RU2518836C1 - Composite pre-strained roll - Google Patents

Composite pre-strained roll Download PDF

Info

Publication number
RU2518836C1
RU2518836C1 RU2012145163/02A RU2012145163A RU2518836C1 RU 2518836 C1 RU2518836 C1 RU 2518836C1 RU 2012145163/02 A RU2012145163/02 A RU 2012145163/02A RU 2012145163 A RU2012145163 A RU 2012145163A RU 2518836 C1 RU2518836 C1 RU 2518836C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
axle
sleeve
collar
contact
end surface
Prior art date
Application number
RU2012145163/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012145163A (en
Inventor
Анатолий Григорьевич Кузьменко
Алексей Петрович Тремасов
Дмитрий Александрович Клещенко
Артем Анатольевич Черников
Original Assignee
Общество с Ограниченной Ответственностью Научно-производственное предприятие "ИНЖМЕТ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с Ограниченной Ответственностью Научно-производственное предприятие "ИНЖМЕТ" filed Critical Общество с Ограниченной Ответственностью Научно-производственное предприятие "ИНЖМЕТ"
Priority to RU2012145163/02A priority Critical patent/RU2518836C1/en
Publication of RU2012145163A publication Critical patent/RU2012145163A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2518836C1 publication Critical patent/RU2518836C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: proposed roll comprises axle with collar, roll sleeve fitted on axle with guaranteed radial clearance to stay in contact with axle collar inner end surface. Sleeve axial fastener comprises journal-sleeve with collar fitted on axle to slide thereon to get in contact by sleeve-journal end surface with the sleeve end surface. Nut is screwed on axle threaded end to get in contact by its end surface with sleeve-journal end surface. Axle, sleeve and sleeve-journal are made from ferromagnetic material. End faces of axle collar and that of sleeve-journal in contact with sleeve ends have grooves. Said grooves accommodate flat ring permanent magnets or electric excitation coils. Excitation coils have feed cable laid in the grooves inside the axle and voltage feed contact rings secured at the axle end.
EFFECT: higher friction of contact end surfaces, simplified design and ease of assembly of composite rolls.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области прокатного производства и может быть использовано для повышения рентабельности прокатных станов за счет использования бандажированных валков. Многократное использование стальной оси и сменного изностойкого бандажа в составных валках по сравнению с цельнолитыми значительно снижает расход валкового инструмента на станах.The invention relates to the field of rolling production and can be used to increase the profitability of rolling mills through the use of bandaged rolls. Repeated use of a steel axis and a replaceable wear-resistant bandage in composite rolls in comparison with solid castings significantly reduces the consumption of roll tools on mills.

Известен составной предварительно-напряженный прокатный валок, содержащий ось с буртом, бандаж с коническим отверстием и средства крепления бандажа на оси, включающие втулку, надетую на ось с возможностью осевого перемещения и сопряженную с коническим отверстием бандажа, а также торцевые фиксирующие устройства, взаимодействующие с торцевой поверхностью бандажа [1].Known composite prestressed rolling roll containing an axis with a collar, a bandage with a conical hole and means for fastening the bandage on the axis, including a sleeve worn on the axis with the possibility of axial movement and interfaced with the conical hole of the bandage, as well as end fixing devices interacting with the end the surface of the brace [1].

Технологическая нагрузка, действующая на бандаж, уравновешивается за счет взаимодействия бандажа с конической втулкой и торцом бурта оси.The technological load acting on the bandage is balanced by the interaction of the bandage with a conical sleeve and the end of the axle shaft.

Недостатком составного валка данной конструкции состоит в том, что колебание температурного режима составного валка при работе его на стане горячей прокатки вызывает изменение радиального натяга, что вызывает разрушение чугунного бандажа или его прокручивание на оси в процессе прокатки.The disadvantage of the composite roll of this design is that the temperature fluctuation of the composite roll when it is operated on a hot rolling mill causes a change in radial interference, which causes the destruction of the cast iron band or its rolling on the axis during the rolling process.

Известен также составной предварительно-напряженный прокатный валок, содержащий ось с буртом, бандаж, одетый на ось с гарантированным радиальным зазором и сопряженный с торцом бурта по поверхности в виде многогранника, а также гайку, навинченную на резьбовую шейку оси и контактирующую торцевой поверхностью с торцевой поверхностью бандажа [2].Also known is a composite prestressed rolling roll containing an axis with a shoulder, a bandage, dressed on an axis with guaranteed radial clearance and mating with the end of the shoulder on the surface in the form of a polyhedron, as well as a nut screwed onto the threaded neck of the axis and contacting the end surface with the end surface bandage [2].

