Универсальная прокатная клеть

Авторы патента:

Литвинов Роман Александрович (RU)

Шилов Владислав Александрович (RU)

B21B13/10 - расположенных в одной плоскости

Владельцы патента RU 2389571:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина" (RU)

Изобретение относится к сортовой прокатке и может быть использовано при производстве рельсов и двутавровых профилей. Универсальная прокатная клеть содержит два горизонтальных валка с подушками, два вертикальных валка, установленных в С-образных подушках, и механизмы перемещения валков вдоль и поперек прокатки. Каждый вертикальный валок размещен в кассете, установленной в неподвижной в продольном направлении С-образной подушке, и может перемещаться в ней по направлению или против направления прокатки, причем ширина кассеты в продольном направлении меньше соответствующей ширины подушки на величину перемещения оси вертикального валка. Обеспечивается возможность смещения осей вертикальных валков относительно плоскости осей горизонтальных валков и перемещения вертикального валка по или против направления прокатки относительно плоскости осей горизонтальных валков на величину, необходимую для прокатки рельсов и двутавровых профилей. 4 ил.

Изобретение относится к области сортопрокатного производства и может быть использовано при производстве рельсов и двутавровых профилей.

Известны конструкции универсальных рабочих клетей, включающих два приводных горизонтальных валка, установленные в подушках, и два неприводных вертикальных валка, установленных в своих подушках между шейками горизонтальных валков (см., например, [1], с 179-188, рис.56, 61 и 62, а также [2], фиг.2 и 3), причем подушки вертикальных и горизонтальных валков установлены в станине клети так, что оси вертикальных и горизонтальных валков находятся в одной вертикальной плоскости. Каждая подушка вертикального валка выполнена в виде С-образной рамы (кассеты), в которой на оси крепится полый бандаж вертикального валка (см.[1], рис.61, 62). Эта подушка вместе с валком может перемещаться в направлении, перпендикулярном направлению прокатки, при помощи нажимных винтов, к которым она поджата тягой пружинного или гидравлического уравновешивающего устройства (см.[2], поз.46 на фиг.3).

Недостатком такой конструкции клети является отсутствие возможности перемещения осей вертикальных валков относительно плоскости осей горизонтальных валков в направлении прокатки или против направления прокатки (вдоль направления прокатки). В то же время известны способы прокатки рельсов [3, 4] и балок [5], по которым требуется перемещать вертикальные валки относительно плоскости осей горизонтальных валков по направлению прокатки на величину, например, 0,9-1,2 от разности длин дуг деформации головки и шейки, что составляет 36-48 мм и более [3]. Отсутствие механизма для такого перемещения вертикальных валков не позволяет реализовать указанные способы прокатки в промышленности.

Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является конструкция универсальной прокатной клети согласно патенту US 5.718.141 [6]. По этому патенту для перемещения вертикальных валков вдоль направления прокатки предусмотрены винтовые (см.[2], фиг.2), клиновые (фиг.5-7) или гидравлические (фиг.8) устройства, установленные в стойках станины универсальной клети с обеих сторон подушек и позволяющие перемещать подушки вместе с вертикальными валками по направлению или против направления прокатки. При таком перемещении каждой подушки тяга уравновешивания (см. поз.6 на фиг.2, 5, 8), жестко связанная с подушкой и прижимающая подушку к нажимному винту, испытывает упругий изгиб в направлении перемещения, а на контакте подушки с торцом нажимных винтов возникает трение скольжение.

