RU2226134C2 - Prestressed builtup rolling roll - Google Patents
Prestressed builtup rolling roll Download PDFInfo
- Publication number
- RU2226134C2 RU2226134C2 RU2002112285/02A RU2002112285A RU2226134C2 RU 2226134 C2 RU2226134 C2 RU 2226134C2 RU 2002112285/02 A RU2002112285/02 A RU 2002112285/02A RU 2002112285 A RU2002112285 A RU 2002112285A RU 2226134 C2 RU2226134 C2 RU 2226134C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bandage
- fixing nut
- roll
- axis
- annular
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении прокатных валков.The present invention relates to rolling production and can be used in the manufacture of rolling rolls.
Известен предварительно напряженный составной прокатный валок, содержащий ось валка с буртом и резьбовым участком, бандаж и фиксирующую гайку. При этом ось выполнена за одно целое с приводной и неприводной шейками валка. Известный валок предполагает свободную посадку бандажа на ось со значительным зазором, вследствие чего передача усилия и момента прокатки от оси валка к бандажу осуществляется за счет сил трения покоя в торцевых стыках дета чей, обеспечиваемых необходимым усилием предварительного растяжения стальной оси и фиксированием этого растяжения с помощью фиксирующей гайки [1].Known prestressed composite rolling roll containing the axis of the roll with a shoulder and a threaded section, a bandage and a fixing nut. In this case, the axis is made in one piece with the drive and non-drive neck of the roll. The known roll assumes a free fit of the bandage on the axis with a significant gap, as a result of which the transfer of force and moment of rolling from the axis of the roll to the bandage is carried out due to the rest friction forces in the end joints of the parts, provided by the necessary pre-tensioning force of the steel axis and fixing this stretching with the fixing nuts [1].
Недостатком данного предварительно напряженного составного валка является возможность смещения бандажа относительно оси валка при кратковременных перегрузках валка по давлению металла на валки или моменту прокатки. Кроме того, уменьшается полезная длина бочки вследствие размещения крепежных элементов между опорами, т.е. на бочке валка. При этом так как ось валка и фиксирующая гайка используются многократно, наружный диаметр бурта оси и фиксирующей гайки равен минимальному диаметру бочки валка при переточках. По этой причине торцевые поверхности бандажа контактируют с торцевыми поверхностями бурта оси и гайки только на участке, ограниченном минимальным диаметром бочки валка, что снижает прочность крайних калибров, нарезаемых на бандаже.The disadvantage of this prestressed composite roll is the possibility of displacement of the bandage relative to the axis of the roll during short-term overloads of the roll according to the metal pressure on the rolls or the moment of rolling. In addition, the useful length of the barrel is reduced due to the placement of fasteners between the supports, i.e. on a roll barrel. Moreover, since the roll axis and the fixing nut are used repeatedly, the outer diameter of the shaft shoulder and the fixing nut is equal to the minimum diameter of the roll barrel during regrinding. For this reason, the end surfaces of the bandage are in contact with the end surfaces of the axle collar and nut only in the area limited by the minimum diameter of the roll barrel, which reduces the strength of the extreme gauges cut on the bandage.
Известен предварительно напряженный составной валок, в котором бандаж центрируется относительно оси валка кольцевыми расточками, контактирующими с кольцевыми поясками вала и втулки [2].Known pre-stressed composite roll, in which the band is centered relative to the axis of the roll annular bores in contact with the annular belts of the shaft and sleeve [2].
В известном валке кольцевые расточки и пояски служат для центровки бандажа и устранения поперечного смещения бандажа от радиальных сил.In the known roll ring bores and belts are used to center the bandage and eliminate the lateral displacement of the bandage from radial forces.
Недостатком данного предварительно напряженного валка является то, что кольцевые расточки бандажа и кольцевые пояски валка и втулки могут быть использованы только для центровки бандажа предварительно напряженных составных валков, которые собирают путем посадки бандажа на ocь валка с последующим растяжением оси валка посредствам гидравлической гайки и фиксированием этого растяжения оси с помощью фиксирующей гайки, и не могут быть использованы для центровки бандажа предварительно напряженных составных валков, собираемых путем удлинения стальной оси ее нагревом с последующей посадкой бандажа и фиксированием термического удлинения оси фиксирующей гайкой, так как при выборе диаметров расточки и пояска необходимо учитывать температурное линейное расширение пояска оси валка при нагреве оси в момент сборки валка и предусмотреть гарантированный зазор по диаметру расточки и пояска.The disadvantage of this prestressed roll is that the ring bores of the band and the ring belts of the roll and sleeve can only be used to center the band of the prestressed composite rolls, which are assembled by fitting the band onto the roll axis and then stretching the roll axis using a hydraulic nut and fixing this stretching axes with a fixing nut, and cannot be used to center the brace of prestressed composite rolls assembled by elongation Ia steel axis of its heating, followed by planting band and fixing the thermal elongation fixing axis nut, so as when selecting the diameters of the bore and the girdle is necessary to consider the thermal linear expansion girdle roll axis during heating axis at the time of assembly of the roll and provide a guaranteed clearance diameter bore and the girdle.
