Прокатная клеть

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1755982 А 9) 21 В 31/20, 31 У 02 ЗОБРЕ ИЕ ВТОРС 13/14,(54) ПРОКАТНАЯ КЛ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Производственное обьединение "Новокраматорский машиностроительный завод" (72) В.А,Яблоновский, Л.И.Один, В.С.Плугатарь, И.Г.Волченков и А,В.Литвинов (56) Авторское свидетельство СССР М 1510963, кл. В 21 В 3/20, В 21 В 1989.Авторское свидетельство СССР М 624671, кл. В 21 В 31/20, 1978.Изобретение относится к области прокатного производства, а точнее- к рабочим клетям прокатных станов.Известна прокатйая клеть, включающая станины, рабочие валки с подушками, раз- мещенными в окнах станин, а такжесредства для выбора боковых зазоров между подушкой и станиной, выполненные в виде профилированных кулачков, соединенных с рычагами и установленных в подушках С возможностьо взаимодействия с облицовочными планками станин, При прокатке кулачок, прижимаемый к планке весом рычага, фиксирует подушку в горизонтальной плоскости в окне станины, С целью исключить возможность обратного поворота кулачка вледствие трения о станину при вертикальном перемещении подушки он выполнен са,мотормозящимся.(57) Использование: оборудование прокатных станов, Сущность изобретения: устройство содержит узел сварных и рабочих валков с подушками, йромежуточные вставки между стойками станин й подушками рабочих валков, гидроцилиндры уравновешивания рабочих валков, вкладыши, поверхности которых установлены с возможностью взаимодействия с боковыми направляющими подушек. Вкладыши установлены во вставках, выполнены в виде цилиндрических сегментов, а гидроцилиндры уравновешивания рабочих валков установлены в сегментах, Это позволяет повысить надежность, 2 зл.ф-ль. ил,Недостатком клети является сложность ее обслуживания, обусловленная необходимостью возвратить кулачок в исходное . положение перед перевалкой, чтобы раскрыть зазоры между подушкой и станиной. Возвращение осуществляется поворотом и фиксацией рычага вручную, что требует выполнения на каждой клети по меньшей СО мере восьми ручных операций, Сложность ь,) обслуживания усугубляется самоторможением кулачков, требующим приложения к рычагам значительных усилий,Кроме того, сложность обслуживания определяется быстрым износом кулачков иоблицовочных планок станин, обусловленным очень малой площадью их взаимного контакта. Учитывая, что скорость износа обычных облицовочных планок, покрывающих всю боковую поверхность подушки, имеет порядок величины 102 мм/сутки,10 15 20 30 35 40 45 50 мбжно делать вывод, что скорость изнашивания кулачков и планок станин в зоне контакта с ними будет на несколько порядковболее высокой, что требует частых заменэтих деталей. Таким образом, рассматриваемая прокатная:клеть, кроме сложного об;:служивания, имеет низкую надежностьдеталей узла установки валков в станине.,Наиболее близким к предлагаемому решением является прокатная клеть, включающая станины, рабочие и опорные валки с:, подушками, размещенными в окнах станин,и средства для выбора боковых зазоровмежду подушками и станиной, выполнен ные в виде промежуточных вставок, выполненных за одно целое с подушками опорныхвалков, в которых размещены гидроцилиндры с двумя противоположно направленными плунжерами, один из которыхвзаимодействует с подушкой рабочего валка; а другой - со станиной клети. Междуплунжерами и элементами подушек и станин, с которымиони взаимодействуют, размещены сегменты, обеспечивающиесамоустановку подушек и разгрузку плунжеров от осевых и вертикальных нагрузок,неизбежных при прокатке, Клеть оснащенатакже гидроцилиндрами для уравновешивания рабочих валков, штОки которых взаимодействуют с их подушками, а такжезащелками осевой фиксации подушек валков,При подаче давления в полость междуплунжерами последние, упираясь черезсегменты в полости подушки и.станины,перемещают подушку в направлении противоположной стойки станины, выбираябоковые зазоры. При подаче давления впротивоположные полости плунжеры сводятся, раскрывая зазоры и обеспечивая возможность перевалки беэ каких-либо ручныхопераций, что упрощает обслуживание клети по сравнению с аналогом. Недостаткомописанной клети является сложность ееконструкции и управления, обусловленныеналичием дополнительных двухплунжерных гидроцилиндров и системы управленияими, а также тем, что эти гидроцилиндрыдолжны быть рассчитаны на преодолениемаксимальных боковых усилий, действующих на рабочие валки при прокатке (в противном случае зазоры будут раскрываться).