Четырехвалковая калибровочная клеть



Четырехвалковая калибровочная клеть
Четырехвалковая калибровочная клеть
Четырехвалковая калибровочная клеть
Четырехвалковая калибровочная клеть
Четырехвалковая калибровочная клеть
Четырехвалковая калибровочная клеть
Четырехвалковая калибровочная клеть
Четырехвалковая калибровочная клеть
Четырехвалковая калибровочная клеть

 


Владельцы патента RU 2450874:

Открытое акционерное общество "Электростальский завод тяжелого машиностроения" (RU)

Изобретение предназначено для повышеия точности цилиндрических труб, прокатываемых в четырехвалковых калибровочных клетях. Четырехвалковая калибровочная клеть содержит станину, расположенные в ней приводные горизонтальные и вертикальные валки с механизмами радиального перемещения. Исключение зазоров между боковыми поверхностями валков обеспечивается за счет того, что каждый приводной валок выполнен с боковыми коническими поверхностями, установлен в постоянном контакте с боковыми поверхностями соседних валков калибра и снабжен средством для осуществления усилия прижатия и контроля этой величины, при этом первоначальное усилие прижатия конической поверхности валков друг к другу регламентируется математической зависимостью и составляет не менее чем Т=(1,1÷1,2)Р. Клеть снабжена дополнительным съемным цилиндрическо-червячным редуктором. 1 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области прокатного производства, а точнее к четырехвалковым калибровочным клетям. В известных клетях имеются зазоры между сопрягаемыми коническими поверхностями соседних валков. При прокатке под действием усилия размер калибра меняется на величину упругой деформации клети, а так как усилие прокатки не стабильно, соответственно нельзя получить высокую точность изделия.

Известна четырехвалковая клеть, см. патент Англии №2078579, кл. B21B 1/02, заявл. 11.09.80 г., опубл. 13.01.82 г.

Эта клеть содержит станину, расположенные в ней горизонтальные и вертикальные валки. Боковые поверхности каждого из валков выполнены цилиндрическими. Между боковыми поверхностями валков имеется зазор. Вращение верхнего горизонтального валка осуществляется от привода, а далее через конические передачи вращение передается последовательно на другие валки.

Недостатком данной клети является узкая область использования. Известная клеть применяется для горячей прокатки заготовок конечной длины с использованием для захвата и проталкивания гидроцилиндра. У заготовок нет специфических особых требований к качеству их геометрических параметров, поэтому между соседними валками существует зазор, который меняется из-за упругой деформации системы на величину, зависящую от жесткости системы и прилагаемого усилия деформации.

Из известных наиболее близким по технической сущности является четырехвалковая калибровочная клеть, описанная в патенте РФ №2352410, кл. B21B 1/14, заявл. 25.10.2006 г., опубл. 20.04.2009 г.

Эта клеть содержит станину, в которой размещены два горизонтальных и два вертикальных валка с механизмами радиального перемещения. Каждый валок имеет индивидуальный привод вращения. Между боковыми поверхностями валков имеется зазор.

Недостатком известной четырехвалковой калибровочной клети является невозможность производства цилиндрических труб повышенной точности. Размер калибра и, следовательно, изделия изменяется за счет упругой деформации, величина которой зависит от действующего усилия.

Задача настоящего изобретения состоит в создании четырехвалковой калибровочной клети, позволяющей производить цилиндрические трубы повышенной точности за счет исключения зазоров между боковыми коническими поверхностями валков.

Поставленная задача достигается тем, что в четырехвалковой калибровочной клети, содержащей станину, расположенные в ней приводные горизонтальные и вертикальные валки с механизмами радиального перемещения, согласно изобретению, каждый приводной валок выполнен с боковыми коническими поверхностями, установлен в постоянном контакте с боковыми поверхностями соседних валков калибра и снабжен средством для осуществления усилия прижатия и контроля этой величины, при этом первоначальное усилие прижатия конической поверхности валков друг к другу соответствует величине

но не менее чем

Т=(1,1÷1,2)Р,

где Т - первоначальное усилие прижатия валков;

Δ - диаметральное обжатие;

R - радиус валка по дну калибра;

Р - усилие прокатки на валок;

f1 - коэффициент трения металла трубы о валок;

f2 - коэффициент трения на конической поверхности валков.

