Составной предварительно напряженный валок



Составной предварительно напряженный валок
Составной предварительно напряженный валок

 


Владельцы патента RU 2518836:

Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Инжмет" (RU)

Изобретение предназначено для повышения рентабельности прокатных станов за счет использования бандажированных валков. Способ заключается в том, что составной предварительно-напряженный валок, содержащий ось с буртом, бандаж, размещенный на оси с гарантированным радиальным зазором и контактирующий торцевой поверхностью с внутренней торцевой поверхностью бурта оси, средства осевого крепления бандажа, включающие втулку-цапфу с буртом, установленную на ось по скользящей посадке и контактирующую торцевой поверхностью бурта втулки-цапфы с торцевой поверхностью бандажа, гайку, навинченную на резьбовой конец оси и контактирующую торцевой поверхностью с торцевой поверхностью втулки-цапфы. Интенсификация сил трения сочлененных контактных торцевых поверхностей бандажа, бурта оси и втулки-цапфы за счет увеличения коэффициента трения путем их намагничивания, упрощение конструкции и технологичности сборки составных валков обеспечивается за счет того, что ось, бандаж и втулка-цапфа изготовлены из ферромагнитного материала, а торцы бурта оси и бурта втулки-цапфы, контактирующие с торцами бандажа, имеют проточки, в которых размещены установленные на оси плоские кольцевые постоянные магниты или электрические катушки возбуждения, при этом катушки возбуждения имеют питающий кабель, проложенный в каналах внутри оси и контактные кольца подвода напряжения, закрепленные на торце оси. 2 ил.

 

Изобретение относится к области прокатного производства и может быть использовано для повышения рентабельности прокатных станов за счет использования бандажированных валков. Многократное использование стальной оси и сменного изностойкого бандажа в составных валках по сравнению с цельнолитыми значительно снижает расход валкового инструмента на станах.

Известен составной предварительно-напряженный прокатный валок, содержащий ось с буртом, бандаж с коническим отверстием и средства крепления бандажа на оси, включающие втулку, надетую на ось с возможностью осевого перемещения и сопряженную с коническим отверстием бандажа, а также торцевые фиксирующие устройства, взаимодействующие с торцевой поверхностью бандажа [1].

Технологическая нагрузка, действующая на бандаж, уравновешивается за счет взаимодействия бандажа с конической втулкой и торцом бурта оси.

Недостатком составного валка данной конструкции состоит в том, что колебание температурного режима составного валка при работе его на стане горячей прокатки вызывает изменение радиального натяга, что вызывает разрушение чугунного бандажа или его прокручивание на оси в процессе прокатки.

Известен также составной предварительно-напряженный прокатный валок, содержащий ось с буртом, бандаж, одетый на ось с гарантированным радиальным зазором и сопряженный с торцом бурта по поверхности в виде многогранника, а также гайку, навинченную на резьбовую шейку оси и контактирующую торцевой поверхностью с торцевой поверхностью бандажа [2].

Момент прокатки в этой конструкции составного валка передается выступами сопряженных многогранников бурта и бандажа, исключающими прокручивание бандажа относительно бурта.

Основным недостатком такой конструкции является неравномерное распределение усилия между гранями многогранника и концентрация напряжения в отдельных точках бандажа, особенно на линиях пересечения его граней, что приводит к высоким контактным напряжениям и вызывает появление трещин в хрупком материале (чугуне) бандажа и его преждевременное разрушение.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является составной предварительно-напряженный валок, содержащий ось с буртом, втулку-цапфу с буртом, надетую на ось по скользящей посадке, бандаж, зажатый между торцами бурта оси и бурта втулки-цапфы гайкой, навинченной на резьбовой конец оси и контактирующей с торцом втулки-цапфы. Торцы бурта оси и бурта втулки-цапфы оснащены остроконечными зубьями, а на торцы бандажа нанесен слой пластичного, но достаточно прочного металла, что исключает прокручивание бандажа и смещение его относительно оси валка [3].

