Составной валок стана винтовой прокатки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСГ 1 У БЛИН 28 А 19) 51) 4 В 21 В 27/02 ЕТЕ 3-0 снабже вала приво положенной б частями,Бюл. Р 47ерной металлургииов, А.Р,Пименов,В,П.Винниченко,В,Н.Махно(088.8)свидетельство СССР21 В 27/02, 1974,дной 2 и выходи сквозные от и имеюще которых дной час одной ча На входн лены со 7, а со тан верстия, стороны и шты и подпружинены тороны вых альцем 5. о штырем соосно отверс час выполи редняяпередавходнуютипоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СОСТАВНОЙ ВАЛОК СТАНА ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ(57) Изобретение относится к прокатному оборудованию, в частности к технологическому инструменту станов винтовой прокатки, и может быть использовано для прокатки сплошных и полых круглых профилей. Цель изобретения - повышение качества наружной поверхности проката путем уменьшения скручивания. Составной валок включает приводной вал 1 и составную бочку,выходная часть 6 которой зафиксирована на приводном валу 1, а входная установлена свободно, Валок вижной вдоль приводногоной средней частью 4, ра тия. В исходном состоянии счасть 4 через штыриет крутящий момент начасть 2, обеспечивая захва ркатку переходного конца заготовки8. Затем под усилием металла средняяподвижная часть 4 перемещается к выходной части 6, штыри выходят из отверстий, освобождая входную частьдля свободного вращения. Прокатка ведется с осевым подпором заготовки.После окончания прокатки под действием подпружиненных пальцев 5 средняяподвижная часть 4 перемещается к части 2 и соединяется с ней путем попадания штырей в соответствующие отверстия. 4 ил,Изобретение относится к прокатному оборудованию, в частности к технологическому инструменту станов винтовой прокатки, и может быть использовано для прокатки сплошных и полых5 круглых профилей.Целью изобретения является повышение качества наружной поверхнс сти проката путем уменьшения скручивания. 10На Фиг, 1 показан составной валок и взаимодействие его частей в период прокатки переднего конца заготовки, продольный разрез; на Фиг. 2 - , разрез А-А на фиг, 1 (участок привод. 15 ного вала, по которому перемещается средняя подвижная часть бочки), на фиг. 3 - составной валок и взаимодействие его частей в установившийся период прокатки, продольный 20 разрез; на фиг. 4 - то же, в период прокатки заднего конца заготовки,Составной валок выполняют следующим образом.На приводной вал 1 надета состав ная бочка. Ее входная часть 2 насажена на подшипниках 3, обеспечивающих ее вращение независимо от вращения приводного вала. Для предотвращения осевого перемещения по ходу ЗО прокатки входная часть со стороны заднего торца упирается в заплечик на приводном валу. Средняя подвижная часть 4 является приводной от приводного вала и имеет возможность осе- З 5 вого перемещения вдоль него. С этой целью в месте размещения средней подвижной части приводной вал имеет профиль поперечного сечения в виде квадрата, на котором с зазором носа- що жена подвижная часть (Фиг. 2), В отверстия подвижной части вставлены подпружиненные пальцы 5, которые упираются в передний торец выходнэй части 6, зафиксированной на привод ном валу. Подпружиненные пальцы прижимают подвижную часть к входной части, На переднем торце подвижной части 4 жестко закреплены штыри 7, которые с зазором входят в отверстия, 50 соосно расположенные на заднем торце входной части, образуя механизм зацепления между входной частью и подвижной частью. Для удобства соединения диаметры соосных отверстий на входной части должны на 20-30 превьппать диаметр штырей. Количество подпружиненных пальцев для уменьшения перекоса подвижной части должно быть не менее четырех. Общая величина сжатия пружин должна быть значительно меньше величины осевого подпора заготовки в процессе прокатки.Количество штырей 7 может быть равным единице и более, исходя из того,что при передаче момента прокаткиобеспечивается условие( ГГ 3 ргде С, и ( г 3, - соответственнофактическая и допустимая величинынапряжения при срезе, Количество отверстий, соосных со штырями, должнобыть равно количеству штырей илипревышать его.Для предотвращения скручиваниязаготовки при деформировании научастке калибра, соответствующемвходной части, длина его рабочейчасти поверхности соответствует осевому перемещению заготовки 8 за дватри оборота. С этой же целью такуюдлину имеет рабочая поверхность подвижной части 4.