Рабочая клеть прокатного стана

ОЮЗ СО 8 ЕТСНИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН П 9 П В 21 В 13/14 АНИЕ ИЗОБРЕТ ТЕЛЬСТВ В.А.Федйоров,андустри ьный инба,ремещося. винт ельств2-02,СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИИ АВТОРСКОМ,К С(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 544478, кл. В 21 В 1/22, 1974.2. Авторское свидетельство. СССР .Р 599867, кл. В 21 В 37/00, 1975.3, Авторское свидетельство СССРР 509313, кл. В 21 В 37/04, 1974.4. Королев А.А. Механическое оборудование прокатных цехов чернойи цветной металлургии. М., "Металлургия", 1976, с. 467-469.5. Авторское свидетельство СССРР 599865, кл, В 21 В 13/14, 1974,б. Патент США Р 3426567,кл. 72-240, 1968.7 Авторское свидет о СССРпо заявке Р 3273553/2кл. В 21 В 13/14, 1981.(54) (57) РАБОЧАЯ КЛЕТЬ ПРОКАТНОГО СТАНА, содержащая станины, нажимной механизм и комплект валков, один из которых имеет Г-образные подушки, опирающиеся своими свободными консольными концами на упоры, причем упор левой подушки смещен вдоль оси валков в сторону правой станины, а упор правой подушки - в сторону левой станины, .о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества прокатываемой полосы путем регулирования величины противоизгиупоры снабжены механизмом пеения вдоль оси, параллельнойм рабочих валков, предпочтительноовым.Изобретение относится к прокаткеи последующей обработке полосовойпродукции и может быть использованодля полуумения горячекатанных илихолоднокатанных листов,г.При горячей или холодиУй прокатке 5полос вследствие прогиба рабочихвалков под действием усилия прокатки нарушается форма межвалковогозазора, приобретая чечевицеобразныйвид, что приводит к появлению поперечной разнотолщинности получаемых .полос, а также к нарушению их планшетности.Аналогичное явление происходит ипри транспортировке полос через тянущие ролики. Ввиду упругого прогибарабочих валков и изменения формы межвалкового зазора происходит пластиче"ская деформация кромок транспортируемой полосы, что приводит к увеличению брака.Известны рабочие клети, в которыхупругий прогиб рабочих валков компенсируется их предварительной станочной профилировкой или неравномерным нагревом тела валка по его длине25середина валка нагревается больше ).Такие клети отличаются относительной простотой конструкции, однакореализуемые на них способы регулирования форьы межвалкового зазора характеризуются большой инерционностью, что не позволяет оперативно.изменять форму зазора, вследствиечего поперечная разнотолщинностьполос, прокатываемых в клетях, снижается весьма незначительно.Известны рабочие клети прокатныхстанов, в которых прогиб рабочихвалков компенсируется регулируемымразворотом их осей в горизонтальной 40плоскости на один и тот же угол отплоскости осей опорных валков 1 1.Известны также рабочие клети, вкоторых рабочие валки имеют устройство для регулирования поперечной 45разнотолщинности полос, выполненноев виде центральной полости и полостей между телом валка и бандажом,куда при помощи насосов подаетсяжидкость под большим давлением, чтоприводит к регулируемой выпуклостицентральной части валка (21.Следует отметить, что обе рассмотренные конструкции клетей вследствиезначительной сложности в изготовлении и эксплуатации, а также ввидубольшой инерционности механизмов регулировкйформы межвалкового зазора не получили большого распространения.Нанекоторых станах, имеющих рабочие клети кварто, рабочие валкипредварительно смещают параллельнона разный расстояния от плоскостиосей, опорных валков, а величину ихпрогиба регулируют, изменяя соотно шение переднего и заднего натяжения 3 .Однако и в этом случае инерционность регулировки поперечного профиля. полосы довольно велика, а конструкция клетей и системы автоматики значительно усложняется.Юля получения полос с минимальной поперечной разнотолщинностью наибольшее распространение получили рабочие клети, имеющие станину, механизм гидромеханического регулирования прогиба валков по усилию деформации, комплект рабочих и опорных валков, а также нажимной механизм. При этом может осуществляться противоизгиб рабочих, рабочих и опорных, а также только опорных валков, для чего в последнем случае в состав клети вводятся опорные ролики. Усилие гидроцилиндров противоизгиба, располОженных в расточках подушек или непосредственно в станине, прикладывается к подушкам валков так, чтобы их прогиб был направлен в сторону, противоположную прогибу валков от усилия прокатки и компенсировал его 4 1.