RU2088354C1

RU2088354C1 - Backup roll assembly

Info

Publication number: RU2088354C1
Application number: RU95100551A
Authority: RU
Inventors: Владимир Дмитриевич Плахтин; Иван Григорьевич Волченков; Виктор Павлович Кольцов; Геннадий Леонидович Кочи; Юрий Викторович Липухин
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Северсталь"
Priority date: 1995-01-12
Filing date: 1995-01-12
Publication date: 1997-08-27
Also published as: RU95100551A

Abstract

FIELD: rolled sheet production. SUBSTANCE: backup roll assembly includes roll with chocks mounted in frame of working stand. Wedge-shaped plates provided with hydraulic lever-type drive for moving them are movably mounted in struts of frame on horizontal guides. Changeable wedge-shaped curvilinear-contour plates are stationarily mounted on chocks and engage with movable plates mounted in struts of frames. It provides possibility of adjusting angular position of backup roll relative to axis of stand in plan view, its plane-parallel motion and clearance-free mounting of roll chocks in frames. EFFECT: enhanced accuracy of rolling process, elongated operational life period of rolls and bearing units. 1 dwg

Description

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в качестве опорного валка четырехвалковых клетей широкополосных станов. The invention relates to rolling production and can be used as a backup roll of four-roll stands of broadband mills.

Известен узел опорного валка (аналог), включающий валок с подушками, установленными в станинах рабочей клети, при этом подушки и станины снабжены пластинами, взаимодействующими между собой (авт.св. СССР N 1329848, кл. В 21 В 1/22, 1987). A known unit of the backup roll (analogue), including a roll with pillows installed in the stands of the working stand, while the pillows and beds are equipped with plates interacting with each other (ed. St. USSR N 1329848, CL 21 V 1/22, 1987) .

Недостатком аналога является невозможность изменения угла перекоса опорного валка относительно оси клети и рабочего валка. При износе взаимодействующих поверхностей пластин на контакте рабочего и опорного валков возникают осевые нагрузки, которые приводят к снижению долговечности и разрушению дорогостоящих подшипников опорных узлов валков. The disadvantage of this analogue is the impossibility of changing the skew angle of the backup roll relative to the axis of the stand and the work roll. When the interacting surfaces of the plates are worn, axial loads occur at the contact of the working and backup rolls, which lead to a decrease in durability and the destruction of expensive bearings of the roll support nodes.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является узел опорного валка, включающий валок с подушками, установленными в станинах рабочей клети, при этом подушки и станины снабжены сменными клиновыми планками, взаимодействующими между собой (авт.св. СССР N 1570810, кл. B 21 B 13/00, 1990). The closest technical solution (prototype) is a backup roll assembly, including a roll with pillows installed in the stands of the working stand, while the pillows and beds are equipped with interchangeable wedge bars interacting with each other (ed. St. USSR N 1570810, class B 21 B 13/00, 1990).

Недостатками прототипа и аналога является невозможность регулирования угла перекоса опорного валка относительно оси клети и рабочего валка в горизонтальной плоскости и, как следствие, появление неуравновешенных осевых нагрузок на контакте валков при износе планок, снижающих долговечность и вызывающих разрушение подшипниковых узлов валка. При неравномерном износе планок со стороны привода и перевалки между планками на подушках и станинах с одной стороны клети образуются зазоры, которые приводят к появлению продольных динамических нагрузок на валковые опоры, также снижающих долговечность их подшипников. The disadvantages of the prototype and analogue are the impossibility of adjusting the skew angle of the backup roll relative to the axis of the stand and the work roll in the horizontal plane and, as a result, the appearance of unbalanced axial loads at the contact of the rolls when the bars wear, reducing durability and causing destruction of the roller bearing assemblies. With uneven wear of the strips on the drive side and transshipment between the strips on the pillows and beds on one side of the stand, gaps are formed that lead to the appearance of longitudinal dynamic loads on the roller bearings, which also reduce the durability of their bearings.

