Рабочая клеть вакуумного стана винтовой прокатки

Изобретение предназначено для уменьшения габаритов и металлоемкости рабочей клети винтовой прокатки прутков валками, оси которых наклонены к оси прокатки под углом α=45-60° и смещены относительно этой оси на расстоянии ρ=(0,8-1,2)d, где d - диаметр проката. Рабочая клеть включает в себя станину, три рабочих валка, вакуумную камеру, выполненную за одно со станиной, три цилиндрические расточки, выполненные в станине для размещения подшипниковых узлов рабочих валков, зубчатые передачи и электродвигатели, приводящие валки. Сохранение функциональности устройства при сокращении его габаритов и металлоемкости при массе клети, составляющей 100-300 от массы рабочих валков, обеспечивается за счет того, что расточки выполнены в единой детали вакуумной камеры-станины, оси расточек наклонены к оси прокатки под углом α и смещены относительно оси прокатки на расстояние ρ. 4 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к области металлургического производства и может быть использовано при винтовой прокатке прутков валками, оси которых наклонены к оси прокатки под углом α=45-60° и смещены относительно этой оси на расстоянии ρ=(0,8-1,2)d, где d - диаметр проката. Рабочая клеть включает в себя станину, три рабочих валка, вакуумную камеру, выполненную за одно со станиной, три цилиндрические расточки, выполненные в станине для размещения подшипниковых узлов рабочих валков, зубчатые передачи и электродвигатели, приводящие валки, при этом оси расточек наклонены к оси прокатки под углом α и смещены относительно оси прокатки на расстояние ρ.

Для винтовой прокатки прутков круглого сечения эффективно применение трехвалковых рабочих клетей с консольными валками [1, 2]. Для горячей прокатки интенсивно окисляющихся металлов (молибден, вольфрам) эффективно применение вакуумных прокатных станов [1, 2]. Известно [1] три способа вакуумирования прокатных станов:

- стан-камера, когда в вакууме расположено все основное оборудование стана: привод, включающий электродвигатель и зубчатую передачу, рабочую клеть, включающую станину, в которую вмонтированы узлы рабочих валков;

- клеть-камера, когда в вакууме располагается только рабочая клеть стана, а приводы валков вынесены за пределы вакуумной камеры;

- валки-камера, когда в вакууме располагаются только рабочие валки. В этом случае элементы станины могут выполнять функцию вакуумной камеры.

Наименее металлоемкими конструкциями являются станы, герметизация которых выполнена по типу валки-камера. Характерным недостатком таких конструкций является сложность герметизации (вакуумрования) ввода вращающихся рабочих валков в вакуумную камеру, что снижает надежность их работы.

Известна рабочая клеть вакуумного стана винтовой прокатки РСПВ-10 [3], предназначенного для производства прутков круглого сечения консольными коническими валками. Герметизация стана выполнена по типу валки-камеры. Рабочая клеть включает станину с тремя цилиндрическими расточками для размещения подшипниковых узлов рабочих валков, три рабочих валка, вакуумную камеру, электродвигатели и зубчатые передачи, приводящие валки. Вакуумирование клети выполнено по типу валки-камера. При этом внутренними стенками камеры являются элементы станины, поворотные барабаны, корпуса и крышки валковых узлов. Оси цилиндрических расточек станины, в которых размещены узлы рабочих валков (барабаны), перпендикулярны оси прокатки и расположены через 120°. Установка валков в рабочее положение достигается тем, что валки, оси которых наклонены к оси прокатки под углом 55° (угол раскатки φ), поворачивают относительно осей барабанов, перпендикулярных оси прокатки, на угол 10° (угол подачи β). Изменение прокатываемого диаметра достигается перемещением валков вдоль оси барабанов.

Недостатками просматриваемой конструкции являются большие габариты и повышенная металлоемкость конструкции рабочей клети. Масса клети в 1000-1200 раз превышает массу валков, предназначенных для прокатки прутков круглого сечения. Кроме того, зубчатые колеса приводов валков находятся в вакууме, что затрудняет их смазку.

Известна рабочая клеть стана винтовой прокатки МИСиС-10 [3], предназначенного для производства прутков, консольными коническими валками. Герметизация стана выполнена по типу валки-камера. Рабочая клеть включает станину, три рабочих валка, вакуумную камеру, выполненную как отдельная деталь, соединенная гибкими патрубками с подшипниковыми узлами, подшипниковые узлы рабочих валков, расположенные в расточках станины, электродвигатели и зубчатые передачи, приводящие валки.

Достоинством анализируемого технического решения является малый объем вакуумной камеры.

