ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО КЛЕТИ ПРОКАТНОГО ИЛИ ТРУБОСВАРОЧНОГО СТАНОВ Российский патент 2006 года по МПК B21B33/00 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано в рабочих и сварочных клетях прокатных трубосварочных станов для защиты рабочих валков от перегрузки.

В клетях трубосварочных станов в настоящее время большей частью используются предохранительные устройства следующих типов:

- на агрегатах малого сортамента труб (⊘ 6-114 мм) в виде набора цилиндрических пружин сжатия разных диаметров по ОСТ 247.64.04-78;

- на агрегатах среднего сортамента труб (⊘ 114-203 мм) в виде пакета тарельчатых пружин по ГОСТ 3057-79;

- на агрегатах для труб (⊘203-530 мм) в виде пневмогидравлических месдоз по аналогии с конструкцией, описанной в авт. свид. №301574, кл. G 01 L 1/02, заявл. 26.04.70 г., опубл. 21.04.71 г.

Приведенные виды предохранительных устройств имеют общий недостаток - высокую трудоемкость и стоимость изготовления и узкие технологические возможности.

Кроме того:

- пружины сжатия на рабочее усилие более 5 тонн требуют значительных габаритов для их размещения;

- тарельчатые пружины имеют недостаточный срок службы и большие отклонения (+20%) по усилиям и величине деформаций;

- месдозы из-за малого объема рабочей среды и естественных утечек практически неработоспособны.

Известно предохранительное устройство прокатной клети многократного действия (авт. свид. СССР №601060, кл. В 21 В 33/00, заявл. 02.06.76 г., опубл. 05.04.78 г.), включающее расположенное между подушками и их нажимными устройствами клиновые механизмы и предварительно поджатые установочными винтами пружины сжатия.

Недостатком такого устройства является то, что оно по своему составу и конструкции не обеспечивает надежного ограничения перегрузок в клетях, причем перегрузки тем больше превышают допустимые, чем больше ход предохранительного устройства. А этот ход должен быть по возможности большим, особенно для станов горячей прокатки, характеризующихся большими обжатиями.

Кроме того, использование клинового механизма вызывает в клети дополнительные распорные усилия, установочные винты требуют периодического контроля и затяжки, что приводит к увеличению простоя стана.

Из известных наиболее близким по технической сущности является предохранительное устройство клети прокатного стана, описанное в авт. свид. СССР №1424893, кл. В 21 В 33/00, заявл. 30.01.87 г., опубл. 23.09.88 г.

Это устройство содержит расположенный между подушкой валка и нажимным винтом предохранительный элемент, выполненный в виде стакана с ослабляющей проточкой, верхним фланцем, днищем и подпятником, взаимодействующим с нажимным винтом, и опорное кольцо, расположенное между подушкой верхнего валка и фланцем стакана. Устройство снабжено средством для фиксации днища относительно обращенного к подушке торца опорного кольца и средством для регулировки жесткости контактной зоны между торцом опорного кольца и фланцем предохранительного стакана. При этом средство для регулировки жесткости контактной зоны между торцом опорного кольца и фланцем стакана выполнено в виде набора шайб, имеющих различную толщину и различный наружный диаметр, причем шайбы изготовлены из материала с модулем упругости, меньшим модуля упругости материалов стакана и опорного кольца.

Основной недостаток данного предохранительного устройства состоит в сложности его конструкции. При этом для стакана, опорного кольца используются материалы с различным модулем упругости. При рабочей нагрузке его основные элементы работают на растяжение-сжатие, что в связи с незначительными величинами деформаций не позволяет использовать устройство в широком диапазоне действующих усилий на валки.

Прокатные и трубосварочные станы, оснащенные этими устройствами, не имеющими средств для измерения усилий на валки и возможности остановки агрегатов в случае возникновения недопустимых динамических нагрузок или аварий, будут иметь частые простои или даже поломки технологического оборудования из-за разрушения стаканов.

Задача настоящего изобретения состоит в создании предохранительного устройства клети прокатного или трубосварочного станов с более широкими технологическими возможностями, позволяющими нагружать его как сжимающими, так и изгибающими напряжениями в широком диапазоне действующих усилий на валки, а также ликвидировать простои и поломки технологического оборудования при возникновении недопустимых динамических перегрузок.

Следующей задачей настоящего изобретения является упрощение его конструкции и снижение трудоемкости и стоимости его изготовления и эксплуатации.

Поставленная задача достигается тем, что предохранительное устройство клети прокатного или трубосварочного станов, содержащее расположенный между подушкой валка и нажимным винтом предохранительный элемент с верхним фланцем и подпятником, взаимодействующим с нажимным винтом, согласно изобретению снабжено средством измерения усилия на валок, установленным в цилиндрическом углублении, выполненном для него в нижнем фланце, смонтированном на предохранительном элементе, средняя часть которого выполнена бочкообразной со сквозной полостью и овальными вертикальными окнами, расположенными равномерно по бочкообразной поверхности.

Такое конструктивное выполнение предохранительного устройства клети прокатного или трубосварочного станов позволит расширить технологические возможности, ликвидировать поломки и простои технологического оборудования при возникновении недопустимых динамических перегрузок.

