Устройство для натяжения движущейся полосы Советский патент 1991 года по МПК B21D39/08 B21D5/06 

Изобретение относится к оборудованию для обработки металлов давлением и может быть использовано при производстве гнутых профилей из рулонного полосового металла.

Значительная часть агрегатов, связанных с обработкой металлов давлением (в том числе - профилегибочные), используют полосовой рулонной горяче- и холоднока- танный металла. При этом, например, на профилегибочных агрегатах для производства листовых гофрированных профилей, возникает необходимость в создании натяжения полосовой заготовки, в особенности, перед первой формующей клетью; обычно это натяжение создается правильной машиной и рабочими клетями.

Известны тянущие ролики агрегата непрерывного действия (преимущественно

профилегибочного), у которых для повышения производительности длину бочки выполняют с соотношением 0,4-0,9 к ширине заготовки.

Известны также натяжные ролики для узких полос после порезки, состоящие из гибкой оси, установленных на ней стаканов с подшипниками и выпуклой бочки из резины, что обеспечивает равномерность натяжения разнотолщинных полос.

Недостатком известных натяжных устройств является невозможность создания с их помощью достаточного натяжения при наличии большой петли у полос (большой слабины), что ухудшает качество изготавливаемых гнутых профилей.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для натяжения полосы, содержащее два цилиндрических валка,

N

сл

эазмещенныедруг над другом по обе стороны от оси подачи, и характеризующиеся тем, что валки имеют возможность поворота в вертикальной плоскости.

Недостатком известного устройства является относительно невысокое качество профилируемых полос, обусловленное неопределенностью угла поворота валков и направления подачи полосы в профилеги- бочный стан.

Цель изобретения - повышение качества изготавливаемых профилей.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем два цилиндрических валка диаметром D, размещенных по обе стороны от оси подачи в вертикальной плоскости с возможностью поворота, нижний валок смещен в направлении профилирования на расстояние

2/|Т

(D+y) , где А - наименьшее расстояние между касательными к валкам в точках, находящихся на прямой, соединяющей центры валков, А ( 0,18 - 0,27 ) D , a угол поворота определяют по зависимости

а - arcsin

D

+ 140°

D + Д

Математическое выражение для А получено на основании опытов, как и величина 140° для определения угла поворота.

При анализе известных технических ре- ,шений не обнаружено той совокупности признаков устройства, которая отличает предлагаемое решение. Поэтому можно сделать вывод, что отличительные признаки предмета изобретения обладают существенными отличиями.

При большом расстоянии от правильной машины до первой клети профилегибоч- ного стана возникает значительная слабина движущейся заготовки. Принципиально натяжение такой полосы можно осуществлять, например, с помощью ролика, перемещаемого по вертикали.

Однако, в этом случае для того, чтобы, например, на расстоянии м, сделать натяжение полосы со слабиной АI L--1 0,5м (L - фактическая длина полосы на участке ), очевидно, потребуется поднять натяжной рЪлик на высоту

/

(L/2)-(l/2)

r-FA-iл

Y

7-

Д1 + Д|

п я

/ ЖТ5|Г 2,25м

что требует устройства больших габаритов и соответствующих усилий для подъема полосы длиной более 20 м (для сортамента

агрегата 0,5-2,5хЗОО-1500-см, ниже - ее вес может быть более 600 кг).

Предлагаемое же устройство при апробированных параметрах: D 220м; А 50

мм и «макс 195° (фиг .1) способно выбрать Al 580 мм.

На существующих агрегатах натяжение полосы нередко осуществляют с помощью так называемых натяжных станций, имеющих несколько роликов, причем, станции не рассчитаны на большие AI и регулирование выбираемой петли в широких пределах. Это делает невозможным их применение на профилегибочных агрегатах, производящих гофрированные полосы. Как видно из чертежа при повороте обоих валков предлагаемого натяжного устройства, полоса входит в него и выходит из него под углом к горизонту, т.е. наклонно. Причем, устройство должно располагаться по отношению к профилегибочному стану таким образом, чтобы формуемая полоса входила в его первую клеть сверху вниз.

