Прокатный стан

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН В 1/2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТ 76 ия,СО Ж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Институт черной металлургиии Днепродзержинский ордена Трудового Красного Знамени индустриальныйинститут им. М,И. Арсеничева(56) Королев А.А. Механическое оборудование прокатных цехов черной ицветной металлургии. М.: Металлур(54) (57) ПРОКАТН 1 П 1 СТАН, содержащий горизонтальную клеть с комплектом рабочих и приводных опорных валкови роликовый измеритель натяжения полосы, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повыщения ресурса опорных валков путем снижения образованребристости на поверхности бочек,отношение диаметра роликового измерителя к диаметру опорного валкасоставляет неполное частное.12Изобретение относится к прокатному производству, а именно к конструкциям клетей кварто, и можетбыть использовано при изготовлениитонколистового проката,Целью изобретения является ловышение ресурса опорных валков путемснижения образования ребристости наповерхности бочек.На фиг.1 изображен двухклетевойдрессировочный стан, общий вид;на фиг,2 - опорный валок с износомповерхности бочки в ниде ребристости; на фиг,З - изменение натяженияполосы в ходе дрессировки 1 осциллог.рамма) .Предлагаемый прокатный (дрессировочный) стан содержит раэматыватель 1, правильно-натяжные устройства 2, рабочие клети 3 и 4 с приводными опорными 5 и рабочими 6 валками, между которыми находится дрессируемая полоса 7, роликовый измеритель 8 натяжения, и моталку 9.Числа диаметров опорных валков 5и роликового измерителя 8 натяжениявыбраны из возможного диапазона,определяемого требованиями технологического процесса и унификации оборудования в цехе, такими, чтобы приразложении их на простые множителиони не содержали одинаковых сомножителей, т.е, чтобы величина диаметра роликового измерителя при деле,нии с. величиной диаметра опорноговалка составляла неполное частноеПрокатный стан работает следующим образом.Рабочие валки посредством фрикционных сил Ц получают вращение отприводных опорных валков, Полосадрессируется между рабочими валкамис натяжением Т, которое определяетсяс помощью роликового измерителя 8натяжения через усилие Й .Как видно из осциллограммы(фиг.З), натяжение Т колеблется относительно заданного технологичесФкого значения ТустАнализ подобных осциллограмм показал, что частота возникающих вибраций совпадает с частотой вращенияроликового измерителя, а амплитудаколебаний натяжения Т увеличивается с увеличением скорости дрессировки, причем при скорости дрессиров.ки более 26 м/с динамическая добавка(колебательная составляющая) стано 5368 звится соизмеримой с технологической величиной натяжения Т,Колебание натяжения Т являетсяпричиной того, что появляются лопе речные вибрации роликового измерителя 8, возникающие при его вращении из-за зазоров в подшипниках,динамической неуравновешенности егомассы и прогиба под действием усилия(М со стороны полосы. Причем, еслисмещение центра масс роликового измерителя относительно оси вращения истатический прогиб от действия полосы в сумме создают зксцентриситетотносительно оси вращения, равный ето центр роликового измерителя пристационарном режиме дрессировки вращается с частотой вращения роликового измерителя по окружности с центром на оси вращения и радиусом, равныме р 2- -1 25где иЗ - частота вращения роликовогоизмерителя натяжений подсдействием полосы;Р в , - собственная частота поперечных изгибных колебаний 30 роликового измерителя, натяжений;С - изгибная жесткость роликового измерителя натяжений;- масса роликового измерителя.35 Из-за перемещения по Окружностицентра масс роликового измерителяпод действием указанных факторовпрогиб полосы в промежутке между клетями периодически изменяется с ампли тудой г и частотой вращения роликового измерителя ОЗ, Периодическоеизменение прогиба полосы и обуславливает колебания натяжения Т.В стационарном режиме дрессировки (без пробуксовки) с приводными, опорными валками момент сил сцепления между рабочим и опорным валкомдолжен быть больше суммы внешнихконтактов, приложенйых к рабочему 50 валку, т.е. должно выполняться следующее соотношение между моментами, приложенными к рабочему валку+ Т - ТР Г.1 (1)55где Мд, - момент деформации полосы при дрессировке;еь - радиус рабочего валка;Р - давление металла на нал -ки при дрессировке (усилие прокатки).- коэффициент трения скольжения на контакте между 5рабочим и опорным валками.Давление металла на валки Р при дрессировке незначительно, поэтому даже небольшое увеличение натяжения Т из-за вибраций роликового измерителя приводит к нарушению условия (11 и периодическим пробуксовкам 1 с частотой вращения измерителя) рабочего валка относительно опорно - го. Кроме того, момент сил сцепления между рабочим и опорным валками, который характеризуется правой частью неравенства (1), при возникновении вибраций н полосе, передающих-.- ся рабочему валку, резко снижается из-за аномального уменьшения коэф й фициента трения.Расчеты и экспериментальные данные показывают, что для дрессировочного стана 400 кратковременные про буксиронки из-за колебаний натяжения Т наступают при скорости дрессировки, превышающей 27 м/с н зависимости от состояния поверхности валков и прокатываемого сортамента. 