Недостатком прототипа является ограниченная величина перемещения подушки с вертикальным валком, так как упругий изгиб тяги уравновешивания допустим на небольшую величину (2-5 мм), и при требуемом перемещении вертикального валка на величину 36-48 мм по способу [3] или 64-86 мм по способу [4] может произойти поломка этой тяги. Кроме того, упругий изгиб тяги и контактное трение между подушкой и торцами нажимных винтов вызывают увеличение силы перемещения подушки.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение перемещения вертикального валка по направлению или против направления прокатки относительно плоскости осей горизонтальных валков на величину, необходимую для прокатки рельсов по способам [3, 4], за счет устранения упругого изгиба тяги уравновешивания и исключения контактного трения между подушкой и торцами нажимных винтов. Указанная задача решается тем, что в известной конструкции универсальной прокатной клети, включающей два горизонтальных валка и два вертикальных валка, установленных в С-образных подушках, а также механизмы перемещения вертикальных валков вдоль направления прокатки, каждый вертикальный валок размещен в кассете, которая устанавливается в неподвижную в продольном направлении С-образную подушку и может перемещаться в ней по направлению или против направления прокатки относительно плоскости осей горизонтальных валков, причем ширина кассеты в продольном направлении должна быть меньше соответствующей ширины подушки на величину перемещения вертикального валка.

Сущность изобретения поясняется чертежами на фиг.1-4.

На фиг.1 представлены в аксонометрии основные элементы узла вертикального валка при сборке. На фиг.2 изображен в аксонометрии общий вид узла вертикального валка. На фиг.3 показан горизонтальный разрез по вертикальным валкам, а на фиг.4 - вертикальный разрез по оси вертикального валка.

На указанных чертежах приняты следующие обозначения: 1 - вертикальный валок; 2 - кассета вертикального валка; 3 - подушка вертикального валка; 4 - гидравлический механизм перемещения кассеты вертикального валка; 5 - стойки станины клети; 6 - опорный брус подушки вертикального валка; 7 - болтовое соединение подушки с опорным брусом; 8 - нажимные винты механизма поперечного перемещения подушки вертикального валка; 9 - тяга уравновешивания подушки вертикального валка; 10 - нижний горизонтальный валок.

Вертикальный валок 1 размещен на подшипниках качения в кассете 2, которая устанавливается в С-образную подушку 3 и может перемещаться в ней вдоль направления прокатки при помощи, например, гидравлического устройства 4, вмонтированного в стойки станины 5. Подушка 3 установлена между стойками станины и жестко соединена с опорным брусом 6, который поджат к нажимным винтам 8 при помощи тяг 9 уравновешивающего устройства. Поскольку подушка зафиксирована от смещения вдоль направления прокатки стойками станины, то перемещение кассеты 2 с вертикальным валком 1 происходит при неподвижной (в данном направлении) подушки, благодаря чему исключаются упругий изгиб тяг уравновешивания и трение скольжения между торцами нажимных винтов и опорным брусом 6.

Поскольку гидравлические (или какие-либо другие) механизмы перемещения кассеты вертикального валка устанавливаются в обе стойки станины, то перемещение кассеты с вертикальным валком возможно как по направлению, так и против направления прокатки. Чтобы обеспечить требуемую по способам [3, 4] величину смещения вертикальных валков относительно плоскости осей горизонтальных валков, ширина кассеты D (см. фиг.1 и 3) должна быть меньше ширины подушки В на максимально возможную величину перемещения вертикальных валков: как видно из фиг.3 B-D≥2Δ_max.

Величина смещения вертикальных валков относительно плоскости осей горизонтальных валков устанавливается соответственно способам прокатки рельсов. В частности, при реализации способа [3] смещение по направлению прокатки оси вертикального валка, обжимающего головку рельса, составляет Δ_г=(0,9÷1,2)·(l_г-l_ш), где l_г и l_ш - длины очагов деформации при обжатии головки и шейки рельса соответственно; одновременно смещение оси второго валка, обжимающего подошву рельса, против направления прокатки должно быть равно Δ_п=(0,5÷1,5)·(l_ш-l_п), где l_п - длины очага деформации со стороны подошвы.

В качестве механизма перемещения кассеты вертикальных валков целесообразно применять гидравлический, так как он является наиболее компактным и позволяет устанавливать величину смещения вертикальных валков дистанционно с использованием средств автоматики.

