Прокатная клеть
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОВРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
< 984519 (6! ) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 10.06.80(2l) 2939139/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5) )NL. Кл.
В 21 В 13/00//
В 21 В 31/02
)Ьеударетвопах канхтет
СИР ао делан лаабретехка и етхрнткк (5З) ЙК621.771. .2.06 (088.8) Опубликовано 30.12.82. Бюллетень М 48
Дата опубликования описания 30.12.82
И. р,. Яериин, А. С, Кочуров, В. П. Шеногнн, Г. . ФЙб1Мнии©вт-- --=.—.=
И, А Тодер, Ю. Н. Семин, А. В. Храбров, Ю. О. )Лабейкий,;
А Л.. Лаврентьев и В. Н. llpy»< (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) ПРОКАТНАЯ КЛЕТЬ
Изобретение относится к прокатному производству и касается конструкции клетей, преимушественно сортовых станов.
Известна прокатная клеть, содержашая станину, валки, верхние подушки, в которых по резьбе расположены дистанционные винты, опираюшиеся на нижние п душки, и гидроцилиндры предварительного, нагружения, размещенные между подушками нижнего валка и поперечной станины (13.
В этих клетях, обладаюших высокой радиальной жесткостью,, не обеспечивается самоустановка подушек относительно шеек валков при прокатке, что затрудняет их применение на сортовых станах, в . частности среднесортных и крупносорт- ных, для которых характерны значительные перекосы валков и подушек. Отсуч ствие самоустановки подушек приводит к снижению стойкости подшипниковых узлов, воспринимаюшнх усилие прокатки, особенно при использовании подшипников жесткостного трения (ПЖТ), которые, 2 по сравнению с подшипниками качения, более чувствительные к перекосам..
Известна прокатная клеть, содержашая валки, верхние и нижние подушки с расположенными в них цилиндрическими
5 вкладышами и подшнпниковыми узламиу дис"танционные винты, взанмодействук шие с цилиндрическими вкладышами, гидроцилиндры предварительного 1 нагружения клети, воздействуюшие на шейки валков, в которой для облегчения установки подушек относительно шеек валков предусмотС репы цилиндрические вкладыши, продоль:ные оси которых лежат в плоскости, проходящей через центр ПЖТ и оси дис -танционных винтов Г2 J . .Однако полной самоустановки подушек при изгибе и перекосе валков в процессе . эксплуатации клети не происходит и:. за возникающего по месту контакта цилинго дрических вкладышей и подушек момента сил трения, затрудняющего поворот подушек. Вследствие этих равнодействуюших . усилий, действуюших со стороны валка
3 98<6 на подушку, смешается к внешнему (по отношению к бочке валка) краю подшипника, что ухудшает условия работы и снижает стойкость подшипниковых узлов.
Применение гидроцилиндров предвари5 тельного нагружения по шейкам валков вызывает также повышенный износ втулок-вкладышей ПЖТ в период запуска стана, когда из-за низкой окружной скорости отсутствует гидродинамический
10 эффект в ПЖТ, в результате чего втулки-вкладыши и втулки-цапфы не разъединяются слоем маста и находятся в непосредственном контакте под нагрузкой, причем формирование масляного клина
15 тормозится силовым воздействием распора шеек валков.
Размещение гидроцилиндров нагружения между шейками валков вызывает необходимость увеличения длины шеек
20 валков, что сокращает их стойкость.
Известна прокатная клеть, содержащая валки, верхние и нижние подушки, опорные элементы подушек, смещенные относительно вертикальной оси подушек (3) .
Опорный элемент в виде сферического подпятника облегчает самоустановку подшипника и подушки при изгибе валка под действием усилия прокатки за счет образования действующего на подушку .момента сил, направленного противоположно моменту сил трения в сферическом подпятнике, препятствующему повороту и самоустановке подушки. Полная самоус FBHoHKG подушки и подшипника относительно шейки валка происходит, когда оба указанных выше момента сил трения равны йо абсолютной величине.
