УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОКАТКИ Российский патент 2012 года по МПК B21B29/00 

Изобретение относится к устройству для прокатки по меньшей мере с двумя рабочими валками, установленными в прокатной клети, каждый посредством по меньшей мере одной подушки рабочего валка, причем по меньшей мере один из рабочих валков устанавливается в прокатной клети для регулировки желательного очага деформации относительно другого рабочего валка, в частности, в вертикальном направлении, причем имеются средства аксиального перемещения, с помощью которых один рабочий валок может перемещаться относительно прокатной клети в своем аксиальном направлении, причем средства аксиального перемещения содержат рабочий элемент, установленный коаксиально оси перемещаемого рабочего валка, и при этом по меньшей мере один рабочий валок кинематически соединен с гибочными средствами, посредством которых к нему может прикладываться изгибающий момент.

Устройство для прокатки такого рода известно, например, из ЕР 1436104 В1. Раскрытое там устройство для прокатки оснащено средствами аксиального перемещения, так что рабочие валки могут перемещаться в желательное аксиальное положение вдоль своей аксиальной протяженности и удерживаться там. Средства аксиального перемещения, выполненные в виде гидравлической цилиндропоршневой системы, содержат поршень, закрепленный одним из своих концов на консоли, которая может скользить в прокатной клети вверх-вниз в вертикальном направлении вместе с подушкой рабочего валка.

Кроме того, ранее известное устройство для прокатки содержит гибочные средства, с помощью которых к рабочему валку может прикладываться изгибающий момент. Гибочные средства удерживаются между подушкой рабочего валка и подушкой соседних опорных валков. При незначительных движениях нижнего рабочего валка в вертикальном направлении гибочные средства удерживаются между подушками нижнего рабочего валка и утолщениями на поперечинах прокатной клети.

Таким образом, в конструкции устройств для прокатки, ранее известной из ЕР 1436104 В1, перемещение рабочего валка реализуется посредством коаксиально установленного на подушке рабочего валка устройства аксиального перемещения, которое при смене рабочего валка выдвигается из прокатной клети вместе с комплектом валков. Гибочное приспособление рабочего валка выполнено с односторонней опорой (консольно), при которой верхние подушки рабочих валков удерживаются в U-образных выемках верхних подушек опорных валков посредством гибочных и балансирных цилиндров. При этом гибочные цилиндры могут быть установлены в подушках рабочих валков или альтернативно в подушках опорных валков.

Выгодным в этой конструкции является то, что благодаря консольной конструкции верхних рабочих валков возможен большой подъем валка (например, до 1200 мм). Это позволяет прокатывать в такой прокатной клети высокие блоки. Кроме того, механизмы перемещения и гибочные приспособления рабочих валков при смене комплектов валков могут выдвигаться из прокатной клети и обслуживаться за пределами прокатной клети. Благодаря этому отпадают простои установки для обслуживания этих приспособлений.

Благодаря коаксиальному расположению на комплектах валков, аксиальные механизмы перемещения не испытывают опрокидывающие моменты, которые обычно должны учитываться в системах механизмов перемещения, стационарно установленных в прокатной клети. Это положительно сказывается на размерах механизмов перемещения, поскольку больших усилий для перемещения не требуется.

Между тем недостатком этой конструкции является то, что во время аксиального перемещения рабочих валков верхний комплект рабочих валков перемещается с помощью подверженных балансирному давлению гибочных цилиндров верхних подушек опорных валков. Возникающие при этом силы трения создают опрокидывающие моменты, которые могут вызвать перекос подушек опорных валков. Поэтому при мгновенной нагрузке на клеть в виде усилия прокатки (толчка при пуске) вслед за перемещением рабочего валка нельзя исключить, что в опоре опорных валков - в подшипниках жидкостного трения - произойдет локальное касание втулки подшипника скольжения со втулкой цапфы, что может привести к повреждению подшипников в результате сжатия кромки, то есть к тому, что в случае подшипников качения отдельные серии подшипников подвергнутся чрезмерной нагрузке.

