Рабочая клеть прокатного стана

СОЮЗ СОНЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 1 9) (11) 4 В 21 В 13/00 ОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Нан Н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦ(56) Королев А,А. и др. Механическоборудование прокатных, цехов. М.:Металлургия, 1953, с. 15, 93.Авторское свидетельство СССРВ 1258525, кл. В 21 В 13/00, 195,(54) РАБОЧАЯ КЛЕТЬ ПРОКАТНОГО СТАНА(57) Изобретение относится к чернойи цветной металлургии, а именно кконструкциям рабочих клетей однокле-,тевых и многоклетевых станов дляпроизводства сортовых, Фасонных ивысокоточных проАилей. Цель изобретения - повышение производительностипутем изменения вращения валков безизменения частоты вращения их привода, упрощение конструкции клети ипривалковой арматуры и расширение1362515 оставитель Г, Ростовехред М.Дпдык Корректор С. Шекм ктор О. Спесивых аказ 63 ко т ская Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 6 Т ВНИИПИ Госуд по делам и 113035, Москва, рственно обретени Ж, Ра Подписноеета СССРытийаб., д. 4(513 технологических возможностей клети, а также повышение долговечности.привода клети за счет исключения ударных нагрузокв зубчатых зацеплениях.Передача вращения рабочим валкам идет от червяка 52 через систему шестерен, вал 21 и т.д. При необходимости поворота корпуса 4 вал 21 тормозят с помощью колодок 28, установленных в корпусе 4, и барабана 2, установленного на валу 21. Шестерня 24, продолжая вращаться и будучи зацеп- ленной с шестерней 23, заторможенной вместе с валом 21, поворачивает корпус 4 на необходимый угол. После зто,62515го вал 21 растормаживается и момент снова передается на валки, Вместе с корпусом 4 поворачивается шестерня 29, которая перемещает зубчатую рейку. Рейка сжимает пружину и Аиксируется в крайнем положении поворота корпуса 4. Возврат корпуса 4 в исходное положение осуществляется пружиной, сжатой рейкой. Расфиксированная рейка под действием пружины поворачивает шестерню 29, а вместе с ней й корпус 4, Для исключения ударов при повороте корпуса 4 он снабжен тормозной ступицей 41 с колодками 42. 1 з,п. А-лы, 8 ил, Изобретение относится к черной ицветной металлургии, а именно к конструкциям рабочих клетей одноклетевыхи многоклетевых прокатных станов дляпроизводства сортовых, фасонных и 5высокоточных проАилей,Целью изобретения является повышение производительности путем изменения вращения валков без изменения частоты вращения их привода, упрощение конструкции клети и привалковой арматуры и расширение технологических возможностей клети, а такжеповьппение долговечности привода валков за счет, исключения ударных нагру.1 ъзок в зубчатых зацеплениях,, На Аиг. 1 приведен вид клети сконсольным расположением кассеты срабочими валками по оси прокатки; наАиг, 2 - то же, но клеть с центральным (по оси симметрии) расположениемкассеты с рабочими валками; наАиг. 3 - разрез А-А на Аиг., 1 и 2;на фиг. 4 - разрез Б-Б,на фиг. 3;на Аиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4;25на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 4; нафиг, 7 - внд сверху линейного стана,снабженного клетямипредлагаемой конструкции, в момент задачи полосы вовторую по ходу прокатки клеть; нафиг, 8 - то же, полоса обжата в третьей по ходу прокатки клети.Рабочая клеть прокатного станасодержит кассету 1 с рабочимивалками2 и 3, жестко скрепленную с поворотным корпусом 4 (станиной), на Аиг. 1 с консольным, а на фиг. 2 с, центральным по оси симметрии расположением кассеты 1 относительно корпуса 4 привода валков 2 и 3, в остальном конструктивное исполнение клетей на фиг, 1 и 2 идентично, смонтированным с возможностью независимого поворота в опоре 5 (промежуточной раме), установленной на плитовине 6 с возможностью перемещения в направлении перпендикулярном оси прокатки посредством устройства 7, устройство 8 перемещения корпуса 4 в направлении вертикальной оси калибра, червячный редуктор 9, передаточный вал (не показан), муйту 10 и электродвигатель 11,Рабочая клеть на фиг, 1 и 2 снабжена также устройствами осевой и радиальной регулировки валков 2 и 3 (не показано).