Известен составной прокатный валок, содержащий бандаж и несущую ось с неприводной и приводной шейками и буртом, контактирующим с торцом бандажа, насаженные на резьбовой хвостовик оси стяжные элементы, состоящие из резьбового кольца и гайки, а ось снабжена эксцентричным относительно оси вращения валка кольцевым выступом, расположенным со стороны бурта, при этом по внутреннему диаметру бандажа выполнена ответная кольцевая канавка, а ширина выступов резьбы резьбового кольца меньше ширины профиля резьбовых канавок на хвостовике оси на величину s=(0,001 - 0,002)·D, где D - наружный диаметр бандажа, что позволяет обеспечить деформацию оси на ту же величину без дополнительного нагружения резьбы резьбового кольца при предварительном растяжении стальной оси и сжатии бандажа при сборке валка [3 - ближайший аналог].A composite rolling roll is known, comprising a band and a bearing axis with a non-drive and drive necks and a collar in contact with the end of the band, coupling elements consisting of a threaded ring and a nut mounted on the threaded shaft of the axis, and the axis provided with an annular protrusion eccentric with respect to the axis of rotation of the roll, located from the side of the collar, while the inner ring diameter has a reciprocal annular groove, and the width of the protrusions of the thread of the threaded ring is less than the width of the profile of the threaded grooves on the shaft axis ichina s = (0.001 - 0.002) · D, where D is the outer diameter of the band, which allows the axis to be deformed by the same amount without additional loading of the thread of the threaded ring during preliminary tension of the steel axis and compression of the band during assembly of the roll [3 - closest analogue] .
В известном валке эксцентричные относительно оси вращения валка кольцевые выступы и кольцевые канавки служат для передачи крутящего момента и частично для центровки бандажа и обеспечения отсутствия поперечного смещения бандажа.In the known roll, ring protrusions and annular grooves eccentric with respect to the axis of rotation of the roll serve to transmit torque and partially to center the brace and to ensure that there is no lateral displacement of the brace.
Недостатком данного предварительно напряженного валка является то, что кольцевые канавки бандажа и кольцевые выступы оси могут быть использованы только для предварительно напряженных составных валков, которые выбирают путем посадки бандажа на ось валка с последующим растяжением оси валка посредством гидравлической гайки и фиксированием этого растяжения оси с помощью фиксирующей гайки, и не могут быть использованы для центровки бандажа предварительно напряженных составных валков, собираемых путем удлинения стальной оси ее нагревом с последующей посадкой бандажа и фиксированием термического удлинения оси фиксирующей гайкой, так как при выборе диаметров кольцевых выступов и канавок необходимо учитывать температурное линейное расширение кольцевых выступов оси валка при ее нагреве в момент сборки валка и предусмотреть гарантированный зазор по диаметру кольцевых выступов оси валка и кольцевых канавок бандажа.The disadvantage of this pre-stressed roll is that the annular band grooves and the annular protrusions of the axis can only be used for prestressed composite rolls, which are selected by fitting the band on the roll axis, followed by stretching the roll axis with a hydraulic nut and fixing this axial extension with a fixing nuts, and cannot be used to center the brace of prestressed composite rolls assembled by lengthening the steel axis by heating it with the subsequent fit of the bandage and fixing the thermal extension of the axis with a fixing nut, since when choosing the diameters of the annular protrusions and grooves, it is necessary to take into account the linear temperature expansion of the annular protrusions of the axis of the roll when it is heated at the time of assembly of the roll and provide a guaranteed clearance along the diameter of the annular protrusions of the axis of the roll and ring grooves bandage.
Кроме того, недостатком данной конструкции предварительно напряженного валка является уменьшение полезной длины бочки вследствие размещения крепежных элементов (бурта оси, резьбового кольца, фиксирующей гайки) между опорами, т.е. на бочке валка. Уменьшение полезной длины бочки валка приводит к ограничению ширины фиксирующей гайки и, как следствие, не позволяет использовать данную конструкцию на высоконагруженных валках обжимных клетей сортовых многониточных станов или необходимо уменьшать число нарезаемых на бандаже калибров.In addition, the disadvantage of this design of the prestressed roll is a decrease in the useful length of the barrel due to the placement of fasteners (axle collar, threaded ring, fixing nuts) between the supports, i.e. on a roll barrel. Reducing the useful length of the roll barrel leads to a restriction of the width of the fixing nut and, as a result, does not allow using this design on highly loaded rolls of crimping stands of high-quality multi-strand mills or it is necessary to reduce the number of calibrations cut on the bandage.