Известны также гибочные приспособления, сконструированные по типу «гибочного кожуха». При этом речь идет о гибочной системе рабочего валка, при которой гидравлические блоки снабжены так называемыми «гибочными кожухами», являющимися хорошими направляющими для подушек рабочих валков в прокатной клети даже при большой высоте подъема валка и одновременно обеспечивающими перемещение соответствующего рабочего валка.

Устройство аксиального перемещения рабочих валков закреплено на одной из обеих станин прокатной клети. При этом каждой боковой опорной детали («проушине для перемещения») соответствующих подушек рабочих валков придан блок перемещающих цилиндров. В этих блоках цилиндров подушки рабочих валков установлены с возможностью перемещения в вертикальном направлении.

Преимущество этой конструкции заключается в том, что реализуются высоты подъема валка примерно до 550 мм. Кроме того, при перемещении рабочих валков с использованием «гибочного кожуха» на опоры опорных валков не действуют никакие моменты. Кроме того, преимущество состоит в том, что нет никакой необходимости в дополнительном подсоединении шлангов для сред, поскольку гибочные приспособления и механизмы перемещения могут быть снабжены фиксированными трубопроводами.

Однако у этой концепции имеется тот недостаток, что из-за установки гибочного приспособления на стойках станины снаружи, а также из-за требования, чтобы усилия, возникающие в процессе прокатки, воспринимались механизмом перемещения даже при высоком подъеме валка, требуется выступающее и тем самым тяжелое и дорогостоящее исполнение механизма перемещения.

Поэтому в основу изобретения положена задача создания устройства для прокатки вышеупомянутого типа, лишенного недостатка конструкции, показанной ранее, и использующего преимущества решения, обсуждавшегося под конец. Таким образом, необходимо избежать большого веса при решении, обсуждавшемся под конец, и добиться более экономичной конструкции. При этом должен быть реализован высокий подъем валка.

Эта задача согласно изобретению решается за счет того, что подушка рабочего валка для восприятия усилия, создаваемого гибочными средствами, если смотреть со стороны оси рабочего валка, имеет рычаги, выступающие в стороны, причем между элементом гибочных средств, создающим усилие давления, в частности поршнем, и выступающим рычагом подушки рабочего валка установлен элемент для передачи давления, перемещаемый относительно прокатной клети, в частности, в вертикальном направлении.

Средства аксиального перемещения, предпочтительно, выполнены в виде цилиндропоршневого блока. Рабочий элемент средств аксиального перемещения, предпочтительно, выполнен в виде поршня, причем поршень одним из своих аксиальных концов закреплен на кронштейне, установленном на прокатной клети в направляющей, в частности направляющей скольжения, с возможностью поступательного движения.

При этом элемент гибочных средств, создающий усилие давления, и выступающий рычаг подушки рабочего валка, предпочтительно, позиционированы таким образом, что средняя ось элемента, создающего усилие давления, пересекает выступающий рычаг.

Между элементом гибочных средств, создающим усилие давления, и элементом для передачи давления и/или между элементом для передачи давления и выступающим рычагом подушки рабочего валка, предпочтительно, расположена поверхность скольжения.

Гибочные средства, предпочтительно, установлены в блоке, жестко закрепленном на прокатной клети, а элемент для передачи давления установлен при этом посредством направляющей, в частности вертикальной составляющей. Элемент для передачи давления выполнен в горизонтальном разрезе, предпочтительно, U-образным и по меньшей мере частично с трех сторон окружает блок. Элемент для передачи давления выполнен в вертикальном разрезе перпендикулярно оси рабочего валка, предпочтительно, L-образным и по меньшей мере частично окружает блок с его верхней стороны.

Элемент для передачи давления посредством направляющей, в частности вертикальной направляющей, может быть установлен на прокатной клети.

Между блоком и элементом для передачи давления могут быть установлены удерживающие средства, удерживающие элемент для передачи давления в горизонтальном направлении неподвижным относительно рабочего валка на блоке.

Согласно изобретению получается, что в действие приходит механизм аксиального перемещения, установленный коаксиально оси рабочего валка. Между тем гибочное приспособление, вступающее в действие одновременно, конструктивно выполнено в виде «гибочного кожуха».

Благодаря значительно меньшему весу, а также технологически более простым компонентам механизма перемещения имеют место меньшие издержки производства. Благодаря применению гибочного приспособления при перемещении рабочих валков на опоры опорных валков не действуют никакие моменты.

