SU1135505A1 - Предварительно напр женна прокатна клеть с двум многовалковыми калибрами - Google Patents

Abstract

1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННАЯ ПРОКАТНАЯ КЛЕТЬ С ДВУМЯ МНОГОВАЛ КОВЫМИ КАЛИБРАМИ, включающа  две последовательно установленные по ходу прокатки и соединенные одна .с другой кассеты, в корпусах которых смонтированы рабочие валки, состо щие из оси и бандажа и установленные в поворотных подушках так, что валки одной кассеты размещены между валками другой кассеты, клиновые механизмы радиальной установки валков со стержн ми их перемещени , опирающиес  через сегментную опору на поворотные подушки, содержащие механизм предварительного напр жени  клети со ст жными стержн ми , параллельными линии прокатки. и гидравлическими гайкаьш, и плитовину , на которой установлены кассеты от. личающа с  тем, что, ; с целью повьЬпени  точности прокатки путем повышени  жесткости клети, механизмы радиальной установки валков ;взаимосв заны с механизмами предварительного напр жени  клети так, что каждый стержень перемещени  клинового механизма радиальной установ ки валков первой по ходу прокатки кассеты выведен на наружный торец корпуса второй кассеты, a стержни второй кассеты - соответственно на торец корпуса второй кассеты, причеЯ g кассеты ст нуты одна с другой стержн ми через кольцо, выполнеиное с двусторонней внутренней конусностью , a клеть закреплена на шштовине через опоры корпуса кассеты так, что одна кассета жестко установлена на плитовине, a друга  с возможностью перемещени  - параллельно оси прокатки . 2. Клеть по п. 1 о т л и ч а ю-:о щ a   с   тем, что, с целью повышеСП ни  жесткости установки валков по :л :д оси прокатки от сил подпора между калибрами клети, она снабжена клиновым механизмом осевой регулировки валков, каждый подвижный клин которого выполнен с дополнительным уклоиой клиновой поверхности в сторону, противоположную направлению размещени  соседнего калибра.

