Предварительно напряженная прокатная клеть

(51) 4 В 21 В 31 0 ЕСЩЩнсд ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о наконстого ма- нного обро яжен- ортоСталь,ПРЯ- ержавалки междувалверсу,Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОткРытии(71) Колпинское отделение Всесоюзно учно-исследовательского и проектнорукторского института металлургическ шиностроения Научно-производстве объединения ВНИИМЕТМАШ (72) А. Я. Усвят, В. И. Дунаев, Л. М. Б и С, Д. Гарцман(56) Авторское свидетельство СССР839637, кл. В 21 В 33/02, 1979.Авторское свидетельство СССР1011288, кл. В 21 В 33/02, 1981.Эксплуатация предварительно напр ных бесстанинных блочных клетей на вых и проволочных станах черМЗ. - 1978,12, с. 1105.(54) (57) ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НА ЖЕННАЯ ПРОКАТНАЯ КЛЕТЬ, сод щая основание, верхний и нижний с подушками и пружины сжатия ними, механизм радиальной установки ков с эксцентриковыми втулками, тра соединяющую подушки верхнего валка, встроенные в них стяжные болты с гидрогайками, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей клети путем обеспечения разведения валков с сохранением предварительного усилия ее затяжки, она снабжена пакетами пластин, установленными между подушками верхнего валка и траверсой и изогнутыми в плоскости приложения нагрузок усилием затяжки стяжных болтов до стрелы прогиба, равной 3 - 5 О от их высоты, а каждая подушка верхнего валка имеет механизм поперечного изгиба пластин, выполненный в виде плунжерного гидроцилиндра, установленного перпендикулярно боковой поверхности пластин, причем между пластинами пакета в средней его части и по обоим торцам, взаимодействующим с траверсой и верхней подушкой, закреплены прокладки, равные по длине пластинам, с толщиной6 ) 6(1/сояр - 1),где Й - толщина пластин;(о - наибольший угол поворота сеченияпри изгибе пластин.Изобретение относится к основному оборудованию прокатных станов, в частности сортовых и полосовых,Цель изобретения - расширение технологических возможностей клети путем обеспечения разведения валков с сохранением предварительного усилия ее затяжки.На фиг. 1 изображена клеть в рабочем положении; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 с частичным разрезом; на фиг. 3 - узел 1 на фиг. 2; на фиг. 4 - характеристика по упругости, для пакета пластин в координатах (усилие Р - деформация Х); на фиг. 5 - то же, для клети.Клеть включает верхний 1 и нижний 2 рабочие валки с подушками 3 и 4, траверсу 5 и основание 6, соединяющие соответственно верхние и нижние подушки, стяжные болты 7 с гидрогайками 8, обеспечивающими предварительную затяжку клети. Между подушками размещены прокладки 9 грубой радиальной установки валков и соосно с болтами 7 пружины 10 сжатия, затянутые до усилия, превышающего вес верхнего комплекта подушек с валками, а в подушки встроен механизм точной радиальной установки валков с эксцентриковыми втулками 11. Между траверсой 5 и подушками 3 установлены пакеты пластин 12, изогнутых в плоскости приложения нагрузки усилием предварительной затяжки, которые разделены посередине своей высоты прокладками 13, а по нагруженным торцам, стянутым болтами 14, разделены прокладками 15. В каждой верхней подушке выполнен механизм поперечного изгиба пластин в виде гидравлических плунжеров 16, встроенных в цилиндрические расточки 17 подушек 3, которые одним торцом направлены к полости давления, а другим - к боковой поверхности пластин, причем оси плунжеров перпендикулярны к этой поверхности.Сборка предварительно напряженной клети осуществляется за счет затяжки подушек 3 и 4, траверсы 5 и основания 6 болтами с помощью гидрогаек 8 при подаче давления, обеспечивающего усилие затяжки Рз в 1,4 - 1,5 раза больше наибольшего технологического усилия при прокатке - Р ;Р.= (1,4 - 1,5) Р-. При этом толщина й пластин при габаритах 1 В, Н (фиг. 1 и 2) определяется из условия их продольного изгиба до стрелы прогиба /о=(0,03 - 0,05)Е, что соответствует сближению нагруженных кромок пластин всего на Хо (0,002 - 0,006) Е (фиг. 3): иала плассона соотде, ч - мо ти ве Объем 1l сит от соотнодуль упругости матен и коэффициент Пуаственно.пакетов пластин почшений между габари и не завитными раз мерами Е, В и Н и с достаточной точностьюможет быть представлен в виде 12 ЕХфУ щ - ,т - Р, (2) где Хф - наибольшее родольное сближениеопорных кромок пластин, равное рабочему ходу при подъеме верхнего валка;О о - предел упругости материала пластин.