На чертеже изображен пример выполнения изобретения, при этом показано:

фиг. 1 изображает устройство для прокатки в перспективе,

фиг. 2 - вид спереди устройства для прокатки по фиг. 1 в сечении по линии А-А на фиг. 3,

фиг. 3 - вид сверху устройства для прокатки в сечении В-В по фиг. 2, и

фиг. 4 - гибочные средства устройства для прокатки в сечении С-С по фиг. 3.

На фигурах показано устройство 1 для прокатки, у которого два рабочих валка 2 и 3, установленные, соответственно, в подушках 4 и 5 рабочих валков, расположены в прокатной клети 6. Для регулировки зазора 7 между рабочими валками 2 и 3 предусмотрено, чтобы верхняя подушка 5 рабочего валка выполнялась с возможностью регулировки в вертикальном направлении; то есть она может перемещаться в вертикальном направлении относительно прокатной клети 6.

Рабочие валки 2, 3 опираются, соответственно, на опорные валки 24 и 25, причем они установлены в соответствующих подушках 26 и 27 опорных валков. Следовательно, показанное устройство 1 для прокатки в общей сложности имеет четыре валка. Следует заметить, что оно может иметь и дополнительные валки, а именно промежуточные валки, установленные между рабочими валками 2, 3 и опорным валками 24, 25.

Для приложения к рабочим валкам 2, 3 изгибающего момента предусмотрены гибочные средства 11. Как, в частности, можно увидеть на фиг. 3, гибочные средства 11 установлены на обоих концевых участках рабочих валков 2, 3 а впрочем как на входе, так и на выходе прокатной клети 6 (см. фиг. 2). Таким образом, в общей сложности предусмотрены четыре гибочных средства.

Гибочные средства 11 имеют узел-блок 20, жестко закрепленный на прокатной клети 6, как это, в частности, можно увидеть на фиг. 2. Блок 20 содержит цилиндрические отверстия, в которых установлены элементы 14, создающие усилие давления, то есть поршни, подвергаемые гидравлической нагрузке. При этом поршни 14 имеют среднюю ось 18, проходящую в вертикальном направлении.

Кроме того, на фиг. 2 можно увидеть, что каждая подушка 4, 5 рабочего валка имеет выступающие рычаги 12 и 13, установленные по сторонам от оси 10 рабочих валков 2, 3. Выступающие рычаги 12, 13 направлены в сторону от рабочего валка 2, 3, наружу, и заходят за поршни 14, а именно за их среднюю линию 18.

Между гибочными элементами 11 и, в частности, их поршнями 14, и выступающими рычагами 12, 13 подушек 4, 5 рабочих валков 4, 5 установлен элемент 15 для передачи давления. Последний выполнен с двумя поверхностями 19 и 28 скольжения, обеспечивающими хорошие условия для скольжения между поршнями 14 и элементом 15 для передачи давления, с одной стороны, и между элементом 15 для передачи давления и выступающим рычагом 12, 13, с другой. Как, кроме того, известно, поршни 14 и выступающий рычаг 12, 13 позиционированы таким образом, что средняя ось 18 поршня пересекает выступающий рычаг 12, 13. При этом достигается оптимальная передача усилия от гибочного средства 11 к подушке 4, 5 рабочего валка.

Элемент 15 для передачи давления установлен на блоке 20 с помощью вертикальной направляющей и таким образом может перемещаться в вертикальном направлении относительно блока 20 и тем самым относительно прокатной клети 6. Аналогичным образом предусмотрена другая вертикальная направляющая, которая направляет элемент 15 для передачи давления в верхней области прокатной клети 6, а именно поперечину элемента 15 для передачи давления.

