RU2130348C1

RU2130348C1 - Buildup rolling roll

Info

Publication number: RU2130348C1
Application number: RU97110025A
Authority: RU
Inventors: И.И. Милованов; Н.Я. Денисенко; А.А. Убейволк; В.И. Антонов; Н.Х. Мухатдинов; Л.А. Бровко
Original assignee: Открытое акционерное общество Челябинский металлургический комбинат "МЕЧЕЛ"
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1997-06-20
Publication date: 1999-05-20

Abstract

FIELD: rolling equipment, possibly manufacture of rolling rolls. SUBSTANCE: rolling roll includes arbor with bead having cone surface, bands and means for securing bands. Spacing sleeves are arranged in annular cavities of bands. Means for securing bands are in the form of fixing nut. Spacing sleeves are made of material with thermal expansion factor exceeding that of band material. Annular cavities of bands and adjoining contact surfaces of spacing sleeves and arbor bead are provided with cylindrical portions and cone portions with the same conicity. Diameters of cylindrical portions of band annular cavities are more than diameters of cylindrical portions of spacing sleeves and arbor bead. Difference between width of cone portions of annular cavities of bands and width of cone portions of spacing sleeves and arbor bead depends upon necessary rolling torque. EFFECT: possibility of providing necessary radial pressure values on contact surfaces of roll and maintaining their values even if roll operates in conditions of significant temperature drops. 3 cl, 3 dwg, 1 exp, 2 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве прокатных валков. The present invention relates to rolling production and can be used in the production of rolling rolls.

Известен составной прокатный валок, состоящий из оси и бандажа, в кольцевых полостях которого установлены пружинно-затяжные кольца, выполненные с односторонними или двухсторонними коническими контактными поверхностями, обеспечивающими центрирование оси и бандажа и фиксации бандажа в осевом направлении. Внутренние и наружные пружинно-затяжные кольца под действием осевых сил, создаваемых при стягивании болтами центральных пружинно-затяжных колец, упруго деформируются и при этом диаметр наружных колец увеличивается, а диаметр внутренних колец уменьшается. Создаваемое при этом радиальное давление, за счет сил трения на поверхности контакта, обеспечивает передачу крутящего момента и предохраняет бандаж валка от смещения вдоль оси валка (SU N 384581 A, 29.05.73). A composite rolling roll is known, consisting of an axis and a band, in the annular cavities of which are spring-tightened rings made with one-sided or two-sided conical contact surfaces, providing centering of the axis and the band and fixing the band in the axial direction. The inner and outer spring-tightening rings under the action of axial forces created by tightening the central spring-tightening rings with bolts are elastically deformed and the diameter of the outer rings increases and the diameter of the inner rings decreases. The radial pressure created in this case, due to friction forces on the contact surface, provides torque transmission and protects the roll band from displacement along the axis of the roll (SU N 384581 A, 05.29.73).

Недостатком данной конструкции валка является то, что использование стяжных элементов в виде гаек и болтов, кроме трудностей при выполнении операции затяжки, не позволяет гарантировать достижение необходимой величины радиальных давлений на поверхностях контакта и тем самым обеспечить передачу требуемого крутящего момента, предохранить бандаж валка от смещения относительно оси валка при прокатке, а также от разрушения бандажа при увеличении радиальных давлений, вследствие чрезмерной затяжки элементов валка или дополнительных напряжений, вызванных погрешностями при изготовлении и сборке валка. Кроме того, наличие в конструкции валка асимметричных деталей типа болтов, гаек, распорных клиньев и т.п. приводит к смещению центра тяжести валка относительно оси валка и, как следствие, к биению валков в процессе прокатки, даже при небольших оборотах валка. The disadvantage of this design of the roll is that the use of coupling elements in the form of nuts and bolts, in addition to difficulties in performing the tightening operation, does not guarantee the achievement of the required radial pressure on the contact surfaces and thereby ensure the transmission of the required torque, to protect the roll band from displacement relative to the axis of the roll during rolling, as well as from the destruction of the bandage with an increase in radial pressures, due to excessive tightening of the roll elements or additional stresses changes caused by errors in the manufacture and assembly of the roll. In addition, the design of the roll has asymmetric parts such as bolts, nuts, spacer wedges, etc. leads to a shift in the center of gravity of the roll relative to the axis of the roll and, as a consequence, to the runout of the rolls during the rolling process, even at small roll speeds.

К недостаткам данной конструкции валка относится сложность предусматриваемой в конструкции дополнительной затяжки элементов крепления валка после установки его в клеть, вследствие конструктивных особенностей валкового узла прокатных клетей. The disadvantages of this roll design include the complexity of the additional tightening of the roll fastening elements provided for in the design after installing it in the stand, due to the design features of the roll unit of the rolling stands.

Известен составной прокатный валок, состоящий из оси с буртом, бандажа с внутренней конической поверхностью и механизма предварительного напряжения бандажа, выполненного в виде распорной втулки с конической наружной поверхностью, установленной на оси и взаимодействующей с соответствующей внутренней поверхностью бандажа, и снабженного винтовым приводом осевого перемещения. При этом распорная втулка выполнена из материала с большим коэффициентом температурного расширения, чем у материала бандажа (SU N 1616735 A1, 30.12.90) - ближайший аналог. Known composite rolling roll, consisting of an axis with a shoulder, a brace with an inner conical surface and a mechanism for prestressing the brace, made in the form of a spacer sleeve with a conical outer surface mounted on the axis and interacting with the corresponding inner surface of the brace, and equipped with a screw drive axial movement. In this case, the spacer sleeve is made of a material with a greater coefficient of thermal expansion than the material of the bandage (SU N 1616735 A1, 12.30.90) - the closest analogue.

Недостатком данной конструкции составного валка является неконтролируемая величина натяга и возможность биения валков, вследствие асимметричности элементов валка. The disadvantage of this design of the composite roll is the uncontrolled amount of interference and the possibility of beating of the rolls, due to the asymmetry of the elements of the roll.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение стойкости валка, технологичности и надежности валка в работе. The task to which the invention is directed is to increase the roll resistance, manufacturability and reliability of the roll in operation.

Это достигается тем, что составной прокатный валок содержит ось с буртом, имеющим коническую поверхность, бандажи, в кольцевых полостях которых установлены распорные втулки с образованием сопряженных контактных поверхностей, и средства крепления бандажей в виде фиксирующей гайки, при этом распорные втулки выполнены из материала с большим коэффициентом температурного расширения, чем у материала бандажей, отличающийся тем, что кольцевые полости бандажей и сопряженные контактные поверхности распорных втулок и бурта оси выполнены с цилиндрическими участками и коническими участками одинаковой конусности, диаметр цилиндрических участков кольцевых полостей бандажей больше или равен диаметру цилиндрических участков распорных втулок и бурта оси валка, а разность между шириной конических участков кольцевых полостей бандажей и шириной конических участков распорных втулок и бурта оси валка зависит от требуемого момента прокатки. Кроме того между бандажами установлены кольцевые элементы, выполненные из материала с большей теплопроводностью, чем у материала бандажей, а ось валка на участке посадки бандажа выполнена с продольными канавками, в которых установлены стержневые элементы, выполненные из материала с большей теплопроводностью, чем у материала оси валка,
На фиг.1 показан описываемый валок, продольный разрез; на фиг.2 - то же, узел II на фиг.1 в положении деталей до сборки валка; на фиг.3 - то же, сечение A-A на фиг. 1.This is achieved by the fact that the composite rolling roll contains an axis with a shoulder having a conical surface, bandages, in the annular cavities of which spacer sleeves are installed with the formation of mating contact surfaces, and means for fastening the bandages in the form of a fixing nut, while spacer sleeves are made of material with a large coefficient of thermal expansion than the material of the bandages, characterized in that the annular cavity of the bandages and the mating contact surfaces of the spacer sleeves and the axle shoulder are made with Drum sections and conical sections of the same taper, the diameter of the cylindrical sections of the annular cavities of the bandages is greater than or equal to the diameter of the cylindrical sections of the spacer sleeves and the shoulder of the roll axis, and the difference between the width of the conical sections of the ring cavities of the bandages and the width of the conical sections of the spacer sleeves and the shoulder of the roll axis depends on the required moment rolling. In addition, annular elements are installed between the bandages made of a material with a higher thermal conductivity than the material of the bandages, and the roll axis at the fit section of the bandage is made with longitudinal grooves in which rod elements are made of a material with higher thermal conductivity than that of the material of the roll axis ,
Figure 1 shows the described roll, a longitudinal section; figure 2 is the same, the node II in figure 1 in the position of the parts before assembling the roll; figure 3 is the same, section AA in fig. 1.

