Клеть прокатного стана с валками, закрепленными в осевом направлении с помощью упругой системы
Изобретение относится к области прокатки цилиндрических изделий, в частности труб. Клеть (100) содержит по меньшей мере три валка (10), расположенных относительно друг друга таким образом, чтобы образовывать линию прокатки (Р) цилиндрических изделий, в частности труб, в которой по меньшей мере один из трех валков (10) жестко установлен на валу (20) держателя валка, зафиксированном с возможностью свободного вращения на клети (100) при помощи первой полой опоры (40) и второй полой опоры (30), которые расположены на противоположных сторонах по меньшей мере одного валка (10) соответственно, при этом первая часть (21) и вторая часть (22) вала (20) держателя валка расположены в первой полой опоре (40) и второй полой опоре (30) соответственно, при этом крепление по меньшей мере между первой полой опорой и первой частью (21) вала держателя валка является упругим. Изобретение обеспечивает возможность выравнивания положения валков в клети в процессе прокатки или их обработки токарным инструментом. 2 н. и 11. з.п. ф-лы, 10 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к прокатке цилиндрических изделий. В частности, оно относится к прокатке труб, в частности, к прокатке бесшовных труб. Более конкретно, настоящее изобретение относится к клети прокатного стана для прокатки цилиндрических изделий, а именно бесшовных труб. Еще более конкретно, оно относится к клети прокатного стана вышеуказанного типа с несколькими валками, упруго закрепленными в осевом направлении.
Уровень техники
Из уровня техники известна прокатка цилиндрических изделий, а именно труб при помощи прокатного стана, причем прокатный стан содержит несколько клетей, последовательно расположенных вдоль заранее заданного направления, при этом каждая клеть прокатного стана содержит несколько валков, например, неприводной валок; но также разное количество приводных валков (например, три), в зависимости от конкретных требований и/или условий, которые расположены относительно друг друга таким образом, чтобы образовывать контролируемую линию прокатки для прокатываемых цилиндрических изделий и/или труб; таким образом, прокатка каждой трубы выполняется с помощью контролируемой вставки трубы в линии прокатки, состоящие из последовательно расположенных клетей, при помощи шпинделя, который вставлен в трубу.
В частности, каждый валок имеет форму, которая позволяет расположить валки в каждой клети таким образом, чтобы создать практически круглую линию прокатки.
Кроме того, известно, что в данной области техники существует потребность в периодическом изменении формы наружной поверхности валков для компенсации износа валков и/или их деформации, вызванных повышенными усилиями, которые возникают во время прокатки; для этой цели валки периодически восстанавливают в соответствии с разными способами, в зависимости от типа валков, например, путем удаления материала с помощью обточки. Из уровня техники известны валки, жестко закрепленные в осевом направлении на соответствующей клети (крепление валка к клети исключает любое перемещение в направлении, параллельном продольной оси симметрии валка), и валки, закрепленные на соответствующей клети таким образом, чтобы перемещаться вдоль продольной оси валка, например, в пределах заданного расстояния (так называемого зазора). Валки обоих типов имеют недостатки, которые могут быть исключены или, по крайней мере, сведены к минимуму при помощи настоящего изобретения.
Валки первого типа (жестко закрепленные в осевом направлении в клетях) могут быть обточены непосредственно на клети, и следовательно их не нужно снимать с клети, однако жесткое крепление в осевом направлении не позволяет выдерживать сильные удары или осевые усилия, которые могут возникать из-за особенностей технологического процесса и/или возможной несоосности, в связи с чем они должны быть компенсированы, при этом также возникает повышенный риск разрушения и/или повреждения валков или других компонентов клети. Пример таких валков показан и описан в патентной заявке DE 102004054861.
С другой стороны, валки второго типа (выполненные с возможностью перемещаться в осевом направлении) могут компенсировать возможную несоосность и, следовательно, снизить риск разрушения, выхода из строя и/или повреждения, однако для выполнения обточки их нужно снимать с клети; при контакте с токарным инструментом валки, выполненные с возможностью перемещаться в осевом направлении, неизбежно перемещаются, что не позволяет придать валку нужную форму. Более того, операции снятия и повторной установки валков занимают много времени и являются очень сложными, что делает их крайне дорогостоящими, и также следует учитывать необходимость остановки всего прокатного стана или приобретения запасных клетей, которые должны быть в наличии для обеспечения непрерывности производства.
