RU2532214C1

RU2532214C1 - Tube cold rolling mill

Info

Publication number: RU2532214C1
Application number: RU2013109649/02A
Authority: RU
Inventors: Владислав Архипович Мироненко; Ирина Анатольевна Байкова; Елена Борисовна Пархоменко; Светлана Борисовна Петрова; Ирина Петровна Снигур; Сергей Владимирович Снигур
Original assignee: Владислав Архипович Мироненко
Priority date: 2013-03-05
Filing date: 2013-03-05
Publication date: 2014-10-27
Also published as: RU2013109649A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to metallurgy. Pilger mill comprises moving working stand with beating bed and to drive working rolls equipped with wedge mechanisms of their position adjustment, planetary-crank drive of working stand reciprocation with crank translation, housing with stand guides and rack drive of rolls. Higher strength of working stand is ensured by invariable lateral clearance in rack-gear pairs without additional adjustment at roll position variation which is possible due to bearing fitted on stand drive crank at stand bed tail section. Note here that second bearing of working stand running gear is composed of two rolls in contact with housing guide, one roll on axles in every frame of bearing bed. Roll drive racks in the area of engagement with the shaft drive gears are arranged in contact with support rolls fitted in the housing secured from external end of working roll bearing support pad on drive gear location side. Note here that free end of racks is articulated with lever mounted at the bed with working stand guides to displace the rack along rolling line.

EFFECT: higher hardness of working mill.

4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а точнее к оборудованию для холодной пильгерной прокатки труб.The invention relates to pipe rolling production, and more specifically to equipment for cold pilger pipe rolling.

Известен стан холодной прокатки труб (см., например, рис.20, 18, 19 в книге "Холодная прокатка труб", З.А. Кофф и др. Металлургиздат, 1962), в котором валки соединены меду собой шестернями, диаметр валков постоянен, приближение скорости вращения валков к скорости по катающему диаметру осуществляется за счет сменных шестерен, что не позволяет существенно уменьшить осевые усилия прокатки.A well-known cold pipe rolling mill (see, for example, Fig. 20, 18, 19 in the book "Cold pipe rolling", Z. A. Koff et al. Metallurgizdat, 1962), in which the rolls are connected by honey with gears, the diameter of the rolls is constant , the approximation of the speed of rotation of the rolls to the speed along the rolling diameter is due to interchangeable gears, which does not significantly reduce the axial forces of rolling.

Известен также стан холодной прокатки труб (см. Техническую информацию фирмы "Mannesmann Demag" Cold Pilger Mill Type KPW 18 HMR, 1994 и рис. 45, стр.114 "Станы холодной прокатки труб". М.И. Гриншпун, Металлургиздат, 1967).A cold pipe rolling mill is also known (see Technical Information of Mannesmann Demag Cold Pilger Mill Type KPW 18 HMR, 1994 and Fig. 45, p. 114 “Cold Pipe Rolling Mills. MI Grinshpun, Metallurgizdat, 1967) .

Известна конструкция стана холодной прокатки, содержащая привод возвратно-поступательного перемещения рабочей клети, подвижную рабочую клеть с рабочими валками, приводимыми во вращение концевыми шестернями, перекатывающимися по рейкам, смонтированным в стационарной станине. Приближение скорости вращения валков к скорости по катающему диаметру осуществляется за счет изменения диаметра валка. В связи с тем, что изменение диаметра валка приводит к нарушению зазора в парах "рейка - концевая шестерня", рейки установлены на клиновых опорах, обеспечивающих их перемещение в вертикальной плоскости для компенсации возникших изменений. Эту настройку необходимо производить при каждом изменении диаметра валка, что существенно увеличивает потери времени на настройку стана.A known design of the cold rolling mill, comprising a reciprocating drive of the working stand, a movable working stand with work rolls driven into rotation by end gears rolling on rails mounted in a stationary frame. The approach of the speed of rotation of the rolls to the speed along the rolling diameter is carried out by changing the diameter of the roll. Due to the fact that the change in the diameter of the roll leads to a violation of the gap in the pairs "rack - end gear", the racks are mounted on wedge supports, ensuring their movement in the vertical plane to compensate for the changes. This setting must be made with every change in the diameter of the roll, which significantly increases the time loss for setting up the mill.

Другим недостатком известной конструкции является тот факт, что рейки привода вращения валков закреплены в станине без возможности перемещения в осевом направлении, поэтому исключена возможность компенсации несоответствия скорости вращения валков и скорости по катающему радиусу ручья.Another disadvantage of the known design is the fact that the rails of the roll rotation drive are fixed in the frame without the possibility of axial movement, therefore, the possibility of compensating for the mismatch of the speed of rotation of the rolls and the speed along the rolling radius of the stream is excluded.

