Предварительно напряженная прокатная клеть

 

Союз Советски к

Социалистические

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii882672 (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 11. 11.79 (21) 2836290/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.11 81. Бюллетень И 43 (53)М. Кл.

В 21 В 31/04 фЬоударетееиный комитет

СССР ао делам изобретений н открытий (53) УЙК621.771.

2 06(088 8) Дата опубликования описания 26.11,81

И. N. Мериин, В. П. Шеногин, А. А. Кугуш

N. В. Малахов, И. А. Тодер, А. Л. Лаврен

Ю. А. Попов, С. И. Морозов и А. B. Храбр (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННАЯ

ПРОКАТНАЯ КЛЕТЬ

Изобретение относится к области производства и касается конструкции предварительно напряженных клетей, преимушественно мелкосортных и проволочных станов.

Известны прокатные клети, содержа5 шие предварительно напряженную станину открытого типа, крышка которой соединена со стойками посредством стяжных болтов, взаимодействующих с узлами предварительного нагружения, подуш t0 ки с валками, нажимной механизм.

Разъемная станина таких клетей обеспечивает удобство перевалки валков, а предварительное напряжение ее с усилием, превышающим усилие прокатки, при15 дает ей достаточно высокую жесткость fl)

Однако жесткость таких клетей со станиной закрытого типа не обеспечивает выявление резервов для дальнейшего

20 повышения точности прокатки сортовой стали

Известна также предварительно напряженная прокатная клеть, включающая станину, крышка которой соединена со стойками посредством стяжных болтов, подушки с валками, устройство для автоматического регулирования межвалкового зазора в виде дополнительных гидроцилиндров, имеющих величины плошадей, составляющих ряд геометрической прогрессии, нажимной механизм f 2l

Однако в этой клети изменение межвалкового зазора осушествляется, в основном, эа счет упругой деформации ди-, станционных нажимных винтов, в связи с чем иэ-эа сравнительно большей их жесткости, требуемой для обеспечения необходимой суммарной жесткости клети, возможный диапазон регулирования межвалкового зазора не превьпиает 0,150,2 мм, поэтому область применения данной клети ограничена клетями чистовых групп сортовых станов, в которых колебания усилия прокатки сравни» тельно невелики (составляют 20-40% от усилия прокатки) и где осушествляется однониточнаы прокатка.

882672

Наиболее близкой к предлагаемой является прокатная клеть, содержащая станину открытого типа, крышка которой соединена со стойками посредством стяжных болтов, взаимодействующих с узлами предварительного нагружения, подушки с валками, нажимной механизм и установленные между стойками и крышкой станины устройства дпя автоматической коррекции раствора валков.

50

Автоматическая коррекция раствора валков в известной клети производится за счет упругой деформации болтов, стягивающих станину, путем регулируемого нагружения их устройствами, выполненными в виде гидроцилиндров, связанных с системой регулирования давления рабочей жидкости. Обратная связь по регулируемому параметру в данной клети

20 осуществляется с помощью датчиков усилия прокатки, установленных между станиной и гайками стяжных болтов (3)

Недостатки известной прокатной клети заключаются в том что автоматиз

25 ческая коррекция раствора валков клети связана с необходимостью точного измерения усилия прокатки и оперативного регулирования давления рабочей жидкости в гидроципиндрах, что требует приме30 нения сложного комплекса управляющей аппаратуры, а также высокой степени очистки рабочей жидкости в гидросистеме, которую трудно обеспечить в условиях сорто-прокатного цеха. Все это снижает эксплуатационную надежность клети и стабильность регулирования раствора валков. Кроме того, недостатком известной клети является узкий диапазон возможных величин коррекции раствора валков, осуществляемой за счет упругой деформации стяжных болтов„

Е1ель изобретения — устранение указанных недостатков и обеспечение наибольшего количества равных ступеней автоматической коррекции раствора вал- 45 ков при уменьшении габаритов клети.

Поставленная цель достигается тем, что в предварительно напряженной клети, включающей станину открытого типа, крышка которой соединена со стойками посредством стяжных болтов, взаимодействующих с узлами предварительного нагружения, подушки с валками, нажимной механизм и установленные между стойками H крьппкой cTBHHHhI устройства дпя автоматической коррекции раствора валков в виде поршневых гидроцилиндров, устройство для автоматической коррекции раствора валков выполнено в виде установленных соосно в ряд на стяжных болтах кольцевых гидроципиндров, каждый из которых снабжен ограничителем хода, выполненным в виде охватывающего шток поршня кольцевого элемента, связанного посредством резьбы с корпусом данного гидроцилиндра, при этом величины хода поршней гидроцилиндров составляют ряд чисел, образующих геометрическую прогрессию, а узлы предварительного нагружения установлены с возможностью обеспечения вертикального перемещения крышки относительно стоек на величину коррекции раствора валков.

На фиг. 1 приведены общий вид предлагаемой предварительно напряженной клети, а также схема управления гидроцилиндрами для автоматической коррекции раствора валков; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 — вариант выполнения узла предварительного нагружения клети.

