Валковый узел

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 138 51) 4 В 21 В 27/О Т СССР ТНРЪТ ЗОБР ЕТЕНИ ПИСА АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение относится кному производству, в частностизводству тонких полос. Цельтения - улучшение плоскостнос инстиова ев .В ов,инский СССР 1984 прокати к про. изобрети проГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ катываемых полос. Комплект прокатныхвалков имеет переменную шероховатость. Рабочая поверхность валковвыполнена в виде чередующихся участков с разным уровнем шероховатостипри последовательном чередовании вшахматном порядке участков с большейи меньшей шероховатостью, причем награнице смежных участков шероховатость во всех направлениях изменяется плавно по гармоническому закону,а длина участков по крайней мере равна длине очага деформации, Кроме того, участки с равной шероховатостьюверхнего и нижнего валков размещеныдруг против друга. Такое выполнениеузла улучшает плоскостность прокатываемых полос за счет дробления деформаций. 3 ил.О 15 20 25 50 55 Изобретение относится к прокатному производству, в частности к производству тонких полос, и может быть осуществлено в прокатных цехах метал. лургических заводов,Цель изобретения - улучшение плос костности прокатываемых полос.На фиг.1 изображен валковый узел; на фиг.2 - участки шероховатости, из меняющиеся по длине бочек; на фиг,З - участки шероховатости, изменяющиеся по длине окружности бочки.Валковый узел состоит из верхнего и нижнего валков с нанесенными на их поверхность участками с разным уровнем шероховатости (участки с большимуровнем шероховатости зачернены),разделенных переходной зоной (заштризованные участки) с плавноизменяющейся шероховатостью по гермоническомузакону, например синусоидальному вдвух направлениях - по длине бочки(фиг.2) и по длине окружности валков4(фиг,З), Ки К соответственномаксимальный и минимальный уровнишероховатости, а и Ь - длина и ширина участков,Участки с максимальной шероховатостью на верхнем и нижнем валках расположены в шахматном порядке друг относительно друга как по длине бочки, так и по длине окружности валков. Аналогично друг относительно друга расположены участки с минимальной шероховатостью. Такое расположение обеспечивает расширение зоны нечувствительности полосы к потере плоскостности. При этом на границе смежных участков шероховатость изменяется плавно без резких скачков по гармоническому закону, например синусоидальному,Конструкция обеспечивает уменьшение длины и ширины участков полосы, на которых действуют сжимающие напряжения, а следовательно, повьппается критическое напряжение полосы, т.е. устойчивость полосы к потере плоской формы. Таким образом, суммарная эпюра остаточных напряжений в плоскости полосы от, например, изгиба валков и от прокатки с шахматным расположением раэношероховатых участков имеет вид равномерного поля чередующихся в шахматном порядке участков, на которых действуют сжимающие и растягивающие напряжения, Устойчивость по 30 35 40 45 лосы к потере плоской формы с таким видом эпюры остаточных напряжений намного выше, чем полосы, прокатанной в валках с известным расположением шероховатости.При прокатке полосы в валках с резким изменением уровня шероховатости от участка с меньшей шероховатостью к большей и наоборот образуютсяна границе перехода от одного участка к другому складки либо разрывы полосы, Для избежания этого предлагается на границе смежных участков шероховатость во всех направлениях изменять плавно по гармоническому закону,например синусоидальному,Для осуществления принципа дробления деформаций, а следовательно,и остаточных напряжений в плоскости полосы необходимо, чтобы при прокатке в очаге деформации происходило чередование участков с меньшим и большим уровнем шероховатости. Поэтому в предлагаемом комплекте прокатных валков необходимо, чтобы длина участков, была по крайней мере, равна длине очага деформации.