УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛЕНТОЧНОГО ШЛИФОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОЛОСЫ Российский патент 1996 года по МПК B24B21/14 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано на предприятиях черной и цветной металлургии.

Известно устройство, содержащее барабан, натяжной ролик, пару цилиндрических роликов, охватываемых бесконечной шлифовальной лентой.

Недостатком данного устройства является невозможность изменять профиль роликов и обеспечить равномерное прижатие бесконечной ленты к шлифуемому профилю полосы. Это приводит к увеличению съема металла при шлифовании, снижению производительности агрегата шлифования и повышенному расходу шлифовальной ленты.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для ленточного шлифования металлической полосы, содержащее узел для перемотки полосы и шлифовальный узел с лентопротяжным механизмом, состоящим из приводного барабана, натяжного ролика и направляющего ролика с вогнутым профилем, установленным с возможностью поджима металлической полосы к опорному ролику.

Недостатком данного устройства является невозможность изменять поперечный профиль направляющего и опорного роликов, а также осуществлять равномерное прижатие шлифовальной ленты, контактирующей с полосой. В связи с этим увеличивается число пропусков через устройство, снижается его производительность, увеличивается съем, т.е. потери металла, снижается качество поверхности и увеличивается расход шлифовальных лент.

Задача изобретения улучшение качества поверхности полосы, уменьшение расхода шлифовальной ленты и повышение производительности устройства за счет снижения числа проходов.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для ленточного шлифования металлической полосы, выполненном в виде узла для перемотки полосы и шлифовального узла с лентопротяжным механизмом, содержащим приводной барабан, натяжной ролик и направляющий ролик с вогнутым профилем, установленным с возможностью поджима металлической полосы к опорному ролику, согласно изобретению, направляющий ролик лентопротяжного механизма выполнен в виде упругой тонкостенной цилиндрической оболочки и устройство дополнительно снабжено двумя разжимными элементами конического профиля, каждый из которых размещен со стороны открытого конца оболочки и с возможностью контакта с внутренней стенкой оболочки и осевого перемещения в ней. При этом оно снабжено механизмом осевого перемещения разжимных элементов, выполненным в виде кинематически связанной с приводом и с каждым из разжимных элементов пары "винт-гайка".

Известно, что в результате прогиба валков поперечное сечение прокатываемых полос имеет двояковыпуклый (чечевицеобразный) профиль, описываемый параболической зависимостью. При шлифовании полосы между цилиндрическим направляющим роликом, бесконечной лентой и цилиндрическим опорным роликом их профиль и профиль полосы не совпадают. Это приводит к частичному съему металла в первом пропуске по вершине выпуклого профиля. Во втором пропуске снимается вторая частичная порция металла. Шлифовка происходит за несколько пропусков до тех пор, пока не будет прошлифована вся поверхность полосы, а ее поперечный профиль не станет прямоугольным. В этом случае значительно уменьшается производительность устройства, увеличивается суммарный съем металла, увеличивается анизотропность микропрофиля его поверхности. Кроме того, неравномерность износа шлифованной ленты по ширине также увеличивает ее анизотропию и приводит к частой замене ленты в устройстве для шлифования. Для уменьшения съема металла и увеличения производительности устройства профиль роликов и шлифовальной ленты должен соответствовать параболическому профилю полосы со стрелкой вогнутости, равной
f_∑ δ h_1y,
(1) где f_∑ суммарная стрела вогнутости па- раболической наружной образующей роликов;
δh_1y поперечная разнотолщинность полосы.

Если ролики и охватывающую их ленту спрофилировать вогнутыми параболическими со стрелой вогнутости по выражению (1), то съем металла при шлифовании 1 погонного метра уменьшается, а производительность увеличивается, так как шлифовка происходит за один пропуск через устройство, улучшится анизотропность полосы и шлифовальной ленты, уменьшится частота замены лент в устройстве, т.е. ее расход.

