РАБОЧАЯ КЛЕТЬ СТАНА ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ КОРЖОВА Н.Н. Российский патент 1996 года по МПК B21B21/00 

Изобретение относится к трубопрокатному оборудованию, конкретно к рабочим клетям станов холодной прокатки труб.

Известен стан для холодной прокатки тонкостенных труб по а.с. СССР N 88997, В 21 В 21/00, 1948.

Рабочая клеть этого стана имеет подвижный корпус, в котором два валка, имеющих на своих концах ведущие (приводные) шестерни, которые опираются на две горизонтальные плоскости клиньев (опорные плиты), положение которых можно регулировать при помощи нажимных винтов. Ведущие шестерни обоих валков входят в зацепление с подвижными вместе с корпусом клети рейками, а ведущие шестерни нижнего валка входят в зацепление и с неподвижными (стационарными) рейками.

Недостатком этой клети является малый ход валков по деформируемой трубе при сравнительно большом ходе клети. При подвижном корпусе клети в условиях, когда валки обкатываются своей бочкой по опорной плите (приводными шестернями по подвижным рейкам) и одновременно приводными шестернями по неподвижным (стационарным) рейкам, сумма перемещений валков по подвижным и неподвижным рейкам должна равняться ходу клети
Sп + Sн S клети (1),
где Sп и Sн перемещения валков по подвижным и неподвижным рейкам, соответственно. Sп Sн, т. к. приводные шестерни одинакового диаметра с бочкой валков зацепляются одновременно с двумя рейками (подвижной и стационарной).

Ход валков по стационарным рейкам есть ход валков по деформируемой трубе S валков.

Sн S валков, поэтому 2S валков S клети.

Из выражений (1) и (2) видно, что ход валков по деформируемой трубе равен половине хода клети прототипа, что является основным ее недостатком.

Целью изобретения является увеличение длины хода валков по деформируемой трубе при сохранении хода клети, что определяет возможности клети по степени деформации, производительности, снижению цикличности производства труб.

Анализируя в выражении (1) первое и второе слагаемые видно, что для того, чтобы увеличить второе слагаемое, т.е. ход валков по деформируемой трубе, нужно уменьшить первое слагаемое, сохранив сумму неизменной.

Поставленная задача достигается заменой опорных поверхностей. У прототипа опорной поверхностью была бочка. В предлагаемой клети диаметр бочки валка увеличен, чтобы увеличить катающий диаметр, а опорной поверхностью стали цапфы, которые значительно меньше бочки и опираются на опорные планки. Таким образом, выражение (1) будет выглядеть так:
πD_ц+πD_к=S_клети, (3)
где первое слагаемое это перемещение валков опорными цапфами по опорным планкам, а второе слагаемое это перемещение валков, численно равное перемещению по деформируемой трубе от приводной сменной шестерни с делительным диаметром, равным катающему диаметру D_к валка.

Разделим выражение (3) на πD_к, которое равно ходу валков S валков, и получим:
Д_ц/Д_к + 1 S_клети/S_валков
откуда
Анализируя выражение (4) видно, что Д_ц/Д_к значительно меньше единицы, знаменатель в этом выражении меньше двух в сравнении с выражением (2) для прототипа, ход валков для предлагаемой клети значительно больше, чем у прототипа. У прототипа отношение диаметра опорной поверхности валка D_б к делительному диаметру приводной шестерни равно единице, а в предлагаемой клети отношение диаметра опорных цапф D_ц к делительному диаметру приводной сменной D_к шестерни меньше единицы, что принципиально отличает предложенную клеть от прототипа.

В предложенной клети валки в качестве опорной поверхности имеют цапфы, которые опираются на опорные планки, приводные шестерни с делительным диаметром, равным диаметру опорных цапф, зацепляются с подвижными вместе с корпусом клети рейками, а приводные сменные шестерни с делительным диаметром, равным катающему диаметру валка, зацепляются с неподвижными (стационарными) рейками. Для синхронизации вращения валков каждый валок имеет по две синхронизирующий шестерни, зацепляющиеся между собой.

Анализируя выражение (4) применительно к первой и второй паре валков в предлагаемой клети при постоянных значениях хода клети и диаметра опорных цапф D_ц видно, что ход валков каждой пары неодинаков, так как катающие диаметры валков каждой пары не одинаковы. Разность хода валков второй и первой пары тем больше, чем больше отличаются катающие диаметры пар валков, чем больше разница зубьев приводных и сменных шестерен первой и второй пар валков.

Конструктивно это выражается в отношении Д_ц/Д_к1 для первой пары валков и Д_ц/Д_к2 для второй пары, либо, выражая через зубья соответствующих шестерен: Z_ц/Z_к2 для первой пары и для второй пары, причем абсолютная величина соотношения зубьев приводных шестерен к зубьям приводных сменных шестерен в первой паре больше, чем во второй, поэтому ход валков второй пары по деформируемой трубе больше, чем ход валков первой пары.

