Устройство для круглого шлифования Советский патент 1992 года по МПК B24B15/04 

Изобретение относится к машиностроению, а также к прокатному производству, в частности, к перешлифовке рабочих валков непрерывных широкополосных станов.

В известных вяпьцешлифовальных станках для шлифования валхов в собственных подшипниках основными недостатками являются: относительная громоздкость и сложность в эксплуатации, копирование погрешностей формы валковых подушек, влияние отклонений размеров подушек на точность шлифования бочки.

Эти недостатки в значительной мере устранены в станке, наиболее близком к заявленному по технической сущности, в котором деталь (валок с подушками) приближенно уравновешивается вертикальными пружинными опорами, а базирование детали при шлифовании осуществляется в центрах.

Недостатком такого станка является то, что при установке на него краном валка в сборе с подушками его выставлению в горизонтальном направлении (для приближенного совмещения центровых отверстий валка с осью центров станка) препятствует сила трения между опорами1 и подушками валка FTp /i G (где fi- коэффициенттре- нмя и G - вес валка с подушками), обусловленная сжатием пружин вертикальных поджимов. Это может ослабить плотность контакта конусов центров с центровыми отверстиями валка и тем самым снизить точность шлифования, а также затруднить и увеличить продолжительность установки валка на станок.

Целью изобретения является повыше: иие точности при шлифовании прокатных валков в сборе с подшипниками.

На фиг,1 показано устройство с установленными на нем вал ком с подушками; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.З.

Устройство для круглого шлифования, преимущественно прокатных валков в сборе с подушками включает основание 1, с которым жестко связаны передняя бабка 2 с закрепленными в ней центром 3 и задняя бабка 4 с установленным в ней с возможностью осевой подачи центром 5. Шлифоваль- ная бабка б с абразивным кругом 7- установлена с возможностью продольного и поперечного перемещений относительно основания 1 и устанавливаемого па станке валка 8 в сборе с подушками 9. На основа- нии 1 жестко закреплены рамы 10 упругих вертикальных опор 11. нижние основания которых зафиксированы относительно рам 10, а верхние торцы с установленными на них толкателями 12 имеют возможности

контактирования с нижними поверхностями подушек 9 устанавливаемого на устройство для круглого шлифования валка 8 и, вместе с тем, горизонтальных сдвигов вдоль

и поперек оси центров устройства.

При этом соотношение жесткостей Cz, Сх и Су упругих опор вдоль осей Z.X и Y выбраны такими, чтобы, с одной стороны, существенно уменьшить усилия, необходимые для горизонтальных смещений подушек 9 вдоль и поперек осей центров при восстановлении и зажиме валка 8 в центрах 3 и 5 (по сравнению с усилием трения FTp между подушками и неподвижными в горизонтальных направлениях поджимами), а с другой стороны, обеспечить устойчивое восстановление исходного положения упругих опор толкателей 12 опор 11 после снятия валка 8 с подушками 9 с устройства для

круглою шлифования.

Установили необходимые соотношения жесткостей исходя из следующего.

Вертикальная жесткость Cz каждой опоры составляет

Cz G/n.Zpa6,(1)

где п - число опор с упругими элементами; 2раб - вертикальная деформация опоры при нахождении валка в рабочем положении (в центрах 3 и 5).

Аналогично, сдвиговые жесткости

Сх Fx/n XpaG И Су - Fy/П -Ypa6, (2)

где FXH Fy-сдвиговые усилия, прилагаемые к подушкам 9 при центрировании валка 8; Храб и Ураб - возможные рабочие смещения вдоль соответствующих осей при центрировании валка.

Т.к. реальные возможности неточности размеров подушек и визуального регулирования полохсения опор по высоте, составляют не менее 2...3 мм, то для того, чтобы обеспечить коэффициент неуравновешенности не более 0,05...0,1, Zpa6 должно составлять 2раб (25...50) мм. В то же время, по условиям монтажа краном, неточность

установки валка в поперечном направлении, компенсируемая затем смещением Ypa5, может быть обеспечена 10...20 мм, т.е. Ураб (Ю.,.20) мм. И, наконец, величина продольного перемещения валка до плотного надевания его центровым отверстием на передний центр 3, составляет, для реальных рабочих валков листовых станов от 50 до 150 мм, Храб (20...100) мм.

При этом, как показала практика, относительно легкое горизонтальное смещение подушек и надежная центровка (даже при ручном приводе пиноли задней бабки 4) обеспечивается при

,02 G,(3)

что. по меньшей мере, в 5...10 раз меньше соответствующих сдвигающих усилий FL- Fy 0,02-G в станке-прототипе (т.к. 0,1...0.2).

