УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ Российский патент 1998 года по МПК B21B28/02 C25D7/04 C25D5/00 

Изобретение относится к прокатному производству и может найти применение в машиностроении и других областях техники.

Известен ряд устройств токоподвода при обработке вращающихся тел (В.М. Аскинади, "Упрочнение и восстановление деталей электромеханической обработкой", Л., Машиностроение, 1977 г, например с. 58, рис. 58). Недостаток заключается в том, что катод выполнен с использованием медно-графитовых щеток, которые легко повреждаются при установке валка. Кроме того, ухудшается токоподвод к валку вследствие загрязнения контактной поверхности щеток остатками смазки, имеющейся на всех участках нерабочей поверхности валка. При этом неизбежны электрические потери из-за искрения на щетках в зоне контакта.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для электрохимической обработки цилиндрических деталей (авт. св. СССР N 1285068, кл. C 25 D 7/04, N 3, 1987 г. - (прототип), содержащее ванну для электролита, привод вращения детали, подшипниковые опоры для установки детали, катодную и анодные системы с токоподводящими шинами, при этом подшипниковые опоры снабжены направляющими с возможностью перемещения опор по ним, анодная система выполнена в виде ребристых пластин, жестко соединенных между собой электропроводными шинами и размещенных в полуцилиндрических каркасах между подшипниковыми опорами, а привод вращения детали снабжен вариатором. Недостаток известного устройства заключается в том, что катодная система выполнена с использованием угольно-графитовых щеток, обладающих недостатками известных устройств. Кроме того, устройство токоподвода и привода вращения детали довольно сложное, не обеспечивается плавное регулирование скорости вращения детали, трудоемки операции установки для обработки и снятия детали.

Технический результат - улучшение токоподвода к валку, повышение надежности токоподводящего устройства, сокращение времени на установку под обработку и снятие валка, а также расширение функциональных возможностей токоподводящего устройства.

Технический результат достигается тем, что каждая из опор валка выполнена в виде пары электропроводящих приводных роликов цилиндрической формы с кольцевой проточкой по их образующей, в которую уложена общая для каждой пары гибкая токопроводящая шина, охватывающая дополнительно образующую валка между роликами, связанная с источником напряжения.

Устройство (фиг. 1, 2) содержит анодную систему включающую рабочую ванну 1 с электролитом 2, к которой подведен положительный полюс от источника напряжения. Катодная система включает в себя две пары цилиндрических роликов 3 с кольцевыми проточками по их образующей, в которые уложена токопроводящая шина 4, один конец которой соединен с отрицательным полюсом источника постоянного тока, а второй через натяжное устройство 5 с изолированным от корпуса креплением. Подъем и опускание рабочей ванны с электролитом осуществляют с помощью механизма 6 возвратно-поступательного перемещения ее в плоскости, перпендикулярной оси роликов. Валок 7 устанавливают для обработки с помощью тросов 10 за свободные участки валка 11, выходящие за пределы опорного узла (нерабочая поверхность валка 8 с парой опорных роликов 3). Ролики имеют электропривод 12 с плавно регулируемым числом оборотов. Обработку валка осуществляют следующим образом. С помощью тросовых строп 10 краном валок 7 устанавливают нерабочими частями 8 на пары опорных роликов 3, в кольцевые проточки которых уложены общие в каждой паре проводящие шины, представляющие собой сплетение тонких гибких проводниковых нитей с высокой электропроводностью (например, из меди). Под действием натяжного устройства после полного контакта нерабочих поверхностей валка с роликами токопроводящая шина плотно охватывает поверхность части образующей валка между роликами. Каждая пара роликов приводится во вращение индивидуальным приводом, включающим электродвигатель постоянного тока с плавно регулируемой скоростью вращения и редуктор. Вследствие высоких контактных усилий на опорах (масса валка достигает 5-25 т) вращение роликов передается валку без пробуксовок. Кроме того, это служит высокой надежностью токоподвода от ролика к валку даже при наличии остатков смазки на нерабочей поверхности валка. После придания валку требуемой скорости вращения от источника постоянного тока подается напряжение на рабочую ванну 1 (плюс) и гибкую токопроводящую шину 4 (минус). Величина напряжения до 250-300 В. С помощью механизма перемещения ванны 6 рабочая ванна поднимается до соприкосновения рабочей жидкости (электролита) с рабочей поверхностью валка 7, в результате чего между валком и поверхностью электролита возникают тысячи электрических разрядов. После этого осуществляют погружение валка в электролит путем подъема рабочей ванны на величину, при которой рабочие токи в зоне электрических разрядов достигают плотности 50-70 А/дм². Под действием электрических разрядов осуществляется формирование микрогеометрии рабочей поверхности валка. По окончании обработки рабочую ванну опускают до полного прекращения электрических разрядов между валком и жидким анодом (электролитом), отключают рабочее напряжение, прекращают вращение валка, и с помощью строп краном снимают валок.