Силы трения от усилий гидроцилиндров,действующие одновременно на всех. поверхностях скольжеййя йодушек, суммируютсяс положительным или отрицательным знаком, в зависимости от направления движения подушки) с усилиями прокатки иискажают показания датчиков усилия прокатки, работающих в системе регулирования толщины полосы. Учет этих искажений требует значительного усложнения системы регулирования, т.е. в конечном счете усложняет управление клетью при прокатке.С большими усилиями гидроцилиндров, выбирающих боковые зазоры, связан еще один недостаток описанной клети - значительные контактные давления на поверхностях скольжения подушки, что вусловиях ее постоянных перемещенийпри захвате, когда выбирается пружинаклети, а также при регулировании толщины) приведет к быстрому износу контактирующих поверхностей, потребует частой замены облицовочных планок, т.е, снижает надежность клети и усложнит ее обслукивание.Целью изобретения является повышение надежности работы клети, упрощение ее конструкции и обслуживания,Цель достигается тем, что вкладыши установлены во вставках, выполнены в виде цилиндрических сегментов с осью поворота, расположенной параллельно продольной оси рабочего валка, при этом гидроцилиндры уравновешения, монтированные по разные стороны от этой оси, установлены от нее на различном расстоянии, Кроме того,гидроцилиндры установлены во вкладышах, торец каждого вкладыша со стороны эащелок осевой фиксации выполнен с профилированным пазом, а сама защелка - с выступом, установленным в этом пазу,Такое решение обеспечивает при подаче давления в гидроцилиндры уравновешивания автоматическое приложение к подушке крутящего момента; равного про-изведению усилия цилиндров на разность их удалений от оси валка, который, в свою очередь, обеспечивает синхронный поворот подушки и вкладышей вокруг собственных осей, сопровождающийся выбором боковых зазоров между плоскими поверхностями,Таким образом, выбор зазоров не требует применения специальных механизмов, чем и обеспечивается упрощение конструкции клети по сравнению с прототипом, Малая величина момента, необходимого для поворота подушКи и вкладышей (определяющегося только их весом и силами трения в подшипниках подушек и направляющих вкладышей), позволяет уменьшить на порядок по сравйеяию с прототипом контактные давления на их взаимодействующих поверхностях, уменьшить износ и исключить ихнеблагоприятное влияние на работу систем регулирования толщины, т.е. повысить надежность работы клети, упростить обслуживание клети и управление ее при прокатке.1755982Крометого, повышение надежностира- В результате проведенного поиска не боты клети достигается тем, что гидроци- обнаружено технических решений, обладалиндры уравновешивания установлены во ющих признаками предлагаемой клети. чтопозволяет сделать вывод о соответствииПосколькупривыборезазоровподушка 5 критерию "существенные отличия".и вкладыши всегда поворачиваются на оди- Кроме того, между положительным эфнаковый угол, такое размещение гидроци- фектом, указанным в формулировке цели линдровобеспечиваетперпендикулярность .изобретения, и отличительными признакаих штоков упорным поверхностям подушек ми существует причйнно-следственная независимо от величины боковых зазоров и 10 связь. Это видно из следующего пояснения: угла поворота, т.е, разгружает штоки-и уп-"раэмещенйе вкладышей йо разные сталотнительные углы гидроцилиндров от бо- роны от оси валка иэ условия взаимодейстковых нагрузок и изгибающих моментов, вия их крйвол"инейных поверхностей с приводящих к аварийным поломкам и сни- промежуточными вставками и выполнение жающих надежность клети; .. 15 их с возможностью поворота вокруг гориУпрощение обслуживания клети при пе- зонтальных осей, йараллельйых оси вал ка, и ревалке достигается тем, что обращенные к смещенных от нее в сторону соответствую- защелкам осевой фйксации торцы вклады-щего вкладйша,"Содйовременной установшей выполнены с профилированными паза- кой гидроцилиндров уравновешивания, ми, имеющими взаимодействие с 20 размещенных по разные стороны от оси размещенными в них выступами эащелок. валка, на разном удаленйи от" йее позволилоТакое решение обеспечивает автомати- упростить управление" клети и рй" прокатке ческое возвращение вкладышей и подушки за счет автоматизации выбора боковых эаиз рабочего в перевалочное положение и эоров между йодуйкой и станиной, исклюфиксацию вкладышей в этой позиции йа все 25 чить специальные механизмы для этой цели, время перевалки за счет взаимодействия т,е, одновременнос "уйрощейием управлевыступов эащелок осевой фиксации и про- ния клетью