SU1750771A1 - Правильна машина - Google Patents

Abstract

Использование: правка листового проката . Сущность изобретени  правильна  машина содержит расположенные в стенках корпуса в два р да в шахматном пор дке правильные ролики, каждый из которых выполнен в виде втулки, установленной с зазором на оси Машина снабжена стаканами, установленными в стенке корпуса, и узлами их осевой фиксации. Ось каждого ролика выпопнена с дифференциальной резьбой на концах, один из которых размещен в стакане , а другой - в стенке корпуса, причем диаметр стакана больше наружного диаметра втулки Изобретение позвол ет повысить надежность правильной машины за счет увеличени  жесткости оси ролика. 2 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, а именно к устройствам и машинам дл  правки проката, в частности листового.

Известно опорное устройство валка малого диаметра и ботьшой длины, например, валка тонколистовой правильной машины, включающее установленные с обоих концов валка буксы, упорные подшипники скольжени , имеющие отверсти  с зазором, охватывающие валки, и сферические поверхности упорных колец Между концами валка и упорными кольцами размещена листова  пружина дл  приложени  раст гивающего усили  к валку.

Раст жение валка способствует повышению его жесткости при действии радиальной рабочей нагрузки. Однако шарнирна  установка валков в опорах требует конструктивно сложных опорных устройств дл  создани  усили  раст жени .

Усложнение конструкции затрудн ет обслуживание, удорожает ее увеличивает

габариты и массу При этом возрастает длина валка и момент, требуемый дл  его вращени  Поскольку валки правильной машины неприводные, а свое вращение получают от взаимодействи  с изделием, то при определенной комбинации условий может возникнуть заедание в упорных подшипниках валка. В результате может произойти проскальзывание валка по поверхности издели  и снижение качества последнего Во избежание заедани  следует ограничивать усилие раст жени  валка, что снижает его жесткость

Известна также роликоправильна  машина , предназначенна  дл  правки металлической полосы пластическим деформированием посредством знакопеременного изгиба роликами, расположенными зигзагообразно в опорах рам относительно горизонтально перемещаемого материала. Роликоправильна  машина вкчючает в себ  упом нутые выше ролики, дл  установки которых в опорах рам используют цилиндрические гильзы, надетые на шейки рабочего валка, и в которых на двух радирпьных шарикоподшипниках установлены оси.

На конце оси, прилегающей к шейке валка, закреплен упорный подшипник Между радиальными подшипниками размещена пружина, создающа  определенное усилие поджати . Удаленный отвалка конец оси выступает из гильзы и его торец опираетс  на неподвижный упор кронштейна рамы .

Конструкци  известного ролика позвол ет снизить момент сопротивлени  вращению валка Предварительное усилие сжати  рабочего валка повышает его жесткость при действии рабочей нагрузки. Однако рост жесткости ограничен допустимым значением усили  сжати  предельную величину которого в свою очередь определ ет момент -заклинивани  шарикоподшипников.

Шарнирна  установка валка в сочета- нии с осевым нагружением не позвол ет существенно повысить его жесткость. Осевое нагружение вращающегос  валка неизбежно приводит к усложнению конструкции и затрудн ет процесс замены валков, а фиксаци  валков относительно рам за счет сил трени  снижает надежность работы конструкции .

В качестве прототипа прин то устройство дл  правки сребренных пэнепей, содержащее смонтированные на станине подвижный и неподвижный зажимы и размещенную между ними с возможностью возвратно-поступательного перемещени  от индивидуального привода каретку (правильную машину), несущую расположенные в шахматном пор дке правильные ролики, установленные в два р да, в одном из которых ролик выполнен в виде оси и втулки, имеющей средство ее осевой фиксации.

Конструкци  правильного устройства по сравнению с известными позвол ет снизить момент сопротивлени  вращени  правильного ролика при его работе за счет меньшей массы подвижной части втулки и возможности подвода смазки между внутренней поверхностью втулки м осью. Указанные конструктивные решени  повышают надежность работы конструкции . Однако предлагаема  конструкци  не имеет преимуществ по жесткости перед известными решени ми, что значительно снижает ее эффективность в технологическом процессе правки.