Предлагаемая клеть состоит из станины 1 и крышки 2, стянутых болтами

3 посредством постоянно действующих гидроцилиндров 4, подушек 5 с валками, нажимных винтов 6 с электромеханическим приводом, устройства уравновешивания верхнего валкового блока (на чертеже не показано) и устройство 7 для автоматической коррекции раствора валков. Каждое устройство 7 состоит, например из трех кольцевых гидроцилиндров, расположенных соосно в вертикальный ряд и заключенных в стакан 8, Стакан 8 вместе с гидроцилиндрами установлен в расточках стоек станины 1 и крышки 2, Каждый кольцевой гидроцилиндр состоит из корпуса 9, поршня 10 и ограничителя 11 хода, связанного по резьбе с корпусом 9. Через центральное отверстие кольцевых гидроцилиндров проходит стяжной болт 3. Рабочие полости кольцевых гидроцилиндров трубопроводами 12-14 через двухпозиционные распределители 15-17 соединены с источником давления рабочей жидкости. Электромагниты распределителей 1517 соединены с выходом блока 18 управления, на вход которого подключены датчики 19, регистрирующие изменение величины определенных параметров процесса прокатки, например температуры прокатываемого металла.

B процессе сборки клети ограничители 11 хода поршней 10 кольцевых гидроцилиндров устанавлива отся в опре882672 деленные положения для обеспечения зазоров а, F и 6 между торцовыми кольцевыми поверхностями ограничителей 11 хода и кольцевыми поверхностями поршней 10 гидроцилиндров - верхнего, среднего и нижнего соответственно. При этом величины зазоров а, 8 и 6 назначаются таким образом, что составляют ряд чисел (й; 2а; 4а), образующих геометрическую прогрессию со знаменателем, равным двум. Такое соотношение величин указанных зазоров обеспечивает дискретное регулирование раствора валков с максимальным количеством равных ступеней

Клеть работает следующим образом.

После установки клети в линию стана производится предварительное нагружение ее с помощью гидроцилиндров 4, причем усилие предварительного нагру« жения превышает максимальное усилие прокатки. Трубопроводы 12-14 гидросистемы подключаются к кольцевым гидроцилиндрам устройств 7. При этом в соответствии с командами, подаваемыми блоком 18 на электромагниты распределителей 15-17, обеспечивается один из возможных вариантов исходного положения поршней 10 относительно корнусов 9 кольцевых гидроцилиндров, характеризуемого наличием или отсутствием в верхних, средних и нижних гидроцилиндрах зазоров а, Б и 5 (табл. 1), определяющих величину ступеней коррекции раствора валков.

Указанное выше соотношение величин зазоров а, Р и 6 )геометрическая прогрессия при а. (Bc 6 ) обеспечивает семь ступеней автоматической коррекции раствора валков при любом варианте исходного положения поршней 10 относительно корпусов 9 гидроцилиндров.

Верхний и нижний пределы диапазона дискретной коррекции раствора валков с величиной шага равной О., при различных вариантах исходного положения поршней 10, приведены в табл. 2.

В табл. 2 знаки минус и плюс означают, соответственно уменьшение и уве» личение раствора валков по отношению к его величине 5<, установленной вальцовщиком при последней обычной (c помощью нажимных винтов) поднастройке клети. Выбор величины а. шага коррекции раствора валков и варианта исходного положения поршней 10 производится заранее, в зависимости от требований к точности геометрических размеров прокатываемого профиля, параметров в функции которых производится автоматическая коррекция, и реальных условий прокатки.

В процессе прокатки первых (настроечных) раскатов вальцовшик произво дит настройку клети установленной номинального раствора валков с помощью нажимных винтов 6. После завершения указанной настройки клети производится

10 подключение датчиков 19 к блоку 18 управления. B процессе дальнейшей прокатки клеть осуществляет автоматическую коррекцию раствора валков, когда величина параметоа, в функции ко15 торого предусмотрено соответствующий поднастраивать клеть, и соответствующий сигнал от датчшсов 19, поступающий на вход блока 18 управления, достигнет одного из заранее установленных уров20 ней. Выработанные в блоке 18 управляющие команды подаются на электромагниты распределителей 15-17. В соответствии с поступающими командами указанные распределители производят подг5 ключенне кольцевых гидроцилиндров устройств 7 к источнику давления рабочей жидкости либо к ветви слива. При соединении какого-либо из трех гидроцилиндров каждого устройства 7 с источником дав50 ления О, поршни 10 этих гидроцилиндров, преодолевая усилие предварительного нагружения клети, перемешаются вверх на величину установленного в гидроцилиндрах зазора, до упора в кольцевые поверхнОсти Ограничителей 1 1 хОДа, ОДно временно перемещая вверх крышку 2 относительно стоек станины 1 и увеличивая раствор валков. Диаметр поршней

1О и величина давления g рабочей жид40 кости выбраны TBKHM Образом> что уси лие, развиваемое гидроцилйндрами ус ройств 7, на 20-404 превышает усилие предварительного нагружения клети. При соединении с ветвью слива ка45 кого-либо из гидроцилиндров устройств

7, находящихся до этого под действием давления О, крышка 2 и верхний валок под действием усилия предварительного нагружения перемешается вниз на величину зазора, установленного в рассмат50 риваемых гидроцилиндрах, соответственно уменыная раствор валков.