Корпус 4 в донной части снабжен цилиндрической поверхностью, сопрягаемой с расточкой втулки 12, скрепленной с опорой 5. На верхнем торце опоры 5 установлена нижняя обойма 13. с роликами 14 и сепаратором 15, а верхняя обойма 16, взаимодействующая с роликами 14 и сепаратором 15, жестко скреплена с винтами 17 устройства 8 перемещения корпуса 4 привода валков 2 и 3 в направлении вертикальной оси калибра, включающего кроме винтов 17 с верхней обоймой 16, гайки 18 и крьппки 19, Аиксирующие гайки 18 от осевых перемещений. Крепление крышек50 з 1362519 к корпусу 4 производится посредством крепежных деталей 20,Передача и разделение крутящегомомента от ведущего вала 21 корпуса4 к рабочим валкам 2 и 3 производитсяс помощью червячной и прямозубой передач (йе показано). На выходномхвостовике ведущего вала 21 консольнос помощью подшипникового узла 22 установлена шестерня 23, взаимодействующая с шестерней 24, смонтированнойна валу 25 червячного колеса 26 редуктора 9, соосного оси поворотакорпуса 4 в опоре 5. Следует отметить, что частота вращения шестерни24, с целью исключения натяжения иобрыва полосы при повороте клети(см. фиг. 1), устанавливаемой в составе линейного стана, не должна превышать величины, определяемой изизвестного равенства и= в , гдеп - частота вращения шестерни 24,- расстояние от оси вращения 25корпуса 4 до наиболее удаленногокалибра, Ч - скорость прокатки. Наведущем валу 21 внутри корпуса 4смонтирован барабан 27, наружнаяповерхность которого взаимодействуетс колодками 28 колодочного тормоза(не показано), а соосно оси вращениякорпуса 4 с наружной стороны егодонной части установлена и жесткоскреплена с корпусом 4 шестерня 29,взаимодействующая с рейкой 30, смонтированной на направляющих 31,жестко скрепленных с опорой 5.Для улучшения условий перевалкиширина рейки 30 выполнена большейширины зубчатого венца шестерни 23на величину, равную 4 Ь + 510 мм,где 4 Й - полный диапазон регулировки устройства 8 корпуса 4 в направлении вертикальной оси калибра, а ши45рина зубчатого венца шестерни 23 выполнена большей ширины зубчатоговенца шестерни 24 на величину д Ь,1Фиксация рейки 30 от перемещенийв направляющих 31 в направлении коси шестерни 29 обеспечивается, например, за счет соединения паз-выступ(непоказано), Между кронштейном 32,жестко связанным с направляющими31, и торцом рейки 30 посредствомштыря 33 и гайки 34, взаимодействующей с резьбовыми элементами штыря 33, смонтирована пружина 35, Набоковой поверхности рейки 30 выпол 154нены зубчатые элементы, например треугольные шлицы, сопрягаемые со стопором 36 фиксатора .37, установленного на направляющих 31. Фиксатор 37 включает в себя корпус 38, электромагнит 39, пружину 40 и стопор 36Шестерня 29 снабжена цилиндрической ступицей 41, взаимодействующей с колодками 42, колодочнога тормоза (не показано), скрепленного с опорой 5.Опора 5 устанавливается на плитовину 6 с помощью лап 43 и съемных накладок 44, скрепляемых с плитовиной 6, болтами 45.Параллельно направляющим плитовины 6 по оси их симметрии к опоре 5 жестко крепится ходовой винт 46 устройства 7 перемещения опоры 5 в направлении перпендикулярном оси прокатки, взаимодействующий с гайкой 47. Гайка 47 смонтирована в поперечине 48 плитовины 6 с возможностью поворота посредством втулки 49, корпуса 50 и зафиксирована от осевых перемещений крышкой 51.Электродвигатель 11 передает крутящий момент к хвостовику червяка 52 червячного редуктора 9 (к хвостовикам червяков 52 червячных редукторов 9 при использовании рабочейклети фиг. 1 в составе линейногостана фиг, 5, 7, 8) посредством передаточных валов (не показано) и муфт 10, смонтированных с передаточными валами с возможностью взаимного осевого перемещения с помощью, например, шпоночных соединений.Вводная 53 и выводная 54 арматура для задачи и выдачи полосы 55 из калибра валков 2 и 3 и ее удержания в указанном калибре крепятся к брусьям 56.