Наиболее близким по технической сути является техническое решение, описанное в Технической информации фирмы "Mannesmann Demag" Cold Pilger Mill Type KPW 18 HMR, 1994 и рис. 45, стр.114 "Станы холодной прокатки труб" М.И. Гриншпун, Металлургиздат, 1967.The closest in technical essence is the technical solution described in the Technical Information of Mannesmann Demag Cold Pilger Mill Type KPW 18 HMR, 1994 and Fig. 45, p. 114 "Cold pipe rolling mills" M.I. Grinshpun, Metallurgizdat, 1967.

Задачей данного изобретения является снижение осевых усилий прокатки, а также сокращение вспомогательного времени на настройку стана.The objective of the invention is to reduce the axial forces of rolling, as well as reducing the auxiliary time for setting up the mill.

Поставленные задачи достигнуты тем, что в стане холодной прокатки труб, содержащем подвижную рабочую клеть с силовой станиной и двумя приводными рабочими валками, снабженными клиновыми механизмами настройки их положения, планетарно-кривошипный привод возвратно-поступательного перемещения рабочей клети с прямолинейным движением кривошипа, корпус с направляющими для рабочей клети и зубчато-реечный привод вращения валков, в качестве ходовой опоры рабочей клети, в хвостовой части станины рабочей клети смонтирован подшипник, установленный на кривошипе привода перемещения клети, при этом вторая опора ходовой части рабочей клети выполнена в виде двух роликов, смонтированных в контакте с направляющими корпуса на осях по одному в каждой раме силовой станины, рейки привода вращения валков в зоне зацепления с ведомой шестерней валка установлены в контакте с опорными роликами, размещенными в корпусе, закрепленном с внешнего торца подушки подшипниковой опоры рабочего валка со стороны размещения ведомой шестерни, при этом свободный конец реек шарнирно соединен с рычагом, установленным в станине с направляющими для рабочей клети с возможностью перемещения рейки вдоль линии прокатки, клиновые механизмы настройки положения верхнего и нижнего валков соединены общим для каждой пары валом с левой и правой резьбой, при этом ось вала устанавливается параллельно оси валков, контактная поверхность клина, опирающаяся на силовую раму, выполнена цилиндрической по диаметру расточки в раме, а поверхность контакта подклинков выполнена по диаметру контактной поверхности в подушках таким образом, что оси цилиндрических контактных поверхностей в клиньях и подклинках расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, в корпусах реек в месте шарнирного соединения с рычагами с обеих сторон шарнира вдоль оси рейки смонтированы демпфирующие упругие элементы.The objectives are achieved by the fact that in a cold rolling mill of pipes containing a movable working stand with a power bed and two drive working rolls equipped with wedge mechanisms for adjusting their position, a planetary crank drive for reciprocating movement of the working stand with rectilinear movement of the crank, a housing with guides for the working stand and the rack-and-pinion drive for rotating the rolls, as a running support of the working stand, a bearing is mounted in the rear of the bed of the working stand, installed located on the crank of the drive for moving the stand, while the second support of the chassis of the working stand is made in the form of two rollers mounted in contact with the guides of the housing on the axles, one in each frame of the power bed, the rails of the drive for rotating the rolls in the engagement zone with the driven gear of the roll contact with support rollers placed in the housing, fixed from the outer end of the pillow of the bearing support of the work roll from the side of the driven gear, the free end of the rails pivotally connected to the lever, installed oval in the bed with guides for the working stand with the ability to move the rails along the rolling line, the wedge mechanisms for adjusting the position of the upper and lower rolls are connected by a left and right thread shaft common to each pair, while the shaft axis is parallel to the axis of the rolls, the contact surface of the wedge resting on the power frame, made cylindrical in diameter of the bore in the frame, and the contact surface of the sub-joints is made in diameter of the contact surface in the pillows so that the axis of the cylindrical con Comp act surfaces podklinkah wedges and arranged in mutually perpendicular planes, in buildings slats in place of articulation with the levers on both sides of the hinge axis along rails mounted elastic damping elements.

Такое исполнение стана холодной прокатки труб обеспечивает постоянство бокового зазора в зубчатых парах "рейка - шестерня" без дополнительной настройки, повышает прочность рабочей клети, обеспечивает снижение осевых усилий прокатки, сокращает затраты времени на настройку стана.This design of the cold pipe rolling mill ensures constant lateral clearance in the rack-pinion gear pairs without additional adjustment, increases the strength of the working stand, reduces axial rolling forces, and reduces the time required to set up the mill.