30 При пробуксонках на поверхности опорного валка начинают появляться полосы "Ребристость" из-за износа и необходима их замена и перешлифонка, что приводит к увеличению расхода З 5 опорных валков.Полностью устранить указанные причины колебаний натяжения с помощью конструктивных мероприятий на практике невозможно, так как невоз можно при таких габаритах изготовить идеально сбалансированный и абсолютно жесткий роликовый измеритель с безэазорными опорами качения. Однако срок службы опорного валка 45 можно увеличить, если распределить износ, возникакщий при пробуксовках, равномерно по его периметру.За каждый оборот роликового измерителя в момент, когда натяжение Т 50 достигает максимального значения и нарушается условие (1), на поверхности опорного валка при кратковременной пробуксовке появляется полоска за счет истирания при третин сколь жения. За время между рывками натяжения Т (эа период между соседними пиками натяжения) точка наокружности рабочего и опорного валков проходит расстояние, равное ЧЯ=Ч 7ии(2) где Ч- скорость полосы (скорость дрессировки);- период колебаний натяжения Т в полосе (фиг.3);- техническая частота колебаний натяжения в полосе; Гц (1/с). ппипР Ч= и Представляя (3) в (2) в и учитывая,что Й = и р,получим . И с 1 ипп ППприппа т.е.при любой скорости дрессировки на поверхности бочки опорного валка при рывках натяжения последовательно наносятся полоски с одним и тем же интервалом 8 = 11 Йп равная длине окружности роликового измерителя.Таким образом, если длина окружности тензоролика укладывается целое число раз н длине окружности опорного .валка Ю то места пробуксовок на опорном валке повторяются через такое же число оборотов тенэоролика. Например, для дрессировочного стана 1400 при диаметре опорного валка, равном 1400 мм, и диаметре роликового измерителя 280 мм, то 1400= 5280 т.е. через каждые 5 оборотов тенэоролика процесс пробуксовки повторяется на тех же участках и имеем наопорном валке 5 полосок по окружности, в дальнейшем истирание (износ)происходит через каждые 5 оборотон тензоролика только на этих участках,на которых быстро наступает недопустимая выработка и необходима замена опорного валка. Установлено, что частота колебаний натяжения в полосе равна частоте вращения роликового измерителя, т.е.Х = и ,где и число оборотов,совершаемых роликовым измерителем за 1 с об/с. Тогда скорость полосы через диаметр роликового измерителя д р может быть выраженаДРП,е 1400281 уже не целое число и в каждом последующем обороте опорного валка пробуксовка происходит на другом участке его поверхности до тех пор, пока взаимное положение тенэоролика и опорного вапка окажется таким же, как при первой пробуксовке. Указанное положение наступит тогда, когда точка окружности опорного валка, в которой произошла первая пробуксовка, пройдет такое наименьшее расстояние, в котором длина окружности роликового измерителя 6 д уложится целое число раэ. Таким наименьшим расстоянием является ве - личина наименьшего общего кратного ( НОК) длин окружностей опорного валка (Э Е) и роликового измерителя ( пи ) фУчастки пробуксовки на опорном валке повторяются только после того, как тензоролик совершает число оборотов, равное НОК ( Эе; с)ГДЛ 12 е ааш = 1400(4) где НОК (1 В,е, ПЙ,) - наименьшееобщее кратное чисел 70,е = 140 ОПи 1 й2811 Только через каждые 1400 оборотов роликового измерителя повторяется пробуксовка натех же участках бочки опорного валкаи по его окружности наносится 1400полосок, т.е, за одно и то же время 512Если же, например, диаметр опорного валка остается тот же 31400 мм, а диаметр измерителя увеличен всего на 1 мм, т,е. /с 1" 281 мм, то отношение длин окруж- ностей 53681эксплуатации опорного валка износ его участков за счет пробуксовок в1.400-- = 280 раз меньше чем при5ьдиаметре роликового измерителя й = 280 мч. Поэтому такой опорный валок меняют значительно реже.Изложенные соображения и анализ соотношения (4) позволяют заключить, что чем больше наименьшее общее кратное длин окружностей опорного валКа и роликового измерителя чисел %Э,еиМд), тем больше при дрессировке одного рулона наносится полосок на поверхность, бочки опорного валка и тем меньше происходит пробуксовок в одном и том же месте поверхности опорного валка, т.е., износ, возникающий при пробуксовках, распределяется более равномерно по окружности бочки опорного валка, и, как следствие, увеличивается срок его службы и расход опорных валков нат дрессируемого металла.Наименьшее общее кратное чесел 1,ь и 4, максимально, если числа В,е и 4, при разложении на простые множители не содержат одинаковых сомножителей, в этом случае имеем(П 1; д ) = 1 1), й(5)Выбирая из возможного диапазона, 35определяемого технологическими требованиями, чисел, выражающих диаметрыопорного валка и роликового измерителя так, чтобы при разложении напростые множители они не содержалиодинаковых сомножителей, можно обеспечить выполнение условия (5) и увеличить эксплуатационную кампаниюопорных валков, сократив их расход 45при существующем стане уровне колебаний натяжения полосы.1253681 Составитель Ю.Лямовлемех Техред Л. Сердюкова Корректор М. 111 арощ едактор 663/13 ВНИИП Тираж 518 Подпиосударственного комитета СССРелам изобретений и открьггийсква, Ж, Раущская наб., д.4/5 035, М Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная