Способ управления межвалковым давлением в валковом комплекте со сплошным и составным валками и валок для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК B21B1/02 B21B27/02 

2.Способ по п. 1, :о т л и ч а ю щ и и с я тем, что снижение давления в автономных зонах осуществляют посрелством их соединения с емкостью, находящейся под атмосферным давлением.

3,Валок для осуществления способа содержащий несущую ось и насаженный , на нее с гарантированным зазором . бандаж, во внутренней полости которого выполнены две продольные камеры, связанные .с источником рабочей жидкости, а вдоль несущей оси установлены регуляторы автономного давления в виде плунжеров, размещённых в рас-, точках несущей оси и опертых на

9601

внутреннюю поверхность бандажа, отличающийся тем, что, с целью повыщенйя эффективности управления межвалковым давлением, плунжеры регуляторов автономного давления вьтолнены полыми, а полость каждого плунжера снабжена пружиной, при этом каждый регулятор связан с емкостью, находящейся под атмосферным давлением. 4. Валок по п. 3, отличающийся тем, что в продольной камере, ориентированной в направлении при ложения межвалкового давления, вып-олне. но не менее трех регуляторов автономного давления - два по концевым частям, а один в центре камеры.

. 1. Способ управления межвалко-г. вым давлением в валковом комплекте со сплошным и составным валками, включающий peгvлиpoвaниe профиля «сесошз , межвалковой щели посредством изменения внешней образующей бочки составного валка за счет изменения давления в автономньк зонах по его длине от-нс/сительно величины общего гидростатического давления в одной из про- .дольных камер, преимущественно со стороны приложения межвалкового дав, ления, внутренней полости составного валка, отличающийся тем, что, с целью повьшения эффективности управления, межвалковое давление регулируют посредством снижения.величин абсолютного давления в автономных зонах относительно величины обё. щего гидростатического давления в , продольной камере, ориентированной СО в направлении приложения межвалкогого дарления.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использован при производстве полос на листовых станах и каландрах. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ управления межвалковым давлением в валковом комплекте со сплошным и составным валками, включающий регулирование профилем межвалковой щели посредством изменения внешней образзпощей бочки составного валка за счет изменения давления в атомных золах по длине бочки составного валка относительно величины общего гидростатического давления в одной из продольных камер, преимущественно со стороны приложения межвалкового давления, внутренней полости составного валка СО- Недостатком данного способа является то, что при управлении межвалковым давлением по длине валкового комплекта, т, е. профилем межвалкового зазора, управление осуществляется путем повышения давления в атомных зонах относительно гидростатического давления в продольной камере составного валка, при этом при изменении : распределения межвалкового давления а также при изменении общего его ур.ов ня приходится изменять давление до требуемого, заданного в соответствии с величиной общего межвалкового давле ния. Отмеченное регулирование осущест вляется посредством повьш1ения давления в продольных камерах и в автономных зонах.. Такое регулирование давления в указанных местах энергоемко и требует больших затрат, кроме того, управление высокими давлениями обладает меньшей точностью, чем регулирование давления с меньшим а бсолютным значением, сообщающимся, например, с атмосферным давлением. Известен составной прокатный валок, содержащий несущую ось и насаженный на нее с гарантированным зазором бандаж, во внутренней полости которого выполнены две продольные камеры, связанные с источником рабочей жидкости, а вдоль несущей оси установлены регуляторы автономного давления в виде плунжеров, размещенных в расточках несущей оси и опертых на внутреннюю поверхность бандажа tl3. Однако данный валок может быть применен только в тех способах прокйтки, в которых регулирование межвалковым давлением осуществляют за счет повьш1ения уровня давлений от исходного в продольных камерах и автономных регуляторах. Цель изобретения - повьшхение эффективности управления. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления межвалковым давлением в валковом комплекте, со сплошным и составным валками, включающему регулирование профиля межвалковой щели посредством изменения внешней образующей бочки составного валка за счет изменения дав ления в автономных зонах по его длине относительно величины общего гид статического давления в одной из пр дольных камер, преимущественно со с стороны приложения межвалкового дав ления, внутренней полости составног валка, межвалковое давление регу-. лируют посредством снижения величин абсолютного давления в автономных зонах относительно величины общего гидростатического давления в продольной камере,ориентированной в на равлении приложения межвалкового давления. Снижение давления в автономных зонах осзтцествляют посредством ях соединения с емкостью, находящейся/ под атмосферным давлением. Поставленная цель достигается . также тем, что в валке, содержащем несущую ось и насаженный на нее с гарантированным зазором бандаж, во внутренней полости которого выполнены две продольные камеры, связанные с источником рабочей жидкост а вдоль несущей оси установлены рег ляторы автономного давления в виде плунжеров, размещенных в расточках несущей оси и опертых на внутреннюю поверхность бандажа, плунжер ы регуля торов автономного давления выпол нены полыми, а полость каждого плунжера снабжена пружиной, при этом каждый/ регулятор связан с емкостью, находящейся под атмосферным давлением. В продольной камере, ориентирован ной в направлении приложения межвалкового давления, вьшолнено не менее Tpgx регуляторов автономного давления - два по коицевым частям, а один в центре камеры, о На фиг. 1 изображена валковая пар для осуществления. предлагае°мого способа; на фиг; 2 - графическая зависимость автономных, зон на межвал ковое давление; на фиг. 3 - распреде ление межвалкового давления по длине бочки валков; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 1 ; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг.6 - автономная зона управления межвалковым давлением, частичный разрез; на фиг. 7 - схема соединения продольной камеры валка с внешней емкостью. 014 Предлагаемой способ основан на создании исходного равномерногр межвалкового давления с последующим уменьшением его в автономных зонах по длине бочки валка,так что усилия,действующие в этих зонах, уменьшают по сравнению с су- ществующим до этого равномерным усилием, за счет чего обеспечивается возможность управления межвалковым давлением. В объеме изобретения заключена возможность поддержания в автономных зонах уровня давлений, превышающих , атмосферное, и/или поддержания в них вакуума. В предпочтительной форме реализаций способа предусматривается поддержание давления в автономных зонах, г равного атмосферному, когда вьщеленные зоны в продольной камере соединяются с атмосферой или зумпфом. Предлагаемый способ реализуется ; комплектом валков, из которых верхний 1 валок является сплошным, а нижний 2 выполнен составным и содержит несущую ось -3 с насаженным на нее с гарантированным зазором бандажом 4. « Во внутренней полости валка 2 в зазоре между осью 3 и бандажом 4 вьшолнены две продольные камеры 5 и 6, связанные с источником 7 рабочей жидкости. Вдоль несущей оси 3 проточены расточки 8, в которых размещены регуляторы автономного давления, выполненные в виде польк плунжеров 9 с пружиной 10. Продольная камера 5 с помощью насоса 11 по трубе 12 наполняется рабочей жидкостью, усганавливая гидравлическое давление, которое воздействует равномерно на внутреиннно поверхность бандажа со стороны зазора между валками и создает рабочее межвалковое давление. На другой стйроне рабочая жидкость опирается на ось 3, которая изгибается под действием этой нагрузки, т.е. воспринимает соответствующие встречные усилия, необходимые для создания межвалкового давления, причем ось не входит в соприкосновение с бандажом. Давление, действующее на внутреннюю поверхность баидажа, в продольной камере 5 принудительно выравнивается по длине. В ходе работы валковой пары при обработке материала в меж валковом зазоре требуется регулировать давление в ойределенных местах по длине валка. Для этого с помощью плунжеров 9 вьщелены автономные зоны 13, которые гидравлически изолированы от продольной камеры 5. Торцовая поверхность плунжеров, примыкающая к бандажу, выполнена с тем же радиусом кривизны и плотно прилегает к нему, а с противоположной стороны плунжеры размещаются в цилиндрических росточках 14 несущей оси 3. Плунжеры 9 находятся под действием пружин 10, которые оперты на днища расточек, при этом плунжеры снабжены уплотнениями 15. Расточки 14 связаны с источником 7 посредством каналов 16, клапанов 17 и труб 18, при этом каждьй канал имеет вентиль 19, который по выбору может открывать или закрьшать канал 16 Когда бандаж вращается по стрелке 20,он скользит по торцам.плунжеров 9 Продольная камера 5 наполнена рабочей жидкостью, которая образует пленку на внутренней поверхности бандажа..На обращенном в направлении стрел ки 20 краю 21 плунжера часть рабочей жидкости снимается, так что в зонах 13 происходит накопление жидкости. Ес ли клапаны 17 закрыты, то давление в автономных зонах 13 поднимается и практически соответствует давлению в камере 5. Когда давление в зонах 13 достигает значения камеры 5, влияние зон 13 не сказьгоается на межвалковом давлении. При,открытии одного из клапанов 17 рабочая жидкость, поступившая в одну из зон 13, может свободно вытекать в источник 7, и в зонах 13 не происходит никакого повышения давления. Когда одна из зон 13 вьщеляется из области равномерного давления, заданного рабочей жидкостью в продольной камере 5, в этом месте снимается давление и оказьгоается соответствующее влияние на распределение межвалкового давления. Зоны 13 в продольной камере 5, показанные на фиг. 1, являются преимуРщественно применяемой формой конст руктивного исполнения. Кроме того, зоны 13 уменьшенного давления можно вьтолнить в противолежащей продольной камере 6. Эти зоны могут применяться , вместоили совместно с зонами, рас положенными в продольной камере 5. Для того, чтобы обеспечить влияние на межвалковое давление, более гибки101 ми предусмотрены три плунжера 9, которые могут быть управляемыми раздельно и позволяют варьиропать в данном месте сбросом давлений. Клапан 17 связывает канал 16 с обратным трубопроводом 18. Противоположный клапан связывает подводку с обратной трубкой 22. Таким образом по выбору давление может быть сброшено в обоих плунжерах или во всех треходновременно. Клапаны 17 являются электромагнитными вентилями, которые легко доступны посредством выемки 23 для размещения электрической подводки. . В описанных .формах исполнения может происходить только шаговое, сту пенчатое воздействие на межвалковое давление. Зоны 13 или заперты или же связаны с источником 7, поэтому или имеется неизменное давление или же оно отсутствует. Однако возможен вариант выполнения, позволяющий осуществлять непрерывное варьирование воз-: действием отдельных зон 13 на межвалковое давление. Обычно рабочая жидкость насосом 11 по трубе 12 подается только в продольные камеры 5, обращенные к просвету между валками. Через продольные .уплотнения 24 рабочая жидкость может проникать в продольную камеру 8, откуда обь4чно возвращается обратно в источник 7. В варианте исполнения на фиг. 1 предусмотрена перепускная трубка 25 между камерами 5 и 6, которая имеет вентиль 26 дифференциального давления. Следовательно, требуемая доля напорной жидкости камеры 5 постоянно перетекает в продольную камеру 6 и из нее. по трубке через регулирующий вентиль 27 давления в источник 7. Продольная камера 6 практически не остается без давления. По ней создается определённое давление, которое на заданную величину установки вентиля ниже чем давление в продольной камере 5. Межвалковое давление теперь определяется не абсолютным давлением в продольной камере 5, а разностью давлений между продольными камерами 5 и 6 .Равномерное межвалковое давление может быть получено при низком уровне давлений, т.е.при низких, давлениях в обеих про- : дольных камерах 5 и 6 ,а также при высоком уровне давлений, т.е. при высоких давлениях и продольных камерах. При одинаковых, равномерных условиях по 711 длине продольных камер 5 и 6 уровень давлений не.проявляет себя вовне. На фиг. 7 схематически дана схема управления тремя зонами 13, размещенными по окружности в продольной камере 5. В положении « все три зоны 13 заперты и практически себя не проявляют. В положении 5 клапанов 19 обе внешние зоны 13 лишены давления, в то время как средняя зона 13 заперта. Б положении в все три зоны 13 лишены давления и в относящейся к ним широкой области уменьшают усилия , прилагаемые к внутренней окружной поверхности полого валка 1. На фиг. 2 представлен график результирующих усилий К , возникающих на участках длины, соответствующих . зонам 13 и дeйcтвyющизt на. внутреннюю окружную поверхность бандажа и изменяющихся в зависимости от величины давления Р в продольной камере 6. Рассмотрим кривую 28, которая соответствует межвалковому давлению около 50 кПа/см, которое установилось бы на валке в случае, если зоны 13 не оказывают никакого воздействия. Теперь все три зоны 13 освобождаются от давления. При Р 0, т.е. при отсут ствии давления в продольной камере 6 (фиг. 7), получается положительная величина усилия по кривой 28, т.е. усилия направленного к зазору между валками, вследствие того, что зоны ; 13 по своей длине не перекрьшают полностью протяженность продольной камеры 5 по окружности, а также и по длине зон 13, вследствие наличия оста ющихся между ними участков (поз.29), находящихся под давлением продольной камеры 5, которое в этих местах прижи- . мает валок 2 к валку 1. Поскольку давление в продольной кА мере 5 прижимает составной валок про4 тив зазоров между валками, повышая межвалковое давление в продольной камере 6 снижает межвалковое давление. Фактически действующее в зазоре между валками на обрабатьшаемый мате риал давление зависит от разности.гидравпическихдавлений в продольйых камерах 5 и 6. Итак, возможно получить одно и то йсе межвалковое давление при различных значениях абсолютных давлений в продольных камерах, например, задается определенное линейное давление при давлении 6 атм в продоль ной камере 5 и 3 атм в продольной камере 6 То же давление устанавливаете 1 ся и П1)И давлении 18 атм в продольной камере 5 и 15 атм в продольной камере 6. Распределение линейного давления вдоль зазора между валками теперь не идеально, а получается тг:к называемая W -линия на фиг. 3. Назначение автономных зон 13 состоит в том, чтобы сделать W-линию более прямой с тем, чтобы колебания равномерного распределения межвалкового да.