Изобретение поясняется описанием конкретного исполнения рабочей линии и чертежами, на которых:The invention is illustrated by a description of a specific design of the working line and drawings, in which:

Фиг.1 - продольный разрез по оси прокатки стана.Figure 1 is a longitudinal section along the axis of the rolling mill.

Фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.Figure 2 is a section along aa in figure 1.

Фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.1.Figure 3 is a section along BB in figure 1.

Фиг.4 - разрез по В-В на фиг.1.Figure 4 is a section along BB in figure 1.

Стан холодной прокатки труб содержит подвижную рабочую клеть 1, привод 2 возвратно-поступательного перемещения клети 1, зубчато-реечный привод 3 вращения валков, корпус 4.The cold tube rolling mill comprises a movable working stand 1, a reciprocating drive 2 of the stand 1, a rack-and-pinion drive 3 of the rolls rotation, a housing 4.

Рабочая клеть 1 содержит силовую станину 5 и два приводных рабочих валка: нижний рабочий валок 6 и верхний рабочий валок 7, снабженных клиновыми механизмами 8 настройки положения валков 6 и 7.The working stand 1 contains a power bed 5 and two drive work rolls: the lower work roll 6 and the upper work roll 7, equipped with wedge mechanisms 8 for adjusting the position of the rolls 6 and 7.

Валки 6 и 7 каждый содержат вал, 9 калибр 10, подшипники 11, подушки 12, корпусы 13, шестерни 14, кожухи 15 и 16, ролики 17, установленные на осях 18 в корпусах 13. Клиновые механизмы 8 состоят из вала 19, двух клиньев 20 с гайкой 21 и 22, двух подклинков 23, фиксатора 24.Rolls 6 and 7 each contain a shaft, 9 gauge 10, bearings 11, pillows 12, housings 13, gears 14, casings 15 and 16, rollers 17 mounted on the axles 18 in the casings 13. The wedge mechanisms 8 consist of a shaft 19, two wedges 20 with nut 21 and 22, two sub-joints 23, retainer 24.

Силовая станина 5 состоит из двух замкнутых рам 47 и 48, соединенных между собой вставками 49 и шпильками 50, на которой установлены захваты 51. Тягами 52 станина 5 соединяется с корпусом 27 привода 2 возвратно-поступательного перемещения рабочей клети 1 с помощью клиньев 53.The power bed 5 consists of two closed frames 47 and 48, interconnected by inserts 49 and studs 50, on which the grippers 51 are mounted. By the rods 52, the bed 5 is connected to the housing 27 of the drive 2 of the reciprocating movement of the working stand 1 using wedges 53.

Привод 2 содержит кривошип 25 с подшипником 26 и корпусом 27.The drive 2 contains a crank 25 with a bearing 26 and a housing 27.

Зубчато-реечные приводы 3 вращения валков 6 и 7 состоят из реек 28, рычагов 29, на осях 30, установленных в корпусе 4, сборных тяг 31 состоящих из серьги 32, серьги 33, соединительной гайки 34 и контргаек 35 и 36, осей 37 и 38. Серьги 32 установлены шарнирно в рычагах 29 с помощью осей 37, серьги 33 установлены шарнирно в корпусе 4 с помощью осей 38. Рейки 28 соединены с рычагами 29 шарнирно с помощью осей 39, ползунов 40, упругих элементов 41, 42 и регулировочной втулки 43 с резьбовой нарезкой.Gear rack drives 3 of the rotation of the rolls 6 and 7 consist of racks 28, levers 29, on the axles 30 installed in the housing 4, the assembly rods 31 consisting of an earring 32, an earring 33, a connecting nut 34 and lock nuts 35 and 36, axles 37 and 38. The earrings 32 are pivotally mounted in the levers 29 using the axles 37, the earrings 33 are pivotally mounted in the housing 4 using the axles 38. The rails 28 are pivotally connected to the levers 29 using the axles 39, sliders 40, elastic elements 41, 42 and the adjusting sleeve 43 with threaded thread.

Корпус 4 состоит из емкости 44 для приема СОЖ и направляющих 45 и 46 для рабочей клети 1.The housing 4 consists of a tank 44 for receiving coolant and guides 45 and 46 for the working stand 1.

Ролики 51, перемещающиеся по направляющим 45, 46 корпуса 4, и подшипник 26, закрепленный на кривошипе 25 привода 2, являются ходовой частью рабочей клети 1, обеспечивая ее однозначное положение в пространстве.The rollers 51, moving along the guides 45, 46 of the housing 4, and the bearing 26, mounted on the crank 25 of the drive 2, are the chassis of the working stand 1, ensuring its unambiguous position in space.

