Прокатная клеть

Союз СоветскихСо 4 малистмчесммхРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 984519(51)М. Кл.В 21 В 13/00/( В 21 В 31/02 Рмударетаоемй квнвтет СИР ае делан лаабретехка и етхрмтвк(5 З) УДК 621.771, ,2.06 (088,8) Опубликовано 30.12.82. Бюллетень М 48 Дата опубликования описання 30.12.82 И. М. Мериин, А. С, Кочуров, В. П. Шеногнн, Г. ; КЗ 1 йащиовт-:И. А Тодер, Ю. Н. Семин, А. В. Храбров, Ю. О, Лабейкий,А. Л, Лаврентьев и В. Н. Друзин(54) ПРОКАТНАЯ КЛЕТЬ 1Изобретение относится к прокатному производству и касается конструкции клетей, преимущественно сортовых станов.Известна прокатная клеть, содержащая станину, валки, верхние подушки, в которых по резьбе расположены дистанционные винты, опирающиеся на нижние п душки, и гидроцилиндры предварительного , нагружения, размещенные между подушками нижнего валка и поперечной станины 11 3.В этих клетях, обладающих высокой радиальной жесткостью не обеспечивается самоустановка подушек относительно шеек валков при прокатке, что затрудняет их применение на сортовых станах, в . частности среднесортных и крупносорт-ных,для которых характерны значитель ные перекосы валков и подушек. Отсутствие самоустановки подушек приводит к снижению стойкости подшипниковых узлов, воспринимающих усилие прокатки, особенно при использовании подшипников жесткостного трения (ПЖТ), которые,2по сравнению с подшипниками качения,более чувствительные к перекосам.Известна прокатная клеть, содержащаявалки, верхние и нижние подушки с расположенными в них цилиндрическими 5 вкладышами и подшнпниковыми узламиудистанционные винты, взаимодействук- щие с цилиндрическими вкладышами, гидроцилиндры предварительного 1 нагруженияклети, воздействующие на шейки валков, 1 О в которой для облегчения установки подушек относительно шеек валков предусмотСрепы цилиндрические вкладыши, продольные оси которых лежат в плоскости,проходящей через центр ПЖТ и оси дис -танционных винтов Г 2.Однако полной самоустановки подушекпри изгибе и перекосе валков в процессе. эксплуатации клети не происходит изавозникающего по месту контакта цилиндрических вкладышей и подушек моментасил трения, затрудняющего поворот подушек. Вследствие этих равнодействующих .усилий, действующих со стороны валка3 М 45 на подушку, смешается к внешнему (по отношению к бочке валка) краю подшипника, что ухудшает условия работы и снижает стойкость подшипниковых узлов.Применение гидроцилиндров предвари 5 тельного нагружения по шейкам валков вызывает также повышенный износ втулок-вкладышей ПЖТ в период запуска стана, когда из-за низкой окружной скорости отсутствует гидродинамический10 эффект в ПМ(Т, в результате чего втулки-вкладыши и втулки-цапфы не разъединяются слоем масла и находятся в непосредственном контакте под нагрузкой, причем формирование масляного клина15 тормозится силовым воздействием распора шеек валков.Размещение гидроцилиндров нагружения между шейками валков вызывает необходимость увеличения длины шеек20 валков, что сокращает их стойкость.Известна покатная клеть, содержащая валки, верхние и нижние подушки, опорные элементы подушек, смещенные относительно вертикальной оси подушек 33 .25Опорный элемент в виде сферического подпятника облегчает самоустановку подшипника и подушки при изгибе валка под действием усилия прокатки за счет образования действующего на подушку .- момента сил, направленного противоположно моменту сил трения в сферическом подпятнике, препятствующему повороту и самоустановке подушки. Полная самоустановка подушки и подшипника относитель о шейки валка происходит, когда оба указанных выше момента сил трения равны йо абсолютной величине.