RU2623518C1 - Roller centering unit - Google Patents

Roller centering unit Download PDF

Info

Publication number
RU2623518C1
RU2623518C1 RU2016133545A RU2016133545A RU2623518C1 RU 2623518 C1 RU2623518 C1 RU 2623518C1 RU 2016133545 A RU2016133545 A RU 2016133545A RU 2016133545 A RU2016133545 A RU 2016133545A RU 2623518 C1 RU2623518 C1 RU 2623518C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
axis
rollers
centering
rotation
roller
Prior art date
Application number
RU2016133545A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Григорий Иванович Коваль
Original Assignee
Григорий Иванович Коваль
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 Григорий Иванович Коваль filed Critical Григорий Иванович Коваль
Priority to RU2016133545A priority Critical patent/RU2623518C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2623518C1 publication Critical patent/RU2623518C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: roller centering unit contains a stand 1, in which there are four rollers 2 at an angle of 2π/N relative to each other in the plane perpendicular to the centering axis. The rollers 2 are connected to power cylinders 4 through the axes of their rotation 3. Increasing the service life of the centering rollers and improving the quality of the products by avoiding slippage thereof is ensured by the fact that the power cylinders 4 are installed in the stand 1, the working surface of the rollers 2 is made with a spherical radius R, the center of the sphere O of the working surface of the rollers 2 is located on the axis 3 of their rotation, of the axis 3 of the rotation of the rollers 2 in a plane perpendicular to the centering axis, are offset from this axis by a value of c, and the axis 3 of rotation of the rollers 2 in the plane of the centering axis is deviated from the perpendicular to this axis by an angle α.
EFFECT: expansion of technological capabilities.
2 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам для центрирования проката и поковок.The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to devices for centering rolled products and forgings.

Известен роликовый центрователь [Центрователь трубопрокатного стана, пат. РФ №2308331, В21В 25/02, опубл. 20.10.2007 г.]. Данный роликовый центрователь вращающейся вокруг оси центрирования и поступательно перемещающейся вдоль этой оси заготовки содержит три свободно вращающихся ролика, каждый из которых через оси их вращения смонтирован в корпусе, корпуса связаны со станиной и имеют возможность синхронного перемещения (сведения и разведения) от приводов под углом 2π/n (n - число роликов) в плоскости, перпендикулярной оси центрирования.Known roller centralizer [Centralizer tube mill, US Pat. RF №2308331, В21В 25/02, publ. October 20, 2007]. This roller centralizer of a workpiece rotating around a centering axis and progressively moving along this axis contains three freely rotating rollers, each of which is mounted in the housing through the axis of rotation, the housings are connected to the bed and have the ability to synchronously move (reduce and dilute) from the drives at an angle of 2π / n (n is the number of rollers) in a plane perpendicular to the centering axis.

Недостатком такой конструкции центрователя является то, что при одновременном вращательном и поступательном перемещении заготовки на трубопрокатном стане винтовой прокатки и на радиально-ковочной машине на рабочую поверхность роликов, контактирующих с поверхностью заготовки, постоянно действует сила трения скольжения вдоль оси центрирования. Действие на рабочие поверхности роликов сил трения скольжения в направлении, перпендикулярном направлению вращения роликов, приводит к интенсивному износу их рабочей поверхности, а также повреждению поверхности круглой заготовки в виде задиров и царапин. Это снижает срок службы роликов и ухудшает качество поверхности центрируемого проката и поковок.A drawback of such a centralizer design is that during simultaneous rotational and translational movement of the workpiece on a helical tube rolling mill and on a radial forging machine, the sliding friction force along the centering axis is constantly acting on the working surface of the rollers in contact with the workpiece surface. The action on the working surfaces of the rollers of the sliding friction forces in the direction perpendicular to the direction of rotation of the rollers leads to intensive wear of their working surface, as well as damage to the surface of the round workpiece in the form of scoring and scratches. This reduces the service life of the rollers and affects the surface quality of the centered rolled products and forgings.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является роликовый центрователь [Центрователь, пат. на пол. модель РФ №159468, опубл. 10.09.2015 г., Б.И. №25], включающий не менее трех свободно вращающихся роликов со сферической рабочей поверхностью.The closest in technical essence and the achieved effect is a roller centering [Centrator, US Pat. on the floor. RF model No. 159468, publ. 09/10/2015, B.I. No. 25], including at least three freely rotating rollers with a spherical working surface.