Кроме того, из-за изменения формы каждого валка второго типа по отдельности они больше перемещаются во время прокатки, поскольку группа соответствующих профилей сильнее отклоняется от формы, которая позволяет равномерно распределить нагрузки, возникающие в результате деформации прокатываемого материала. Высокая частота и наличие таких перемещений могут привести к утечкам технологических жидкостей (например, охлаждающей воды для валков) в клеть или ее части, что вызовет последующее повреждение ее компонентов.
Таким образом, основной целью настоящего изобретения является устранение или, по крайней мере, минимизация проблем, описанных выше и характерных для валков обоих типов, которые известны из уровня техники, то есть для валков, жестко закрепленных в осевом направлении, и валков, выполненных с возможностью перемещаться в осевом направлении.
В частности, первой целью настоящего изобретения является создание решения для закрепления валков на клети, при котором они могут перемещаться (повторно выравниваться), например, в случае контакта с поступающей трубой, и обтачиваться непосредственно на клети, и следовательно без необходимости предварительного снятия валка с клети.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание решения, позволяющего ослабить удары и осевые усилия, которые в противном случае могли бы привести к повреждению внутренних компонентов клети.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание решения вышеуказанного типа, которое может быть выполнено и/или установлено с низкими затратами и без усложнения выполняемых операций.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание решения вышеуказанного типа, которое может быть использовано на разных клетях прокатных станов, в частности, для прокатки цилиндрических изделий и труб, и в частности, для прокатки бесшовных труб.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение основано на том, что недостатки валков, соответствующих предшествующему уровню техники и кратко описанные выше, могут быть устранены с помощью использования упругого закрепления, при котором валок удерживается в определенном положении в клети при помощи упругих сил заданной величины, которые, в частности, превышают осевое давление, создаваемое токарным инструментом, но меньше осевых усилий, которые возникают, например, во время вставки трубы в клеть в случае несоосности валков последовательно расположенных клетей и/или неправильного расположения, и/или неравномерной конфигурации валков в одной клети.
Таким образом, предотвращаются осевые перемещения валка во время обточки (которая может быть выполнена без снятия валков с клети), а также обеспечивается перемещение в осевом направлении под действием осевых усилий, которые могут возникать во время прокатки (например, из-за несоосности и/или неравномерной конфигурации) и которые имеют значительно большую величину, чем усилия, создаваемые токарным инструментом.
С учетом вышесказанного и недостатков клетей прокатного стана и/или прокатных валков, известных из уровня техники, в соответствии с одним вариантом реализации настоящее изобретение относится к клети прокатного стана для прокатки цилиндрических изделий, а именно труб, при этом данная клеть содержит по меньшей мере три валка, расположенных относительно друг друга таким образом, чтобы образовывать линию прокатки указанных цилиндрических изделий и/или труб, в которой по меньшей мере один из трех валков жестко установлен на валу держателя валка, зафиксированном с возможностью свободного вращения на клети при помощи первой полой опоры и второй полой опоры, которые расположены на противоположных сторонах по меньшей мере одного указанного валка соответственно, при этом первая часть и вторая часть указанного вала держателя валка расположены в первой полой опоре и второй полой опоре соответственно; при этом клеть содержит упругие элементы, расположенные между первой частью вала держателя валка и первой полой опорой, которые создают упругое крепление в осевом направлении между валом держателя валка и первой опорой, при этом перемещение вала держателя валка параллельно оси симметрии приводит к сжатию или удлинению, по меньшей мере, части упругих элементов и, следовательно, ограничивается при помощи сопротивления, создаваемого, по крайней мере, частью упругих элементов.
В соответствии с одним вариантом реализации, перемещение указанного вала держателя валка параллельно оси симметрии также приводит к удлинению, по меньшей мере, части упругих элементов.
В соответствии с одним вариантом реализации, упругие элементы являются коническими и установлены на первую часть вала держателя валка.
В соответствии с одним вариантом реализации, клеть содержит первые опорные элементы, жестко закрепленные шпонкой на первой части вала держателя валка и выполненные с возможностью упрощать вращение первого вала держателя валка относительно первой полой опоры, при этом указанные упругие элементы содержат первые упругие элементы и вторые упругие элементы, расположенные вдоль первой части вала держателя валка на противоположных сторонах первых опорных элементов соответственно.
В соответствии с одним вариантом реализации, клеть содержит первые опорные элементы, жестко зафиксированные шпонкой на первой части вала держателя валка и выполненные с возможностью упрощать вращение первого вала держателя валка относительно первой опоры, при этом упругие элементы расположены вдоль первой части вала держателя валка во внутреннем пространстве, образованном первыми опорными элементами.
