SU1057132A1 - Прокатна клеть (ее варианты) - Google Patents

Abstract

1. Прокатна  клеть, содержаща  станины с расположенными в них нажимными механизмами, нижний валок с подушками , опертыми кажда  на элементы своей станины а-также верхний валок с подушками, выполненными в виде Г-образных рычагов, опертых своими свободными концами на элементы, расположенные в противоположной Станине, отличающа с  тем, что, с целью упрощени  конструкции и эксплуатации клети при обеспечении равнотолщинности полосы по ее ширине, свободные концы рычагов подушек верхнего валка оперты каждый на нажимной винт противоположной станины. 2. Прокатна  клеть, содержаща  стас нины с расположенными в них нажимны .SS ми механизмами, верхний валок с по (Л душками, опертыми кажда  на свой нажимной винт, а также нижний валок с подушками,выполненными в виде Г-образных рычагов, опертых своими свободными концами на элементы, расположенные в противоположной станине, отличающа с  тем, что, ел с целью упрощени  конструкции и экс плуатации клети при обеспечении равно ..толщинности полосы по ее ширине, свободные концы рычагов подушек нижнего валка оперты каждый на поперечину противоположной станины.

Description

Изобретение относитс  к прокатке и может быть использовано дл  получени  металлических листов и полос. Большую часть листов и полос в насто щее врем  получают в результате прокатки в рабочих клет х дуо или кварто, имеющих цилиндрические ваЛки При этом на рабочие валки действует усилие, достигающее дес тков килоньютонов , что приводит к прогибу валков , вследствие чего нарушаетс  пр мо угольна  форма межвалкового зазора и получаема  полоса имеет поперечную разнотолщинность,причиной которой может быть также неравномерный нагрев или износ рабочей поверхности валков по их длине. Все это негативно сказываетс  на качестве получаемых полос, проценте выхода годного металла и производительности стана. Известны конструкции клетей, в которых с целью уменьшени  поперечной разнотолщинности полосы, рабочие валки при шлифовке делают выпуклыми (0,05-0,5 мм в зависимости от толщины и ширины полосы) с таким расчетом, чтобы эта выпуклость была равна ожида емому прогибу валка при прокатке. Обычно дл  каждой рабочей клети имеетс  J-A комплекта рабочих валков с различными выпуклост ми дл  прокатки полос разного сортамента. Такие клети характеризуютс  простотой, однако в этом случае необходим большой парк запасных валков, в то врем  как поперечна  разнотолщинность получаемых полос продолжает оставатьс  высокой , так как усилие деформации, а следовательно и прогиб валков могут измен тьс  в широких пределах, тогда каквыпуклость валков - величина посто нна , что исключает возможность получени  полос с идеально пр моуголь ным сечением. Известны такие конструкции клетей в которых станочна  профилировка валков корректируетс  в процессе прокатки путем регулировани  подачи схлаждающей эмульсии по длине бочки валков l . Однако такой способ теплового регулировани  выпуклости валков обладает значительной инерционностью вследствие небольшой скорости теплопередачи и при высоких скорост х  вл етс  недостаточно эффективным. Известны также конструкции клетей, содержащие станину, комплект валков и механизм их поворота в горизонталь1322 ной плоскости, в которых прогиб рабочих валков компенсируетс  регулируемым разворотом их осей в горизонтальной плоскости на один и тот же угол от плоскости осей опорных валков Д Известны рабочие клети, в которых рабочие валки имеют устройство дл  регулировки поперечной разнотолщинности полос, выполненное в виде центральной полости между телом валка и бандажом, куда при помощи насосов подают жидкость под большим давлением , что приводит к регулируемой выпуклости центральной части валка 31 Конструкции Клетей вследствие значительной сложности в изготовлении и эксплуатации, а также ввиду большой инерционности механизмов регулировки формы межвалкового зазора не получили большого распространени . На некоторых- станах, имеющих клети кварто, рабочие валки предварительно смещают параллельно на разные рассто ни  от плоскости осей опорных валков, а величину их прогиба регулируют, измен   соотношение переднего и заднего нат жений цу . Однако инерционность регулировки поперечного прУофил  полосы довольно велика, а конструкци  клетей и системы автоматики значительно усложн етс . Известны рабочие клети, имеющие станину, механизм гидромеханического регулировани  прогиба валков по усилию деформации, комплект рабочих и опорных валков, а также нажимной механизм . При этом противоизгиб может осуществл тьс  как рабочих, так рабочих и опорных, а т&кже только опорных валков, дл  чего в последнем случае в состав клети ввод тс  опорные ролики . Усилие гидроцилиндров противоизгиба , расположенных в расточных подушках или непосредственно в стане, прикладываетс  к подушкам валков так, чтобы их прогиб был направлен в сторо-, ну, противоположную прогибу валков т усили  прокатки, и компенсировал го sj. При этом величина усили  ротивоизгиба может быть св зана . , лектрической или гидравлической в зью с усилием деформации, что поышает быстродействие механизма протиоиз гиба и автоматизирует регулировку рофил  межвалкового зазора fjSj. В лучае, если величина противоизгиба олько одного валка компенсирует проиб от усили  прокатки обоих валков. 310 рабоча  клеть может иметь механизм противоизгиба только одного, например верхнего валка. Рабочие клети с гидромеханическим противоизгибом валков характеризуютс  быстродействием в регулировке профил  межвалкового зазора и довольно хорошим качеством получаемых полос, однаiко при этом конструкци  клетей значительно усложн етс , так как по вл етс необходимость в размещении гидроцилиндров (до 1б шт), потребность в .; станции и маслопроводе высокого давлени  (до 320 атм). Кроме того, така  конструкци  возможна только дл  клетей кварто, а подшипники валков, кроме усили  деформации, воспринимают еще и дополнительное усилие противоизгиба валков. Все это увеличивает габариты подушек и усложн ет эксплуатацию рабочей клети, в частности перевалку валков. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности  вл етс  рабоча  клеть, сЬдержаща  станины, нажимной механизм, валки с подушками и механизм противоизгиба валков Щ В клети прокатного стана подушки по крайней мере одного валка выполнены в виде Г-образных рычагов и кажда  из этих подушек опираетс  на одно именный нажимной винт, расположенный в той.же станине, что и подушка, т.е. лева  подушка опираетс  в левый нажим .ной винт (или в опору левой станины), а права  подушка - в правый нажимной винт (или в опору правой станины). Своими свободными концами Г-обрааные рычаги подушки упираютс  в штоки гидроцилиндров , расположенные в противоположной подушке того же валка. Противоизгиб валка в известной конструкции клети достигаетс  за счет дополнительных усилий, развиваемых гидроцилиндрами , необходимость размещени  которых усложн ет конструкцию рабочей клети, требу  применени  маслостанций и трубопроводов высокого давлени , и увеличивает эксплуатационные расходы Кроме того, величина противоизгиба в известной конструкции рабочей клети определ етс  только усилием гидроцилиндра и не зависит от усилий прокатки , что требует применени  специальной след щей системы дл  управлени  усили ми гидроцилиндров и контрол  величины противоизгиба. Все это значительно усложн ет конструкцию 24 клети системы управлени  работой механизма противоизгиба. Цель изобретени  - упрощение конструкции и эксплуатации клети при : обеспечении равнотолщинности полосы по ее ширине. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в прокатной клети, содержащей станины с расположенными в них нажимными механизмами, нижний валок с подушками , опертыми кажда  на элементы своей станины, а также верхний валок подушками, выполненными в виде Г-образных рычагов, опертых своими свободными концами на элементы, расположенные в противоположной станине свободные концы рычагов подушек верхнего валка оперты каждый на нажимной винт противоположной станины. По второму варианту в прокатной клети, содержащей станины с нажимными механизмами, верхнийвалок с подушками , опертыми кажда  на свой нажимной ; винт, а также нижний валок с родушками ,выполненными в виде Г-образных рычагов, свободные концы этих рычагов оперты каждый на поперечину противоположной станины. Благодар  такому конструктивному исполнению в каждом из вариантов опорный валок в клети кварто или рабочий в клети дуо представл ет собой саморегулируемую раму, усилие прокатки в которой передаетс  через правую подуш ку валка на левую станину, а через левую - на правую станину. На фиг. 1 представлена клеть дуо с Г-образными подушками верхнего валка , вертикальный разрез; на фиг. 2 валок с Т-образными подушками, разрез; на фиг. 3 - то же, вид сбоку; на фиг. 4 - то же, вид сверху; на фиг. 5 расчетна  схема валковой системы предлагаемой прокатной клети (вверху расположен валок, имеющий механизм противоизгиба, а внизу - валок , не имеющий механизма);- на фиг.6 эпюра изгибающих моментов, действующих на оба валка; на фиг. 7 - схема валковой системы с учетом упругих из- гибов рабочих валков. Клеть имеет станины 1, в которых размещен нажимной механизм 2, нижний валок 3 с подушками и верхний валок 4. Подушки верхнего валка выполнены в виде Г-образных рычагов, которые своими свободными концами упираютс  сответственно: рычаг левой псздушки 5 8 правый нажимной винт, рычаг правой подушки 6 - в левый нажимной винт. Другой валок этой клети имеет обычну конструкцию. Дл  второго варианта рабочей клети подушки нижнего валка выполн ютс  аналогичным образом в виде Г-образны рычагов, которые своими свободными концами упираютс ;лева  подушка на поперечину правой станины, а права  подушка - на поперечину левой станин На фиг. 5 показана расчетна  схема валков рабочей клети предлагаемой конструкции, при этом нижний валок обычной конструкции представл ет собой балку на двух опорах, а верхний валок - раму, благодар  которой усилие прокатки от правой подушки передаетс  на левую станину, а от левой подушки - на правую. . На оба валка действует распределе на  нагрузка q от действи  металла 7 При этом полное усилие Р b « q (где Ь - ширина полосы), а реакции в опорах валков R 0,5 Р вследствие симметрии относительно оси прокатки. Оч видно, что рабочий валок с Г-образными подушками, опирающимис  только на элемент противоположной станины, представл ет собой незамкнутую раму, эпюра изгибающих моментов (фиг. 6) откладываетс  внутрь контура рамы, а относительно оси самого валка вверх , т.е. выше оси X). Величина момента Mj М, (а-с-0,5Ь) (О где а - рассто ние между опорами Г-образных подушек; с - рассто ние между краем полос и центром подшипникового узла; b - ширина полосы. Изгибающий момент второго валка, представл ющего собой балку Иа двух опорах, также откладываетс  вверх, а величина его Р,Ь , ч qb М2 2(4 с) --i- . На фиг. 6 пунктиром показан изгибающий момент дл  первого валка, есл бы он не имел Г-образных подушек, опирающихс  только на элементы противоположной станины. Из анализа эпюр изги 5ающих моментов дл  обоих валков прокатной клети предл гаемой конструкции видно,что центры т жести эпюр валков расположены по одну сторону от их нейтральных линий (осей Х и Х), а следовательно, вектор разности вертикальных упругих перемещений обоих валков в сечени х посредине и у краев полосы направлен в одну сторону - вниз (фиг. 7). Перемещени  валка с механизмом противоизгиба рассматриваютс  относительно точек Е и К, т.