Предварительно напряженная прокатная клеть

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4B 21 В 31 04 33

K?C8fA3.1С Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3783883/22-02 (22) 24.08.84 (46) 15.08.86. Бюл. № 30 (71) Колпинское отделение Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института металлургического машиностроения Научно-производственного объединения «ВНИИМЕТМАШ» (72) А. Я. Усвят, В. И. Дунаев, Л. М. Бобров и С. Д. Гарцман (53) 621.771.06(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 839637, кл. В 21 В 33/02, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 1011288, кл. В 21 В 33/02, 1981.

Эксплуатация предварительно напряженных бесстанинных блочных клетей на сортовых и проволочных станах черМЗ. — Сталь, 1978, № 12, с. 1105. (54) (57) ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННАЯ ПРОКАТНАЯ КЛЕТЬ, содержащая основание, верхний и нижний валки с подушками и пружины сжатия между ними, механизм радиальной установки валков с эксцентриковыми втулками, траверсу, „„SU„„1250339 А1 соединяющую подушки верхнего валка, встроенные в них стяжные болты с гидрогайками, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей клети путем обеспечения разведения валков с сохранением предварительного усилия ее затяжки, она снабжена пакетами пластин, установленными между подушками верхнего валка и траверсой и изогнутыми в плоскости приложения нагрузок усилием затяжки стяжных болтов до стрелы прогиба, равной 3 — 5% от их высоты, а каждая подушка верхнего валка имеет механизм поперечного изгиба пластин, выполненный в виде плунжерного гидроцилиндра, установленного перпендикулярно боковой поверхности пластин, причем между пластинами пакета в средней его части и по обоим торцам, Я взаимодействующим с траверсой и верхней подушкой, закреплены прокладки, равные по длине пластинам, с толщиной

h i) h(1/созср — 1), где h — толщина пластин;

rp — наибольший угол поворота сечения Я при изгибе пластин.

1250339

Изобретение относится к основному оборудованию прокатных станов, в частности сортовых и полосовых.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей клети путем обеспечения разведения валков с сохранением предварительного усилия ее затяжки.

На фиг. 1 изображена клеть в рабочем положении; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1 с частичным разрезом; на фиг. 3 — узел 1 на фиг. 2; на фиг. 4 — характеристика по упругости, для пакета пластин в координатах (усилие P — деформация Х); на фиг. 5— то же, для клети.

Клеть включает верхний 1 и нижний 2 рабочие валки с подушками 3 и 4, траверсу 5 и основание 6, соединяющие соответственно верхние и нижние подушки, стяжные болты 7 с гидрогайками 8, обеспечивающими предварительную затяжку клети. Между подушками размещены прокладки 9 грубой радиальной установки валков и соосно с болтами 7 пружины 10 сжатия, затянутые до усилия, превышающего вес верхнего комплекта подушек с валками, а в подушки встроен механизм точной радиальной установки валков с эксцентриковыми втулками 11. Между траверсой 5 и подушками 3 установлены пакеты пластин 12, изогнутых в плоскости приложения нагрузки усилием предварительной затяжки, которые разделены посередине своей высоты прокладками 13, а по нагруженным торцам, стянутым болтами 14, разделены прокладками 15. В каждой верхней подушке выполнен механизм поперечного изгиба пластин в виде гидравлических плунжеров 16, встроенных в цилиндрические расточки 17 подушек 3, которые одним торцом направлены к полости давления, а другим — к боковой поверхности пластин, причем оси плунжеров перпендикулярны к этой поверхности.

Сборка предварительно напряженной клети осуществляется за счет затяжки подушек 3 и 4, траверсы 5 и основания 6 болтами 7 с помощью гидрогаек 8 при подаче давления, обеспечивающего усилие затяжки P. в 1,4 — 1,5 раза больше наибольшего технологического усилия при прокатке—

PMa P. (1,4 — 1,5)Р..-. При этом толщина

h пластин при габаритах L, В, Н (фиг. 1 и 2) определяется из условия их продольного изгиба до стрелы прогиба f> — — (0,03 — 0,05)L, что соответствует сближению нагруженных кромок пластин всего на Х (0,002 — 0,006) L (фиг. 3):

h=—

К где ", v — модуль упругости материала пластин и коэффициент Пуансона соответственно.

Объем V пакетов пластин почти не зависит от соотношений между габаритными размерами L, В и Н и с достаточной точностью может быть представлен в виде

12EX*

V = — т —.P, (2) где Х* — наибольшее «родольное сближение опорных кромок пластин, равное рабочему ходу при подъеме верхнего валка; !