В соответствии с одним вариантом реализации, первые опорные элементы образуют первый зацепляющий выступ и второй зацепляющий выступ, а первая полая опора образует третий зацепляющий выступ и четвертый зацепляющий выступ, при этом первые упругие элементы входят в зацепление с первым зацепляющим выступом и третьим зацепляющим выступом, а вторые упругие элементы входят в зацепление со вторым зацепляющим выступом и четвертым зацепляющим выступом.
В соответствии с одним вариантом реализации, первые опорные элементы образуют первый зацепляющий выступ и второй зацепляющий выступ, при этом упругие элементы входят в зацепление с первым зацепляющим выступом и вторым зацепляющим выступом.
В соответствии с одним вариантом реализации, первые опорные элементы содержат первый шариковый подшипник и второй шариковый подшипник.
В соответствии с одним вариантом реализации, клеть дополнительно содержит переключающиеся блокирующие приспособления, которые могут быть активированы или деактивированы, при этом активация указанных блокирующих приспособлений приводит к тому, что крепление в осевом направлении между указанным валом держателя валка и первой опорой становится не упругим, а жестким.
В соответствии с одним вариантом реализации клеть дополнительно снабжена средствами для регулировки предварительной нагрузки первого и второго упругих элементов.
В соответствии с одним вариантом реализации клеть дополнительно содержит средства для регулировки положения валка относительно его продольной оси симметрии.
Настоящее изобретение также относится к прокатному стану, в частности, для прокатки труб, а именно бесшовных труб, при этом данный прокатный стан содержит по меньшей мере две клети прокатного стана, последовательно расположенные вдоль заранее заданного направления, и данный прокатный стан содержит по меньшей мере одну прокатную клеть, соответствующую одному из вариантов реализации настоящего изобретения.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение подробно рассмотрено ниже в описании возможных вариантов реализации со ссылкой на сопроводительные чертежи. Необходимо отметить, что настоящее изобретение в любом случае не ограничивается вариантами реализации, описанными ниже и показанными на сопроводительных чертежах; с другой стороны, все варианты и/или модификации вариантов реализации, описанные ниже и показанные на сопроводительных чертежах, которые станут понятны для специалистов в данной области техники, входят в объем настоящего изобретения.
На сопроводительных чертежах показано следующее:
- на Фиг. 1 показан первый поперечный разрез клети в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения;
- на Фиг. 2 показан второй продольный разрез узла валка и соответствующих опорных систем в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения;
- на Фиг. 3 показан второй продольный разрез в разобранном виде узла валка и соответствующих опорных систем в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения;
- на Фиг. 4 и 5 показаны дополнительные продольные разрезы в разобранном виде узла валка и соответствующих опорных систем, и/или их частей в соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения;
- на Фиг. 6 показан первый поперечный разрез клети в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения;
- на Фиг. 7 показан второй продольный разрез узла валка и соответствующих опорных систем в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения;
- на Фиг. 8 показан второй продольный разрез в разобранном виде узла валка и соответствующих опорных систем в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения;
- на Фиг. 9 и 10 показаны дополнительные продольные разрезы в разобранном виде узла валка и соответствующих опорных систем, и/или их частей в соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Настоящее изобретение относится к прокатке цилиндрических изделий, а именно труб, поэтому оно будет описано ниже со ссылкой на варианты реализации в области прокатки труб.
В любом случае необходимо отметить, что следующее описание не ограничивает возможные варианты практического применения настоящего изобретения. Напротив, настоящее изобретение подходит для прокатки любых цилиндрических изделий в целом.
Ссылочной позицией 100 на Фиг. 1 обозначена клеть прокатного стана с тремя валками 10 в соответствии с первым вариантом реализации настоящего изобретения; валки 10 закреплены на клети 100 (на ее корпусе) с возможностью вращения таким образом, чтобы образовывать линию прокатки Р. Клети по типу, показанной на Фиг. 1, используются в прокатных станах, и для этого они последовательно располагаются вдоль прокатного стана и максимально точно выравниваются относительно соответствующих линий прокатки Р, размеры и внутренняя форма линий прокатки Р зависят от клетей и требований к прокатке.
Каждый валок 10 установлен на соответствующем валу 20 при помощи практически идентичных способов, описание способов монтажа валка 10 на соответствующий вращающийся вал 20 приведено ниже. В любом случае необходимо отметить, что в соответствии с настоящим изобретением и в зависимости от конкретных требований и/или условий способы фиксации и/или монтажа каждого валка 10 на соответствующие валы 20 в каждой отдельной клети 100 также могут различаться.
