Способ регулирования поперечной разнотолщинности листов при прокатке в шестивалковой клети

 

Использование: листопрокатное производство. Сущность изобретения: способ регулирует поперечную разнотолщинность в 6-валковой клети изменением усилий на опорные валки от противоизгиба за шейки и от опорного ролика, при этом противоизгиб опорных валков осуществляют в плоскости валковой системы при постоянном моменте изгиба, обеспечивающем максимально допустимые напряжения в шейках опорных валков. 1 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к листопрокатному пpоизводству.

Цель изобретения расширение диапазона регулирования поперечной разнотолщинности и упрощение этого процесса.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показана схема действующих усилий при регулировании поперечной разнотолщинности.

Согласно изобретению способ реализуется в шестивалковой клети, которая содержит рабочие валки 1, опорные валки 2 и опорные ролики 3 с укороченной бочкой. Оси валков расположены в вертикальной плоскости.

Усилие прокатки Р_пр от прокатываемого листа через рабочие валки передается на бочку опорного валка и распределяется по двум каналам: одна часть усилия прокатки Р_пр воспринимается регулирующим усилием Р_р прикладываемым навстречу Р_пр к середине бочки опорного валка со стороны опорного ролика, а вторая часть реакциями, приложенными к шейкам опорного валка.

Профиль рабочих валков в шестивалковой клети регулируют, изменяя прогиб бочки опорного валка при неизменном усилии прокатки Р_пр. Этого достигают за счет приложения навстречу усилию прокатки Р_пр регулирующего усилия Р_р, которое по своей сути является усилием противоизгиба опорного валка. Дополнительным силовым воздействием, расширяющим диапазон противоизгиба, являются изгибающие моменты М, приложенные к удлиненным шейкам опорного валка в плоскости валковой системы. Им может быть и простое приложение усилий к удлиненным шейкам, создающим требуемые изгибающие моменты М.

Полный диапазон регулирования профиля валков в шестивалковой клети определяют следующим образом. Прикладывают к опорному валку максимальное усилие прокатки. Определяют максимальный прогиб его бочки, соответствующий сочетанию максимального усилия прокатки Р_пр c минимальными значениями силовых воздействий противоизгиба опорного валка. Затем определяют минимальный прогиб, соответствующий сочетанию Р_пр с максимальными значениями силовых воздействий противоизгиба. Полный диапазон регулирования профиля валков с некоторым приближением это разность максимального и минимального прогиба бочки опорного валка.

Для получения расширенного диапазона регулирования к концам опорных валков с самого начала прикладывают изгибающие моменты, обеспечивающие получение в шейках максимально допустимых напряжений изгиба, причем знак этих напряжений должен быть противоположным тому, который будут иметь напряжения изгиба от приложенного впоследствии усилия прокатки. Изменение противоизгиба опорного валка в соответствии с предлагаемым способом осуществляется только регулируемым усилием Р_р, приложенным со стороны опорного ролика, а изгибающие моменты М остаются неизменными, являясь по существу силовой постоянной в характеристике данной конкретной листопрокатной клети.

Предлагаемая схема нагружения валковой системы позволяет понизить величину минимально допустимого регулирующего усилия Р_р при получении тех же максимально допустимых напряжений изгиба в шейках опорного валка. В результате при том же максимальном усилии прокатки Р_пр реакции на шейках опорного валка возрастают, что позволяет снизить величину регулирующего усилия Р_р. Вследствие этого возрастает максимальный прогиб бочки опорного валка. При приложении же максимально допустимого регулирующего усилия Р_р (и неизменных значениях моментов М, равных максимально допустимому) имеет место минимальный прогиб бочки опорного валка такой же по величине, так и в известном способе. Разница между более высоким максимальным прогибом и таким же минимальным прогибом дает увеличенный диапазон регулирования профиля валков.

Одновременно упрощается система регулирования профиля, поскольку момент противоизгиба необходимо поддерживать постоянным, что значительно проще, чем изменять его по определенной закономерности, не требуется также компенсировать изменения продольной разнотолщинности, вызываемые изменениями моментов М.

Пример осуществления способа.

Реализацию предлагаемого способа рассмотрим на примере шестивалковой клети со следующими параметрами (фиг. 1): L/D 2,85; L_p/L 0,33; D_m/D 0,6; С/D 0,5, которые являются усредненными значениями для диапазонов параметров, типичных для 6-валковой клети.

При анализе силовых воздействий на валковую систему из условия допускаемых напряжений изгиба в шейках валков σ_и 12 кгс/мм² и контактных напряжений в бочке ролика Р_к 220 кгс/мм² были использованы следующие эмпирические зависимости для допустимых максимальных воздействий где P^m_р^ax максимальное усилие на опорном ролике, кгс; R_max реакция на одной из опор опорного валка, кгс; P^m_o^ax допустимое результирующее усилие от усилия прокатки и воздействия опорного ролика, кгс; M_max максимальный момент противоизгиба опорного валка кгс м; D, L_p линейные размеры в мм.

Из зависимостей (1) поскольку 20 усилия прокатки воспринимается опорами опорного валка.

Прогибы бочки опорного валка от силовых воздействий М, Р_пр, Р_р определим по известным формулам сопротивления материалов:

для усилия ролика Р_р B L/3

для усилия прокатки P_пр В L

где f_м, , f_р прогибы опорного валка на длине бочки от воздействия М, Р_р и Р_пр, соответственно
При действии максимально допустимых значений воздействий М, Р_р и Р_пр будут максимальные прогибы:



В этом случае минимальный прогиб опорных валков (при максимальных противоизгибных воздействиях) будет

При определении максимального прогиба опорных валков по известному способу f^из_max полагаем M 0, P_o D²; P_p P_пр - P_o 2,4 D² 1,4 D²

тогда

а диапазон регулирования по известному способу составит

По предлагаемому способу M_max D³/4 величина постоянная, что позволяет удвоить нагрузку на шейки опорного валка. Тогда


В этом случае максимальный прогиб опорных валков по предлагаемому способу

а диапазон регулирования

Таким образом, увеличение диапазона регулирования по предлагаемому способу составит
Δf^пр/Δf^из=26,5/12,5=2,12,
т. е. он увеличивается более чем вдвое.

Использование предложенного способа регулирования позволяет упростить процесс регулирования поперечной разнотолщинности, существенно расширить диапазон регулирования.

Предлагаемый способ дополнительно позволяет снизить контактные напряжения в местах соприкосновения опорных роликов с опорными валками за счет возможности обеспечить заданный диапазон регулирования при значительно меньших усилиях Р_р, что повышает долговечность опорных валков за счет снижения вероятности образования на опорных валках мест локального износа, особенно в месте контакта по краям опорных роликов с укороченной бочкой.

Формула изобретения

Способ регулирования поперечной разнотолщинности листов при прокатке в шестивалковой клети с расположением продольных осей рабочих, опорных валков и опорных роликов с укороченной бочкой в одной вертикальной плоскости, включающий противоизгиб опорных валков приложением изгибающих моментов к шейкам опорных валков в плоскости валковой системы и приложением регулирующего воздействия на опорные валки от опорных роликов навстречу усилию прокатки, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования и упрощения этого процесса, противоизгиб опорных валков осуществляют приложением постоянного момента, обеспечивающего предельно допустимые натяжения в шейках опорных валков.

РИСУНКИ

Рисунок 1