К основным недостатком прототипа можно отнести:

- наличие слоя пластичного, но достаточно прочного металла, т.е. прокладки в зоне контакта торцевых поверхностей бандажа и торцевых поверхностей бурта оси и втулки-цапфы с выступами, не позволяет упруго деформировать в осевом направлении составной валок, следовательно, передача момента прокатки и удержание бандажа в радиальном направлении по оси достигается за счет пластической деформации прокладки зубьями (выступами) на торцевых поверхностях бурта оси и втулки-цапфы.

- Сложность организации наплавки торцевых поверхностей бандажа из чугуна или твердого сплава пластичным материалом, т.е. организации прокладок и нарезки зубьев на торцевых поверхностях бурта оси и втулки-цапфы.

Целью изобретения является:

- Интенсификация сил трения сочлененных контактных торцевых поверхностей бандажа, бурта оси и втулки-цапфы за счет увеличения коэффициента трения путем их намагничивания. Известно, что коэффициент трения намагниченных поверхностей при разных удельных нагрузках в 2-3 раза выше, чем ненамагниченных [4].

- Упрощение конструкции и технологичности сборки составных валков.

На фиг.1 представлена конструкция предлагаемого составного предварительно-напряженного валка с постоянным магнитом. На фиг.2 с электромагнитной катушкой возбуждения.

Предлагаемый составной предварительно напряженный прокатный валок содержит:

ось 1 с буртом 2, надетым на ось с зазором, бандаж 3, контактирующий торцевой поверхностью с внутренней торцевой поверхностью бурта 2. Средства осевого крепления бандажа 3, включающие втулку-цапфу 4 с буртом 5, надетую на ось 1 по скользящей посадке, зафиксированную от проворачивания шпонкой 6 и контактирующую торцевой поверхностью бурта 5 с противоположной торцевой поверхностью бандажа 3. Гайку 7, навинченную по резьбе на конец оси 1 и контактирующую торцевой поверхностью с торцевой поверхностью втулки-цапфы 4. Новым является то, что ось 1, бандаж 3, втулка-цапфа 4 выполнены из ферромагнитного материала и между торцевыми поверхностями бандажа 3, бурта 2 оси 1 и бурта 5 втулки-цапфы 4 в проточках 9 установлены плоские кольцевые магниты, одетые на ось 1.

Вторым исполнением конструкции составного-предварительно напряженного валка является то, что в проточках 9 вместо постоянных магнитов 10 вмонтированы электромагнитные катушки возбуждения 11, которые снабжены питающими кабелями, проложенными в каналах 12 выполненных внутри оси 1 и имеющие токоподводящие контактные кольца 13, закрепленные на торце оси 1.

Сборка предложенного составного валка осуществляется следующим образом:

в проточки 9 бурта 2 оси 1 вставляют плоский кольцевой магнит 10. На ось 1 одевают с заданным зазором бандаж 3, упирают его в бурт 2 и плоский торцевой магнит 10, затем на ось 1 по скользящей посадке на шпонку 6 одевают втулку-цапфу 4 с установленным в проточках 9 постоянным магнитом 10 и упирают ее в свободный торец бандажа 3. Всю собранную конструкцию фиксируют гайкой 7, навинчивая ее не резьбовой конец 8.

Постоянные плоские концевые магниты 10 по толщине строго соответствуют глубине проточек 9 бурта 2 оси 1 и бурта 5 втулки-цапфы.

В дальнейшем собранную систему устанавливают на специальный гидравлический стенд и осуществляют растяжение оси 1 за резьбовой конец 8 в зоне упругой деформации. Зазоры, образовавшиеся при растяжении между торцевыми поверхностями бурта 2 оси 1, бандажа 3, бурта 5 втулки-цапфы 4 и гайки 7, исключают принудительным завинчиванием гайки 7 на величину продольной упругой деформации оси 1. После чего растягивающую нагрузку на ось снимают, в результате чего составной валок получил предварительное осевое сжатие его элементов и напряженное состояние на контактных поверхностях бурта 2 оси 1, бандажа 3 и бурта 5 втулки-цапфы 4. Кроме того, эти поверхности намагничиваются постоянным кольцевым магнитом 10, что увеличивает коэффициент трения между ними.

