СБОРНЫЙ ВАЛОК ПИЛЬГЕРСТАНА ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ Российский патент 1996 года по МПК B21B21/02 B21B27/00 

Изобретение относится к прокатному производству, а точнее к конструкциям рабочих валков пильгерстанов холодной прокатки труб с подвижными валковыми кассетами и стационарными силовыми станинами.

Передача усилий прокатки от калибра на стационарную станину осуществляется через контакт опорных валков между собой и с опорным рельсом стационарной станины. С увеличением размеров прокатываемых труб значительно увеличиваются размеры и масса деталей, изготавливаемых из высококачественной инструментальной стали. Это обстоятельство существенно увеличивает трудозатраты на изготовление оборудования, а следовательно увеличивает себестоимость труб.

Одним из путей решения задачи является создание конструкции составного валка, в которой из инструментальной стали изготавливаются только те части, которые непосредственно передают нагрузки через контакт.

Известен рабочий валок стана холодной прокатки труб [1] Рабочий валок выполнен из кольца, смонтированного на валу с подшипниковыми опорами. На одной половине кольца нарезан ручей, а другая половина является опорной поверхностью.

Недостаток известной конструкции сборного валка заключается в том, что для изготовления ручья калибра и опорной части в единой детали существенно увеличивается расход дорогостоящей инструментальной стали, а также снижается срок службы ручья и опорной части из-за более низкой твердости, получаемой при закалке больших масс металла.

Из известных сборных валков стана холодной прокатки труб наиболее близким по технической сущности является сборный валок пильгерстана со сменным калибром.

Этот сборный валок содержит на двух подшипниковых опорах вал с посадочным гнездом под сменный калибр, шестерни-бандажи для крепления калибра на валу и цилиндрический штырь для фиксации калибра на валу в осевом направлении.

Посадочная поверхность вала под калибр выполнена в виде выступа либо прямоугольной, либо цилиндрической формы со смещением центра относительно оси вала.

Недостаток известной конструкции сборного валка пильгерстана со сменным калибром заключается в том, что опорная поверхность, контактирующая с опорным валком, выполнена единым целым с валом, снабженным посадочной поверхностью под калибр и цапфами под подшипниковые опоры, так как опорная поверхность испытывает высокие контактные напряжения и, следовательно, выполняется из инструментальной стали, что существенно увеличивает затраты на изготовление валка.

Другим недостатком известной конструкции сборного валка является то, что форма посадочной поверхности как в виде прямоугольного (шпоночного) соединения, так и в виде цилиндрического участка, ось которого смещена относительно оси вращения валка, не обеспечивает требуемой точности при изготовлении составных посадочных поверхностей под шестерни-бандажи, что снижает надежность крепления калибра на валу.

Целью изобретения является сокращение затрат высококачественной инструментальной стали на изготовление валка, упрощение изготовления посадочной поверхности под калибр, повышение надежности крепления калибра на валу.

Цель достигается тем, что в сборном валке пильгерстана холодной прокатки труб, содержащем на двух подшипниковых опорах вал с посадочным гнездом под сменный калибр, размещенный с противоположной стороны от опорной части, и средства его крепления в виде шестерни-бандажа, опорная часть вала выполнена отъемной в виде вставки-сегмента, а вал в своей средней части выполнен цилиндрическим, контактирующим с соответствующими опорными поверхностями вставки-сегмента и сменного калибра, а между цапфами под подшипниковые опоры и цилиндрическим участком с обеих сторон вал имеет плоские участки, взаимодействующие с опорными плоскостями вставки-сегмента и сменного калибра.

Такое конструктивное выполнение сборного валка пильгерстана холодной прокатки труб позволяет сократить затраты на изготовление валка.

Это достигается за счет выполнения опорной поверхности в виде вставки-сегмента, при этом большая часть вала выполняется из обычной конструкционной стали. В то же время уменьшение объема детали, обрабатываемой термически до высокой твердости, позволяет существенно увеличить твердость поверхности контакта, что повышает долговечность детали.

Выполнение вала под посадку калибра и вставки-сегмента в виде цилиндра, ось которого совпадает с осью валка, и двух плоских участков с обеих сторон цилиндра позволяет изготавливать эти поверхности во всех трех деталях с одной установки с посадочными поверхностями под шестерни-бандажи, что упрощает изготовление и повышает точность сопряжения деталей, в результате чего повышается надежность.