В данном роликовом центрователе вращающейся вокруг оси центрирования и поступательно перемещающейся вдоль этой оси заготовки ролики установлены через шарнирные подшипники на осях, параллельных оси центрирования, и имеют возможность синхронного перемещения (сведения и разведения) от приводов под углом 2π/n в плоскости, перпендикулярной оси центрирования, где n - число роликов. Установка осей роликов параллельно оси центрирования в шарнирных подшипниках за счет разворота роликов в шарнирных подшипниках позволяет снижать силы трения между рабочей поверхностью роликов и заготовкой.In this roller centering device, the workpiece rotating around the centering axis and progressively moving along this axis, the rollers are mounted through spherical bearings on axes parallel to the centering axis and have the possibility of synchronous movement (information and dilution) from the drives at an angle 2π / n in a plane perpendicular to the centering axis where n is the number of clips. Setting the axes of the rollers parallel to the centering axis in the articulated bearings due to the rotation of the rollers in the articulated bearings reduces the friction forces between the working surface of the rollers and the workpiece.

Однако роликовый центрователь, принятый в качестве прототипа, предназначен преимущественно для центрирования заготовок, совершающих вращение. Окружная скорость поверхности центрируемой заготовки должна превышать скорость ее поступательного перемещения более чем в 2,7 раза, учитывая относительно малый по конструктивным соображениям угол разворота наружных обойм шарнирных подшипников относительно их внутренних колец (15-20 град), что ограничивает технологические возможности такой конструкции роликового центрователя. При поступательном перемещении заготовки на рабочую поверхность роликов, контактирующих с поверхностью заготовки, действует сила трения скольжения вдоль оси центрирования. Действие на рабочие поверхности роликов сил трения скольжения приводит к интенсивному их износу, а также повреждению поверхности круглой заготовки в виде задиров и царапин. Это снижает срок службы роликов и ухудшает качество поверхности центрируемого проката и поковок.However, the roller centralizer, adopted as a prototype, is intended primarily for centering workpieces that perform rotation. The peripheral speed of the surface of the centered workpiece should exceed the speed of its translational movement by more than 2.7 times, taking into account the relatively small, for structural reasons, rotation angle of the outer race of the articulated bearings relative to their inner rings (15-20 degrees), which limits the technological capabilities of this design of the roller centering . When translating the workpiece on the working surface of the rollers in contact with the surface of the workpiece, a sliding friction force acts along the centering axis. The action on the working surfaces of the rollers of the sliding friction forces leads to their intensive wear, as well as damage to the surface of the round billet in the form of scoring and scratches. This reduces the service life of the rollers and affects the surface quality of the centered rolled products and forgings.

Таким образом, основным недостатком конструкции роликового центрователя согласно прототипу является ограниченный срок службы роликов и низкое качество поверхности получаемого проката и поковок.Thus, the main disadvantage of the design of the roller centering according to the prototype is the limited life of the rollers and the low surface quality of the resulting rolled and forgings.

Задачей изобретения является повышение срока службы роликов и улучшение качества центрируемого проката и поковок.The objective of the invention is to increase the service life of the rollers and improve the quality of centered rolling and forgings.