Процесс прокатки заготовок в валках предлагаемой кострукции осуществляется следующим образом,Заготовку 8, нагретую до температуры прокатки, задают толкателем в валки, развернутые на углы подачи и раскатки и образующие требуемый калибр. Осевой подпор заготовки со стороны заднего торца действует с момента задачи заготовки в валки и до начала прохождения задним торцом заготовки выходной части 6. Входная часть 2 через штуцеры 7 находится в зацеплении с подвижной приводной частью 4 и воспринимает крутящий момент от приводного вала 1 (Фиг. 1). В конусе захвата входной части 2 происходит захват заготовки, ее вращение с определенной угловой скоростью и осевое перемещение, При этом заготовка 8 обжимается по диаметру на величину, составляющую примерно полонину от общего обжатия по диаметру. В этом случае при прокатке сплошной заготовки не происходит вскрытие внутренней попости, которая является браком при прокатке, Поскольку длина рабочей поверхности входной части 2 выбрана максимально необходимой, то увеличение отношения диаметров лков и заготовки на этом участке незначительно, следовательно, незначительно и увеличение отношения окружных скоростей валка изаготовки, При дальнейшем перемещении заготовки 8 передним торцом упирается в гребень на рабочей поверхности средней подвижной части 4 и под действием осевого подпора отжима ет его по ходу прокатки, преодолевая сопротивление пружин, на длину, большую глубины захода штыря 7 в соосное глухое отверстие входной части, до примыкания к торцу выходной части 6, При этом штырь выходит из соосного отверстия. До этого момента захват заготовки не происходит, так как на участке гребня горизонтальная составляющая силы нормального давления, направленная против хода прокатки, перемещает подвижную часть 4 по ходу прокатки. В момент примыкания подвижной части к выходной части 6 штырь полностью выходит из соосного отверстия, обеспечивая отсоединение входной части 2 от подвижной приводной части, С этого момента входная часть становится неприводной. При совмещении частей 4 и 6 образуется составная приводная часть бочки валка, у которой входным участком с конусом захвата является часть 4 бочки, а калибрующим участком - часть 6 бочки. С этого момента происходит вторичный захват заготовки новым входным конусом, ее обжатие, вращение и осевое перемещение вдоль калибрующего участка, Во входнсм участке заготовка обжимается по диаметру до конечной ве 35 личины обжатия, что не приводит к вскрытию внутренней полости при прокатке сплошных заготовок, Поскольку диаметр валка в выходной части 6 значительно превышает диаметр части 2, то окружная скорость вращения выходной части больше. При прокатке в установившемся режиме на применяемых в настоящее время сплошных валках иэ-за разной угловой скорости по длине заготовки происходит скручивание. В предлагаемой конструкции валка этого не происходит, так как заготовка начинает вращать холостую входную50 часть с большей угловой скоростью, которую она получила в выходной части. Произошло выравнивание угловой скорости по длине прокатываемой заготовки. Начиная с этого периода и до55 конца прокатки заготовка вращается с одинаковой угловой скоростью по всей длине, что предотвращает скручивание заготовки. з 14458284После овобождения металлом участкаочага деформации, соответствующегоподвижной части 4, на нее прекращается воздействие осевого усилия, которое прикладывалось от толкателя черезпрокатываемую заготовку, Под действием подпружиненного пальца 5 подвижнаячасть 4 перемещается к входной части2 до упора штырей 7 в торец входнойчасти. Поскольку входная часть вращается с большей угловой скоростью,чем подвижная часть 4, то соосные отверстия на торце входной части в процессе вращения совместятся с штырями,Штыри входят в соответствующие отверстия, образуя соединение входной частии подвижной приводной части 4. Входнаячасть стала приводнойВалок готов кпрокатке следующей заготовки (фиг.4).П р и м е р. Прокатку полой заготовки на длинной цилиндоической оправ"ке производят на трехвалковом станеэлонгаторе, Техническая характеристика рабочих валков.Входная часть. Длина 280 мм, диаметр на заднем торце 600 м. На заднем тоце расположено восемь глухихотверстий диаметром 60 мм, глубиной35 ми. Центры отверстий расположенына окружности диаметром 215 мм. Входная часть посажена на два роликовыхподшипника с диаметром внутреннегокольца 260 мм. Профиль входной части:входной конус длиной 180 мм, уголконусности ,= 7 , цилиндрическийучасток длиной 50 мм, обратный конусдлиной 50 мм, = 15,Подвижная часть. Длина 165 мм,диаметр на заднем торце 700 мм. Величина хода 35 мм. Посадка на приводной вал выполнена на квадрат 280 хх 280 мм длиной 200 мм с зазором0,5 мм на сторону, На переднем торцена резьбе М 60 х 3 крепятся четырештыря диаметром 50 мм, длиной 30 мм,Центры штырей расположены на окруж-ности диаметром 215 мм. На заднем тор.торце в отверстиях диаметром 50 мм,длиной 150 мм установлены четыреподпружиненных пальца. Каждый палецрасположен над стороной квадрата.Палец имеет головку диаметром 48 мм,длиной 55 мм и хвостовик диаметром32 мм, длиной 105 мм. На хвостовикнадета пружина с наружным диаметром45 мм, диаметром проволоки 4 мм,длиной 90 мм, количеством витков 8.