При этом величина усилия противо- изгиба может быть завязана электрической или гидравлической связью с усилием деформации, что .повышает быстродействие механизма противоиз- гиба и автоматизирует регулировку профиля межвалкового зазора 5.В случае, если величина противо- изгиба только одного валка компенсирует прогиб от .Усилия прокатки обоих валков, рабочая клеть может иметь механизм противоизгиба только одного, например, верхнего валка.ДостоинствамИ рабочих клетей сфгидромеханическйм противоизгибом валков является их быстродействие в регулировке профиля межвалкового зазора и довольно хорошее качество получаемых полос., однако при этом конструкция клетей .значительно усложняется, так как появляется дополнительная необходимость в размещении гидрбцилиндров (до 16 Шт), потребность в наличии станции и масло- провода высокого давления (до 320.атм).Кроме того, такая конструкция .возможна только для клетей кварто, а подшипники валков, кроме усилия дефдрмации, воспринимают еще и дополнительное усилие противоиэгиба валков. Все это увеличивает габариты подушек и усложняет эксплуатацию рабочей клети, в частности перевалку валков.Известна рабочая клеть прокатного стана, содержащая станину, комплект валков, нажимной механизм и механизм противоиэгиба валков 61,Для конструкции механизма проти-воизгиба характерно то, что подушки крайних верхнего и нижнего валков выполнены в виде Г-образных рычагов, которые свободными концами упираюТ- ся в штоки гидроцилиндров, размещен-. 5 ных в противоположной подушке, т.е. рычаг левой подушки упирается в шток гидроцилиндра правой подушки, а рычаг правой подушки - в шток гидроцилиндра левой подушки. При этом 10 левая подушка упирается в левый нажимной винт, а правая подушка - в правый нажимной винт, что приводит к появлению изгибающего момента и прогиба валка в сторону действия 15 усилия прокатки. Усилия же, действующие на рычаги со стороны гидроцилиндров, приводят к появлению изгибающего момента противоположного знака и при определенной величине этих усилий суммарный изгибающий момент, действующий на валок, а вместе с ними прогиб этого валка равны нулю, что обеспечивает постоянство межвалкового зазора по ширине полосы, т.е. противоизгиб валков обеспечивается дополнительным усилием гидроцилиндров. Механизм противоиэгиба рабочей клети обеспечивает качественное оперативное регулирование формы межвалкового зазора, однако вследствие наличия гидроцилиндров усложняется конструкция, как минимум, двух подушек валков. Необходимость подвода масла под большим давлением к подвижной детали, которой 35 является подушка прокатного валка, требует применения сложных маслопроводов и насосных станций. Необходимость отключения маслопроводов приводит к увеличению времени перевалки 40 валков и снижает производительность рабочего оборудования. Все это усложняет конструкцию рабочей клети и увеличивает эксплуатацинные расходы, 45Наиболее блИзкой к предлагаемой является рабочая клеть прокатного стана, содержащая станины, нажимной механизми комплект валков, один из которых имеет Г-образные подушки, опирающиеся, своими свободными консольными концами на упоры, причем упор левой подушки смещен вдоль оси валков в сторону правой станины, а упор правой подушки - в сторону ле- . вой станины. При.этом рабочий валик с подушками представляет собой замкнутую раму, вследствие чего сам рабочий валок упруго деформируется по направлению, противоположному действию усилия прокатки, что наряду 60 с упругой деформацией второго валка, направленной на линии действия усилия прокатки, приводит к получению эквидистантногопостоянного по величине)межвалкового зазора и иск лючает поперечную разнотолщинность нри определенных значениях конструктивных параметров поперечного сечения рабочих валков.Достоинством указанной рабочей клети является ее относительная .простота, а также то, что при изменении усилия прокатки вследствиеизменения одного или нескольких исходных параметров процесса величины обоих прогибов изменяются примерно на одинаковые значения, а их сумма, с учетом знака каждого из них, останется равной нулю, т.