Однако, как показано в приведенном анализе, такое равенство соблюдается лишь при вполне определенной величине смещения сферического подпятника, которая зависит как от геометрических размеров сферического подпятника и условий трения по его поверхности, так и от величины усилий, действующих на подщип- 45 ник и подушку при прокатке. Величины усилий, действующих на подшипник и подушку, в процессе эксплуатации клетей сортовых станов существенно меняются и поэтому, при заданной конструкции из- 50 вестной клети неизменной величине смешения сферического подпятника, полная самоустановка подшипника относительно шейки валка обеспечивается не во всех случаях изменяющихся условий про 55 катки.
Цель изобретения — повышение стойкости подшипниковых узлов за счет pery19 4 лирования подушек относительно шеек валков.
Поставленная цель достигается тем, что прокатная клеть, содержащая валки, верхние и нижние подушки, опорные элементы подушек, смещенные относительно вертикальной оси подушек, снабжена ме ханизмом перемещения опорного элемента, выполненным в виде жестко свя занной с опорным элементом рамы, взаимодействующей посредством винтовой пары с подушкой и оборудованной фиксатором.
При таком расположении опорных элементов они создают действующие на подушки моменты сил, равные по величине моментам, возникающим от сил трения на контактной поверхности, по которой происходит поворот подушки при ее самоустановке, но противоположно им направленные. В результате чего устраняется сопротивление повороту подушек и обеспечивается их самоустановка относительно шеек валков.
Величина смещения опорных элементов - определяется по зависимости
Вп
1=Р 1+ р
j где,1, - коэффициент трения на контактной поверхности, по которой происходит поворот подушки при ее самоустановке; г — расстояние от точки пересечения оси валка с,вертикалью, проходящей через центр давления подшипника, до поверхности, по которой происходит поворот подушки; Я вЂ” усилие предварительного
П нагружения смещенного элемента опоры;
P — реакция от усилия прокатки в соот1 ветствуюшей - опоре валка.
Усилие предварительного нагружения смещенного элемента 6П для данной клети является постоянным, а величина его выбирается из условия выхода на прямолинейный участок линии жесткости клети.
Реакция от усиления прокатки Р в рассматриваемой опоре валка является переменной и зависит от размеров прокатываемого профиля, марки прокатываемой стали и расположения калибра на бочке валка. Количество возможных вариантов существенного изменения величины Ð для каждой клети ограничено и в связи с этим представляется возможным выбрать несколько (до 3-5) дискретных значений величины смешения опорных элементов, что облегчает процесс регулирования величины Р .
На фиг. 1 изображена клеть, общий вид; на фиг. 2 — вид по стрелке А.
984519
Клеть содержит верхние 1 и нижние
2 подушки, рабочие валки 3. В подушках размещены опорные узлы жидкостного трения (ПЖТ) или качения, воспринимающие усилие прокатки (не показаны).
В корпусах верхних и нижних подушек выполнены цилиндрические растояки, продольные оси которых пересекак гся с . продольной осью симметрии подшипникового узла под прямым углом и проходят через центр давления подшипника. В расточках верхних подушек 1 расположены цилиндрические вкладыши 4, в которых по резьбе размещены дистанционные винты 5 (привод дистанционных винтов не показан), взаимодействующие с размещенными в расточках нижних подушек 2 цилиндрическими вкладышами 6. Между верхними 1 и нижними 2 подушками расположены гидроцилиндры 7 нагружения, N соединенные с источником рабочей жидкости постоянного давления. Оси симметрии гидроцилиндров нагружения смещены в направлении бочки валка относительно вертикальной плоскости, проходящей через продольные оси цилиндрических вкладышей 4 и 6 верхних 1 и нижних 2 подушек на величину Р .