В соответствии с (1),(2) и (3) и оговоренными выше числовыми значениями Храб, Ураб и Zpa6

G

Сх 0.02

Су G 0,005...0.05; Сх

Xpl ° °2 (20..ИОО)

(4)

-Р- (0.005...0,05);

bz

..ЕЈ -002 -, Cz ОД Ураб U2 (20...100)

0,025...0,10;(5)

Сх Ypa& (10...20) п 1 ж п №ч

-х -ЩГШб} 0 1 -1 0- (6)

Из полученных зависимостей видно, что условиям (4) и (5) одновременно удовлетворяет верхний предел сдвиговых жесткостей в 0,05 от вертикальной (Cx/Cz 0,05; Cy/Cz 0,05). Вместе с тем, для реальных упругих элементов, реализуемых в опорах, установлено/ что при Cx/Cz 0,05, либо Cy/Cz 0.05 существует опасность отсутствия устойчивого восстановления исходного положения упругих опорах после снятия нагрузки. Этим продиктован выбор нижнего предела (0,005) отношения сдвиговой жесткости опор к вертикальной.

Что касается выполнения опор, в соответствии с условием (6), неосесимметрич- ными с Сх Су. то это может обеспечить практически одинаково малые усилия сопротивления установке валка 8 вдоль и поперек оси центров.

Работает устройство следующим образом.

Перед установкой валка 8 на устройство пиноль задней бабки 4 с центром 5 отводится в заднее положение, при котором обеспечивается возможность опускания валка 8 без соприкосновения с центрами 3 . Валок 8 с подушками 9 опускается на толкатели 12 упругих опор 11 так, чтобы обеспечить минимальное несовпадение оси валка 8 с осью центров устройства и максимальную близость торца валка к центру 3 передней бабки 2. При дальнейшем опускании валок

8 останавливается в положении, когда ось валка близка к оси центров 3 и 5, и упругие элементы опор 11 деформированы на величину Zpa6. Затем, при выдвижении задней

5 бабки 4 вперед, центр 5 входит в соответствующее центровое отверстие валка 8 и начинает надвигать валок на центр 3, смещая при этом толкатели 12 относительно оснований опор, закрепленных на раме 10 как

10 вдоль оси центров (на величину Храб). так и поперек (на величину Ураб). по мере зажима валка 8 в центрах 3 и 5. При этом благодаря относительно малым сдвиговым жесткостям вертикальных опор 11, усилия сопротивле15 ния центрированию валка 8 минимальны, обеспечивается высокая точность центрирования. Затем подводится шлифовальная бабка б до касания абразивным кругом 7 бочки валка 8 и выполняется шлифование,

20 после окончания которого пиноль задней бабки 4 снова отводится в заднее положение;

валок 8 с подушками 9 снимается краном со станка, и деформированные в рабо25 чем положении опоры 11 возвращаются в исходное недеформированное состояние.

В заявленном устройстве для круглого шлифования, .благодаря применению упругих вертикальных опор с предлагаемым со30 отношением сдвиговых и вертикальных жесткостей, обеспечивается снижение усилий установки валка на устройство для круг- лого шлифования, уменьшается время вспомогательных операций и повышение

35 точности шлифования.

Формула изобретения 1 .Устройство для круглого шлифования, содержащее основание, размещенные на нем соосные центры и опоры с упругим эле40 ментом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности при шлифовании прокатных валков в сборе с подшипниками, упругий элемент выполнен со сдвиговой жесткостью в плоскости, парал45 лельной оси центров, равной 0,005-0,05 его продольной жесткости.

2.Устройство по п.1,отличающееся тем. что отношение сдвиговых, жесткостей упругих элементов вдоль и поперек оси цен50 трое стлнка лежит в пределах 0,1-1,0.

А-А

Сущность изобретения: устройство для круглого шлифования прокатных валков в сборе с подушками включает переднюю бабку 2 с центром 3 и заднюю бабку 4 с центром 5. Шлифовальная бабка 6 с абразивным кругом 7 установлена с возможностью перемещений относительно валка 8 в сборе с подушками 9. На основании жестко закреплены рамы 10 упругих вертикальных опор 11, нижние основания которых зафиксированы относительно рам 10, а верхние торцы с толкателями 12 имеют возможность контактирования с нижними поверхностями подушек 9 и с помощью упругих элементов, - горизонтальных сдвигов вдоль и поперек оси центров. При этом сдвиговая жесткость упругого элемента равна 0,005-0,05 его продольной жесткости при отношении сдвиговых жесткостей вдоль и поперек оси центров 0,1...1.0.1 з.п.ф-лы, 3 ил. сл С vj со о о ю NO Фиг. {

Фиг.З