Момент прокатки в этой конструкции составного валка передается выступами сопряженных многогранников бурта и бандажа, исключающими прокручивание бандажа относительно бурта.The rolling moment in this construction of the composite roll is transmitted by the protrusions of the conjugated polyhedra of the shoulder and the band, excluding the scrolling of the band relative to the shoulder.

Основным недостатком такой конструкции является неравномерное распределение усилия между гранями многогранника и концентрация напряжения в отдельных точках бандажа, особенно на линиях пересечения его граней, что приводит к высоким контактным напряжениям и вызывает появление трещин в хрупком материале (чугуне) бандажа и его преждевременное разрушение.The main drawback of this design is the uneven distribution of effort between the faces of the polyhedron and the stress concentration at individual points of the brace, especially at the lines of intersection of its faces, which leads to high contact stresses and causes cracks in the brittle material (cast iron) of the brace and its premature failure.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является составной предварительно-напряженный валок, содержащий ось с буртом, втулку-цапфу с буртом, надетую на ось по скользящей посадке, бандаж, зажатый между торцами бурта оси и бурта втулки-цапфы гайкой, навинченной на резьбовой конец оси и контактирующей с торцом втулки-цапфы. Торцы бурта оси и бурта втулки-цапфы оснащены остроконечными зубьями, а на торцы бандажа нанесен слой пластичного, но достаточно прочного металла, что исключает прокручивание бандажа и смещение его относительно оси валка [3].The closest in technical essence and the achieved result (prototype) is a composite prestressed roller containing an axle with a collar, a pin-axle with a collar, put on the axis along a sliding fit, a bandage clamped between the ends of the axle collar and the collar of the axle-sleeve with a nut, screwed onto the threaded end of the axis and in contact with the end face of the journal sleeve. The ends of the axle collar and the axle-collar collar are equipped with pointed teeth, and a layer of plastic but sufficiently strong metal is applied to the ends of the bandage, which prevents the bandage from scrolling and shifting relative to the roll axis [3].

К основным недостатком прототипа можно отнести:The main disadvantage of the prototype include:

- наличие слоя пластичного, но достаточно прочного металла, т.е. прокладки в зоне контакта торцевых поверхностей бандажа и торцевых поверхностей бурта оси и втулки-цапфы с выступами, не позволяет упруго деформировать в осевом направлении составной валок, следовательно, передача момента прокатки и удержание бандажа в радиальном направлении по оси достигается за счет пластической деформации прокладки зубьями (выступами) на торцевых поверхностях бурта оси и втулки-цапфы.- the presence of a layer of ductile, but sufficiently strong metal, i.e. laying in the contact zone of the end surfaces of the bandage and the end surfaces of the axle collar and spigot hub with protrusions does not allow elastically deforming the composite roll in the axial direction, therefore, the transmission of the rolling moment and the retaining of the bandage in the radial direction along the axis is achieved due to the plastic deformation of the strip protrusions) on the end surfaces of the axle collar and axle sleeve.

- Сложность организации наплавки торцевых поверхностей бандажа из чугуна или твердого сплава пластичным материалом, т.е. организации прокладок и нарезки зубьев на торцевых поверхностях бурта оси и втулки-цапфы.- The complexity of organizing the surfacing of the end surfaces of the brace from cast iron or hard alloy with a plastic material, i.e. organization of gaskets and cutting of teeth on the end surfaces of the axle collar and axle sleeve.

Целью изобретения является:The aim of the invention is:

- Интенсификация сил трения сочлененных контактных торцевых поверхностей бандажа, бурта оси и втулки-цапфы за счет увеличения коэффициента трения путем их намагничивания. Известно, что коэффициент трения намагниченных поверхностей при разных удельных нагрузках в 2-3 раза выше, чем ненамагниченных [4].- Intensification of the friction forces of the articulated contact end surfaces of the brace, axle collar and spigot sleeve by increasing the friction coefficient by magnetizing them. It is known that the coefficient of friction of magnetized surfaces at different specific loads is 2-3 times higher than non-magnetized ones [4].

- Упрощение конструкции и технологичности сборки составных валков.- Simplification of the design and manufacturability of the assembly of composite rolls.

На фиг.1 представлена конструкция предлагаемого составного предварительно-напряженного валка с постоянным магнитом. На фиг.2 с электромагнитной катушкой возбуждения.Figure 1 shows the design of the proposed composite prestressed roll with a permanent magnet. Figure 2 with an electromagnetic excitation coil.

