RU2061567C1

RU2061567C1 - Elastic centrifugally cooled roller of roller table of reduction mill

Info

Publication number: RU2061567C1
Application number: RU93000638A
Authority: RU
Inventors: В.И. Сафронов
Original assignee: Челябинский металлургический комбинат
Priority date: 1993-01-06
Filing date: 1993-01-06
Publication date: 1996-06-10

Abstract

FIELD: machine engineering industry, ferrous metallurgy, namely making and servicing of reduction mills. SUBSTANCE: a builtup roller has a hollow barrel 1 with a central bore, whose diameter is no less, than a half-diameter of the barrel, and with cone 3 and cylindrical 4 bores on ends of the barrel. Elastic semiaxles 5,5, whose heads have radial and lengthwise grooves, forming radial 9 and lengthwise 10 openings of the roller, are mounted in a cavity. Water, being fed through a tube to an end of the central opening of the roller, at its reverse flowing cools the semiaxles from inside. A significant part of that water collects in the central cavity, from which water by action of a centrifugal effort upon rotation of the roller is being fed through the openings 9,10 on a surface of cone bores 3, cooling surfaces of cylindrical and cone bores on the ends of the barrel. Then water with the aid of casings 11 is being directed for cooling the semiaxles from outside. Such structure provides such feed of water to the elastic roller, that the cooling water is maximally approached (according to strength conditions of the roller) towards the surface of the barrel, had been heated by hot ingots, for high-degree cooling of it along its whole length. The semiaxles 5,6 are being cooled from inside and from outside. EFFECT: enhanced structure of the roller, increased time period of its working life due to high quality cooling of the roller. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение может быть использовано в машиностроительной промышленности при изготовлении обжимных прокатных станов. The invention can be used in the engineering industry in the manufacture of crimping rolling mills.

Известен ролик рабочего рольганга блюминга 1250, содержащий полый ролик с коротким конусным переходом от бочки ролика к цапфам и глухим центральным отверстием, в которое через длинную трубу подается вода для охлаждения ролика. A blooming working roller table of the blooming 1250 is known, comprising a hollow roller with a short conical transition from the barrel of the roller to the pins and a blind central hole into which water is supplied through a long pipe to cool the roller.

При такой конструкции ролика стойкость дефицитных крупногабаритных подшипников и цапф в опорах ролика очень низка, например, для роликов станинных и рабочих рольгангов стойкость подшипников равна 2-5 месяцев. With this design of the roller, the resistance of scarce large-sized bearings and trunnions in the bearings of the roller is very low, for example, for the rollers of the bed frames and working tables, the bearing resistance is 2-5 months.

Большая жесткость ролика из-за коротких конусных переходов от бочки ролика к цапфам, является причиной того, что ролик жестко без амортизации принимает и передает на подшипники опор все ударные нагрузки, возникающие при прокатке слитков. The high rigidity of the roller due to short conical transitions from the barrel of the roller to the trunnions is the reason that the roller rigidly without depreciation accepts and transfers to the bearings of the bearings all impact loads that occur during rolling of ingots.

Малоэффективное охлаждение ролика, имеющего наружный диаметр, равный 600-620 мм, путем подачи воды в глухое глубокое центральное отверстие диаметром 105 мм через трубу 0,5 длиной до 4000 мм. Такое охлаждение не в состоянии через стенку толщиной в 250 мм хорошо охлаждать бочку и цапфу ролика, в результате чего бочка ролика при прокатке слитков, имеющих температуру 1300-1200^o, нагревается до 200-350^o, а цапфы до 60-100^oС.Ineffective cooling of a roller having an outer diameter of 600-620 mm by supplying water to a deep deep central hole with a diameter of 105 mm through a 0.5 pipe up to 4000 mm long. Such cooling is not able to cool the barrel and pin of the roller well through the wall with a thickness of 250 mm, as a result of which the barrel of the roller, when rolling ingots having a temperature of 1300-1200 ^o , is heated to 200-350 ^o , and the trunnion to 60-100 ^o C.

Ненормально высокий нагрев бочки и цапф ролика приводит к удлинению ролика на 15-20 мм (УЗТМ опору ролика с неприводной стороны выполнил нефиксированной и плавающей, позволяющей осевой ход подшипника до 20 мм), подшипники опор при этом подвергаются постоянным большим осевым нагрузкам с той или другой стороны, к нагреву смазки, подаваемой в опору. Смазка частично выгорает, а частично разлагается, теряет свои антифрикционные свойства и вытекает из опоры, к нагреву от цапфы ролика внутреннего кольца подшипника, диаметр его увеличивается, тела качения зажимаются между кольцами подшипника. При недостаточной смазке в подшипнике возникает повышенное трение и дополнительный нагрев. Износ подшипников убыстряется, а цапфа временами проворачивается в подшипнике и появляется ее поверхностный износ. An abnormally high heating of the barrel and trunnions of the roller leads to a lengthening of the roller by 15-20 mm (UZTM made the roller bearing from the non-drive side non-fixed and floating, allowing the axial stroke of the bearing to 20 mm), while the bearings of the bearings are subjected to constant large axial loads from one or the other side, to the heating of the lubricant supplied to the support. The lubricant partially burns out and partially decomposes, loses its antifriction properties and flows out of the support, due to heating from the pin of the roller of the inner ring of the bearing, its diameter increases, the rolling bodies are clamped between the bearing rings. If there is insufficient lubrication in the bearing, increased friction and additional heating occurs. Bearing wear is accelerated, and the pin is sometimes rotated in the bearing and its surface wear appears.

Известен сборный ролик рольганга преимущественно станов горячей прокатки, содержащий полую бочку и монтированные в ее полости цилиндрическими головками полуоси с цапфами на других концах [1]
Ролик данной конструкции имеет ряд недостатков, так как рассчитан на малые нагрузки, охлаждение бочки не высокое, так как большую скорость движения и количество воды в ролик подать нельзя, будет большое разбрызгивание.Known prefabricated roller conveyor of predominantly hot rolling mills containing a hollow barrel and mounted in its cavity by the cylindrical axle heads with pins at other ends [1]
The roller of this design has a number of drawbacks, as it is designed for light loads, the barrel cooling is not high, since a high speed and amount of water cannot be fed into the roller, there will be a lot of spraying.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение ресурса узла ролика с опорами путем создания прочного, упругого, хорошо охлаждаемого ролика, при котором во время прокатки горячих слитков значительно смягчаются ударные нагрузки от ролика на подшипники опор, уменьшаются удлинение ролика и возникающие при этом осевые нагрузки на подшипники и исключается перегрев цапф и подшипников опор ролика. Это достигается тем, что у ролика, содержащего полую бочку и монтированные в ее полости цилиндрическими головками полуоси с цапфами на других концах, полость бочки выполнена с конусными расширяющимися к торцам участками и с диаметром цилиндрической части не менее половины наружного диаметра, а полуоси выполнены с центральным отверстием и с радиальными и продольными канавками на торце и наружной поверхности головки. Кроме того, диаметр цилиндрического участка, примыкающего к цапфе одной полуоси, выполнен большим, а длина его меньшей, чем диаметр и длина соответствующего участка другой полуоси. The problem to which the invention is directed is to increase the resource of the roller assembly with supports by creating a strong, elastic, well-cooled roller, during which the rolling loads on the bearings of the bearings are significantly softened during rolling of hot ingots, the elongation of the roller and the resulting axial loads on bearings and excludes overheating of pins and bearings of roller bearings. This is achieved by the fact that the roller containing the hollow barrel and mounted in its cavity by the cylindrical axle heads with trunnions at other ends, the barrel cavity is made with conical sections expanding to the ends and with a cylindrical diameter of at least half of the outer diameter, and the axle shafts are made with a central hole with radial and longitudinal grooves on the end and outer surface of the head. In addition, the diameter of the cylindrical section adjacent to the trunnion of one axis is larger, and its length is less than the diameter and length of the corresponding section of the other axis.