Для улучшения условий осуществления операций по управлению колодочными тормозами (не показано) и фиксатором 37 и перевалки корпуса 4 привода валков 2 и 3 на поверхности К (см. фиг. 4) установлене нерегулируемые, а на поверхности Н (см. фиг. 4) регулируемые в круговом направлении упоры (не показано), причем на регулируемых в круговом направлении упорах (не показано) начального и конечного положения корпуса 4 установлены конечные выключатели (не показано), сблокированные с электромагнитами 39 фиксатора 37 и колодочного(не показано) установлен на регулируемом упоре начального положения и5сблокирован с электромагнитом колодочного тормоза (не показано) с ко-.лодками 42,Порядок настройки клетей для обоихвариантов установки в составе одноклетевого стана прокатки малотоннажныхпартий профилей или в составе линейного стана для прокатки сортовых ифасонных профилей одинаков.На перевалочном стенде кассета 1 15с собранными в ней валками 2 и 3крепится к корпусу 4 с предварительно установленным в нем приводом валков 2 и 3, включающем червячную ицилиндрическую зубчатые передачи (непоказаны), ведущий вал 21 с барабаном 27 и колодочный тормоз (не показано) с колодками 28. Усилие прижатияколодок 28 к барабану 27 при включении электромагнита колодочного тормоза (не показано) устанавливаетсятаким, чтобы момент сопротивлениявращению ведущего вала 21 на барабане 27 был большим крутящего моментана корпусе 4 от пружины 35, взаимодействующей с рейкой 30, входящей взацепление с жестко скрепленной скорпусом 4 шестерней 29, во всемрабочем диапазоне пружины 35 (заданных углов поворота корпуса 4 отно-.сительно опоры 5),Далее известными приемами с помощью устройств осевой и радиальнойрегулировки (не показано) устанавливается заданное взаимное осевое ирадиальное положение валков 2 и 3.Вращением гаек 18 устройства 8 пере"мещения корпуса 4 привода валков2 и 3 в направлении вертикальной осикалибра осуществляется предварительное совмещение центра тяжести калибра (нейтральной линии калибра) сзаданным по высоте уровнем прокатки.Перед установкой корпуса 4 вопору 5 смонтированную на плитови 50не 6, посредством накладок 44,.болтов 45 и устройства 7 перемещенияопоры 5 в направлении,перпендикулярном оси прокатки выполняются следующие операции.55 На направляющие 31 устанавливается рейка 30 со штырем 33 и пружиной 35. Вращением гайки 34 (электромагнит 39 фиксатора 37 включен, стопор 36 156выведен из зацепления с треугольными шлицами рейки 30) пружина 35 снимается для клети исполнения фиг. 1 в Случае прокатки по так называемой схеме стык в стык, обеспечивающим поворот корпуса 4 в момент формоизменения полосы 55. Момент сопротивления повороту корпуса 4 привода валков 2 и 3 в опоре 5 в этом случае равен сумме крутящего момента на ведущем валу 21 Ч суммарным моментом трения в кинематических парах соединения корпус 4 - опора 5 с учетом коэффициента надежности пружинного устройства, принимаемого в подобных случаях равным 1,31,5, где величина 1,3 соответствует деформации пружины 35 в положении корпуса 4 (фиг,. 7), а 1,5 - соответственно положению корпуса 4 привода валков 2 и 3 (фиг. 8), Максимальное усилие прижатия колодок 42 к ступице 41 шестерни 29 устанавливается таким, чтобы при включенном электромагните 39 (стопор 36 выведен из зацепления с треугольными шлицами рейки 30) корпус 4 оставался неподвижным в положении, показанном на фиг, 8. Усилие сжатия пружины 35 для исполнения клети по фиг. 1 в случае прокатки с паузами между окончанием формоизменения предыдущей и началом формоизменения последующей полос 55, близкими к времени, необходимому для поворота корпуса 4 в положение, показанное на фиг. 7, а также - для ксполнения клети по фиг. 2, для прокатки малотоннажных партий профилей в том числе высокоточных, фасонных, будет существенно меньшим, чем для случая описанного выше, так как момент сопротивления повороту корпуса 4 в опоре 5 будет соотввтственпо меньше на величину момента прокатки, Соответственно изменится и усилие прижатия колодок 42 к ступице 41.После .