На фиг. 1 изображена предлагаемая клеть, продольный разрез; на фиг.2 - поперечный разрез А-А.

Рабочая клеть стана холодной прокатки труб содержит подвижный корпус 1, закрепленные в нем подпружиненными винтами опорные планки 2, крепящиеся к опорным планкам зубчатые рейки 3, контактирующие с опорными планками опорными цапфами валки 4, на которых симметрично бочке валка расположены приводные шестерни 5, входящие в зацепление с рейками 3 и зацепляющиеся между собой синхронизирующие шестерни 6. Верхние валки имеют еще две расположенные симметрично приводные шестерни 7 (сменные, в зависимости от маршрута прокатываемой трубы), входящие в зацепление со стационарными рейками 8 для первой пары и дополнительными рейкам для второй пары валков. Стационарные рейки имеют возможность регулировки зазора в зацеплении при помощи клиньев 9. Клинья 10 и вставка 11 служат для регулировки поджатия валков, выведения из зацепления реек 3 в корпусе клети с приводными шестернями при перевалках, а пружины 12 удерживают опорную планку 2 в верхнем положении.

Работа предлагаемой клети происходит следующим образом.

Ослабив болтами клин и вынув вставку 11, поднимаем опорную планку 2 вместе с закрепленными на ней рейками 3. Нижний валок каждой пары закатывается свободно между стационарными рейками 8 по нижним опорным планкам в заднем положении клети. Верхние валки 4 накатываются по стационарным рейкам 8 и устанавливаются симметрично нижним валкам. Расстояние между парами валков выбирается в зависимости от калибровки пар валков. После этого вставляется вставка 11, при этом рейки 3 входят в зацепление с приводными шестернями 5. Приводные сменные шестерни 7 входят в зацепление со стационарными рейками 8. Шестерни 7 выбираются для каждой пары валков отдельно по среднему катающему диаметру.

Предложенная клеть обладает рядом отличительных признаков:
расстояние между парами валков может быть любым (в пределах возможности корпуса клети) наперед заданным и определяется калибровками пар валков;
расстояние между парами валков в процессе прямого и обратного ходов клети есть величина переменная при прямом ходе расстояние между парами валков увеличивается, а при обратном ходе уменьшается;
величина хода валков по деформируемой трубе значительно больше, чем у прототипа, что определяет возможности клети по степени деформации, производительности, снижению цикличности производства труб.

В сравнении с известными четырехвалковыми клетями с последовательно расположенными парами валков предложенная клеть не имеет подшипниковых подушек, проста в обслуживании и перевалках, хорошая обзорность и доступность очага деформации.

Использование: в трубопрокатном производстве. В подвижном корпусе клети размещены две опорные калиброванные планки, на которые опираются две пары валков с опорными цапфами и с шейками под приводные шестерни, зацепляющиеся с рейками, расположенными в подвижном корпусе клети, и соединительными шестернями, зацепляющимися между собой. Верхние валки имеют по две приводные сменные шестерни, которые зацепляются со стационарными рейками, крепящимися к передней и задней лобовине станины стана. Применение валков с опорными цапфами, в которых отношение зубьев приводной шестерни к зубьям приводной сменной шестерни меньше единицы, позволяет значительно увеличить ход валков по деформируемой трубе. Кроме того, расстояние между парами валков как в статике, так и в динамике, величина переменная - при прямом ходе валков расстояние между парами валков увеличивается, а при обратном ходе - уменьшается до установочного размера, который определяется калибровками пар валков. Две пары таких валков, последовательно установленных, дают клети высокую производительность, жесткость конструкции, а отсюда и точность прокатываемых труб, хороший обзор очага деформации, быстрая и удобная перевалка, отсутствие подшипниковых узлов, подушек, малая металлоемкость, технологичность, делает клеть конкурентоспособной с другими четырехвалковыми клетями. 2 ил.

Рабочая клеть стана холодной прокатки труб, содержащая подвижный корпус, размещенные в нем опорные планки и зубчатые рейки, ручьевые валки, взаимодействующие с опорными планками, с насаженными на шейки приводными шестернями под подвижные вместе с корпусом рейки и приводными шестернями под стационарные рейки, отличающаяся тем, что клеть снабжена дополнительной парой горизонтальных ручьевых валков, при этом каждый валок обеих пар имеет по две синхронизирующие шестерни и опорные цапфы меньшего, чем бочка диаметра для контакта с опорными планками, верхний валок каждой пары имеет две приводные сменные шестерни, контактирующие со стационарными рейками, при соотношении числа зубьев приводной шестерни к числу зубьев приводной сменной шестерни меньше единицы и абсолютной величине этого соотношения в первой паре валков больше, чем во второй.