Поставленная задача достигается тем, что в заявляемом роликовом центрователе вращающейся вокруг оси центрирования и поступательно перемещающейся вдоль этой оси заготовки, включающем не менее трех свободно вращающихся роликов со сферической рабочей поверхностью, расположенных относительно друг друга и с возможностью синхронного перемещения от приводов под углом 2π/n в плоскости перпендикулярной оси центрирования, где n - число роликов, согласно изобретению центр сферы рабочей поверхности роликов расположен на оси их вращения, оси вращения роликов в плоскости, перпендикулярной оси центрирования, смещены от этой оси, оси вращения роликов в плоскости оси центрирования отклонены от перпендикуляра к этой оси.The problem is achieved in that in the inventive roller centering device rotating around a centering axis and translationally moving along this axis of the workpiece, comprising at least three freely rotating rollers with a spherical working surface located relative to each other and with the possibility of synchronous movement from the drives at an angle of 2π / n in the plane perpendicular to the centering axis, where n is the number of rollers, according to the invention, the center of the sphere of the working surface of the rollers is located on the axis of rotation, the axis of rotation The roller axes in the plane perpendicular to the centering axis are offset from this axis, the axis of rotation of the rollers in the plane of the centering axis are deviated from the perpendicular to this axis.

Расположение центра сферы рабочей поверхности каждого ролика на оси его вращения позволяет выполнить рабочую поверхность ролика грибовидной формы.The location of the center of the sphere of the working surface of each roller on the axis of its rotation allows you to perform the working surface of the roller mushroom shape.

Смещение оси вращения каждого ролика в плоскости, перпендикулярной оси центрирования, от оси центрирования создает плечо приложения силы трения скольжения к рабочей поверхности ролика при поступательном перемещении заготовки вдоль оси центрирования. За счет этого на ролик действует крутящий момент, обеспечивающий его вращение при поступательном перемещении заготовки вдоль оси центрирования и отсутствие проскальзывания поверхности заготовки при ее поступательном перемещении относительно рабочей поверхности ролика.The shift of the axis of rotation of each roller in a plane perpendicular to the centering axis from the centering axis creates a shoulder of application of the sliding friction force to the working surface of the roller while translating the workpiece along the centering axis. Due to this, a torque acts on the roller, which ensures its rotation during translational movement of the workpiece along the centering axis and the absence of slipping of the surface of the workpiece during its translational movement relative to the working surface of the roller.

Отклонение оси вращения каждого ролика в плоскости оси центрирования от перпендикуляра к этой оси создает плечо приложения силы трения скольжения к рабочей поверхности ролика при вращении заготовки вокруг оси центрирования. Благодаря этому на ролик действует крутящий момент, приводящий к его повороту при вращении заготовки вокруг оси центрирования и устранению проскальзывания поверхности заготовки при ее вращении относительно рабочей поверхности ролика.The deviation of the rotation axis of each roller in the plane of the centering axis from the perpendicular to this axis creates a shoulder of application of the sliding friction force to the working surface of the roller when the workpiece rotates around the centering axis. Due to this, a torque acts on the roller, leading to its rotation during rotation of the workpiece around the centering axis and elimination of slipping of the surface of the workpiece during its rotation relative to the working surface of the roller.

Следовательно, применение таких конструктивных решений позволяет заготовке перемещаться без проскальзывания относительно рабочей поверхности роликов, существенно снижая ее износ и устраняя появление на заготовке задиров и царапин при поступательно-вращательном движении заготовки, а особенно при поступательном перемещении заготовки вдоль оси центрирования. Это повышает срок службы рабочей поверхности роликов и улучшает качество поверхности получаемого проката и поковок.Therefore, the use of such design solutions allows the workpiece to move without slipping relative to the working surface of the rollers, significantly reducing its wear and eliminating the appearance of scoring and scratches on the workpiece during the translational-rotational movement of the workpiece, and especially when translating the workpiece along the centering axis. This increases the service life of the working surface of the rollers and improves the surface quality of the rolled products and forgings.

Таким образом, применение предлагаемой конструкции роликового центрователя позволяет повысить срок службы рабочей поверхности роликов и улучшить качество поверхности получаемого проката и поковок.Thus, the application of the proposed design of the roller centering allows you to increase the service life of the working surface of the rollers and improve the surface quality of the rolled and forgings.

