Профилегибочный стан легкого типа

 

Изобретение относится к оборудованию для обработки металлов давлением и может быть использовано при производстве сортовых гнутых профилей. Профилегибочный стан легкого типа содержит общую монолитную станину в цилиндрических расточках которой смонтированы верхние и нижние рабочие валы на подшипниках, при этом подшипники верхних валов установлены в эксцентриковых втулках. Механизм радиальной настройки выполнен в виде червячного колеса, нарезанного на эксцентриковой втулке, которое сопряжено с червячным винтом, установленным в цилиндрической расточке станины. В монолитной станине между парами цилиндрических расточек выполнены вертикальные пазы, в которых установлены кассеты с вертикальными роликами. Технический результат: постоянно обеспечивается параллельность верхних и нижних рабочих шпинделей (валов), что повышает точность профилирования и сокращает продолжительность настройки стана при прокатке, увеличивается жесткость рабочих шпинделей (валов) и вертикальных роликов, уменьшаются длина стана, масса оборудования и трудозатраты на его изготовление за счет резкого сокращения количества массивных и трудоемких деталей, а также расширяются технологические возможности стана за счет изменения положения вертикальных роликов по высоте в широком диапазоне. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к оборудованию для обработки металлов давлением и может быть использовано при производстве сортовых гнутых профилей.

Известен шестиклетевой профилегибочный стан легкого типа с консольным расположением рабочих шпинделей (валов), на которые надеваются профилировочные диски (ролики) (см. [1] стр. 27...31). Вращение верхних и нижних валов (шпинделей) принудительное от общего электродвигателя через червячные передачи и шестерни. Верхние валки (шпиндели) имеют регулировку положения по одной из трех кинематических схем (см. [1] стр.38...44). Для направления движущейся полосы в промежутках между валками и возможности создания дополнительных деформаций, способствующих образованию переходных форм сечения, между рабочими клетями на специальных столиках устанавливаются планки или вспомогательные боковые вертикальные ролики [1].

Недостатки данного стана: - наличие в каждой клети червячной пары и нескольких шестерен для передачи вращения шпинделям от общего привода стана значительно увеличивают габариты и массу клети, а также трудоемкость изготовления клети; - сложная кинематическая схема регулирования положения верхних шпинделей; - значительная длина консольных шпинделей, а также наличие люфтов в ходовой части и в системе регулирования положения верхних шпинделей, приводит к нарушению параллельности осей шпинделей, что отрицательно сказывается на процессе профилирования и качестве выпускаемых профилей.

Известен профилегибочный стан с консольным креплением валков, содержащий основание, верхние и нижние, установленные с зазором, подушки и вертикальные ролики, расположенные попарно на осях в межклетевых промежутках. На основании смонтирована Г-образная стойка, в которой одними концами закреплены направляющие с пазами. В пазах размещены каретки, на которых установлены оси роликов. В малой вертикальной грани нижней подушки выполнены сквозные разновысотные пазы, в которых размещены другие концы направляющих. На одном из концов осей роликов выполнена резьба, позволяющая перемещать ролики в вертикальной плоскости [2].

Недостатки данного устройства: - рабочие клети, составленные с зазором из верхних и нижних подушек с консольным креплением валков, не обеспечивают в процессе прокатки параллельности осей валков, что значительно затрудняет настройку стана и снижает точность профилей; - устройство вертикальных роликов требует установки на плоскости основания Г-образных стоек с передней стороны стана, что затрудняет вальцовщикам обслуживание клетей; - выполнение разновысотных сквозных пазов на малых гранях смежных нижних подушек ослабляет прочность подушек и удорожает их изготовление; - из-за принятого способа крепления (одни концы направляющих крепятся к Г-образной стойке, а противоположные входят в разновысотные пазы смежных нижних подушек) требуется крепить нижние подушки к основанию с зазором, то есть через прокладки, что серьезно усложняет и затягивает настройку стана; - малая высота подвижных кареток (20 мм) и крепление к ним длинных осей роликов с помощью гаек не могут быть реализованы на промышленных станах из-за недостаточной жесткости перечисленных элементов.

Известен профилегибочный стан, содержащий раму с общей станиной в виде двух параллельно смонтированных на раме щек, в вертикальных пазах (окнах) которой установлены узлы двухопорных рабочих валков с корпусами подшипниковых опор и цепной привод вращения рабочих валков. Пазы (окна) опорных щек закрыты крышками, в которых установлены нажимные винты. Между верхними и нижними подушками размещены упругие элементы, осуществляющие уравновешивание верхнего валка. При необходимости в окна станин вместо горизонтальных рабочих валков устанавливают опоры с вертикальными неприводными роликами. При замене калиброванных дисков рабочие валки вместе с подушками извлекаются с помощью крана из окон станины (для чего предварительно снимаются крышки с нажимными винтами) и на специальном стенде производится снятие с вала одной из подушек, а затем снимаются заменяемые диски и устанавливаются новые, после чего монтируется на вал подушка с подшипниковыми опорами [3].

