Прокатная клеть Советский патент 1992 года по МПК B21B1/22 

Изобретение относится к области прокатного производства, а точнее к рабочим клетям листовых прокатных станов.

Известна прокатная клеть кварто, включающая станины, рабочие и опорные валки с подушками и механизмы скрещивания валков в горизонтальной плоскости, представляющие собой нажимные винты с электромеханическим приводом, установленные на станинах клети и взаимодействующие с боковыми поверхностями подушек валков. На каждую пару опорного и рабочего валков приходится четыре механизма. Винты обеспечивают смещение подушек в окнах станин стороны привода и стороны перевалки в противоположные стороны, чем и достигается перекос валков относительно поперечной оси клети. При этом винты выполнены со сферической упорной поверхностью, допускающей возможность перекоса подушки в горизонтальной плоскости относительно оси винтов и установки ее приблизительно соосно с перекошенным в той же проскости валком, что необходимо для работы валковых подшипников.

Однако, поскольку поворот подушки происходит только вследствие ее взаимодействия с шейкой валка, наличие сил сопротивления повороту в опорах подушек на станины приводит к перекосу подушек отно- сительно шеек в пределах имеющихся зазоров, неравномерному (по длине) нагружению подшипников и, как следствие, к снижению их нагрузочной способности и долговечности (независимо от того, используются в данной клети подшипники жидкостного трения или многорядные роликоподшипники). Положение усугубляется тем, что на контакте боковых поверхностей повернутых подушек с винтами механизмов скрещивания создается пара сил, стремящихся выравнять подушку относительно оси клети, т.е. усилить ее перекос относительно валка. Снижение долговечности подшипников приводит кувеличению их расхода, т.е. к росту эксплуатационных за- трат на стане, что является основным недостатком описанной конструкции. Еще одним ее недостатком является сложность, обусловленная наличием восьми синхронно работающих крупногабаритных электроме- ханических нажимных устройств.

Наиболее близкой к предлагаемой является прокатная клеть, включающая станины, валки с подушками и механизмы скрещивания валков в горизонтальной пло- скости, состоящие из гидроцилиндров и приводных клиньев, размещенных между боковыми поверхностями подушек и станинами клети. Перемещение клиньев в направлении оси валков обеспечивает

горизонтальное перемещение подушек в окнах станин и, как следствие, перекос валков в горизонтальной плоскости. Преимуществом устройства по сравнению с аналогом является простота конструкции, обусловленная отсутствием сложных электромеханических систем.

Недостаток известного устройства состоит в том, что применение клети ведет к перекосу подушек относительно валков и, как следствие, к низкой долговечности валковых подшипников. Учитывая, что скрещивание валков само по себе ведет к росту осевых усилий и снижению долговечности подшипников, применение описанного устройства приведет к значительному увеличе- нию расхода подшипников и росту эксплуатационных расходов на стане.

Целью изобретения является сокращение эксплуатационных расходов за счет повышения долговечности подшипниковых узлов валков.

Цель достигается тем, что каждый клин выполнен составным из двух шарнирно связанных между собой клиновых элементов с различными углами наклона, размещенных по разные стороны вертикальной оси станины, причем каждый элемент снабжен со стороны станины цилиндрическим сегментом, контактирующим со станиной своей плоской стороной, при этом соотношение углов наклона клиновых элементов определяется выражением

«1 L-I

«2

L + I

где ai и О2 угол наклона менее и более удаленных от оси прокатки клиновых элементов;

L - половина межосевого расстояния станин клети;

I - половина межосевого расстояния цилиндрических сегментов одного клина.

Благодаря такому решению в процессе хода клиньев происходит не только горизонтальное смещение подушек и перекос валков, но и принудительный, синхронный с валком автоматический поворот подушек в направлении перекоса валка на одинаковый с ним угол, обеспечивающий строгую соосность валка и подушки при любом угле скре- щивания и равномерное нагружение валковых подшипников, чем и достигается повышение их долговечности и снижение эксплуатационных расходов по сравнению с известными решениями.

На фиг. 1 дана прокатная клеть кварто, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 то же, положение при скрещивании валков; на фиг. 5 - окно станины клети кварто, разрез; на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 5.

Рабочая клеть (фиг. 1.) состоит из станин 1, рабочих валков 2 с подушками 3 и опор- ных валков 4 с подушками 5, а также механизмов 6 для скрещивания пар валков в горизонтальной плоскости с целью регулирования поперечной разнотолщинности прокатываемой полосы. Подушки 3 разме- щены в проемах опорных подушек 5 и не взаимодействуют со станинами 1. Опорные валки установлены в подушках 5 на подшипниках 7 жидкостного трения, состоящих из втулки-цапфы 8, закрепленной на шейке валка, и втулки-вкладыша 9, размещенной в подушке 5, при этом нормальная работа ПЖТ требует соблюдения строгой параллельности сопрягаемых поверхностей втулок 8 и 9 независимо от угла скрещивания валков.

Перекос каждой пары валков (верхней и нижней) обеспечивается четырьмя механизмами 6. Каждый механизм состоит из гидроцилиндра 10, соединенного с вертикальным валом 11 (гидроцилиндр и вал закреплены на станине клети), двух рычагов 12, установленных на валу 11, и двух пар клиньев 13 и 14, размещенных в горизонтальных пазах 15 опорных подушек 5 и взаимодействую- щих с клиновыми поверхностями 16 и 17 подушки и облицовочными планками 18 станин 1. Клинья 13 и 14 расположены последовательно друг за другом в направлении оси валка по разные стороны от вертикаль- ной оси станины, совпадающей со средней осью ПЖТ, причем клин 14, более удаленный от продольной оси клети, совпадающей с осью прокатки, выполнен с большим углом наклона клиновой поверхности, чем менее удаленный клин 13. Клинья соединены между собой шарнирным звеном 19, допускающим взаимный поворот и относительное смещение клиньев в горизонтальной плоскости, Клинья 13 и 14 снабжены соответст- венно цилиндрическими сегментами 20 и 21, взаимодействующими плоской поверхностью с облицовочной планкой 18 и обеспечивающими возможность поворота клина относительно станины при скрещивании без нарушения их взаимного контакта. Соединение клиньев с рычагами 12 выполнено в виде пазов 22 в клиньях 14 и защелок 23, установленных на рычагах 12 с возможностью введения в пазы 22 при помощи гидро- цилиндров 24.