выполнения указанных операций по настройке колодочных тормозов. (не показано) и регулировке усилия нагружения пружины 35, которые производятся как правило. только при плановых ремонтах оборудования, корпус 4 транспортируется в линию стана и монтируется в расточке опоры 5. При этом ось кассеты 1,(оси валков 2 и 3) ориентируется в направлении перпендикулярном оси прокатки и с помощью регулируемых и нерегулируемых7 13упоров (не показано), смонтированныхна поверхностях К и Н (см, фиг, 4)опоры 5 и корпуса 4, устанавливаетсязаданное начальное и конечное положения корпуса 4 относительно опоры 5.Операции по совмещению зубчатых элементов шестерен 23, 24, 29 и рейки30 производятся известными приемамии известной последовательности.Далее вращением гайки 47 устройства 7 перемещения опоры 5 в направлении перпендикулярном оси прокаткисовмещают центр тяжести калибра(нейтральную линию калибра) с осьюпрокатки в направлении оси валков,Настраивают положение вводной 53 ивыводной 54 арматуры. Включают электродвигатель 11, при этом крутящиймомент от электродвигателя 11 пос-.редством муфт 10 и передаточных валов (не показано) передается на червяки 52 червячных редукторов 9 идалее посредством червячной передачи,состоящей из червяка 52 и колеса 26прямозубой, состоящей из шестерен23, 24 и червячной и прямозубой передач (не показано) корпуса 4, поступают на валки 2 и 3, в которые задается настроечная полоса 55. Го результатам прокатки настроечной поло-,сы 55 осуществляется корректировкавзаимного радиального и осевогоположения валков 2 и 3, положенияцентра тяжести калибра (нейтральнойлинии калибра) по оси и высоте относительно заданного уровня прокаткии положения вводной 53 и выводной 54арматуры. После чего приступают кпрокатке всей партии профилей,Для исполнения клети по фиг, 1 и осуществления так называемой схемы прокатки стык в стыквыполняются следующие операции. Включается электродвигатель 11, в первую по ходу прокатки клеть (см, фиг. 7, 8) задается полоса 55 и в момент захвата полосы валками 2 и 3 второй по ходу прокатки клети одновременно включаются электромагниты 39 фиксатора 37 и колодочного тормоза (не показано) с колодками 28, при этом стопор 36 выводится из зацепления с зубчатыми элементами, например шлицами, выпол-. ненными на рейке 30, а колодки 28 прижимаются с максимальным усилием к барабану 27, в результате чего корпус 4 вместе с полосой 55 поворачи 50 55 Последовательность и приемы осуществления операций по управлению устройствами поворота корпуса 4 в опоре 5 в случае прокатки профилей с паузами между окончанием формоизменения предыдущей и началом формоизменения последующей полосы 55, близкими к времени, необходимому для поворота корпуса 4, идентичны для случая прокатки полосы 55 по так называемой 62515вается в положение, показанное нафиг. 8, а пружина 35 сжимается,В момент касания нерегулируемогоупора (не показано), установленногона корпусе 4 регулируемого упора(не показано), установленного на опоре 5, срабатывает конечный выключатель (не показано), при этом отключаются электромагнит колодочноготормоза (не показано) с колодками 28и электромагнит 39 фиксатора 37, врезультате чего колодки 28 отводятсяот барабана 27, а стопор 36 фиксатора 37 вводится в зацепление с зубчатыми элементами, например треугольными шлицами, выполненными на рейке30, фиксируя рейку 30 от осевых перемещений, а корпус 4 привода валков2 и 3 от поворота в положении, показанном на фиг. 8.После захвата полосы 55 валками2 и 3 третьей по ходу прокатки клети(см. фиг, 8) одновременно включаются25 электромагнит 39 фиксатора 37 и электФромагнит колодочного тормоза (не показано), осуществляющий прижатие колодок 42 к ступице 41 шестерни 29с максимальным усилием.Изменением силы тока в обмоткеэлектромагнита колодочного тормоза(не показано) с колодками 42 осуществляется плавное растормаживание ступицы 41 и корпус 4 (без остановкипроцесса формоизменения полосы 5535.валками 2 и 3) под действием пружины35, перемещающей рейку 30, поворачивается в направлении, противоположном направлению прокатки.