УЗЕЛ ОПОРНОГО ВАЛКА Российский патент 1997 года по МПК B21B31/02 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в качестве опорного валка четырехвалковых клетей широкополосных станов.

Известен узел опорного валка (аналог), включающий валок с подушками, установленными в станинах рабочей клети, при этом подушки и станины снабжены пластинами, взаимодействующими между собой (авт.св. СССР N 1329848, кл. В 21 В 1/22, 1987).

Недостатком аналога является невозможность изменения угла перекоса опорного валка относительно оси клети и рабочего валка. При износе взаимодействующих поверхностей пластин на контакте рабочего и опорного валков возникают осевые нагрузки, которые приводят к снижению долговечности и разрушению дорогостоящих подшипников опорных узлов валков.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является узел опорного валка, включающий валок с подушками, установленными в станинах рабочей клети, при этом подушки и станины снабжены сменными клиновыми планками, взаимодействующими между собой (авт.св. СССР N 1570810, кл. B 21 B 13/00, 1990).

Недостатками прототипа и аналога является невозможность регулирования угла перекоса опорного валка относительно оси клети и рабочего валка в горизонтальной плоскости и, как следствие, появление неуравновешенных осевых нагрузок на контакте валков при износе планок, снижающих долговечность и вызывающих разрушение подшипниковых узлов валка. При неравномерном износе планок со стороны привода и перевалки между планками на подушках и станинах с одной стороны клети образуются зазоры, которые приводят к появлению продольных динамических нагрузок на валковые опоры, также снижающих долговечность их подшипников.

Существующая конструкция узла опорного валка не позволяет осуществлять его плоско-параллельное перемещение в продольном направлении относительно оси клети. В сочетании с отсутствием возможности изменения углового положения валка относительно оси клети и рабочего валка это не позволяет применять прототип для устранения осевых нагрузок на валки и их подшипники, а также для регулирования формы и профиля полосы при использовании технологии прокатки в скрещивающихся валках. В результате снижается точность прокатки и качество прокатываемой полосы.

Целью изобретения является повышение долговечности подшипниковых узлов валков путем устранения действия на них осевых нагрузок, а также точности прокатки, качества прокатываемой полосы и долговечности валков при прокатке в скрещивающихся рабочих и опорных валках.

Поставленная цель достигается тем, что в узле опорного валка, включающем валок с подушками, установленными в станинах рабочей клети, при этом подушки и станины снабжены сменными клиновыми планками взаимодействующими между собой, клиновые планки на станинах установлены в горизонтальных направляющих, закрепленных на стойках станин, с возможностью их перемещения в направлении оси клети и снабжены приводом перемещения, а горизонтальное сечение поверхности клиновых планок на подушках, контактирующей с плоской клиновой поверхностью планок на станинах, выполнено криволинейной формы, обеспечивающей минимальные контактные давления между планками и возможность разворота опорного валка в горизонтальной плоскости относительно оси рабочей клети вокруг центра, лежащего на пересечении оси валка и оси прокатки, без осевого смещения.

Период перемещения клиновых планок на станинах выполнен в виде гидравлических рычажных механизмов, смонтированных на стойках станин. Каждый механизм содержит горизонтально расположенный гидроцилиндр, шарнирно установленный в неподвижной опоре, шток который шарнирно связан с одним из плеч двуплечего качающегося рычага, а его другое плечо через шатун шарнирно соединено с клиновой планкой.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен общий вид узла опорного валка в плане.

Узел включает опорный валок 1 с подушками 2 и 3, установленными в станинах 4 и 5 рабочей клети. На стройках станин в закрепленных на них горизонтальных направляющих 6 и 7 с возможностью перемещения в направлении оси клети установлены клиновые планки 8 9, снабженные приводом их перемещения.

На подушках 2 и 3 стационарно установлены сменные клиновые планки 10 и 11, взаимодействующие с подвижными клиновыми планками 8 и 9 на стойках станин. Горизонтальное сечение поверхности клиновых планок 10 и 11 на подушках, контактирующей с плоской клиновой поверхностью планок 8 и 9 на станинах, выполнено криволинейной формы. Форма горизонтального сечения криволинейной поверхности клиновых планок может быть различной параболической, эвольвентной, синусоидальной, цилиндрической и др. однако, с точки зрения простоты изготовления наиболее целесообразно применять планки с горизонтальным сечением в виде участка окружности. При любой из таких форм за счет соответствующего выбора величины хода подвижных клиновых планок 8 и 9 на стойках станин возможно обеспечить разворот опорного валка в горизонтальной плоскости относительно оси рабочей клети вокруг центра 0, лежащего на пересечении оси валка и оси прокатки без его осевого смещения или плоскопараллельное перемещения валка вдоль оси прокатки. Это упрощает конструкцию узла соединения подушек 2 и 3 верхнего опорного валка с подпятниками нажимных винтов и нижнего валка с опорными пластинами поперечин станин.

Привод перемещения клиновых планок 8 и 9 на станинах выполнен в виде однотипных гидравлических рычажных механизмов, смонтированных на плитовинах 12, закрепленных на стойках станин. Со стороны перевалки механизмы установлены на внутренней стороне станины 4, чтобы не занимать место, предназначенное для установки устройств осевой фиксации подушек (защелок).