При работе предлагаемого устройства вначале при помощи нажимных винтов 8 устанавливают подушку 3 в положение, обеспечивающее получение требуемых размеров фланцев (головки и подошвы) рельсов. Затем путем подачи жидкости в гидравлические цилиндры 4 устанавливают заранее рассчитанное смещение левого и правого вертикальных валков относительно плоскости осей горизонтальных валков, после чего производится прокатка профиля. При необходимости реверса валков устанавливают новое положение подушки и кассеты вертикальных валков и производят прокатку в обратном направлении.

Техническим результатом применения изобретения является возможность использования в промышленности новых способов прокатки рельсов и двутавровых профилей согласно [3, 4, 5].

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Грицук Н.Ф., Антонов С.П. Производство широкополочных двутавров. - М.: Металлургия. 1973.

2. United States Patent 3.805.572. B21b 31/08, 23.04.1974.

3. A.C. СССР 1225622. В21В 1/08. 23.04.86. Бюл. №15.

4. А.С. СССР 944686. В21В 1/08. 23.07.82. Бюл. №27.

5. United States Patent 5.203.193. B21b 1/08, 04.11.1991.

6. United States Patent 5.718.141. B21B 13/10, 04.11.1991.

Универсальная прокатная клеть, содержащая два горизонтальных валка с подушками и два вертикальных валка, установленных в С-образных подушках, механизмы перемещения вертикальных валков вдоль направления прокатки, отличающаяся тем, что каждый вертикальный валок размещен в кассете, которая установлена в неподвижную в продольном направлении С-образную подушку с возможностью перемещения в ней по направлению или против направления прокатки относительно плоскости горизонтальных валков, причем ширина кассеты в продольном направлении меньше соответствующей ширины подушки на величину перемещения оси вертикального валка.

Изобретение относится к области прокатного производства, а точнее к прокатным станам с многовалковым калибром. .

Универсальная клеть непрерывного широкополосного стана горячей прокатки // 2320432

Изобретение относится к оборудованию для производства проката, в частности к рабочим клетям непрерывных широкополосных станов горячей прокатки. .

Универсальная четырехвалковая клеть для профилирования труб // 2302305

Изобретение относится к оборудованию для обработки металлов давлением, в частности к формующим клетям для профилирования труб. .

Трехвалковая рабочая клеть редукционного стана // 2207197

Изобретение относится к области прокатного производства, а точнее к трехвалковой клети редукционного стана, и может быть использовано в трубопрокатных агрегатах для редуцирования труб.

Прокатная клеть // 2204448

Прокатная клеть // 2171725

Изобретение относится к черной и цветной металлургии, а именно к прокатному производству, и может быть использовано для расширения сортамента проката при реконструкции клетей.

Прокатная клеть // 2166393

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к конструкциям рабочих клетей, используемых при производстве сортовых профилей, преимущественно проволоки фасонных сечений.

Универсальный стан холодной прокатки // 2156173

Универсальная клеть профилегибочного стана // 2151660

Изобретение относится к обработке давлением, а точнее к оборудованию профилегибочных станов для изготовления сортовых гнутых профилей. .

Прокатная клеть для прокатки сортовых профилей // 2077966

Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для производства мелких сортовых профилей, преимущественно проволоки. .

Трехвалковая клеть стана продольной прокатки // 2428267

Изобретение относится к области прокатного производства и касается усовершенствования конструкции трехвалковой клети стана продольной прокатки для производства бесшовных труб и сортового проката круглого сечения

Трехвалковая клеть продольной прокатки // 2430801

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а точнее к конструкции трехвалковой клети продольной прокатки, и может быть использовано в калибровочных и других станах с трехвалковыми клетями

Трехвалковая клеть стана продольной прокатки // 2438807

Изобретение относится к области прокатного производства, а точнее к конструкции трехвалковых клетей станов продольной прокатки для производства бесшовных труб и сортового проката круглого сечения

Четырехвалковая калибровочная клеть // 2450874

Изобретение относится к области прокатного производства, а точнее к четырехвалковым калибровочным клетям