Недостатками этого стана являются: - значительные простои стана при замене калиброванных дисков на двухопорных рабочих валках, что снижает производительность стана;
- установка вертикальных неприводных роликов в пазы (окна) опорных щек приводит к уменьшению числа горизонтальных рабочих валков, что снижает технологические возможности стана;
- использование общей станины, выполненной в виде одной опорной щеки с открытыми сверху вертикальными пазами (окнами), для установки подушек с узлами консольных рабочих валков не обеспечивает параллельности осей консольных валков.

Из известных профилегибочных станов наиболее близким по технической сущности является стан легкого типа, содержащий групповой цепной привод с двигателем и последовательно расположенные клети, все рабочие валы которых смонтированы на подшипниках, а рабочие валки закреплены консольно, и механизм регулировки зазора между рабочими валками. Каждая клеть выполнена из верхней и нижней подушек-опор, соединенных двумя стяжными винтами для регулировки расстояния между валками; положение верхней подушки фиксируется пружинами, установленными в сквозных вертикальных отверстиях для стяжных винтов; нижние валки всех клетей и верхние первой и последней клетей выполнены приводными посредством звездочек и цепного привода. Между рабочими клетями размещены на осях вертикальные ролики с возможностью поперечного перемещения относительно направления профилирования [4].

Недостатки данного стана:
- устройство рабочей клети не обеспечивает параллельность консольных валков из-за наличия зазоров между верхней и нижней подушками, между стяжными винтами и отверстиями в верхней подушке, а также из-за расположения стяжных винтов подушек в одной вертикальной плоскости;
- фиксирование зазора между верхней и нижней подушками посредством пружин и стяжных винтов весьма ненадежно и не обеспечивает требуемой жесткости консольных валков;
- наличие отдельно стоящих рабочих клетей увеличивает длину стана и трудоемкость их изготовления;
- невозможность изменения положения вертикальных роликов в вертикальной плоскости в достаточно широких пределах, что сужает технологические возможности стана и затрудняет его настройку.

Технической задачей изобретения является повышение точности профилирования и сокращение продолжительности настройки стана с консольными валками за счет увеличения жесткости рабочих клетей и вертикальных роликов путем сокращения числа сопрягаемых деталей и устройств регулировки зазора, а также уменьшение габаритов стана за счет устранения межклетевых промежутков, и уменьшение массы стана и трудозатрат на его изготовление путем резкого сокращения количества массивных и трудоемких деталей стана.

Поставленная задача достигается тем, что профилегибочный стан снабжен общей монолитной станиной с выполненными в ней цилиндрическими расточками для размещения в них рабочих валов и расположенными между парами цилиндрических расточек вертикальными пазами, установленными в упомянутых вертикальных пазах кассетами для размещения вертикальных роликов, каждая из которых выполнена в виде корытообразного корпуса с двумя цилиндрическими направляющими и роликодержателем, установленным с возможностью перемещения перпендикулярно оси прокатки в упомянутом вертикальном пазу, а подшипники верхних валов установлены в эксцентриковых втулках, на одной из цилиндрических направляющих корпуса кассеты выполнены два резьбовых участка с противоположным направлением резьбы, а в каждом роликодержателе выполнены по два отверстия, соответствующих цилиндрическим направляющим кассеты, при этом механизм регулировки зазора между рабочими валками выполнен в виде червячного колеса, нарезанного на упомянутой эксцентриковой втулке и сопряженного с ним червячного винта, установленного в предусмотренной под него цилиндрической расточке станины, выполненной перпендикулярно оси упомянутой эксцентриковой втулки, зафиксированной в станине кольцевым выступом и червячным винтом.

На фиг. 1 схематично изображен профилегибочный стан (вид сбоку); на фиг. 2 - профилегибочный стал (вид сверху); на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 -разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг.6 - разрез Г-Г на фиг.4.

Профилегибочный стан легкого типа содержит общую монолитную станину 1, в цилиндрических расточках Д которой смонтированы верхние и нижние рабочие валы 2 на подшипниках 3, при этом подшипники 3 верхних валов 2 установлены в эксцентриковых втулках 4. Механизм радиальной настройки выполнен в виде червячного колеса 5, нарезанного на эксцентриковой втулке 4, которое сопряжено с червячным винтом 6, установленным в цилиндрической расточке Е станины 1, выполненной перпендикулярно оси втулки 4, которая зафиксирована в станине 1 кольцевым выступом 7 и червячным винтом 6. Червячный винт 6 закреплен в вертикальной расточке Е монолитной станины 1 от осевого перемещения с одной стороны буртом 8, а с другой стороны - резьбовой втулкой 9. На консоли рабочих валов 2 со стороны обслуживания устанавливаются диски (бандажи) 10 со шпонкой 11, а со стороны привода на нижний вал устанавливаются сдвоенные звездочки 12 со шпонкой 13. В монолитной станине 1 между парами цилиндрических расточек Д выполнены вертикальные пазы Ж, в которых установлены кассеты 14 с вертикальными роликами 15, включающие корытообразный корпус 16 с двумя цилиндрическими направляющими 17 и 18, а также роликодержатели 19, установленные с возможностью перемещения вдоль направляющих 17 и 18, причем верхняя цилиндрическая направляющая 17 имеет два резьбовых участка с противоположным направлениям резьбы и хвостовик под ключ, а нижняя цилиндрическая направляющая 18 - гладкая. Цилиндрические направляющие 17 и 18 фиксируются с одной стороны в вертикальной торцевой стенке корытообразного корпуса 16, а с другой стороны в пластине 20, которая крепится винтами к торцу корытообразного корпуса 16. Каждый роликодержатель 19 имеет по два отверстия, верхнее резьбовое и нижнее гладкое, соответствующие цилиндрическим направляющим 17, 18, и цапфу 21, на которой установлен вертикальный ролик 15 на подшипниках. Кассета 14 с вертикальными роликами 15 крепится в пазах Ж монолитной станины 1 с помощью болтов и имеет возможность перемещения перпендикулярно оси прокатки за счет овальных пазов 22 в вертикальной торцевой стенке корытообразного корпуса 16.