Для большого сортамента полос различной ширины и толщины из разных марок стали и сплавов, прокатываемых на стане холодной прокатки, поперечная разнотолщинность может изменяться от 0,01 до 0,1 мм. При шлифовке полос с различной поперечной разнотолщинностью стрела вогнутости роликов и ленты также изменяется от 0,01 до 0,1 мм. Для центрирования полосы по оси шлифования бочка опорного ролика профилируется вогнутой со стрелой, равной 0,01 мм.

Стрела вогнутости опорного ролика постоянна, а направляющего ролика и охватывающей его шлифовальной ленты изменяется путем изгиба его оси при помощи опор скольжения и соединенных с ними штоков гидроцилиндров.

При изгибе оси направляющего ролика и профилировании стрелы опорного ролика суммарная стрела вогнутости равна
f_∑ f_н.р+f_о.р
(2) где f_н.р. и f_о.р. стрела вогнутости, соответственно, направляющего и опорного роликов.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 схема устройства с частичным разрезом в поперечном направлении; на фиг. 3 то же, с частичным разрезом направляющего ролика и механизма осевого перемещения разжимных элементов.

Устройство для ленточного шлифования металлической полосы состоит из направляющего ролика 1, приводного барабана 2, опорного ролика 3, натяжного ролика 4, бесконечной ленты 5, охватывающей направляющий ролик 1, натяжной ролик 4 и приводной барабан 2. Лента 5 выполнена из резины, покрытой абразивным составом оксидом алюминия или карбидом кремния.

Полоса 6 оперта на опорный ролик 3. Направляющий 1 и опорный ролик 3 установлены, соответственно, в подушках 7 и 8. Направляющий ролик 1 выполнен в виде упругой тонкостенной цилиндрической оболочки. Со стороны открытых концов оболочки смонтированы разжимные элементы 9 конического профиля с возможностью контакта с внутренней стенкой оболочки и осевого перемещения в ней с помощью механизма осевого перемещения. Механизм осевого перемещения разжимных элементов 9 может быть выполнен в виде пар "винт-гайка" 10, закрепленных в подушках 7. Гайка пар 10 может быть выполнена в виде гайки-шестерни, соединенной с промежуточной шестерней 11. Узел перемотки полосы состоит из моталки 12 и разматывателя 13.

Промежуточные шестерни 11 смонтированы в стационарных подшипниковых опорах 14 и кинематически соединены муфтами 15 и 16 с двигателем 17.

Устройство для ленточного шлифования металлической полосы работает следующим образом.

Полоса 6 (фиг. 1 и 2) задается между опорным роликом 3 и направляющим роликом 1, устанавливается натяжение на моталке 12 и разматывателе 13, включают привод вращения шлифовальной ленты 5 (не показан). Лента 5 вращается, охватывая направляющий ролик 1, приводной барабан 2, натяжной ролик 4. Движение полосы 6 осуществляется за счет разности натяжной моталки 12 и разматывателя 13.

Регулирование поперечного профиля цилиндрической оболочки направляющего ролика 1 осуществляется при помощи разжимных элементов 9 конического профиля, пар "винт-гайка", промежуточных шестерен 11, закрепленных в опорах 14, соединительных муфт 15 и 16 и двигателя 17. Регулирование ведут путем придания упругой тонкостенной цилиндрической оболочке направляющего ролика 1 (фиг. 2) профиля, отвечающего профилю шлифуемой полосы 6 за счет приложения по торцам оболочки продольного усилия Р перемещением вдоль оси цилиндрической оболочки навстречу друг другу разжимных элементов 9 конического профиля (фиг. 3). Опорный ролик 3 (фиг. 2) при этом выполнен, например, пустотелым с предварительно вогнутым профилем для центрирования шлифовальной ленты и полосы 6 относительно продольной оси направляющего ролика 1 и опорного ролика 3. Эта вогнутость может быть меньше, равна или больше, чем профиль шлифуемой полосы. Необходимое усилие Р рассчитывается из следующего выражения:
P • f_o•L•E•ln 1+
(3) где f_о стрела вогнутости оболочки направляющего ролика, мм;
Е модуль упругости, кГс/мм²;
L длина бочки направляющего ролика, мм;
h толщина стенки цилиндрической оболочки, мм;
R_о внутренний радиус цилиндрической оболочки, мм.