Description

Изобретение относитс  к прокатно му производству, к оборудованию мелкосортных и проволочных станов, производ щих проволоку и фасонньи прокат , особенно при прокатке труднодеформируемых малопластичных металлов и сплавов при прокатке с подпором, без применени  нат жени . Известна сортова  объемно-напр женна  клеть дуо, в которой предусмотрены два устройства дл  повышени  жесткости кпёти (первое работает в вертикальной плоскости, в направлении давлени  металла на валки, второе - в горизонтальной плоскости вдоль оси вращени  валков). Дл  повышени  жесткости в вертикальной плоскости использованы гидроцилиндры гидравлического нажимного устройства , установленные между поперечина ми станин и подушками валков по бокам нажимных винтов. Перемещение штоков поршней вместе с подушками относительно станин контролируют с помощью соответствующих датчиков, усилие, развиваемое гидроцилиндрами с помощью местоз в поперечинах станины . Дл  повышени  жесткости валков в осевом направлении примен ют гидроцилицдры , установленные на стойках станин..Штоки гидроцилиндров упираютс  в подушки и перемещаютвалки от носительно них. Эти гидроцилиндры воспринимают осевую составл ющую дав лени  металла на валки и, в зависимости от ее величины, корректируют положение валков в осевом направлении . Дл  управлени  работой всех цилиндров применена злектронна  схема (минимум шесть цилиндров дл  двухвалковой клети) { 3Применение принципа предварительного напр жени  и управлени  им дл  прокатной клети с двум  многовалковыми калибрами, последовательно расположенными на мини 4aльнoм (0,25 диа метра валка) рассто нии один от другого , представл ет трудноразрешимую конструкторскую задачу. Клеть получаетс  громоздкой (слшсной как по устройству, так и в настройке) и тре бует высокой квалификации при ее обслуживании (дл -клети с двум  трехвалковыми калибрами - минимум восемнаддать . хщлнндров в услови х крайней стесненности). Как показывает анаЛИЗ , средства предварительного напр жени  существующих клетей и их станин малоприемлемы дл  клетей с многовалковыми калибрами, так как значительно усложнены их конструкци  и настройка. Тем более это относитс  к клети с двум  близкорасположенными калибрами.Известна также прокатна  клеть с,многовалковым калибром, содержаща  корпус кассеты с комплектом рабочих валков с неподвижными ос ми, механизм радиальной установки валков и механизм осевой установки валка, включающий подвижный клин. Клеть дл  увеличени  жесткости установки валков снабжена взаимодействующей с клином механизма осевой установки валка клиновой шайбой, в которой смонтирована ось валка 21. Однако дл  прокатной клети с двум  многовалковыми калибрами применение только механизма осевой установки валков недостаточно. Прокатка между двум  калибрами такой клети об зательно сопровождаетс  нат жением или подпором ввиду сложности обеспечени  посто нства условий прокатки (отклонени  размеров раската по длине , колебани  температуры нагрева и т.д.). Силы нат жени  или подпора, удары при захвате переднего конца вызывают смещение валков по оси прокатки и снижают точность прокатки из-за недостаточной жесткости установки валков в направлении линии прокатки . Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой  вл етс  предварительно напр женна  прокатна  клеть с двум  многовалковыми калибрами , включающа  две последовательно установленные по ходу прокатки и соединенные одна с другой кассеты, в корпусах которых смонтированы рабочие валки, состо щие из оси и бандажа и установленные в поворотных подушках так, что валки одной кассеты размещены между валками другой кассеты, клиновые механизмы радиальной установки валков со стержн ми их перемещени , опирающиес  через сегментную опору на поворотные подушки , содержащие механизм предварительного напр жени  клети со ст жными стержн ми, параллельными линии прокатки , и гидравлическими гайками, и плитовину, на которой установлены кассеты З . Однако жесткость известной клети I (особенно в момент захвата исходного профил  валками первой кассеты), недостаточна из-за того, что в период захвата исходного профил  валками первой по ходу прокатки кассеты давление металла на валки скачкообразно возрастает (почти вдвое против обычного) при установившемс  режиме прокатки. Эти силы давлени  металла на валки раст гивают станину и корпус соответственно только первой кас сеты и одновременно этим вызьшают расслабление зазоров во второй кассете , особенно между корпусом второй кассеты и станиной. Затем с окончанием захвата в первой