RU2329883C1

RU2329883C1 - Mill for step rolling

Info

Publication number: RU2329883C1
Application number: RU2006147361/02A
Authority: RU
Inventors: Григорий Иванович Коваль (RU); Григорий Иванович Коваль; Тать на Григорьевна Каримова (RU); Татьяна Григорьевна Каримова
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2006-12-29
Publication date: 2008-07-27

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention refers to rolling production and can be used on bar and tube rolling mills. The mill contains a rolling stand with a pair of horizontal and vertical sector rolls. The stand is assembled on a frame and travels reciprocally. Each roll has an individual drive, including an electric motor, a universal spindle and a crankshaft pivotally hinged via a connecting rod to the mill frame. Sector rolls consist of idle and cogging portions. Cogging rolls are made with an alternate radius. The length of the cogging portion of the roll of a horizontal pair rotating with increment of a gap between their working surfaces is bigger than the length of the corresponding portion of another pair at a value m(λ + 1)/2, where m is a workpiece supply, and λ is workpiece drawing.

EFFECT: reduction of process equipment weight.

4 dwg

Description

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к прокатным станам для высокой пластической деформации металлов и сплавов.The invention relates to rolling production, namely to rolling mills for high plastic deformation of metals and alloys.

Известен прокатный стан (Патент РФ, № 2182855, Стан шаговой прокатки. / Г.И.Коваль, В.Г.Дремин. // БИ № 15, 2002), который включает прокатную клеть с парой вращающихся горизонтальных и вертикальных валков, установленную на раме с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси прокатки. Приводы вращения валков и возвратно-поступательного перемещения прокатной клети имеют жесткую кинематическую связь.Known rolling mill (RF Patent, No. 2182855, Step rolling mill. / G.I. Koval, V. G. Dremin. // BI No. 15, 2002), which includes a rolling stand with a pair of rotating horizontal and vertical rolls mounted on frame with the possibility of reciprocating movement along the axis of rolling. Drives of roll rotation and reciprocating movement of the rolling stand have a rigid kinematic connection.

Недостатком этого стана является смещение осей пар валков вдоль оси прокатки, снижающее угол поворота валков при обжатии заготовки.The disadvantage of this mill is the displacement of the axes of the pairs of rolls along the axis of rolling, which reduces the angle of rotation of the rolls during compression of the workpiece.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому эффекту является прокатный стан (Патент РФ, № 2056957, Прокатный стан. / Г.И.Коваль. // БИ №9, 1996), включающий раму и установленную на ней с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси прокатки прокатную клеть с двумя кинематически связанными взаимно-перпендикулярными парами вращающихся валков переменного радиуса, оси которых установлены в одной плоскости. Валки этого стана могут быть выполнены секторными с холостыми и обжимными участками и обеспечивать вращение с увеличением и уменьшением зазора между ними.Closest to the proposed solution for the technical nature and the achieved effect is a rolling mill (RF Patent, No. 2056957, Rolling mill. / G.I. Koval. // BI No. 9, 1996), including a frame and installed on it with the possibility of reciprocating translational movement along the axis of rolling a rolling stand with two kinematically connected mutually perpendicular pairs of rotating rolls of variable radius, the axes of which are installed in the same plane. The rolls of this mill can be made sectorial with single and crimp sections and provide rotation with increasing and decreasing the gap between them.

Недостатком данного технического решения является невозможность обеспечения подачи заготовки прокатными валками. Подачу заготовки требуется осуществлять с помощью задающего устройства, работающего синхронно с возвратно-поступательно перемещающейся прокатной клетью, для подачи во время образования зазора между валками, превышающего высоту заготовки.The disadvantage of this technical solution is the impossibility of supplying the workpiece with rolling rolls. The supply of the workpiece is required to be carried out using a master device operating synchronously with the reciprocating rolling mill stand, for feeding during the formation of a gap between the rolls exceeding the height of the workpiece.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение этого недостатка, а именно выполнение прокатными валками не только деформации заготовки, но и ее подачи на заданную величину. Это позволяет значительно снизить вес технологического оборудования стана шаговой прокатки, так как вес механизмов подачи составляет примерно 50% от веса всего оборудования стана.The task of the invention is to eliminate this drawback, namely, the implementation of the rolling rolls, not only deformation of the workpiece, but also its supply to a predetermined value. This allows you to significantly reduce the weight of the technological equipment of the mill rolling, as the weight of the feed mechanisms is approximately 50% of the weight of the entire equipment of the mill.

Поставленная задача достигается тем, что стан шаговой прокатки, включающий раму с установленной на ней с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси прокатки прокатной клетью с двумя кинематически связанными взаимно-перпендикулярными парами секторных валков с холостыми и обжимными участками переменного радиуса, вращающимися с увеличением и с уменьшением зазора между ними, согласно изобретению, длины обжимных участков пары валков, вращающихся с увеличением зазора, превышают длины обжимных участков другой пары валков на величину

, где m - подача, λ - вытяжка.The task is achieved in that the step rolling mill, comprising a frame mounted on it with the possibility of reciprocating movement along the axis of the rolling mill stand with two kinematically connected mutually perpendicular pairs of sector rolls with idle and crimp sections of variable radius, rotating with increasing and with by reducing the gap between them, according to the invention, the lengths of the crimp sections of the pair of rolls rotating with increasing gap exceed the lengths of the crimp sections of the other pair of rolls the value of

where m is the feed, λ is the hood.

Применение на парах валков стана шаговой прокатки такого соотношения между длинами обжимных участков позволяет при деформации заготовки осуществлять ее перемещение вдоль оси прокатки в сторону получаемого готового профиля на величину

, являющуюся разностью между длинами обжимных участков пар валков. Благодаря этому реализуется способ шаговой прокатки (Пат. России № 2252830, Способ шаговой прокатки / Г.И.Коваль, Т.Г.Каримова. // БИ № 10, 2005), согласно которому за счет известных закономерностей шаговой прокатки, связанных с линейным смещением металла, за каждый цикл прокатки осуществляется деформация объема подачи металла, равного mλS₁=mS₀, где S₁ - площадь поперечного сечения получаемого проката и и S₀ - площадь поперечного сечения исходной заготовки.The use of such a ratio between the lengths of the crimp sections on the pairs of rolls of the mill allows for the deformation of the workpiece to move it along the axis of rolling towards the resulting finished profile by

, which is the difference between the lengths of the crimp sections of the pairs of rolls. Due to this, a step rolling method is implemented (Pat. Russia No. 2252830, Step rolling method / G.I. Koval, T.G. Karimova. // BI No. 10, 2005), according to which, due to the known patterns of step rolling associated with linear metal displacement, for each rolling cycle, the metal supply volume is deformed equal to mλS ₁ = mS ₀ , where S ₁ is the cross-sectional area of the rolled metal and S ₀ is the cross-sectional area of the initial billet.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет осуществлять процесс шаговой прокатки с заданной подачей заготовки в каждом цикле прокатки прокатными валками без применения специальных задающих устройств. Это в конечном итоге снижает вес технологического оборудования, повышает надежность его работы и уменьшает производственные площади, занимаемые им.Thus, the present invention allows the process of step rolling with a given supply of the workpiece in each cycle of rolling by rolling rolls without the use of special setting devices. This ultimately reduces the weight of technological equipment, increases the reliability of its work and reduces the production space occupied by it.

Предлагаемое изобретение проиллюстрировано чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 показан стан шаговой прокатки со стороны входа заготовки в валки при обжатии заготовки горизонтальной парой, деформирующей с увеличением зазора между рабочими поверхностями валков.Figure 1 shows the step rolling mill from the input side of the workpiece into the rolls during compression of the workpiece by a horizontal pair, deforming with an increase in the gap between the working surfaces of the rolls.

На фиг.2 - вид на стан с разрезом по А-А.Figure 2 is a view of the mill with a cut along aa.

На фиг.3 - стан шаговой прокатки со стороны входа заготовки в валки при обжатии заготовки вертикальной парой валков, деформирующей с уменьшением зазора между рабочими поверхностями валков.Figure 3 - mill step rolling from the input of the workpiece into the rolls during compression of the workpiece by a vertical pair of rolls, deforming with a decrease in the gap between the working surfaces of the rolls.

