Способ испытания ковочных вальцов

ч "ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеетскниСоциалистическихРеспублик 764809(51) М. Кл, В 21 НД 8 6 01 1. 5/00 Государственный комитет Опубликовано 23.09.80. Бюллетень35Дата опубликования описания 28.09.80(53) УДК 62.73, .047 (088.8) по делам изобретений н открытий(71) Заявитель Воронежское производственное объединение йо выпуску кузнечнопрессового оборудования им. М, И. Калинина(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ КОВОЧНЬХ ВАЛЬЦОВ Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к определению работоспособности подшипников, их нагрева, а также жесткости вальцов в целом и определению прочностных характеристик деталей вальцов.5Известен способ испытания вальцов, в, частности определения жесткости, работоспособности и нагрева подшипников ковочных вальцов по распорному усилию, которое создают на приводных рабочих валках многократной прокаткой с пластической тО деформацией нагретых заготовок 1 При таком способе требуется большое количество нагретых заготовок, которые, как правило, имеют не совсем точные геометрические размеры и неточную темпера 5 туру нагрева. Все зто в значительной мере сказывается на результатах испытаний и точности выходных данных. К тому же такой способ трудно осуществить в производственных условиях предприятия-изготови- щ теля, так как для этого требуются большие запасы заготовок из дорогостоящего проката и дополнительное нагревательное оборудование. При этом сами заготовки утилизируются 2что нецелесообразно и накладно для изготовления я.Цель изобретения -упрощение и удешевление испытания ковочных вальцов на жесткость и прочность, нагрев и работоспособность подшипников в производственных условиях предприятия-изготовителя.Поставленная цель обеспечивается тем, что распорное усилие на рабочих валках создают многократной прокаткой заготовки в холодном состоянии в пределах упругой деформации последней, причем для испытания используют заготовку в форме бруса тер мически обработанного до твердости на 510 о/в меньше твердости рабочих валков, при этом размер бруса в направлении приложения расяорного усилия устанавливают равнымГе= Г )-2 Л+2 Льгде Гд - размер бруса в направлении приложения распорного усил 1 я;Г - расстояние между рабочими валками перед прокаткой;Ь - величина упругой деформации заготовки и рабочих валков;Ь, - максимально допустимая расходимость рабочих валков.На фиг. 1 показана часть ковочных валь.цов с рабочими валками и деформируемойзаготовкой; на фиг. 2сечение А - А нафиг. 1; на фиг. 3 - - форма заготовки ваксонометрической проекции, выполненнаяв форме трапеции, размеры средней частичетырехугольника ГМТУ которого и являются определяющим для получения остальныхразмеров; на фиг. 4 - схема нагруженияи деформации валков ковочных вальцов.Позицией 1 на чертеже показана станина ковочных вальцов, в подшипниках 2 и 3 16которых расположены рабочие валки 4 и 5с секторами-штампами 6 и 7 в момент прокатки заготовки 8.Привод рабочих валков может осуществляться как от силового органа самих ко 15вочных вальцов, так и от постороннего, несвязанного с ковочными вальцами привода. Последнее может быть использовано вслучаях, например изучения работоспособности подшипников и других элементов ипараметров при изготовлении и испытании 2 юрабочих органов опытных образцов вальцов.Буквами В и Впоказаны межосевыерасстояния рабочих валков, соответственно до и после нагружения, а буквами Г,и Г, - размеры поперечного сечения за 25готовки, соответственно, в зонах деформирования и свободного состояния его в направлении приложения распорного усилия Р.Буквой Г показано минимальное расстояние между секторами-штампами перед началом прокатки,Перед испытанием ковочных вальцов заготовку 8 термически обрабатывают, твердость ее доводят до твердости секторовштампов или ниже твердости последнихна 5 - 100/О. Чистота прокатываемой заготовки практически может быть любой, таккак из-за приложения большого распорного усилия, проводка ее практически всегда обеспечена. Наиболее оптимальной чистота поверхности должна быть в пределахЬ 4 - Ь 6,Размер Г 5 заготовки в направлении приложения распорного усилия после термической обработки устанавливают равнымминимальному расстоянию между секторами-штампами 6 и 7 перед прокаткой в сумме с величиной упругой деформации заготовки 8 с секторами-штампами и величиной максимально допустимой расходимостиосей рабочих валков по линии приложенияраспорного усилия Р.То есть, если принять;Г, - Г==2 Д,В, - В=2 ьто Г 5=Г+2 Д+2 Д,где 2 Л - величина упругой деформации заготовки и секторов-штампов;2 Л- максимально допустимая опытнорасчетная величина расходимости осей рабочи валков 4 и 5 от распорного усилия, создаваемого прокаткой заготовки 8, Остальные размеры заготовки выбираются исходя из ширины секторов-штампов, длины образующих их рабочей части и величины 2 Ь,.