УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕНЫ ВАЛКОВ С КЛИНОВЫМ РЕГУЛИРУЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ Российский патент 2012 года по МПК B21B31/30 

Изобретение касается устройства для перемещения по высоте валков в прокатных клетях и для осуществления смены валков. Это осуществляется с помощью клинового регулирующего устройства для уравнивания нижнего рабочего валка относительно линии прокатки, которое содержит перемещаемый в продольном направлении валков регулирующий клин со сквозной ровной поверхностью клина и соединенное с регулирующим клином устройство перемещения и зажимное устройство для фиксации регулирующего клина, и с перемещаемым в продольном направлении валков устройством смены валков для смены валков, причем валки на концевой стороне крепятся в подушках валков и направляются с возможностью регулирования по высоте в параллельно расположенных станинах прокатной клети, и каждая из обеих подушек валков крепится в станине клети с помощью верхней прижимной плиты, регулирующего клина и нижней прижимной плиты.

Известно осуществление уравнивания верхней кромки нижнего рабочего валка относительно линии прокатки с помощью пригоночных плит различной высоты, которые выбираются в зависимости от той или иной меры выравнивания. Эти плиты вместе с подушками вдвигаются и выдвигаются с помощью салазок смены валков. Существенный недостаток заключается в том, что для каждой меры выравнивания в запасе должна находиться пара этих пригоночных плит, обслуживание которых затруднительно, и выравнивание нижнего рабочего валка возможно только в области градации толщины пригоночной плиты относительно линии прокатки.

Из заявки ЕР 0513946 А2 уже известно клиновое регулирующее устройство для выравнивания верхней кромки нижнего рабочего валка относительно линии прокатки, причем два взаимодействующих клина выполнены каждый со ступенчатой формой и образуют горизонтальные опорные поверхности, которые в зависимости от фактической позиции перемещения клиньев определяют позицию нижнего рабочего валка относительно линии прокатки. С помощью такого рода ступенчатого клина не может быть, однако, достигнута плавная регулировка рабочего валка относительно линии прокатки, и возможно только приблизительно приближение к линии прокатки, которое зависит от высоты ступеней. Нижние клинья соединены с помощью тяговых элементов и оснащены регулирующим приводом, приводимым в действие двигателем. Верхние клиновые элементы зафиксированы в траверсах, на которых укреплены подушки валков. Для подгонки рабочих валков относительно линии прокатки каждая из траверс поднимается четырьмя гидравлическими цилиндрами, и верхние клиновые элементы соответствующим образом смещаются в горизонтальном направлении. Этот процесс регулирования требует, тем самым, требующего больших затрат совместного использования большого количества исполнительных устройств. Для смены валков подушкам приданы комплекты колес, которые могут опускаться на боковые направляющие и затем могут выдвигаться в направлении валков. Движение опускания осуществляется посредством регулирования клиньев. Особо существенным недостатком при этой конструкции является большая конструктивная ширина устройств внутри станины прокатной клети.

Из заявки DE 2513666 А1 также известна прокатная клеть, при которой подушкам, несущим рабочие и опорные валки, приданы ходовые колеса. Тем самым, подушки могут опускаться на направляющие и выводиться в осевом направлении валков из станины прокатной клети и вводиться в нее. Для позиционирования нижнего рабочего валка относительно линии прокатки предусмотрено клиновое регулирующее устройство, которое содержит два действующих в противоположных направлениях клина с приданными приводными шпинделями. По обеим сторонам рядом с регулирующими клиньями расположены подъемные цилиндры, с помощью которых подушки могут подниматься для приведения в действие клинового регулирующего устройства и разгружаться после опускания, так что подушки крепятся в раме прокатной клети исключительно с помощью клинового регулирующего устройства. Также и эта форма исполнения требует относительно большой ширины встраивания.