кассете начина етс  аналогичный захват раската во второй кассете, в которой давление металла на валки возрастает также до двухкратного против обычного, в то врем  как в первой кассете оно снижаетс  вдвое до уровн  установившегос  процесса прокатки. Этот колебательный кратковременный процесс приводит к браку передних и задних концов раската из-за отклонени  формы профил  от заданной вследствие свали вани  и потери устойчивости прокатки Этому способствует прин та  дл  трех валковых калибров, дл  которых така  клеть наиболее-целесообразна, калибровка треугольник - треугольник ме зду калибрами. Причем подобные колебани  жесткости клети происход т И во врем  установившегос  процесса тфокатки при отклонени х исходных размеров заготовки,температуры и т.д. по длине раската, что ведет к по влению соответствующих этим откло нени м колебаний конечных размеров профил  по длине раската, т.е. к сни жению точности прокатки и качества продукции. Кроме того, прокатка между двум  близкорасположенными калибрами практически всегда осуществл етс  с подпором или нат жением, которые могут достигать значительной величины из-з отклонений исходных размеров заготов ки, температуры, условий трени  в зоне деформации, колебаний свойств металла по длине заготовки и т.д. Воздействие сил подпора или нат жени  дополнительно снижает жесткост клети в направлении оси прокатки, что ведет к дополнительному снижению точности прокатки. Цель изобретени  - повышение точности прокатки путем повышени  жесткости клети. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в предварительно напр женной прокатной лети с двум  многовалко- V выми калибрами, включающей две последовательно установленные по ходу прокатки и соединенные одна с другой кассеты, в корпусах которых смонтированы рабочие валки, состо щие из оси и бандажа и установленные в поворотных подушках так, что валки одной кассеты размещены между валками другой кассеты, клиновые механизмы радиальной установки валков со стержн ми их перемещени , опирающиес  через сегментную опору на поворотные подущки, содержащие механизм предварительного напр жени  клети со ст жными стержн ми, параллельными линии прокатки, и гидравлическими гайками, и плитовину, на которой установлены кг ссеты, механизмы радиальной установки валков взаимосв заны : с механизмами предварительного напр жени  клети так, что каждый стержень перемещени  клинового механизма радиальной установки валков первой по ходу прокатки кассеты выведен на наружный торец корпуса второй кассеты , а стержни второй кассеты - соответственно на торец корпуса первой кассеты, причем кассеты ст нуты одна с другой стержн ми через кольцо, выг полненное с двухсторонней внутренней конусностью, а клеть закреплена на . плитовине через опоры корпуса кассеты так, что одна кассета жестко установлена на плитовине, а друга  - с возможностью перемещени  - параллель-но оси прокатки. С целью повышени  жесткости установки валков по оси прокатки от сил подпора между калибрами клети, последн   снабжена кл;1новым механнзмом осевой регулировки валков, каждый подвижный клин которого выполнен с дополнительным уклоном клиновой поверхности в сторону, противоположную направлению размещени  соседнего калибра . На фиг. 1 схематически изображена клеть, н фиг. 2 - раэрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - схема работы (прогиба) кольца при захвате перед- него конца проката (R - реакци  кольца; D - давление металла на валки ) . Клеть содержит две последовательно расположенные по ходу прокатки одна за другой кассеты 1 и 2 (фиг.1) соединенные через кольцо 3. Привод кассеты 1 осуществлен от двигател  4 через редуктор 5. Кажда  кассета 1 и 2 имеет корпус 6 (фиг. 2), в котором смонтированы в поворотных подушках 7 приводные рабочие валки 8, состо щие из оси 9 и бандажа 10 и образукицие замкнутый калибр, в частности трехвалковый. Комплект валков 8 кассеты 1 развернут относительно |оси прокатки к валкам 8 кассеты 2 на половину углового шага валков, в частности на 60° Благодар  этому развороту валки 8 кассеты 1.