Кроме того, так как ось валка и фиксирующая гайка используется многократного, наружный диаметр бурта оси и фиксирующей гайки равен минимальному диаметру бочки валка переточках. По этой причине торцевые поверхности бандажа контактируют с торцевыми поверхностями бурта оси и гайки только на участке ограниченным минимальным диаметром бочки валка.In addition, since the roll axis and the fixing nut are used repeatedly, the outer diameter of the shaft collar of the axis and the fixing nut is equal to the minimum diameter of the roll barrel with regrind. For this reason, the end surfaces of the bandage are in contact with the end surfaces of the axle collar and nuts only in the area limited by the minimum diameter of the roll barrel.
Конструктивно, чтобы монтажная схема расположения калибров на бочке составного и цельного валка не изменялась, ширина бурта оси и гайки должна быть меньше ширины крайних участков без нарезки калибров на бочке цельнолитого валка. При этом крайние калибры, нарезаемые на бандаже, будут иметь тонкие боковые стенки, которые при прокатке в этих калибрах могут сколоться.Structurally, so that the mounting diagram of the arrangement of calibres on the barrel of the composite and integral roll does not change, the width of the shoulder of the axis and nut should be less than the width of the extreme sections without cutting calibers on the barrel of the integral roll. In this case, the extreme gauges cut on the bandage will have thin side walls, which, when rolled in these calibers, can crack.
Для обеспечения прочности стенок крайних калибров приходится уменьшать ширину гайки и бурта оси или уменьшать число нарезаемых калибров.To ensure the strength of the walls of extreme gauges, it is necessary to reduce the width of the nut and the shoulder of the axis or to reduce the number of cut calibers.
Т.е. при выборе ширины бурта оси или фиксирующей гайки для обеспечения прочности резьбы необходимо увеличить ширину фиксирующей гайки, а для обеспечения прочности стенок крайних калибров ширину бурта оси и фиксирующей гайки необходимо уменьшить или изменить число нарезаемых калибров.Those. when choosing the width of the axle collar or the fixing nut, to ensure the strength of the thread, it is necessary to increase the width of the fixing nut, and to ensure the strength of the extreme gauge walls, the width of the axle collar and fixing nut must be reduced or the number of cut calibres must be changed.
Известны конструкции резьбовых соединений с измененной формой гайки и болта типа стяжки или с гайкой растяжения с более равномерным распределением нагрузки по виткам резьбы, что повышает надежность резьбового соединения [4].Known designs of threaded joints with a modified shape of a nut and bolt such as a coupler or with a tensile nut with a more uniform load distribution along the threads, which increases the reliability of the threaded connection [4].
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности валка в работе при передаче усилия прокатки с бандажа на ось валка, увеличение полезной длины использования бандажа и повышение прочности бандажа при прокатке в крайних калибрах.The problem to which the invention is directed is to increase the reliability of the roll in operation when transferring the rolling force from the band to the axis of the roll, increase the useful length of the use of the band and increase the strength of the band when rolling in extreme calibres.
Это достигается тем, что в предварительно напряженном составном прокатном валке, содержащем ось с неприводной и приводной шейками, буртом и резьбовым участком, бандаж, насаженный на ось с гарантированным зазором и контактирующий с буртом оси, насаженную на резьбовой участок оси фиксирующую гайку, опертую в другой торец бандажа, на внутреннем резьбовом участке фиксирующей гайки дополнительно выполнен кольцевой конический выступ, входящий с зазором в кольцевую коническую проточку, выполненную на внутренней поверхности бандажа со стороны фиксирующей гайки, при этом ширина фиксирующей гайки на резьбовом участке с кольцевым коническим выступом определяется прочностью резьбы, а на участке торцевого контакта с бандажом определяется прочностью фиксирующей гайки. Кроме того, на наружных поверхностях фиксирующей гайки и бурта оси, со сторон, контактирующих с бандажом, дополнительно выполнены кольцевые проточки, в которые перед сборкой валка устанавливаются с натягом или навинчиваются силовые дистанционные кольца, при этом наружный диаметр кольцевых проточек фиксирующей гайки и бурта оси меньше минимального наружного диаметра бандажа при переточках, наружный диаметр силовых дистанционных колец равен начальному диаметру бандажа при сборке валка, а ширина силовых дистанционных колец выбирается, исходя из возможности обеспечения их плоскостности с торцевыми поверхностями бурта оси и фиксирующей гайки. Кроме того, на торцевых поверхностях бурта оси и фиксирующей гайки, контактирующих с бандажом, дополнительно выполнены кольцевые выступы, а на сопряженных торцевых поверхностях бандажа выполнены ответные кольцевые проточки, причем внутренний диаметр кольцевых выступов меньше или равен внутреннему диаметру сопряженных кольцевых проточек. При этом сопряженные