Также и решение, известное из заявки ЕР 0231445 А1, использует принцип ступенчатых плит для грубой регулировки рабочего валка относительно линии прокатки, в то время как в одной перемещаемой раме расположены ступенчатые плиты различной высоты, которые после подъема подушек валка с помощью подъемного устройства могут позиционироваться под ними. Плавная точная регулировка осуществляется с помощью клинового устройства, которое содержит два входящих с зацепление друг в друга клина, причем нижний клин перемещается с помощью действующего в горизонтальном направлении регулирующего цилиндра и поднимает в вертикальном положении наложенный на него второй клин и, таким образом, ступенчатые плиты. В соответствии со следующей формой исполнения конструкция ступенчатых плит сокращена до одной ступенчатой плиты с только одной высотой, так что выборочная грубая регулировка возможна только с помощью ручной смены ступенчатой плиты. Оба клиновых регулирующих устройства и подъемные цилиндры конструктивно встроены в салазки смены валков и при смене валков перемещаются вместе с салазками смены валков. Существенный недостаток этой конструкции заключается в предусмотрении двух независимых регулирующих устройств, в результате чего в целом возрастает конструктивная высота устройства смены валков.

Из заявки JP 07-265919 А известно клиновое регулирующее устройство с одним регулирующим клином с двумя ровными поверхностями клина для регулировки нижнего рабочего валка относительно линии пригонки. Устройство смены валков не описано или изображено, так что из этого документа невозможно также извлечь информацию о конструктивном и функциональном взаимодействии этих конструктивных элементов.

Также в случае известного из заявки DE 2806525 А1 устройства для уравнивания верхней кромки нижнего рабочего валка относительно линии прокатки расположенные в одной перемещаемой раме пригоночные элементы различной высоты после подъема подушек валка выборочно перемещаются под эти подушки валков. Это решение вновь не позволяет осуществлять плавное приближение контура рабочего валка относительно линии прокатки. Перемещаемая рама для пригоночных элементов расположена с возможностью перемещения на выдвижных салазках для комплекта валков. Также и подъемные устройства для подушек валка встроены в выдвижные салазки.

По этой причине задачей настоящего изобретения является устранение недостатков описанного уровня техники и предложение устройства смены валков с плавно работающим клиновым регулирующим устройством, которое отличается особо уменьшенной конструктивной высотой и по этой причине особо пригодно для переоснащения существующих прокатных клетей. Следующее преимущество заключается в том, что отпадает необходимость в использовании необходимых ранее для приведения в действие клинового регулирующего устройства подъемных цилиндров для подъема подушек валка, и, следовательно, достигается существенное упрощение устройства.

Исходя из устройства описанного выше типа, эта задача решается за счет того, что клиновое регулирующее устройство конструктивно отделено от устройства смены валков, и верхняя нажимная плита в устройстве смены валков направляется в вертикальном и горизонтальном направлениях. Поверхность клина при этом наклонена и не содержит ступеней. Конструктивное разделение обеспечивает возможность раздельного функционирования клинового регулирующего устройства и устройства смены валков.

При этом регулирующий клин в предпочтительном случае выполнен таким образом, что поверхность регулирующего клина содержит подъем, обеспечивающий самоторможение.

Предпочтительно поверхности регулирующего клина наклонены под углом относительно горизонтальной плоскости, лежащей в области самоторможения клинового соединения. Предпочтительно угол клина составляет от 4 до 6°. Внутри этой угловой области возникают регулирующие силы для подъема или опускания рабочих валков и, при необходимости, опорных валков вместе с соответствующими подушками валка, которые могут прикладываться устройством перемещения.

В соответствии с предпочтительной формой исполнения устройство перемещения для приведения в действие регулирующего клина образовано гидравлическим цилиндром, и зажимное устройство для фиксации регулирующего клина оказывает зажимное действие на поршневой шток гидравлического цилиндра. Для точного определения позиции регулирующего клина устройству перемещения придано устройство для определения позиции или отслеживания пути, причем предпочтительно используется гидравлический цилиндр со встроенным устройством измерения линейного пути. Тем самым однозначно обеспечивается, что произведенное позиционирование нижнего рабочего валка относительно линии прокатки может также сохраняться во время действия эксплуатационных нагрузок. Гидравлический цилиндр для приведения в действие регулирующего клина предпочтительно стационарно укреплен на фундаменте установки.

Регулирующий клин выполнен в качестве единой детали и по этой причине может приводиться в действие устройством перемещения. Регулирующий клин содержит два участка с наклоненными относительно горизонтальной плоскости поверхностями клина, которые расположены на горизонтальной дистанции обеих подушек валка и которые взаимодействуют с противоположными поверхностями клина на нижних нажимных плитах. Тем самым обеспечивается, что не могут происходить какие-либо отклонения перемещения, как это было бы возможным при двух независимых друг от друга клиньях.