Цель изобретени  - повышение надежности работы роликоправильной машины за счет увеличени  жесткости рабочих элементов .

Указанна  цель достигаетс  тем, что правильна  машина, содержаща  установленные в стенках корпуса в два р да в шахматном пор дке рабочие ролики, каждый из

которых выполнен в виде расположенной с зазором на неподвижной оси цилиндрической втулки со средствами ее осевой фиксации относительно оси, имеет специальный механизм предварительного напр жени 

0 правильных роликов с целью повышени  их жесткости.

Механизм предварительного напр жени  состоит из осей роликов которые снабжены установленными в одной из стенок

5 корпуса по числу роликов стаканами с узлами их фиксации в осевом направлении Ось ч каждого ролика выполнена с дифференциальной резьбой на концах, один из которых размещен в соответствующем стакане, а

0 второй - в сменке корпуса, при этом наружный диаметр стакана превышает наружный диаметр втулки ролика

Предлагаема  конструкци  повышает жесткость рабочих элементов роликопра5 вильпой машины при прочих равных услови х ,

Нова  схема закреплени  концов правильных роликов в опорах рам позвол ет рассматривать правильный ролик как балку

0 с жестко защемленными концами По сравнению с шарнирной установкой правильных роликов жесткость предлагаемой конструкции повышаетс  в п ть раз

Жестко защемление правильного роли5 ка стало возможным реализовать с помощью составной конструкции Применение предварительного осевого напр жени  способствует также увеличению жесткости конструкции

0 Увеличение жесткости основного рабочего элемента роликоправильной машины позвол ет уменьшить диаметр правильного ролика и получить положительный эффект за счет повышени  качества изделий (умень5 шени  неплоскостности) и расширени  сортамента обрабатываемых изделий в сторону уменьшени  их толщин Уменьшение диаметра ролика (радиуса кривизны правки- гибки) способствует благопри тному

0 перераспределению внутренних напр жений в обрабатываемом изделии, а также снижению их абсолютных значений м степени неравномерности.

Радиальный зазор между цилиндриче5 ской втулкой и стержнем в зоне рабочей нагрузки отсутствует и не вли ет на процесс обработки издели . Величину контактных давлений выбирают из условий, которые исключают заедание между втулкой и стержнем и задиры на поверхности полосы

Нова  конструкци  создает дополнительные удобства в обслуживании. Замена правильных роликов не требует раскрыти  и сн ти  верхней рамы. Дл  замены роликов достаточно ослабить усилие нат жени  проката без удалени  его из зоны правки, Установка нового ролика не требует дополнительной настройки правильной машины .

Технологичность процесса сборки-разборки рабочих элементов повышает надежность работы роликоправильной машины и уменьшает затраты на ее обслуживание.

На фиг. 1 изображена ролмкоправиль- на  машина, общий вид; на фиг. 2 - продоль- ный разрез правильного ролика с механизмом нат жени  усилием раст жени -сжати .

Роликоправильна  машина состоит из неподвижной нижней рамы 1. установленной на основании 2, верхней подвижном рамы 3, скрепленной с нижней рамой 1 посредством ст жек 4 и верхним и нижним р дами правильных роликов 5 (фиг. 1).

Правильный ролик 5 состоит из стержн  6, цилиндрической втулки 7, установленной на стержне 6 с радиальным зазором 8..Концы стержн  6 установлены в опорах рам 1 или 3. Между торцовыми поверхност ми цилиндрической втулки 7 и рамой 1 (3) расположены антифрикционные (фторопластовые ) прокладки 9 (фиг. 2).

Механизм предварительного напр жени  правильных роликов 5 усилием раст жени -сжати  (фиг. 2) выполнен в виде ступенчатого стержн  6 с резьбовыми концами 10 и 11, При этом один резьбовой конец 10, преимущественно меньшего диаметра dH, помещен в стакане 12 с внутренним резьбовым отверстием. Стакан 12 фиксируетс  в процессе установки стержн  6 планкой 13. Дл  монтажа стержн  6 на его торце со стороны резьбового конца 11 имеетс  бобышка 14 под гаечный ключ. Резьбовые концы 10 и 11 стержн  6 имеют разный шаг резьбы, Рм и РБ соответственно, и одинаковое направление резьбы.

