Прокатный стан

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„;,SUÄÄ 1253681 (д1) 4 В 21 В 1/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3838776/22-02 (22) 04.01.85 (46) 30.08.86. Бюл. 11- 32 (71) Институт черной металлургии и Днепродзержинский ордена Трудового Красного Знамени индустриальный институт им. М.И. Арсеничева (72) И.И.Леепа, Г.П.Гарагуля, В.Л.Мазур, О.Н.Сосковец, В.И.Баранов, й. Г.(1ек и F.. À. Áåíäåð (53) 621. 771. 06 (088. 8) (56) Королев А.А. Механическое оборудование прокатных цехов черной и цветной металлургии. М.: Металлургия, 1976, с.475. (54) (57) ПРОКАТН1 1И СТАН, содержащий горизонтальную клеть с комплектом рабочих и приводных опорных валков и роликовый измеритель натяжения полосы, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса опорных валков путем снижения образования ребристости на поверхности бочек, отношение диаметра роликового измерителя к диаметру опорного валка составляет неполное частное.

12

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к конструкциям клетей кварто, и может быть использовано при изготовлении тонколистового проката.

Целью изобретения является ловышение ресурса опорных валков путем снижения образования ребристости на поверхности бочек.

На фиг.1 изображен двухклетевой дрессировочный стан, общий вид; на фиг,2 — опорный валок с износом поверхности бочки в виде ребристости; на фиг.З вЂ” изменение натяжения полосы в ходе дрессировки (осциллог.рамма) .

Предлагаемый прокатный (дрессировочный) стан содержит раэматыватель 1, правильно-натяжные устройства 2, рабочие клети 3 и 4 с приводными опорными 5 и рабочими 6 валками, между которыми находится дрессируемая полоса 7, роликовый измеритель 8 натяжения, и моталку 9.

Числа диаметров опорных валков 5 и роликового измерителя 8 натяжения выбраны из возможного диапазона, определяемого требованиями технологического процесса и унификации оборудования в цехе, такими, чтобы при разложении их на простые множители они не содержали одинаковых сомножителей, т.е, чтобы величина диаметра роликового измерителя при деле;нии с; величиной диаметра опорного валка составляла неполное частное„

Прокатный стан работает следующим образом.

Рабочие валки посредством фрикционных сил Ц получают вращение от приводных опорных валков. Полоса дрессируется между рабочими валками с натяжением Т, которое определяется с помощью роликового измерителя 8 натяжения через усилие N ..

Как видно из осциллограммы (фиг.З), натяжение Т колеблется относительно заданного технологичес— кого значения Т уст

Анализ подобных осциллограмм показал, что частота возникающих вибраций совпадает с частотой вращения роликового измерителя, а амплитуда колебаний натяжения Т увеличивается с увеличением скорости дрессировки, причем при скорости дрессировки более 26 м/с динамическая добавка (колебательная составляющая) стано5 368! з вится соизмеримой с технологичесЪ кой величиной натяжения T„„

Колебание натяжения Т является причиной того, что появляются лопе5 речные вибрации роликового измерителя 8, возникающие при его вращении из-за зазоров в подшипниках, динамической неуравновешенности его массы и прогиба под действием усилия

tN co стороны полосы. Причем, если смещение центра масс роликового измерителя относительно оси вращения и статический прогиб от действия полосы в сумме создают зксцентриситет относительно оси вращения, равный е то центр роликового измерителя при стационарном режиме дрессировки вращается с частотой вращения роликового измерителя по окружности с центром на оси вращения и радиусом, равным е р2 — -1

>а

25 где — частота вращения роликового измерителя натяжений под

1С действием полосы; — собственная частота поперечных изгибных колебаний

30 роликового измерителя, натяжений; — изгибная жесткость роликового измерителя натяжений; — масса роликового измерителя.

35 >Is-за перемещения по окружности центра масс роликового измерителя под действием указанных факторов прогиб полосы в промежутке между клетями периодически изменяется с ампли40 тудой г и частотой вращения роликового измерителя иЭ . Периодическое изменение прогиба полосы и обуславливает колебания натяжения Т.

В стационарном режиме дрессировки (без пробуксовки) с приводными, опорными валками момент сил сцепления между рабочим и опорным валком должен быть больше суммы внешних контактов, приложенйых к рабочему валку, т.е. должно выполняться следующее соотношение между моментами, приложенными к рабочему валку

Маем+ Тюрь — Т гурьб Р Е К. (1)

55 где N, — момент деформации полосы при дрессировке; ь — радиус рабочего валка;

1253681

P — давление металла на нал— ки при дрессировке (усилие прокатки). — коэффициент трения скольжения на контакте между 5 рабочим и опорным валками.

Давление металла на валки P npu дрессировке незначительно, поэтому даже небольшое увеличение натяжения

Т из-за вибраций роликового измерителя приводит к нарушению условия (1) и периодическим пробуксовкам (с частотой вращения измерителя) рабочего валка относительно опорно— го. Кроме того, момент сил сцепления между рабочим и опорным валками, который характеризуется правой частью неравенства fl), при возникновении вибраций н полосе, передающих-.ся рабочему валку, резко снижается из-за аномального уменьшения коэф Ч фициента трения f .

Расчеты и экспериментальные данные показывают, что для дрессировочного стана !400 кратковременные про- буксиронки из-за колебаний натяжения Т наступают при скорости дрессировки, превышающей 27 м/с н зависимости от состояния поверхности валков и прокатываемого сортамента. 30

При пробуксонках на поверхности опорного валка начинают появляться полосы "Ребристость" из-за износа и необходима их замена и перешлифонка, что принодит к увеличению расхода З5 опорных валков.