размещены в промежутках между валками 8 кассеты 2 (фиг. 3), а калибры валков 8 кассет 1 и 2 сближены между собой. Корпусы 6 на торцовых сторонах, обра щенных одна к другой, имеют конусные поверхности 11, которые образуют полость , по размерам равную двусторонней конусности внутренней поверхности кольца 3, выполненного плавающим и установленного между корпусами 6 кассет 1 и 2 с возможностью перемещени  (при сборке) перпендикул рно оси прокатки. Кольцо 3 выполнено так же гибким и многослойным. Внутренн   часть 12 кольца 3 изготовлена цельной и тонкостенной (по соотношению с диаметром), а нар1жна  13 - из гиб кого материала, например в виде елоев каната или ленты (фиг. 3), навитого на внутреннее кольцо 12 с нат гом . Концы гибкого материала 13 закреплены на выступах 14 кольца 12 (например, канатными ст жками или jприваркой), выполненных дл  исключе ,. ни  сползани  гибкого материала 13 с внутренней части 12 кольца 3. Корпусы 6 кассет 1 и 2 соединены медду собой через кольцо 3 с регулируемым нат гом ст жными стержн .ми 15, размещенными концентрично оси прокатки (фиг. 3), с помощью гидравлических гаек 16 (фиг. 2), установленных на наружных торцах 17 корпу , сов 6 кассет 1 и 2. Нат гом стержней 15 гайками. 16 обеспечиваетс  предварительное нат жение клети, противопо ложное давлению металла на валки при прокатке и превышающее его по величине . Одновременно кассеты 1 и 2 конусными поверхност ми 11 корпусов 6 , н двусторонней конусностью внутренней поверхности 12 кольца 3 самоцентрируютс  одна относительно другой . Ось поворота подушек 7 кассеты 1 (фиг. 2) совмещена с ос ми приводных раздаточных валов 18, а ось поворота подушек 7 кассеты 2 размещена аналогично дл  унификации. Поворотные подушки 7 каждого валка 8 выполнены с уклоном в сторону наружного торца 17 корпуса 6, в котором они установлены , дл  плавного уменьшени  уклона по мере сближени  валков при настройке . На поворотные подушки 7 со стороны уклона оперт клиновый механизм радиальной установки валков, включающий сегментную опору 19, установленную дл  самоустановки при изменении уклона, в хщлиндрической .выточке ползуна 20, размещенного с /возможностью перемещени  вдоль оси прокатки в пазах 21, выполненных в корпусах 6 (фиг. 2 и 3) параллельно оси прокатки. К ползуну 20 прикреплен нажимной винт 22, на резьбе которого установлена нажимна  гайка 23, зафиксированна  от продольного перемещени  фланцем 24, закрепленным на торце 17 корпуса 6. Причем нажимной винт 22 кассеты, 1 вьшеден на торец 17 корпуса 6 кассеты 2, а винт 22 кассеты 2 - соответственно на торец 17 корпуса 6 кассеты 1. Ось 9 каждого валка 8 смонтирована в подушках 7 и с боковых сторон между корпусом 6 и подушками 7 с усилием .зажата клиновыми шайбами 25 (фиг. 3) механизма осевой установки валка, ВХОДЯ1Щ1МИ выступом 26 в зацепление с осью 9. Кажда  клинова  шайба 25 механизма осевой установки валка 8 одного калибра вьтолнена с дополнительным уклоном клиновой поверхности (фиг. 4) в сторону расположени  соседнего калибра клети и взаимодействует с подвижным клином 27 механизма осевой установки валка 8, который также выполнен с уклоном клиновой поверхности, но обратным к уклону клиновой шайбы 25. Подвижный клин 27 снабжен нажимным винтом 28, на резьбе которого установлена гайка 29, зафиксированна  от продольного перемещени  фланцем 30, установленным на корпусе 6. Клеть закреплена на плитовине 31 с помощью опоры 32 корпуса 6 кассе-, ты 1, а корпус 6 кассеты 2 установлен на клети с возможностью перемеще ни  параллельно оси прокатки. Привод валков 8 кассеты 1 осуществлен через раздаточные валы 18 (фиг. 2), на которых закреплены щестерни 33, наход щиес  в зацеплении с шестерн ми 34, размещенными по боковым сторонам бандажа 10 валка 8. Привод валков 8 кассеты 2 осуществле от ковшовых колес 35, также установленных по боковым сторонам бандажей 10 валков 8. На внутренних боковых сторонах поворотных подушек 7 кассеты 2 установлены сопла 36 дл  подачи струи воды 37 высокого напора (20-150 атм) на ковши колеса 35. Настройку и предварительное напр  жение клети осуществл ют на специальном стенде. Соосно к кольцу 3 с обеих сторон устанавливают кассеты 1 и 2 с полностью собранными комплектами валков 8, с механизмами осевой и радиальной установки валков. При сближении касет 1 и 2 с кольцом 3 нажимные винты 22 механизма радиальной установки валков кассеты 1 вставл ют в |Отверсти  корпуса 2 - соответственно до упора в нажимную гайку 23 на торцовой поверхности 17 в корпусе кассеты 1, где захватывают за резьбу вращением нажимных гаек 23, и вывод т до требуемой величины, не зат гива  окончательно. Затем вставл ют ст жные стержни 15 в отверсти  корпу сов 6 сквозь кассеты 1 и 2(фиг. 2 и 3) и устанавливают гидравлические гайки 16, ст гивают ими кассеты 1 и 2 одна с другой до требуемого зат  га . При этом двусторонн   конусность внутренней поверхности внутренней части 12 кольца 3 входит в полость, образованную конусными поверхност ми 1 1 на торцах корпуса 6, равную ей по размеру. Таким