Однако, как показано в приведенном анализе, такое равенство соблюдается лишь при вполне определенной величине 40 смещения сферического подпятника, которая зависит как от геометрических размеров сферического подпятника и условий трения по его поверхности, так и отвеличины усилий, действующих на подшип ник и подушку при прокатке. Величины усилий, действующих на подшипник и подушку, в процессе эксплуатации клетей сортовых станов существенно меняются и поэтому, при заданной конструкции из вестной клети неизменной величине смешения сферического подпятника, полная самоустановка подшипника относительно шейки валка обеспечивается не во всех случаях изменяющихся условий про 55 катки.Цель изобретения - повышение стойкости подшипниковых узлов за счет регХ 9 4 лирования подушек относительно шеек валков,Поставленная цель достигается тем, что прокатная клеть, содержащая валки, верхние и нижние подушки, опорные элементы подушек, смещенные относительно вертикальной оси подушек, снабжена механизмом перемещения опорного элемента, выполненным в виде жестко связанной с опорным элементом рамы, взаимодействующей посредством винтовой пары с подушкой и оборудованной фиксатором.При таком расположении опорных элементов они создают действующие на подушки моменты сил, равные по величине моментам, возникающим от сил трения на контактной поверхности, по которой происходит поворот подушки при ее само- установке, но противоположно им направленные. В результате чего устраняется сопротивление повороту подушек и обеспечивается их самоустановка относительно шеек валков.Величина смещения опорных элементов - определяется по зависимостиВп 1=р,г 1+ р3 где,Ь- коэффициент трения на контактной поверхности, по которой происходит поворот подушки при ее самоустановке; г - расстояние от точки пересечения оси валка с,вертикалью, проходящей через центр давления подшипника, до поверхности, по которой происходит поворот подушки; Я - усилие предварительногоПнагружения смещенного элемента опоры;Р - реакция от усилия прокатки в соот 1 ветствующей опоре валка.Усилие предварительного нагружения смещенного элемента 6 П для данной клети является постоянным, а величина его выбирается из условия выхода на прямолинейный участок линии жесткости клети. Реакция от усиления прокатки Р в рассматриваемой опоре валка является переменной и зависит от размеров прокатываемого профиля, марки прокатываемой стали и расположения калибра на бочке валка. Количество возможных вариантов существенного изменения величины Р. для каждой клети ограничено и в связи с этим представляется возможным выбрать несколько (до 3-5) дискретных значений величины смешения опорных элементов, что облегчает процесс регулирования величины Р .На фиг. 1 изображена клеть, общийвид; на фиг. 2 - вид по стрелке А.Клеть содержит верхние 1 и нижние 2 подушки, рабочие валки 3. В подушках размешены опорные узлы жидкостного трения (ПЖТ) или качения, воспринимающие усилие прокатки (не показаны). 5В корпусах верхних и нижних подушек выполнены цилиндрические растояки, продольные оси которых пересекакгся с . продольной осью симметрии подшипникового узла под прямым углом и проходят 10 через центр давления подшипника. В расточках верхних подушек 1 расположены цилиндрические вкладыши 4, в которых по резьбе размещены дистанционные винты 5 (привод дистанционных винтов не 5 показан), взаимодействуюшие с размешенными в расточках нижних подушек 2 цилиндрическими вкладышами 6. Между верхними 1 и нижними 2 подушками расположены гидроцилиндры 7 нагружения, 20 соединенные с источником рабочей жидкости постоянного давления. Оси симметрии гидроцилиндров нагружения смещены в направлении бочки валка относительно вертикальной плоскости, проходящей че рез продольные оси цилиндрических вкладышей 4 и 6 верхних 1 и нижних 2 подушек на величину Р .Клеть снабжена механизмом регулирования величины смещения гидроцилин- З 0 дров 7, выполненным в виде жестко связанной с гидроцилиндрами 7 рамы 8, смонтированной с воэможностью перемешения винтом 9 относительно верхних 1 и нижних 2 подушек в направлении продольной оси валков 3, Винт 9 с возможностью врашения закреплен на нижней подушке . 