внутренние поверхности кольцевых выступов и проточек выполнены с одинаковым углом, большим угла трения. Кроме того, на торцевой поверхности бурта оси, контактирующей с бандажом, и на сопряженной с буртом оси торцевой поверхности бандажа выполнены пазы, в которых расположены шпонки.This is achieved by the fact that in a prestressed composite rolling roll containing an axis with non-driven and drive necks, a collar and a threaded section, a bandage mounted on the axis with a guaranteed clearance and in contact with the axle collar, a fixing nut mounted on the threaded section of the axis, supported in another the end face of the bandage, on the internal threaded portion of the fixing nut an additional conical protrusion is made, which enters with a gap in the annular conical groove made on the inner surface of the bandage from the sides fixing nut, with the width of the fixing nut onto the threaded portion with an annular tapered projection defined by the thread strength as the area of mechanical contact with the fixing bandage is determined by the strength of the nut. In addition, ring grooves are additionally made on the outer surfaces of the fixing nut and the axle collar, from the sides in contact with the bandage, into which the force spacer rings are tightened or screwed before the roll is assembled, while the outer diameter of the ring grooves of the fixing nut and the axle collar are smaller the minimum outer diameter of the bandage during regrinding, the outer diameter of the power spacing rings is equal to the initial diameter of the bandage when assembling the roll, and the width of the power spacing rings is selected, converging from the possibility of ensuring the flatness of the end faces with collar axis and the locking nut. In addition, annular protrusions are additionally made on the end surfaces of the axle collar and the fixing nut in contact with the bandage, and mating annular grooves are made on the mating end surfaces of the bandage, the inner diameter of the annular protrusions being less than or equal to the inner diameter of the mating annular grooves. In this case, the conjugate inner surfaces of the annular protrusions and grooves are made with the same angle greater than the angle of friction. In addition, on the end surface of the collar of the axis in contact with the bandage, and on the axis of the end surface of the bandage associated with the collar, grooves are made in which the keys are located.
На фиг.1 показан описываемый валок, продольный разрез, на фиг.2 - узел I на фиг.1, на фиг.3 - кольцевые проточки бандажа. Прокатный валок содержит ось валкa 1 буртом 2 и резьбовым участком 3, бандаж 4, размещенный на оси валка с гарантированным зазором и сжатый между буртом 2 оси валка и фиксирующей гайкой 5. На контактирующих с бандажом 4 торцевых поверхностях бурта 2 оси валка и фиксирующей гайки 5 выполнены кольцевые выступы 6, а на торцевых поверхностях бандажа 4 выполнены ответные кольцевые проточки 7. На наружной поверхности фиксирующей гайки 5 и бурта оси 2, со сторон, контактирующих с бандажом 4, выполнены кольцевые проточки 8, в которые установлены с натягом или навинчены силовые дистанционные кольца 9. Фиксирующая гайка 5 имеет кольцевой конический выступ 10, входящий с зазором в кольцевую коническую проточку 11, выполненную на внутренней поверхности бандажа со стороны фиксирующей гайки. На контактирующей с бандажом торцевой поверхности бурта 2 оси валка выполнены радиальные пазы 12, в которых расположены торцевые шпонки 13, а на торцевой поверхности бандажа 4, контактирующей с буртом 2 оси, выполнены пазы 14, в которые входят торцевые шпонки 13.Figure 1 shows the described roll, a longitudinal section, figure 2 - node I in figure 1, figure 3 - annular grooves of the bandage. The rolling roll comprises a
Работа валка и его сборка осуществляется следующим образом:Work roll and its Assembly is as follows:
Сборку валка осуществляют растяжением оси валка на участке посадки бандажа с помощью гидрогайки или путем удлинения стальной оси ее нагревом с последующей посадкой бандажа и фиксированием термического удлинения оси фиксирующей гайкой. Требуемое осевое усилие предварительного напряжения валка после сборки определяется по следующей зависимости:Assembly of the roll is carried out by stretching the axis of the roll at the site of fitting the bandage using a hydraulic nut or by lengthening the steel axis by heating it, followed by planting the bandage and fixing the thermal extension of the axis with a fixing nut. The required axial force of the prestressing roll after assembly is determined by the following relationship:
где Р – максимальное давление металла на валки при прокатке;where P is the maximum pressure of the metal on the rolls during rolling;
fТР – коэффициент трения в стыках бандажа – бурт оси и бандажа – фиксирующая гайка;f TP - coefficient of friction at the joints of the brace - the shoulder of the axis and the brace - fixing nut;
КЗ – коэффициент запаса по давлению прокатки;To Z - safety factor for rolling pressure;
КП – коэффициент, учитывающий снижение NПР при эксплуатации валка.K P - coefficient taking into account the decrease in N PR during the operation of the roll.