На фиг.4 - вид сбоку на стан с разрезом по Б-Б.Figure 4 is a side view of the mill with a cut along BB.

Стан (фиг.1...4) содержит прокатную клеть 1 с парой горизонтальных 2 и вертикальных 3 секторных валков. Прокатная клеть установлена на раме 4 стана через ролики 5. Каждый валок имеет индивидуальный привод, включающий электродвигатель 6, универсальный шпиндель 7, кривошип 8, изображенный в виде коленчатого вала. Для осуществления жесткой связи между валками кривошипы связаны шарнирно шатунами 9 с рамой стана 4. Секторные валки 2 и 3 состоят из холостых (фиг.2 - а, г, в; фиг.4 - d, и, з) и обжимных (фиг.2 - а, б, в; фиг.4 - d, ж, з) участков. Обжимные участки секторных валков выполнены переменными радиусами. Длина обжимного участка (а, б, в) каждого горизонтального валка 2 выполнена больше длины обжимного участка (д, ж, з) каждого вертикального валка на величину

, где m - подача заготовки, λ - вытяжка заготовки.The mill (figure 1 ... 4) contains a rolling stand 1 with a pair of horizontal 2 and vertical 3 sector rolls. The rolling stand is installed on the frame 4 of the mill through the rollers 5. Each roll has an individual drive, including an electric motor 6, a universal spindle 7, a crank 8, shown in the form of a crankshaft. To make a rigid connection between the rolls, the cranks are pivotally connected by connecting rods 9 to the frame of the mill 4.

Sector rolls

2 and 3 consist of single (Fig. 2 - a, d, c; Fig. 4 - d, and, h) and crimp (Fig. 2 - a, b, c; Fig. 4 - d, g, h) sections. Crimp sections of sector rolls are made with variable radii. The length of the crimp section (a, b, c) of each horizontal roll 2 is greater than the length of the crimp section (d, g, h) of each vertical roll by

where m is the workpiece feed, λ is the workpiece hood.

Стан работает следующим образом. Крутящий момент от электродвигателей 6, установленных на раме 4 стана, передается через универсальные шпиндели 7 к кривошипам 8 и прокатным валкам 2 и 3. При этом валки 2, 3 синхронно вращаются (по стрелкам) и прокатная клеть 1 за счет связи кривошипов 8 шатунами 9 с рамой 4 стана совершает возвратно-поступательное перемещение по раме 4 стана вдоль оси прокатки.The mill works as follows. The torque from the electric motors 6 mounted on the frame 4 of the mill is transmitted through universal spindles 7 to the cranks 8 and the rolling rolls 2 and 3. In this case, the rolls 2, 3 synchronously rotate (arrows) and the rolling stand 1 due to the connection of the cranks 8 to the rods 9 with the frame 4 of the mill makes a reciprocating movement along the frame 4 of the mill along the axis of rolling.

За счет такой работы стана шаговой прокатки с указанными параметрами валков, горизонтальная пара валков (фиг.2), вращаясь в направлении стрелок, будет деформировать заготовку с увеличением зазора между их рабочими поверхностями. Прокатная клеть при этом перемещается по стрелке вправо, вертикальная пара валков (фиг.4), вращаясь в направлении стрелок, будет деформировать заготовку с уменьшением зазора между их рабочими поверхностями. Прокатная клеть при этом перемещается по стрелке влево.Due to such work of the stepping mill with the specified roll parameters, a horizontal pair of rolls (Fig. 2), rotating in the direction of the arrows, will deform the workpiece with an increase in the gap between their working surfaces. In this case, the rolling stand moves along the arrow to the right, a vertical pair of rolls (Fig. 4), rotating in the direction of the arrows, will deform the workpiece with a decrease in the gap between their working surfaces. In this case, the rolling stand moves along the left arrow.