Бандажированный прокатный валок содержит ось 1, бандажи 2 и 3 (или более), размещенные на оси между буртом 4 оси и фиксирующей гайкой 5, навинченной на резьбовой участок оси. Bandaged rolling roll contains axis 1, bandages 2 and 3 (or more), placed on the axis between the shoulder 4 of the axis and the fixing nut 5, screwed onto the threaded section of the axis.

Бандажи 2, 3 имеют с обеих сторон кольцевые полости с цилиндрической и конической поверхностями, причем угол между образующей конической поверхности и осью валка больше угла трения сопряженных поверхностей. Внутри кольцевой полости бандажей установлены, с сопряжением поверхностей, бурт 4 и распорные втулки 6, 7 и 8 с наружными цилиндрическими и коническими участками и внутренней цилиндрической поверхностью. При этом диаметр цилиндрических участков кольцевых полостей бандажей больше или равен диаметру цилиндрических участков распорных втулок и бурта оси валка, а разность между шириной конических участков кольцевых полостей бандажей и шириной конических участков распорных втулок и бурта оси валка зависит от допустимого момента прокатки. Бурт 4, распорные втулки 6, 7, 8 выполнены одинаковыми по величине. Между бандажами расположены кольцевые элементы 9, а в продольных канавках оси валка расположены стержневые элементы 10, выполненные из материала с большей теплопроводностью, чем материал колец-бандажей и оси валка. Bandages 2, 3 have annular cavities on both sides with a cylindrical and conical surfaces, the angle between the generatrix of the conical surface and the axis of the roll being greater than the angle of friction of the mating surfaces. Inside the annular cavity of the bandages are installed, with mating surfaces, a collar 4 and spacer sleeves 6, 7 and 8 with the outer cylindrical and conical sections and the inner cylindrical surface. The diameter of the cylindrical sections of the annular cavities of the bandages is greater than or equal to the diameter of the cylindrical sections of the spacer sleeves and the shoulder of the roll axis, and the difference between the width of the conical sections of the annular cavities of the bands and the width of the conical sections of the spacer sleeves and the shoulder of the roll axis depends on the allowable rolling moment. Burt 4, spacers 6, 7, 8 are made equal in size. Between the bandages are ring elements 9, and in the longitudinal grooves of the axis of the roll are rod elements 10 made of a material with higher thermal conductivity than the material of the ring-bandages and the axis of the roll.

Валок работает следующим образом:
На ось 1 с буртом 4 одеваются последовательно бандаж 3, распорная втулка 6, кольцевой элемент 9, бандаж 2, распорная втулка 8 и производят стяжку валка на прессе. После этого устанавливают фиксирующую гайку 5. При установке бандажей более двух сборку проводят аналогично.The roll works as follows:
A band 3, a spacer sleeve 6, an annular element 9, a band 2, a spacer sleeve 8 are dressed sequentially on the axis 1 with a collar 4 and the roll is coupled on the press. After that, the fixing nut 5 is installed. When installing the braces for more than two, the assembly is carried out similarly.