Кроме того, клеть снабжена дополнительным съемным цилиндрическо-червячным редуктором.

Такое конструктивное выполнение четырехвалковой калибровочной клети позволит производить цилиндрические трубы повышенной точности.

Это достигается благодаря исключению зазоров между боковыми коническими поверхностями валков как в процессе калибровки, так и при совместной механической обработке калибра валков, а также гарантированного измеряемого усилия прижатия соседних конических поверхностей валков друг к другу. Таким образом, калибр валков предварительно напряжен, что позволяет устранить все зазоры в узле валков и ликвидировать влияние прогиба валков на качество геометрии труб.

Величина предварительного усилия прижатия валков друг к другу должна обеспечить, во-первых, сохранение прижатия валков в процессе прокатки для обеспечения заданного размера калибра и, во-вторых, передачу момента на холостой валок. Кроме того, она не должна быть также и чрезмерной, что будет негативно сказываться на долговечности подшипников.

Съемный цилиндрическо-червячный редуктор позволяет производить механическую обработку калибра валков на обычном расточном станке.

Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг.1 изображена четырехвалковая калибровочная клеть;

на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;

на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1;

на фиг.4 - место В на фиг.1;

на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.4;

на фиг.6 - место Д на фиг.1, поперечное сечение очага деформации;

на фиг.7 - схема поперечного сечения очага деформации;

на фиг.8 - схема продольного сечения очага деформации;

на фиг.9 - вариант выполнения четырехвалковой калибровочной клети перед совместной чистовой обработкой калибра валков.

Четырехвалковая калибровочная клеть содержит станину 1 с крышкой 2, нижний горизонтальный валок 3, установленный на валу 4 с подшипниками качения 5, размещенными в подушках 6, верхний горизонтальный валок 7, расположенный на валу 8 с подшипниками качения 9 и подушками 10, механизмы радиальной регулировки горизонтальных валков в виде нажимных винтов 11 с подпятниками 12, взаимодействующих с подушками 10 верхнего горизонтального валка через упругое средство 13, вертикальные валки 14 с винтовыми механизмами 15 их радиальной регулировки. На подпятниках 12 нажимных винтов 11 и на торцах осей 16 вертикальных валков 14 закреплены металлические пластины 17, 18. Верхний горизонтальный валок 7 снабжен датчиками 19, размещенными в торцевых углублениях 20, выполненных в его подушках 10 и взаимодействующих с металлическими пластинами 17.

Привод вращения нижнего 3 и верхнего 7 горизонтальных валков включает редукторы 21, которые через зубчатые муфты 22 соединены с электродвигателями 23.

Привод радиальной регулировки горизонтальных валков 3, 7 включает червячные редукторы 24, зубчатые муфты 25, штурвал 26 и промежуточный вал 27.

Вертикальные валки 14 смонтированы в корпусах 28 с фиксирующими крышками 29 и имеют винтовые механизмы 15 их радиальной регулировки. Гайки 30 винтовых механизмов 15 для предотвращения поворота вертикальных валков 14 в плоскости их осей смонтированы в траверсах 31, закрепленных на торцах станины 1 с возможностью вертикального перемещения и фиксации.

Приводы радиальной регулировки верхнего горизонтального валка 7 и вертикальных валков 14 снабжены датчиками перемещений 32.

Каждый корпус 28 вертикального валка 14 снабжен размещенным на его горизонтальном торце упругим средством 33, выполненным аналогично упругому средству 13 верхнего горизонтального валка 7, и датчиком давления 34, взаимодействующим с металлической пластиной 18, закрепленной на торце оси 16 вертикального валка 14.

Каждый горизонтальные валок выполнен с боковыми коническими поверхностями «а» и установлен в постоянном контакте с боковыми поверхностями соседних валков калибра.

Величина первоначального усилия прижатия конической поверхности валков 3, 7, 14 друг к другу определяется следующим анализом.

При отсутствии момента прокатки рабочая зона (фиг.7) делится поровну: AC - зона активного трения (силы трения направлены по движению трубы) и ВС - зона сопротивления, причем нейтральное сечение (точка С) располагается под углом φ0=π/8.