Регулирующий клин горизонтально направляется на направляющих планках, что препятствует боковым движениям отклонения. Эти направляющие планки укреплены на стационарных нижних нажимных плитах. Эти нажимные плиты наложены непосредственно на нижнюю поперечину рамы прокатной клети.

Верхняя нажимная плита вставлена в выемку устройства смены валков. Она содержит на лежащих друг против друга сторонах выступающие направляющие выступы или углубленные направляющие пазы, причем каждый направляющий выступ или направляющий паз направляется тремя вертикальными направляющими поверхностями на противолежащих трех вертикальных направляющих планках в устройстве смены валков. Тем самым, в режиме прокатки нижний рабочий валок и, при необходимости, также нижний опорный валок с приданными подушками валка крепится с помощью верхних нажимных плит, регулирующего клина и нижних нажимных плит непосредственно на вертикальной линии в раме прокатной клети, не оказывая при этом нагрузок на устройство смены валков.

В соответствии с возможной формой исполнения устройство смены валков содержит несколько выступающих в выемку устройства смены валков и захватывающие снизу верхние нажимные плиты стопорные крюки, которые при отведенном назад в позицию смены валков регулирующем клине создают опору для верхней нажимной плиты.

В соответствии с альтернативной формой исполнения верхняя нажимная плита содержит несколько выступающих за выемки в устройстве смены валков стопорных крюков, которые при отведенном назад в позицию смены валков регулирующем клине прилегают к устройству смены валков.

При отведенном назад в позицию смены валков регулирующем клине обе подушки валка опираются об устройство смены валков, и существует зазор между верхней нажимной плитой и регулирующим клином и между верхней нажимной плитой и подушкой валка.

Тем самым, клиновое регулирующее устройство конструктивно отделено от устройства смены валков и в процессе смены валков может оставаться в прокатной клети. Только верхняя нажимная плита, опирающаяся в устройстве смены валков, в процессе смены валков выдвигается из прокатной клети с устройством смены валков и вновь вдвигается в нее.

Целесообразным образом устройству смены валков для определения его позиции встраивания и для приема сил трения, которые возникают при перемещении регулирующего клина между регулирующим клином и верхней нажимной плитой, в станине прокатной клети придано блокировочное устройство.

Устройству смены валков придан комплект колес, которые встроены расположенными внутри в раме устройства смены валков. Они расположены по обеим сторонам направляющих выступов или направляющих пазов. Тем самым, достигается дальнейшее уменьшение ширины встраивания в раме прокатной клети.

С помощью соответствующего изобретению устройства смены валков с клиновым регулирующим устройством может достигаться уменьшение конструктивной ширины до 20% и уменьшение конструктивной высоты до 40% по сравнению с известными регулирующими устройствами с той же шириной регулирующего клина.

Дальнейшие преимущества и признаки настоящего изобретения следуют из последующего описания не ограниченных примеров исполнения, причем дается ссылка на приложенные чертежи, которые показывают следующее:

фиг.1 схематически показывает соответствующее изобретению устройство для смещения по высоте валков в продольном сечении через прокатную клеть параллельно оси прокатки,

фиг.2 показывает сечение через устройство смены валков и клиновое регулирующее устройство вдоль линии А-А сечения по фиг.1,

фиг.3 показывает в виде сверху детали соответствующего изобретению устройства смены валков,

фиг.4 показывает увеличенный фрагмент продольного сечения соответствующего изобретению клинового регулирующего устройства.

На фиг.1 схематически изображен нижний валок 1, в этом специальном отображении нижний опорный валок не изображенной в основном более подробно прокатной клети 2 кварто в позиции встраивания внутри обеих станин 3а, 3b прокатной клети и в позиции смены валков сбоку рядом с прокатной клетью. Нижний валок 1 со своими, расположенными на концевой стороне цапфами вала, укреплен с возможностью вращения в подушках 4 валка и направляется с регулировкой по высоте по вертикальным направляющим в окнах станин 3а, 3b прокатной клети. Введение и вывод валков в и из прокатной клети осуществляется с помощью устройства 5 смены валков, о которое опираются валки с подушками 4 валков. Процесс перемещения осуществляется с помощью гидравлического цилиндра 6, шарнирно соединенного с устройством смены валков.