Предлагаемое изобретение проиллюстрировано на чертежах.The invention is illustrated in the drawings.

На фиг. 1 показан вид сбоку на роликовый центрователь вдоль оси центрирования.In FIG. 1 shows a side view of a roller centering device along a centering axis.

На фиг. 2 показан вид А на роликовый центрователь.In FIG. 2 shows a view A of a roller centering device.

Роликовый центрователь (фиг. 1, 2) содержит станину 1, в которой под углом 2π/n=π/2 (при числе роликов n=4) относительно друг друга в плоскости, перпендикулярной оси центрирования, размещены четыре ролика 2. Ролики 2 через оси их вращения 3 связаны с силовыми цилиндрами 4. Силовые цилиндры 4 установлены в станине 1. Рабочая поверхность роликов 2 выполнена сферической радиусом R. Центр сферы О рабочей поверхности роликов 2 расположен на оси 3 их вращения. Оси 3 (фиг. 2) вращения роликов 2 в плоскости, перпендикулярной оси центрирования, смещены от этой оси на величину с. Оси 3 (фиг. 1) вращения роликов 2 в плоскости оси центрирования отклонены от перпендикуляра к этой оси на угол α.The roller centering device (Fig. 1, 2) contains a frame 1 in which four rollers 2 are placed at an angle of 2π / n = π / 2 (with the number of rollers n = 4) relative to each other in a plane perpendicular to the centering axis. Rollers 2 through their rotation axis 3 is connected with the power cylinders 4. The power cylinders 4 are installed in the frame 1. The working surface of the rollers 2 is made of spherical radius R. The center of the sphere About the working surface of the rollers 2 is located on the axis 3 of their rotation. Axis 3 (Fig. 2) of rotation of the rollers 2 in a plane perpendicular to the centering axis is offset from this axis by a value of c. Axis 3 (Fig. 1) of rotation of the rollers 2 in the plane of the centering axis is deflected from the perpendicular to this axis by an angle α.

Работа роликового центрователя осуществляется следующим образом.The operation of the roller centering is as follows.

Вращающаяся со скоростью Vокp (по стрелке) и поступательно перемещающаяся со скоростью Vп (по стрелке) заготовка 5 подается в роликовый центрователь. Ролики 2 с помощью силовых цилиндров 4 синхронно перемещаются к оси центрирования до соприкосновения сферических рабочих поверхностей роликов 2 радиусом R с поверхностью заготовки 5. Соприкосновение поверхности заготовки 5 с рабочей поверхностью каждого из роликов 2 осуществляется в точках d. При этом в данных точках за счет движения заготовки на рабочие поверхности роликов 2 начинает действовать сила трения скольжения. Учитывая, что точка d в плоскости оси центрирования (фиг. 1) находится на расстоянии b от оси 3 вращения роликов, являющимся перпендикуляром, проведенным от точки d к оси 3 вращения ролика, на каждый ролик 2 действует крутящий момент Мкр.b, являющийся произведением указанной силы трения скольжения на плечо b.Rotating at a speed of V okp (arrow) and translationally moving at a speed of V p (arrow), the workpiece 5 is fed to the roller centering device. The rollers 2 with the help of the power cylinders 4 synchronously move to the centering axis until the spherical working surfaces of the rollers 2 of radius R touch the surface of the workpiece 5. The surface of the workpiece 5 is in contact with the working surface of each of the rollers 2 at points d. Moreover, at these points due to the movement of the workpiece on the working surfaces of the rollers 2, the sliding friction force begins to act. Given that the point d in the plane of the centering axis (Fig. 1) is at a distance b from the axis of rotation of the rollers 3, which is a perpendicular drawn from point d to the axis of rotation of the roller 3, a torque M cr.b , which is the product of the specified sliding friction force on the shoulder b.