На фиг.1 изображен сборный валок пильгерстана холодной прокатки труб; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1.

Сборный валок пильгерстана холодной прокатки труб содержит установленный на двух подшипниковых опорах 1 вал 2 с посадочным гнездом под сменный калибр 3, размещенный с противоположной стороны от опорной части вала 2. Опорная часть вала 2 выполнена отъемной в виде вставки-сегмента 4. Бандажи-шестерни 5 соединяют калибр 3 и вставку-сегмент 4 с валом 2. Вал 2 в средней своей части выполнен цилиндрическим а, а между цапфами б под подшипниковые опоры 1 и цилиндрическим участком а с обеих сторон вал имеет плоские участки в и г.

Цилиндрический участок а размещен в средней части вала соосно цапфам б, длина его выполняется больше, чем наибольший диаметр прокатываемой трубы, а диаметр его выполняется большим, чем расстояние между участками в и г, таким образом калибр 3 и вставка-сегмент 4 центрируется относительно оси вала 2. Плоские участки в и г выполнены параллельными между собой и осью вала 1. Цилиндрический участок а и плоские участки в и г вала контактируют с соответствующими опорными поверхностями вставки-сегмента 4 и сменного калибра 3. Бандажи-шестерни 5 монтируются по посадке с натягом на составных цилиндрических поверхностях, образуемых участком вала 2, концевыми цапфами калибра 3 и вставки-сегмента 4, вследствие этого вал 2, калибр 3 и вставка-сегмент 4 представляют собой единое целое.

В процессе работы валок в составе рабочей клети перемещается возвратно-поступательно, при этом через бандажи-шестерни 5 получает качательное вращение. Калибр 3 взаимодействует своим ручьем с прокатываемой трубой, вставка-сегмент 4 наружной цилиндрической поверхностью взаимодействует с опорным валком (на чертежах изображено тонкими линиями). Возникающие при этом усилия прокатки стремятся сместить калибр 3 и вставку-сегмент 4, однако цилиндрическая поверхность а центрирует калибр 3 и вставку-сегмент 4 относительно оси вала 2 и препятствует их смещению.

Крутящий момент, возникающий при прокатке и воздействующий на калибр и вставку-сегмент 4, воспринимается плоскостями в и г и передается далее (на опорный валок) через зубчатую передачу с шестерней-бандажом 5.

Калибр 3 и вставку-сегмент 4 выполняют из высококачественной инструментальной стали, вал 2 выполняется из обычной конструкционной стали. Поэтому предложенный сборный валок по сравнению с известными позволяет существенно снизить затраты высококачественной инструментальной стали на его изготовление.

Конструкция сборного валка позволяет также повысить точность установки калибра на рабочем валке, что позволяет повысить качество прокатываемых труб.

Использование: сокращение затрат высококачественной инструментальной стали на изготовление валка в трубопрокатном производстве. Сборный валок пильгерстана холодной прокатки труб содержит на двух подшипниковых опорах вал с посадочным гнездом под сменный калибр. Опорная часть вала выполнена отъемной в виде вставки-сегмента. Бандажи шестерни соединяют калибр и вставку-сегмент с валом. Вал в средней части выполнен цилиндрическим, а между цапфами под подшипниковые опоры и цилиндрическим участком а с обеих сторон вал имеет плоские участки в и г, контактирующие с соответствующими опорными поверхностями вставки-сегмента и сменного калибра. 3 ил.

СБОРНЫЙ ВАЛОК ПИЛЬГЕРСТАНА ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ, содержащий на двух подшипниковых опорах вал с посадочным гнездом под сменный калибр, размещенный с противоположной стороны от опорной части, и средства его крепления в виде шестерни-бандажа, отличающийся тем, что опорная часть вала выполнена отъемной в виде вставки-сегмента, а вал в своей средней части выполнен цилиндрическим, контактирующим с соответствующими опорными поверхностями вставки-сегмента и сменного калибра, а между цапфами под подшипниковые опоры и цилиндрическим участков в обеих сторон вал имеет плоские участки, взаимодействующие с опорными плоскостями вставки-сегмента и сменного калибра.