Как показано на Фиг. 2, валок 10 закреплен шпонкой примерно в средней части вращающегося вала 20 так, чтобы быть жестко зафиксированным, при этом в начале вращения валок 10 запускает вращение вала 20 или наоборот (в зависимости от типа прокатного стана или клети). Таким образом, закрепление между валом 20 и клетью 100 с возможностью вращения достигается при помощи первой полой опоры 40 и второй полой опоры 30, при этом полые опоры 40 и 30 жестко зафиксированы на клети 100 прокатного стана. Что касается второй полой опоры 30, вращение вала 20 относительно опоры 30 достигается путем расположения вторых опорных элементов 31 между опорой 30 и концевой частью 22 вала 20 держателя валка, при этом вторые опорные элементы образованы, например, с помощью роликового подшипника, который содержит наружное кольцо, контактирующее со второй полой опорой 30, и внутреннее кольцо, контактирующее с концевой частью 22 вала 20 держателя валка, а также с помощью двух наборов валков, расположенных между наружным кольцом и внутренним кольцом. В частности, внутреннее кольцо жестко зафиксировано на валу 20 держателя валка (на концевой части 22), а наружное кольцо жестко зафиксировано на второй полой опоре 30. Кроме того, как показано на Фиг. 3 и 5, две прокладки 33, расположенные в соответствующих гнездах 133, находятся между второй полой опорой 30 и роликовым подшипником 31 соответственно, причем данные прокладки 33 предназначены для предотвращения попадания технологической жидкости во вторую полую опору 30, поскольку это может негативно отразиться на работоспособности подшипника 31. Наконец, в соответствии со способами, известными из уровня техники (в связи с чем их подробное описание не приводится ниже), подшипник 31 удерживается на валу 20 держателя валка в одном положении при помощи первого кольца 34 и второго упругого кольца 35, а также при помощи крышки 32, зафиксированной (например, привинченной) на концевой части второй полой опоры, расположенной напротив валка 10.
Что касается первой полой опоры 40, она образована при помощи трех полых элементов, зафиксированных относительно друг друга таким образом, чтобы вмещать первую часть 21 вала 21 держателя валка; в частности, первая полая опора 40 содержит первый полый элемент 43, практически аналогичный второй полой опоре 30, круглую гайку 42, прикрепленную к первой полой опоре 43, и гильзу 41, которая также является полой и крепится к круглой гайке 42, как описано ниже. Первые опорные элементы, предназначенные для обеспечения вращения вала 20 держателя валка относительно первой полой опоры 40, расположены между первой полой опорой 40 и соответствующей первой частью 21 вала 20 держателя валка; данные приспособления, в частности, содержат первый роликовый подшипник 90, расположенный между частью 21 вала 20 и первой полой опорой 43, также в данном случае установлены уплотнительные приспособления, которые содержат пару прокладок 44, которые находятся в соответствующих гнездах 45 полого элемента 43 и предназначены для предотвращения попадания воды в полый элемент 43 (или в целом в полую опору 40), поскольку это может негативно отразиться на работоспособности роликового подшипника 90 или подшипников 62 и 63. Также роликовый подшипник 90 содержит внутреннее кольцо, жестко прикрепленное к валу 20 (к части 21 вала 20), наружное кольцо, жестко прикрепленное к полому элементу 43 и двум наборам валков, расположенных между внутренним кольцом и наружным кольцом. Круглая гайка 42 прикреплена к концу полого элемента 43 с противоположной стороны от валка 10, при этом также имеются блокирующие приспособления 142, которые аналогичны блокирующим приспособлениям 34 и 35 и которые позволяют заблокировать подшипник 90 на месте, при этом блокирующие приспособления 142 содержат первое кольцо и второе упругое кольцо. Наружная поверхность гильзы 41 также содержит резьбовую часть 190, при этом взаимное сцепление резьбовой части 190 (при ввинчивании в резьбовую часть 198 круглой гайки 42) обеспечивает фиксацию гильзы 41 и круглой гайки 42 относительно друг друга, а также регулировку взаимного расположения гильзы 41 и круглой гайки 42 и, следовательно, степени прохождения гильзы 41 в круглую гайку 42. Первые упругие элементы 51, первый шариковый подшипник 63, защитный и/или наружный элемент 65, второй шариковый подшипник 62, вторые упругие элементы 52, первое кольцо 66 и второе кольцо 67 расположены между гильзой 41 и частью 21 вала 20 держателя валка, другими словами, они установлены (а именно, зафиксированы шпонкой) на части 21 вала 20 справа налево, как показано на сопроводительном чертеже, следовательно от валка 10. Элемент 65, в частности, содержит внутреннее кольцо и наружное кольцо и жестко зафиксирован на валу 20 (на части 21), при этом первый шариковый подшипник 63 и второй шариковый подшипник 62 расположены между наружным кольцом и внутренним кольцом элемента 65. Наконец, набор прокладок 81 и крышка 69 крепятся к гильзе 41 в соответствии с методами, подробно описанными ниже.