При одинаковом скоростном режиме перемещения прокатной клети вправо и влево за счет большей длины обжимных участков (а, б, в) горизонтальных валков по сравнению с длиной обжимных участков (d, ж, з) вертикальных валков, вращающихся соответственно с увеличением и уменьшением зазора между их рабочими поверхностями, что определяет разные направления вращения пар валков, достигается перемещение заготовки за цикл прокатки на величину разности длин обжимных участков пар валков, т.е. на величину

. Принимая во внимание закономерности процесса шаговой прокатки, реализуемого на стане шаговой прокатки предлагаемой конструкции, которые описаны в техническом решении (Пат. РФ, № 2252830,Способ шаговой прокатки. / Г.И.Коваль, Т.Г.Каримова. // БИ № 10, 2005), обеспечивается подача заготовки валками для деформации ее с увеличением зазора между обжимными участками валков на величину mλ и подача заготовки валками для деформации ее с уменьшением зазора между обжимными участками валков на величину m.With the same speed regime of movement of the rolling stand to the right and left due to the longer length of the crimp sections (a, b, c) of the horizontal rolls compared to the length of the crimp sections (d, g, h) of the vertical rolls rotating correspondingly with an increase and decrease in the gap between them working surfaces, which determines the different directions of rotation of the roll pairs, the workpiece is moved during the rolling cycle by the difference in lengths of the crimped sections of the roll pairs, i.e. by the amount

. Taking into account the patterns of the step rolling process implemented on the step rolling mill of the proposed design, which are described in the technical solution (Pat. RF, No. 2252830, Step rolling method. / G.I. Koval, T.G. Karimova. // BI No. 10, 2005), the workpiece is supplied with rolls to deform it with an increase in the gap between the crimp sections of the rolls by mλ and the workpiece is supplied with rolls for deformation of it with a decrease in the gap between the crimp sections of the rolls by m.

Техническое решение, согласно предлагаемому изобретению, экспериментально опробовано на созданном опытном стане шаговой прокатки. Обжимные участки горизонтальной пары валков с гладкой бочкой имели длину ~210 мм. Обжимные участки вертикальной пары валков с гладкой бочкой имели длину ~180 мм. В качестве исходной заготовки использовался круг диаметром 20 мм. Получаемый готовый профиль - квадрат 10 мм. Вытяжка заготовки составила λ=3,14.The technical solution according to the invention is experimentally tested on the created experimental rolling mill. The crimp sections of a horizontal pair of rolls with a smooth barrel had a length of ~ 210 mm. The crimp sections of a vertical pair of rolls with a smooth barrel had a length of ~ 180 mm. A circle with a diameter of 20 mm was used as the initial blank. The resulting finished profile is a square of 10 mm. The billet hood was λ = 3.14.

При прокатке согласно заданным длинам обжимных участков валков обеспечивалось перемещение заготовки при прокатке валками в направлении выхода готового профиля в виде квадрата 10 мм на величину 30 мм. При вытяжке λ=3,14, величина подачи m составляла ~14,5 мм.When rolling according to the specified lengths of the crimp sections of the rolls, the workpiece was moved during rolling by the rolls in the direction of the exit of the finished profile in the form of a square of 10 mm by 30 mm. When extracting λ = 3.14, the feed rate m was ~ 14.5 mm.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает подачу заготовки валками при шаговой прокатке на заданную величину, что исключает необходимость применения задающих устройств и, как следствие, уменьшение веса оборудования станов шаговой прокатки.Thus, the proposed technical solution provides the supply of the workpiece rolls during step rolling by a predetermined value, which eliminates the need for the use of master devices and, as a result, a decrease in the weight of the equipment of the stepping mill.

Предлагаемый стан эффективно использовать при малотоннажном производстве сортового проката и труб.The proposed mill is effectively used in small-tonnage production of long products and pipes.

Claims

A step rolling mill, including a frame and a rolling stand installed with the possibility of reciprocating movement along the axis of rolling, with two kinematically connected mutually perpendicular pairs of sector rolls with single and crimp sections of variable radius, rotating with increasing and decreasing clearance between them, characterized in that that the length of the crimp sections of a pair of rolls rotating with increasing clearance exceeds the length of the crimp sections of another pair of rolls by

,

where m is the supply of the workpiece; λ is the extraction of the workpiece.