Элемент 15 для передачи давления выполнен с «гибочным кожухом». Это означает, что на горизонтальном участке он выполнен U-образным и окружает блок 20 по меньшей мере частично с трех сторон, как это лучше всего видно на фиг. 3. Между тем из фиг. 2 следует, что элемент 15 для передачи давления выполнен в вертикальном разрезе перпендикулярно оси 10 рабочего валка L-образным и окружает блок 20 в его верхней части по меньшей мере частично. Обеими своими сторонами (см. фиг. 3) элемент 15 для передачи давления установлен с возможностью устойчивого скольжения по вертикали под действием аксиальных сдвиговых усилий. Дополнительно он опирается на торцовую поверхность блока 20, обращенную к рабочему валку 2, и благодаря этому может воспринимать большие горизонтальные усилия, которые на входе могут быть направлены против направления прокатки, а на выходе - по направлению прокатки.

Как можно увидеть, помимо этого элемент 15 для передачи давления по направлению прокатки или против направления прокатки снабжен дополнительными поверхностями скольжения, находящимися на его сторонах, с помощью которых может осуществляться опирание на боковые поверхности прокатной клети 6, обращенные к рабочему валку 2.

Чтобы элемент 15 передачи давления при снятом рабочем валке 2, 3 оставался на месте и не выпадал из прокатной клети 6 или из блока 20, предусмотрены удерживающие средства 23 (см. фиг. 3). Удерживающие средства 23 препятствуют перемещению элемента 15 для передачи давления в направлении оси 10 валка.

Кроме того, видно, что средства 8 аксиального перемещения существуют для аксиальной установки рабочих валков 2, 3.

На фиг. 4 видно, что наряду с элементами 14 (поршнями) гибочного средства 11, создающими усилие давления в направлении вверх и действующими на верхнюю подушку 5 рабочего валка, предусмотрены другие элементы 30, создающие усилие давления, направленное вниз, и воздействующие на нижнюю подушку 4 рабочего валка с изгибающим усилием.

Таким образом, в порядке резюме можно указать, что механизмы перемещения рабочих валков являются гидравлическими цилиндропоршневыми блоками, установленными на подушках рабочих валков со стороны обслуживания. При этом поршень поршневого блока соединен с кронштейнами, направляемыми в соответствующих подушках. Блокировки, установленные с внешней стороны обеих поперечин станины прокатной клети со стороны обслуживания, препятствуют во время прокатного производства горизонтальному движению кронштейнов, а тем самым и аксиальным движениям поршня. Путем оказания давления со стороны поршня или штока цилиндропоршневого блока реализуется аксиальное перемещение рабочих валков, смонтированных в подушках.

Гибочное приспособление характеризуется гидравлическими блоками с «гибочными кожухами», обеспечивающими хорошие направляющие для подушек рабочих валков в прокатной клети даже при высоком подъеме валка и одновременное перемещение соответствующего рабочего валка с целью изменения профиля материала, прокатываемого через очаг деформации посредством механизма перемещения.