Предлагаемый составной предварительно напряженный прокатный валок содержит:The proposed composite prestressed rolling roll contains:

ось 1 с буртом 2, надетым на ось с зазором, бандаж 3, контактирующий торцевой поверхностью с внутренней торцевой поверхностью бурта 2. Средства осевого крепления бандажа 3, включающие втулку-цапфу 4 с буртом 5, надетую на ось 1 по скользящей посадке, зафиксированную от проворачивания шпонкой 6 и контактирующую торцевой поверхностью бурта 5 с противоположной торцевой поверхностью бандажа 3. Гайку 7, навинченную по резьбе на конец оси 1 и контактирующую торцевой поверхностью с торцевой поверхностью втулки-цапфы 4. Новым является то, что ось 1, бандаж 3, втулка-цапфа 4 выполнены из ферромагнитного материала и между торцевыми поверхностями бандажа 3, бурта 2 оси 1 и бурта 5 втулки-цапфы 4 в проточках 9 установлены плоские кольцевые магниты, одетые на ось 1.axis 1 with a collar 2, worn on the axis with a clearance, a band 3 contacting the end surface with the inner end surface of the collar 2. Means of axial fastening of the band 3, including a sleeve-pin 4 with a collar 5, worn on the axis 1 along a sliding fit, fixed from turning the key 6 and the contacting end surface of the collar 5 with the opposite end surface of the band 3. The nut 7 screwed onto the end of the axis 1 and contacting the end surface with the end surface of the spigot 4. The new thing is that axis 1, the band 3, the sleeve-pin 4 is made of ferromagnetic material and between the end surfaces of the brace 3, the shoulder 2 of the axis 1 and the shoulder 5 of the sleeve-pin 4 in the grooves 9 are installed flat ring magnets, dressed on the axis 1.

Вторым исполнением конструкции составного-предварительно напряженного валка является то, что в проточках 9 вместо постоянных магнитов 10 вмонтированы электромагнитные катушки возбуждения 11, которые снабжены питающими кабелями, проложенными в каналах 12 выполненных внутри оси 1 и имеющие токоподводящие контактные кольца 13, закрепленные на торце оси 1.The second embodiment of the composite-prestressed roll design is that in the grooves 9 instead of permanent magnets 10, electromagnetic field coils 11 are mounted, which are equipped with power cables laid in channels 12 made inside axis 1 and having current-carrying contact rings 13 fixed to the end of axis 1 .

Сборка предложенного составного валка осуществляется следующим образом:Assembly of the proposed composite roll is as follows:

в проточки 9 бурта 2 оси 1 вставляют плоский кольцевой магнит 10. На ось 1 одевают с заданным зазором бандаж 3, упирают его в бурт 2 и плоский торцевой магнит 10, затем на ось 1 по скользящей посадке на шпонку 6 одевают втулку-цапфу 4 с установленным в проточках 9 постоянным магнитом 10 и упирают ее в свободный торец бандажа 3. Всю собранную конструкцию фиксируют гайкой 7, навинчивая ее не резьбовой конец 8.insert a flat annular magnet 10 into the grooves 9 of the shoulder 2 of the axis 1, put a bandage 3 on the axis 1 with a given clearance, push it into the collar 2 and the flat end magnet 10, then put the spigot sleeve 4 on the axis 1 along the sliding fit on the key 6 s installed in the grooves 9 by a permanent magnet 10 and rest it in the free end of the band 3. The entire assembled structure is fixed with a nut 7, screwing it on the non-threaded end 8.

Постоянные плоские концевые магниты 10 по толщине строго соответствуют глубине проточек 9 бурта 2 оси 1 и бурта 5 втулки-цапфы.Permanent flat end magnets 10 in thickness strictly correspond to the depth of the grooves 9 of the shoulder 2 of the axis 1 and the shoulder 5 of the sleeve-journal.

В дальнейшем собранную систему устанавливают на специальный гидравлический стенд и осуществляют растяжение оси 1 за резьбовой конец 8 в зоне упругой деформации. Зазоры, образовавшиеся при растяжении между торцевыми поверхностями бурта 2 оси 1, бандажа 3, бурта 5 втулки-цапфы 4 и гайки 7, исключают принудительным завинчиванием гайки 7 на величину продольной упругой деформации оси 1. После чего растягивающую нагрузку на ось снимают, в результате чего составной валок получил предварительное осевое сжатие его элементов и напряженное состояние на контактных поверхностях бурта 2 оси 1, бандажа 3 и бурта 5 втулки-цапфы 4. Кроме того, эти поверхности намагничиваются постоянным кольцевым магнитом 10, что увеличивает коэффициент трения между ними.Subsequently, the assembled system is mounted on a special hydraulic stand and the axis 1 is stretched beyond the threaded end 8 in the elastic deformation zone. The gaps formed during tension between the end surfaces of the shoulder 2 of the axis 1, the brace 3, the shoulder 5 of the spigot 4 and the nut 7, are excluded by forcing the nut 7 by the longitudinal elastic deformation of the axis 1. After that, the tensile load on the axis is removed, resulting the composite roll received preliminary axial compression of its elements and the stress state on the contact surfaces of the shoulder 2 of the axis 1, the retainer 3 and the shoulder 5 of the sleeve-journal 4. In addition, these surfaces are magnetized by a permanent ring magnet 10, which increases There is a coefficient of friction between them.

Составной предварительно-напряженный валок с электрическими катушками возбуждения 11 работает следующим образом. Сборка производится по вышеизложенной схеме. Вместо кольцевых плоских магнитов 10 в проточки 9 встроены катушки возбуждения 11, посредством которых при подаче на них напряжения осуществляется регулируемое намагничивание контактных поверхностей бурта 2 оси 1, бандажа 3 и бурта 5 втулки-цапфы 4.Composite prestressed roller with electric excitation coils 11 operates as follows. Assembly is carried out according to the above scheme. Instead of ring flat magnets 10, excitation coils 11 are built into the grooves 9, by means of which, when voltage is applied to them, the contact surfaces of the collar 2 of axis 1, brace 3 and collar 5 of collar-pin 4 are magnetically magnetized.

При необходимости замены бандажа 3 (износ и переточка) на гидростенде осуществляют обратную операцию, ось 1 растягивают, а гайку 7 отпускают, после чего разбирают систему составного валка. После замены бандажа операция сборки повторяется.If it is necessary to replace the bandage 3 (wear and regrinding) on the hydro stand, the operation is reversed, the axis 1 is stretched, and the nut 7 is released, after which the composite roll system is disassembled. After replacing the bandage, the assembly operation is repeated.

Применение составных прокатных валков по сравнению с цельнолитыми в несколько раз снижает расход валкового материала, а также значительно снижает трудозатраты на изготовление.The use of composite rolling rolls in comparison with cast rolls several times reduces the consumption of roll material, and also significantly reduces labor costs for manufacturing.

Изобретение позволяет за счет повышения нагрузочной способности расширить масштабы применения составных прокатных валков и повысить рентабельность прокатных станов.The invention allows, by increasing the load capacity, to expand the use of composite rolling rolls and to increase the profitability of rolling mills.

Источники информацииInformation sources

1. Авторское свидетельство СССР №1616735, В21В 27/02.1. USSR copyright certificate No. 1616735, B21B 27/02.

2. Авторское свидетельство СССР №1488046, В21В 27/03.2. USSR author's certificate No. 1488046, B21B 27/03.

3. Патент РФ №2308332, В21В 27/00.3. RF patent No. 2308332, B21B 27/00.

4. А.Г.Кузьменко Мелкосортные станы. Состояние, проблемы, перспективы. М, 1996, стр.237.4. A.G. Kuzmenko Small-grade camps. Status, problems, prospects. M, 1996, p. 237.

Claims (1)

