Способ профилирования валков прокатного стана

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

5570 А1 (19) (11) (gg 4 В 21 В 27/02

ОГ)ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Й А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3767536/22-02 (22) 06.07.84 (46) 07.06.86. Бюл. У 21 (71) Липецкий политехнический институт (72) Б.А.Поляков, С.Л.Коцарь, В.Г.Барышев, В.И.Халеев, Е.И.Булатников и В.П.Настич (53) 621.77 1.23(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 797812, кл. В 21 В 27/02, 1979.

Авторское свидетельство СССР

В 1197754, кл. В 21 В 27/02,27.01.84. (54) (57) СПОСОБ ПРОФИЛИРОВАНИЯ ВАЛКОВ

ПРОКАТНОГО СТАНА, включающий профилирование образующей бочки валка по параболе путем придания ее рабочей поверхности выпуклости, переменной по окружности бочки, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения получения профиля внешней образующей бочки, обеспечивающего снижение накопления неравномерности вытяжек по ширине прокатываемой полосы, текущую величину выпуклости изменяют относительно средней ее величины пропорционально синусу текущего значения угла поворота бочки .валка вокруг его продольной оси в процессе механической обработки, при этом период изменения выпуклости устанавливают меньшим половины длины бочки и кратным длине окружности бочки валка.

1235570

Изобретение относится к прокатно му производству и совершенствует профилировку рабочих валков станов горячей и холодной прокатки.

Целью изобретения является упрощение получения профиля внешней образующей бочки, обеспечивающего снижение накопления неравномерности вытяжек llo ширине прокатываемой полосы.

Известно, что неравномерность вы- 10 тяжек по ширине полосы вызывает появление в ней внутренних напряжений

6= Е 4 1Р (1) где F — модуль упругости, 15

4 (р — относительная разность вытя-. жек по ширине полосы.

Из теории устойчивости упругих систем известна формула расчета критической нагрузки, приводящей к поте- 20 ре устойчивости гибкой пластины:

1 К (2) где Кб - коэффициент, зависящий от 25 отношения сторон пластины, ЕЪэ

12(1- - ) — цилиндрическая жесткость, h — толщина пластины; — коэффициент Пуассона, 30

Ь вЂ” ширина пластины.

Формулу (2) можно представить следующим образом:

Е б 12(1- ) ) Ъ (3) где 6 — критические напряжения сжак тия.

В формулах (2) и (3) в качестве характерного размера пластины приня40 та ширина Ь, а не ее длина А . Такая запись расчетных формул удобна прн а S когда размер ь существенно влияет на критические значения нагрузки. Если а < Ь (пластина Сжата

45 вдоль коротких сторон), то расчетные формулы удобнее представить в виде:

"h) а (4) Если ограничиться точностью 5%, то примерно при а/Ь < 1/5 влиянием закрепления коротких сторон пластины можно пренебречь и расчет. вести по формуле.

q =0 D/а .

При а /Ь > 3/4 коэффициент К практически перестает изменяться с ростом

1 отношения а /В, тогда можно принять

К с =: 4,, В этом случае число полуволн, оьраэующихся при потере устойчивости пластины на ее поверхности, примерно равно отношению а /8 Таким образом, удлиненная пластина при потере устойчивости как бы делится на ряд квадратных свободно опертых по всему контуру пластин, для каждой из которых

К =- 4,. Тогда очевидно, что увеличение размера а путем "наращивания" квадратных пластин не приводит к изменению критической нагрузки. Следовательно, для потери полосой плоской формы необходимо накопление внутренних напряжений на определенной длине, равной ширине пластины б . Прн этом выражение (5) записывается в следующем виде:

Ф

ltE h (6) зТ1 — ) ь

Решая совместно уравнения (6) и (1), получаем

h l" 11 h ã р зГ: Л ь ()

Таким образом, для того, чтобы исключить накопление неравномерности вытяжек по ширине полосы и, тем самым, потерю устойчивости и нарушение плоской формы прокатываемой полосы, достаточно периодически изменить величину неравномерности вытяжек .на такую же с противоположным знаком на участке длины полосы, равном ее ширине„

На фиг. 1 показан валок, имеющий нулевую среднюю по длине окружности бочки выпуклость с изменяющейся по синусоидальному закону текущей величиной выпуклости; на фнг. 2 — разрез по середине бочки, на фиг. 3 — - графики изменения текущих радиусов бочки валка по длине ее окружности, на фиг. 4 — изменение профиля внешней образующей бочки валка при изменении угла поворота вокруг ее продольной оси в процессе механической обработки.

Приняты обозначения:

L — длина бочки валка;

С вЂ” текущая величина выпуклости;

R„,„ R, — текущие радиусы на краю и середине бочки валка соответственно, Т - период изменения выпуклости по длине окружности бочки валка;

1235570

d,ð, R, — средние диаметр и радиус по длине бочки валка соответственно;

y — угол поворота бочки валка в процессе его механической обработки,"

С „ — средняя величина выпуклости, С вЂ” амплитуда изменения текущего значения выпуклости относительно средней величины, 10

Способ может быть реализован на шлифовальных станках, оборудованных системами автоматического управления процессом шлифования валков. При этом обычно в процессе механической t5 обработки валок вращается вокруг его продольной оси относительна инструмента.