образом, корпусы 6 кассет 1 и 2 оказываютс  предвари тельно сжатьми как по направлению один к другому по оси прокатки, так и по двум круговым, направленным к оси прокатки и близким к плоскости калибра кажцой кассеты, контурам за счет реакции клинового распора коль ца 3. Затем приступают к настройке кле ти и, использу  дл  контрол  калибров , образуемых валками 8, известны методы, например оптический, осущес вл ют радиальную и осевую установку 1 58 валков вначале одного, а затем другого калибра. При этом во врем  зат жки подвижных клиньев 27 механизма осевой установки валков за счет уклона клиновой поверхности клиньев 27 и сцеш1е1ш  клиновой шайбы 23 с осью 9 валка 8 осуществл етс  объемно напр женна  установка каждого валка 8 в трех плоскост х. Одновременно дополнительно валки 8 одного калибра с напр жением зажаты по направлению к другому калибру с усилием , превышающим возможную величину подпора при прокатке (при необходимости прокатки с нат жением мелду калибрами клети подвижные клинь  с клиновой шайбой 25 с обеих сторон каждого валка попарно.мен ют местами, при сборке кассет). Радиальную установку валков плавным уменьшением клинового уклона по мере настройки и сближени  вапков осуществл ют быстро и точно. С завершением настройки производ т опытную прокатку образца и по результатам осуществл ют (при необходимости) дополнительную подстройку установки валков. Полностью настроенна  и предварительно напр женна  клеть готова к работе и ее устанавливают в линию стана. Клеть работает следую1цим образом; Крут щий момент от двигател  4 (фиг. 1) через редуктор 5 подвод т к приводным разда очным валам 18 кассеты 1, от которых он через зубчатые шестерни 33 и 34 (фиг. 2) передаетс  на валки 8 кассеты 1. Одновременно в сопла 36 подают воду высокого давлени . Вытекающа  из сопла 36 стру  воды 37 падает на соответствующее ему ковшовое колесо 35, на котором кинетическа  энерги  струи воды 37 переходит в энергию вращени  валка 8, развива  необходимый крут щий момент, определ емый давлением воды, диамет- ром струи и радиусом ковшового колеса 35. Клеть готова к прокатке и в нее задают исходный профиль. При захвате переднего конца раската в валках 8 кассеты 1 (первой по ходу прокатки) быстро нарастает давление металла на валки, достига  : двойной величины против обычного при установившемс  процессе прокатки. Это давление металла на валки 8 через поворотные подушки 7, сегментную опору 19, псшзун 20 передаетс  на корпус 6 кассеты 1 и через конусные поверхности 11 замыкаетс  на кольце 3, которое соответственно усилию чуть раст гиваетс , а его диаметр увеличиваеГс . Однако расслабление.зазоров и сн тие зат га между корпусом 6 кассеты 2 и кольцом 3 при захвате переднего конца проката в валках 8 кассеты 1 в предлагаемой клети не происход т , так как кольцо 3 выполнено , гибким,поэтому,раст гива сь в-направлении действи  сил давлени  металла на валки 8 кассеты 1 (т.е.через трех точках, см.фиг. 5), в нем по вл ютс  боковые реакции обратного знака, сдвинутые к силам давлени  металла на валки в кассете 1 на половину уг-. лового шага валков, т.е. на 60. Именно в этих точках размещены валки 8 кассеты 2, поэтому реакци  кольца 3 , выбирает образующийс  зазор, исключа  расслабление зат га в кассете 2,Одновременно силы давлени  металла на валки 8 в кассете 1 при разложении на клиновом механизме радиальной установки валков 8 кассеты 1 за счет установки нажимных винтов 22 с нажимными гайками 23 на торце 17 кассеты 2 дают составл ющую силы, котора  дополнительно прижимает кассету 2 через конусные поверхности 11 корпусов 6 и двухконусную внутреннюю поверхность 12 кольца 3 к кассете 1 и также выбирает зазор за счет самозат га и взаимосв зи с предварительным напр жением ст жных стержней 15. Таким образом, в предлагаемой кле ти с ростом давлени  металла на валки автоматически возрастают силы, ст гивающие кассеты 1 и 2 одну с ДРУ гой, за счет перераспределени  сил предварительного напр жени  клети и механической обратной св зи этих сил с давлением металла на валки через клиновые механизмы радиальной установки валков кассет 1 и 2, нажимные винты 22 каждой из которых выведены на торец 17 противосто щей кассеты клети. Реакци  кольца 3 также автома тически способствует повышению общей жесткости клети с ростом давлени  металла на валки. После окончани  захвата в кассете 1 осуществл етс  захват раската вал-т ками 8 кассеты 2. При этом усилие прокатки в кассете 1 уменьшаетс  до установившегос , т.е. вдвое, а в кассете 2 возрастает от нул  до удвоен-