В плоскости, перпендикулярной оси центрирования (фиг. 2), точка d находится на расстоянии а от оси 3 вращения роликов, являющимся также перпендикуляром, проведенным от точки d к оси 3 вращения ролика. Поэтому в данной плоскости на каждый ролик также действует крутящий момент Mкр.а, являющийся произведением указанной силы трения на плечо а. Результирующее плечо приложения силы трения скольжения, очевидно, равно √a2+b2. Тогда крутящий момент, приводящий во вращение ролики 2 вокруг оси 3, равен Мкр.Σ=√Mкр.а 2+ Mкр.а 2.In the plane perpendicular to the centering axis (Fig. 2), point d is at a distance a from the axis of rotation of the rollers 3, which is also a perpendicular drawn from point d to the axis of rotation of the roller 3. Therefore, in this plane on each roller also operates kr.a torque M, which is the product of said frictional forces on the shoulder and. The resulting shoulder of the application of the sliding friction force is obviously equal to √a 2 + b 2 . Then the torque leading to the rotation of the rollers 2 around the axis 3 is equal to M cr . Σ = √ M cr . A 2 + M cr . A 2 .

В случае только вращения заготовки 5 со скоростью Vокp (фиг. 1) результирующее плечо приложения силы равно b, а крутящий момент, приводящий во вращение ролики 2 вокруг оси 3, равен Мкр.b.In the case of only rotation of the workpiece 5 with a speed of V okp (Fig. 1), the resulting shoulder of the application of force is b, and the torque leading to the rotation of the rollers 2 around axis 3 is M cr . B.

В случае только поступательного перемещения заготовки 5 со скоростью Vп (фиг. 2) результирующее плечо приложения силы равно a, a крутящий момент, приводящий во вращение ролики 2 вокруг оси 3, равен Мкр.а.In the case of only translational movement of the workpiece 5 with a speed of V p (Fig. 2), the resulting shoulder of the application of force is equal to a , and the torque leading to the rotation of the rollers 2 around axis 3 is equal to M cr .

При вращении роликов 2 осуществляется качение заготовки 5 по их рабочей поверхности.When the rollers 2 rotate, the workpiece 5 is rolled over their working surface.

Благодаря описанным условиям работы роликового центрователя практически исключается износ рабочей поверхности роликов 2 и образование на наружной поверхности круглой заготовки 5 повреждений в виде задиров и царапин.Thanks to the described operating conditions of the roller centralizer, wear of the working surface of the rollers 2 and the formation on the outer surface of the round billet 5 of damage in the form of scoring and scratches are practically eliminated.

Таким образом, в результате применения предлагаемой конструкции роликового центрователя за счет снижения износа рабочей поверхности роликов и исключения образования на наружной поверхности круглой заготовки повреждений в виде задиров и царапин повышается срок службы роликов и улучшается качество центрируемого проката и поковок.Thus, as a result of applying the proposed design of the roller centering device by reducing wear on the working surface of the rollers and eliminating the formation of damage on the outer surface of the round billet in the form of scoring and scratches, the service life of the rollers increases and the quality of the centered rolled products and forgings improves.

Ведется изготовление опытного образца предложенной конструкции роликового центрователя, который будет использован в качестве центрирующих люнетов радиально-ковочной машины SKK-14 австрийской фирмы GFM.A prototype of the proposed design of a roller centering device is being manufactured, which will be used as centering lunches of the SKK-14 radial forging machine of the Austrian company GFM.