е. относительно его креплени  в подушках, в то врем  как вектор перемещени  самих этих точек направлен в сторону действи  усили  прокатки, с учетом чего и вектор результирующих перемещений остальных точек данного валка направлен в ту же сторону. Однако в процессе прокатки перемещение точек Е и К легко компенсируетс  соответствующим перемещением нажимных винтов, т.е. УЕ У О, а перемещени  и вектор разности упругих перемещений валка посредине и у краев полосы направлен вниз, т.е. навстречу действию вектора усили  прокатки . При этом, если величины разности перемещений посредине и у кра  полосы дл  обоих валков равны, что легко обеспечить путем подбора моментов ; . инерции 3 и О2 (например, путем высверливани  внутреннего отверсти  в одном из валков либо за счет применени  валков разного диаметра) или путем подбора рассто ни  между опорами Г-образных подушек, и с учетом того, что дл  обоих валков выпуклость направлена в одну сторону, величина межвалкового зазора-у кра  полосы и посредине ее одинакова , т.е. изгиб валков полностью компенсируетс . Например , при ширине полосы равной 1 м и рассто нии С равном 0,3 м разность перемещени  посредине и v кра  полосы нижнего валка,iiY, - Е37 пели дл  валка с маринизмом противоизгиба прин ть величину рассто ни  между опорами Г-образных подушек а - 1,215 м, то ДУ, -Знак - дл  значений разности перемещений и У,2 и иУ указывает на то, что векторы разности упругих перемещений обоих валков направлены в одну сторону - вниз от первоначальной оси валка. Следовательно, в этом случае полна  компенсаци  изгибов валков может быть достигнута и при одинаковых поперечных сечени х валков, С целью 71 упрощени  математических выкладок пр выводе сделаны незначительнве упроще ний: не учитываетс  наличие перехода от бочки валка к его,шейке и упругого сплющивани , но, как .п аказано прове-денное детальное теоретическое иссле дование, они несколько измен ют (до 5) количественную картину. В предлагаемой рабочей клети прокатного стана рабочие образующие вал ков, определ ющие форму полосы, эквидистантны друг другу, т.е. изгиб одного из валков полностью компенсирует изгиб второго валка, что позвол ет получить полосу, не имеющую поперечной разнотолщинности. При обе печении равенства разностей упругих перемещений обоих валков этот результат не зависит от значений усили прокатки Р, т.е. рабоча  клеть компенсирует прогиб валков автоматически , без вмешательства оператора. При изменении усили  прокатки вследствие какого-либо отклонени  условий процесса измен етс  прогиб-одного из валков, но в то же врем  измен етс  на такую же величину прогиб и второг валка, а так как эти прогибы направлены в одну сторону, то посто нство вели-чины межвалкового зазора по шири не полосы сохран етс . Б известной клети компенсаци  прогибов производитс  внешним воздействием, а дл  того , чтобы подать давление в гидроцилиндр , нужно выбрать момент подачи и количество, что сказываетс  на качестве полосы. Снижение жесткости валковой системы по отношению к продольной разнотолщинности получаемых полос, так как податливость консолей на изгиб заметно выше податливости бочки валка, с которой она суммируетс  , существенно только дл  рабочих клетей, прокатных станов, работающих по межвалковому зазору. Поскольку большое количествопрокатных станов работает по посто нному давлению (например , дрессировочные станы), т.е. с нулевой жесткостью, следовательно, снижение жесткости не имеет значени  Аналогичное  вление наблюдаетс  в известном процессе прокатка-волочение где толщина полосы определ етс  не жесткостью клети и не межвалковым зазором , а соотношением окружных скоростей рабочих валков. Кроме того, предложенна  конструкци  рабочей клети примен етс  в т нущих роликах, которые не производ т пластической 328 деформации и не определ ют продольную разнотолщинность полосы. Изгиб роликов в этом случае приводит к локализации усили  прижати  у краев полосы, пластической деформации кромок и нарушению формы транспортируемой полосы. Во всех случа х применение клети предложенной конструкции отрицательно не вли ет на продольную разнотолщинность полосы, а за счет полной компенсации изгиба валков полностью исключаетс  поперечна  разнотолщинность . При необходимости, конструкци  клети может примен тьс  и с дополнительными известными способами регулировки профил  межвалкового зазора: тепловым или станочным, а также дл  станов дуо и кварто, где Г-образные подушки имеют один из опорных валков, а соответствующий рабочий валок противоизгибаетс , копиру  под действием усили  прокатки профиль опорного валка. В рабочей клети данной конструкции подшипники валков не воспринимают дополнительного усили  противоизгиба , а услови  перевалки не затруднены . Предлагаема  клеть работает следующим образом. Перед прокаткой при отсутствии полосы в валках с помощью нажимного механизма, который размещен в станине 1, выставл ют необходимый межвалковый зазор, равный номинальной толщине получаемых полос минус ожидаемое перемещение подушек валка с механизмом противоизгиба под действием усили  прокатки. Затем подают полосу 7 в нижний 3 и верхний Ц валки, которые после захвата осуществл ют деформацию полосы . При этом на рабочие валки деист- . вует усилие прокатки, в результате чего нижний валок 3 прогибаетс  в сторону действи  усили  прокатки, в то врем  как верхний валок 4, имеющий подушки с Г-образными выступами прогибаетс  в сторону, противоположную действию усили  прокатки. При этом величина противоизгиба верхне| о валка 4 компенсирует величину прогиба валка 3, в результате чего поперечный профиль полосы не нарушаетс . В случае изменени  условий прокатки (ширины или толщины полосы, температуры и т.д.) измен етс  и величина усили  деформации, а вместе с