2 планкой 10. Для установки гидроцилиндров в определенное фиксированное положение на нижней подушке 2 закреп лен фиксатор 11, входящий в один из нескольких последовательно расположенных на раме 8 пазов, шаг которых соответствует шагу принятых для данной клети дискретных значений необходимого смешения 0 . По месту расположения пазов на раме 8 нанесена шкала для отсчета величины смешения гидроцилиндров в направлении от валков,..Перед началом црокатки,в соответствии с размером прокатываемого профиля, маркой прокатываемой стали и расположением калибра на бочке валков 3, устанавливают необходимую величину Д смешениягидроцилиндров 7, расположенных с приводной стороны клети, и 0- со свободной. стороны клети, Установка гидроцилиндров 7 в требуемое положение производится путем вращения винта 9 с последующей фиксацией, жестко связанной, с гицроп:илиндрами 7 рамы 8 посредством фикса- тора 11.Клеть работает следуюшим образом.Гидроциляндры нагружения создают усилие Яп, передаваемое на верхние 1 и нижние 2 подушки, цилиндрические вкладыши 4, 6 и дистанционные винты 5. При этом достигается необходимое суммарное усилие 6 предварительного нагружения клети 2, обеспечивающее выход на прямолинейный участок линии деформации клети и способствует повышению точности прокатки, В процессе деформации полосы усилие прокатки передается через валки 3 на подшипниковые узлы, подушки 1 и 2, цилиндрические вкладыши 4 и 6 и дистанционные винты 5. На поверхности контакта подушки с цилиндрическими вкладышами возникает нагрузка, равнодействуюшая которой равна сумме усилия гидронагружения 6 и появляющейся от усилия прокатки реакции Р в данной опоре валка. Повороту подушки при ее самоустановке относитель но шейки валка в процессе прокатки противодействует момент сил трения, воэникаюших на поверхности контакта подушки с цилиндрическими вкладышами радиуса г, равный=, 18 ф Р)где р - коэффициент трения по поверхности контаста цилиндрического вкладыша. с подушкой,Однако при смещении гидроцилиндров в направлении к бочке валка относитель но плоскости, проходяшей через продоль ные оси цилиндрических вкладышей на вецпличину 0= И, + ,онисоэцаютдействуРюшие на подушки моменты сил Р. , рав 3 ные ло величине моментам сил трения на поверхности контакта подушек с цилиндрическими вкладышами, но противоположно им направленные. В результате этого устраняется сопротивление повороту подушек и обеспечивается их самоустановка относительно шеек валков.Предлагаемая прокатная клеть позволяет наряду с высокой радиальной жесткоотью, простотой монтажа и обслуживания клети, обесгечить хорошие условия само- установки подушек при прокатке полосы и увеличить долговечность подшипниковых узлов.Формула изобретения Прокатная клеть, содержашая валки, верхние и нижние подушки, опорные элементы подушек, смещенные относительно 5 вертикальной оси подушек, о т л и ч аю ш а я.с я тем, что, с целью повышения стойкости подшипниковых узлов за счет регулирования самоустановки подушек относительно шеек валков, клеть снабжена механизмом перемешения опорного Элемента, выполненным в виде жестко связанной с опорным элементом рамы,8взаимодействуюшей посредством винтовой пары с подушкой и оборудованной фиксатором. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. финкельштейн Я. С. Справочник попрокатному и трубному производству,М Металлургия", с. 206, рис. 5.2, Патент ФРГ М 2043055,кл. В 21 В 3102, 1966.3. Авторское свидетельство СССРИо 301193, кл. В 21 В 31/02, 1970.984519 ВиУ 4 Составитель Г. РостовТехред О.Неце Коррект ешетник еда ктор Заказ 1001 тент", г. Ужгород, ул. Проектн фили 6 Тираж 845 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4