О о — предел упругости материала пластин.

Толщина hi прокладок 13 и 15 между пластинами определяется из условия свободного обеспечения рабочего хода Х*, при котором поперечные сечения пластин поворачиваются на наибольший угол ср

hi)h(1/coscp — 1), (3) где

rp=2arcsi п

Выражения 3 и 4 получены из уточненного уравнения Мизеса для поперечного прогиба

f Ì где P.,P. — усилие затяжки и усилие конца срабатывания пакета соответственно, 3п уравнения, связывающего наибольший ход и поперечный прогиб пластин

41 Х* — Х* / и точного уравнения продольного изгиба

Рн / р

При высоте пластин L=60 — 150 мм, которые могут обеспечить рабочий ход Х*=

= (0,10 — 0,12) L 6 — 18 мм, достаточный для защиты современных сортовых и полосовых станов и для раскрытия предварительно напряженных клетей, значение Х составляет всего (0,002 — 0,006) 1.=0,12 — 0,9 мм соответственно при fo= (0,03 — 0,05)L. Такие значения fo являются наилучшими, поскольку при

/о(0,0031 контроль за выпрямлением плас4> тин при ослаблении усилия затяжки клети затруднителен, а при fo)0,05L будет неоправданно сокращаться рабочий ход Х* валка 1, необходимый для раскрытия клети по технологическим соображениям или при ее перегрузке. рр Усилие Рз на два порядка превосходит максимальное усилие сжатия пружин 10, поэтому при прокатке с усилиями, не превышающими Рз, жесткость клети — Со (фиг. 4) очень выска и определяется лишь жесткостью блока валков с подушками.

В случае возможного ослабления усилия затяжки клетей в процессе эксплуатации до значения Р-, например вследствие релаксации напряжений, пластины 12 распрямятся, 1250339 (5) (6) 75

74. что будет свидетельствовать о необходимости подтяжки болтов 14.

При необходимости раскрытия клети в процессе эксплуатации, т. е. разведения валков, например, для пропуска раската без обжатия, пластины 12 изгибаются с помощью плунжеров 16 механизма поперечного изгиба за счет подачи жидкости в полости расточек 7. При этом пружины 10 сжатия, распрямляясь, поднимают верхний валок с подушками. Сведение валков осуществляется автоматически при сбросе давления жидкости.

Благодаря применению пакета пластин 12 с прокладками 13 посередине их высоты L и с прокладками 15 по торцам, стянутым болтами 14, потребное усилие изгиба их до стрелы прогиба f, отвечающей раствору валков Х*=к f* /4L /3/, составит всего (как сумма п=Н(Ь сил для защемленных по концам балок, нагруженных посередине длины) а суммарная потребная площадь поперечного сечения S расточек 17 при давлении жидкости (Р) равна

При аварийных ситуациях, связанных, например, с захватом захоложенного конца полосы, складкой на ней и т. п., пластины 12 продольно изгибаются, стык между верхней подушкой 3 и прокладками 9 раскрывается, т. е. верхний валок практически мгновенно (время запаздывания не превышает па-. лупериода собственной частоты колебаний предварительно напряженных клетей

0,0001 — 0,0002 с) поднимается вверх. При

5 этом жесткость клети падает на 5 — 6 порядков и даже при подъеме верхнего валка 1 на величину Х*= (0,10 — 0,12) L усилие в клети не может превысить значения Р»= (1,05—

1,06) Рз. При этом следует отметить, что точность и стабильность ограничения аварийных нагрузок в клети практически не зависит от точности изготовления пластин 12 и определяется лишь стабильностью из упругих характеристик — E и v, которые для упругих сталей и сплавов не зависят от времени эксплуатации, скорости нагружения, температуры и других факторов.

Таким образом, в предлагаемой предварительно напряженной клети обеспечивается стабильная и надежная защита от аварийных нагрузок при одновременном обеспеgp чении жесткости клети, возможности ее раскрытия и контроля усилия предварительной затяжки, что позволяет выбрать усилие затяжки в 1,5 — 2 раза меньшим по сравнению с известными клетями (т. е. уменьшить габариты клетей) либо при заданном усилии затяжки в 1,5 — 2 раза повысить нагрузочную способность клети.

Технико-экономический эффект от внедрения изобретения образуется за счет сокращения аварий, простоев прокатных станов, повышения их маневренности, а также за счет сокращения габаритов клетей при заданной нагрузочной способности либо повышения нагрузочной способности при заданных габаритах.

1250339 фОГ 4Редактор М. Петрова

Заказ 4360/9

Составитель М. Коровина

Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Тираж 518 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4