Составной предварительно-напряженный валок с электрическими катушками возбуждения 11 работает следующим образом. Сборка производится по вышеизложенной схеме. Вместо кольцевых плоских магнитов 10 в проточки 9 встроены катушки возбуждения 11, посредством которых при подаче на них напряжения осуществляется регулируемое намагничивание контактных поверхностей бурта 2 оси 1, бандажа 3 и бурта 5 втулки-цапфы 4.

При необходимости замены бандажа 3 (износ и переточка) на гидростенде осуществляют обратную операцию, ось 1 растягивают, а гайку 7 отпускают, после чего разбирают систему составного валка. После замены бандажа операция сборки повторяется.

Применение составных прокатных валков по сравнению с цельнолитыми в несколько раз снижает расход валкового материала, а также значительно снижает трудозатраты на изготовление.

Изобретение позволяет за счет повышения нагрузочной способности расширить масштабы применения составных прокатных валков и повысить рентабельность прокатных станов.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1616735, В21В 27/02.

2. Авторское свидетельство СССР №1488046, В21В 27/03.

3. Патент РФ №2308332, В21В 27/00.

4. А.Г.Кузьменко Мелкосортные станы. Состояние, проблемы, перспективы. М, 1996, стр.237.

Составной предварительно-напряженный валок, содержащий ось с буртом, бандаж, размещенный на оси с гарантированным радиальным зазором и контактирующий торцевой поверхностью с внутренней торцевой поверхностью бурта оси, средства осевого крепления бандажа, включающие втулку-цапфу с буртом, установленную на ось по скользящей посадке и контактирующую торцевой поверхностью бурта втулки-цапфы с торцевой поверхностью бандажа, гайку, навинченную на резьбовой конец оси и контактирующую торцевой поверхностью с торцевой поверхностью втулки-цапфы, отличающийся тем, что ось, бандаж и втулка-цапфа изготовлены из ферромагнитного материала, а торцы бурта оси и бурта втулки-цапфы, контактирующие с торцами бандажа, имеют проточки, в которых размещены установленные на оси плоские кольцевые постоянные магниты или электрические катушки возбуждения, при этом катушки возбуждения имеют питающий кабель, проложенный в каналах внутри оси и контактные кольца подвода напряжения, закрепленные на торце оси.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, а именно к ролику для поддержки и транспортировки горячего материала, в частности полученной непрерывной разливкой стальной заготовки на рольганге или в установке непрерывной разливки.

Изобретение относится к способам изготовления бандажированных валков и может быть использовано при производстве бандажированных валков. .

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к валкам рабочих клетей листовых и сортовых станов горячей и холодной прокатки. .

Валок // 2401709

Валок // 2400652
Изобретение относится к валкам, в частности к комбинированным (или составным) валкам. .

Изобретение относится к валку и также к кольцу для валка, предпочтительно выполненному в виде стопорной гайки. .

Изобретение относится к валку и к пружине валка. .

Изобретение относится к прокатному производству, конкретнее к конструкции рабочего валка, используемого для горячей прокатки стальных сортовых профилей. .

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к валкам рабочих клетей листовых и сортовых станов горячей и холодной прокатки. Составной прокатный валок включает несущую профилированную ось с ограничительным буртом, состоящую из цилиндрических участков. Исключение вероятности смещений элементов бандажа относительно несущей оси обеспечивается за счет того, что продольные геометрические оси каждого из смежных цилиндрических участков несущей профилированной оси смещены относительно друг друга в противоположных относительно оси валка направлениях с образованием эксцентриситета. Внутренняя поверхность бандажа выполнена ответной формы поверхности несущей оси. 2 ил.

Изобретение относится к прокатному производству. Валок включает сопрягаемые с натягом несущую ось с буртом и бандаж, профиль соединения которых в поперечном сечении представляет собой эллипс. Исключение раскатывания бандажа и его осевого смещения относительно несущей оси обеспечивается за счет того, что сопрягаемые посадочные поверхности несущей оси и бандажа выполнены в форме боковой поверхности усеченного конуса, обращенного малым основанием к ограничительному бурту. Соотношение осей эллипса и разность соответствующих полуосей большого и малого оснований усеченного конуса регламентированы математическими выражениями. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх