RU2348475C1

RU2348475C1 - Driver of rolling mill

Info

Publication number: RU2348475C1
Application number: RU2007117496/02A
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Бобров (RU); Владимир Николаевич Бобров; Евгений Геннадьевич Белоглазов (RU); Евгений Геннадьевич Белоглазов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Уралмаш-Инжиниринг"
Priority date: 2007-05-10
Filing date: 2007-05-10
Publication date: 2009-03-10
Also published as: RU2007117496A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: driver of rolling mill contains motors, high speed shaft mounted in body, low-speed shaft, mounted co-axial on bearing support and connected to forming roll, and also control gear in the form of gears, wheels of which are mounted on high speed and low-speed shafts, at that one low-speed shaft is passed through the second low-speed shaft freely, and bearing supports of shafts are located in body, gears are implemented as single-stage, through-going low-speed shaft is related directly to forming roll, and hollow low-speed shaft is related to other roll by means of gear with reduction ratio, equal to one. Furthermore, control gear can be implemented in the form of differential spur gear train, one central wheel of which is connected to through-going low-speed shaft and the second - with hollow.

EFFECT: increased load-carrying ability of driver and reduced its overall dimensions.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к прокатному производству, а более конкретно к конструкции привода прокатного стана.The invention relates to rolling production, and more particularly to the design of the drive of the rolling mill.

Известен привод прокатного стана, содержащий двигатели, быстроходные валы, зубчатые передачи, дифференциальные редукторы и тихоходные валы, связанные с валками (RU 327734, МКИ В21В 35/12). Недостатком такого привода является то, что он имеет значительные габариты.Known drive mill drive, containing motors, high-speed shafts, gears, differential gears and low-speed shafts associated with rolls (RU 327734, MKI V21V 35/12). The disadvantage of such a drive is that it has significant dimensions.

Известен привод прокатного стана, содержащий двигатель, зубчатую передачу и один дифференциальный редуктор в виде несимметричного дифференциала для поддержания необходимого соотношения крутящих моментов на валках, выходные валы которого соединены с валками (RU 1315058, МКИ В21В 35/12). Недостатком этого привода является то, что он также имеет значительные габариты.A known drive of a rolling mill comprising an engine, a gear train and one differential gear in the form of an asymmetric differential to maintain the required torque ratio on the rolls, the output shafts of which are connected to the rolls (RU 1315058, MKI V21B 35/12). The disadvantage of this drive is that it also has significant dimensions.

Известен привод прокатного стана, содержащий двигатели, корпус, быстроходные валы, двухступенчатые зубчатые передачи и тихоходные валы, связанные с прокатными валками, причем валы шестерен первых ступеней смонтированы коаксиально, т.е. один вал размещен на подшипниках внутри другого пустотелого, при этом и внутренний и пустотелый валы имеют по одной подшипниковой опоре, размещенной в корпусе (JP 54-40262, МКИ В21В 35/12), конструкция которого принята в качестве прототипа. Недостатком этого привода является малая нагрузочная способность, обусловленная расположением подшипниковых опор внутри полого вала, что создает перелом осей валов и создание консольных нагрузок с концентрацией напряжений по длине зубчатых зацеплений. Кроме этого, угловые скорости полого вала и вала, расположенного внутри него, различны по знаку, что увеличивает относительную частоту вращения подшипников в два раза, при этом вектор циркулирующей нагрузки присутствует одновременно, как на внутреннем, так и на наружном кольцах подшипников, расположенных внутри полого вала. Это в свою очередь требует обеспечения беззазорных посадок для внутреннего и наружного колец во избежание контактной коррозии (фреттинг-процесс). Обеспечить беззазорные (с натягом) посадки одновременно между внутренним и наружным кольцами затруднительно и может привести к потере зазоров между подшипниковыми кольцами и телами качения.A drive of a rolling mill is known, comprising motors, a housing, high-speed shafts, two-stage gears and low-speed shafts associated with the rolling rolls, the shaft of the gears of the first stages being mounted coaxially, i.e. one shaft is placed on bearings inside another hollow shaft, while the inner and hollow shafts have one bearing support located in the housing (JP 54-40262, MKI B21B 35/12), the design of which is adopted as a prototype. The disadvantage of this drive is its low load capacity, due to the location of the bearing bearings inside the hollow shaft, which creates a fracture of the shaft axes and the creation of cantilever loads with a stress concentration along the length of the gears. In addition, the angular velocities of the hollow shaft and the shaft located inside it are different in sign, which increases the relative rotation speed of the bearings by a factor of two, while the circulating load vector is present simultaneously on both the inner and outer rings of bearings located inside the hollow shaft. This, in turn, requires the provision of clearance-free fits for the inner and outer rings in order to avoid contact corrosion (fretting process). It is difficult to provide clearance-free (interference fit) at the same time between the inner and outer rings and can lead to loss of gaps between the bearing rings and rolling elements.

Кроме этого, наличие второй ступени для передачи крутящего момента с внутреннего вала на прокатный валок увеличивает габариты привода, вследствие необходимости ее размещения, а наличие передаточного отношения во второй ступени передачи крутящего момента с полого вала на второй прокатный валок также увеличивает габариты привода вследствие значительного увеличения контактных напряжений в зубчатой передаче при передаточном отношении отличном от единицы.In addition, the presence of a second stage for transmitting torque from the internal shaft to the rolling roll increases the dimensions of the drive due to the need for its placement, and the presence of a gear ratio in the second stage of transmitting torque from the hollow shaft to the second rolling roll also increases the dimensions of the drive due to a significant increase in contact stresses in the gear transmission with a gear ratio other than unity.

Задача, решаемая изобретением, заключается в уменьшении габаритов привода прокатного стана при сохранении необходимой нагрузочной способности.The problem solved by the invention is to reduce the dimensions of the drive of the rolling mill while maintaining the necessary load capacity.

Эта задача решается следующим образом.This problem is solved as follows.

В известном приводе прокатного стана, содержащем двигатели, смонтированные в корпусе быстроходные валы, тихоходные валы, смонтированные коаксиально на подшипниковых опорах и связанные с прокатными валками, а также распределительный механизм в виде зубчатых передач, колеса которых смонтированы на быстроходных и тихоходных валах согласно изобретению, один тихоходный вал пропущен сквозь второй тихоходный вал свободно, а подшипниковые опоры валов размещены в корпусе, при этом зубчатые передачи выполнены одноступенчатыми, сквозной тихоходный вал связан непосредственно с прокатным валком, а полый тихоходный вал связан с другим валком посредством зубчатой передачи с передаточным отношением равным единице.In the known drive of a rolling mill comprising motors mounted in the housing high-speed shafts, low-speed shafts mounted coaxially on bearing bearings and connected to the rolling rolls, as well as a gear mechanism in the form of gears, the wheels of which are mounted on high-speed and low-speed shafts according to the invention, one a low-speed shaft is freely passed through the second low-speed shaft, and the bearing bearings of the shafts are placed in the housing, while the gears are made in single-stage, through quiet projectile loader shaft is connected directly to the rolling roll and the hollow output shaft connected to another roll by a gear with a transmission ratio equal to unity.

Кроме этого, распределительный механизм может быть выполнен в виде цилиндрического дифференциала, одно центральное колесо которого связано со сквозным валом, а второе - с пустотелым.In addition, the distribution mechanism can be made in the form of a cylindrical differential, one central wheel of which is connected to the through shaft, and the second to the hollow.

Свободное размещение одного тихоходного вала внутри второго тихоходного вала позволяет для каждого вала иметь две подшипниковые опоры, размещенные в корпусе, при этом валы имеют одинаковые по знаку и величине угловые скорости, а вектор циркулирующей нагрузки присутствует только на внутренних кольцах подшипниковых опор, частота вращения в подшипниках снижается в два раза, что существенно повышает нагрузочную способность, а выполнение зубчатой передачи одноступенчатой позволяет при этом сократить габариты привода.The free placement of one low-speed shaft inside the second low-speed shaft allows for each shaft to have two bearing bearings located in the housing, while the shafts have the same angular velocities in sign and size, and the circulating load vector is present only on the inner rings of the bearing bearings, the rotation speed in the bearings reduced by half, which significantly increases the load capacity, and the implementation of a single-stage gear transmission can reduce the dimensions of the drive.

Выполнение распределительного механизма в виде дифференциала в совокупности с коаксиальным размещением тихоходных валов позволяет дополнительно сократить массу привода при большой нагрузочной способности.The implementation of the distribution mechanism in the form of a differential in combination with the coaxial placement of low-speed shafts can further reduce the mass of the drive with a large load capacity.

На фиг.1 изображен общий вид привода прокатного стана с распределительным механизмом в виде цилиндрической зубчатой передачи.Figure 1 shows a General view of the drive of the rolling mill with a distribution mechanism in the form of a cylindrical gear.

На фиг.2 изображен общий вид привода прокатного стана с дифференциальным распределительным механизмом.Figure 2 shows a General view of the drive of a rolling mill with a differential distribution mechanism.