Ширина конического участка бандажей 2, 3 (L_к.б) и ширина конического участка распорных втулок 6, 7, 8 (L_к.вт), соответственно и ширина цилиндрических участков задана заранее, зависящей от заданных размеров валка, пластических и упругих свойств материала оси, втулки и бандажа и требуемого момента прокатки.The width of the conical section of the bandages 2, 3 (L _c.b ) and the width of the conical section of the spacer sleeves 6, 7, 8 (L _c.w ), respectively, and the width of the cylindrical sections are set in advance, depending on the specified dimensions of the roll, plastic and elastic properties of the material axis, bushings and brace and the required rolling moment.

Ширина конических поверхностей полостей определяется в зависимости от максимально допустимого давления при прокатке. The width of the conical surfaces of the cavities is determined depending on the maximum allowable pressure during rolling.

Вследствие разности ширины конических участков кольцевых полостей бандажей и конических участков распорных втулок или бурта оси, происходит упругая деформация элементов валка: внутренний диаметр конических поверхностей кольцевых полостей бандажей увеличивается, а наружный диаметр конических поверхностей распорных втулок и бурта оси уменьшается. В общем сличав величина натяга по радиусу определяется по формуле

(1)
где L_к.б - ширина конического участка кольцевой полости бандажа;
L_к.вт - ширина тонического участка втулки или бурта оси валка;
D_к.б - диаметр цилиндрической поверхности кольцевой полости бандажа;
D_в.т - диаметр цилиндрической поверхности втулки или бурта оси валка;
tgα - тангенс угла между образующей конической поверхности и осью валка.Due to the difference in the width of the conical sections of the annular cavities of the bandages and the conical sections of the spacer sleeves or the axle collar, elastic deformation of the roll elements occurs: the inner diameter of the conical surfaces of the annular cavities of the bandages increases, and the outer diameter of the conical surfaces of the spacer sleeves and the collar of the axis decreases. In general, comparing the magnitude of the interference fit is determined by the formula

(1)
where L _kb - the width of the conical section of the annular cavity of the bandage;
L _KW - the width of the tonic section of the sleeve or the shoulder of the axis of the roll;
D _{K. b} - the diameter of the cylindrical surface of the annular cavity of the bandage;
D _VT - the diameter of the cylindrical surface of the sleeve or the shoulder of the axis of the roll;
tgα is the tangent of the angle between the generatrix of the conical surface and the axis of the roll.

При этом на поверхности контакта конических поверхностей возникают радиальные контактные давления. При уменьшении наружного диаметра распорных втулок уменьшается и их внутренний диаметр и, при уменьшении внутреннего диаметра распорных втулок до величины меньшей, чем диаметр оси валка, на поверхности контакта распорных втулок с осью валка возникают радиальные контактные давления. Радиальные давления вызывают появление сил трения, обеспечивающих передачу крутящего момента. In this case, radial contact pressures arise on the contact surface of the conical surfaces. With a decrease in the outer diameter of the spacer sleeves, their inner diameter also decreases and, with a decrease in the inner diameter of the spacer sleeves to a value smaller than the diameter of the roll axis, radial contact pressures arise on the contact surface of the spacer sleeves with the axis of the roll. Radial pressures cause the appearance of friction forces that ensure the transmission of torque.

Определение величины необходимого натяга ведется в следующей последовательности. Исходя из конструктивного исполнения и размеров шеек и бочки валка, а также из условий работы распорных втулок на смятие, по известным методикам определяют или задают величину диаметра оси валка и ширину контактной поверхности распорной втулки с осью валка. The determination of the magnitude of the necessary interference is carried out in the following sequence. Based on the design and dimensions of the necks and barrel of the roll, as well as on the working conditions of the spacer sleeves for collapse, by the known methods, the diameter of the axis of the roll and the width of the contact surface of the spacer sleeve with the axis of the roll are determined or set.