Минимальный уровень шероховатостиПучастка валков К находится в пределах 0,4-0,8 мкм, Меньшее значение параметра шероховатости определяется шероховатостью шлифованной поверхности. Операция шлифовки широко распространена при обработке валков. Уменьшение этого значения, например, путем полировки бочки валка, нецелесообразно из-за высокой стоимости такого технологического варианта подготовки валка.Максимальный уровень шероховатос 1 ти рабочей поверхности валков Кп находится в пределах 2-000 мкм. Увеличение параметра шероховатости более 000 мкм ограничено техническими возможностями известных способов нанесения шероховатости и может отрицательно сказаться на качестве поверхности проката.Увеличение К более 0,8 мкм и(уменьшение Кп менее 2 мкм снижают диапазон регулирования шероховатости на границе смежных участков, при этом теряется положительный эффект от использования комплекта прокатных валков с шахматным расположением раэношероховатых участков, так как процесс дробления деформаций в очаге деформации приближается к обычномупроцессу прокатки, при котором резко возрастает вероятность ухудшения плоскостности полосы.Длина С раэношероховатых участ 5 ков валков находится в пределах 1 д -0,95 л Р, где 1 я - длина очага деформации; Р - диаметр валков. Увеличение длины й, более 0,95 К Р ограничено диаметром валков и возможно стью шахматного расположения разно- шероховатых участков. Уменьшение длины й менее 1 я приведет к снижению эффективности дробления деформаций, а следовательно, к ухудшению плос костности прокатываемых полос.Ширинаразношероховатых участков Ь находится в пределах 2-400 мм, Увеличение шириныЬ более 400 ммснижает эф - фективность дробления деформаций по ши- Ю рине полосы и приближает его к обычному процессу прокатки, когда, например, из-за изгиба валков дробление деформаций происходит на участках шириной лишь около 1/3 ширины поло сы (или рабочего участка длины валков) и составляет, например, при холодной прокатке наиболее распространенного сортамента полос более 400 мм. Уменьшение ширины Ь менее 2 мм огра ничено техническими возможностямипри нанесении шероховатости и нецелесообразно.Для улучшения плоскостности полос возможно использование одного валка с шахматным расположением разношероховатых участков в паре с валком, например, с равномерно нанесенной шероховатостью по всей рабочей поверхности бочки валка. Однако эффективность улучшения плоскостности полос в этой случае ниже, чем от использования комплекта рабочих валков с двумя валками, но выше, чем от использования валков с известным рас о ложением шероховатости. Использование одного валка с шахматным расположением разношероховатых участков целесообразно в том случае, когда технически сложно совместить участки с равной шероховатостью верхнего валка относительно нижнего друг относительно друга,Валковый узел может быть изготовлен, например, путем дробеструйной обработки рабочей поверхности валков после предварительного закрывания обрабатываемой поверхности упругим материалом, например резиной в виде сетки толщиной 2-10 мм, Плавный переход шероховатости от обрабатываемого и необрабатываемого участка валков достигается эа счет изменения кинематики полета дроби в месте контакта периметоа отверстия упругого материала с поверхностью валка, что приводит к изменению уровня шероховатости обрабатываемых участков в этих местах, Плавное изменение шероховатости управляется путем подбора толщины упругого материала и Фракции дроби,Комплект прокатных валков работает следующим образом.Валки захватывают подаваемую к ним полосу. Полоса, проходя через очаг деформации, входит в контакт с первым рядом чередующихся вдоль бочки валков раэношероховатых участков. При прохождении полосы через очаг деформации она деформируется, причем на участках с большей шероховатостью больше, чем на участках с меньшей шероховатостью. При этом на участках с большей деформацией образуются остаточные сжимающие напряжения, а на участках с меньшей деформацией - растягивающие. Таким образом, в выходящей из валков полосе происходит дробление эпюры остаточных напряжений по ширине полосы. Далее после проворачивания валков на величину, равную длине раэчошероховатых участков (по меньшей мере равных длине очага деФормации), вступает в контакт с полосой второй ряд чередующихся вдоль бочки валков