Клеть прокатного стана и соответствующий прокатный стан для продольной прокатки материалов стержневой формы // 2516112

Изобретение предназначено для повышения равномерности жесткости клетей прокатного стана в поперечном направлении прокатного стана для прокатки материалов стержневой формы вплоть до больших размеров. Клеть имеет неподвижную наружную конструкцию (13), три рабочих валка (2), размещенных в кассете-держателе (3) валков, установленной на оси прокатки с возможностью перемещения из рабочего положения внутри неподвижной конструкции (13) в положение (3′) бокового извлечения снаружи неподвижной конструкции (13) для замены рабочих валков (2). Жесткая конструкция, исключающая коррозию и повреждение деталей охлаждающей водой, обеспечивается за счет того, что клеть содержит по меньшей мере один гидравлический узел (4′, 4′′) для каждого рабочего валка (2), жестко прикрепленный к неподвижной конструкции (13), по меньшей мере два первых гидравлических узла (4′′) - двухходовые, с первым рабочим ходом для регулирования радиального положения соответствующего рабочего валка (2) и вторым холостым ходом от оси прокатки для облегчения бокового извлечения кассеты-держателя (3) валков, а второй гидравлический узел (4′) расположен горизонтально для обеспечения извлечения кассеты-держателя (3) валков в горизонтальной плоскости, два первых гидравлических узла (4′′) наклонены под заданным первым углом к вертикальной оси, проходящей через ось прокатки, с обеспечением извлечения кассеты-держателя (3) в горизонтальной плоскости на стороне, противоположной второму гидравлическому узлу (4′). 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Рабочая клеть стана для прокатки профилей в калибре // 2518028

Изобретение предназначено для увеличения степени проработки металла при деформации в многовалковых калибрах. Рабочая клеть для прокатки металлических профилей содержит станину, в которой установлены подушки с размещенными в них двумя парами параллельных валков, образующими калибр. Более полная проработка металла за счет неравномерности вытяжек и создания больших сдвиговых деформаций с получением более мелкого зерна достигается за счет того, что в каждой из пар валки имеют равные диаметры, при этом диаметры валков в одной из пар меньше диаметров валков в другой паре. 1 ил.

Рабочая клеть стана для прокатки профилей в калибре // 2518358

Изобретение предназначено для увеличения степени проработки металла при деформации в многовалковых калибрах. Рабочая клеть для прокатки металлических профилей содержит станину, в которой установлены подушки с размещенными в них, по меньшей мере, тремя валками, образующими калибр. Более полная проработка металла за счет неравномерности вытяжек и создания больших сдвиговых деформаций с получением более мелкого балла зерна достигается за счет того, что калибр образован валками, диаметры которых уменьшаются или увеличиваются по направлению движения часовой стрелки. 2 ил.

Конструктивный узел рабочей клети и способ прокатки прутковых или трубных заготовок // 2524018

Изобретение предназначено для повышения стабильности условий прокатки прутковых или трубных заготовок. Узел прокатного стана содержит рабочую клеть (1), которая включает основной корпус (2) и по меньшей мере две подвижных относительно него подушки (3, 4, 5) с валками и/или два подвижных относительно него коромысла с валками. Повышение точности регулирования усилия прокатки за счет исключения колебаний от упругой деформации обеспечивается за счет того, что узел имеет установочный блок (19, 69) с основным корпусом (23), блоком регулирования и первой соединительной деталью, соединяемой с деталью подушки и/или коромысла, и выполненной с возможностью прикладывания к валку (6, 7, 8) усилия прокатки от блока регулирования, блок (30, 39, 59, 80) предварительного натяжения, имеющий силовой блок, выполненный с возможностью генерирования усилия прижима, и вторую соединительную деталь, которая выполнена с возможностью прикладывать генерируемое силовым блоком усилие к основному корпусу (23) установочного блока (19) и усилием давления прижимать основной корпус (23) установочного блока (19, 69) к основному корпусу (2) клети, или блок (70) предварительного натяжения, имеющий силовой блок, который выполнен с возможностью генерирования усилия разжима, снабжен продольным упором (75), первой деталью (76), которая расположена таким образом, что может прикладывать усилие разжима как усилие давления на основной корпус (2) клети, и второй деталью (72), которая расположена таким образом, что может прикладывать усилие разжима как усилие давления на основной корпус (23) установочного блока (19) так, что основной корпус (23) установочного блока и основной корпус (2) клети в рабочем положении разжимаются относительно друг друга посредством силового блока на расстояние, заданное продольным упором (75), при этом узел имеет опорную структуру (13, 48, 49, 65, 83, 93), на которую опирается блок (30, 39, 59, 80) предварительного натяжения. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Система управления гидравлическими узлами прокатного стана для материалов стержневой формы // 2586954