упростить ее конструкцию и обфилированных пазов вкладышей в процессе служивание;разведения защелок и допускает при Этом, исключение спецйальных механизмов благодаря профилировке пазов, свободный ЗО выбора зазора, создававших дополнительповорот вкладышей в рабочее положение ные нагрузки в узле подушек, привело к при сведенных защелках снижению контактных давлений на поТаким образом, предлагаемая конст- "верхностях Скольжения подущек иихотрирукция клети обеспечивает автоматический цательного влияния на работу систем выбор зазоров между подушкой и станиной 35 регулирования толщины, а зто в свою очепри прокатке при минимальных контактных редь повысило надежность работы клети; давлениях между их сопрягаемыми поверх- размещение гидроцилиндров уравновеостями иавтоматическое раскрытие этйх шийания вовкладышах"позволило исключить зазоров при перевалке без использования изгиб штоков цилиндров уравновешивания какйх-либо дополнительных механизмов, 40 при повороте подушек и вкладышей во вречем и достигается, главным образом, упро- мя выбора зазора прй прокатке, что йсклю- щение ее конструкции, обслуживания и уп- чило воэможность их поломки и повысило равления по сравнению с прототипом.надежность работы клети;Новыми признаками в предлагаемОМ выполнение натбрцах вкладйшей со45 стороны защелок профилированных пазов,расположение вкладышей и осей их аназащелках - выступов, взаимодействую- вращения относительно оси валка;: щихспрофилем пазов,позволилоупроститьвыполнение вкладышей с возможно- обслуживание клети при перевалке за счет стью поворота относительно осей; автоматизации установки подушек и фиксавэаиморасположение гидроцилийдров 50 ции вкладышей соответственно в горизонуравновешивания и вкладышей; тальном и вертикальномположенйях,вэаимосвязь между вкладышами и за- Исключение изукаэаннойсовокупности щелками осевой фракции.отличительных признаков хотя бы одногопризнака не обеспечивает достижения поВ результате сопоставительного анали ставленной цели.за заявляемой клети с прототипом установ- Таким образом, предлагаемое устройстлено, что предложенная конструкция имеет во может быть приэнайо изобретением, т.к. новые взаимосвязи элементов, что позволя- является новым, обладает существенными . ет сделать вывод о соответствии ее крите- отличиями и обеспечивает положительный рию "Новизна". эффект.На фиг.1 изображей вертикальный раз- поворачивают подушки в направлении врарез по оси окна станины клети кварто, поло-щения валков при прокатке. При этом планжениеприперевалке;нафиг 2 - разрезА-А ки 16 входят в контакт с плоскими. по фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б по фиг.2; на поверхностями 15 вкладышей и поворачивафиг.4 - то же,-положение при прокатке; на 5 ют их до полного исчезновения боковых эафиг.5 - разрез В-В по фиг.2; на фиг.б - то зоров между подушками и вкладышами,же, положение при прокатке.Величина угла а поворота подушек опПрокатная клеть состоит иэ станин 1, ределяется простым геометрическим расчерабочйх валков 2 с подушками 3, Размещен- том;ными а окнах 4 отаннн, орамежуточных 10 ат 1 ЯТевставок 5, жестко закрепленных на стойках)6 станин в проемах между стойками и по- где д- односторонний боковой зазор,. душками 3, гидроцилиндровуравновешива-е - межосевое расстояние валка и вклания 7 и 8; размещенных по разные стороны дыша.от оси валков, штоки 9 которых имеют воз При д =2,5 мм (максимальные боковыеможность взаимодействия с открылками 10 зазоры по нормам эксплуатации листовыхподушек и механизмов осевой фиксации по- станов) и е=500 м а =0,1=5,7.душек 11, состоящих из защелок 12 и гидРо- Совпадение плоскостей 15 вкладышей ицилиндров 13.наружных поверхностей облицовочных плаКаждая из промежуточных вставок 5 20 нок 16 после выбора зазораопределяетраснабженадвумя вкладышами 14, выполнен- венство углов поворота вкладышей иными в виде усеченных цилиндрических сег- подушек. При этом, благодаря размещениюментов, обращенных своими плоскими гидроцилиндров 7 и 8 непосредственно воповерхностями 15 коблицовочнымпланкам вкладышах, их штоки, независимо от угла16 подушек 3 и имеющих возможность по поворота, остаются перпендикулярнымиотворота относительно вставок вокруг своих крылкам 10, что разгружает йх и уплотнипродольныхосей,параллельныхосивалкаи тельные узлы цилиндров от боковых. смещенных от нее в сторону вкладыша, Тол- нагрузок и изгибающих моментов, исключащина вкладышей выбрана таким обРазом, ет возможность аварийных поломок и повычто в исходном вертикальном положении 30 шает надежность работы клети.