Как видно в деталях из фиг.2-4, плавное уравнивание валков (рабочих валков или опорных валков и рабочих валков совместно) относительно линии прокатки осуществляется с помощью клинового регулирующего устройства 7, которое содержит регулирующий клин 8, который может перемещаться в продольном направлении валков, и устройство 9 перемещения, которое шарнирно соединено с регулирующим клином. Устройство 9 перемещения выполнено в качестве гидравлического цилиндра 10 и укреплено с возможностью поворота на консоли 11, привинченной к фундаменту.

Регулирующий клин 8 содержит на своей нижней стороне две наклоненных относительно горизонтальной плоскости поверхности 12а, 12b клина с гладкой поверхностью, которые расположены на горизонтальной дистанции относительно обеих подушек 4 валков. Поверхности клина наклонены относительно горизонтальной плоскости на 5°. Поверхности 12а, 12b клина опираются на контрповерхности 13 клина нижних нажимных плит 14 (фиг.4). Нижние нажимные плиты 14 покрыты износостойкими накладками 15 и укреплены в станинах 3а, 3b прокатной клети. За счет горизонтального перемещения регулирующего клина 8 по этой причине происходит подъем или опускание подушек 4 валков, которые несут валок. Фиксация регулирующего клина 8 в целевой позиции, в которой рабочий валок касается линии прокатки, осуществляется с помощью зажимного устройства 16, которое блокирует продольное перемещение регулирующего клина 8. Это зажимное устройство 16 может воздействовать на регулирующий клин или на поршневой шток 10а гидравлического цилиндра 10. Зажимное устройство содержит, например, находящиеся в состоянии предварительного натяжения зажимные кулачки, которые при преднамеренном движении регулирования могут открываться в направлении против действия усилия замыкания. Направление регулирующего клина 8 в горизонтальном направлении обеспечивается с помощью боковых направляющих планок 18, которые привинчены с обеих сторон к нижним нажимным плитам 14 (фиг.2).

Как показано на фиг.2 и 4, между обеими подушками 4 валка и перемещающим клином 8 расположены верхние нажимные плиты 19, которые покрыты износостойкими накладками. Каждая нажимная плита 19 вставлена в выемку 21 в устройстве 5 смены валков и направляется в нем в горизонтальном и вертикальном направлении. При перемещении регулирующего клина эти направляющие принимают силы трения. С этой целью на противолежащих сторонах нажимной плиты 19 расположены выступающие направляющие выступы 22 с тремя вертикальными направляющими поверхностями 22а, 22b, 22c, которые с люфтом направляются по трем вертикальным направляющим планкам 23а, 23b, 23c устройства 5 смены валков. Далее, на устройстве 5 смены валков расположены несколько выступающих в выемку 21 устройств смены валков и захватывающих снизу верхнюю нажимную плиту 19 стопорных крюков 24, которые при отведенном полностью назад в позицию смены валков регулирующем клине 8 подпирают верхнюю нажимную плиту 19, в результате чего верхняя нажимная плита 19 несется устройством 5 смены валков. В этой позиции регулируется зазор 26 между верхней нажимной плитой 19 и регулирующим клином 8 и следующий зазор 27 между верхней нажимной плитой 19 и подушкой 4 валка. Подушки 4 валка лежат в этом случае на устройстве 5 смены валков. В этой изображенной на чертеже позиции смены валков с отведенным назад регулирующим клином 8 устройство 5 смены валков с подушками 4 валков и с незакрепленно прилегающими к устройству смены валков верхними нажимными плитами 19 может выдвигаться и затем вновь вдвигаться с новым валком.

Устройство 5 смены валков оснащено комплектами 28 колес, которые расположены в рамах 29 устройства смены валков под поверхностями 30 прилегания подушек 4 валка. Комплектам 28 колес приданы направляющие планки.

Устройству 5 смены валков придано запирающее устройство 33 для фиксации в прокатной клети (фиг.3). Оно состоит из упора 34 на устройстве смены валков, напротив которого расположена опорная поверхность на прокатной клети, в результате чего движение вдвигания устройства смены валков ограничено. С помощью зажимного шибера 35 предотвращается непреднамеренное обратное движение устройства смены валков и возможно отсоединение устройства смены валков от устройства перемещения во время режима прокатки.

