МНОГОВАЛКОВАЯ КЛЕТЬ Российский патент 1997 года по МПК B21B13/10 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и наиболее эффективно может быть использовано при получении больших бунтов фасонной проволоки сложного сечения на волочильных станах.

Известна многовалковая клеть, содержащая станину, размещенные внутри нее в опорах рабочие валки с торцовыми опорами качения в виде сферических тел и обойму с кулачками, взаимодействующими с торцовыми опорами качения. Рабочие валки снабжены впрессованными в них втулками с опорными вогнутыми сферическими поверхностями и установлены внутри станины на телах качения, размещенные в опорах станины и взаимодействующих с кулачками обоймы и сферическими вогнутыми поверхностями втулок. Обойма с кулачками выполнена с возможностью продольного перемещения относительно станины [1]
Недостатки данного устройства:
1. Невозможно разработать (создать) клеть с числом рабочих валков более трех.

2. Из-за отсутствия индивидуальной радиальной регулировки (установки) рабочих валков затруднена точная настройка калибра.

3. Установка трубчатых опор в станину, а также втулок с вогнутыми поверхностями в рабочие валки осуществляется с помощью запрессовки, что требует высокой точности при изготовлении сопрягаемых деталей.

4. Быстрый износ трубчатых опор и кулачков из-за точечного контакта пара с указанными деталями.

Известна многовалковая клеть, состоящая из станины, рабочих валков с торцевыми опорами в виде сферических тел, контактирующих с опорными сферическими вогнутыми поверхностями валков, и размещенных в опорах станины. Количество сферических тел равно числу валков и каждое сферическое тело контактирует с опорными поверхностями двух соседних валков. Опоры размещены в радиальных цилиндрических проемах станины. Каждая опора выполнена в виде цилиндрического корпуса со сферическим ложем под сферическое тело, охватывающее более полусферы тела. При этом механизм радиального перемещения сферических тел выполнен в виде винтовой пары, образованной резьбой на корпусе и ответной резьбой в радиальном проеме станины [2]
Недостатки данного устройства:
1. Практически невозможно спроектировать клеть с числом рабочих валков более трех, т.к. опоры выполняются в виде цилиндрического корпуса со сферическим ложем под шар, охватывающим более полусферы шара.

2. Отсутствует механизм синхронной радиальной установки всех валков, что увеличивает продолжительность регулировки калибра по мере его выработки, а также отрицательно сказывается на точность профиля.

Диаметр шаровых опор значительно превышает диаметр рабочих валков, что приводит к увеличению габаритов клети.

Наиболее близкой по существу к предлагаемому техническому решению является многовалковая клеть, содержащая станину, размещенные внутри нее рабочие валки с торцовыми опорами в виде сферических тел, контактирующих с опорными сферическими вогнутыми поверхностями валков, размещенных в трубчатых опорах станины и взаимодействующих с кулачками, которые установлены в обойме, выполненной с возможностью перемещения относительно станины. При этом количество сферических тел равно числу валков, и каждое сферическое тело контактирует с опорными поверхностями двух соседних валков. Трубчатые опоры размещены в выполненных под них в станине радиальных проемах. При этом обойма установлена с возможностью продольного перемещения вдоль оси прокатки, а рабочие поверхности кулачков имеют конусную поверхность [3]
Недостатки данного устройства:
1. Практически невозможно разработать (создать) клеть с числом рабочих валков более четырех.

2. Затруднена точная настройка калибра из-за отсутствия индивидуальной радиальной регулировки рабочих валков.

3. Быстрый износ трубчатых опор и кулачков из-за точечного контакта шара с указанными деталями.

4. Диаметр шаровой опоры значительно превышает диаметр рабочих валков, что приводит к увеличению габаритов клети.

Задачей предложенного технического решения являются:
1. Возможность создания 4-х, 5-ти и 6-ти валковых клетей с торцовыми опорами.

2. Улучшение условий настройки многовалкового калибра за счет первоначальной индивидуальной установки каждого валка и синхронного сближения или разведения всех валков относительно центра калибра.

3. Уменьшение габаритов клети.

Поставленная задача достигается тем, что каждая торцовая опора выполнена в виде цилиндра с полусферами на торцах, в обойме выполнены резьбовые радиальные отверстия, в которых установлены нажимные винты, имеющие на торце сферическую вогнутую поверхность, на которую опирается торцовая опора, приэтом радиус кривизны поверхности торца винта больше радиуса кривизны опирающейся полусферы торцовой опоры.