В момент касания нерегулируемогоупора (не показано), установленногона корпусе 4, регулируемого упора,установленного на опоре 5, срабатывает конечный выключатель (не показано), электромагнит колодочноготормоза (не показано) с колодками 42и электромагнит 39 фиксатора 37 отключаются и клеть готова к приемуследующей полосы, 1362515 105 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 схеме "стык в стык" и отключаются лишь усилиями, развиваемыми электромагнитами колодочных тормозов (не показано) и пружиной 35, а также паузами между операциями по управлению устройствами поворота.При Аормоизмененци коротких полос возможно осуществление операций поворота корпуса 4 в опоре 5 в автоматическом режиме. В этом случае стопор 36 выводится из зацепления с зубчатыми элементами, например треугольными шлицами, выполненными на рейке 30, в,положение, обеспечивающее беспрепятственное ее осевое перемещение, и Аиксируется в нем. К регулируемому упору (не показано) конечного положения при повороте корпуса 4 по направлению прокатки дополнительно устанавливается конечный выключатель, обеспечивающий включение системы управления колодочного тормоза (не показано) с колодками 42 одновременно с окончанием деформации полосы 55 в валках 2 и 3, а колодки 28 колодочного тормоза (не показано) постоянно в течение прокатки всей партии проАи. лей прижимаются к барабану 27 с усилием, обеспечивающим момент сопротивления вращению ведущего вала 21 при захвате (прокатке) полосы 55 валками 2 и 3 больший, а при отсутствии поло-, сы в калибре меньший, чем момент сопротивления вращению корпуса 4 в опоре 5. Соответственно этому устанавливается усилие сжатия пружины 35,Процесс прокатки коротких полос при осуществлении операций поворота корпуса 4 в автоматцческом режиме производится слецующцм образом.По осуществлению захвата полосы 55 валкамц 2 и 3 второй по ходу прокатки клети (см, Аиг. 7) валки 2 и 3 затормаживаются, а корпус 4 совместно с полосой 55 поворачивается в положение, показанное на фиг. 8, сжимая при этом пружину 35, В момент соприкосновения упоров конечного Положения (не показано) корпуса 4 скорость вращения валков 2 и 3 становится равной рабочей н процесс формоизменения полосы 55 в валках 2 и 3 второй по ходу прокатки клети осуществляется в положе-. нии корпуса 4 привода валков 2 и 3, показанном на Аиг, Я. В момент выхода полосы 55 из очага деформации срабатывает конечный выключатель, сблокированныц с системой управления колодочного тормоза (не показано), иколодки 42, прижимаясь к ступице 41,препятствуют импульсному превращениюпотенциальной энергии сжатия пружины35 во вращательное движение корпуса4, в результате чего корпус 4 приводавалков 2 и 3 плавно возвращается висходное положение. В момент касанияупоров начального положения корпуса4 привода валков 2 и 3 срабатываетконечный выключатель (не показано),обеспечивающий полное растормаживаниеступицы 41. После чего клеть готовак приему последующей полосы.Последовательность и приемы осуществления операций по управлениюустройствами поворотакорпуса 4 приустановке клети исполнения по фиг. 2в составе одноклетевого стана дляпрокатки малотоннажных партий профилей, в том числе высокоточных, Аасонных, отличается, например от указанного случая прокатки профилей налинейном стане с паузами между окончанием формоиэменения предыдущей иначалом Аормоизменения последующейполосы тем, что поворот корпуса 4производится после полного Аормоизменения полосы или партии полос (взависимости от технологического процесса прокатки и требований к качеству готовых проАилей) в каждомпроходе,Повышение производительности обу".словливается следующим.При использовании клети в составеодноклетевого стана для прокаткималотоннажных партий проАилей в томчисле высокоточных фасонньж, технологический процесс которых как правило,включает прокатный передел в дватри прохода, снижаются затраты времени на операции подготовки полосыили партии полос, в зависимости оттехнологического процесса прокатки итребований, предъявляемых к качествуготовых проАилей, к их формоизменениюв следующем калибре, а следовательно,за равные промежутки времени выпускается больший по сравнению с прототипом объем готовой продукции,Расширение технологических всзможностей клети заключается в ра.