ной величины. Но ввиду дополнитель- ной зат жки кассеты 2 во врем  захвата переднего конца валками 8 кассеты 1 кассета 2 оказываетс  как бы подготовленной к этому. Описанные процессы повтор ютс , но реакци  кольца 3 и усилие на клиновых механизмах радиальной установки валков 8 кассеты 2 выбирают зазор и ст гивают кассету 1 с кассетой 2, не допуска  расслаблени  зазоров в кассете 1, т.е. клеть возвращаетс  в исходное положение зат га после осуществлени  захвата раската в кассете 2, и далее прокатка осуществл етс  в установившемс  режиме.

Предлагаема  клеть за счет обратной св зи между калибрами и перераспределени  сил способствует выравниванию отклонений, т.е. повышает точность прокатки, а значит и качество продукции. При этом ввиду установки ползуна 20 механизма радиальной установки в пазах, параллельных оси прокатки, не происходит нарушени  осевой установки валков и сохран етс  их напр женна  установка с учетом сил подпора, что также повышает жесткость клети, а значит и точность прокатки .

Предлагаема  клеть за счет предварительного объемного напр жени  как корпусов кассет (в направлении оси прокатки и по двум круговым контурам. близким к плоскост м размещени  калибров , т.е. перпендикул рно к оси прокатки), так и объемного напр жени  оси каждого валка в трех плоскост х и дополнительного напр жени  валков одного калибра в направлении к валкам другого калибра от сил подпора , а также благодар  использованию механической обратной св зи между величиной давлени  металла на валки и усилием зат жки кассет и их взаимодействи  с усилием предварительного напр жени  клети обеспечивает высокую жесткость клети, возрастающую с ростом давлени  металла на валки. Одновременно это обеспечивает и высокую выравнивающую способность клети к изменени м условий прокатки, так как реакци  первой кассеты на изменение условий прокатки автоматически подготавливает вторую кассету к этим изменени м, а это повышает точность прокатки по длине раската, а значит и качество продукции.

-Г

Ч

s

/} fz ff V

М. 29 . f9 20

В- В

Claims (2)

1. ‘ 1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННАЯ ПРОКАТНАЯ КЛЕТЬ С ДВУМЯ МНОГОВАЛКОВЫМИ КАЛИБРАМИ, включающая две последовательно установленные по ходу прокатки и соединенные одна с другой кассеты, в корпусах которых смонтированы рабочие валки, состоящие из оси и бандажа и установленные в поворотных подушках так, что валки одной кассеты размещены между валками другой кассеты, клиновые механизмы радиальной установки валков со стержнями их перемещения, опирающиеся через сегментную опору на поворотные подушки, содержащие механизм предварительного напряжения клети со стяжными стержнями, параллельными линии прокатки, и гидравлическими гайками, и плитовину, на которой установлены кассеты, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности прокатки . путем повышения жесткости клети, механизмы радиальной установки валков :взаимосвязаны с механизмами предва рительного напряжения клети так, что каждый стержень перемещения кли нового механизма радиальной установки валков первой по ходу прокатки кассеты выведен на наружный торец корпуса второй кассеты, а стержни второй кассеты - соответственно на торец корпуса второй кассеты, причей кассеты стянуты одна с другой стержнями через кольцо, выполненное с двусторонней внутренней конусностью', а клеть закреплена на плитовине через опоры корпуса кассеты так, что одна кассета жестко установлена на плитовине, а другая с возможностью перемещения - параллельно оси прокат- ки.
2. 2. Клеть по п. 1^ от лича ющ а я с я тем, что, с целью повышения жесткости установки валков по оси прокатки от сил подпора между калибрами клети, она снабжена клиновым механизмом осевой регулировки валков, каждый подвижный клин которого выполнен с дополнительным уклоной клиновой поверхност№ в сторону, противоположную направлению размещения