Такое направление движущейся полосы

обусловлено особенностями процесса профилирования и необходимо для предотвращения искажений геометрии готовых профилей, а при относительно небольшом расстоянии между устройством и станом для предотвращения трещинообразования. Так как натягиваемая валками устройства полоса получает двойной изгиб (в противоположных направлениях),™ очевидно, что от соотношения величин А и D будет зависеть и кривизна изгиба, которая влияет на качество полосы. Кроме того, D и А определяют основные габариты устройства, т.е. их величины должны быть оптимальными в упомянутых аспектах, и они определены

опытным путем.

Аналогичным образом влияет и величина предельного угла поворота ( arcsin р гд- + 140° ) , в особенности

при А D, что также установлено экспериментально.

Опытную проверку предлагаемого устройства производили на профилегибочном агрегате 0,5-2,5x300-1500 Магнитогорского металлургического комбината при профилировании полосовой заготовки из

сталей с оь 32 - 47кг%1м2 толщиной 1,0-2,5 мм и шириной 450-1120 мм. При опытном профилировании уровень качества гофрированных листов оценивался по выходу профилей высшей категории качества.

С этой целью устройство устанавливали в разных местах агрегата между листопра- вильной машиной и станом: посредине промежутков длиной 19,15 и 20 м. В устройстве установлены валки постоянного диаметра мм (эта величина оказалась минимально-допустимой для апробированного сортамента полосовой стали и определена предварительными опытами; при меньших величинах на части сортамента наблюдалось ухудшение качества профилей), расстояние А между которыми могло изменяться. Кроме того, валки вместе со своими станинами могли поворачиваться в вертикальной плоскости в обе стороны вокруг общей точки до положения, при котором линия уу (чертеж) становилась перпендикулярной горизонтали.

Определено, что величина А должна находиться в пределах 40-60 мм (или с точностью до сотых А (0,18-0,27) D) при минимальном расстоянии между натяжным устройством и первой формующей клетью стана (с увеличением этого расстояния возрастает и допустимый диапазон величин А ): дальнейшее уменьшение А приводило к появлению неустранимых линий излома на заготовке, а при А 60 мм ухудшалась геометрия профилей (при мак- симельном расстоянии валков от горизонтали) из-за слишком большого угла наклона полосы, входящей в первую клеть.

Предельная величина угла поворота валков при оптимальных Дсоставила 192-198° (при заходе полосы в клеть сверху вниз), что позволяло выбирать Д до 570 мм на длине м и до 590 мм на длине м. Таким образом

а „акс arcsin

D +140°

ДалынейD +

шее увеличение угла а приводило к появлению на заготовке линий излома и царапин (из-за слишком большой контактной поверхности полосы с валками устройства и больших сил трения).

Получить качественные гофрированные профили при повороте валков в обратную сторону (т.е. с задачей заготовки в клеть снизу вверх) удалось только для а. 80-90°

Было также проведено контрольное профилирование с помощью известного устройства. Выход профилей высшей категории качества составил около 37% (против 58% при использовании предлагаемого устройства с оптимальными параметрами), причём, основными дефектами были продольное скручивание профилей и риски (царапины) на их поверхности.

Предлагаемое устройство устанавливали также непосредственно перед станом (в 1 м от первой клети). Угол поворота при этом а. макс 195°, уровень качества профилей ос0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тался, практически, прежним (до 57% листов соответствовали высшей категории).

На чертеже показано (схематично) предлагаемое устройство для натяжения движущейся полосы, в исходном положении (валки не натягивают полосу).

Устройство содержит верхний 1 и нижний 2 цилиндрические валки диаметром D, установленные на расстоянии А ( 0,18...0,27) D в станинах (не показаны) и в исходном положении наклоненные к горизонтали (уровню профилирования) хх под углом «о arcsin D/D +Д, причем, нижний валок смещен в направлении профилирования (показано стрелкой) на расстояние a -2 А/2 (D + Д/2 ) от оси верхнего валка, что обеспечивает свободное прохождение полосы между валками (на чертеже полоса обозначена позицией 3). Валки выполнены с возможностью поворота: верхний - вниз, а нижний - вверх на одинаковые

углы, равные arcsin D + д + 140° .