Привод прокатного стана (исполнение по фиг.1) состоит из двух двигателей 1, 2, корпуса 3, в котором смонтированы два быстроходных вала 4, 5, два тихоходных вала 6, 7, и распределительный механизм в виде одноступенчатых зубчатых передач, каждая из которых состоит из двух зубчатых колес: колес 8, 9, смонтированных соответственно на валах 4, 6 и колес 10, 11, смонтированных соответственно на валах 5, 7. Тихоходный вал 6 выполнен пустотелым, а тихоходный вал 7 свободно пропущен сквозь него. Вал 6 имеет подшипниковые опоры 12, 13, смонтированные в корпусе 3, а вал 7 имеет подшипниковые опоры 14, 15, также смонтированные в корпусе 3. На пустотелом валу 6 смонтирована шевронная шестерня 16, находящаяся в зацеплении с шевронной шестерней 17, установленной на валу 18 в корпусе 3, причем передаточное отношение зацепления равно единице.The drive of the rolling mill (version 1) consists of two engines 1, 2, housing 3, in which two high-speed shafts 4, 5, two low-speed shafts 6, 7, and a distribution mechanism in the form of single-stage gears are mounted, each of which consists of two gears: wheels 8, 9 mounted respectively on shafts 4, 6 and wheels 10, 11 mounted respectively on shafts 5, 7. Slow-moving shaft 6 is hollow, and low-speed shaft 7 is freely passed through it. The shaft 6 has bearing bearings 12, 13 mounted in the housing 3, and the shaft 7 has bearing bearings 14, 15, also mounted in the housing 3. On the hollow shaft 6 mounted chevron gear 16, which is meshed with the chevron gear 17 mounted on the shaft 18 in the housing 3, the gear ratio of gearing being equal to one.

Тихоходный вал 6 и вал 18 посредством универсальных шпинделей 19, 20 связаны с рабочими валками прокатного стана 21, 22.The low-speed shaft 6 and the shaft 18 are connected by universal spindles 19, 20 to the work rolls of the rolling mill 21, 22.

В приводе прокатного стана с дифференциальным распределительным механизмом (исполнение по фиг.2) дополнительно имеется зубчатое колесо 23, смонтированное на подшипниковых опорах 24, 25, в корпусе 3, который находится в зацеплении с колесами 8, 10. Внутри колеса 23 смонтированы сателлиты 26, 27, находящиеся в зацеплении с колесами 9, 11, являющимися в данном исполнении центральными колесами дифференциала.In the drive of the rolling mill with a differential distribution mechanism (version of FIG. 2), there is additionally a gear wheel 23 mounted on the bearing bearings 24, 25, in the housing 3, which is engaged with the wheels 8, 10. Inside the wheel 23 are mounted satellites 26, 27, which are meshed with wheels 9, 11, which in this design are central differential wheels.

Привод работает следующим образом.The drive operates as follows.

Крутящий момент от двигателей 1, 2 через распределительный механизм (либо цилиндрический зубчатый, либо цилиндрический дифференциальный) передается на тихоходные валы 6, 7. Со сквозного вала 6 вращение передается непосредственно через шпиндель 19 на рабочий валок 21, а вращение с пустотелого вала 7 через шестерни 16, 17 и шпиндель 20 передается на рабочий валок 22.The torque from the engines 1, 2 is transmitted through a distribution mechanism (either a cylindrical gear or a cylindrical differential) to low-speed shafts 6, 7. From the through shaft 6, the rotation is transmitted directly through the spindle 19 to the work roll 21, and the rotation from the hollow shaft 7 through gears 16, 17 and the spindle 20 is transmitted to the work roll 22.

Поскольку коаксиальные тихоходные валы 6, 7 имеют подшипниковые опоры, смонтированные в корпусе 3, они имеют одинаковые по знаку и величине угловые скорости, а вектор циркулирующей нагрузки присутствует только на внутренних кольцах подшипниковых опор, частота вращения в подшипниках снижается в два раза, что существенно повышает нагрузочную способность, а выполнение зубчатой передачи одноступенчатой позволяет при этом сократить габариты привода.Since the coaxial low-speed shafts 6, 7 have bearing bearings mounted in the housing 3, they have the same angular velocities in sign and size, and the circulating load vector is present only on the inner rings of the bearing bearings, the rotation speed in the bearings is halved, which significantly increases load capacity, and the performance of a single-stage gear transmission allows reducing the dimensions of the drive.

Claims

1. The drive of the rolling mill, comprising motors mounted in the housing high-speed shafts, low-speed shafts mounted coaxially on bearings and associated with the rolling rolls, and a distribution mechanism in the form of gears, the wheels of which are mounted on high-speed and low-speed shafts, characterized in that low-speed shafts are made in the form of one low-speed shaft, freely passed through the second hollow low-speed shaft, and bearing bearings of the shafts are placed in the housing, while gears are made They are single-stage, the through low-speed shaft is connected directly to the rolling roll, and the hollow low-speed shaft is connected to another rolling roller by means of a gear transmission with a gear ratio equal to unity.

2. The drive of the rolling mill according to claim 1, characterized in that the distribution mechanism is made in the form of a cylindrical differential, one central wheel of which is connected to the through, and the second to the hollow shaft.