В кольцевые проточки бурта оси валка и фиксирующей гайки перед сборкой валка устанавливаются с натягом или навинчиваются силовые дистанционные кольца, при этом наружный диаметр кольцевых проточек фиксирующей гайки и бурта оси (Dк.пр.) меньше минимального наружного диаметра бандажа при переточках (Dб.min), наружный диаметр силовых дистанционных колец (Dдист.к.) равен начальному диаметру бандажа при сборке валка (Dб.), а ширина силовых дистанционных колец выбирается исходя из возможности обеспечения их плоскостности с торцевыми поверхностями бурта оси и фиксирующей гайки.Before assembling the roll axis of the roll axis and the fixing nut, the distance spacers are tightened or screwed on the annular grooves of the roll axis and the screw, and the outer diameter of the annular grooves of the fixing nut and the axle collar (D c.p. ) is less than the minimum outer diameter of the bandage during regrinding (D b. min ), the outer diameter of the power spacing rings (D dist. K. ) is equal to the initial diameter of the bandage when assembling the roll (D b. ), and the width of the power spacing rings is selected based on the possibility of ensuring their flatness with end surfaces the axle collar and fixing nut.
После сборки валка силовые дистанционные кольца, контактирующие с натягом с крайними торцевыми участками бандажа, повышают прочность бандажа при прокатке в крайних калибрах. При переточках валка наружный диаметр бандажа и силовых дистанционных колец уменьшается и при достижении минимального диаметра бочки валок разбирают. При повторной сборке валка силовые дистанционные кольца и бандаж заменяются на новые.After the roll is assembled, the power distance rings contacting the interference with the extreme end sections of the band increase the strength of the band when rolling in extreme gauges. When regrinding the roll, the outer diameter of the bandage and power distance rings decreases and when the minimum barrel diameter is reached, the rolls are disassembled. When reassembling the roll, the power distance rings and bandage are replaced with new ones.
Осевое усилие предварительного напряжения валка ограничено прочностью элементов валка. Наиболее слабым в элементе валка является резьбовое соединение оси и фиксирующей гайки. Напряжение смятия резьбы, определяемое по известным методикам, не должно превышать допустимого напряжения смятия резьбы, принимаемого для предварительно напряженных валков равным 0,3 [σт]. Поэтому допустимое осевое усилие предварительного напряжения валка в случае недостаточной ширины (Lрзб.) резьбового участка фиксирующей гайки может быть меньше требуемого осевого усилия и при работе валка возможно смещение бандажа относительно оси валка, что недопустимо. Наличие кольцевого конического выступа, выполненного на резьбовом участке фиксирующей гайки и входящего после сборки валка с зазором в кольцевую коническую проточку, выполненную на внутренней поверхности бандажа со стороны фиксирующей гайки, позволяет увеличить длину резьбового участка фиксирующей гайки (Lрзб.) по сравнению с шириной фиксирующей гайки (Lг.), более равномерно распределить нагрузки по виткам резьбы, что повышает надежность резьбового соединения и позволяет повысить допустимое осевое усилие предварительного напряжения валка до требуемого осевого усилия.The axial force of the prestressing roll is limited by the strength of the roll elements. The weakest in the roll element is the threaded connection of the axis and the fixing nut. The tension of the thread collapse, determined by known methods, should not exceed the permissible stress of the thread collapse, adopted for prestressed rolls equal to 0.3 [σ]. Therefore, the permissible axial pre-tension force of the roll in the case of insufficient width (L rzb. ) Of the threaded portion of the fixing nut may be less than the required axial force, and when the roll is in operation, the band may be displaced relative to the roll axis, which is unacceptable. The presence of an annular conical protrusion made on the threaded section of the fixing nut and entering after roll assembly with a gap in the annular conical groove made on the inner surface of the brace from the side of the fixing nut allows to increase the length of the threaded section of the fixing nut (L rzb. ) In comparison with the width of the fixing nuts (L g), more evenly distribute the load on the threads, which increases the reliability of the threaded connection and improves the permissible axial prestressing force roll to the desired axial force.