Для удобства обслуживания со стороны привода механизмы установлены на наружной стороне станины 5. Каждый из механизмов состоит из горизонтально расположенного вдоль оси прокатки гидроцилиндра 13 двухстороннего действия, шарнирно установленного в опоре 14 на плитовине 12. Шток 15 гидроцилиндра шарнирно связан с одним из плеч треугольного двуплечего качающегося рычага 16, установленного в опоре 17, закрепленной на плите 12. Другое плечо рычага через шатун 18 шарнирно соединено с подвижной клиновой планкой 8 или 9. Механизмы обеспечивают преобразование поступательного движения штоков 15 гидроцилиндров 13 в направлении оси прокатки в плоское движение клиньев 8 и 9 в направлении оси клети. Механизмы просты по конструкции и надежны в эксплуатации. Они обеспечивают возможность как изменения углового положения опорного валка в плане, так и его плоско-параллельного перемещения в направлении оси прокатки.

В исходном положении ось опорного валка совпадает с осью клети и расположена перпендикулярно оси прокатки. При развороте валка на угол β_в относительно оси клети, например в положение скрещивания с рабочим валком, одна пара клиновых планок 8 и 9, расположенных по диагонали, перемещается в одном направлении, другая в противоположном. Соответственно штоки 15 гидроцилиндров 13 одной пары механизмов перемещаются в одном направлении, другой пары в обратном.

Клиновые планки с механизмами их перемещения обеспечивают также возможность плоско-параллельного перемещения опорного валка с подушками в направлении оси прокатки без изменения его углового положения в плане. Для этого после разворота валка на заданный угол клинья 8, расположенные по одну сторону от оси клети, перемещаются в одном направлении, клинья 9 в противоположном. При обычно прокатке полосы без скрещивания валков, когда ось валка совпадает с осью клети, это позволяет изменять величину "свала" валков и более гибко управлять процессом прокатки.

При перевалках клиновые планки 8 и 9 на станинах перемещаются в крайние положения на сторону привода (показаны пунктиром) и выходят из контакта с планками 10 и 11 на подушках, освобождая опорныый валок. При этом минимальный размер "А" проема между клиньями на станинах со стороны перевалки выполнен больше максимального размера "В" между криволинейными планками на подушках со стороны привода.

Для свободного разворота верхнего опорного валка горизонтальные плоскости его подушек, сопряженные с подпятниками нажимных винтов, прошлифованы, а поперечные балки механизма уравновешивания валка соединены с балансиром гидроцилиндра уравновешивания с возможностью перемещения вдоль оси прокатки. Контактирующие поверхности подушек нижнего валка и опорных пластин, закрепленных на поперечинах станин, с этой целью также прошлифованы.

Клиновые планки вместе с механизмами их перемещения обеспечивают постоянный контакт планок 8, 9 на станинах 10, 11 на подушках, т.е. беззазорное соединение подушек со станинами в любом угловом положении опорного валка относительно оси клети, независимо от износа планок. Благодаря этому снижаются динамические нагрузки на подшипниковые узлы валка и повышается их долговечность. Благодаря применению на подушках планок со специальным профилем криволинейной контактной поверхности, обеспечивается точный контроль углового положения опорного валка относительно оси клети и рабочего валка. В сочетании со скрещиванием рабочих валков это позволяет эффективно управлять соотношением между осевыми нагрузками на контакте рабочих валков с опорными и полосой, направленными в противоположные стороны, и их взаимно компенсировать. Благодаря этому, осевые нагрузки на подшипники рабочих валков устраняются и существенно повышается долговечность подшипников.

Разворот опорных валков и его плоско-параллельное перемещение относительно оси клети при использовании технологии прокатки в скрещивающихся валках осуществляются независимо от разворота рабочих валков. Это обеспечивает гибкость и повышает быстродействие системы регулирования формы и профиля полосы, что, в свою очередь, способствует повышению точности прокатки и качества прокатываемой полосы.

Плоско-параллельное перемещение опорного валка при скрещивании его с рабочим валком практически осуществляется без трения скольжения, что способствует повышению износостойкости рабочей поверхности валков.

Таким образом, конструкция узла опорного валка обеспечивает достижение поставленной цели повышение долговечности подшипниковых узлов валков, точности прокатки, качества прокатываемой полосы и долговечности рабочей поверхности валков.

Использование: в листопрокатном производстве. Сущность изобретения: узел опорного валка включает валок с подушками, установленный в станинах рабочей клети. На стойках станин в горизонтальных направляющих подвижно установлены клиновые планки, снабженные гидравлическим рычажным приводом их перемещения. На подушках стационарно установлены сменные клиновые планки, криволинейного профиля, взаимодействующие с подвижными планками на стойках станин. Это обеспечивает возможность регулирования углового положения опорного валка относительно оси клети в плане, его плоско-параллельного перемещения, и беззазорное соединение подушек валка со станинами, что способствует повышению точности прокатки и долговечности валков и подшипников. 1 ил.

Узел опорного валка прокатной клети кварто, включающий собственно валок, установленный на подшипниковых опорах в подушках, которые размещены в окнах станин рабочей клети, при этом подушки и окна станин снабжены сменными клиновыми планками, взаимодействующими между собой, отличающийся тем, что клиновые планки в окнах станин установлены в горизонтальных направляющих, закрепленных на стойках станин, с возможностью их (планок) перемещения в направлении вдоль оси клети, и снабжены приводом такого перемещения, а горизонтальное сечение клиновых планок на подушках выполнено со стороны контакта с планками станин криволинейной формы с возможностью разворота опорного валка в горизонтальной плоскости относительно оси рабочей клети вокруг центра, лежащего на пересечении оси валка и оси прокатки, без осевого смещения.