Толщина й прокладок 13 и 15 междупластинами определяется из условия свободного обеспечения рабочего хода Х, при котором поперечные сечения пластин поворачиваются на наибольший угол срй ) й(1/соя - 1), (3) где ц=2 агсып Выражения 3 и 4 получены из уточненного уравнения Мизеса для поперечного прогиба25+ и усилие конца акета соответ - усилие затяж срабатывания ственно,связывающего ый прогиб плагде Рз,Рн аибольший О уравнения и попереч льного изгиба очного уравн ия п/ При высоте пластин 1.=60 - 150 мм, которые могут обеспечить рабочий ход Хф= = (0,10 - 0,12) 1.=6 - 18 мм, достаточный для защиты современных сортовых и полосовых станов и для раскрытия предварительно напряженных клетей, значение Хо составляет всего (0,002 - 0,006) 1=0,12 - 0,9 мм соответственно при о= (0,03 - 0,05)1., Такие значе- ниЯ 1 о ЯвлЯютсЯ наилУчшими, посколькУ пРи о(0,0031 контроль за выпрямлением плас тин при ослаблении усилия затяжки клетизатруднителен, а при о)0,051 будет неоправданно сокращаться рабочий ход Х валка 1, необходимый для раскрытия клети по технологическим соображениям или при ее перегрузке.о Усилие Рз на два порядка превосходитмаксимальное усилие сжатия пружин 10, поэтому при прокатке с усилиями, не превышающими Рз, жесткость клети - Со (фиг. 4) очень выска и определяется лишь жесткостью блока валков с подушками.55 В случае возможного ослабления усилиязатяжки клетей в процессе эксплуатации до значения Рмтк, например вследствие релаксации напряжений, пластины 12 распрямятся,(6 При аварииных например, с захвато полосы, складкой на продольно изгибаютс подушкой 3 и прокла т. е. верхний валокситуациях, связанных, м захоложенного конца ней и т. п., пластины 12 я, стык между верхней дками 9 раскрывается, практически мгновен 7 что будет свидетельствовать о необходимости подтяжки болтов 14.При необходимости раскрытия клети в процессе эксплуатации, т. е. разведения валков, например, для пропуска раската без обжатия, пластины 12 изгибаются с помощью плунжеров 16 механизма поперечного изгиба за счет подачи жидкости в полости расточек 7. При этом пружины О сжатия, распрямляясь, поднимают верхний валок с подушками. Сведение валков осуществляется автоматически при сбросе давления жидкости.Благодаря применению пакета пластин 12 с прокладками 13 посередине их высоты Е и с прокладками 15 по торцам, стянутым болтами 14, потребное усилие изгиба их до стрелы прогиба ф, отвечающей раствору валков Хф=к/ф/41. /3/, составит всего (как сумма п=Н(Ь сил для защемленных по концам балок, нагруженных посередине длины) а суммарная потребная площадь поперечно го сечения 5 расточек 17 при давлении жидкости (Р) равна но (время запаздывания не превышает па-.лупериода собственной частоты колебанийпредварительно напряженных клетей0,0001 - 0,0002 с) поднимается вверх, При5этом жесткость клети падает на 5 - 6 порядков и даже при подъеме верхнего валка 1на величину Хф= (0,10 - 0,12) 1. усилие в клети не может превысить значения Р= (1,05 -1,06) Рз. При этом следует отметить, что точность и стабильность ограничения аварий 10 ных нагрузок в клети практически не зависит от точности изготовления пластин 12и определяется лишь стабильностью из упругих характеристик - Е и , которые дляупругих сталей и сплавов не зависят отвремени эксплуатации, скорости нагружения,температуры и других факторов.Таким образом, в предлагаемой предварительно напряженной клети обеспечиваетсястабильная и надежная защита от аварийных нагрузок при одновременном обеспечении жесткости клети, возможности еераскрытия и контроля усилия предварительной затяжки, что позволяет выбрать усилие затяжки в 1,5 - 2 раза меньшим посравнению с известными клетями (т. е.уменьшить габариты клетей) либо при заданном усилии затяжки в 1,5 - 2 раза повыситьнагрузочную способность клети.Технико-экономический эффект от внедрения изобретения образуется за счет сокращения аварий, простоев прокатных станов,повышения их маневренности, а также засчет сокращения габаритов клетей призаданной нагрузочной способности либо повышения нагрузочной способности при заданных габаритах,Состав а Техред И Тираж 5 ВНИИПИ Государст по делам изобр 113035, Москва, Ж - 3 лиал ППП Патент, итель М. Коров