Изобретение предназначено для переоборудования существующих прокатных клетей с уменьшением их конструктивной высоты. Устройство имеет клиновое регулирующее устройство (7) для выравнивания нижнего рабочего валка относительно линии прокатки с перемещаемым и фиксируемым регулирующим клином (8), а также перемещаемое в продольном направлении валков устройство (5) смены валков для смены валков, закрепленных в подушках (4), каждая из которых крепится с помощью верхней нажимной плиты (19), регулирующего клина (8) и нижней нажимной плиты (14) в станине прокатной клети. Возможность плавной работы клинового регулирующего устройства, которое имеет особо малую конструктивную высоту, обеспечивается за счет того, что клиновое регулирующее устройство (7) конструктивно отделено от устройства (5) смены валков, при этом верхняя нажимная плита (19) выполнена с возможностью направления в вертикальном и горизонтальном направлениях в направляющих устройства (5) смены валков. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для смещения по высоте валков (1) в прокатных клетях с клиновым регулирующим устройством (7) для выравнивания нижнего рабочего валка относительно линии прокатки, которое содержит выполненный с возможностью перемещения в продольном направлении валков регулирующий клин (8) с непрерывно ровной поверхностью (12а, 12b) клина, соединенное с регулирующим клином (8) устройство (9) его перемещения и зажимное устройство для фиксации регулирующего клина (8), и с выполненным с возможностью перемещения в продольном направлении валков устройством (5) смены валков для смены валков, причем валки закреплены на концевой стороне в подушках (4) валка и направляются с возможностью регулировки по высоте в параллельно расположенных станинах (3а, 3b) прокатной клети, и каждая из обеих подушек (4) валка крепится с помощью верхней нажимной плиты (19), регулирующего клина (8) и нижней нажимной плиты (14) в станине прокатной клети, отличающееся тем, что клиновое регулирующее устройство (7) конструктивно отделено от устройства (5) смены валков, при этом верхняя нажимная плита (19) выполнена с возможностью направления в вертикальном и горизонтальном направлениях в направляющих устройства (5) смены валков.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство (9) перемещения для приведения в действие регулирующего клина (8) образовано гидравлическим цилиндром (10), а зажимное устройство (16) для фиксации регулирующего клина (8) выполнено с возможностью воздействия на поршневой шток гидравлического цилиндра (10).

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что устройство (9) перемещения или гидравлический цилиндр (10) содержит устройство для измерения линейного пути.

4. Устройство по одному из пп.1-3, отличающееся тем, что регулирующий клин (8) содержит две наклонных относительно горизонтальной плоскости поверхности (12а, 12b) клина, которые расположены по горизонтали на расстоянии от обеих подушек (4) валка и которые взаимодействуют с контрповерхностями (13а, 13b) клина нижних нажимных плит (14).

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что поверхности (12а, 12b) регулирующего клина (8) расположены с наклоном под углом к горизонтальной плоскости, которая расположена в области самоторможения клинового соединения.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что регулирующий клин (8) выполнен с возможностью направления в горизонтальном направлении на направляющих планках (18), которые укреплены на стационарных нижних нажимных плитах (14).

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхняя нажимная плита (19) вставлена в выемку (21) устройства (5) смены валков и содержит выступающие на противолежащих сторонах направляющие выступы (22) или выступающие вовнутрь направляющие пазы, причем каждый направляющий выступ (22) или направляющий паз направляется тремя вертикальными направляющими поверхностями (22а, 22b, 22с) на расположенных напротив трех вертикальных направляющих планках (23а, 23b, 23с) в устройстве (5) смены валков.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что устройство (5) смены валков содержит несколько выступающих в выемку (21) устройства (5) смены валков и захватывающих снизу верхнюю нажимную плиту (19) стопорных крюков (24), которые при отведенном назад в позицию смены валков регулирующем клине (8) подпирают верхнюю нажимную плиту (19).

9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что верхняя нажимная плита (19) содержит несколько выступающих над выемкой (21) в устройстве (5) смены валков стопорных крюков (24), которые при отведенном назад в позицию смены валков регулирующем клине (8) прилегают к устройству (5) смены валков.

10. Устройство по п.7, отличающееся тем, что при отведенном назад в позицию смены валков регулирующем клине (8) подушки (4) валка прилегают к устройству (5) смены валков, при этом обеспечивается зазор (26) между верхней нажимной плитой (19) и регулирующим клином (8) и между верхней нажимной плитой (18) и подушкой (4) валка.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что устройство смены валков для определения его позиции встраивания в станину прокатной клети снабжено запирающим устройством.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что устройство (5) смены валков снабжено комплектами (28) колес, которые встроены внутри лежащими в раме (29) устройства (5) смены валков.