При наличии момента прокатки и при условии, что деформируемая труба свободна, равнодействующая усилия (фиг.8) направлена вертикально, вследствие чего угол зоны активного трения АС возрастает на величину δφ, который определяется условием

,

где ,

- длина дуги захвата;

Δ - диаметральное обжатие;

R - радиус валка по дну калибра;

h - толщина стенки трубы;

- удельное давление в зоне контакта;

f1 - коэффициент трения металла трубы о валок;

σs - сопротивление деформации металла;

δφ - угол смещения нейтральной линии от φ0=π/8 (на фиг.7 соответственно точки C и C1).

Отсюда

и резерв тянущего усилия рабочего валка

При необходимом для прокатки моменте на холостом валке минимальное усилие прижатия конических поверхностей валков друг к другу в процессе прокатки определяется:

В этой формуле учтено, что усилие на конические поверхности в больше радиального, f2 - коэффициент трения на конической поверхности валков.

После преобразований получим

Ниже в таблице даны значения (при f1=f2=0,15) в функции

50 75 100 200 500
0,25 0,15 0,08 -0,06 -0,18

Из таблицы видно, что при малых обжатиях при значения становятся отрицательными, что означает наличие резерва сил трения на рабочем валке достаточного для выполнения работы и на холостом валке.

Таким образом, окончательно усилие прижатия конической поверхности валков друг к другу определяется:

но не менее чем

Т=(1,1÷1,2)Р.

Настройка валков четырехвалковой калибровочной клети с припуском под чистовую механическую обработку осуществляется следующим образом. Конические поверхности валков полностью механически обработаны. С помощью нажимных винтов 11 привода радиальной регулировки предварительно устанавливают верхний горизонтальный валок 7 до требуемого размера калибра по высоте, контролируемого с помощью датчика перемещения 32. Далее горизонтальные валки 3, 7 с помощью гаек 30 устанавливают строго по ширине.

Передвижением траверс 31 по высоте выставляют предварительно ось калибра вертикальных валков 14 по оси калибра, образованного горизонтальными валками 3, 7. Винтовыми механизмами 15 перемещают вертикальные валки 14 по ширине до установки требуемого калибра.

После этого с помощью датчиков давления 19 горизонтальных валков 3, 7 и датчиков давления 34 вертикальных валков 14 обеспечивается взаимное прижатие конических поверхностей валков с усилием, равным Т.

Клеть с валками, прижатыми своими коническими поверхностями друг к другу с усилием Т, отсоединяют от привода вращения горизонтальных валков 3, 7, затем съемный цилиндрическо-червячный редуктор 35 присоединяют к нижнему горизонтальному валку 3 редуктора 22. Далее клеть посредством расточного станка подвергают совместной чистовой обработке калибра. При этом при твердости рабочей поверхности валков порядка 50-55 HRc за счет большого передаточного числа редуктора (~5000) при окружной скорости резания 110 м/мин обеспечивается необходимая подача - 0,02 мм/оборот.

После чистовой обработки калибра клеть отсоединяют от цилиндрическо-червячного редуктора 35 и подсоединяют к приводам вращения горизонтальных валков 3, 7. Затем клеть устанавливается для работы в линию стана.

Предложенная четырехвалковая калибровочная клеть по сравнению с известными позволит производить цилиндрические трубы повышенной точности.

1. Четырехвалковая калибровочная клеть, содержащая станину, расположенные в ней приводные горизонтальные и вертикальные валки с механизмами радиального перемещения, отличающаяся тем, что каждый приводной валок выполнен с боковыми коническими поверхностями, установлен в постоянном контакте с боковыми поверхностями соседних валков калибра и снабжен средством для осуществления усилия прижатия и контроля этой величины, при этом первоначальное усилие прижатия конической поверхности валков друг к другу установлено соответствущим величине:

и не менее чем Т=(1,1÷1,2)Р,
где Т - первоначальное усилие прижатия конических поверхностей валков, тс;
Δ - диаметральное обжатие, мм;
R - радиус валков по дну калибра, мм;
Р - усилие прокатки на валок, тс;
f1 - коэффициент трения деформируемая труба - валок;
f2 - коэффициент трения на конической поверхности валков.

2. Клеть по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным съемным цилиндрическо-червячным редуктором.



 

Похожие патенты:

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

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.

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

Изобретение относится к сортовой прокатке и может быть использовано при производстве рельсов и двутавровых профилей. .

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

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

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

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

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

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.

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.

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.

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.

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.
Наверх