Рабочие валки, установлены в клети под углом 50-60° и имеют возможность тангенциального смещения относительно прокатываемой заготовки. Установка валков в рабочее положение достигается тем, что валки наклоняют, например, под углом α=57° к оси прокатки и смещают в тангенциальном направлении относительно прокатываемой заготовки на величину ρ=(0,8-1,0)d, где d - диаметр прокатываемой заготовки. Изменение прокатываемого диаметра достигается перемещением валков вдоль их оси.

Недостатком рассматриваемой конструкции является низкая надежность работы гибких патрубков, соединяющих вакуумную камеру с подшипниковыми узлами, что связано с их деформацией в процессе сведения и разведения валков при изменении прокатываемого диаметра. Кроме того, рассматриваемый аналог отличается повышенными габаритами и металлоемкостью конструкции. Это связано с тем, что рабочая клеть состоит из большого числа крупногабаритных деталей: станины, выполненной в виде двух стоек, жестко связанных между собой стяжками, трех подушек, расположенных в окнах станины, валковых узлов, смонтированных в проемах ползунов. Масса клети стана МИСИС-10 в 500-600 раз превышает массу валков, предназначенных для прокатки прутков 10-20 мм.

Расчет соотношения массы клети к массе рабочих валков осуществляется следующим образом: с помощью программы трехмерного моделирования создается модель рабочих валков и рабочей клети стана в сборе, а затем находится соотношение их объемов.

Техническим результатом предлагаемого решения является уменьшение габаритов и металлоемкости рабочей клети.

Технический результат достигается тем, что в рабочей клети вакуумного стана винтовой прокатки, включающей станину, три рабочих валка, вакуумную камеру, выполненную по типу валки-камера, три цилиндрические расточки, выполненные в станине для размещения подшипниковых узлов рабочих валков, зубчатые передачи и электродвигатели, приводящие валки, цилиндрические расточки в вакуумной камере выполнены под углом, равным углу наклона валков, к оси прокатки α и смещены относительно оси прокатки на величину расстояния между осями валков и прокатки ρ, при этом масса клети составит 100-300 от массы рабочих валков.

Пример.

На рис.1 представлен фронтальный вид рабочей клети вакуумного стана винтовой прокатки МАМП-10. На рис.2 представлен разрез А-А рис.1. На рис.3 показано увеличение Б рис.1. На рис.4 показана рабочая клеть стана МАМП-10 в изометрии.

Предлагаемая рабочая клеть включает станину 1, рабочие валки 2, расположенные под углом 50-60° к оси прокатки и смещенные относительно этой оси на расстоянии ρ=(0,8-1,2)d, где d - диаметр проката, вакуумную камеру 3, выполненную за одно со станиной, три цилиндрические расточки 4, выполненные в станине для размещения подшипниковых узлов 5 рабочих валков, зубчатую передачу 6, электродвигатели 7, приводящие приводные валы 8, в которых смонтированы рабочие валки 2, нажимные винты 9 и контргайки 10. Предложенная клеть выполнена по типу валки-камера, причем вакуумная камера и станина выполнены в виде одной детали, а цилиндрические расточки в вакуумной камере выполнены под углом, равным углу наклона валков, к оси прокатки α и смещены относительно оси прокатки на величину расстояния между осями валков и прокатки ρ.

Изменение прокатываемого диаметра достигается перемещением приводных валов 8 с рабочими валками 2 вдоль их осей, которое осуществляется нажимными винтами 9 и фиксируется контргайками 10.

Изменение угла α и расстояния ρ между осями валков и прокатки при необходимости осуществляется путем замены одной детали (вакуумной камеры - станины) на другую с требуемыми параметрами α и ρ. При этом все остальные детали клети остаются неизменными.

Источники информации

1. А.Н. Шаповал и др. Интенсивные процессы обработки давлением вольфрама и молибдена. М.: Изд. Дом «Руда и металлы», 2006. - С. 356.

2. SU 876218 A, 01.11.1981.

3. SU 655440 A, 08.04.1979.

4. RU 2266168 A, 20.12.2005.

5. JP 59225802 A, 18.12.1984.

Рабочая клеть вакуумного стана винтовой прокатки прутков круглого сечения, включающая станину, три рабочих валка, которые расположены под углом α=45-60° к оси прокатки и оси которых смещены относительно оси прокатки на расстояние ρ=(0,8-1,2)d, где d - диаметр прутков, вакуумную камеру, три цилиндрические расточки для размещения подшипниковых узлов рабочих валков, выполненные в станине, зубчатые передачи и электродвигатели привода валков, отличающаяся тем, что вакуумная камера выполнена заодно со станиной, расточки выполнены в вакуумной камере-станине под углом, равным углу α наклона валков к оси прокатки, и смещены относительно оси прокатки на величину ρ расстояния между осями валков и прокатки.