Устройство установки верхнего валка прокатной клети Советский патент 1989 года по МПК B21B31/24 

СП

ьо

4

со 4

СО

Изобретение относится к металлургии, а точнее к прокатному производству, и может быть использовано в оборудовании прокатных обжимных станов.

Цель 13обретения - повышение срока с.муж бы за счет исключения силового взаимодействия резьбы неподвижной гайки и винта при изменении раствора валков путем поддержания постоянства давления рабочей среды в гидроцилиидре уравновешивания валка и в средстве уравновешивания подвижной гайки.

На фиг. 1 показано устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-Л на фиг. 1.

Устройство состоит из нажимных винтов 1, кинематически связанных с приводом (yc. K)RHo не показан) и входяших во взаимодействие с неподвижно смонтированными в станине 2 рабочими гайками 3, а также с установленными с возможностью продольного перемещения рабочими гайками 4. Нижней торцовой частью винты входят в контакт с подпятниковыми опорами 5, установленными на подушках 6 верхнего валка 7.

В нижних частях подвижных гаек 4 жестко закреплены по два диаметрально распо- . юженны.ч кроншгейна 8 с роликами 9, входящими в контакт с Н-образными кронштейнами И), к() которых шарнирно соединены со сганиной 2 и со штоками

гидроцилиндров 12, рабочие плоскости которых гид- .и1чески сообщены с рабочей полостью гид оцилинд)а 11 системы уравновешивания верхнего валка. Шток 14 гидроцилиндра 13 )но связан с балкой 15, входящем во маим1)Д1 йст1ик с подушка.ми 6 верх- 11(40 р)а,ка 7. Рабочая гихлость гидроцилинд- 13. сиячана с питающей гидросисгемой, N с. ювно не показа на.

Неподннжно установ 1енные рабочие гайки 3 выполнен, из стали, имеющей высокие прочностные .чаракгеристики, так как их ре.Изба на1ружается бо. 1ьшими по величине уси. Ei период прокатки метал. ш и будет 1)азгружена нри в;)а|це)1ии винтов 1.

Подвижные гайк1: 4 выполнены из ма- ериа.1а. г)б. 1адающе1ю высокими антифрик- сHoiicTBaми, так как их резьба оудеп ()аб()тать и условиях трения при на- ревышающих усилия переуравг(у.жах. не НО1НЧНИ ва1П{я.

Be.iHMHiui |иидрои 12 мости:

диаметров выбирается

штоков гидроци- cor.iacHo зависи/- -11Л.

лр/ ь

диаметр си.ловых гидроцилиндров; диаметр гидроцилиндров уравновешивания Ba.iKOB,

суммарная масса валка с подушкой, .и тников и нажимных винтов; давление рабочей среды в гидроци- лин;:,)ах;

10

0

5

0

5

0

5

0

5

а - расстояние от оси шарнира до оси нажимного винта;

b - длина рабочей части кронштейна

Это необходимо для того, чтобы усилие, создаваемое гидроцилиндром 13, уравновешивалось силами, создаваемыми гидроцилиндрами 12 и суммарным усилием, возникающим от валка 7, подушек 6, подпятников 5 и винтов 1. При этом в период-вращения винтов I рабочие гайки 3 не будут нагружены, что значительно увеличит срок их службы.

Пример. Реализация предлагаемого устройства установки верхнего валка в горизонтальной клети прокатного стана слябинг 1150.

Максимальное усилие прокатки на стане, действующее на один винт, составляет 12,5 МН, а расчетное усилие переуравновешивания 0,15,МН. Поэтому из условия обес- печения контактной прочности нег лвижной гайки 3, а также для создания ус.овий трения с допускаемыми контактными давлениями в резьбе гайки 4, необходимо выбрать следующие геометрические параметры их резьбы; внутренний диаметр винта 1 316,6 мм гаек 3, 4 328 мм, шаг 48 мм, средний диаметр 364 мм, наружный диаметр винта 1 400 мм, гаек 3, 4 550 мм, высота неподвижной гайки 3 250 мм. высота подвижной гайки 4 300 мм.

ЛДаксима.льно возможные напряжения на рабочих поверхностях резьбы гайки 3 и винта 1 составляют: контактные 300 МПа, нормальные 60 МПа. Поэтому гайки 3 целесообразно выпо,чнить из стали 40Х или 45, 40ХН, 35ХН, имеющих допускаемые контактные напряжения 500 600 .МПа, а предел прочности 85 160 МПа. Так как на подвижные гайки 4 действуют только усилия переуравновеи ивания (при которых на рабочих поверхностях винтов создадутся дав.1ения, равные 1,3-10 Па) и нри этом винты 1 перемешаются в гайках 3 и 4 с , 1И- нейной скоростью, равной 150 мм/с, то эти гайки целесообразно выполнять из чугуна марки АЧС-1 или АЧС-2, АЧС-3, для Которых п)едельно допускаемое (из условия трения) давление составляет 6 --9 МПа.

На прокатном стане с,тябинг 1150 диаметр гидроцилиндра системы уравновешивания валков мм, суммарная масса валка, подпятников и винтов (7 0,58 МН. Из конструктивных соображений а 600 м.м, /. 800 мм, давление жидкости в рабочем прост(:апстве гидроцилиндра 13 - 125 МПа. Следонате.льно, диаметр ци.чиндров 12(/ 162 мм.