Существующая конструкция узла опорного валка не позволяет осуществлять его плоско-параллельное перемещение в продольном направлении относительно оси клети. В сочетании с отсутствием возможности изменения углового положения валка относительно оси клети и рабочего валка это не позволяет применять прототип для устранения осевых нагрузок на валки и их подшипники, а также для регулирования формы и профиля полосы при использовании технологии прокатки в скрещивающихся валках. В результате снижается точность прокатки и качество прокатываемой полосы. The existing design of the backup roll assembly does not allow its plane-parallel movement in the longitudinal direction relative to the axis of the stand. In combination with the inability to change the angular position of the roll relative to the axis of the stand and the work roll, this does not allow the prototype to be used to eliminate axial loads on the rolls and their bearings, as well as to regulate the shape and profile of the strip when using rolling technology in crossing rolls. As a result, the accuracy of rolling and the quality of the rolled strip are reduced.

Целью изобретения является повышение долговечности подшипниковых узлов валков путем устранения действия на них осевых нагрузок, а также точности прокатки, качества прокатываемой полосы и долговечности валков при прокатке в скрещивающихся рабочих и опорных валках. The aim of the invention is to increase the durability of the bearing assemblies of the rolls by eliminating the effects of axial loads on them, as well as the accuracy of rolling, the quality of the strip being rolled and the durability of the rolls when rolling in crossed work and backup rolls.

Поставленная цель достигается тем, что в узле опорного валка, включающем валок с подушками, установленными в станинах рабочей клети, при этом подушки и станины снабжены сменными клиновыми планками взаимодействующими между собой, клиновые планки на станинах установлены в горизонтальных направляющих, закрепленных на стойках станин, с возможностью их перемещения в направлении оси клети и снабжены приводом перемещения, а горизонтальное сечение поверхности клиновых планок на подушках, контактирующей с плоской клиновой поверхностью планок на станинах, выполнено криволинейной формы, обеспечивающей минимальные контактные давления между планками и возможность разворота опорного валка в горизонтальной плоскости относительно оси рабочей клети вокруг центра, лежащего на пересечении оси валка и оси прокатки, без осевого смещения. This goal is achieved by the fact that in the node of the back-up roll, which includes a roll with pillows installed in the stands of the working stand, while the pillows and beds are equipped with interchangeable wedge plates interacting with each other, the wedge plates on the beds are installed in horizontal guides mounted on the stands of the beds, with the possibility of their movement in the direction of the axis of the stand and equipped with a drive of movement, and a horizontal section of the surface of the wedge strips on the pillows in contact with the flat wedge surface of the strips on the beds, made of a curved shape, providing minimal contact pressure between the strips and the possibility of turning the back-up roll in a horizontal plane relative to the axis of the working stand around the center lying at the intersection of the roll axis and the rolling axis, without axial displacement.

Период перемещения клиновых планок на станинах выполнен в виде гидравлических рычажных механизмов, смонтированных на стойках станин. Каждый механизм содержит горизонтально расположенный гидроцилиндр, шарнирно установленный в неподвижной опоре, шток который шарнирно связан с одним из плеч двуплечего качающегося рычага, а его другое плечо через шатун шарнирно соединено с клиновой планкой. The period of movement of the wedge slats on the beds is made in the form of hydraulic lever mechanisms mounted on the stands of the beds. Each mechanism contains a horizontally located hydraulic cylinder pivotally mounted in a fixed support, a rod which is pivotally connected to one of the shoulders of the two-shoulder swinging lever, and its other shoulder is pivotally connected to the wedge bar through the connecting rod.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен общий вид узла опорного валка в плане. The invention is illustrated in the drawing, which shows a General view of the site of the backup roll in plan.

Узел включает опорный валок 1 с подушками 2 и 3, установленными в станинах 4 и 5 рабочей клети. На стройках станин в закрепленных на них горизонтальных направляющих 6 и 7 с возможностью перемещения в направлении оси клети установлены клиновые планки 8 9, снабженные приводом их перемещения. The site includes a backup roll 1 with pillows 2 and 3 installed in the beds 4 and 5 of the working stand. On the construction sites of the beds in the horizontal guides 6 and 7 fixed to them with the possibility of movement in the direction of the axis of the stand, wedge slats 8 9 are installed, equipped with a drive for their movement.