е. эквидистантность межвалкового зазора по ширине полосы не нарушается. Следовательно, указанная клеть имеет минимальную инерционность механизма регулировки формы межвалкового зазора 7 . Недостаток клети заключается в том, что геометрические параметры поперечного сечения валков с целью обеспечения эквидистантности межвалкового зазора по ширине полосы могут быть подобраны только для одной ширины полосы и при этом эквидистантность будет соблюдаться при любом усилии прокатки.Однако при прокатке в тех же валках полосы, имеющей ширину отличную от той, при которой проводится расчет параметров валков, качественно изменяется .силовая картина работы валков, что приводит к различным упругим деформациям каждого из них. Сумма этих упругих деформаций с уче" том знака не будет райна нулю, что приводит к нарушению формы межвалкового зазора, к появлению поперечной разнотолщинности .прокатываемой полосы. Так как каждый прокатный стан прокатывает, а тянущие ролики транспортируют полосы разной ширины, то все это приводит к ухудшению качества получаемых полос, ширина которых отличается от той, при которой ведется расчет конструктивных параметров механизма противоизгиба рабочих валков.Цель изобретения - повышение качества прокатываемой полосы путем регулирования величины противоизгиба.Поставленная цель достигается тем, чт 6 в рабочей клети прокатного стана, содержащей станины, нажимной механизм и комплект валков, один из которых имеет Г-образные подушки, опирающиеся своими свободными консольными концами на упоры, причем упор левой подушки смещен вдоль оси валков в сторону правой станины, а упор правой подушки - в сторону левой станины, упоры снабжены механизмом перемещения вдоль оси, параллельной осям рабочих валков, предпочтительно винтовым.Йеханизм перемещения упоров позволяет регулировать величину про 10 3797850 где Р - полное усилие прокатки;и .величина усилия прокаткина единицу ширины полосы;В - ширина полосы.следствие рамообразной конструкции валка изгибающий момент посредине его будет равен 55 2м 9-+2. -.+- - -( + ),Ва Ь Ра РВ Р В(2) где а - расстояние между опорами 7и 9.Указанный изгибающий момент стремится прогнуть нижний валок так, как указано на фиг. 4, т,е. в стогиба валка, принцип действия которого заключается в перемещении опорных поверхностей Г-образных подушек налка,ндоль оси, параллельной оси валка.На Фиг. 1 изображен валок с 5 подушками, вид снизу; на фиг. 2 - разрез А"А на фиг. 1; на фиг, 3- клеть дуо с Г-образными подушками нижнего валка и механизмом регулировки величины протиноиэгиба, вертикальный разрез; на фиг. 4 - расчетная схема, поясняющая механизм протиноизгиба валка.Рабочая клеть содержит леную 1 и правую 2 станины, в которых разме щен нажимной механизм 3, комплект валков, состоящий из верхнего валка 4 с подушками и нижнего валка 5. Подушки нижнего валка имеЮт вид Г-образных рычагов, которые своими концами упираются соответственно: левая подушка б. - только в упор 7 правой станины, правая подушка 8 только в упор 9 левой станины. Для перемещения упоров 7 и 9 во взаимно противоположных направлениях предназначен механизм регулировки величины протиноизгиба. Для перемещения подушек н горизонтальной плоскости вдоль оси, параллельной осям рабочих валков, служит механизм, состоящийиэ двигателя 10, редуктора 11, винтового вала 12, выполненного в виде соединения: винт 13 - гайка 14, при- чем винт выполнен приводным, зафиксирован от осевых перемещений и 35 имеет резьбы. Полосу 15 подают в валки, которые после захвата осуществляют ее деформацию.Отдельно узел нижнего налка пРедставлен на Фиг. 2 и 3.4 ОДругой валок клети имеет обычйую , конструкцию.Благодаря симметрии в местах контакта рычагов с упорами, т.е. равным расстояниям от каждогб упора до 45 середины валков, опорные реакции ,(Фиг 4) равны:= г т 1рону, противоположную действию усилия прокатки. В случае изменения расстояния изменится и величина М, следовательно, и прогиб валка. На другой валок этой же клети действу" ет изгибающий момент равный:Изгибающий момент стремится прогнуть валок уже н сторону действия усилия прокатки. Величину прогиба обоих налков от действия соответствующих изгибающих моментов, а также от действия перереэывающих сил можно легко определить по известным в теории прокатки зависимостям.Если подобрать размер а между опорами, материал и габариты валков так, чтобы прогиб валка, имеющего механизм противоизгиба, от действия изгибающего момента компенси-,ровал прогиб обоих валков от действия перереэывающих сил и прогиб второго валка от действия изгибающегомомента, то величина межвалковогозазора по длине валков при прокатке,с учетом суммы прогибов и их знаков,будет равна нулю, что приведет к снижению да минимума поперечной раэнотолщинности получаемых полос.