Как показано на фиг. 4, также следует отметить, что форма гильзы 41 образует внутренний ответный и/или зацепляющий выступ 46, при этом первые упругие элементы 51 входят в зацепление с выступом 46 и противоположным выступом 65s1, образованным при помощи наружного кольца элемента 65. Аналогичным образом вторые упругие элементы 52 входят в зацепление с выступом 65s2, образованным при помощи наружного кольца элемента 65, и выступом 47, образованным крышкой 69. Хотя это и следует из вышесказанного, для полноты раскрытия сущности изобретения стоит отметить, что зацепляющие и/или ответные выступы, описанные выше, имеют круглую форму, в соответствии с видом вдоль продольной оси симметрии X.
Также необходимо отметить, что согласно вышесказанному, расположение валка в осевом направлении (вдоль оси X) относительно второй полой опоры 30 и полого элемента 43 может быть отрегулировано и установлено путем ввинчивания гильзы 41 в круглую гайку 42; для дополнительного ввинчивания гильзы 41 в круглую гайку 42 и, следовательно, для увеличения степени прохождения (вправо, как показано на чертеже) гильзы 41 в круглую гайку 42 путем навинчивания круглой гайки 42, гильза 41 перемещает крышку 69 за собой во время данного перемещения, при этом все компоненты, расположенные в гильзе 41 (упругие элементы 51 и 52, шариковые подшипники 63 и 62 и элемент 65) также перемещаются под действием осевого усилия, создаваемого элементами 66 и 67 и действующего на подшипник 62. Таким образом, вал перемещается в том же направлении (вправо, как показано на чертеже), поскольку узел 60, состоящий из подшипников 63 и 62 и элемента 65, жестко прикреплен к валу 20.
Еще одной отличительной особенностью валка согласно варианту реализации, описанному выше и изображенному на Фиг. 1-5, являются регулировочные средства 80, 81, позволяющие отрегулировать предварительную нагрузку упругих элементов 51; в частности, данные регулировочные средства содержат несколько винтов 80, каждый из которых расположен в соответствующем сквозном отверстии крышки 69, при этом каждый винт 80 фиксируется в глухом резьбовом отверстии гильзы 41. Некоторые прокладки 81 (количество которых зависит от фактических потребностей и/или условий) также могут быть расположены между крышкой 69 и гильзой 41; в данном случае показано, как степень сжатия (предварительная нагрузка) упругих элементов 51 и 52 увеличивается при уменьшении толщины регулировочных прокладок 81, потому что степень сжатия упругих элементов 52 между крышкой 69 и поверхностью 65s2 и упругих элементов 51 между гильзой 41 и поверхностью 65s1 увеличивается при уменьшении толщины прокладок 81, при этом увеличение толщины прокладок 81, напротив, уменьшает предварительную нагрузку упругих элементов 51 и 52.
Наконец, предусмотрены блокирующие средства 70, состоящие из нескольких установочных винтов 70 без головки, которые проходят через внутреннее сквозное резьбовое отверстие в гильзе 41 и сцепляются с наружной поверхностью наружного кольца элемента 65, тем самым жестко фиксируя вал 20 держателя валка на гильзе 41 и, следовательно, на первой полой опоре 40, а также на клети 100. Из вышесказанного следует, что после установки положения вала 20 при помощи выбора степени сцепления при помощи ввинчивания гильзы 41 в круглую гайку 42, осевые перемещения вала 20 (параллельно продольной оси симметрии X) могут выполняться только при наличии усилий, действующих на вал 20, осевая и параллельная составляющие (относительно продольной оси симметрии X) которых позволяют преодолеть сопротивление упругих элементов 51 и 52. Данные упругие элементы 51 и 52 могут быть спроектированы и изготовлены таким образом, чтобы достигать различное поведение (жесткость) во время этапов с предварительной нагрузкой и рабочих этапов, а также чтобы обеспечить соответствие требованиям к этапам восстановления (например, к этапу обточки) валков и прокатки.