На подушках 2 и 3 стационарно установлены сменные клиновые планки 10 и 11, взаимодействующие с подвижными клиновыми планками 8 и 9 на стойках станин. Горизонтальное сечение поверхности клиновых планок 10 и 11 на подушках, контактирующей с плоской клиновой поверхностью планок 8 и 9 на станинах, выполнено криволинейной формы. Форма горизонтального сечения криволинейной поверхности клиновых планок может быть различной параболической, эвольвентной, синусоидальной, цилиндрической и др. однако, с точки зрения простоты изготовления наиболее целесообразно применять планки с горизонтальным сечением в виде участка окружности. При любой из таких форм за счет соответствующего выбора величины хода подвижных клиновых планок 8 и 9 на стойках станин возможно обеспечить разворот опорного валка в горизонтальной плоскости относительно оси рабочей клети вокруг центра 0, лежащего на пересечении оси валка и оси прокатки без его осевого смещения или плоскопараллельное перемещения валка вдоль оси прокатки. Это упрощает конструкцию узла соединения подушек 2 и 3 верхнего опорного валка с подпятниками нажимных винтов и нижнего валка с опорными пластинами поперечин станин. On pillows 2 and 3, removable wedge slats 10 and 11 are stationary mounted, interacting with movable wedge slats 8 and 9 on the stands of the beds. The horizontal cross-section of the surface of the wedge strips 10 and 11 on the pillows in contact with the flat wedge surface of the strips 8 and 9 on the beds is made in a curved shape. The shape of the horizontal section of the curved surface of the wedge strips can be various parabolic, involute, sinusoidal, cylindrical, etc. However, from the point of view of ease of manufacture, it is most advisable to use strips with a horizontal section in the form of a circle. With any of these forms, due to the appropriate choice of the stroke size of the moving wedge plates 8 and 9 on the stands of the beds, it is possible to ensure that the back roll is turned in a horizontal plane relative to the axis of the working stand around center 0, lying at the intersection of the roll axis and the rolling axis without axial displacement or plane-parallel moving the roll along the axis of rolling. This simplifies the design of the connection unit of the pillows 2 and 3 of the upper support roll with the thrust bearings of the pressure screws and the lower roll with the support plates of the frame cross members.

Привод перемещения клиновых планок 8 и 9 на станинах выполнен в виде однотипных гидравлических рычажных механизмов, смонтированных на плитовинах 12, закрепленных на стойках станин. Со стороны перевалки механизмы установлены на внутренней стороне станины 4, чтобы не занимать место, предназначенное для установки устройств осевой фиксации подушек (защелок). The drive for moving the wedge slats 8 and 9 on the beds is made in the form of the same type of hydraulic linkage mounted on the plates 12, mounted on the stands of the beds. On the transshipment side, mechanisms are mounted on the inside of the bed 4 so as not to occupy the space intended for the installation of axial fixation devices for pillows (latches).

Для удобства обслуживания со стороны привода механизмы установлены на наружной стороне станины 5. Каждый из механизмов состоит из горизонтально расположенного вдоль оси прокатки гидроцилиндра 13 двухстороннего действия, шарнирно установленного в опоре 14 на плитовине 12. Шток 15 гидроцилиндра шарнирно связан с одним из плеч треугольного двуплечего качающегося рычага 16, установленного в опоре 17, закрепленной на плите 12. Другое плечо рычага через шатун 18 шарнирно соединено с подвижной клиновой планкой 8 или 9. Механизмы обеспечивают преобразование поступательного движения штоков 15 гидроцилиндров 13 в направлении оси прокатки в плоское движение клиньев 8 и 9 в направлении оси клети. Механизмы просты по конструкции и надежны в эксплуатации. Они обеспечивают возможность как изменения углового положения опорного валка в плане, так и его плоско-параллельного перемещения в направлении оси прокатки. For ease of maintenance on the drive side, the mechanisms are mounted on the outside of the bed 5. Each of the mechanisms consists of a double-acting hydraulic cylinder 13, horizontally located along the rolling axis, pivotally mounted in the support 14 on the plate 12. The hydraulic cylinder rod 15 is pivotally connected to one of the shoulders of a triangular two-arm swinging the lever 16 mounted in the support 17 mounted on the plate 12. The other arm of the lever through the connecting rod 18 is pivotally connected to a movable wedge strip 8 or 9. The mechanisms provide the translational movement of the rods 15 of the hydraulic cylinders 13 in the direction of the axis of rolling into the plane movement of the wedges 8 and 9 in the direction of the axis of the stand. The mechanisms are simple in design and reliable in operation. They provide the possibility of both changing the angular position of the backup roll in plan, and its plane-parallel movement in the direction of the rolling axis.