Составной предварительно-напряженный валок, содержащий ось с буртом, бандаж, размещенный на оси с гарантированным радиальным зазором и контактирующий торцевой поверхностью с внутренней торцевой поверхностью бурта оси, средства осевого крепления бандажа, включающие втулку-цапфу с буртом, установленную на ось по скользящей посадке и контактирующую торцевой поверхностью бурта втулки-цапфы с торцевой поверхностью бандажа, гайку, навинченную на резьбовой конец оси и контактирующую торцевой поверхностью с торцевой поверхностью втулки-цапфы, отличающийся тем, что ось, бандаж и втулка-цапфа изготовлены из ферромагнитного материала, а торцы бурта оси и бурта втулки-цапфы, контактирующие с торцами бандажа, имеют проточки, в которых размещены установленные на оси плоские кольцевые постоянные магниты или электрические катушки возбуждения, при этом катушки возбуждения имеют питающий кабель, проложенный в каналах внутри оси и контактные кольца подвода напряжения, закрепленные на торце оси. A composite prestressed roll containing an axle with a collar, a bandage placed on an axis with guaranteed radial clearance and in contact with the end surface with the inner end surface of the axle collar, means of axial fastening of the bandage, including a spigot-sleeve with a collar mounted on the axis along a sliding fit and the end face of the collar of the hub-pin with the end surface of the brace, the nut screwed onto the threaded end of the axis and the contact of the end surface with the end surface of the hub of the axle characterized in that the axis, the brace and the journal sleeve are made of ferromagnetic material, and the ends of the axle collar and the journal collar in contact with the ends of the brace have grooves in which axial flat ring permanent magnets or electric field coils are mounted while the excitation coils have a power cable laid in the channels inside the axis and contact rings of the voltage supply, mounted on the end of the axis.
RU2012145163/02A 2012-10-24 2012-10-24 Composite pre-strained roll RU2518836C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012145163/02A RU2518836C1 (en) 2012-10-24 2012-10-24 Composite pre-strained roll

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012145163/02A RU2518836C1 (en) 2012-10-24 2012-10-24 Composite pre-strained roll

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012145163A RU2012145163A (en) 2014-04-27
RU2518836C1 true RU2518836C1 (en) 2014-06-10

Family

ID=50515344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012145163/02A RU2518836C1 (en) 2012-10-24 2012-10-24 Composite pre-strained roll

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2518836C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU925452A1 (en) * 1980-09-25 1982-05-07 Предприятие П/Я А-1405 Roll
SU1076156A1 (en) * 1982-03-31 1984-02-29 Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт Composite roll
SU1488046A1 (en) * 1986-11-24 1989-06-23 Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И.Носова Composite roll
EP0383450A1 (en) * 1989-02-15 1990-08-22 Bellmatic Limited Magnetic rolling apparatus
SU1616735A1 (en) * 1989-02-15 1990-12-30 Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола Composite rolling mill roll
RU2308332C1 (en) * 2006-03-20 2007-10-20 ООО Научно-производственное предприятие "Инжмет" Prestressed built-up rolling roll

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU925452A1 (en) * 1980-09-25 1982-05-07 Предприятие П/Я А-1405 Roll
SU1076156A1 (en) * 1982-03-31 1984-02-29 Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт Composite roll
SU1488046A1 (en) * 1986-11-24 1989-06-23 Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И.Носова Composite roll
EP0383450A1 (en) * 1989-02-15 1990-08-22 Bellmatic Limited Magnetic rolling apparatus
SU1616735A1 (en) * 1989-02-15 1990-12-30 Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола Composite rolling mill roll
RU2308332C1 (en) * 2006-03-20 2007-10-20 ООО Научно-производственное предприятие "Инжмет" Prestressed built-up rolling roll

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012145163A (en) 2014-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201380410Y (en) Integral grinding fixture for backing bearing in multi-roller mill
CN202845081U (en) High wear resistance composite rolling mortar wall/crushing wall of cone crusher
RU2518836C1 (en) Composite pre-strained roll
CN104942030B (en) Bar Cooling Bed alignment roller
CN205032214U (en) Compound roller of high strength
CN205128079U (en) Modular grinding roller body of vertical roller mill roller
CN205008044U (en) Compound grinding roller of detachable ceramal
CN201495004U (en) Supporting roller device for mine wrench
CN202468849U (en) Anti-abrasion chain
CN101799040A (en) Self-pretightening double-row tapered roller bearing
CN102348515A (en) A roller comprising a drive shaft and a roller ring, as well as a method for assembling such a roller
CN205190522U (en) Strenghthened type entity holder deep groove ball bearing
CN203868103U (en) Guide pulley device
CN209451936U (en) A kind of hydraulic vertical grinding machine pressure roller
CN201815545U (en) Four-row tapered roller bearing without spacer
CN104998716A (en) Quick assembly-disassembly type wear-resisting roll system structure of high-pressure grinding roller and assembly method
CN106424142A (en) Combined roller
CN206122332U (en) Combined roller
CN209886401U (en) High-speed wire rod finishing mill looping roller
CN202667250U (en) Composite hard alloy roll
CN201659145U (en) Roller-system axial locking structure of section mill
CN206549723U (en) A kind of roller of Double roller type sand maker
CN207188518U (en) A kind of pulling-straightening roller of withdrawal straightening machine
CN211330779U (en) Slitter edge coiling machine using novel wear-resistant lining plate
CN104148398A (en) Simple combined-type roller

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181025