При сборке предварительно напряженных составных валков, проводимой путем удлинения стальной оси ее нагревом до температуры То, определяемой в зависимости от требуемого усилия предварительного напряжения, суммарной податливости деталей, суммарной контактной жесткости сопряженных деталей, длины бандажа, температурного коэффициента линейного расширения оси валка и температуры бандажа при сборке, ось валка греется вместе с навинченной на резьбовой участок фиксирующей гайкой. При этом фиксирующая гайка и бурт оси валка также нагреваются до температуры ≥ То, внутренний диаметр кольцевых выступов (D выст.вн.) бурта и фиксирующей гайки увеличивается за счет термического расширения, становится больше внутреннего диаметра кольцевые проточек бандажа (Dпp.вн.) и при посадке бандажа кольцевые выступы свободно входят в кольцевые проточки. После нагрева фиксирующая гайка снимается с оси валка, на ось насаживается бандаж и сразу закручивается фиксирующая гайка. При охлаждении бурта оси валка и фиксирующей гайки внутренний диаметр кольцевых выступов стремится уменьшиться и на сопряженных внутренних поверхностях контакта кольцевых выступов бурта оси и фиксирующей гайки с кольцевыми проточками бандажа возникают контактные давления, сжимающие бандаж и растягивающие кольцевые выступы. Кроме того, кольцевые выступы выполняют функции шпонок, работающих на срез, и препятствуют смещению бандажа в радиальном направлении при кратковременных перегрузках при прокатке. С целью упрощения разборки валка, которая может проводиться, например, после прорезки бандажа на токарном станке, внутреннее сопряженные поверхности кольцевых выступов и проточек выполнены с одинаковым углом β, большим угла трения. При этом отвинчивание фиксирующей гайки и снятие бандажа с бурта оси валка будет проходить без заклинивания кольцевых выступов в кольцевых проточках бандажа.When assembling prestressed composite rolls, carried out by lengthening the steel axis by heating it to a temperature T о , determined depending on the required prestressing force, the total flexibility of the parts, the total contact stiffness of the mating parts, the length of the band, the temperature coefficient of linear expansion of the roll axis and the temperature of the band during assembly, the roll axis is heated together with the fixing nut screwed onto the threaded section. In this case, the fixing nut and the shoulder of the roll axis are also heated to a temperature of ≥ T о , the inner diameter of the annular protrusions (D vnn. Vn. ) The collar and the fixing nut increases due to thermal expansion, the annular grooves of the bandage becomes larger than the internal diameter (D vpn. ) and when fitting the bandage, the annular protrusions freely enter the annular grooves. After heating, the fixing nut is removed from the axis of the roll, a bandage is put on the axis and the fixing nut is immediately tightened. When cooling the shoulder of the roll axis and the fixing nut, the inner diameter of the annular protrusions tends to decrease, and contact pressures arise on the mating inner contact surfaces of the annular projections of the axle collar and the fixing nut with annular grooves of the bandage, compressing the bandage and tensile ring protrusions. In addition, the annular protrusions perform the functions of dowels working for shear, and prevent the bandage from shifting in the radial direction during short-term overloads during rolling. In order to simplify the disassembly of the roll, which can be carried out, for example, after cutting the bandage on a lathe, the inner mating surfaces of the annular protrusions and grooves are made with the same angle β, greater than the angle of friction. In this case, unscrewing the fixing nut and removing the brace from the shoulder of the roll axis will take place without jamming the annular protrusions in the annular grooves of the brace.
Для повышения надежности работы валка при передаче крутящего момента и устранения возможности проворачивания бандажа относительно оси валка при кратковременных перегрузках по моменту прокатки возможна установка торцевых шпонок.To increase the reliability of the roll when transmitting torque and to eliminate the possibility of turning the band around the axis of the roll with short-term overloads at the time of rolling, it is possible to install end keys.
Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.
Рассмотрим пример определения основных размеров элементов валка и рабочих параметров для предварительно напряженного валка мелкосортного стана с размером бочки валка 400×710 мм. Максимальный момент прокатки 4,79 тн·м, максимальное давление металла на валка при прокатке - 85,55 тн. Минимальная ширина крайнего бурта на бочке валка 80 мм, максимальная глубина вреза ящичного калибра 25 мм.Consider an example of determining the main dimensions of the roll elements and operating parameters for a prestressed roll of a small mill with a roll barrel size of 400 × 710 mm. The maximum rolling moment is 4.79 tn · m, the maximum metal pressure on the roll during rolling is 85.55 tons. The minimum width of the extreme shoulder on the roll barrel is 80 mm, the maximum depth of cut-in of the box caliber is 25 mm.
Задаем основные размеры элементов валка: наружный диаметр бандажа 400 мм, внутренний диаметр бандажа 246 мм, длина бандажа 590 мм, материал оси валка - сталь 50, диаметр оси валка 245 мм, диаметр бурта оси и наружный диаметр фиксирующей гайки Dф.г. 365 мм. Резьба фиксирующей гайки упорная усиленная 240×8 мм по ГОСТ 13535-87, наружный диаметр резьбы dнар=240 мм, внутренний диаметр резьбы гайки dвн=232 мм, шаг резьбы s=8 мм. Ширина фиксирующей гайки Lг=60 мм. Ширина силовых дистанционных колец 30 мм. Наружный диаметр силовых дистанционных колец Dдист.к.=400 мм. Посадка силовых дистанционных колец по резьбе метрической 320×4 мм. Внутренний диаметр кольцевых проточек бандажа Dпp.вн.=285 мм, наружный диаметр кольцевых проточек бандажа 305 мм. Ширина кольцевых выступов 3 мм. Натяг по внутреннему диаметру кольцевых выступов бурта оси и фиксирующей гайки задаем в пределах 0-0,9 мм. Наружный диаметр кольцевых выступов 303 мм. Принимаем коэффициент трения в стыках бандаж - бурт оси и бандаж - фиксирующая гайка fтp=0,17; коэффициент запаса по давлению прокатки КЗ=1,5; коэффициент, учитывающий снижение NПР при эксплуатации валка КП=1,2.We set the main dimensions of the roll elements: the outer diameter of the band is 400 mm, the inner diameter of the band is 246 mm, the length of the band is 590 mm, the material of the axis of the roll is steel 50, the diameter of the axis of the roll is 245 mm, the diameter of the axis of the shaft and the outer diameter of the fixing nut D f. 365 mm. The thread of the fixing nut resistant reinforced 240 × 8 mm according to GOST 13535-87, the outer diameter of the thread d nar = 240 mm, the inner diameter of the thread of the nut d ext = 232 mm, the thread pitch s = 8 mm. The width of the fixing nut L g = 60 mm The width of the power spacing rings is 30 mm. The outer diameter of the power distance rings D dist.k. = 400 mm. Landing of power distance rings on a metric thread 320 × 4 mm. The inner diameter of the annular grooves of the band D Dp.inv. = 285 mm, the outer diameter of the annular grooves of the bandage 305 mm The width of the annular protrusions is 3 mm. An interference fit on the inner diameter of the annular protrusions of the axle collar and the fixing nut is set in the range 0-0.9 mm. The outer diameter of the annular protrusions is 303 mm. We take the coefficient of friction at the joints of the brace - the axle shoulder and the brace - fixing nut f tp = 0.17; the safety factor of the rolling pressure to Z = 1.5; coefficient taking into account the reduction of N PR during the operation of the roll K P = 1,2.