П р и м е р. Шлифовку полосы шириной 505 мм, толщиной 2 мм из сплава 42Н проводили на агрегате "Комик". Диаметр барабана 500 мм, диаметры направляющего и опорного роликов 200 мм, длина бочки ролика 800 мм.

Продольное осевое усилие конусов Р, стрела вогнутости оболочки направляющего ролика f_н представлены в табл. 1.

Из табл. 1 следует, что при толщине стенки оболочки 1 мм для изменения стрелы вогнутости направляющего ролика от 0,01 до 0,08 мм к конусам необходимо приложить продольное усилие от 11 до 88 кН. При толщине стенки оболочки 5 мм от 56 до 450 кН.

Обработка полосы шлифовальной лентой Р9 проводилась по двум вариантам:
по прототипу, в цилиндрических роликах диаметром 200 мм;
по предлагаемому варианту:
когда направляющий ролик состоит из оболочки со стенкой 1 мм и конусов, продольное усилие которых равно 11 кН;
когда направляющий ролик состоит из оболочки со стенкой 1 мм и конусов, осевое усилие которых, создаваемое винтами, равно 88 кН.

Площадь съема шлифуемого металла определялась, исходя из геометрических расчетов сечения полосы.

Из табл. 2 следует, что при шлифовке полосы из сплава 42Н шириной 505 мм в профилированных роликах съем металла с 1 погонного метра, по сравнению со шлифовкой по прототипу, уменьшается при f_Σ= 0,02 мм в 3,04 раза, а при f_Σ= 0,09 мм в 1,82 раза, качество полосы улучшается, уменьшается расход шлифовальной ленты и повышается производительность агрегата за счет снижения числа проходов.

Таким образом, использование изобретения позволяет получить следующий экономический эффект:
экономия металла (уменьшение съема) на 2,6% при толщине полосы 2 мм и ширине 1000 мм ленты до 1,5% от стоимости шлифуемого металла;
снижение удельных затрат за тонну продукции за счет увеличения производительности до 1% от стоимости шлифуемого металла.

При цене шлифованной полосы из нержавеющей стали 30 тыс. руб. за тонну, экономический эффект составит около 5,1% или 2500 руб. на тонну продукции.

Использование: на предприятиях черной и цветной металлургии. Сущность изобретения: агрегат содержит устройство для перемотки полосы, тянущие ролики, узел шлифования полосы, состоящий из натяжного ролика и приводного барабана, охватываемых бесконечной шлифовальной лентой, контактирующей с направляющим роликом, имеющим параболическую вогнутую бочку, и через шлифуемую полосу с опорным роликом. Направляющий ролик выполнен в виде открытой с торцев цилиндрической оболочки, внутрь которой с обеих сторон в процессе регулирования поперечного профиля оболочки продольным усилием P установлены конические пробки, например, с помощью передачи винт-гайки, при этом гайки обеих конических пробок-винтов закреплены в стационарных подушках и посредством зубчатых передач, закрепленных в стационарных подшипниковых опорах, связанных между собой, например, с помощью муфты. Перемещение конических пробок-винтов вдоль оси цилиндрической оболочки направляющего ролика осуществляется синхронно от двигателя. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛЕНТОЧНОГО ШЛИФОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОЛОСЫ, выполненное в виде узла для перемотки полосы и шлифовального узла с лентопротяжным механизмом, содержащим приводной барабан, натяжной ролик и направляющий ролик с вогнутым профилем, установленный с возможностью поджима металлической полосы к опорному ролику, отличающееся тем, что направляющий ролик лентопротяжного механизма выполнен в виде упругой тонкостенной цилиндрической оболочки и устройство дополнительно снабжено двумя разжимными элементами конического профиля, каждый из которых размещен со стороны открытого конца оболочки и с возможностью контакта с внутренней стенкой оболочки и осевого перемещения в ней. 2. Устройство по п. 1 отличающееся тем, что оно снабжено механизмом осевого перемещения разжимных элементов, выполненным в виде кинематически связанной с приводом и с каждым из разжимных элементов пары винт - гайка.