между ними и подушкамиимеются гаранти-Малая разность плеч И и Ь определяетрованные боковые зазоры, В каждом из и малую величину контактных давленийвкладышей размещен один из гидроцилин- между подушками и вкладышами после выдров 7 и 8, причем гидроцилиндры 8 уста- бора зазоров, В условиях постоянных пере. новлены на расстоянии от оси валка, 35 мещейий подушки относительно станиныбольшем расстояния гидроцилиндров 7. при захвате и выбросе, а также в процессеКаждый вкладыш выполнен на торце, об- регулирования толщины) зто обеспечиваетращенном к защелкам 12, с пазом 17, в кото снижение износа и повышение долговечноромразмещен выступ 18 защелки 12. Паз 17 сти сопрягаемых поверхностей по сравнепрофилирован таким образом, что при све нию с решениями, где выборка зазоровденных защелках выступ 18 не препятствует осуществляется силовыми механизмамивращению вкладыша, а при раскрытых фикси- прямого действия) и, кроме того, исключаетрует вкладыши в вертикальномположении, . искажение показателей датчиков усилияРазность плеч 11 и 2 гидроцилиндров 7прокатки,происходящеевследствиесуммии 8 рассчитывается из условия создания ими 45 Рования с.усилием прокатки сил трения отмомента, поворачивающего подушку 3 и контактных давлений, т.е. в конечном счетевкладыши 14 вокруг собственных Осей. По-упрощаетобслуживаниеклетииуправлениескольку силы трения, препятствующие тако- ею при прокатке.му повороту, невелики (определяются При перевалке отключают давление втолько трением в подшипниках подушек и 50 гидроцилиндрах 7 и 8 и разводят защелкина цилиндрических поверхностях вклады, Выступы 18 защелок, воздействуя вшей), разность плеч также сравнительно не- процессе их хода на стенки пазов 17 вклавелика и составляет, применительно к дышей, поворачивают их и возвращают.широкополосным станам, 20+30 мм. вместе с подушками в исходное вертикальКлеть работает следующим образом: 55 ное положение. в котором между вкладыпосле введения новых валков в клеть и све- шами и подушками образуются боковыедения защелок осевой фиксацйи подают зазоры, достаточные для свободного из давление в поршневые полости гидроци влечения изношенных валков и введениялиндров 7 и 8, Штоки 9 уйираются в открыл- новых. Выступы 18 фиксируют вкладышики 10 подушек и, благодаря разностиплеч,1755982 10 914 в вертикальном положении до окойча . ками,гидроцилиндрыуравновешиваниярания перевалки,: ; бочих валков, защелки осевой фиксации ра Призатрудненномповоротевкладышей бочих валков, промежуточные вставки,вокруг собственных осей, вследствие, напри- установленные между стойками станин имер, отсутствия смазки на поверхностях 5 подушками рабочих валков, вкладйши, плоскольжения, возможна следующая работа ские поверхности которых установлены сгидроцилиндров, обеспечивающая больший . возможностьювзаимодействия с боковымиповорачивающий момент: после завалки вал- направляющими подушек, о т л ич а ю- щков в клеть подают давление в поршневые, а я с я тем, что, с цельюпбвышения йадеж- .полости гидроцилиндров 8, расположенных 10 ности при упрощении конструкции и обслупооднусторонуотоси клети, а после выбора живания, вкладыши установлены возазоров включаются гидроцилиндрй 7, рас- вставках, выполнены в виде цйлиндричеположенные по другую сторону от оси клети; ских сегментов с осью поворота, располо. Как видно из описания работы прокат- женной параллельно продольнойосиной клети, выполненной согласно изобрете- .15 рабочего валка, при этом гидроцилиндрынию, в ней достигается автоматический уравновешивания, монтировамные по раз-выбор зазоров между подушками валков и ные стороны от этой оси, установлены отнеестаниной при прокатке с одновременным на различном расстоянии.упрощением конструкции узлов клети, усло-2. Клеть по п,1, отлич а ю ща я с я тем,вий обслуживания и управления, кроме то что гидроцилиндры уравновешивания устаго, в ней упрощается управление клетью при: новлены во вкладышах,перевалке за счетавтоматической фиксации: 3. Клеть по п.1, отл и ч а ю щ а я с я тем,сегменТов в горизонтальном .и вертикаль- что торец каждого-вкладыша со стороныном положениях.: ,.:;. " защелок осевой фиксации выполнен сФ о р и у л а и э о б р е т е н и я25 профилированнйм пазом, а сама защел 1. Прокатная клеть, содержащая стани- ка - с выступом, установленным в этомны, узел опорных и рабочих валков с подуш- пазу.1755982 Тираж Подписноенного комитета по изобретениям и открытия3035, Москва, Ж, Рэушская наб., 4/5 ири ГКНТ СС изводст комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 здательс 3043 ИЙПИ Госуда оставитель Л. Один хред М.Моргентал