Величину необходимых контактных давлений по поверхностям контакта определяют по требуемому моменту прокатки, с учетом коэффициента запаса по моменту прокатки, принимая распределение радиальных давлений по поверхностям контакта равномерным, по следующим формулам:

П • D_о • B_вт • f_вт.-о
где P_о - радиальное давление по контактной поверхности распорная втулка - ось валка.The magnitude of the required contact pressures on the contact surfaces is determined by the required rolling moment, taking into account the safety factor at the time of rolling, taking the distribution of radial pressures on the contact surfaces uniform, according to the following formulas:

P • D _o • B _W • f _W-o
where P _about - radial pressure on the contact surface of the spacer sleeve - the axis of the roll.

P_б - радиальное давление по контактной поверхности бандаж - распорная втулка.

P _b - radial pressure on the contact surface of the bandage - spacer sleeve.

где М_пр - требуемый момент прокатки;
К_з - коэффициент запаса по моменту прокатки;
D_о - диаметр оси валка;
D_вт - диаметр втулки;
B_вт - ширина втулки;
L_к.б - ширина конического участка бандажа;
f_вт.-о - коэффициент трения по поверхности контакта втулка - ось валка;
f_б.-вт - коэффициент трения по поверхности контакта бандаж - втулка.where M _CR - the required moment of rolling;
To _s - safety factor at the time of rolling;
D _about - the diameter of the axis of the roll;
D _W - diameter of the sleeve;
B _W - sleeve width;
L _{K. b} - the width of the conical section of the bandage;
f _W.-o - coefficient of friction on the contact surface of the sleeve - the axis of the roll;
f _B.-W - coefficient of friction on the contact surface of the bandage - sleeve.

После определения величины необходимых контактных давлений P_б и P_о, используя известные методики расчета составных толстостенных труб, определяется требуемая величина натяга Н в системе бандаж - распорная втулка и посадочный технологический зазор S в системе распорная втулка - ось валка по следующим формулам:

где K_б - коэффициент формы и материала бандажа;
K_вт - коэффициент формы и материала распорной втулки;
M_вт - коэффициент Пуассона материала втулки;
М_о - коэффициент Пуассона материала оси валка;
E_о - модуль упругости материала оси валка.After determining the magnitude of the required contact pressures P _b and P _о , using the known methods for calculating composite thick-walled pipes, the required tightness value N is determined in the bandage – spacer sleeve system and the planting process gap S in the spacer sleeve – roll axis system according to the following formulas:

where K _b - coefficient of shape and material of the bandage;
K _W - coefficient of shape and material of the spacer sleeve;
M _W - Poisson's ratio of the material of the sleeve;
M _about - Poisson's ratio of the material of the axis of the roll;
E _about - the modulus of elasticity of the material of the axis of the roll.

При этом коэффициенты формы и материала бандажа и втулки предварительно определяются по следующим зависимостям:

где D_б - наружный диаметр бандажа;
E_б - модуль упругости материала бандажа;
E_вт - модуль упругости материала втулки;
M_б - коэффициент Пуассона материала бандажа.In this case, the coefficients of the form and material of the bandage and sleeve are preliminarily determined by the following relationships:

where D _b is the outer diameter of the bandage;
E _b - the modulus of elasticity of the material of the bandage;
E _W - the modulus of elasticity of the material of the sleeve;
M _b - Poisson's ratio of the material of the bandage.

Определив значения требуемого натяга в системе бандаж - распорная втулка и посадочного зазора в системе распорная втулка - ось валка, выбирается соотношение ширины конических участков кольцевой полости бандажа и распорных втулок или бурта оси валка. В табл. 1 задаваемые величины для расчета необходимой величины натяга и посадочного зазора для составного прокатного валка проволочного стана размером бочки 320 и 500 мм при различном диаметре цилиндрической поверхности распорной втулки и цилиндрической поверхности кольцевой полости бандажа. В табл. 2 - результаты расчета величины натяга и посадочного зазора. Having determined the values of the required interference in the bandage - spacer sleeve and landing clearance system in the spacer sleeve - roll axis system, the ratio of the width of the conical sections of the annular bandage cavity and the spacer bushings or the roll axis collar is selected. In the table. 1 preset values for calculating the necessary interference and landing clearance for a composite roll of a wire mill with a barrel size of 320 and 500 mm for different diameters of the cylindrical surface of the spacer sleeve and the cylindrical surface of the annular cavity of the bandage. In the table. 2 - the results of calculating the value of interference and landing clearance.

