 322,7 . 323.,7 324,9 320

1,4

1,2

1,0

1,0

0,8

0,5

1,0

0 5

1,2

1,0

0,8 лА;

0 5

b 1 65, 2 310, 4

Ь 1 70, 2 315,4

bp175,2 320,4

310,9

320,9

325,9

311,7 312,7

316,7 317,7

313, 7

318,7

12

Продолжение таблицы

-г—

314,9 310

319,9 315

)214257

12)4257

)2!4257

1214257

1214257

Составитель И. Скоробогатский

Техред Т.Дубинчак. Корректор С . !!!екмар

Редактор Л. Веселовская

Заказ 823/14

Тираж 518 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал П!Ш "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4