Составной прокатный валок

 

Использование: изготовление составных прокатных валков с предварительно напряженными бандажами. На несущую ось с буртом и приводной шейкой насажен бандаж , при этом неприводная шейка выполнена за одно целое с несущей осью. На сопрягаемых поверхностях бандажа и оси соответственно выполнены эксцентричный кольцевой выступ, расположенный со стороны бурта, и ответная кольцевая канавка. Стяжные элементы состоят из резьбового кольца и гайки, наворачиваемых на хвостовик несущей оси, причем ширина выступов резьбы кольца меньше ширины профиля резьбовых канавок. Это позволяет повысить надежность крепления бандажа на оси и упростить монтаж-демонтаж деталей валка 3 иг.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 В 21 В 27/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (л) СА) (л) (21) 4796562/27 (22) 28.02.90 (46) 07.05.92. Бюл. М 17 (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И.Носова (72) B.Ä.Ãóñåâ, В,Н.Зеленов и Ю.В.Санкин (53) 621.771.023 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 540687, кл. В 21 В 27/02, 1973. (54) СОСТАВНОЙ ПРОКАТНЫЙ ВАЛОК (57) Использование: изготовление составных прокатных валков с предварительно напряженными бандажами. На несущую ось с буртом и приводной шейкой насажен банИзобретение относится к прокатному производству, а именно к оборудованию прокатных цехов, и может быть использовано для производства проката.

Известен предварительно-напряженный составной прокатный валок, содержащий бандаж и полую неприводную.шейку, соединенные между собой крепежной гайкой и стяжным болтом, головка которого выполнена за одно целое с неприводными шейками и хвостовиком. При этом крепежная гайка выполнена за одно целое с полой неприводной шейкой.

Недостатком этого валка являются низкие допустимые значения усилия и момента прокатки вследствие ограничения осевого сжимающего усилия при его сборке. Это усилие л имитируется диаметром оси внутри неприводной шейки, который всегда меньше диаметра приводной шейки.,, Ы2„„1731313 А1 даж, при этом неприводная шейка выполнена за одно целое с несущей осью. На сопрягаемых поверхностях бандажа и оси соответственно выполнены эксцентричный кольцевой выступ, расположенный со стороны бурта, и ответная кольцевая канавка, Стяжные элементы состоят из резьбового кольца и гайки, наворачиваемых на хвостовик несущей оси, причем ширина выступов резьбы кольца меньше ширины профиля резьбовых канавок. Это позволяет повысить надежность крепления бандажа на оси и уп ростить монтаж-демонтаж деталей вал ка.

3 ил, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является прокатный валок, содержащий полую бочку и ось, выполненную за одно целое с приводной шейкой, и неприводную шейку, которые стянуты между собой в осевом направлении болтом, головка которого выполнена за одно целое с приводной шейкой валка.

Недостатком известного валка также являются ограниченные возможности по передаче крутящего момента, особенно в случае использования этого валка в прокатных станах линейного типа, когда несколько клетей расположены в линию и прокатные валки соседних клетей соединены между собой, либо в клетях с одним приводным валком, который через редуктор на противоположной стороне клети приводит во вращение другой валок. Таким образом, обе шейки прокатного валка функционально служат

1731313 для передачи крутящего момента: одна от привода к валку, другая от валка к валку.

Известный валок имеет диаметр оси внутри неприводной шейки меньше диаметра приводной шейки, поэтому крутящий момент, который можно передать с хвостовикавалка, примыкающего к полой неприводной шейке, меньше по величине, чем крутящий момент, который можно приложить к хвостовику приводной шейки, выполненной заодно с осью и имеющей больший диаметр. Величина осевого усилия, используемого для предварительного нагружения валка, также лимитируется диаметром оси внутри полой шейки (ось работает в этом случае на растяжение), как диаметром минимального сечения.

Известный валок предполагает свободную посадку полой бочки на ось, вследствие чего не исключено радиальное проскальзывание ее относительно оси, поскольку допустимое в этом случае усилие прокатки меньше усилия прокатки, определяемого исходя из величины допустимого момента прокатки. Таким образом, валок за счет своих конструктивных особенностей имеет ограниченные технические возможности, заключающиеся в недостаточной величине допустимого передаваемого момента и усилия прокатки.