Существенность признаков заявляемого устройства подтверждается тем, что выполнение ролика сборным в виде полой бочки с центральной полостью диаметром не менее половины наружного диаметра с конусными расширяющимися к торцам участками и монтированными в ее полости цилиндрическими головками полуосями, с цапфами на других концах позволяет создать на концах ролика продолговатые упругие полуоси с центральным отверстием, использовать для изготовления полуосей легированные марки сталей с термообработкой, в результате чего при оптимальных размерах полуосей упругость их и в целом ролика возрастает, выполнить в бочке ролика центральную полость для воды диаметром не менее половины наружного диаметра бочки и создать между поверхностями цилиндрических расточек в бочке и наружными цилиндрическими поверхностями головок полуосей необходимое количество радиальных и продольных отверстий, через которые вода из центральной полости ролика, под действием центробежной силы, после охлаждения средней части бочки, поступает для охлаждения поверхностей цилиндрических и конусных расточек в бочке ролика и направляется кожухами, установленными по торцам бочки, на охлаждение наружной поверхности полуосей. Таким образом, подача воды на охлаждение ролика выполнена максимально приближенной (из условия механической прочности ролика) к нагреваемой горячими слитками наружной поверхности бочки по всей ее длине, а охлаждение полуосей выполнено изнутри и снаружи. Эффективность охлаждения бочки ролика значительно повышается, а нагрев полуосей и цапф исключается. Выполнение полуосей ролика различных размеров в зависимости от места приложения на бочку ролика максимальной ударной нагрузки обеспечивает равномерность изгиба полуосей при действии этой нагрузки. The materiality of the features of the claimed device is confirmed by the fact that the roller is prefabricated in the form of a hollow barrel with a central cavity with a diameter of at least half of the outer diameter with conical sections expanding to the ends and half-axes mounted in its cavity with cylindrical heads, with trunnions at the other ends that allow creating oblong at the ends of the roller elastic half shafts with a central hole, use alloy steels with heat treatment for the manufacture of half shafts, resulting in optimal the size of the semiaxes, the elasticity of them and the roller as a whole increases, make a central water cavity in the roller barrel with a diameter of at least half of the barrel’s outer diameter and create the necessary number of radial and longitudinal holes between the surfaces of the cylindrical bores in the barrel and the outer cylindrical surfaces of the shaft heads the central cavity of the roller, under the action of centrifugal force, after cooling the middle part of the barrel, enters to cool the surfaces of cylindrical and conical check in a barrel roller and guide plates mounted at the ends of the barrel, for cooling the outer surface of the semi-axes. Thus, the water supply for cooling the roller is made as close as possible (from the condition of the mechanical strength of the roller) to the outer surface of the barrel heated by hot ingots along its entire length, and the cooling of the axle shafts is performed inside and out. The cooling efficiency of the roller barrel is significantly increased, and the heating of the axle shafts and trunnions is eliminated. The implementation of the semi-axes of the roller of various sizes, depending on the place of application of the maximum shock load on the roller barrel, ensures uniform bending of the axles under the action of this load.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 общий вид ролика, на фиг. 2 сечение А-А фиг. 1. The invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 is a general view of the roller; FIG. 2 section AA of FIG. 1.

Ролик состоит из бочки 1 с полостью, выполненной с цилиндрическими 2 и 4 и конусными 3 участками и монтированными в ее полости полуосями 5 и 6 с цапфами 7 на концах. На цилиндрических головках 8 полуосей выполнены радиальные и продольные канавки, образующие в сборе с бочкой отверстия 9 и 10. Для защиты опор ролика от воды и направления ее на охлаждение полуосей по торцам бочки установлены съемные кожуха 11. Ударная нагрузка Р приложена к бочке на расстояниях L1 и L2 от центров левой и правой опор d1, l1 и d2 l2 диаметры и длины цилиндрических частей левой и правой полуосей. Если L1<L2, то d1>d2 и l1<l2
После монтажа ролика с опорами на станине рольганга в центральное отверстие 12 ролика со стороны неприводного конца до торца отверстия в полуоси 5 устанавливают трубу и подают воду для охлаждения ролика. При неподвижном ролике вода от торца по центральному отверстию в левой полуоси 5 стекает обратным ходом в центральную полость 2 ролика и частично стекает по нижним радиальным 9 и продольным 10 отверстиям на нижнюю часть конусных 3 поверхностей расточек бочки, и частично через центральное 12 отверстие правой полуоси 6 вытекает наружу.The roller consists of a barrel 1 with a cavity made with cylindrical 2 and 4 and conical 3 sections and axles 5 and 6 mounted in its cavity with axles 7 at the ends. On the cylindrical heads of the 8 semi-axes, radial and longitudinal grooves are made, forming holes 9 and 10 assembled with the barrel. To protect the roller bearings from the water and directing it to cool the semi-axes, removable covers are installed at the ends of the barrel 11. The shock P is applied to the barrel at distances L1 and L2 from the centers of the left and right supports d1, l1 and d2 l2 the diameters and lengths of the cylindrical parts of the left and right half shafts. If L1 <L2, then d1> d2 and l1 <l2
After mounting the roller with the supports on the bed of the roller table in the central hole 12 of the roller, from the non-drive end to the end of the hole in the axle shaft 5, a pipe is installed and water is supplied to cool the roller. When the roller is motionless, water from the end along the central hole in the left half shaft 5 flows backward into the central cavity 2 of the roller and partially flows along the lower radial 9 and 10 longitudinal holes to the lower part of the conical 3 surfaces of the barrel bore, and partially through the central 12 hole in the right half shaft 6 flows out.