В процессе обработки подаваемое на шину напряжение подводится к валку как через шину непосредственно, так и через опорные ролики. Постоянное скольжение шины по кольцевой проточке ролика приводит к ее зачистке и улучшению токоподвода к опорному ролику, при этом исключается попадание грязи и смазки под шину в кольцевой проточке. Высокие контактные усилия между роликом и валком уже при первых оборотах выдавливают остатки смазки, а при ее отсутствии обеспечивают надежный контакт роликов с валком еще до подачи рабочего напряжения, которое включается перед подъемом рабочей ванны с электролитом. Кроме надежного токоподвода предлагаемое устройство отличается высокой надежностью в работе. Оно позволяет с минимальными затратами времени установить для обработки и снять готовый валок, т.к. рабочее положение строп 10 находится вне зоны токоподводящего узла и сводится всего лишь к зачаливанию свободных частей валка.

Существенным отличием предлагаемого устройства в сравнении с известным является то, что оно выполняет одновременно пять функций: опор валка, привода его вращения при обработке, токоподвода к валку, стабилизации валка от осевых перемещений при его обработке, самозачистки электроконтакта шина - ролик. Применение предлагаемого устройства позволяет улучшить и повысить надежность токоподвода к валку, сократить до минимума время операций установки для обработки валка и снятие его, совместить операции токоподвода и очистки токоподводящих поверхностей, исключить возможность осевых перемещений валка, повысить производительность процесса обработки и качество насечки валков.

Использование: изобретение относится к прокатному производству и может найти применение в машиностроении и других областях техники. Сущность изобретения состоит в том, что каждая из опор валка выполнена в виде пары приводных роликов цилиндрической формы из токопроводящего материала, по образующей которых выполнена кольцевая проточка, в которой размещена для охватывания валка между роликами по его образующей токопроводящая шина катодной системы, один конец которой связан с источником постоянного тока, а второй - с предусмотренным в устройстве натяжным элементом, а ванна снабжена механизмом ее возвратно-поступательного перемещения в плоскости, перпендикулярной осям роликов. Привод роликов имеет плавное регулирование скорости вращения. Применение данного устройства для обработки валков позволяет улучшить токоподвод к валу и повысить надежность токоподводящего устройства, уменьшить потери времени на установку под обработку и снятие валка, обеспечить вращение валка с регулируемой скоростью, предотвратить осевое перемещение валка при обработке, упростить операции установки и снятия валка. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для обработки прокатных валков, содержащее ванну для электролита, анодную и катодную системы с токоподводящими шинами, источник постоянного тока, опоры для установки валка и средства для его вращения, отличающееся тем, что каждая из входящих в катодную систему опор для установки валка выполнена в виде пары имеющих индивидуальный привод вращения роликов цилиндрической формы из токопроводящего материала, по образующей которых выполнена кольцевая проточка, в которой размещена для охватывания валка между роликами по его образующей токопроводящая шина катодной системы, один конец которой связан с источником постоянного тока, а второй - с предусмотренным в устройстве натяжным элементом, а ванна снабжена механизмом ее возвратно-поступательного перемещения в плоскости, перпендикулярной осям роликов. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что привод роликов выполнен в виде электродвигателя с плавно регулируемой скоростью вращения.