Перечень позиций

1 устройство для прокатки

2 рабочий валок

3 рабочий валок

4 подушка рабочего валка

5 подушка рабочего валка

6 прокатная клеть

7 зазор между валками

8 средство аксиального перемещения

9 рабочий элемент

10 ось рабочего валка

11 гибочное средство

12 рычаг

13 рычаг

14 элемент, создающий усилие

15 элемент для передачи давления

16 кронштейн

17 направляющая

18 средняя ось элемента, создающего усилие давления

19 поверхность скольжения

20 блок

21 направляющая

22 направляющая

23 удерживающее средство

24 опорный валок

25 опорный валок

26 подушка опорного валка

27 подушка опорного валка

28 поверхность скольжения

29 вертикальная направляющая

30 элемент, создающий усилие давления

Изобретение предназначено для облегчения и упрощения механизма перемещения валков в устройстве (1) для прокатки. Устройство содержит по меньшей мере два рабочих валка (2, 3), установленных в прокатной клети (6), каждый посредством по меньшей мере одной подушки рабочего валка, причем по меньшей мере один из рабочих валков (2, 3) устанавливается в прокатной клети (6) с возможностью регулировки желательного зазора (7) между валками относительно другого рабочего валка (2, 3), в частности, в вертикальном направлении, причем имеются средства (8) аксиального перемещения, с помощью которых один рабочий валок (2, 3) может перемещаться относительно прокатной клети (6) в своем аксиальном направлении, причем средства (8) аксиального перемещения имеют рабочий элемент (9), установленный коаксиально оси (10) перемещаемого рабочего валка (2, 3), и по меньшей мере один рабочий валок (2, 3) кинематически соединен с гибочными средствами (11), посредством которых к нему может прикладываться изгибающий момент. Для экономичного обеспечения аксиального перемещения рабочих валков при одновременном создании возможности для приложения к ним изгибающего момента подушка (4, 5) рабочего валка для восприятия усилия, создаваемого гибочными средствами (11), со стороны оси (10) рабочего валка (2, 3), имеет рычаги (12, 13), выступающие в стороны, чтобы между элементом (14) гибочных средств (11), создающим усилие давления, и выступающим рычагом (12, 13) подушки (4, 5) рабочего валка был установлен элемент (15) для передачи давления, перемещаемый в вертикальном направлении. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство (1) для прокатки по меньшей мере с двумя рабочими валками (2, 3), установленными в прокатной клети (6), каждый посредством по меньшей мере одной подушки рабочего валка (4, 5), причем по меньшей мере один из рабочих валков (2, 3) установлен в прокатной клети (6) с возможностью регулировки желательного зазора (7) между валками относительно другого рабочего валка (2, 3), в частности в вертикальном направлении, причем по меньшей мере один рабочий валок (2, 3) кинематически соединен с гибочными средствами (11), посредством которых к нему может прикладываться изгибающий момент, при этом подушка (4, 5) рабочего валка для восприятия усилия, создаваемого гибочными средствами (11), со стороны оси (10) рабочего валка (2, 3) имеет рычаги (12, 13), выступающие в стороны, а между элементом (14) гибочных средств (11), создающим усилие давления, в частности поршнем, и выступающим рычагом (12, 13) подушки (4, 5) рабочего валка установлен элемент (15) для передачи давления, перемещаемый относительно прокатной клети (6), в частности в вертикальном направлении, при этом предусмотрены средства (8) аксиального перемещения, выполненные в виде гидравлического цилиндропоршневого блока, отличающееся тем, что средства (8) аксиального перемещения выполнены с рабочим элементом (9) в виде поршня, установлены коаксиально оси (10) перемещаемого рабочего валка (2, 3), а рабочий элемент (9) одним из своих аксиальных концов закреплен на кронштейне (16), установленном на прокатной клети (6) в направляющей (17), в частности в направляющей скольжения, с возможностью перемещения.

2. Устройство для прокатки по п.1, отличающееся тем, что элемент (14) гибочных средств (11), создающий усилие давления, и выступающий рычаг (12, 13) подушки (4, 5) рабочего валка позиционированы таким образом, что средняя ось (18) элемента (14), создающего усилие давления, пересекает выступающий рычаг (12, 13).

3. Устройство для прокатки по п.1, отличающееся тем, что между элементом (14) гибочных средств (11), создающим усилие давления, и элементом (15) для передачи давления и/или между элементом (15) для передачи давления и выступающим рычагом (12, 13) подушки (4, 5) рабочего валка расположена поверхность (19) скольжения.

4. Устройство для прокатки по п.1, отличающееся тем, что гибочные средства (11) установлены в узле (20), жестко закрепленном на прокатной клети (6), а элемент (15) для передачи давления установлен посредством направляющей (21), в частности вертикальной.

5. Устройство для прокатки по п.4, отличающееся тем, что элемент (15) для передачи давления выполнен в горизонтальном разрезе U-образным и по меньшей мере частично с трех сторон окружает упомянутый узел (20).

6. Устройство для прокатки по п.4 или 5, отличающееся тем, что элемент (15) для передачи давления выполнен в вертикальном разрезе перпендикулярно оси (10) рабочего валка (2, 3) L-образным и по меньшей мере частично окружает упомянутый узел (20) с его верхней стороны.

7. Устройство для прокатки по п.4, отличающееся тем, что элемент (15) для передачи давления посредством направляющей (22), в частности вертикальной направляющей, установлен на прокатной клети (6).

8. Устройство для прокатки по п.4, отличающееся тем, что между упомянутым узлом (20) и элементом (15) для передачи давления установлены удерживающие средства (23), удерживающие элемент (15) для передачи давления в горизонтальном направлении неподвижным относительно рабочего валка (2, 3) на узле (20).