Роликоправильна  машина работает следующим образом.

Перед началом технологического процесса правки проката производ т установку комплекта правильных роликов 5 требуемого типоразмера. Диаметр правильных роликов 5 выбирают в зависимости от толщины обрабатываемого проката Результаты исследований процесса правки показывают, что при обработке тонких и высокопрочных лент следует уменьшить на сколько это возможно радиус изгиба, а следовательно, и диаметр правильных роликов. Уменьшение

диаметра правильных роликов 5 обеспечивает снижение степени неравномерности и абсолютной величины остаточных напр жений , ответственный за наличие дефектов 5 ленты.

После установки в опорах рам 1 и З верхнего и нижнего р дов правильных роликов 5 производ т настройку на размер путем перемещени  верхней рамы 3 10 относительно нижней рамы 1. После настройки раму 3 фиксируют относительно рамы 1 посредством ст жек 4. Таким образом устройство готово к работе.

В том случае, когда шаг резьбы Рм мень- 15 шего по диаметру конца 10 стержн  больше шага резьбы РБ противоположного резьбового конца (Рм РЬ), то стержень 6 напр гаетс  усилием раст жени . В том случае, когда Рм РБ - стержень б напр гаетс  0 усилием сжати . Принима  известным разность шагов резьбы . можно определить величину упругой осевой деформации стержн  6, а следовательно, и величину усили  напр жени . При напр же- 5 нии стержн  6 раст гивающей нагрузкой стакан 12 упираетс  в раму 1 (3) с фиксацией от проворота планкой 13. В случае же напр жени  стержн  6 сжимающей нагрузкой стакан 12 упираетс  в планку 13 Необходимую 0 величину усили  предварительного напр жени  контролируют динамометрическим ключом.

Цилиндрическую втулку 7 устанавливают на стержень 6 по ходовой посадке, 5 например H7/f7, с возможностью легкого вращени  при прот жке ленты. В общем случае, втулку 7 изготавливают из инструментальной стали (У 8, 9 ХС и т.д.), а стержень из хромистых сталей (4 ОХ. 3 ОХГСА и 0 т.д.) с соответствующей термообработкой.

По известному диапазону рабочих нагрузок рассчитывают величину контактных давлений между соприкасающимис  поверхност ми втулки 7 и стержн  6. Из услови  5 отсутстви  задиров и заедани  подбирают размеры соединени , материалы и их механические свойства.

Составна  конструкци  правильного ролика позвол ет наиболее простым спосо- 0 бом, без использовани  дополнительных промежуточных опор и деталей реализовать схему предварительного напр жени  правильного ролика осевым усилием. Увеличение жесткости за счет применени  5 конструкции ролика с жестким защемлением концов стержн  (оси) определ ют однозначно по известным зависимост м.

Повышение жесткости конструкции правильного ролика за счет его предварительного напр жени  осевым усилием не

столь тривиально и поэтому требует дополнительного рассмотрени .

В примере в качестве расчетной схемы замещени  правильного ролика рассмотрим балку с защемленными концами, нагруженную посередине сосредоточенной поперечной силой Fu и осевой силой вдоль стержн  FO, приложенной к одной из опор. Тогда величину прогиба Y балки посередине пролета можно определить из выражени 

у

2 Fu- L1

л(8л2 Е Ч +2F0 -L) где Е - модуль упругости материала ролика;

I - момент инерции поперечного сечени  ролика;

L - рассто ние между опорами правильного ролика.

В таблице приведен пример расчета правильного ролика дл  следующих параметров стержн  6;

Магариал - сталь -10Х, Е 210000 Мпа, сГт-900 МПа (ГОСТ 1759-82),

размеры стержн  - рассто ние между опорами L-70 мм, диаметр гладкого участка мм. параметры резьбы выбраны по ГОСТ 9150-81;

поперечна  нагрузка - Н. При расчетах варьировали величину осевого усили  F0.

Результаты расчетов, представленные в таблице, показывают, что дл  данных геометрических параметров стержн  с жестко защемленными концами предварительное напр жение повышает жесткость приблизительно на 5%. По сравнению с расчетной схемой свободно опертой балки жесткость увеличиваетс  в 5,24 раза,.