Углы наклона щ и аг клиньев 13 и 14 выбираются таким образом, чтобы обеспечить принудительный поворот подушки 5 на угол, равный углу скрещивания валков, и

исключить возможность взаимного перекоса втулок-цапф 8 относительно втулок-вкладышей 9. Если ось повернутого валка и ось подушки совпадают (фиг. 4), справедливы следующие соотношения;

ei (l + x); е2 + (l-x);

e.ab,

где ei,ea,e- смещения оси подушки относительно первоначальной (до скрещивания) оси валка, измеренные соответственно по осям сегментов 20 и 21, и средней оси подушки;

а-угол перекоса;

L - половина межосевого расстояния подушек и станин стороны привода и стороны перевалки;

1-половина межосевого расстояния сегментов 20 и 21;

х - половина хода клиньев при скрещивании (х « L).

Поскольку перекос подушки определяется ходом и углом наклона клиньев 13 и 14,

ei 2x a

«2.

Решая уравнения совместно с точностью до малых второго порядка получим

L-I L + I

0)

Клеть (фиг. 5 и 6) состоит из станин 25, рабочих валков 26 с подушками 27 и опорных валков 28 и 29, а также восьми механизмов скрещивания валков, каждый из которых состоит из пары клиньев 30 и 31, размещенных в вертикальных пазах подушек 29 и соединенных друг с другом при помощи замков 32, которые обеспечивают жесткую сцепку в направлении перемещения клиньев и возможность относительного смещения их друг относительно друга в перпендикулярном направлении. Клинья расположены на разном удалении от оси прокатки, симметрично относительно оси станины и подушки 29. Соотношение углов аз и аи клиньев 30 и 31 определяется формулой (1). Привод перемещения клиньев выполнен в виде гидроцилиндров 33, размещенных непосредственно в теле клиньев. Штоки гидроцилиндров закреплены на подушках 29.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

После введения валков в клеть защелки 23 вводятся гидроцилиндрами 24 в пазы 22 клиньев 14, соединяя клинья с рычагами 12. При скрещивании валков гидроцилиндры 10, поворачивая валы 11 с рычагами 12, перемещают клинья 13 и 14 вдоль оси валка. Клинья, взаимодействуя, с одной стороны с клиновыми поверхностями 16 и 17 подушек 5, а с другой - с облицовочными планками 18 станин 1 (через сегменты 20 и 21), смещают подушки стороны привода и стороны перевалки в противоположные стороны, перекашивая валки относительно их номинальной оси. Одновременно, благодаря рассчитанному соотношению (1) углов наклона, под действием клиньев происходит принудительный поворот подушек на тот же угол, что и перекос валков, благодаря чему обеспечиваются строгая параллельность и постоянство боковых зазоров по длине сопрягаемых поверхностей втулок-цапф 8 и втулок-вкладышей 9, являющиеся необходимым условием поддержания нагрузочной способности и долговечности подшипников 7.

Аналогично работает клеть, выполненная по фиг. 5. При скрещивании гидроцилиндры 33 перемещают клинья 30 и 31 в вертикальных пазах подушек 29. Замки 32 обеспечивают равенство ходов обоих клиньев каждой пары и смещение их друг относительно друга в перпендикулярном направлении, обусловленное разностью углов наклона. Воздействуя на подушки, клинья обеспечивают смещение их в горизонтальном направлении и синхронный поворот в горизонтальной плоскости на угол, соответствующий углу скрещивания каждого из валков.

0

5

0

5

0

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Прокатная клеть, включающая станины, установленные в них подушки с валками и механизмы для скрещивания валков в горизонтальной плоскости, выполненные в виде приводных клиньев, размещенных между станиной и подушками по обе стороны последних и обращенных своей плоской стороной к станине, отличающаяся тем, что, с целью сокращения эксплуатационных расходов путем повышения долговечности подшипниковых узлов валков, каждый клин выполнен составным из двух шарнирно связанных между собой клиновых элементов с различными углами наклона, размещенных по разные стороны вертикальной оси станины, причем каждый элемент снабжен со стороны станины цилиндрическим сегментом, контактирующим со станиной своей плоской стороной, при этом соотношение углов наклона клиновых элементов определяется выражением

а L-I аг L + I

где «1 и а.2 - угол наклона менее и более удаленных от оси прокатки клиновых элементов;

L - половина межосевого расстояния у станин клети;

I - половина межосевого расстояния цилиндрических сегментов одного клина.

9uii

А -А

рож - x

wV

Изобретение относится к прокатному производству, а точнее - к рабочим клетям листовых прокатных станов. Цель изобретения - сокращение эксплуатационных расходов путем повышения долговечности подшипниковых узлов валков. Клинья выполнены составными из двух элементов 13 и 14. Углы а и аг различны. Перемещением элементов 13 и 14 создается перекрещивание валков в горизонтальной плоскости. Благодаря разности углов подушка 5 поворачивается на тот же угол, что и валок. Соосность валка и подушки обеспечивает равномерность нагружения подшипниковых опор. Этим достигается их долговечность. 6 ил. 5-6

8беь-га

юл

&-в

1

ЗЕТ