Определяем требуемое осевое усилие предварительного напряжения валка после сборки по зависимости (1):We determine the required axial force of the prestressing roll after assembly according to dependence (1):
По известным методикам определяем необходимую длину резьбового участка фиксирующей гайки с кольцевым коническим выступом при требуемом осевом усилии предварительного сжатия валка Nпp из условия смятия резьбы при допустимом напряжении смятия 0,3 [σт]:Using known methods, we determine the necessary length of the threaded section of the fixing nut with an annular conical protrusion at the required axial pre-compression force of the roll Np from the condition of the collapse of the thread with an allowable collapse stress of 0.3 [σt]:
В случае отсутствия кольцевого конического выступа ширина резьбового участка фиксирующей гайки равна ширине фиксирующей гайки (Lрзб.=Lг.). В этом случае допустимое осевое усилие предварительного сжатия валка, определяемое по известным методикам из условия смятия резьбы при допустимом напряжении смятия 0,3[σт]:In the absence of an annular conical protrusion, the width of the threaded section of the fixing nut is equal to the width of the fixing nut (L rzb. = L g ). In this case, the allowable axial force of the pre-compression of the roll, determined by known methods from the conditions of collapse of the thread at an allowable collapse stress of 0.3 [σt]:
При этом допустимое давление на бандаж без учета коэффициента запаса составитIn this case, the allowable pressure on the bandage without taking into account the safety factor will be
То есть допустимое давление на бандаж (45,83 тн) в этом случае меньше максимального давления металла на валки при прокатке (85,55 тн).That is, the permissible pressure on the bandage (45.83 tons) in this case is less than the maximum metal pressure on the rolls during rolling (85.55 tons).
Ширина крайних буртов бандажа при нарезке на рассматриваемом предварительно напряженном составном валке калибров, нарезаемых на бочке цельного прокатного валка, составит 20 мм при глубине вреза калибра 25 мм, что не гарантирует прочности бурта чугунного бандажа при прокатке в крайних калибрах на валках без силовых дистанционных колец.The width of the extreme collars of the bandage when cutting on the considered prestressed composite roll of calibers cut on the barrel of a whole rolling roll will be 20 mm with a cut-in depth of 25 mm caliber, which does not guarantee the strength of the collar of a cast iron band when rolling in extreme calibres on rolls without power distance rings.
В предлагаемой конструкции предварительно напряженного составного прокатного валка наличие кольцевого конического выступа на резьбовом участке фиксирующей гайки, вводящего после сборки валка с зазором в кольцевую коническую проточку, выполненную на внутренней поверхности бандажа со стороны фиксирующей гайки, позволяет увеличить длину резьбового участка фиксирующей гайки, более равномерно распределить нагрузки по виткам резьбы, что повышает надежность резьбового соединения. Наличие силовых центрирующих элементов, состоящих из кольцевых проточек бандажа и кольцевых выступов бурта оси валка и фиксирующей гайки позволяет обеспечить прочность элементов валка и работу валка с требуемым коэффициентом запаса по допустимому давлению металла на валки. Возможность в предлагаемой конструкции предварительно напряженного составного валка изменять ширину фиксирующей гайки без изменения допустимого осевого усилия предварительного сжатия валка, а также наличие силовых дистанционных колец позволяет увеличить полезную длину использования бандажа и обеспечить прочность бандажа при прокатке в крайних калибрах. Наличие шпонок, установленных в пазах между торцевой поверхностью бурта оси и сопряженной с буртом оси торцевой поверхностью бандажа, позволяет устранить возможность проворачивания бандажа относительно ocи валка при кратковременных перегрузках по моменту прокатки.In the proposed design of a prestressed composite rolling roll, the presence of an annular conical protrusion on the threaded portion of the retaining nut, introducing after assembling the roll with a gap in the annular conical groove made on the inner surface of the brace from the side of the retaining nut, allows to increase the length of the threaded portion of the retaining nut, more evenly distribute load on the threads, which increases the reliability of the threaded connection. The presence of power centering elements consisting of annular grooves of the bandage and annular protrusions of the shoulder of the roll axis and the fixing nut makes it possible to ensure the strength of the roll elements and the work of the roll with the required safety factor for the allowable metal pressure on the rolls. The possibility in the proposed design of a prestressed composite roll to change the width of the fixing nut without changing the permissible axial pre-compression force of the roll, as well as the presence of power distance rings allows to increase the useful length of use of the band and ensure the strength of the band when rolling in extreme calibres. The presence of dowels installed in the grooves between the end surface of the axle collar and the end surface of the bandage conjugated with the axle collar eliminates the possibility of turning the bandage relative to the roll axis during short-term overloads at the time of rolling.