910

ним и величина прогиба каждого из валков, но их сумма с учетом знака, la значит и поперечный профиль полосы, остаютс  посто нными.

Позвол   получать полосу с минимальной поперечной разнотолщинностью, конструкци  клети не требует применени  сложных систем гидроцилиндров, насосных станций и маслопроводов высокого давлени , которые необходимы в клет х с гидромеханическим противоизгибом . Это позволит, например, дл  стана с длиной бочки валка 3000 мм сократить на 30-50 т объем

3210

маслооборудовани , получив экономический эффект в размере 80-130 тыс.руб Кроме того, облегченные услови  перевалки валков предлагаемой клети позвол ют сократить на 5-10 врем  простоев стана, а долговечность подшипников валков за счет исключени  дополнительного усили  противоизгиба повышаетс  на 10-20;g. Упрощенна  конструкци  подушек валков, не имеющих расточек под гидроцилиндры и подвод масла, повышает их ремонтопригодность и услови  обслуживани . Все это приводит к сокращению эксплуатационных расходов по стану на 10-15.

фиР./

Claims (2)

1· Прокатная клеть, содержащая станины с расположенными в них нажим ными механизмами, нижний валок с подушками, опертыми каждая на элементы своей станины/а-также верхний валок с подушками, выполненными в виде Г-образных рычагов, опертых своими свободными концами на элементы, расположенные в противоположной Станине, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и эксплуатации клети при обеспечении равнотолщинности' полосы по ее ширине, свободные концы рычагов подушек верхнего валка оперты каждый на нажимной винт противоположной станины.

2. Прокатная клеть, содержащая станины с расположенными в них нажимными механизмами, верхний валок с подушками, опертыми каждая на свои нажимной винт, а также нижний валок с подушками,выполненными в виде Г-образных рычагов, опертых своими свободными концами на элементы, расположенные в противоположной станине, от л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции и эксплуатации клети при обеспечении равно.толщинности полосы по ее ширине, свободные концы рычагов подушек нижнего валка оперты каждый на поперечину противоположной станины.