сширении области применения клети, аименно: в составе одноклетевого стана прокатки малотоннажных партийпроАилей, в том числе высокоточных,Аасонных, и в составе линейных станов30 45 11 1 Зб 251прокатки сортовых и фасонных профилей.Упрощение конструкции клети состоит в упрощении конструкции устрой 5ства поворота корпуса привода валковза счет исключения индивидуальногопривода устройства поворота; В уменьшении количества проводковой арматуры и исключении обводных аппаратов,а также в использовании клетей болеепростой компоновки - двухвалковой посравнению с клетями переменное дуо,трио; в упрощении привода клети (исключается сложный, дорогостоящий 15реверсивный привод клети),Улучшение условий труда при установке клети в составе одноклетевогостана прокатки малотоннажных партийпрофилей, в том числе высокоточных,фасонных, обуславливается следующим.В связи со спецификой производствавысокоточных фасонных профилей(сложная форма, различные условиятрения на противорасположенных валках, неравенство диаметров валкови т.п.) деформация их в холодномсостоянии как правило сопровождаетсяискривлением полосы по выходу изочага деформации. Поэтому задачанепрямолинейной полосы в последующий калибр осуществляется вручнуюс соответствующей ориентировкой полосы, при этом угол поворота (ориентировки) полосы относительно калибра для полос внутри партии величина постоянная, а для полос изразличных партий - переменная. Впредлагаемом техническом решении засчет установки любого угла поворотакорпуса привода валков относительноопоры (оси прокатки) операция задачиполосы в калибр сводится к продольному перемещению полосы к валкам, чтосущественно уменьшает трудоемкостьвыполнения операции задачи полосы.Предлагаемое техническое решениепозволяет повысить производительностьв зависимости от профилесортаментаодноклетевого стана для производствамалотоннажных профилей, в том числевысокоточных, фасонных, на 1,8-123,Изобретение использовано в техническом проекте компактной прокаткиклети диаметром валков 150 мм, пред 12назначенной для типовых участков прокатки рациональных, в том числе высокоточных, фасонных, заготовок деталей в условиях машиностроительныхзаводов.Формула из обретения1. Рабочая клеть прокатного стаина, содержащая приводные рабочие валки, установленные в кассете, которая вместе с ведущим валом привода валков размещена в поворотном корпусе, установленном с возможностью поворота в горизонтальной плоскости в расточке опоры, смонтированной на плитовине, средства поворота упомянутого корпуса относительно опоры, устройства осевой и радиальной регулировки валков, устройство перемещения корпусаФв направлении вертикальной оси калибра и привод клети, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения производительности путем изменения вращения валков без изменения частоты вращения их привода, упрощения конструкции клети и привалковой арматуры и расширения технологических воэможностей клети, ведущий вал привода валков снабжен шестерней, взаимодействующей с шестерней привода клети, смонтированной соосно оси поворота корпуса, а на ведущем валу привода валков жестко установлен барабан, взаимодействующий с колодками тормоза, смонтированного в поворотном корпусе, кроме того средство поворота корпуса выполнено в виде жестко связанной с ним шестерни и взаимодействующей с ней установленной на опоре зубчатой рейкой, подпружиненной и снабженной фиксатором ее осевого положения.2, Клеть по п, 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения долговечности привода валковза счет исключения ударных нагрузок в зубчатых зацеплениях, шестерня зубчатой передачи средств поворота корпуса снабжена цилиндрической ступицей, взаимодействующей с колодками колодочного тормоза, смонтированного в опоре.