Применение предлагаемого устройства на стане слябинг 1 150 позволяет значительно повысить срок службы гаек по сравнению с известр1ым, так как неподвижные гайки 3 будут встспринимать т(),тько усилия прокатки и не будут изнашиваться тре.инем, а подвижные 1 айки буду т воспринимать то,лько малые

ПС аеличи11е усилия псреураЕнонеи.мвания и изнашиваться трением с малой интенсивностью.

Устройство работает следующим образом.

В начальный период работы жидкость по трубопроводам подается, например, чз аккумулятора давления в рабочие полости гидроцилиндров 13 и 12. При этом величина давления жидкости в рабочих пространствах эти.х цилиндров выравнивается, так как они гидравлически сообщены. Гидроцилиндр 13 через шток 14 и балку 15 воздействует на подшипники валков б с усилием, равным сумме усилия переуравновешивания и усилия, создаваемого массой валка 7, подушек 6 подпятников 5 и винтов 1. Ги:1роцилиндры 12 будут воздействовать через П-образные кронштейны на подвижные гайки 4 с усилиями, сумма которы.х равна усилию переурав- новешивания.

В период холостого хода прокатного ста- на (когда процесс прокатки отсутствует и винты 1 не вращаются) витки резьбы гайки 4 будут нагружены усилием переуравновешивания, а гайки 3 практически не нагружены.

В г ериод изменения раствора валков винты I вращаются и витки резьбы гаек 4 будут подвергаться износу трением с давлением в зоне трения, определяемы.м только усилием переуравновешивания, а витки гаек 3 будут ненагружены и износ их трени.м будет отсутствовать.

В период осуществления процесса прокатки витки резьбы гаек 4 будут также нагружены только усилием, равным уси.чию переуравновешивания, а уси.чие прокатки будет воспринимать витки резьбы гайки 3.

При перемещении винтов 1 в процессе изменения раствора валков на различную величину (от 5 мм до 800 мм) в трубопроводах, соединяющих гидроцилиндр 13, формируются различные скоростные режимы истечения жидкости. При этом изменяется давление в рабочем пространстве гидроцилиндра 13, что приводит к изменению усилия переуравновешивания, действующего на гайки. Однако, благодаря тому, что рабочие полости гидроцилиндров 13 и 12 сообщены и давление жидкости в них одинаковое, то изменяющиеся усилия переуравновешивания будут непрерывно уравновешиваться усилиями воздействия гидроцилиндров 12 на гайки 4. Это позволяет исключить износ трением резьбы гаек 3 и устранить возможHocTv нагружения витков гайки 4 усм. ыем, большим допускаемого из условий трения. Технико-эконом1-;ческие преимущества изобретения в сравнении с известным заключается в том, ч.Ч) гжо позволяет повысить срок службы винтовых пар за счет улучшения условий трения в винтовых парах.

Формула изобретения

Устройство установки верхнего валка прокатной клети, включающее систему уравновешивания валка с двухполостным гидро- иилиндром, нажимные винты, установленные каждый в неподвижной гайке, фиксированной в станине клети, и во второй гайке, смонтированной с возможностью ее осевого перемещения, средство уравновец ивания второй гайки, отлинающесся тем, что. с целью по- Бьииеиия срока службы за счет иск.1ючения силового взаимодействия резьбы неподвижной 1айки и винта при изменении раствора Ba.iKOB путем выравнивания давления рабочей среды в гидроцилиндре уравновешивания валка и в средстве ypaBHOBeunisafMiH подвижной гайки, средство уравновешивания выполнено в виде смонтированных на станине силовых гидроцилиндров кронштейнов с роликами, установленных на диаметрально противоположных сторонах подвиж ной гайки и смонтированных с возможностью вз11имодействия с роликами кронштейнов, каждый из которых одним концом соединен с пс.мощью шарнира со станиной, а другим концом - со штоками си,товых гидрО11и.1ИНД ров. при этом штоковая полость гидроци- линлра уравнове1;;ивания ва.жа соединена с поршневой полостью си,тового гидроци- ,1И||дра, а диаметры гидроии,чиндр(.)в связаны соотношением

,... т:

2 JP Г е (/ диаметр силовых гидроци,1индр(в средства уравновешивания подвижной гайки;

D - диаметр гидроци,1индра уравнове- цщвания валков;

( суммарная масса валка с подушкой, подпятников и нажимных винтов;

Р - давление рабочей среды в гидроцилиндрах;

о расстояние от оси шарнира кронштейна до оси нажимного винта;

Ь -- длина рабочей части кронштейна

Изобретение относится к металлургии, а также к прокатному производству, и может быть использовано в оборудовании прокатных обжимных станов. Цель изобретения - повышение срока службы за счет исключения силового взаимодействия резьбы неподвижной гайки и винта при изменении раствора валков путем выравнивания давления рабочей среды в гидроцилиндре уравновешивания валка и в средстве уравновешивания подвижной гайки. При подаче рабочей жидкости в гидроцилиндры 12,13 на подшипники валка 7 действуют усилие, создаваемое массой валка, подушек, подпятников и нажимных винтов, и усилие переуравновешивания, а на подвижные гайки 4 - усилия, сумма которых равна усилию переуравновешивания валка. При неподвижных винтах и отсутствии процесса прокатки витки резьбы гайки 4 нагружаются усилением переуравновешивания, а гайки 3 при этом не нагружены. При изменении раствора валков витки резьбы гайки 4 подвергаются износу трением, в процессе прокатки резьба гайки 4 нагружается усилием, равным усилию переуравновешивания, а усилие прокатки воспринимается резьбой гайки 3. Это позволяет исключить износ витков неподвижной гайки и нагружать подвижную гайку 4 только допускаемыми нагрузками. 2 ил.