Целью изобретения является повышение надежности валка при передаче крутящего момента с оси на бандаж и упрощение монтажа-демонтажа.

В составном прокатном валке, содержащем бандаж и несущую ось с приводной шейкой и буртом, контактирующим с торцом бандажа, насаженные на резьбовой хвостовик оси стяжные элементы, опертые в другой торец бандажа и неприводную шейку, последняя выполнена за одно целое с осью, а ось снабжена эксцентричным относительно вращения валка кольцевым выступом, расположенным со стороны бурта, при этом по внутреннему диаметру бандажа выполнена ответная кольцевая канавка, поверхность которой эквидистантна поверхности выступа, и стяжные элементы состоят из резьбового кольца и гайки, причем ширина выступов резьбы кольца меньше ширины профиля резьбовых канавок на хвостовике оси на величину д=(10 — 2 10 )О, где О— наружный диаметр бандажа.

На фиг.1 показан прокатный валок, разрез; на фиг.2 — узел l на фиг,1 (положение выступов резьбы стяжных элементов: гайки и резьбового кольца относительно резьбовых канавок оси без осевого нагружения); на фиг.3 — узел ll на фиг,1 (то же, с осевым нагружением силой P).

Валок состоит из бандажа 1 и оси 2 с приводной 3 и неприводной 4 шейками.

Бандаж 1 и ось 2 стянуты между собой в осевом направлении посредством бурта 5

5 на оси 2 и стяжных элементов: резьбового кольца 9 и гайки 10, насаженных на резьбовой хвостовик 8. Со стороны бурта 5 на оси

2 и по внутреннему диаметру бандажа 1 выполнены эксцентричные эквидистантные

10 выступ 6 и углубление 7.

На фиг.2 и 3 показаны профили резьбы гайки 10, резьбового кольца 9 и резьбового хвостовика 8 оси 2. Ширина 9 профиля выступов резьбы резьбового кольца 9 меньше

15 ширины 9 профиля резьбовых канавок оси б

2 на величину д =(10 — 2 10 з)О, где Π— наружный диаметр бандажа 1.

До осевого нагружения ширина 9 профиля выступов резьбового кольца 9 меньше

20 ширины 9 профиля резьбовых канавок оси и боковые поверхности выступов и канавок находятся в контакте со стороны, обращенной к неприводной шейке 4 (фиг.2), После осевого нагружения силой P вы25 ступы резьбы резьбового кольца 9 перемещаются в направлении силы Р, практически выбрав весь зазор д (зазор между поверхностью выступов и канавок слева практически равен исходному зазору). На фиг.1

30 показаны также приводные концы 11 валка, например трефовые, и резьбовой участок

12, предназначенный для крепления стопорной гайки нагружающего устройства (например, гидравлического).

35 Сборка валка и его работа осуществляются следующим образом.

На ось 2 одевается бандаж 1 эксцентричным углублением 7 на выступ 6, Далее на резьбовой хвостовик 8 навинчиваются сна40 чала резьбовое кольцо 9 и затягивается до упора, затем — крепежная гайка 10 и тоже затягивается до упора. После этого с помощью какого-либо устройства (например, гидравлического), зафиксированного на

45 приводной шейке 4 посредством резьбового соединения 12, сжимается бандаж 1 и растягивается ось 2 путем приложения осевого усилия к резьбовому кольцу 9 и оси 2 в противоположных направлениях. После на50 гружения подворачивают крепежную гайку

10 до выбора образующейся слабины. Затем осевое усилие снимают, нагружающее устройство снимают и валок готов к работе, При этом остается остаточное осевое сжа55 тие бандажа 1 резьбовым кольцом 9 и буртом 5 оси.