Предварительное усилие сжатия пружинь.5 1445815 кг, максимальное 30 кг, что составляет общую величину сжатия 60 кгв период зацепления подвижной частис входным участком, В период началаперемещения подвижной части от выход 5ной к входной части общая величинаусилия сжатия составляет 120 кг. Профиль подввкиой части: конус длиной50 мм, Н= 15, конус длиной 115 мм,7 оВыходная часть. Длина 220 мм, диаметры переднего торца 700 мм, заднего 760 мм. Крепление выполнено нашпонке с напряженной посадкой на вал.Угол конусности профиля Ц = ОРазмеры исходной заготовки: длина970-980 мм, наружный диаметр 305 мм,диаметр отверстия 105 мм. Материалосевой заготовки - сталь 45.Размеры длинной цилиндрической оправки: длина 3200 мм, диаметр 90 мм,Настройка стана-элонгатора; уголраскатки 6, угод подачи 7 30 , число оборотов валков 40 об/мин, 25Рабочие валки разведены на величину, образующую калибр диаметром 280 ммв конце входной части и 240 мм навыходной части.Толкатель стана-элонгатора оснащен наконечником диаметром 220 мм,что позволяет производить осевойподпор заготовки через калибр счагадеформации до окончания процессапрокатки, Наконечник имеет отверстиедля захода конца длинной оправки.35Усилие заталкивания 130 т,40 45 Составной валок стана винтовой прокатки, содержащий приводной вал, составную бочку, выходная часть которой зафиксирована на приводном валу, а входная часть с профильной наружной поверхностью установлена на валу с возможнг".тью вращения относительно него и выходной части и имеет на торце, обращенном к выходной части, глухие отверстия и соединенные эле 5055 Заготовки нагревают до 1180- 1200 С в течение 2 ч. 45 мин, задают вовнутрь заготовки длинную оправку и передают на стан-элонгатор, где про-, катывают при 1170-1190 ОС в заготовку длиной 1600-1700 мм, наружным диаметром 240 мм, диаметр отверстия 90 мм. В приемном желобе стана толкатель упирается наконечником в задний торец заготовки и задает ее в валки. На участке очага деформации, соответствующем входной части, происходит захват заготовки, ее обжатие, вращение со скоростью 80 об/мин и осевое перемещение, Диаметр заготовки составляет 280 мм. При осевом перемещении передний конец заготовки упирается в конус с углом конусности 15 подвижной части и отжимает ее под действием осевого усилия токателя на 35 мм до упора в торец выходного 28 6участка. В этот период происходитвыход штырей из соосных отверстий,обеспечивающий отсоединение входнойчасти от подвижной приводной части,С момента упора в торец выходной части начинается вторичный захват заготовки подвижной частью с обжатием подиаметру вращением и осевым перемещением. Заготовка последовательнопрокатывается средней и выходной частями валка с осевым подпором. Послеокончания процесса деформированиязаготовки подвижной частью валка последний под действием четырех подпружиненных пальцев перемещается к входной части и четыре штыря входят вчетыре из восьми попарно расположенных соосных отверстий. Толкатель отводится в заднее положение для приемаследующей заготовки,На прокатных заготовках угол скручивания волокон металла составляето13-15 , что значительно меньше велинины скручивания при прокатке насплошных валках (42-43 ).Как видно из конкретного примера,применение предлагаемой конструкциивалков стана-элонгатора по сравнениюс соответстующими обеспечивает уменьшение угла скручивания волоки металла прокатанной полой заготовки всреднем в 3 раза.На прокатанных иэ этих заготовокполых железнодорожных осях угол скручивания волокон металла не превышаетна участках шейки 27 , подступицы 1и средней части 7 , в то время каку существующих осей углы скручивания на этих участках соответственноравны 40, 9 и 12 , При этом у опытных осей на участке подступицы (место посадки вагонного колеса) скручивание волокон металла практическиотсутствует, что значительно повышает нх эксплуатационную надежность. Формула изобретения7 14458 менты в виде подпружиненных пальцев, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества наружной поверхности проката путем уменьшения скручивания, он снабжен средней час 5 тью с профильной наружной поверхностью и сквозными отверстиями под сое 28динительные элементы, которая установлена на приводном валу с фиксацией от проворота и возможностью осевого перемещения,и зафиксированными в отверстиях выступающими из них штырями, взаимодействующими с глухими отверстиями входной части.445828 Составитель А. Тек ред И. Вере с нчарук Корректор В.Романенк Редактор С.Пекар Заказ 6686/де 4 роектная, 4 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород 14 Тираж 467ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений и 113035, Москва, Ж"35, Раушс Подписноомитета СССРоткрытийая наб. /5