Полностью устранить указанные причины колебаний натяжения с помощью конструктивных мероприятий на практике невозможно, так как невоз- 40 можно при таких габаритах изготовить идеально сбалансированный и абсолютно жесткий роликовый измеритель с безэазорными опорами качения. Однако срок службы опорного валка 45 можно увеличить, если распределить износ, возникакщий при пробуксовках, равномерно по его периметру.

За каждый оборот роликового измерителя в момент, когда натяжение Т . gp достигает максимального значения и нарушается условие (1), на поверхнос-1 ти опорного валка при кратковременной пробуксовке появляется полоска

sa счет истирания при третин скольжения. 3а время между рывками натяжения Т (эа период между соседними пиками натяжения) точка на окружности рабочего и опорного валков проходит расстояние, равное

8 = Ч 7

ll и (2) — скорость полосы (скорость дрессировки); — период колебаний натяжения Т в полосе (фиг.3); — техническая частота колебаний натяжения в полосе;

Гц (1/с). где Ч„ (3), р и пР

V„= и

Представляя (3) в (2) в и учитывая, что f< = и р,получим .

Tld n„ ш ар

= 1Td

"П па т.е.при любой скорости дрессировки на поверхности бочки опорного валка при рывках натяжения последовательно наносятся полоски с одним и тем же интервалом S = 11 Й„,, равным длине окружности роликового измерителя.

Таким образом, если длина окружности тензоролика укладывается целое число раз н длине окружности опор1 ного .валка llD, то места пробуксовок на опорном валке повторяются через такое же число оборотов тенэоролика.

Например, для дрессировочного стана

1400 при диаметре опорного валка, равном 1400 мм, и диаметре роликового измерителя 280 мм, то

= 5

280 т.е. через каждые 5 оборотов тенэоролика процесс пробуксовки повторяется на тех же участках и имеем на опорном валке 5 полосок по окружности, в дальнейшем истирание (износ) происходит через каждые 5 оборотон тензоролика только на этих участках, на которых быстро наступает недопустимая выработка и необходима замена опорного валка.

Установлено, что частота колебаний натяжения в полосе равна частоте вращения роликового измерителя, т.е.

Х = и„,где п число оборотов,соверBIBpMblx роликовым измерителем за

Ic об/с. Тогда скорость полосы через диаметр роликового измерителя d р может быть выражена

ДР

П>. е

281 уже не целое число и в каждом последующем обороте опорного валка пробуксовка происходит на другом участке его поверхности до тех пор, пока взаимное положение тенэоролика и опорного вапка окажется таким же, как при первой пробуксовке. Указанное положение наступит тогда, когда точка окружности опорного валка, в которой произошла первая пробуксовка, пройдет такое наименьшее расстояние, в котором длина окружности роликового измерителя 6д.р уложится целое число раэ. Таким наименьшим расстоянием является ве— личина наименьшего общего кратного . (НОК) длин окружностей опорного валка (цЭ Е) и роликового измерителя (Ifd„p

Участки пробуксовки на опорном в алке пов торяют ся толь ко по сле того, как тензоролик совершает число оборотов, равное

НОК (D ð.g !! дар )

ГД 1 12 е d — — 1400, d„p (4) где НОК (Ч), е, If d„, ) — наименьшее общее кратное чисел IID,е = 140ОП и Ifd„p 28!If,. Только через каждые 1400 оборотов роликового измерителя повторяется пробуксовка на тех же участках бочки опорного валка и по его окружности наносится 1400 полосок, т.е. за одно и то же время

5 12

Если же, например, диаметр опорного валка остается тот же 7)

1400 мм, а диаметр измерителя увеличен всего на 1 мм, т,d. !

d, 281 мм, то отношение длин окружностей

53681 эксплуатации опорного валка износ его участков за счет пробуксовок в

1.400

-- — — = 280 раз меньше чем при

5 ь диаметре роликового измерителя

d„ = 280 мч. Поэтому такой опорный валок меняют значительно реже.

Изложенные соображения и анализ соотношения (4) по зволяют заключить, что чем больше наименьшее общее кратное длин окружностей опорного валКа и роликового измерителя чисел If Э,еиМ! ), тем больше при дрессировке одного рулона наносится полосок на поверхность, бочки опорного валка и тем меньше происходит пробуксовок в одном и том же месте поверхности опорного валка, т.е., износ, возникающий при пробуксовках, распределяется более равномерно по окружности бочки опорного валка, и, как следствие, увеличивается срок его службы и расход опорных валков на т дрессируемого металла.

Наименьшее общее кратное чесел !

1,е и Ifd„, максимально, если числа

D,g и dÄ, при разложении на простые множители не содержат одинаковых сомножителей, в этом случае имеем

НОК (ПР; пд р) = !ГЭ d (5)

Выбирая из возможного диапазона, 35 определяемого технологическими требованиями, чисел, выражающих диаметры опорного валка и роликового измерителя так, чтобы при разложении на простые множители они не содержали одинаковых сомножителей, можно обеспечить выполнение условия (51 и увеличить эксплуатационную кампанию опорных валков, сократив их расход

45 при существующем стане уровне колебаний натяжения полосы.

1253681

Составитель Ю.Лямов

Техред Л.Сердюкова Корректор М.111арощи

Редактор М. Келемеш

Заказ 4663/13 Тираж 518 Подписное

ВНЕ(ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4