Изобретение относиться к области прокатки труб. Клеть (100) прокатного стана содержит не менее трех валков, кассету-держатель валков, гидравлические узлы и систему управления ими. При извлечении кассеты-держателя валков (3) с боковой стороны в клети длина хода гидравлических узлов, необходимых для удаления поршней гидравлических узлов от траектории перемещения кассеты-держателя (3) валков во время извлечения кассеты-держателя (3) из прокатного стана, может достигать значений от 150 до 400 мм, при этом значения могут отрицательно воздействовать на время реагирования системы управления положением указанных гидравлических узлов (4′′). Для повышения динамичности системы управления, возможности быстро и точно реагировать на резкие перепады давления, в контурах управления применяют четырехходовые сервоклапаны с двумя или более ступенями, в которых гидравлическое соединение выполнено с возможностью соединения напорного отверстия P с главной камерой, а выпускного отверстия T с кольцевой камерой, и наоборот, напорного отверстия P - с кольцевой камерой, а выпускного отверстия T - с главной камерой. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Клеть прокатного стана с тремя валками // 2631223

Изобретение относится к области прокатки труб. Клеть содержит неподвижную опорную конструкцию (13), кассету (3), удерживающую три прокатных валка (2, 2', 2''), каждый из которых имеет соответствующую опору (6, 6', 6'') обоймы, расположенные в кассете (3), которая выполнена с возможностью перемещения в поперечном направлении относительно оси прокатки и вдоль этой оси из рабочего положения внутри опорной конструкции (13) в выдвинутое положение снаружи опорной конструкции (13), ось вращения первого прокатного валка (2) расположена вертикально, по меньшей мере один гидравлический узел (4, 4', 4'') для каждого прокатного валка (2, 2', 2'') выполнен с возможностью регулирования радиального положения и перемещения соответствующего приводного цилиндра на расстояние от оси проката, исключающее контакт с кассетой (3) во время ее перемещения из рабочего положения в выдвинутое положение, при этом в кассете (3) выполнен продольный открытый паз (10), центральная ось которого совпадает с продольной центральной осью опоры (6) обоймы первого прокатного валка (2), а его вертикальный размер превышает диаметр прокатываемой трубы, причем паз (10) на первом конце закрыт, а на втором конце открыт и имеет форму, соответствующую боковому участку кассеты (3) в положении, когда кассета (3), удерживающая валки, установлена в клети прокатного стана, причем неподвижная опорная конструкция (13) имеет клинообразную область, образованную двумя опорными поверхностями (14'', 14'''), расположенными под углом к горизонтальной оси и выровненными относительно направляющих опоры (6) обоймы, выполненных в кассете (3), для центрирования и поддержания опоры (6) обоймы первого прокатного валка (2), удерживаемой соответствующим гидравлическим узлом (4), при этом клеть содержит стопорное устройство (7, 8, 9) для опор (6, 6', 6'') обоймы внутри кассеты (3). Изобретение упрощает и облегчает освобождение застрявшей в процессе прокатки трубы. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 9 ил.