Величину С, выбирают известными, методами расчета профилировок валков. 20

Прокатный валок в большинстве случаев эксплуатируется без перешпифовки при прокатке нескольких типоразмеров полос (до 5-10 типоразмеров). Каждый типоразмер требует для получения 25 планшетной полосы свою величину выпуклости, обусловленную условиями . прокатки данного типоразмера: усилием прокатки и связанным с ним изгибом валковой системы, профилем входя-З0 щей в клеть полосы, тепловым профилем валка и т.п.

На практике выбирают усредненную по всем типоразмерам величину выпукС (3) 3s ср 2 где С,С вЂ” максимальное и минимальное значения выпуклости для расчетного диапазона типоразмеров полос соответственно.

Очевидно, что применение .такой профилировки (С, ) эффективно только для определенных типоразмеров полос, 4 для которых расчетная величина выпуклости незначительно отличается от С,р . Иначе применение профилировки

С приводит к формированию неравномерности вытяжек по ширине прокатываемой полосы (Ip )i, (i — номер типоразмера).

Циклическое изменение величины выпуклости по длине окружности бочки валка (фиг. 2) позволяет циклически изменять текущую по длине прокатываемой полосы неравномерность вытяжек по ее ширине. В результате этого накопление неравномерности вытяжек происходит на участке длины полосы, меньших ее ширины, что не приводит к потере полосой устойчивости.

Для циклического изменения величины выпуклости по длине окружности бочки валка текущую величину выпуклости изменяют пропорционально синусу текущего значения угла поворота бочки валка вокруг его продольной оси в процессе механической обработки (9) где К вЂ” целое число.

Параметр С. определяют для монтажной партии типоразмеров полос, например, в соответствии с выражением (10) С = С ох что позволяет учесть расчетный диапазон (С „„, С . ). При этом минимальное значение С, = С„„- С„, а максимапьное — определяется допуском для каждого типоразмера на поперечную разнотолщинность полосы.

Последнее относится не только к прокатке разных типоразмеров полос, но и к прокатке одной полосы, если при этом изменяются параметры прокатки, например, по длине полосы из-эа изменения ее температуры.

Период изменения выпуклости по длине окружности бочки валка устанавливают меньшим половины длины бочки и кратным ее длине окружности в соответствии с выражением

ТcL/2

К = тзп(+ — С sinK, (12)

R кр ср кр где В.„, — среднеинтегральные по длине окружности бочки валка радиусы на середине и на краю бочки.

Для сохранения постоянного среднего радиуса бочки валка и выполнения циклического изменения выпуклости по формуле (9) необходимо сформировать радиусы на краю и середине бочки валка, например, следующим образом (фиг. 3 и 4)

R, — К вЂ” 1/3 Q 81п К, 1235570

Пример. Профнлируют образующую бочки рабочего валка НШС 2000 горячей прокатки по параболе путем придания ее рабочей поверхности выпуклости, переменной по окружности бочки, длина которой 2 м, а средний радиус 0,4 м. Для выбранной монтажной партии типоразмеров полос известньпки методами расчета профилировок 1р валков с учетом условий прокатки в каждой клети стана данного типоразмера (усилия прокатки, изгиба "валковой системы, профиля входящей в клеть полосы, теплового профиля валка и т.п.) определяют максимальное (С ) и минимальное (С . ) значения выпуклостей и величину средней выпуклости (C„ ), Например, С,„„ = 0,1, С . -Оэ! мм тогда c, - — — д-=р. 0

0 1-0

Затем определяют величину С,:

= О, 1- (-0,1) = 0,2 мм, и осуществляют шпифование бочки валка в соответствии с выражением (9), при этом д период изменения выпуклости по длине окружности бочки валка устанавливают в соответствии с выражениями (8) с1

К =ппп()

Ъ О, 8

Т

В результате Т = 0,838 М, а К = 3.

Для сохранения постоянным среднего радиуса бочки валка и выполнения циклического изменения выпуклости формируют радиусы на краю и середине бочки валка

К, „ 0,4 — — 0,0002 здпЗ, 1

К„„= 0,4 + — 0,0002 э пЗЧ, 2 где ч — угол поворота бочки .валка вокруг ее продольной оси в процессе механической обработки, В результате такого профилирования бочки валка при вращении его в процессе прокатки вокруг своей оси неравномерность вытяжек по ширине прокатываемой полосы изменяется циклически .по длине полосы. Это позволяет исключить накопление неравномерности вытяжек, превышающее критическое для потери полосой пл ской формы значение, на длине участка полосы равной ширине полосы.

1235570 уТ фигЗ

y=; и

Эиа4.

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор В.Иванова

Заказ 3038/6

Составитель М.Блатова

Техред О.Сопко Корректор С.Черни

Ьв

Тираж 518 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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