Процесс прокатки заготовки при испытании ковочных вальцов в основном такой же, как и при изготовлении изделий в производственных условиях при эксплуатации вальцов.Различие состоит лишь в том, что заготовка термически обработана и прокатывается в холодном состоянии в пределах упругой деформации многократно. При этом количество наработанных циклов, как правило, ограничивается достижением постоянного показания температуры нагрева подшипников.Г 1 о достижении длительного показа одинаковой, не увеличивающейся по времени испытания температуры нагрева подшипников, делают выводы о допустимости ее на данном этапе. При показаниях температуры ниже или равной рекомендованной техническими условиями, сборка и работоспособность подшипников признается удовлетворительной.Во время испытания вальцов, т. е. при прокатке заготовки, замеряется и увеличение размера станины по осям подшипников. По отношению разницы размеров в нагруженном и ненагруженном состояниях к расстоянию между осями подшипников в не- нагруженном, состоянии делают выводы о ее пригодности или непригодности к эксплуатации.Предлагаемый способ иллюстрируется примером.На ковочных консольных вальцах усилием 20 т. с. с межосевым расстоянием в 160 мм прокатывается заготовка с размерами ЕГхЕКхГМ=140 х 90 х 28,68 мм.Размер 140 мм (длина заготовки) выбирается исходя из длины образующей секторов-штампов, а размер 90 мм равен ширине штампа.Размер 28,68=27+1,58+0,1,где 27 - минимальное расстояние междусекторами в ненагруженном состоянии вальцов;1,58 - опытная величина расходимостиосей валков по линии приложения распорного усилия, полученная расчетным и подтвержденная опытным путем;О,1 - суммарная величина упругих контактных деформаций заготовки и секторов-штампов, рассчитанная теоретически и подтвержденная экспериментально для данного случая испытания вальцов. Остальные параметры выбираются расчетным путем, исходя из того, что деформация валков приблизительно пропорцио764809 Формула изобретения пальни длинам их консольных частей и поэто му прока 1 цваемый материал должен иметь двухсто 1 ннний уклон и ее размеры принимаются на основании теоретических и опытных данных статического размера жесткости вальцов. 5Остальные размеры составляют:КС = 28,14 м м, Е Н = 29,02.За время испытания с использованием одной заготовки нарабатывается 54000 циклов. Материалом заготовки и секторов-штампов берется сталь х 15 с твердостью 56 - 1 в 60 ед, При этом, с учетом наклепа, замена заготовок производится всего пять раз,Температура нагрева втулок подшипников скольжения не превышает 53 С, что ц вполне удовлетворяет техническим требованиям. Кроме того, параллельно с этим опреде. ляются и напряжения в деталях машины методом осциллографирования, которые М воспринимают усилия от прокатки заготовки.Сравнительные данные осциллографирования при статическом нагружении с данными, полученными прокаткой заготовки в пределах упругой деформации, показывают, что разница между ними находится в пределах 12 - 15%, тогда как при прокатке горячих заготовок эта разница в пределах пластической деформации составляет 13 - 17 О/ 30В настоящее время полученные в ходе испытания результаты по предлагаемому способу используются при усовершенствовании выпускаемых заводом ковочных вальцов.Г 1 редлагаемый способ позволяет проверять все выпускаемые объединением вальцы, кроме того, экономится большое количество проката, исключаются при этом заготовительная операция по изготовлению заготовок, и нагревательнне устройства.Только на ликвидации операции нагрева и поделки заготовок с учетом стоимости проката на годовую программу выпускаемых заводом вальцах экономия составляет 16 тыс. рублей в год. А с применением этого способа на всех предприятиях страны, выпускающих и эксплуатирующих вальцы, эта сумма может достигнуть сотни тысяч рублей. Способ испытания ковочных вальцов пу.тем создания распорного усилия на рабочихвалках многократной прокаткой и пластической деформацией нагретых заготовок,отличающийся тем, что, с целью упрощенияи удешевления. испытаний, распорное усилиена рабочих валках создают многократнойпрокаткой заготовки в холодном состояниив пределах упругой деформации последней,причем для испытания используют заготовку в форме бруса, термически обработанного до твердости на 510 О/О меньше твердости рабочих валков, при этом размер бруса в направлении приложения распорногоусилия устанавливают равнымГа= Г+2 Ь+2 Ььгде Гх - размер бруса в направлении приложения распорного усилия;Г - расстояние между рабочими валками перед пропиткой;Ь - величина упругой деформации заготовки и рабочих валков;Ь- максимально допустимая расходимость рабочих валков.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Трофимов И, Д. Ковочные вальцы.сМашиностроение, 967, с. 2 (фиг. 7 а, б, в).Составитель Техред К. Шуф Тираж 986 рственного ком зобретений и- 35, Раушска э, г, Ужгород,Ионоч ва И Госуд делам и Москва, Ж П Патент.по133035,Филиал ПП ри Кор Под итета СССР открытий я наб д. 4 ул. Проекта