За счет нагружения валка на торцовых поверхностях 13 и 14 бандажа 1 возникают силы трения покоя, которые препятствуют

1731313 ее поворачиванию относительно оси 2 при приложении к хвостовикам 11 валка крутящего момента. При этом резьбовое кольцо

9 связано с осью 2 не только через контакт скрепежной гайкой 10,,но и за счет своего резьбового соединения с осью 2, в котором после нагружения обеспечивается контакт между витками резьбы кольца 9 и оси 2 за счет того, что ширина 9 профиля выступов резьбы кольца 9 меньше ширины 9 профиб ля резьбовых канавок оси 2 на величину д =(10 з-2 10 )D, где 0 — наружный диаметр бандажа. За счет эксцентричных выступов 6 и углубления 7 при поворачивании бандажа при посадке относительно оси 2 происходит заклинивание ее на оси 2 из-за незначительного перекоса оси 2 в отверстии бандажа 1 и образование контакта оси 2 и бандажа 1 в диаметрально противоположных поверхностях контакта 15 и 16, за счет чего предотвращается радиальное смещение бандажа 1 относительно оси 2 при нагружении валка усилием прокатки в процессе работы.

Пример, Изготовлена пара прокатных валков для стана 370. Наружный диаметр бандажа 370 мм, длина 660 мм, материал марки СПХН, диаметр хвостовика оси с резьбой 240 мм. На этом участке выполнена стандартная упорная резьба Уп 240 х 12 по

ГОСТУ. Ширина канавки резьбы по среднему диаметру составляет 6 мм. Ширну выступов резьбы резьбового кольца определяют из соотношения в =1,8 10 370+6 = 0,67+ 6 =

=6,67 мм. Величина осевого нагружения валка при сборке 1000 кН. Диаметр оси 250 мм.

Диаметр эксцентричного выступа оси 300 мм, его длина 70 мм, величина эксцентриситета 5 мм. Валки отработали всю компанию (до перевалки по износу бандажа). После осмотра валков следов смещения бандажа относительно оси не обнаружено.

Испытаны также валки с резьбовыми кольцами, у которых ширина выступов резьбы по среднему диаметру больше и меньше указанного интервала и на его границах в = 2,5 10 370+ 6 = 6,93 мм; в = 0,7 10 370+ 6 = 6,26 мм; в = 10 370+ 6 = 6,37 мм; в = 2 10 370+ 6 = 6,74 мм.

В первом случае при осмотре деталей валка на витках резьбы резьбового кольца обнаружены следы смятия выступов и поэтому повторно резьбовое кольцо нельзя использовать, так как это приводит к проворачиванию бандажа во время прокатки, 5

Во втором случае при осмотре валка обнаружены следы проворачивания бандажа относительно оси, поэтому и бандаж, и ось повторно также нельзя использовать, поскольку сцепление на их торцовых поверхностях не обеспечивает необходимых по величине сил трения и увеличивает вероятность проворачивания бандажа во время и ро катки.

В третьем случае на отдельных витках резьбы резьбового кольца имеют место в некоторых участках признаки начала процесса смятия выступов, однако резьбовое кольцо при этом остается вполне пригодно для работы и повторное его использование не снижает надежности работы валка. В четвертом случае никаких следов смятия витков резьбы резьбового кольца или проворачивания бандажа относительно оси не обнаружено.

Использование изобретения позволяет применять составные валки со свободной посадкой бандажа в тяжелонагруженных линиях прокатных станов, в которых валки работают с динамическими нагрузками, например при прокатке периодических профилей. Поскольку рабочая поверхность контакта бандажа и оси в предлагаемом валке увеличивается по сравнению с известным почти в два раза, то надежность работы валка увеличивается на 40-60 .

Формула изобретения

Составной прокатный валок, содержащий бандаж и несущую ось с приводной шейкой и буртом, контактирующим с торцом бандажа, насаженные на резьбовой хвостовик оси стяжные элементы, спертые в другой торец бандажа, и неприводную шейку, отл ича ющийся тем,что,с целью повышения надежности валка при передаче крутящего момента с оси на бандаж и упрощения монтажа-демонтажа, неприводная шейка выполнена за одно целое с осью, а ось снабжена эксцентричным относительно оси вращения валка кольцевым выступом, расположенным со стороны бурта, при этом по внутреннему диаметру бандажа выполнена ответная кольцевая канавка, поверхность которой эквидистантна поверхности выступа, и стяжные элементы состоят из резьбового кольца и гайки, причем ширина выступов резьбы кольца меньше ширины профиля резьбовых канавок на хвостовике оси на величину д(10 -2 10 )D, где D— наружный диаметр бандажа.

1731313

4 (О

14

50

Составитель Ю. Санкин

Техред М.Моргентал Корректор М. Демчик

Редактор И. Шулла

Заказ 1532 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

О

Г