Работа валка 10, в частности, вала 20 держателя валка, может быть описано следующим образом. Для раскрытия сущности изобретения предположим, что выполняется обточка валка 10 и, следовательно, на валок 10 действуют усилия с осевой составляющей (параллельно оси X), возникающие в результате взаимодействия токарного инструмента (не показан на сопроводительных чертежах) с валком 10. Как и ожидалось, под действием осевых усилий, возникающих во время обточки, валок 10 и вал 20 держателя валка подвергаются или не подвергаются воздействию перемещения в осевом направлении или могут незначительно перемещаться в осевом направлении, что в любом случае не влияет на качество обточки. Напротив, усилия с большой осевой составляющей, действующие на валок 10, например, во время прокатки, вызывают перемещение (например, вправо, как показано на чертеже) валка, что приводит к перемещению вала 20 держателя валка, при этом перемещение вала 20 приводит к перемещению внутреннего кольца подшипника 31 относительно наружного кольца (и внутреннего кольца подшипника 90 относительно наружного кольца), а также к перемещению узла 60, состоящего из шариковых подшипников 63 и 62 и элемента 65, что вызывает сжатие упругих элементов 51 и расширение упругих элементов 52. Очевидно, что при наличии осевых усилий вышеуказанного типа, которые действуют на валок 10 в противоположном направлении (справа налево, как показано на чертежах), валок 10 и вал 20 перемещаются справа налево, но в данном случае происходит сжатие упругих элементов 52 и расширение упругих элементов 51.
Ниже приведено описание второго варианта реализации настоящего изобретения со ссылкой на Фиг. 6-10, при этом компоненты и/или признаки по Фиг. 6-10, которые были описаны выше со ссылкой на другие чертежи, будут иметь такие же ссылочные позиции.
В клети 100 на Фиг. 6 валки 10 расположены относительно друг друга так же, как и в клети на Фиг. 1, образуя линию прокатки Р, в связи с этим для краткости описание клети 100 по Фиг. 6 не приводится. Кроме того, в клети по Фиг. 6, упругие крепления, при помощи которых валки 10 прикреплены к клети 100 с соответствующими полыми опорами 30 и 40, отличаются от упругих креплений, при помощи которых валки 10 крепятся к клети 100 по Фиг. 1; в связи с этим ниже приведено описание данных упругих креплений.
Основное отличие между упругими креплениями по Фиг. 7-10 и по Фиг. 2-5 заключается в компонентах, расположенных в гильзе 41, а также в их взаимодействии между собой, а также во взаимодействии с гильзой 41 и валом 20 держателя валка.
На Фиг. 7 и 8 показано, что при использовании изображенного варианта реализации узел 60 по Фиг. 3, содержащий два шариковых подшипника 62 и 63 и соответствующий корпус 65, заменен на узел, состоящий из первого шарикового подшипника 63 и второго шарикового подшипника 62, при этом подшипники 63 и 62 располагаются внутри корпуса 65b и корпуса 65а соответственно, а два корпуса 65а и 65b имеют форму колец, отделенных друг от друга. Шариковый подшипник 63 расположен в корпусе 65b, который поддерживается в осевом направлении при помощи внутреннего выступа 651s корпуса 65b, а шариковый подшипник 62 расположен в корпусе 65а, который поддерживается в осевом направлении при помощи внутреннего выступа 652s корпуса 65а.
Кольцо 65с также установлено на часть 21 вала 20 держателя валка, в частности, в корпусах 65а и 65b. Более конкретно, внутренние выступы корпусов 65а и 65b, установленные на вал 20 держателя валка рядом друг с другом, образуют внутреннее пространство, ограниченное в направлении вала 20 держателя валка кольца 65 с, при этом в данном пространстве расположены упругие элементы 5х. В соответствии с настоящим изобретением вышеуказанные упругие элементы 5х могут содержать первые упругие элементы 51 и вторые упругие элементы 52, описанные выше, однако они расположены рядом друг с другом, в качестве альтернативы они могут содержать упругие элементы, образующие единое целое. Шариковые подшипники 62 и 63 жестко зафиксированы на валу 20 держателя валка (на части 21), при этом корпусы 65а и 65b могут перемещаться относительно гильзы 41. Кроме того, упругие элементы 5х сжимаются между двумя корпусами 65а и 65b, в частности, они входят в зацепление с внутренними выступами вышеуказанных корпусов 65а и 65b.