Шестерня 14 привода вращения валка 7 установлена на валу 9 в корпусе 13. Корпус 13 закреплен на одной из подушек 12 со стороны ее внешнего торца. Шестерня 14 находится в зацеплении с рейкой 28, опирающейся на ролик 17, установленный на оси 18 также в корпусе 13, таким образом, что зазор в зубчатом зацеплении остается постоянным независимо от положения валка 7. Кожухи 15 и 16 закреплены на корпусе 13 таким образом, что позволило изолировать реечные зацепления и поддерживающий ролик от внешней среды и обеспечить надежную смазку.The gear 14 of the drive rotation of the roll 7 is mounted on the shaft 9 in the housing 13. The housing 13 is mounted on one of the pillows 12 from the side of its outer end. The gear 14 is engaged with a rack 28, supported by a roller 17 mounted on an axis 18 also in the housing 13, so that the clearance in the gearing remains constant regardless of the position of the roll 7. The housings 15 and 16 are mounted on the housing 13 in such a way which made it possible to isolate rack gears and the supporting roller from the external environment and provide reliable lubrication.

Вал 19 клиновых механизмов 8 установлен параллельно оси валка 7 в плоскости, проходящей через оси валков 6 и 7, и зафиксирован в осевом направлении фиксатором 24, закрепленным на одной из подушек 12. На концах вала 19 выполнена резьба правого и левого направления, в клиньях 20 установлены гайки 21 и 22, взаимодействующие с концами вала 19 с соответствующим направлением нарезки, поэтому при вращении вала 19 клинья 20 перемещаются синхронно навстречу друг другу или в противоположные стороны, обеспечивая тем самым перемещение валков в вертикальной плоскости вниз или вверх. Поверхности контакта окон рам 47 и 48 с клиньями 20 и поверхности контакта подклинков 23 с подушками 12 выполнены цилиндрическими таким образом, что оси цилиндрических поверхностей на клиньях 20 параллельны осям валков 6 и 7, а оси цилиндрических поверхностей на подклинках 23 и подушках 12 перпендикулярны осям цилиндрических поверхностей на клиньях 20. Таким образом достигается самоустановка валков 6 и 7 и клиновых механизмов 8.The shaft 19 of the wedge mechanisms 8 is mounted parallel to the axis of the roll 7 in the plane passing through the axis of the rolls 6 and 7, and is axially fixed by a latch 24 mounted on one of the pillows 12. At the ends of the shaft 19, threads of the right and left directions are made, in the wedges 20 nuts 21 and 22 are installed, interacting with the ends of the shaft 19 with the corresponding cutting direction, therefore, when the shaft 19 is rotated, the wedges 20 move synchronously towards each other or in opposite directions, thereby ensuring the movement of the rolls in a vertical plane down or up. The contact surfaces of the windows of the frames 47 and 48 with the wedges 20 and the contact surface of the wedges 23 with the pillows 12 are cylindrical in such a way that the axes of the cylindrical surfaces on the wedges 20 are parallel to the axes of the rolls 6 and 7, and the axes of the cylindrical surfaces on the wedges 23 and pillows 12 are perpendicular to the axes of the cylindrical surfaces on wedges 20. Thus, self-installation of rolls 6 and 7 and wedge mechanisms 8 is achieved.

Установка упругих элементов 41, 42 в соединении реек 28 с рычагами 29 позволяет из-за воздействия в процессе прокатки осевых нагрузок на рейки 28 обеспечить их перемещение и за счет этого уменьшить осевые усилия на прокатываемую трубу.The installation of elastic elements 41, 42 in the connection of the rails 28 with the levers 29 allows due to the impact during the rolling process of axial loads on the rails 28 to ensure their movement and thereby reduce axial forces on the rolled pipe.

Шарнирное закрепление реек 28 в рычаге 29 с помощью осей 39 и ориентировка рейки 28 в зоне зацепления с шестернями 14 с помощью роликов 17 обеспечивает постоянство зазора в зубчатом зацеплении независимо от диаметра калибров 10.The articulation of the rails 28 in the lever 29 using the axles 39 and the orientation of the rails 28 in the area of engagement with the gears 14 using the rollers 17 ensures a constant gap in the gear mesh regardless of the diameter of the calibers 10.