Клеть снабжена механизмом регулирования величины смешения гидроцилин- щ дров 7, выполненным в виде жестко связанной с гидроцилиндрами 7 рамы 8, смонтированной с воэможностью перемещения винтом 9 относительно верхних 1 и нижних 2 подушек в направлении продольной оси валков 3. Винт 9 с возможностью вращения закреплен на нижней подушке . 2 планкой 10. Для установки гидроцилиндров в определенное фиксированное положение на нижней подушке 2 закреп- 4О лен фиксатор 11, входящий в один из нескольких последовательно расположенных на раме 8паэов,,шаг которых соответствует шагу принятых для данной клети дискретных значений необходимого смешения Р . По месту расположения пазов на раме 8 нанесена шкала для отсчета величины смещения гидроцилиндров в направлении от валков.. .Перед началом прокатки,в соответствии с размером прокатываемого профиля, маркой прокатываемой стали и расположением калибра на бочке валков 3, устанавливают необходимую величину g< смешения гидроцилиндров 7, расположенных с приВодной стороны клети, и Рд - со свободной. стороны клети, Установка гидроцилиндров
7 в требуемое положение производится путем вращения винта 9 с последующей фиксацией, жестко связанной, с гидроп:илиндрами 7 рамы 8 посредством фикса- тора 11.
Клеть работает следующим образом.
Гидроциляндры нагружения создают усилие Qдп, передаваемое на верхние 1 и нижние 2 подушки, цилиндрические вкладыши 4, 6 и дистанционные винты
5. При этом достигается необходимое суммарное усилие 6 предварительного нагружения клети 2, обеспечивающее выход на прямолинейный участок линии деформации клети и способствует повышению точности прокатки. В процессе деформации полосы усилие прокатки передается через валки 3 на подшипниковые узлы, подушки 1 и 2, цилиндрические вкладыши 4 и 6 и дистанционные винты 5. На поверхности контакта подушки с цилиндрическими вкладышами возникает нагрузка, равнодействующая которой равна сумме усилия гидронагружения 9> и появляющейся от усилия прокатки реакции р> в данной опоре валка. Повороту подушки при ее самоустановке относитель но шейки валка в процессе прокатки противодействует момент сил трения, возникающих на поверхности контакта подушки с цилиндрическими вкладышами радиуса y, равный
= -г (8п+ Р-) где,ц. — коэффициент трения по поверхности контжта цилиндрического вкладыша. с подушкой.
Однако при смещении гидроцилиндров в направлении к бочке валка относитель но плоскости, проходящей через продоль ные оси цилиндрических вкладышей на ве ап личину f =/V + П, они создают действуР юшие на подушки моменты сил P. P, рав3 ные ло величине моментам сил трения на поверхности контакта подушек с цилиндрическими вкладышами, но противоположно им направленные. В результате этого устраняется сопротивление повороту подушек и обеспечивается их самоустановка относительно шеек валков.
Предлагаемая прокатная клеть позволяет наряду с высокой радиальной жесткооt тью, простотой монтажа и обслуживания клети, обесгечить хорошие условия самоустановки подушек при прокатке полосы и увеличить долговечность подшипниковых узлов.
Формула изобретения
Прокатная клеть, содержашая валки, верхние и нижние подушки, опорные элементы подушек, смешенные относительно вертикальной оси подушек, о т л и ч аю ш а я.с я тем, что, с целью повышения стойкости подшипниковых узлов за счет регулирования самоустановки подушек относительно шеек валков, клеть снабжена механизмом перемешения опорного элемента, выполненным в виде жестко связанной с опорным элементом рамы, 8 взаимодействуюшей посредством винтовой пары с подушкой и оборудованной фиксатором.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Финкельштейн Я. С. Справочник по прокатному и трубному производству, М., Металлургия, с. 206, рис. 5.
2. Патент ФРГ М 2043055, кл. В 21 В 31/02, 1966.
3. Авторское свидетельство СССР
И. 301193, кл. В 21 В 31/02, 1970.
984519
8иУ4 фиг. 2
Составитель Г. Ростов
Редактор А. Мотыль Техред О.Неце
Корректор Г. Решетник
Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Заказ 10019/6 Тираж 845 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/S