На фиг. 1 показана пятивалковая клеть (вид со стороны подачи заготовки); на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Многовалковая клеть состоит из станины 1, размешенных внутри нее в радиальных пазах 2 рабочих валков 3 и торцевых опор 4, выполненных в виде цилиндрических тел с полусферами Б и В на концах, которые размещены в радиальных цилиндрических расточках 5 станины. По ходовой посадке на станине 1 установлена обойма 6, выполненная в виде стакана с кольцевой проточкой 7, в которой сделаны радиальные резьбовые отверстия под нажимные винты 8. Для поворота обоймы 6 относительно оси волочения на ней выполнены отверстия 9 для установки ключа, а в торцевой стенке обоймы 6 сделан паз 10. Фиксирование обоймы 6 в определенном положении осуществляется прижатием торцевой стенки к станине 1 с помощью болта 11. Перед работой клети станина 1 жестко закрепляется болтами 12 к стойке 13 волочильного стана. Соосно оси волочения в обойме 6, станине 1 и стойке 13 выполнены сквозные отверстия для свободной задачи и прохода протягиваемой заготовки.

Полусфера В каждой торцевой опоры 4 контактирует со сферической вогнутой поверхностью Д торца нажимного винта 8, радиус которой значительно превышает радиус полусферы В.

Клеть собирается и работает следующим образом.

В мастерской в радиальные пазы 2 станины 1 устанавливают комплект валков 3 с нарезанными ручьями, а в радиальные цилиндрические расточки 5 заводятся торцовые опоры 4, затем на станину 1 одевается обойма 6 с ввернутыми наполовину нажимными винтами 10 таким образом, чтобы оси винтов 8 и торцовых опор 4 совпали. C помощью болта 11 обойма 6 плотно прижимается к станине 1 и производится настройка калибра путем индивидуальной установки валков 3 и торцовых опор 4 с помощью нажимных винтов 8. Затем клеть устанавливается на специальный стенд, позволяющий принудительно протягивать короткие заготовки через волочильные фильеры, и через калибр клети протягивается и обжимается короткий пруток исходной заготовки. Протянутый образец проверяется на соответствие размеров полученного профиля, и в случае несоответствия производится дополнительная настройка калибра.

Клеть с настроенным калибром устанавливается и закрепляется на стойку 13 волочильного стана. Предварительно заостренный передний конец исходной заготовки проводится через калибр клети и заправляется в тянущий орган волочильного стана. При принудительном протягивании заготовки через калибр клети рабочим валкам 3 под действием деформируемого металла передается вращение, валки 3 вращаются относительно полусфер Б, на которые интенсивно подается эмульсия или чистое минеральное масло, которые смазывают и охлаждают контактные поверхности валков и полусфер Б торцовых опор 4, а также поверхность обрабатываемой заготовки в очаге деформации.

По мере износа калибра для сохранения постоянства размеров профиля производится одновременное синхронное прижатие всех валков 3 путем поворота обоймы 6 на соответствующий угол относительно неподвижной станины 1. Перед поворотом обоймы 6 отпускается болт 11 и в отверстия 9 устанавливается ключ, которым и осуществляется поворот обоймы 6 относительно неподвижной станины. При повороте обоймы сферическая вогнутая поверхность Д торца каждого нажимного винта 8 надавливает на полусферу В соответствующей торцовой опоры 4 и одновременно, синхронно, радиально перемещает все торцовые опоры в направлении оси волочения.

Основные преимущества предложенного технического решения в сравнении с прототипом:
1. Предложенное конструктивное выполнение устройства позволяет проектировать 4-х, 5-ти и 6-ти валковые клети, и тем самым расширить технологические возможности клети за счет возможности получения более сложных многолучевых профилей.

2. Улучшаются условия настройки многовалкового калибра за счет индивидуальной установки каждого валка и одновременного сближения или разведения всех рабочих валков относительно центра калибра, что повышает точность профилей и сокращает простои стана на настройку при износе калибра.

Использование: уменьшение габаритов клети, улучшение настройки калибра, возможность создания четырех-,пяти-, шестивалковых клетей с торцовыми опорами. Сущность: внутри станины в радиальных отверстиях размещены рабочие валки с торцовыми опорами, выполненными в виде цилиндров с полусферами на торцах. Одной полусферой опора контактирует с опорными поверхностями двух соседних валков, другой полусферой опирается на сферическую вогнутую поверхность нажимного винта, установленного в радиальном отверстии обоймы. Обойма имеет возможность перемещения относительно станины. Радиус кривизны поверхности торца винта больше радиуса кривизны опирающейся полусферы торцовой опоры. 2 ил.

Многовалковая клеть, содержащая станину, обойму, выполненную с возможностью перемещения относительно станины, размещенные внутри станины рабочие валки с торцевыми опорами, установленными в радиальных отверстиях станины и контактирующими одновременно с опорными сферическими вогнутыми поверхностями двух смежных валков, при количестве торцевых опор, равном числу валков, отличающаяся тем, что в обойме выполнены радиальные резьбовые отверстия, в которых установлены нажимные винты, взаимодействующие с торцевыми опорами, имеющие на своей торцевой поверхности сферическую вогнутость, торцевые опоры выполнены в виде цилиндров с полусферами на их торцах, при этом радиус кривизны сферической вогнутости нажимного ванта больше радиуса кривизны взаимодействующей с ним полусферы торцевой опоры.