Правильная машина

 

Использование: правка листового проката . Сущность изобретения правильная машина содержит расположенные в стенках корпуса в два ряда в шахматном порядке правильные ролики, каждый из которых выполнен в виде втулки, установленной с зазором на оси Машина снабжена стаканами, установленными в стенке корпуса, и узлами их осевой фиксации. Ось каждого ролика выпопнена с дифференциальной резьбой на концах, один из которых размещен в стакане , а другой - в стенке корпуса, причем диаметр стакана больше наружного диаметра втулки Изобретение позволяет повысить надежность правильной машины за счет увеличения жесткости оси ролика. 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 21 0 1/05

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

СГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4692099/27 (22) 15.05,89 (46).30.07,92. Бюл. ¹ 28 (71) Уральский политехнический институт им. С.M.Êèðîâà и Новосибирский завод полупроводниковыхх приборов (72) M.B.Ñìèpíîâ, В,С.Паршин, С,Н.Полянский, В.А,Абол, С.А.Мочалов, В.В.Власевский, И,B,Êàðëîâ, Н,Л,Скорик, А.T.Äðoôà и

К.М,Васильев (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 889189, кл. В 21 D 1/05, 1980. (54) ПРАВИЛЬНАЯ МАШИНА (57) Использование: правка листового проката. Сущность изобретения: правильная

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к устройствам и машинам для правки проката, в частности

ЛИСТОВОГО.

Известно опорное устройство валка малого диаметра и большой длины, например, валка тонколистовой правильной машины, включающее установленные с обоих концов валка буксы, упорные подшипники скольжения, имеющие отверстия с зазором, охватывающие валки, и сферические поверхности упорных колец. Между концамл валка и упорными кольцами размещена листовая пружина для приложения растягивающего усилия к валку.

Растяжение валка способствует повышению его жесткости при действии радиальной рабочей нагрузки. Однако шарнирная установка валков в опорах требует конструктивно сложных опорных устройств для создания усилия растяжения, Усложнение конструкции затрудняет обслуживание, удорожает ее, увеличивает

„„Б.Ы „„1750771 А1 машина содержит располо>кенные в стенках корпуса в два ряда в шахматном порядке правильные ролики, каждый из которых выполнен в виде втулки, установленной с зазором на оси. Машина снабжена стаканами, установленными в стенке корпуса, и узлами их осевой фиксацил. Ось каждого ролика выполнена с дифференциальной резьбой на концах, один из которых размещен в стакане, а другой — в стенке корпуса, причем диаметр стакана больше наружного диаметра втулки, Изобретение позволяет повысить надежность правильной машины за счет . увеличения жесткости оси ролика. 2 ил„ 1 табл. габариты и массу. При этом возрастает длина валка и момент, требуемый для его вращения, Поскольку валки правильной машины неприводные, а свое вращение получают от взаимодействия с изделием, то при определенной комбинации условий может возникнуть заедание в упорных подшипниках валка. В результате может произойти проскальзывание валка по поверхности изделия и снижение качества последнего. Во избежание заедания следует ограничивать усилие растяжения валка, что снижает его жесткость.

Известна также роликоправильная машина, предназначенная для правки металлической полосы пластическим деформированием посредством знакопеременного изгиба роликами, расположенными зигзагообразно в опорах рам относительно горизонтально перемещаемого материала. Роликоправильная машина включает в себя упомянутые выше ролики, для установки которых в опорах рам исполь1750771 зуют цилиндрические гильзы, надетые на шейки рабочего валка, и в которых на двух радиальных шарикоподшипниках установлены оси, На конце оси, прилегающей к шейке 5 валка, закреплен упорный подшипник.

Между радиальными подшипнлками размещена пружина, создающая определенное усилие поджатия, Удаленный от валка конец оси выступает из гильзы и его торец опира- 10 ется на неподвижный упор кронштейна рамы.

Конструкция известного ролика позволяет снизить момент сопротивления вращению валка, Предварительное усилие сжатия 15 рабочего валка повышает его жесткость при действии рабочей нагрузки, Однако рост жесткости ограничен допустимь|м значением усилия сжатия, предельную величину которого в свою очередь определяет момент 20 .заклинивания шарикоподшипников.