Claims (1)

Роликовый центрователь заготовки, вращающейся вокруг оси центрирования и поступательно перемещающейся вдоль этой оси, включающий не менее трех свободно вращающихся роликов со сферической рабочей поверхностью, расположенных с возможностью синхронного перемещения от приводов под углом 2π/n относительно друг друга в плоскости, перпендикулярной оси центрирования, где n - число роликов, отличающийся тем, что ролики установлены с расположением центра сферы их рабочей поверхности на оси их вращения, при этом оси вращения роликов в плоскости, перпендикулярной оси центрирования, смещены от этой оси, а оси вращения роликов в плоскости оси центрирования отклонены от перпендикуляра к этой оси.A roller centralizer of a workpiece rotating around a centering axis and translationally moving along this axis, including at least three freely rotating rollers with a spherical working surface, arranged to synchronously move from the drives at an angle of 2π / n relative to each other in a plane perpendicular to the centering axis, where n is the number of rollers, characterized in that the rollers are installed with the center of the sphere of their working surface on the axis of rotation, while the axis of rotation of the rollers in the plane and perpendicular to the centering axis offset from this axis, and the axis of rotation of the rollers in the centering axis inclined from the plane perpendicular to this axis.
RU2016133545A 2016-08-15 2016-08-15 Roller centering unit RU2623518C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016133545A RU2623518C1 (en) 2016-08-15 2016-08-15 Roller centering unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016133545A RU2623518C1 (en) 2016-08-15 2016-08-15 Roller centering unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2623518C1 true RU2623518C1 (en) 2017-06-27

Family

ID=59241396

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016133545A RU2623518C1 (en) 2016-08-15 2016-08-15 Roller centering unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2623518C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2341602A (en) * 1941-06-21 1944-02-15 Ohio Seamless Tube Company Billet centering apparatus
SU541513A1 (en) * 1975-10-13 1977-01-05 Предприятие П/Я В-2869 Device for centering billet
RU2308331C2 (en) * 2005-12-22 2007-10-20 Открытое акционерное общество "Электростальский завод тяжелого машиностроения" Centering roller-type apparatus of tube rolling mill
RU159468U1 (en) * 2015-08-17 2016-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) ROLLER CENTER

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2341602A (en) * 1941-06-21 1944-02-15 Ohio Seamless Tube Company Billet centering apparatus
SU541513A1 (en) * 1975-10-13 1977-01-05 Предприятие П/Я В-2869 Device for centering billet
RU2308331C2 (en) * 2005-12-22 2007-10-20 Открытое акционерное общество "Электростальский завод тяжелого машиностроения" Centering roller-type apparatus of tube rolling mill
RU159468U1 (en) * 2015-08-17 2016-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) ROLLER CENTER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA201600611A1 (en) RING ROLLING DEVICE
CN103717925A (en) Geometric concept for an edge of a roller bearing
US3153955A (en) Rolling mill
US3439519A (en) Billet roughing mill
US1568290A (en) Roller eccentric
RU2623518C1 (en) Roller centering unit
JP2006057939A (en) Support device for rotary kiln
RU159468U1 (en) ROLLER CENTER
CN102489642B (en) Integral self-lubricated oscillating bearing rolling forming process and rolling equipment
JP2013169563A (en) Ring rolling method
RU2606104C1 (en) Roller centering device
CN107975532A (en) Rolling bearing
RU2592011C1 (en) Composite mill roll
CN209385504U (en) A kind of dedicated outer guidance Biserial cylindrical roller bearing of Vertical Mill
RU2562587C1 (en) Centring unit
CN213929158U (en) Novel wear-resisting roller bearing
SU831244A1 (en) Apparatus for vibration running-in of rolling roll in stand
SU893307A1 (en) Section bending mill rolling stand
RU172547U1 (en) FORGING BLOCK OF PRESS HAVING A TRAILER WITH A ROTARY DRIVE
CN108057718B (en) Roller capable of adjusting rolling depth
RU2553728C1 (en) Method to produce screw-like shapes
SU116931A1 (en) Tool for curling the edges of steel sheets
RU156704U1 (en) DEVICE FOR CHANGING THE SPATIAL POSITION OF THE WORKING ROLL RELATING TO THE ROLLING AXIS FOR THE CROSS-SCREW ROLLING MACHINE
RU2253525C1 (en) Entry roll fitting of rolling mill
CN106001121A (en) Flattening roller

Legal Events

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

Effective date: 20180816