Осуществляемая клетью автоматическая коррекция раствора валков может дополниться обычной поднастройкой, периодически производимой вальцовщиком с помощью нажимных винтов 6.

В качестве примера рассмотрим работу клети при автоматической коррек882672

1

91

0

1

О

В

0

0

0

Ъ

П

Л(iV

Ч

Ч(Vf(Vffl

0

2а

2а

0

2а

2а

0

0

4а

4а

4а

4а а

0 а

0 а

Таблица 2

В сторону увеличения

В сторону уменьшения

0 +а +2а +За +4а +5Q +ба +7а ции раствора для компенсации влияния колебаний температуры прокатки в данной клети на размер прокатываемого профиля. Примем, что установка рас вора валков, осуществляемая вальцов- 5 шиком с помощью нажимных винтов 6, производится при температуре ("базовой } прокатываемого металла, соответствующей нормальному режиму прокатки. В данном случае может осуществ- о . 1 ляться автоматическая коррекция, реализуемая при варианте ))(исходного положения поршней 10 (см. табл. 1 и 2) °

Порядок соединения гидропилиндров с гидросистемой для указанного варианта приведен в табл. 3., B случае понижения температуры прокатки и в зависимости от уровня этого снижения в блоке 18 управления формируется передаваемая на электромагниты 20 распределителей 15-17 соответствующая команда и производится уменьшение раствора валков по отношению к б„на одну из следующих величин: а; 2а; За;

4а; 5а (см. табл. 3). Указанные вели- 2s чины коррекции раствора валков осуществляются при соединении гидроцилиндров с гидросистемой соответственно по 1-5-ой схемам соединения (см. табл. 3). Если при последующей прокатке температура повышается, не превышая значения "базовойй", то соединение гидроцилиндров с гидросистемой производится по тем же схемам, но в обратной последовательности. B случае же дальнейшего повышения температуры прокатки, при определенном превышении уровня "базовой температуры, формируется соответствующая команда в блоке 18 управления и производится увеличение по отношению к S+, раствора валков на одну из величин: а;

2а. Этим величинам коррекции раствора валков соответствуют 6 и 7-ая схемы соединения гидроцилиндров с гидросистемой.

В предлагаемой клети возможно выполнение устройств предварительного нагружения в виде гидрогаек (см. фиг. 3), содержащих корпус 20, поршень 21 и гайку 22. Для обеспечения возможности вертикального перемещения крышки 2 относительно стоек станины 1 при автоматической коррекции раствора валков, между корпусом 20 гидрогайки и крышкой 2 клети размещены упругие элементы 23.

Предлагаемая предварительно напряженная прокатная клеть позволяет повысить точность и стабильность отработки величин коррекции раствора валков, а также обеспечивает эксплуатационную надежность клети при использовании ее на сортовых и проволочных станах при многониточной прокатке.

Т а б л и ц а 1

-5а -4a -За -2а -а 0

882672

Та 6 ли ца 3

Параметры автоматической коррекции раствора валков при исходном положении поршней 10 по варианту Ш

3 а

0 0

0 а

0 0

0 а а

2а 0

0 4а

0 4а

2а 4а

2а 4а

0 0

0 O

2

4

6

1

0

1

Ъ

%

0

-а

-2а

-3a

-4а

-5а

+а

+2a

Формула изобретения

Предварительно напряженная прокат- 25 ная клеть, содержащая станину открытого типа, крышка которой соединена со стойками посредством стяжных болтов, взаимодействующих с узлами предварительного нагружения, подушки с вал- 30 ками, нажимной механизм и установленные между стойками и крышкой станины устройства для автоматической коррекции раствора валков в виде гидроцилиндров о т л и ч B ю UL а я с я тем, что с целью обеспечения наибольшего количества равных ступеней автоматической коррекции раствора валков, при уменьшении габаритов клети, устройство для автоматической коррекции раствора вал- 40 ков выполнено в виде установленных соосно в ряд на стяжных болтах кольцевых гидроцилиндров, каждый из которых снабжен ограничителем хода, выполненным в виде охватывающего шток поршня кольцевого элемента, связанного посредством резьбы с корпусом данного гидроцилиндра, при этом величины хода поршней гидроцилиндров составляют ряд чисел, образующих геометрическую прогрессию, а узлы предварительного нагружения установлены с возможностью обеспечения вертикального перемещения крышки относительно стоек на величину коррекции раствора валков.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 229423 ° кл. В 2 1 В 3 1/04ý 1969.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2809148/22-02, кл. В 21 В 31/04, 1979.

3. Патент ГДР, N 34989, кл. В 21 В 31/04, 1965.

Редактор В. Иванова

Составитель И. Скоробогатский

Техред T. Ìàò D÷êà

Корректор О Билак

10053/13 Тираж 891

В111111ПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий

113035, Москва, )K-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIHII "Патент", г. Ужгород, ул. Г1роектная, 4

Подл исное