Пример конкретного расчета. An example of a specific calculation.

Рассмотрим пример расчета величины необходимого натяга, технологического зазора и ширины контактного участка распорной втулки для составного прокатного валка проволочного стана с размерами бочки 320х500 мм, с осью D_о=200 мм, с шириной контактной поверхности распорной втулки с осью, равной В_вт=50 мм, шириной конического участка бандажа L_к.б=45 мм, диаметром цилиндрической поверхности втулки 260 мм. Коэффициент запаса по моменту прокатки равен 3, коэффициент трения по поверхности контакта втулка - ось валка равен f_вт.-о= 0,17, коэффициент трения по поверхности контакта втулка - бандаж f_б.-вт= 0,15, требуемый момент прокатки задаем М_пр=2,0 тн•м (пример 1 в таблице).Consider an example of calculating the required interference, technological clearance and the width of the contact section of the spacer sleeve for a composite roll of a wire mill with a barrel size of 320x500 mm, with an axis D _o = 200 mm, with a width of the contact surface of the spacer sleeve with an axis equal to B _W = 50 mm , the width of the conical section of the bandage L _kb = 45 mm, the diameter of the cylindrical surface of the sleeve 260 mm The safety factor at the time of rolling is 3, the coefficient of friction on the contact surface of the sleeve — the axis of the roll is equal to f _{W. –0} = 0.17, the coefficient of friction on the surface of the contact of the sleeve – bandage is f _{b – w} = 0.15, we set the required rolling moment M _ol = 2.0 tn • m (example 1 in the table).

С учетом коэффициента запаса по моменту прокатки определяем величину радиальных давлений по контактной поверхности распорная втулка - ось валка по формуле (2). Given the safety factor at the time of rolling, we determine the magnitude of the radial pressures on the contact surface of the spacer sleeve - the axis of the roll according to the formula (2).

и величину радиальных давлений по контактной поверхности бандаж - распорная втулка по формуле (3).

and the magnitude of the radial pressure on the contact surface of the bandage - spacer sleeve according to the formula (3).

Далее, используя методику расчета составных толстостенных труб, определяем величину натяга N в системе бандаж - распорная втулка и посадочный технологический зазор S в системе распорная втулка - ось валка (см. формулу 4 и 5, предварительно найдя К_б по формуле 6 и К_вт по формуле 7):

И, зная величину натяга из формулы 1

,
определяем ширину конического участка втулки или бурта оси валка (они одинаковы).

Further, using the methodology for calculating composite thick-walled pipes, we determine the interference value N in the bandage – spacer sleeve system and the landing technological gap S in the spacer sleeve – roll axis system (see formula 4 and 5, having previously found K _b by formula 6 and K _W by formula 7):

And, knowing the amount of interference from the formula 1

,
determine the width of the conical section of the sleeve or the shoulder of the axis of the roll (they are the same).

Но, так как при расчете принято, что диаметры цилиндрических поверхностей равны, т.е D_к.б = D_вт, то
N = (L_к.б-L_к.вт)•tgα,
или отсюда

tgα - так же задается.But, since it was assumed in the calculation that the diameters of the cylindrical surfaces are equal, i.e., D _kb = D _w , then
N = (L _kb -L _kvt ) • tgα,
or from here

tgα is also specified.

Аналогично найдены остальные результаты для других допустимых моментов прокатки M_пр= 2 ---> 3 тн•м и при диаметре распорной втулки 230 мм и 260 мм (см. табл. 1, 2).Similarly, the remaining results were found for other permissible rolling moments M _pr = 2 ---> 3 tn • m and with a spacer diameter of 230 mm and 260 mm (see tables 1, 2).