Источники информацииSources of information
1. Сапожников А.Я. Предварительно напряженные составные валки сортовых станов. Сер. "Металлургическое оборудование". Вып.2. - М., 1991, с.12-22.1. Sapozhnikov A.Ya. Prestressed composite rolls of high-quality mills. Ser. "Metallurgical equipment". Issue 2. - M., 1991, p. 12-22.
2. Сапожников А.Я. Предварительно напряженные составные валки сортовых станов. Сер. "Металлургическое оборудование". Вып.2. - М., 1991, с.16.2. Sapozhnikov A.Ya. Prestressed composite rolls of high-quality mills. Ser. "Metallurgical equipment". Issue 2. - M., 1991, p.16.
3. Авт. св. СССР N 1731313 А1, кл.В 21 В 27/02, 1992.3. Auth. St. USSR N 1731313 A1, class B 21 B 27/02, 1992.
4. Якушев А.И., Мустаев Р.Х., Мавлютов P.P. Повышение прочности и надежности резьбовых соединений. - М.: Машиностроение, 1979, с.22-23.4. Yakushev A.I., Mustaev R.Kh., Mavlyutov P.P. Improving the strength and reliability of threaded joints. - M.: Mechanical Engineering, 1979, p.22-23.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002112285/02A RU2226134C2 (en) | 2002-05-06 | 2002-05-06 | Prestressed builtup rolling roll |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002112285/02A RU2226134C2 (en) | 2002-05-06 | 2002-05-06 | Prestressed builtup rolling roll |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2226134C2 true RU2226134C2 (en) | 2004-03-27 |
Family
ID=32390383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002112285/02A RU2226134C2 (en) | 2002-05-06 | 2002-05-06 | Prestressed builtup rolling roll |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2226134C2 (en) |
-
2002
- 2002-05-06 RU RU2002112285/02A patent/RU2226134C2/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1242089A (en) | Apparatus to mechanically stress a bolt-type fastener | |
| USRE33490E (en) | Apparatus to mechanically stress a bolt-type fastener | |
| US8176765B2 (en) | Die assembly and a method of making it | |
| US6468194B2 (en) | Sleeve for rolling mill oil film bearing | |
| CN101322979B (en) | Assembly roller | |
| US8789401B2 (en) | Method for producing a support roll for a rolling mill | |
| RU2226134C2 (en) | Prestressed builtup rolling roll | |
| US20120028772A1 (en) | Roller comprising a drive shaft and a roller ring, as well as a method for assembling such a roller | |
| US3461527A (en) | Rolls for rolling mills | |
| CA1176876A (en) | Rolling mill roll assembly | |
| RU2201822C2 (en) | Prestressed buildup rolling roll | |
| RU2185905C2 (en) | Method for assembling built-up rolling rolls | |
| CN212349892U (en) | Roller end structure of connecting shaft of bar and wire rolling mill | |
| RU2519996C1 (en) | Knockout gapless attachment of flanges | |
| CN101992232B (en) | Spline shaft applied to rolling mill recoiling machine | |
| RU2211101C2 (en) | Builtup rolling roll | |
| RU2308332C1 (en) | Prestressed built-up rolling roll | |
| SU772625A1 (en) | Rolling mill workroll | |
| RU2130348C1 (en) | Buildup rolling roll | |
| JP2926431B2 (en) | Rolling roll, rolling mill using the same, and method of manufacturing rolling roll | |
| RU2264270C2 (en) | Apparatus for mounting rolls in rolling stand by preset inclination angle one relative to other | |
| SU1331598A1 (en) | Composite roll for pass rolling | |
| JP2001087806A (en) | Built-up sleeve roll for rolling | |
| RU2333054C1 (en) | Composite forming roll | |
| SU1616735A1 (en) | Composite rolling mill roll |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100507 |