Предварительно напряженная прокатная клеть

ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННАЯ ПРОКАТНАЯ КЛЕТЬ, содержащая станины, жестко соединенные стяжками, узел валков с подушками, дополнительные подушки, установленные на шейках валков между основными подушками и торцами их бочек, распорные устройства между дополнительными подушками, гидроцилиндры в поперечинах станин, отличающаяся тем, что, с целью повышения жесткости валкового узла при увеличении нагрузочной способности клети, клеть снабжена рамами, установленными на стяжках станин с возможностью вертикального перемещения и охватывающими дополнительные подушки верхнего и нижнего валков, и дополнительными гидроцилиндрами, смонтированными между поперечинами рам и подушками валка.

Изобретение относится к области прокатного производства и может быть использовано для точной прокатки металлов.
Одним из основных направлений технического прогресса в прокатном производстве является повышение точности прокатки.
Наиболее эффективно повышается точность проката с увеличением жесткости клетей.
Известны предварительно напряженные прокатные клети, содержание станины, жестко соединенные стяжками, узлы валков с подушками, механизмы предварительного нагружения.
Известные клети имеют существенно повышенную жесткость, однако обладают рядом недостатков, они сложны в изготовлении, в обслуживании и металлоемкости.
Наиболее близкой по технической сущности к описываемой является предварительно напряженная клеть, содержащая станины, жестко связанные стяжками, узел валков с подушками, дополнительные подушки, установленные на шейках валков между основными подушками и торцами их бочек, распорные устройства между дополнительными подушками, гидроцилиндры в поперечинах станин.
Недостаток известной клети заключается в том, что она имеет недостаточную жесткость, а схема предварительного напряжения валков не рациональна, т.к. приводит к увеличению нагрузок на опорные подшипники валков.
Цель данного изобретения повышение жесткости валкового узла при увеличении нагрузочной способности клети.
Это достигается тем, что клеть, содержащая станины, жестко соединенные стяжками, узел валков с подушками, дополнительные подушки, установленные на шейках валков между основными подушками и торцами их бочек, распорные устройства между дополнительными подушками, гидроцилиндры в поперечинах станин, снабжена рамами, установленными на стяжках станин с возможностью вертикального перемещения и охватывающими дополнительные подушки верхнего и нижнего валков, и дополнительными гидроцилиндрами, смонтированными между поперечинами рам и подушками валка.
На чертеже показан общий вид клети, продольный разрез.
Описываемая клеть содержит узлы верхнего и нижнего валков 1 с подушками 2, которые установлены в станинах 3, жестко соединенных стяжками 4, дополнительные подушки 5, 6, установленные на шейках валков между основными подушками 2 и торцами бочек валков. Станины 3 клети смонтированы на плите 7.
На стяжках 4 станин 3 установлены рамы 8, которые имеют некоторое свободное вертикальное перемещение относительно станины 3 на величину, достаточную для самоустановки подушек 2 и 5. Основные подушки 2 входят в проемы станины 3, а дополнительные подушки 5 и 6 в проемы рам 8. Между нижними поперечинами станины 3 и основными подушками 2, и между нижними поперечинами рам 8 и дополнительными подушками 6 установлены гидроцилиндры 9 и 10, а между дополнительными подушками 5 и 6 верхнего и нижнего валков 1 установлены жесткие распорные устройства, выполненные, например, в виде установочных винтов 11 (по два на каждой стороне клети), пропущенных через верхние дополнительные подушки 5 с возможностью вращения в неподвижных гайках, установленных в нижней части подушек 5.
Клеть работает следующим образом.
Вращением установочных винтов 11 устанавливают необходимый раствор валков, после чего повышают рабочее давление в гидроцилиндрах 9 и 10 до величины, обеспечивающей сжатие подушек 2, 5 и 6 с усилием, превосходящим максимальное давление прокатываемого металла на валки, при этом усилие, создаваемое рабочим давлением в гидроцилиндрах 9 и 10, не должно превышать допускаемую нагрузку на клеть.
В описываемой клети в зависимости от требуемой точности проката прокатку можно вести при постоянном рабочем давлении на плунжеры гидроцилидров 9 и 10 при регулируемом рабочем давлении на плунжеры гидроцилиндров 10 в зависимости от величины давления металла на валки.
При прокатке с постоянным рабочим давлением на плунжеры гидроцилиндров 9 и 10 клеть работает следующим образом. Если величина давления металла на валки имеет минимальное значение, то основная ее часть воспринимается подушками 2, а на подшипники 12 и 13 передается незначительная ее часть (10-25%); распорные устройства зажаты между подушками 5 и 6 гидроцилиндрами 10 с силой, равной 25-40% усилия прокатки. С повышением давления металла на валки от минимума до максимума, из-за увеличения деформации деталей клети подушки 5 и 6 отходят от распорных устройств и разгружают последние. По мере снижения нагрузки на распорные устройства нагрузка на подшипники 12 и 13 возрастает. С увеличением нагрузки на подшипники 12 и 13 при постоянной нагрузке на подушки 2 равнодействующие Р верхних подушек 2и 5, и нижних подушек 2 и 6 смещаются к бочке валка, уменьшая расчетную длину валка "а". Если давление металла на валки уменьшается, уменьшается деформация клети и увеличивается нагрузка на распорные устройства, последние разгружают подшипники 12 и 13 от гидроцилиндров 10, при этом смещаются равнодействующие Р верхних подушек 2 и 5, нижних подушек 2 и 6 от бочки валка, увеличивая расчетную длину валков "а". С изменением расчетной длины у валков стабилизируются прогибы валков и профиль проката.
При прокатке с регулируемым рабочим давлением на плунжеры гидроцилиндров 10, если давление металла на валки имеет минимальное значение, то нагрузка воспринимается основными подушками 2. В случае возрастания усилия прокатки рабочее давление на плунжеры 10 увеличивается; при уменьшении величины усилия прокатки рабочее давление на плунжеры 10 также уменьшается. Изменяя рабочее давление на плунжеры гидроцилиндров 10 при постоянном рабочем давлении на плунжеры гидроцилиндров 9 смещаются равнодействую- щие Р верхних подушек 2 и 5 и нижних подушек 2 и 6, изменяя расчетную длину валка "а". Варьируя расчетной длиной валков "а", можно влиять на величину прогиба валков и установку необходимого профиля активной образующей валков.
Допускаемая нагрузка на клети и жесткость узла валков в предложенной клети увеличены за счет использования дополнительных подушек 5 и 6 как опор для восприятия давления металла на валки и изменения расчетной длины валка, при этом усилие предварительного напряжения клети, действующее на опорные подшипники основных и дополнительных подушек, значительно снижается.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННАЯ ПРОКАТНАЯ КЛЕТЬ, содержащая станины, жестко соединенные стяжками, узел валков с подушками, дополнительные подушки, установленные на шейках валков между основными подушками и торцами их бочек, распорные устройства между дополнительными подушками, гидроцилиндры в поперечинах станин, отличающаяся тем, что, с целью повышения жесткости валкового узла при увеличении нагрузочной способности клети, клеть снабжена рамами, установленными на стяжках станин с возможностью вертикального перемещения и охватывающими дополнительные подушки верхнего и нижнего валков, и дополнительными гидроцилиндрами, смонтированными между поперечинами рам и подушками валка.