Это достигается за счет выполнения средней части предохранительного элемента бочкообразной с овальными вертикальными окнами, при этом типоразмеры предохранительных устройств по величине рабочих усилий легко получаются за счет изменения размеров частей предохранительного элемента, количества овальных вертикальных окон и замены одной марки стали на другую или изменения термообработки (изменения механических свойств материала).

Кроме того, за счет снабжения устройства средством измерения усилия на валок и возможности отключения приводов клетей в момент возникновения недопустимых динамических нагрузок или аварий полностью исключаются простои и поломки технологического оборудования.

Предложенная конструкция предохранительного устройства значительно проще, имеет меньшую трудоемкость и стоимость его изготовления и эксплуатации.

Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг.1 изображено предохранительное устройство клети прокатного или трубосварочного станов, общий вид;

на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Предохранительное устройство клети прокатного или трубосварочного станов содержит расположенный между подушкой 1 валка и нажимным винтом 2 предохранительный элемент 3 с верхним и нижним фланцами 4, 5. В верхнем фланце 4 выполнено цилиндрическое углубление 6 для закрепления подпятника 7, взаимодействующего со сферическим концом 8 нажимного винта 2. В нижнем фланце 5 выполнено цилиндрическое углубление 9, в котором смонтировано средство измерения усилий 10, нижняя часть которого размещена в цилиндрическом углублении 11 подушки 1 валка. Средняя часть 12 предохранительного элемента 3 выполнена бочкообразной со сквозной полостью. Высота средней части "Н", ее максимальный наружный диаметр "Д" больше диаметра фланцев на величину 2В, где В - величина выступающей средней бочкообразной части предохранительного элемента. Внутренняя полость также имеет бочкообразную форму. Толщина стенки "δ" средней бочкообразной части предохранительного элемента 3 одинаковая по всей поверхности. На всю высоту "Н" в средней бочкообразной части предохранительного элемента 3 выполнены овальные вертикальные окна 13, расположенные равномерно по всей поверхности.

В зависимости от диапазона рабочих усилий на валок предохранительный элемент 3 выполняется из стали с пределом прочности 700-1600 Н/мм².

Устройство работает следующим образом.

Перед пуском прокатного или трубосварочного станов для производства текущего сортамента на пробной заготовке с помощью приводов нажимных винтов (не показаны) устанавливают, согласно калибровке, расстояние между валками, а на приборах измерительного средства усилий (не показано) максимальную величину допустимого усилия на валок.

Типоразмеры предохранительного элемента по величине рабочих усилий определяются за счет изменения размеров частей предохранительного элемента, количества овальных вертикальных окон и замены на другую марку стали или изменения термообработки.

При этом как расстояние между валками, так и усилия на валок должны быть одинаковыми с обеих сторон валков.

После настройки всех клетей производят пробную прокатку или формовку и сварку трубной заготовки с последующей проверкой ее размеров, а для трубной заготовки и качество сварного соединения.

При получении качественного проката или сварных труб включают прокатный или трубосварочный стан на производство данного сортамента.

В случае возникновения в клетях (или клети) недопустимых динамических усилий на валок (или аварий), а также снижения этого усилия ниже минимально допустимой величины средство измерения усилий 10 на валок отключит приводы клетей (клети). Оператор стана в данном случае является активным участником технологического процесса.

Он в любой момент на табло пульта может увидеть текущее действующее усилие на каждой подушке рабочих или трубосварочных клетей, то есть косвенно следить за качеством производимой продукции.

Предложенное предохранительное устройство клети прокатного или трубосварочного станов по сравнению с известными позволит расширить технологические возможности за счет его конструктивных особенностей, позволяющих нагружать его как сжимающими, так и изгибающими напряжениями, а также позволит ликвидировать простои и поломки технологического оборудования при возникновении недопустимых динамических перегрузок.

Устройство позволяет также снизить трудоемкость и стоимость его изготовления и эксплуатации.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано в рабочих и сварочных клетях прокатных и трубосварочных станов для защиты рабочих валков от перегрузки. Задачей изобретения является ликвидация простоев и поломок технологического оборудования. Предохранительное устройство клети прокатного или трубосварочного станов содержит расположенный между подушкой валка и нажимным винтом предохранительный элемент с верхним фланцем и подпятником, взаимодействующим с нажимным винтом. В соответствии с изобретением в нижнем фланце выполнено цилиндрическое углубление для размещения средства измерения усилий, а средняя часть предохранительного элемента выполнена бочкообразной со сквозной полостью и овальными вертикальными окнами, расположенными равномерно по бочкообразной поверхности. Изобретение позволит расширить технологические возможности за счет его конструктивных особенностей, позволяющих нагружать его как сжимающими, так и изгибающими напряжениями, а также упростить конструкцию и снизить трудоемкость изготовления и эксплуатации. 2 ил.

Предохранительное устройство клети прокатного или трубосварочного станов, содержащее расположенный между подушкой валка и нажимным винтом предохранительный элемент с верхним фланцем и подпятником, взаимодействующим с нажимным винтом, отличающееся тем, что оно снабжено средством измерения усилия на валок, установленным в цилиндрическом углублении, выполненном для него в нижнем фланце, смонтированном на предохранительном элементе, средняя часть которого выполнена бочкообразной со сквозной полостью и овальными вертикальными окнами, расположенными равномерно по бочкообразной поверхности.