Во время работы стана рабочая клеть 1 перемещается возвратно-поступательно по направляющим 45, 46 плиты 4 с помощью тяг 52, закрепленных клиньями 53 в корпусе 27 привода 2, перемещающегося прямолинейно возвратно-поступательно под воздействием кривошипа 25 через подшипник 26. В процессе возвратно-поступательного перемещения рабочей клети 1 шестерни 14 перекатываются по рейкам 28, приводя в возвратно-качательное вращение валы 9 с калибрами 10. В результате возвратно-поступательного и возвратно-качательного движения калибров 10 с переменным профилем ручья осуществляется порционная прокатка трубы.During operation of the mill, the working stand 1 moves reciprocally along the guides 45, 46 of the plate 4 using rods 52 fixed by wedges 53 in the housing 27 of the drive 2, moving linearly reciprocally under the influence of the crank 25 through the bearing 26. In the process of reciprocating the movement of the working stand 1 of the gear 14 is rolled along the rails 28, resulting in the reciprocating rotation of the shafts 9 with calibers 10. As a result of the reciprocating and reciprocating movements of the calibers 10 with a variable profile p whose rolling is carried out in portions of the tube.

Для обеспечения прокатки качественной трубы необходима настройка параметров и взаимного положения калибров 10 валков 6 и 7 рабочей клети 1.To ensure the rolling of a quality pipe, it is necessary to adjust the parameters and the relative position of the gauges 10 rolls 6 and 7 of the working stand 1.

Настройка одного из основных параметров - катающего радиуса калибров обеспечивается путем изменения наружного диаметра калибров 10. Однако изменение диаметра калибра 10 приводит к тому, что линия (ось) прокатки смещается от номинального положения, по которому устанавливаются все механизмы стана. После установки калибров 10, отличающихся по диаметру от номинального размера, нижний валок 6 путем вращения вала 19 нижнего клинового механизма 8 устанавливается таким образом, чтобы ось ручья калибра 10 совпадала с номинальным положением линии прокатки, после этого верхний валок 7 устанавливается с помощью верхнего клинового механизма 8 в контакте калибров 10 друг с другом. Настройка синхронного вращения калибров 10 обеспечивается путем продольного перемещения реек 28. Это достигается путем изменения расстояния между осями 37 и 38 за счет вращения соединительной гайки 34.The setting of one of the main parameters - the rolling radius of the calibers is provided by changing the outer diameter of the calibers 10. However, changing the diameter of the calibers 10 leads to the fact that the line (axis) of rolling is shifted from the nominal position along which all the mechanisms of the mill are installed. After the installation of calibers 10, differing in diameter from the nominal size, the lower roll 6 by rotation of the shaft 19 of the lower wedge mechanism 8 is set so that the axis of the stream gauge 10 coincides with the nominal position of the rolling line, after which the upper roll 7 is installed using the upper wedge mechanism 8 in contact of calibers 10 with each other. The synchronous rotation of the calibers 10 is adjusted by the longitudinal movement of the rails 28. This is achieved by changing the distance between the axles 37 and 38 due to the rotation of the connecting nut 34.

Claims

1. Cold pipe rolling mill containing a movable working stand with a power bed and two drive work rolls equipped with wedge mechanisms for adjusting their position, a planetary crank drive for reciprocating movement of the working stand with rectilinear movement of the crank, a housing with guides for the working stand and gear a rack-and-pinion drive for rotating the rolls, characterized in that a bearing mounted on the crank of the drive is mounted as the running support of the working stand in the rear of the bed of the working stand Ode to move the stand, while the second support of the chassis of the working stand is made in the form of two rollers mounted in contact with the guides of the housing on the axles, one in each frame of the power frame.

2. The cold rolling mill according to claim 1, characterized in that the rails of the roll rotation drive in the engagement zone with the driven gear of the roll are installed in contact with support rollers located in a housing fixed from the outer end of the pillow of the bearing support of the work roll from the side of the driven gear while the free end of the rails is pivotally connected to a lever mounted in the frame with guides for the working stand with the possibility of moving the rails along the rolling line.

3. The cold rolling mill according to claim 1, characterized in that the wedge mechanisms for adjusting the position of the upper and lower rolls are connected by a left and right thread shaft common to each pair, while the shaft axis is parallel to the roll axis, the contact surface of the wedge is based on the power the frame is made cylindrical in diameter of the bore in the frame, and the contact surface of the sub-joints is made in accordance with the diameter of the contact surface in the pillows so that the axes of the cylindrical contact surfaces in the wedges and sub-joints are located in mutually perpendicular planes.

4. The cold rolling mill according to claim 1 or 2, characterized in that damping elastic elements are mounted on the joints of the rails at the joints with levers on both sides of the hinge along the rail axis.