Шарнирная установка валка в сочета/ нии с осевым нагруженлем не позволяет существенно повысить его жесткость, Осевое Йагружение вращающегося валка неиз- 25 бежно приводит к усложнению конструкции и затрудняет процесс замены валков, а флксация валков относительно рам за счет сил трения снижает надежность работы конструкции. 30

Б качестве прототипа принято устройство для и ранки оребрен н ых панелей, содержащее смонтированнь.е на станине подвижный и неподвижный зажимы и размещенную между ними с возможностью 35 возвратно-поступательного перемещения от индивидуального привода каретку (правильную машину), несущую расположенные в шахматном порядке правильные роллки, установленные в два ряда, в одном из кото- 40 рых ролик выполнен в виде оси и втулки, имеющей средство ее осевой фиксации.

Конструкция правильного устройства по сравнению с известными позволяет снизить момент сопротивления вращения пра- 45 вильного ролика при его работе за счет меньшей массы подвижной части втулки и возможности подвода смазки между внутренней поверхностью втулки и осью. Указанные конструктивные решения 50 повышают надежность работы конструкции. Однако предлагаемая конструкция не имеет преимуществ по жесткости перед известными решениями, что значительно cHNжает ее эффективность в технологическом 55 процессе правки, Цель изобретения — повышение надежности работы роликоправильной машины за счет увеличения жесткости рабочих элементов.

Указанная цель достигается тем, что правильная машина, содержащая установленные в стенках корпуса в два ряда в шахматном порядке рабочие ролики, каждый из которых выполнен в виде расположенной с зазором на неподвижной оси цилиндрической втулки со средствами ее осевой фиксации относительно оси, имеет специальный механизм предварительного напряжения правильных роликов с целью повышения их жесткости.

Механизм предварительного напряжения состоит из осей роликов, которые снабжены установленными в однол из стенок корпуса по числу роликов стаканами с узлами их фиксации в осевом направлении. Ось каждого ролика выполнена с дифференциальной резьбой на концах, один из которых размещен в соответствующем стакане, а второй — в стенке корпуса, при этом наружный диаметр стакана превышает наружный диаметр втулки ролика.

Предлагаемая конструкция повышает жесткость рабочих элементов роликоправильной машины при прочих равных условиях, Новая схема закрепления концов правильных poffviKQB в опорах рам позволяет рассматривать правильный ролик как балку с жестко защемленными концами. По сравнению с шарнирной установкой правил ьнь1х роликов жесткость предлагаемой конструкции повышается в пять раз.

Жестко защемление правильного ролиKB стало возмо>кным реализовать с помощью составной конструкции.

Применение предварительного осевого напряжения способствует также увеличению жесткости конструкции.

Увеличение жесткости основного рабочего элемента роликоправильной машины позволяет уменьшить диаметр правильного ролика и получить положительный эффект эа счет повышения качества изделий {уменьшения неплоскостности) и расширения сортамента обрабатываемых изделий в сторону уменьшения их толщин. Уменьшение диаметра ролика (радиуса кривизны правкигибки) способствует благоприятному перераспределению внутренних напряжений в обрабатываемом изделии, а также снижению их абсолютных значений и степени неравномерности.

Радиальный зазор между цилиндрической втулкой и стержнем в зоне рабочей нагрузки отсутствует и не вл|ляет на процесс обработки изделия. Велич1лну контактных давлений выбирают из условий, которые исключают заедание между втулкой и стержнем и задиры на поверхности полосы.

1750771

Новая конструкция создает дополни- диаметра правильных роликов 5 обеспечительные удобства в обслуживании. Замена вает снижение степени неравномерности и правильных роликов не требует раскрытия абсолютной величины остаточных напряжеи снятия верхней рамы, Для замены роликов ний, ответственный за наличие дефектов достаточно ослабить усилие натяжения про- 5 ленты, ката без удаления его из зоны правки, Уста- После установки в опорах рам 1 и 3 новка нового ролика не требует верхнегоинижнегорядовправильныхролидополнительной настройки правильной ма- ков 5 производят настройку на размер пушины, тем перемещения верхней рамы 3

Технологичность процесса сборки-раз- 10 относительно нижней рамы 1. После наборки рабочих элементов повышает надеж- стройки раму 3 фиксируют относительно раность работы роликоправильной машины и мы 1 посредством стяжек 4. Таким образом уменьшает затраты на ее обслуживание. устройство готово к работе.