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении, когда валки смещены друг относительно друга и неосу- ществляют поворота, полоса движется прямолинейно.

При необходимости дополнительного натяжения движущейся полосы осуществляют одновременный поворот обоих валков вокруг точки О, лежащей посредине между ними, против часовой стрелки (на нашем рисунке), например, с помощью гидроцилиндра (не показан) связанного с одной из станин. При этом нижний валок 2 движется по дуге окружности вверх, а верхний 1 - вниз до своего предельного положения, когда линия уу займет положение у у под углом а 140° к оси хх. Угол поворота каждого валка от исходного положения составит

а макс «о + а arcsin 0+д + 140° .

Изменение натяжения полосы осуществляется путем изменения угла поворота валков от «о до а макс . При этом повышается категория качества изготавливаемых профилей.

П р и м е р 1. Устройство для натяжения движущейся полосовой заготовки профиле- гибочного агрегата содержит два валка мм, установленных в станине на расстоянии А 0,18 0 0,18 220 40 мм и расположено на расстоянии 5 м от первой формующей клети стана, причем, нижний (по отношению к уровню профилирования)

валок смещен по ходу движения полосы на расстояние

2vf777 T 2

20240

139 мм

Максимальный угол поворота валков вокруг общей точки (нижнего - вверх, верхнего - вниз):

D, лДп0

а

макс

arcsln

D + Д

+140° 198°

arcsin + 140° ьи

П р и м е р 2. То же устройство, но А 0 27 D - 0,27 « 220 60 мм ; а 250 173 мми

220

«макс аГС51Птггтк + 140

о

192°

280

Технико-экономическое преимущество предлагаемого устройства перед известным заключается в повышении категории качества гофрированных гнутых профилей за счет повышения натяжения формуемой полосовой заготовки.

По данным центральной лаборатории ММК использование предлагаемого устройства на профилегибочном агрегате 0,5- 2,5x300-1500 комбината позволит повысить на части сортамента выход гофрированных листов высшей категории качества не менее, чем на 20%, что при производстве око0

5

ло 25 тыс.т профилей в год даст экономиче- ский эффект: 180 0,04 25000- 180000 р/год (здесь 180 - средняя оптовая цена гофрированных листов, р/т; 0,4-4% - приплаты за качество).

Формула изобретения Устройство для натяжения движущейся полосы, содержащее два цилиндрических валка, размещенных друг над другом по обе стороны от оси подачи с возможностью поворота в вертикальной плоскости на угол, определяемый по расчетной зависимости, отличающееся тем, что, с целью повышения качества при профилировании, нижний валок смещен в направлении профилирования на расстояние

г-Д-Да -1 (D +у) , где Д- расстояние

2

5

0

между касательными к валкам в точгах, находящихся на прямой, соединяющей центры валков. Д(0,18 -0,27 ) D ; D - диаметр валков, угол поворота валков определяют по следующей зависимости: D

а - arcsin

+ 140°

D + Д

при этом нижний валок установлен с возможностью поворота в направлении профилирования, а верхний - в противоположном направлении.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к оборудованию для отделки проката. Цель-повышение качества при профилировании. Устройство для натяжения движущейся полосы, преимущественно заготовки для профилирования, содержит два цилиндрических валка диаметром D, жестко закрепленных в станинах на расстоянии А друг от друга. Один из валков является верхним, а другой - нижним по отношению к уровню профилирования. Нижний валок смещен в направлении профилированиянарасстояние 2 VS/2 ( D + Д/2 ) , где А (0,18...0,27 ) D. Нижний валок установлен с возможностью поворота вверх, а верхний - вниз на угол, равный arcsln D /( D + Д) + 140°. Такое выполнение валков повышает качество гофрированных гнутых профилей за счет повышения натяжения формуемой полосовой заготовки. 1 ил.