разношероховатых участков, но смещенных относительно первого ряда вдоль бочки валков на величину, равную ширине раэношероховатых участков. Деформация полосы во втором ряду происходит аналогично деформации полосы в первом. Однако в выходящей из валков полосе происходит дробление остаточных напряжений нетолько по ее ширине, но и по длине за счет шахматного расположения разношероховатых участков. Таким образом, после полного проворачивания валков в полосе происходит формирование остаточных сжимающих и растягивающих напряжений в виде поля чередующихся в шахматном порядке участков. Это позволяет повысить устойчивость прокатываемых полос к потере плоской формы. При этом плавное изменение шероховатости на границе двух смежных участков приводит к плавномуизменению напряжений от растягивающих к сжимающим и наоборот, что, в свою очередь, снижает вероятность обрыва полос.П р и м е р 1, В чистовую клеть стана холодной прокатки 1700 входит комплект иэ двух рабочих валков диаметром 500 мм, которые после шлифования обработаны дробеструйным спо собом через наложенный на них резиновый трафарет толщиной 4 мм с прибитыми в нем сквозными отверстиями диаметром 10 мм, и расположенных с чередованием друг от друга на рас стоянии 1 О мм в шахматном порядке. Фракция дроби 1,0-1,5 мм. Пять прохо. дов сопла дробеструйной машины, давление воздуха 5 атм.Максимальная шероховатость К 20 участков равна 3,5 мкм, минимальная - К = 0,5 мкм (шлифованная поверхность). Размеры, форма и расположение разношероховатых участков на рабочей поверхности валка адекватны 25 характеристикам резинового трафарета, Шероховатость на границе смежных участков меняется плавно по синусоидальному закону от 0,5 мкм до 3,5 мкм. Участки равной шероховатос ти верхнего относительно нижнего валков размещены друг относительно друга с помощью индивидуальной регулировки скорости валков.Прокатывают полосу размерами 1,0 х х 1250 мм из стали 08 кп с обжатием 257, При этом полоса после прокатки имела плоскую форму без "местной" неплоскостности и без разрывов.П р и м е р 2. В клеть дрессиро вочного стана 1700 входит комплект из двух рабочих валков диаметром 500 мм. Рабочая поверхность верхнего валка имеет равномерную шероховатость (К = 0,5 мкм), нижнего - выполнена в виде чередующихся участков с шероховатостью К = 0,5 мкм и Ка 4,0 мкм расположенных в шахматном порядке. Участки с шероховатостью К= 4,0 мкм выполнены в виде окружности диаметром 20 мм и получены аналогично примеру 1.Прокатывают полосу размерами 0,5 х х 1025 мм из стали Зкп с обжатием 1,07., При этом полоса после прокатки по всей длине имела плоскую форму без "местной" неплоскостности, без разрывов и верхняя сторона полосы имела равномерную шероховатость (К =1,2-1,4 мкм),Для комплекта прокатных валков характерно улучшение плоскостности прокатываемых полос за счет создания в полосе напряженного состояния, повышающего устойчивость полосы к потере плоской формы, улучшение внешнего вида поверхности полосы эа счет создания определенного рисунка на ее поверхности и качества деталей при штамповке за счет создания в детали равномерно распределенного поля напряжений разного знака, а также улучшение плоскостности полос при дальнейшей прокатке за счет дробления эпюры остаточных напряжений в полосе или, например, цинковании.ф о р м у л а изобретенияВалковый узел, содержащий рабочие валки с переменной шероховатостью поверхности, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения плоскост. ности прокатываемых полос, поверхность по меньшей мере одного из валков выполнена с чередованием в шахматном порядке участков с большей и меньшей величинами шероховатости, при этом участкам с большей величиной шероховатости одного из валков соответствуют участки с большей величиной шероховатости другого валка.380817ЧЬг. Ю ЮаИКасРиг. 2 Диона виружносщь 5 алкоФигЗСоставитель М.КозинаРедактор В.Ковтун Техред М,ходанич Корректор О.Кундрик Заказ 1,140/10 Тнралс 467 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений н открытий113035, Москва, Ж, Раущскаи иаб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Уагород, ул. Проектиая, 4