Из вышесказанного следует, что способы регулировки положения вала 20 держателя валка (и, следовательно, валка 10 относительно полых опор 30 и 40) в осевом направлении (параллельно оси X) практически сходны с позиционированием вала 20 держателя валка, описанного выше со ссылкой на Фиг. 2-5. В данном случае при увеличении степени прохождения гильзы 41 в круглую гайку 42 с помощью резьбовых частей 190 перемещение крышки 69 приводит к перемещению (вправо, как показано на чертеже) подшипников 62 и 63 вместе с корпусами 65а и 65b и кольцом 65 с и изменению положения (вправо, как показано на чертеже) вала 20 и, наконец, валка 10, при этом перемещение вала 20 и валка 10 влево (как показано на чертежах) достигается путем уменьшения степени прохождения гильзы 41 в круглую гайку 42.
Аналогичным образом при уменьшении толщины муфт или прокладок 81, вставленных между крышкой 69 и гильзой 41, сжатие (предварительная нагрузка) упругих элементов 5х увеличивается вследствие приближения двух корпусов 65а и 65b друг к другу в осевом направлении.
Работу валка 10, соответствующего настоящему варианту реализации, в частности, вала 20 держателя валка, можно описать следующим образом. Для раскрытия изобретения предположим, что выполняется обточка валка 10 и, следовательно, на валок 10 действуют усилия с осевой составляющей (параллельно оси X), возникающие в результате взаимодействия токарного инструмента (не показан на сопроводительных чертежах) с валком 10. Поскольку в данном случае осевые усилия, возникающие во время обточки, также меньше предварительной нагрузки упругих элементов 5х (в любом случае это значение регулируется в соответствии со способами, описанными выше), валок 10 и вал 20 держателя валка не перемещаются в осевом направлении. Напротив, усилия, действующие на валок 10, осевая составляющая которых превышает предварительную нагрузку упругих элементов 5х (например, во время прокатки), перемещают валок (например, влево, как показано на чертежах), вызывая перемещение вала 20 держателя валка, при этом перемещение вала 20 приводит к перемещению подшипника 63 и корпуса 65b влево и последующему приближению корпуса 65b к корпусу 65а, а также к сжатию упругих элементов 5х. То же самое происходит при перемещении вала 20 вправо: подшипник 62 и корпус 65а смещаются вправо, корпус 65а приближается к корпусу 65b, а упругие элементы 5х сжимаются.
После изучения подробного описания вышеуказанных вариантов реализации настоящего изобретения, показанных на сопроводительных чертежах, становится очевидно, что настоящее изобретение позволяет достичь указанных желаемых результатов и устранить или, по крайней мере, уменьшить недостатки, отмеченные в решениях, известных из уровня техники.
В частности, упругие крепления, соответствующие настоящему изобретению, обеспечивают осевое перемещение (для повторного выравнивания валков), например, во время прокатки (когда осевые составляющие усилий значительно превышают сопротивление, создаваемое упругими элементами), и позволяют выполнять обточку валков непосредственно на клети (когда осевые составляющие усилий, возникающие во время контакта токарного инструмента с валком, меньше сопротивления, создаваемого упругими элементами), что позволяет исключить необходимость предварительного снятия валков с клети.
Более того, настоящее изобретение предлагает решение, которое может быть изготовлено и/или установлено без значительных расходов и усложнения выполняемых операций.
Наконец, решение, соответствующее настоящему изобретению, может быть применено к разным клетям прокатного стана, в частности, для прокатки цилиндрических изделий и труб, а именно бесшовных труб.
Несмотря на то, что настоящее изобретение рассмотрено выше при подробном описании возможных вариантов реализации, которые показаны на сопроводительных чертежах, оно не ограничивается вариантами реализации, описанными и показанными на сопроводительных чертежах; с другой стороны, все варианты и/или модификации вариантов реализации, описанные со ссылкой на сопроводительные чертежи и изображенные на них, которые станут понятны и очевидны для специалистов в данной области техники, входят в объем настоящего изобретения. Например, в соответствии с настоящим изобретением и в зависимости от фактических условий и/или требований роликовые подшипники могут не использоваться или могут быть заменены на подшипники с аналогичными функциональными возможностями, а также упругие элементы могут быть изготовлены из различных материалов и могут иметь конструкцию, известную специалистам в данной области техники.
Настоящее изобретение позволяет выбирать из очень большого числа компонентов.
1. Клеть прокатного стана (100) для прокатки цилиндрических изделий, в частности труб, содержащая по меньшей мере три валка (10), расположенные относительно друг друга с образованием линии прокатки (Р) цилиндрических изделий, в частности труб, в которой по меньшей мере один из трех валков (10) неразъемно установлен на валу (20) держателя валка, зафиксированном с возможностью свободного вращения на клети (100) с помощью первой полой опоры (40) и второй полой опоры (30), которые расположены на противоположных сторонах по меньшей мере одного валка (10), при этом первая часть (21) и вторая часть (22) вала (20) держателя валка расположены соответственно в первой полой опоре (40) и второй полой опоре (30), отличающаяся тем, что она содержит упругие элементы (51, 52, 5х), расположенные между указанной первой частью (21) вала (20) держателя валка и первой полой опорой (40), выполненные с возможностью создания упругого крепления в осевом направлении между валом (20) держателя валка и первой полой опорой (40).
2. Клеть (100) по п. 1, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью ограничения перемещения вала (20) держателя валка по направлению параллельно его оси симметрии (X) посредством сопротивления, создаваемого по меньшей мере частью упругих элементов (51, 52, 5х) за счет их сжатия в процессе упомянутого перемещения вала (20) держателя валка по направлению параллельно его оси симметрии (X).
3. Клеть (100) по п. 1, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью перемещения вала (20) держателя валка по направлению параллельно его оси симметрии (X) с расширением по меньшей мере части упругих элементов (51, 52, 5х).
4. Клеть (100) по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что упругие элементы (51, 52, 5х) выполнены коническими и установлены на первую часть (21) вала (20) держателя валка.
5. Клеть (100) по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что она содержит первые опорные элементы (60), жестко закрепленные с помощью шпонки на первой части (21) вала (20) держателя валка и выполненные с возможностью упрощения вращения первой части вала (20) держателя валка относительно первой полой опоры (40), при этом указанные упругие элементы содержат первые упругие элементы (51) и вторые упругие элементы (52), расположенные вдоль первой части (21) вала (20) держателя валка на противоположных сторонах первых опорных элементов (60) соответственно.
6. Клеть (100) по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что содержит первые опорные элементы (60), жестко закрепленные с помощью шпонки на первой части (21) вала (20) держателя валка и выполненные с возможностью упрощения вращения первой части вала (20) держателя валка относительно первой опоры (40), при этом указанные упругие элементы (51, 52, 5х) расположены вдоль первой части (21) вала (20) держателя валка во внутреннем пространстве, образованном первыми опорными элементами (60).
7. Клеть (100) по п. 5, отличающаяся тем, что первые опорные элементы (60) образуют первый зацепляющий выступ (65s1) и второй зацепляющий выступ (65s2), при этом указанная первая полая опора (40) образует третий зацепляющий выступ (46) и четвертый зацепляющий выступ (47), причем первые упругие элементы (51) выполнены с возможностью зацепления с первым зацепляющим выступом (65s1) и третьим зацепляющим выступом (46), а вторые упругие элементы (52) входят в зацепление со вторым зацепляющим выступом (65s2) и четвертым зацепляющим выступом (47).
8. Клеть (100) по п. 6, отличающаяся тем, что первые опорные элементы (60) образуют первый зацепляющий выступ (65s1) и второй зацепляющий выступ (65s2), при этом указанные упругие элементы (5х) выполнены с возможностью зацепления с первым зацепляющим выступом (65s1) и вторым зацепляющим выступом (65s2).
9. Клеть (100) по любому из пп. 5-8, отличающаяся тем, что первые опорные элементы (60) содержат первый шариковый подшипник (63) и второй шариковый подшипник (62).
10. Клеть (100) по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит переключающиеся блокирующие приспособления (70), которые выполнены с возможностью активации или деактивации, с обеспечением при активации указанных блокирующих приспособлений (70) жесткости крепления в осевом направлении между валом (20) держателя валка и первой полой опорой (40).
11. Клеть (100) по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит средства (80, 81) для регулировки предварительной нагрузки упругих элементов (51, 52, 5х).
12. Клеть (100) по любому из пп. 1-11, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит средства (190) для регулировки положения валка (10) по направлению его продольной оси симметрии (X).
13. Прокатный стан для прокатки труб, в частности бесшовных труб, который содержит по меньшей мере две клети (100) прокатного стана, последовательно расположенные вдоль заранее заданного направления, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере одну прокатную клеть (100), выполненную в соответствии с одним из пп. 1-12.