На фиг. 1 изображена роликоправиль- В том случае, когда шаг резьбы Рм меньная машина, общий вид; на фиг.2 — продоль- 15 шего по диаметру конца 10 стержня больше . ный разрез правильного ролика с шага резьбы Рь противоположного резьбомеханизмом натяжения усилием растяже- вого конца (Рм > Рь), то стержень 6 напрягэния-сжатия. ется усилием растяжения, В том случае, Роликоправильная машина состоит из когда Рм < Рг, — стержень 6 напрягается неподвижной нижней рамы 1, установлен- 20 усилием сжатия. Принимая известным разной на основании 2, верхней подвижной ность шагов резьбы ЛР=-Рм-Рр, можно опрамы 3; скрепленной с нижней рамой 1 по- ределить величину упругой осевой средством стяжек 4 и верхним и нижним дефоомации стержня 6, а следовательно, и рядами правильных роликов 5 (фиг. 1). величину усилия напряжения. При напряжеПравильныйролик5состоитизстержня 25 нии стержня 6 растягивающей нагрузкой

6, цилиндрической втулки 7, установленной стакан 12 упирается в раму 1 (3) с фиксацией нэ стержне 6 с радиальным зазором 8..Кон- от проворота планкой 13. В случае же напряцы стержня 6 установлены в опорах рам 1 жения стержня 6 сжимающей нагрузкойстаили 3, Между торцовыми поверхностями кан12упирается впланку13. Необходимую цилиндрической втулки 7 и рамой 1 (3) рас- 30 величину усилия предварительного напряположены антифрикционные (фторопласто- жения контролируют динамометрическим вые) прокладки 9 (фиг. 2). ключом.

Механизм предварительного напряже- Цилиндрическую втулку 7 устанавливания правильных роликов 5 усилием растя- ют на стержень 6 по "ходовой" посадке, жения-сжатия (фиг. 2) выполнен в виде 35 например Н7/17, с возможностью легкого ступенчатого стержня 6 с резьбовыми кон- вращения при йротяжке ленты. В общем цами 10 и 11, При этом один резьбовой случае, втулку 7 изготавливают из инструконец 10, преимущественно меньшего диа- -ментальной стали (У 8, 9 ХС и т.д.). а стерметра бн, помещен в стакане 12 с внутрен- жень из хромистых сталей (4 0Х. 3 ОХГСА и ним резьбовым отверстием. Стакан 12 .40 т.д,) с соответствующей термообработкой. фиксируется в процессе установки стержня По известному диапазону рабочих на6 планкой 13, Для монтажа стержня б на его грузок рассчитывают величину контактных торце со стороны резьбового конца 11 име- давлений между соприкасающимися поверется бобышка 14 под гаечный ключ. Резьбо- хностями втулки 7 и стержня 6. Из условия вые концы 10 и 11 стержня 6 имеют разный 45 отсутствия задиров и заедания подбирают шаг резьбы, Р„и Рь соответственно, и оди- размеры соединения, материалы и их механаковое направление резьбы. нические свойства.

Роликоправильная машина работает Составная конструкция правильного следующим образом. ролика позволяет наиболее простым спосоПеред началом технологического про- 50 бом. без использования дополнительных цесса правки проката производят установку промежуточных опор и деталей реализовать комплекта правильных роликов 5требуемо- схему предварительного напряжения праго типоразмера. Диаметр правильных роли- вильного ролика осевым усилием. Увеличеков 5 выбирают в зависимости от толщины ние жесткости за счет применения обрабатываемого проката. Результаты исс- 55 конструкции ролика с жестким защемлениледовэний процесса правки показывают, ем концов стержня (оси) определяют одночто при обработке тонких и высокопрочных значно по известным зависимостям. лент следует уменьшить на сколько это воз- Повышение жесткости конструкции можно радиус изгиба, а следовательно, и правильного ролика за счет его предваридиаметр правильных роликов. Уменьшение å.льного напряжения осевым усилием не

1750771 столь тривиально и поэтому требует дополнительного рассмотрения, В примере в качестве расчетной схемы замещения правильного ролика рассмотрим балку с защемленнь1ми концами, нагруженную посередине сосредоточенной поперечной силой F< и осевой силой вдоль стержня Г,, приложенной к одной из опор.

Тогда величину прогиба Y балки посередине пролета можно определить из выражения

2 Рц - L

2 8 2,Е. +2Р . 2) где Š— модуль упругости материала ролика, ! — момент инерции поперечного сечения ролика;

l — расстояние между опорами правильНОГО POJIMKB, В таблице приведен пример расчета правильного ролика для следующих параметров стер>кня 6:

Матариал — сталь 40Х, Е=- 210000 Мпа, cd=-900 МПа (ГОСТ 1759-82); размеры стержня — расстояние между

Опорами L-70 мм, диаметр гладкого участка

d=5 мм. параметры резьбы выбраны по

ГОСТ 9150-81 поперечная нагрузка — Р =550 Н, При расчетах варьировали величину осевого усилия F<.

Результаты расчетов, представленные в таблице, показывают, что для данных геометрических параметров стержня с жестко защемленными концами предварительное напряжение повышает жесткость приблизительно на 5%. По сравнению с расчетной схемой свободно опертой балки жесткость увеличивается в 5,24 раза,, Влияние величины предварительного напряжения на повышение жесткости правильного ролика возрастает по мере роста расстояния между опорами L при неизменном диаметре d.

Эффект суммарного повышения жесткости конструкции (уменьшение прогиба) за счет применения схемы с жестко защемленными концами и создания в ролике предварительного напряжения весьма сложно определить точно теоретически и зкепери MeHTànüío. Однако известно, что для получения качественных показателей по планшетности лент (полос) после правки, стрела прогиба ролика (У) не должна превышать (Yj < 0,001L. Таким образом, улучшение качества ленты (полосы), подвергаемой правке, является косвенным показателем уровня жесткости правильного ролика. С учетом этого требования были проведены опытно-промышленные испытания предла5

55 гаемой конструкции роликоправильной машины на Новосибирском заводе полупроводниковых приборов.

Для экспериментов использовали многослойную ленту Н Ф НА 0,21х0,20-7,0(6), поставляемую по техническим условиям Яе.

0.031,054 в рулонах, длиной по 150 м. Роликоправильная машина имела 19 правильных роликов диаметром 8 мм каждый. Размеры втулки и оси (неподвижного стержня) равны приведенным в примере расчета. Втулка изготовлена из стали У8, а ось из стали 40Х.

При экспериментах варьировали величину предварительного напряжения ролика, контролируя его динамометрическим ключом по моменту затяжки.

В результате испытаний показано, что защемление опор правильного ролика и создания в нем предварительного напряжения г>о < от повышает его жесткость и, как следствие, на порядок улучшает качество правки ленты, Механизм напряжения (фиг. 2) позволяет создавать в теле ролика, как напряжения растяжения, так и напряжения сжатия. Создание в ролике напряжений сжатия увеличивает его несущую способность и наиболее приемлемо для коротких роликов.

Установка в роликоправильной машине составных правильных роликов уменьшает их диаметр, улучшает технологичность сборки-разборки, а в целом способствует повышению надежности работы машины.

Составная конструкция роликов зконоMNT дорогостояший износостойкий материaIl, отпадает необходимость в применении шарикоподшипников.

Предлагаемая конструкция удешевляет стоимость роликоправильной машины, снижает трудоемкость обслуживания, уменьшает габариты опор правильных роликов.

Среди деталей новой конструкции нет покупных изделий, что позволяет изготовить машину практически на любом предприятии без посторонней помощи и предвари,тельных заказов.

Повышение жесткости достигается простыми и надежными средствами. Установка и замена правильных роликов проста. удобна и занимает немного времени, поскольку не затрагиваетдругие элементы роликоправильной машины. Все комплектующие детали роликоправильной машины ремонтопригодны, количество дорогостоящего износостойкого инструмента сведено к м v, н имуму.

Формула изобретения

Правильная машина, содержащая установленные в стенках корпуса в два ряда в пгахматном порядке рабочие ролики, каж1750771

10 дый из которых выполнен в виде располо- ков стаканами с узлами их фиксации в осеженной с зазором на неподвижной оси ци- вом направлении, а ось.каждого ролика вылиндрической втулки со средствами ее полнена с дифференциальной резьбой на осевой фиксации относительно оси, о т л и- концах, один из которых размещен в соотч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения 5 ветствующем стакане, а другой — B стенке надежности за счет увеличения жесткости корпуса, при этом наружный-диаметрстака осей роликов, она снабжена установленны- на превышает наружный диаметр втулки роми в одной из стенок корпуса по числу роли- лика.

Прогиб правильного ролика с учетом предварительного напряжения и жесткого защемления концов стержня

1750771

Составитель M. Смирнов

Техред Ы.Моргентал Корректор О. Ципле

Редактор Н. Шитев

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

Заказ 2643 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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