Стан работает "порулонным" способом, при котором исходный рулон ленты устанавливается на разматыватель (разматыватель стана не показан) и вытягивается из рулона передний конец, который задается в первую пару дисковых калибров, размещенных на консолях рабочих шпинделей (валов) 2. Вращением приводных дисковых калибров, размещенных на нижних валах 2, лента проталкивается в следующую пару дисковых калибров и по мере прохождения ленты через калибры стана осуществляется ее формовка (гибка) в заданный профиль. При необходимости боковые кромки ленты дополнительно подгибаются вертикальными роликами 15, установленными либо за каждой парой горизонтальных валков, либо только за некоторыми из них. Отформированный профиль проходит через пресс-ножницы, где разрезается на заданную длину и передается на стеллаж (ножницы и стеллаж не показаны).

В результате произведенного анализа предложенного стана и прототипа выявлены следующие преимущества:
- устраняется основной недостаток клети прототипа - перекос (неустойчивость) верхней подушки при прокатке из - за наличия: зазоров между подушками и между стяжными болтами и отверстиями в подушках, расположения стяжных болтов в одной вертикальной плоскости, при этом нарушается параллельность осей верхних и нижних валов;
- постоянно обеспечивается параллельность верхних и нижних рабочих шпинделей (валов), так как подшипниковые опоры установлены в расточках общей рабочей станины, что повышает точность профилирования и сокращает продолжительность настройки стана при прокатке;
- увеличивается жесткость рабочих шпинделей (валов) и вертикальных роликов путем существенною сокращения числа сопрягаемых деталей и устройств регулировки зазора;
- уменьшается длина стана из-за устранения межклетевых промежутков;
- уменьшаются масса оборудования и трудозатраты на его изготовление за счет резкого сокращения количества массивных и трудоемких деталей и требуемого станочного оборудования на их изготовление;
- расширяются технологические возможности стана за счет изменения положения вертикальных роликов по высоте в широком диапазоне с сохранением их жесткости.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1. Давыдов В. И. , Максаков М. 11. Производство гнутых профилей. М., "Металлургия", 2 издание, 1959, стр. 27-31, стр. 38-44.

2. Патент Российской Федерации N 2085314, B 21 D 5/06, 1997 г.

3. Патент Российской Федерации N 2029645, B 21 D 5/06, 1995 г.

4. Авторское свидетельство СССР N 1819171 A3, B 21 D 5/14. Бюл. N 20 1993 г.

Формула изобретения

1. Профилегибочный стан легкого типа, содержащий групповой цепной привод с двигателем, последовательно расположенные клети, все рабочие валы которых смонтированы на подшипниках, а рабочие валки закреплены консольно, вертикальные ролики, установленные между клетями, и механизм регулировки зазора между рабочими валками, отличающийся тем, что он снабжен общей монолитной станиной с выполненными в ней цилиндрическими расточками для размещения в них рабочих валов и расположенными между парами цилиндрических расточек вертикальными пазами, установленными в упомянутых вертикальных пазах кассетами для размещения вертикальных роликов, каждая из которых выполнена в виде корытообразного корпуса с двумя цилиндрическими направляющими и роликодержателем, установленным с возможностью перемещения перпендикулярно оси прокатки в упомянутом вертикальном пазу, а подшипники верхних валов установлены в эксцентриковых втулках.

2. Профилегибочный стан по п.1, отличающийся тем, что на одной из цилиндрических направляющих корпуса кассеты выполнены два резьбовых участка с противоположным направлением резьбы, а в каждом роликодержателе выполнены по два отверстия, соответствующих цилиндрическим направляющим кассеты.

3. Профилегибочный стан по п.1, отличающийся тем, что механизм регулировки зазора между рабочими валками выполнен в виде червячного колеса, нарезанного на упомянутой эксцентриковой втулке, и сопряженного с ним червячного винта, установленного в предусмотренной под него цилиндрической расточке станины, выполненной перпендикулярно оси упомянутой эксцентриковой втулки, зафиксированной в станине кольцевым выступом и червячным винтом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6