В исходном положении ось опорного валка совпадает с осью клети и расположена перпендикулярно оси прокатки. При развороте валка на угол β_в относительно оси клети, например в положение скрещивания с рабочим валком, одна пара клиновых планок 8 и 9, расположенных по диагонали, перемещается в одном направлении, другая в противоположном. Соответственно штоки 15 гидроцилиндров 13 одной пары механизмов перемещаются в одном направлении, другой пары в обратном.In the initial position, the axis of the backup roll coincides with the axis of the stand and is perpendicular to the axis of rolling. When the roll is rotated through an angle β _in relation to the axis of the stand, for example, to the crossing position with the work roll, one pair of wedge slats 8 and 9, located diagonally, moves in one direction, the other in the opposite. Accordingly, the rods 15 of the hydraulic cylinders 13 of one pair of mechanisms move in one direction, the other pair in the opposite.

Клиновые планки с механизмами их перемещения обеспечивают также возможность плоско-параллельного перемещения опорного валка с подушками в направлении оси прокатки без изменения его углового положения в плане. Для этого после разворота валка на заданный угол клинья 8, расположенные по одну сторону от оси клети, перемещаются в одном направлении, клинья 9 в противоположном. При обычно прокатке полосы без скрещивания валков, когда ось валка совпадает с осью клети, это позволяет изменять величину "свала" валков и более гибко управлять процессом прокатки. Wedge strips with mechanisms for their movement also provide the possibility of plane-parallel movement of the backup roll with pillows in the direction of the rolling axis without changing its angular position in the plan. To do this, after the roll is turned to a predetermined angle, the wedges 8 located on one side of the cage axis move in one direction, the wedges 9 in the opposite direction. In conventional rolling of a strip without crossing the rolls, when the axis of the roll coincides with the axis of the stand, this allows you to change the "roll" of the rolls and more flexibly control the rolling process.

При перевалках клиновые планки 8 и 9 на станинах перемещаются в крайние положения на сторону привода (показаны пунктиром) и выходят из контакта с планками 10 и 11 на подушках, освобождая опорныый валок. При этом минимальный размер "А" проема между клиньями на станинах со стороны перевалки выполнен больше максимального размера "В" между криволинейными планками на подушках со стороны привода. During transshipment, the wedge slats 8 and 9 on the beds move to extreme positions on the drive side (shown by a dotted line) and out of contact with the slats 10 and 11 on the pillows, freeing the support roll. In this case, the minimum size "A" of the opening between the wedges on the beds from the transshipment side is made larger than the maximum size "B" between the curved bars on the pillows on the drive side.

Для свободного разворота верхнего опорного валка горизонтальные плоскости его подушек, сопряженные с подпятниками нажимных винтов, прошлифованы, а поперечные балки механизма уравновешивания валка соединены с балансиром гидроцилиндра уравновешивания с возможностью перемещения вдоль оси прокатки. Контактирующие поверхности подушек нижнего валка и опорных пластин, закрепленных на поперечинах станин, с этой целью также прошлифованы. For a free turn of the upper backup roll, the horizontal planes of its pillows, coupled with the thrust bearings of the pressure screws, are ground, and the transverse beams of the roll balancing mechanism are connected to the balancer of the balancing hydraulic cylinder with the possibility of movement along the rolling axis. The contacting surfaces of the lower roll cushions and the support plates mounted on the cross members of the beds are also ground for this purpose.