Вли ние величины предварительного напр жени  на повышение жесткости правильного ролика возрастзет по мере роста рассто ни  между опорами L при неизменном диаметре d

Эффект суммарного повышени  жесткости конструкции (уменьшение прогиба) за счет применени  схемы с жестко защемленными концами и создани  в ролике предварительного напр жени  весьма сложно определить точно теоретически и экспериментально Однако известно, что дл  получени  качественных показателей по планшетности лент (полос) после правки, стрела прогиба ролика Y не должна превышать Y 0.001L Таким образом, улучшение качества ленты (полосы), подвергаемой правке,  вл етс  косвенным показателем уровн  жесткости правильного ролика. С учетом этого требовани  были проведены опытно-промышленные испытани  предлагаемой конструкции роликоправильной машины на Новосибирском заводе полупроводниковых приборов

Дл  экспериментов использовали многослойную ленту НФНА0,21x0,20-7,0(6), поставл емую по техническим услови м Яе. 0.031.054 в рулонах, длиной по 150 м. Роли- коправильна  машина имела 19 правильных роликов диаметром 8 мм каждый. Размеры

втулки и оси (неподвижного стержн ) равны приведенным в примере расчета. Втулка изготовлена из стали У8, а ось из стали 40Х При экспериментах варьировали величину предварительного напр жени  ролика, кон5 тролиру  его динамометрическим ключом по моменту зат жки.

В результате испытаний показано, что защемление опор правильного ролика и создани  в нем предварительного напр же0 ни  OQ 7Т повышает его жесткость и как следствие, на пор док улучшает качество правки ленты.

Механизм напр жени  (фиг 2) позвол ет создавать в тепе ролика, как напр жени 

5 раст жени , так и напр жени  сжати . Создание в ро лике напр жений сжати  увеличивает его несущую способность и наиболее приемлемо дл  коротких роликов.

Установка в роликоправипьной машине

0 составных правильных роликов уменьшает

их диаметр, улучшает технологичность

сборки-разборки, а в целом способствует

повышению надежности работы машины.

Составна  конструкци  роликов зконо5 мит дорогосто щий износостойкий материал , отпадает необходимость в применении шарикоподшипников.

Предлагаема  конструкци  удешевл ет стоимость роликоправильной машины, сни0 жаеттрудоемкость обслуживани , уменьшает габариты опор правильных роликов. Среди деталей новой конструкции нет покупных изделий, что позвол ет изготовить машичу практически на любом предпри 5 тии без посторонней помощи и предварительных заказов.

Повышение жесткости достигаетс  простыми и надежными средствами. Установка л замена правильных роликов проста удоб0 на и занимает немного времени, поскольку не затрагивает другие элементы роликопрз- вильной машины. Все комплектующие детали роликоправильной машины ремонтопригодны, количество дорсгосто 5 щего износостойкого инструмента сведено к минимуму.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Правильна  машина, содержаща  установленные в стенках корпуса в два р да в шахматном пор дке рабочие ролики, каждый из которых выполнен в виде расположенной с зазором на неподвижной оси цилиндрической втулки со средствами ее осевой фиксации относительно оси, отличающа с  тем, что, с целью повышени  надежности за счет увеличени  жесткости осей роликов, она снабжена установленными в одной из стенок корпуса по числу роликов стаканами с узлами их фиксации в осе вом направлении, а ось.каждого ооликэ вы полнена с дифференциальной резьбой на концах, один из которых размещен в соот ветствующем стакане, а другой - в стенке корпуса, при этом наружный диаметр стака на превышает наружный диаметр втулки ро лика.

   Прогиб правильного ролика с учетом предварительного напр жени  и жесткого защемлени  концов стержн 

   ков стаканами с узлами их фиксации в осевом направлении, а ось.каждого ооликэ выполнена с дифференциальной резьбой на концах, один из которых размещен в соответствующем стакане, а другой - в стенке корпуса, при этом наружный диаметр стакана превышает наружный диаметр втулки ролика .

   Физ.{

   Фие 2