вления не были такими большими. Это достигается тем, что гидравлическое давление в автономных зонах 13 снижается по отношению к гидравлическому давлению в окружающей продольной камере 5, напнимер, на 2 атм. Когда в источнике 7 поддерживают . давление 6 атм, в зонах 13 оно сое- . .тавляло бы 4 атм, а в случае, ко1да в источнике7 создают 18атм, то в зоназ4 - 16 атм. Как следует из фиг. 2, при определенном снижении давления в зонах 13, например, на 2 атм, можно оказывать воздействие на линию изгиба валков путем выбора уровня давления в продольных камерах. При низком уровне давлений в продольных камерах 5 и б, например 6 атм в продольной камере .5 и 3 атм в продольной камере 6, снижение давлениям на две атмосферы в автономных зонах 13 делается менее заметным, чем при высоком уровне давления в продольных камерах, т.е. при 18 атм в камере 5 и 15 атм в камере 6. Усилие ) уменьшается, когда растет давление в продольной камере 6. Для г того, чтобы сохранить межвалковое давление требуемой величины, должно быть увеличено давление в продольной камере 5. Поскольку зонам 13 в продольной камере 5-, в которых давление отсутствует, противостоят зеркально ic ним расположенные зоны в продольной камере 6, в которых теперь появляется повьш1еннОе давление Р, при повышении которого появляются компоненты, дей ствующие навстречу начальному значе нию усилия k, уменьшающие усилие К продольных участков, соответствуклцих зонам 13, и, наконец, даже делают его отрицательным, при соответствующем увеличении Давления Р валок 2 на продольных участках, отвечающих зонам 13, отходит от предшествующего зазора между валками. Только путем вьйора уровня давления, при условии сохранения межв пкового давления, может быть использовано влияние зон 13, начиная от действующего в них давления продольной камеры 5, и путем про должительного постепенного снижения давления в зонах 13 даже достигнуть превьпиения над компонентами усилий отжимающих валок 2. Кривая 29 показывает те же услови в случае, если исходить из поддержания межвалкового давления в 100 кПа/см. Начальное усилие 30, устанавливающееся при отсутствии давления в про дольной камере 6, естественно в два раза вьше начального усилия 28. Кривая 31 действительна для линейного давления в 50 кПа/см, когда обе внеш ние зоны 13 (фиг. 7) по каналу 16 соединены с резервуаром 7. Наклон этой кривой меньше, поскольку доляучас.тков, лишенных давления в продольной камере 5, здесь меньше и пот му также меньше влияния участков, ра положенных зеркально с противополож ной стороны, находящихся под давлекием Р . Кривая 32. показывает зависимость при тех же условиях, но ис/ходя из линейного давления в 100 кПа/см. На фиг. 3 представлен наиболее часто встречающийся случай, в которо верхний валок 1 представляет собой массивное сплошное тело, а нижний валок 2 имеет три зоны 13 разгрузки давления, образованные плунжерами, расположенными со стороны зазора между валками. , Сначала рассмотрим случай, когда зоны 13 не работают. Тогда, несмотр на равномерное давление в нижнем валк:е 2, вьшолненном как плавающий,н получается равномерного распределени межвалкового давления. Это следует отнести за счет различных линий изги ба составного валка 2 и массивного валка 1. На фиг. 3 представлено распределение межвалкового давления / L. п длине межвалкового зазора. Кривая да давлений ползгчена расчетом, произведенным методом финитных элементов отклонений линий иёгиба валков 1 и 2 один от другого. Ход этих отклонений вдоль зазора между валками приводит . приближенно к изменению межвалкового давления. Получается так назьгоаемая W -линия, т. е. распределение межвалковых давлений, когда посередине и на обоих концах действуют большие значения, чем в промежуточных З астках. Для того, чтобы сделать понятным .происхождение этой кривой, целесообрано исходить из процесса первоначальной установки обоих валков. Нижний валок 2 благодаря его свойствам может быть установлен прямо. Верхний валок 1 под действием своего веса посередине провисает вниз. При установке валков вначале происходит их контакт посредине. Также и межвалковое давление сначала больше посередине, чем на концах. По мере сближения шеек валков оба валка прилегают друг к другу по всей длине, причем сохраняется повьш1енное давление посередине. При повьш1ении прижимающего усилия проис-: ходит прилегание преимущественно по концам, поскольку они у валка 1 могут отклоняться в наименьшей степени. По направлению к середине межвалковое давление уменьшается, так как валок 2 изгибается вверх. Вместе с повышением межвалкового давления посередине, вызванного собственным весом. Получается кривая распределения линейных давлений, предста:Вленная на фиг. 3. / . . Если теперь на заданных местах пре дусматриваются зоны 13 пониженного давления, то от усилий, вызванных наличием напорной жидкости в камере 5, что-то отнимается. Вследствие несколько сжимается и межвалковое : давление в этих местах и в их окружении. Места выполнения зон 13 соответствуют местам наибольшего межвалкового давления, кофорые этим путем выравниваются так, что большие отклонения (фиг. 3) выравниваются в равномерное распределение межвалкового давления.

Фиг.2