Как видно из формулы ( 2 ), величина изгибающего момента, а следовательно и величина противоизгибавалка автоматически зависит от усилия прокатки, т.е. при изменениипоследнего вследствие измененияусловий прокатки автоматически изменяется как прогиб одного, так ипрогиб другого валка, однако суммаих с учетом знаков прогибов, а вместе с ней и профиль межвалкового зазора остаются постоянными, что делает инерционность данной конструкции механизма регулировки поперечного профиля полосы практическиравной нулю,При переходе же на другой сортамент полосы, а также в случае кор.ректиронки формы межвалкового зазоранеобходимо изменить при помощи Механизма регулиронки величины протиноизгиба расстояния между упорамиподушек в горизонтальной плоскости,изменив тем самым величину противоизгиба и достигнув необходимойФормы межналкового зазора.Клеть работает следующим образом, Перед прокаткой в рабочей клЕти, содержащей левую 1 и правую 2 станины, при отсутствии полосы в валках с помощью нажимного механизма 3 выставляют необходимый межвалконый зазор, соответствующий номинальной , толщине получаемых полос, при помощи механизма регулировки.противоизгиПрименение рабочей клети предлагаемой конструкции также целесооб.разно в тянущих роликах, отличаю,д щихся от прокатных станов тем, чтоусилия действия валков на полосу вних производит только упругую, а непластическую деформацию. В этом слу 1чае к форме межвалкового зазора ЗО предъявляются осЬбые требоаания иэусловия надежной работы тянущих роликов и качества протягиваемой полосы. ба устанавливают необходимое расстояние между упорами 7 и 9.Затем подают полосу 15 в валки4 и 5, которые после захвата осуществляют ее деформацию. При этом нарабочие валки действует усилие про-.катки, в результате чего верхнийвалок 4 прогибается в сторону действия усилия прокатки, в ть времякак нижний валок 5; имеющий подушкиб и 8 с Г-образными рычагами, опираю. щимися на противоположные упоры, бу-,дет прогибаться в сторону, противо-.положную действию усилия прокатки.При этом величина противоизгибанижнего валка 5 компенсирует .величину прогиба залка 4, в результате поперечный профиль полосы не нарушается.В случае изменения условий прокатки (ширины или толщины полосы,температуры и т.д.изменяется ивеличина усилия деформации, а вместес ним и величина прогиба каждого иэвалков, но их сумма с учетом знака,а значит и пбперечный профиль полосыостанутся постоянными. Для переходаже на другой сортамент полосы илидля корректировки формы межвалковогозазора при помощи механизма изменения величйны противоизгиба изменяютрасстояние между упорами 7 левойподушки и 9 правой подушки, приэтом, включая электродвигатель 10,через редуктор 11 вращают вал 12,имеющий правую и левую резьбовуюнарезку и йосредстйом передачи винт13 " гайка 14.сообщают перемещениеупорам 7.и 9. При помощи расцепноймуфты перемещение может быть сообщено только упору 7 для достиженийнесимметричной Формы межвалковогозазора,Рабочая клеть прокатного станаиспользуется в прокатных станах дуо и кварто, где,Г-образные подушкиимеет один из опорных валков, а соответствующий рабочий валок противоиэгибается, копируя под действиемусилия прокатки профиль образующейлинии опорного валка.Усилием, обеспечивающим противоизгиб валка, является уаилие прокатки, а не дополнительное усилие; развиваемое гидроцилиндрами, т.е. отпа дает необходимость. в применении гидросиатем в механизме противоиэгиба.За счет применения механизма противоизгиба только на одном валке,упрощаетси конструкция рабочей клети, 15 Подшипннки валков не воспринимаютдополнительного усилия противоиэги-; ба, а условия перевалки валков незатруднены, что в значительной степени упрощает эксплуатационные рас О ходы. Кроме того, конструкция рабочей кле:ти обеспечивает любую Форму межвалкового зазора эа счет несимметричногоотносительно оси клети- перемещенияупоров при помощи, например расцепной муфты, что важно при прокатке 40 полосы клиновидного поперечного сефчения.Ожидаемый экономический эффектсоставляет 150000 рубилиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная б 097/7ВНИИПИ Госупо делам113035, Мос Йи арстве зобрет ва, Ж аж 816ного коминий и от 5, Раушс Подписи оета СССРытийя наб., д, 4/5