Используя вышеуказанные известные формулы, можно рассчитать величины натяга, зазоры и ширину конического участка распорной втулки для других требуемых моментов прокатки. Using the above known formulas, it is possible to calculate the tightness, gaps and width of the conical section of the spacer sleeve for other required rolling moments.

В предложенной конструкции необходимые радиальные давления на поверхностях контакта гарантированы размерами составных элементов валка, пластическими и упругими свойствами материалов оси, распорных втулок и бандажей и не зависит от способа сборки и величины усилий, прикладываемых в процессе сборки валка на прессе. Таким образом создается равномерное требуемое поле посадочных напряжений, регулируемое не в процессе сборки, как в известных конструкциях, а в процессе разработки конструкции, выбора материалов и изготовления элементов составного валка. Это также позволит исключить возможность поломки элементов валка при сборке или эксплуатации валка из-за дополнительных напряжений, вызванных погрешностями при сборке. Такая конструкция бандажированного валка позволяет крепить бандаж на оси валка без применения шпонок и посадок с гарантированным натягом по цилиндрическим поверхностям, обеспечивает значительную экономию материалов и трудовых затрат в прокатном производстве. In the proposed design, the necessary radial pressures on the contact surfaces are guaranteed by the dimensions of the roll constituent elements, the plastic and elastic properties of the axis materials, spacer sleeves and bandages and does not depend on the assembly method and the magnitude of the forces applied during the assembly of the roll on the press. Thus, a uniform required field of landing stresses is created, which is regulated not during the assembly process, as in known structures, but during the development of the structure, selection of materials, and manufacturing of elements of a composite roll. This will also eliminate the possibility of breakage of the roll elements during assembly or operation of the roll due to additional stresses caused by errors in the assembly. This design of the bandaged roll allows you to fasten the bandage on the axis of the roll without the use of dowels and fits with guaranteed tightness on cylindrical surfaces, provides significant savings in materials and labor costs in rolling production.

В процессе эксплуатации сборного валка происходит разогрев бандажей, а также поверхностных слоев оси. При толщине бандажа равной 0,17 ---> 0,19 от их диаметра (при D=320 мм она составляет 55 ---> 65 мм). Температура внутренних слоев бандажа будет составлять

при температуре в очаге деформации

В связи с тем, что ось и бандажи изготовлены из различных материалов, то, следовательно, они имеют и различные коэффициенты температурного расширения. Так, например, распорную втулку выполняют из обычных конструкционных сталей, имеющих коэффициент температурного расширения а = 12-14 • 10^-6, а бандажи из легированной стали с коэффициентом а = 10,25-11,5 • 10^-6 на 1 град. При перепаде температур в системе бандаж - распорная втулка - ось валка возникают дополнительные радиальные давления по контактным поверхностям, которые могут привести как к снижению, так и к увеличению их, по сравнению с расчетными значениями. При увеличении радиальных давлений возможна поломка элементов составного валка, а при снижении - уменьшение коэффициента запаса по моменту прокатки и, как следствие, пробуксовка бандажа относительно оси валка при предельных значениях момента прокатки.During the operation of the prefabricated roll, the bandages are heated, as well as the surface layers of the axis. With a bandage thickness of 0.17 ---> 0.19 of their diameter (with D = 320 mm, it is 55 ---> 65 mm). The temperature of the inner layers of the brace will be

at a temperature in the deformation zone

Due to the fact that the axis and bandages are made of various materials, therefore, they also have different coefficients of thermal expansion. So, for example, the spacer sleeve is made of ordinary structural steels having a coefficient of thermal expansion a = 12-14 • 10 ^-6 , and alloy steel bandages with a coefficient a = 10.25-11.5 • 10 ^-6 per 1 deg. With a temperature difference in the bandage - spacer sleeve - roll axis system, additional radial pressures arise on the contact surfaces, which can lead to both a decrease and an increase in them compared to the calculated values. With an increase in radial pressures, it is possible to break the elements of a composite roll, and with a decrease, a decrease in the safety factor at the time of rolling and, as a result, slip of the bandage relative to the axis of the roll at the limiting values of the rolling moment.