При прокатке на вращающийся ролик от металла постоянно действуют ударные нагрузки Р различного направления, при передаче этих нагрузок на опоры ролик, благодаря упругости полуосей 5 и 6, значительно уменьшает действие этих нагрузок на подшипники опор. When rolling on a rotating roller from metal, shock loads P of various directions constantly act, while transferring these loads to the bearings, the roller, due to the elasticity of the axles 5 and 6, significantly reduces the effect of these loads on the bearings of the bearings.

На обжимных станах максимальные ударные нагрузки и максимальный нагрев бочки ролика происходит при прокатке слитка в первом калибре на бочке рабочего валка стана, которая, как правило, находится у правого или левого конца рабочего валка, поэтому приложение максимальных нагрузок и место максимального нагрева бочки смещается от середины ролика вправо или влево. On crimping mills, the maximum shock loads and the maximum heating of the roller barrel occurs when the ingot is rolled in the first gauge on the barrel of the mill roll, which is usually located at the right or left end of the mill roll, therefore, the application of maximum loads and the place of maximum barrel heating is shifted from the middle clip right or left.

При вращении ролика после охлаждения изнутри полуоси 5 большая часть воды попадает в центральную полость ролика и под воздействием центробежной силы покрывает всю цилиндрическую поверхность полости 2, охлаждает стенку бочки, прогоняется через радиальные 9 и продольные 10 отверстия, омывая при этом поверхности цилиндрических 4 и конусных 3 расточек на обоих торцах бочки ролика, а затем собранная кожухами 11 направляется на охлаждение наружных поверхностей полуосей. Меньшая часть воды из центральной полости поступает в центральное отверстие 12 правой полуоси 6 и охлаждает ее изнутри. When the roller rotates after cooling from the inside of the axle shaft 5, most of the water enters the central cavity of the roller and, under the influence of centrifugal force, covers the entire cylindrical surface of the cavity 2, cools the barrel wall, runs through radial 9 and longitudinal 10 holes, washing the surfaces of cylindrical 4 and conical 3 the bore at both ends of the barrel of the roller, and then collected by the casings 11 is sent to cool the outer surfaces of the axle shafts. A smaller part of the water from the Central cavity enters the Central hole 12 of the right axis 6 and cools it from the inside.

Таким образом, предлагаемая конструкция упругого с центробежным охлаждением ролика рольганга обжимного стана, благодаря упругости полуосей и хорошему охлаждению бочки ролика и цапф полуосей позволяет значительно повысить стойкость деталей опор и особенно дефицитных подшипников. Thus, the proposed design of an elastic roller with centrifugal cooling of the roller table of the crimping mill, due to the elasticity of the half shafts and good cooling of the barrel of the roller and axle shafts, can significantly increase the resistance of parts of bearings and especially scarce bearings.

Claims

1. An elastic centrifugal cooling roller of the roller table of the crimping mill, containing a hollow barrel and mounted in its cavity by cylindrical axle heads with pins at other ends, characterized in that the barrel cavity is made with conical sections expanding to the ends and with a cylindrical diameter of at least half of the outer diameter, and half shafts are made with a central hole and with radial and longitudinal grooves at the end and outer surfaces of the heads.

2. A roller according to claim 1, characterized in that the diameter of the cylindrical section adjacent to the axle of one half shaft is larger and its length is less than the diameter and length of the corresponding section of the other half shaft.