Клиновые планки вместе с механизмами их перемещения обеспечивают постоянный контакт планок 8, 9 на станинах 10, 11 на подушках, т.е. беззазорное соединение подушек со станинами в любом угловом положении опорного валка относительно оси клети, независимо от износа планок. Благодаря этому снижаются динамические нагрузки на подшипниковые узлы валка и повышается их долговечность. Благодаря применению на подушках планок со специальным профилем криволинейной контактной поверхности, обеспечивается точный контроль углового положения опорного валка относительно оси клети и рабочего валка. В сочетании со скрещиванием рабочих валков это позволяет эффективно управлять соотношением между осевыми нагрузками на контакте рабочих валков с опорными и полосой, направленными в противоположные стороны, и их взаимно компенсировать. Благодаря этому, осевые нагрузки на подшипники рабочих валков устраняются и существенно повышается долговечность подшипников. The wedge strips, together with their movement mechanisms, provide constant contact of the strips 8, 9 on the beds 10, 11 on the pillows, i.e. gapless connection of pillows with beds in any angular position of the backup roll relative to the axis of the stand, regardless of the wear of the slats. Due to this, dynamic loads on the bearing units of the roll are reduced and their durability is increased. Thanks to the use on the pillows of strips with a special profile of a curved contact surface, precise control of the angular position of the backup roll relative to the axis of the stand and the work roll is ensured. In combination with the crossing of the work rolls, this makes it possible to effectively control the ratio between the axial loads at the contact of the work rolls with the support rolls and the strip directed in opposite directions, and mutually compensate them. Due to this, axial loads on the bearings of the work rolls are eliminated and the durability of the bearings is significantly increased.

Разворот опорных валков и его плоско-параллельное перемещение относительно оси клети при использовании технологии прокатки в скрещивающихся валках осуществляются независимо от разворота рабочих валков. Это обеспечивает гибкость и повышает быстродействие системы регулирования формы и профиля полосы, что, в свою очередь, способствует повышению точности прокатки и качества прокатываемой полосы. The roll of the backup rolls and its plane-parallel movement relative to the axis of the stand using rolling technology in crossing rolls are carried out regardless of the roll of the work rolls. This provides flexibility and increases the speed of the system for regulating the shape and profile of the strip, which, in turn, improves the accuracy of rolling and the quality of the rolled strip.

Плоско-параллельное перемещение опорного валка при скрещивании его с рабочим валком практически осуществляется без трения скольжения, что способствует повышению износостойкости рабочей поверхности валков. The plane-parallel movement of the back-up roll when crossing it with the work roll is practically carried out without sliding friction, which helps to increase the wear resistance of the work surface of the rolls.

Таким образом, конструкция узла опорного валка обеспечивает достижение поставленной цели повышение долговечности подшипниковых узлов валков, точности прокатки, качества прокатываемой полосы и долговечности рабочей поверхности валков. Thus, the design of the backup roll assembly ensures the achievement of the goal of increasing the durability of the bearing assemblies of the rolls, rolling accuracy, the quality of the rolled strip and the durability of the working surface of the rolls.

Claims

The node of the backup roll of the quarto rolling mill, including the roll itself, mounted on bearings in pillows that are located in the windows of the bed of the working stand, while the pillows and windows of the beds are equipped with interchangeable wedge strips interacting with each other, characterized in that the wedge strips in the windows of the bed mounted in horizontal guides mounted on the stands of the beds, with the possibility of their (strips) moving in the direction along the axis of the stand, and equipped with a drive for such movement, and the horizontal section of the wedges of the planks on the pillows is made from the side of contact with the planks of the beds of a curvilinear shape with the possibility of turning the backup roll in a horizontal plane relative to the axis of the working stand around the center lying at the intersection of the roll axis and the rolling axis, without axial displacement.