С целью снижения перепада температур в системе бандаж - распорная втулка - ось валка, путем интенсификации теплообмена между элементами валка по диаметру, между бандажами в предлагаемой конструкции составного валка установлены кольцевые элементы, изготовленные из материала с большей теплопроводностью, чем у материала бандажей. Так, например, бандажи выполнены из легированных сталей, имеющих теплопроводность порядка 10 ---> 50 Вт/(м • К), а кольцевые элементы выполнены из латуни, имеющей теплопроводность выше 110 Вт/(м • К). Кольцевые элементы, выполняющие роль температурных мостиков, способствуют увеличению скорости теплообмена между наружной и внутренней поверхностью валка и, как следствие, снижению перепада температуры по диаметру валка. Для снижения перепада температуры по длине бочки валка и возникающих при этом осевых напряжений, которые могут привести как к поломке элементов валка, так и к пробуксовке бандажей относительно оси валка при предельных значениях момента прокатки, в оси валка, имеющей на участке посадки бандажей продольные канавки, установлены стержневые элементы, изготовленные из материала с большей теплопроводностью, чем у материала оси валка, например из латуни, и выполняющие роль температурных мостиков для выравнивания температуры по длине бочки валка. In order to reduce the temperature difference in the bandage - spacer sleeve - roll axis system, by intensifying heat exchange between the roll elements in diameter, ring elements made of a material with a higher thermal conductivity than the bandage material are installed between the bandages in the proposed composite roll design. For example, the bandages are made of alloy steels having a thermal conductivity of the order of 10 ---> 50 W / (m • K), and the ring elements are made of brass having a thermal conductivity above 110 W / (m • K). The ring elements acting as temperature bridges contribute to an increase in the heat transfer rate between the outer and inner surfaces of the roll and, as a result, to a decrease in the temperature difference along the diameter of the roll. To reduce the temperature drop along the roll barrel length and the resulting axial stresses, which can lead both to breakage of the roll elements and to slipping of the bandages relative to the roll axis at limiting values of the rolling moment, in the roll axis having longitudinal grooves in the seat of the bandages, rod elements are installed, made of a material with a higher thermal conductivity than that of the material of the roll axis, for example, of brass, and acting as temperature bridges to equalize the temperature along the length of the roll barrel a.

Предлагаемая конструкция составного прокатного валка позволит обеспечить необходимые радиальные давления по контактным поверхностям в валке и поддержать их на требуемом уровне при работе валка с большими перепадами температуры, что позволит увеличить величину передаваемого валком момента и уменьшить его износ, The proposed design of a composite rolling roll will provide the necessary radial pressure on the contact surfaces in the roll and maintain them at the required level when the roll is operating with large temperature drops, which will increase the moment transmitted by the roll and reduce its wear,

Claims

1. Composite rolling roll containing an axis with a collar having a conical surface, bandages, in the annular cavities of which spacer sleeves are installed to form mating contact surfaces, and means for fastening the bandages in the form of a fixing nut, wherein the spacer sleeves are made of a material with a high temperature coefficient expansion than the material of the bandages, characterized in that the annular cavity of the bandages and the mating contact surfaces of the spacer sleeves and the shoulder of the axis are made with a cylindrical section and conical sections of equal conicity, the diameter of the cylindrical sections of the annular cavities of the bandages is greater than or equal to the diameter of the cylindrical sections of the annular cavities of the bandages and the width of the conical sections of the annular cavities of the bandages and the width of the conical sections of the spacer sleeves and the collar of the roll axis depends on the required rolling moment .

2. The roll according to claim 1, characterized in that annular elements are installed between the bandages made of a material with higher thermal conductivity than that of the bandage material.

3. The roll according to claims 1 and 2, characterized in that the axis of the roll at the fit site of the bandage is made with longitudinal grooves in which rod elements are made of material with higher thermal conductivity than the material of the roll axis.