Способ подготовки к эксплуатации главной линии прокатной клети Советский патент 1993 года по МПК B21B35/00 

Изобретение относится к металлургии, а именно к прокатному производству, и может быть использовано при подготовке к эксплуатации главной линии четырехвалковой прокатной клети широкополосного стана.

Целью изобретения является повышение надежности оборудования главной линии за счет одновременного приложения крутящих моментов к верхней и нижней ветвям трансмиссии со стороны привода после захвата металла валками и устранения их перегрузок,

Это достигается тем, что в способе подготовки к эксплуатации главной линии,прокатной клети, включающем подбор рабочих

валков разного диаметра и их установку в клеть с присоединением к трансмиссии привода валков, перед валков с трансмиссии измеряют суммарные угловые зазоры в верхней и нижней ветвях трансмиссии и на основании этого подбирают рабочие валки, диаметры которых удовлетворяют соотношению

О®

«.Ш&

ю

Ј

где di, d2 - диаметры соответственно верхнего и нижнего рабочих валков,

di, 62 суммарные угловые зазоры в соединениях элементов верхней и нижней ветвей трансмиссии.

Из-за конструктивных особенностей трансмиссии главной линии и различных условий эксплуатации ее верхней и нижней ветвей суммарные угловые зазоры в соединениях элементов ветвей различны. Зазоры в соединениях элементов верхней ветви (шестеренных валков, шарниров шпинделя, валковой муфты и лопасти рабочего валка), как правило, больше, чем в нижней. Это обусловлено, во-первых, наличием окружного (углового) зазора в зацеплении шестеренных валков, во-вторых - более интенсивным износом элементов соединений в связи с большим углом наклона верхнего шпинделя к оси валка, чем нижнего, что связано с изменением углового положения верхнего шпинделя при изменении толщины прокатываемого металла. В некоторых случаях, например при недостаточном уравновешивании, в худших условиях работает нижняя ветвь трансмиссии, что вызывает более интенсивный износ ее элементов и возникновение суммарных угловых зазоров больших, чем в верхней ветви.

Из-за наличия угловых зазоров в соединениях элементов трансмиссии захват металла валками происходит за счет кинетической энергии рабочих и опорных валков и сил трения между ними. После захвата металла происходит торможение валков до замыкания угловых зазоров и нагружения трансмиссии крутящим моментом со стороны привода. Дальнейшее Движение валков и прокатка происходят в условиях действия технологических сил сопротивления (момента прокатки) и сил движущих (крутящего момента со стороны привода).

Так как суммарные угловые зазоры в верхней и нижней ветвях трансмиссии различны, время до полного замыкания зазоров в ветвях также в общем случае оказывается различным, и в момент замыкания зазоров в одной из ветвей на нее передается весь момент прокатки, что приводит к перегрузкам оборудования ветви, увеличению числа его отказов, снижению надежности трансмиссии, аварийным простоям прокатного стана и снижению его производительности. Для устранения перегрузок необходимо обеспечить одновременность замыкания угловых зазоров в верхней и нижней ветвях трансмиссии и соответственно одновременность нагружения обеих ветвей крутящим моментом со стороны привода. В этом случае момент прокатки равномерно распределяется между верхней и нижней ветвями и устраняются их перегрузки,

Для того, чтобы замыкание зазоров в верхней и нижней ветвях трансмиссии происходило одновременно, необходимо обеспечить различное замедление верхнего и

нижнего рабочих валков после захвата металла до замыкания зазоров, что может быть достигнуто созданием различных технологических моментов сопротивления на валках (моментов прокатки). Наиболее простым

конструктивным способом создания различных моментов является применение рабочих валков различного диаметра.

Учитывая, что до замыкания зазоров захват металла и прокатка осуществляются за

счет кинетической энергии валков и сил трения между рабочими и опорными валками, дифференциальные уравнения движения верхнего и нижнего рабочих валков будут иметь вид:

И pi Mg1 -Mm; z рг Mg2 - МП2 (1)

где И, 2 моменты инерции верхнего и нижнего рабочих валков;

111 их угловые ускорения;

Mgi, M92 - моменты движущихся сил. действующие на рабочие валки;

Мп-|, Мп2 моменты сил технологическо- го сопротивления (моменты прокатки), действующие на рабочие валки.

Из практики эксплуатации, а также на основании экспериментальных исследований установлено, что в период захвата по- лосы валками до замыкания зазоров из-за резкого их торможения возникает проскальзывание опорных валков относительно рабочих. При этом моменты движущих сил, действующих на рабочие валки, представляют собой моменты сил трения на их контакте с опорными, валками и определяются из соотношений:

для верхнего рабочего валка

-/ bf-.(2) для нижнего рабочего валка

М92 Рп /ль Щ-,(3)

где Рп - усилие прокатки;

jWb коэффициент трения скольжения на контакте рабочего и опорного валков;

сН, d2 - диаметры соответственно верхнего и нижнего рабочих валков.

На основании исследований установлено, что до замыкания угловых зазоров с до- статочным приближением можно принимать, что моменты прокатки на валках пропорциональны усилию прокатки, одинаковому для верхнего и нижнего валков, поэтому можно записать выражения для определения моментов прокатки:

для верхнего валка .. D „ di

Мгп - гп 2

для нижнего валка

МП2 Рп //м -j- где flu - коэффициент трения металла о валки.

Экспериментальные исследования показали, что время от момента захвата металла валками до замыкания зазоров в ветвях трансмиссии весьма невелико и не превышает времени заполнения очага деформации. Возрастание усилия прокатки при заполнении очага деформации с достаточным приближением для прокатки можно принять пропорциональным времени t. Тогда выражение для усилия прокатки будет иметь вид

,(6) где к - коэффициент пропорциональности.

Подставляя значения (2)-(6) в (1) после преобразований получим дифференциальные уравнения движения валков в виде

р t;(7)

t,(8)

где

(fib ) J-1; А2 k (fib -/Ч)До захвата металла валками все элементы верхней и нижней ветвей трансмиссии, в том числе рабочие валки, вращаются с постоянной угловой скоростью холостого хода ш. Поэтому в качестве начальных условий при интегрировании дифференциальных уравнений (7) и (8) принимаем: в момент захвата металла валками f 0; w ; фу о).

Интегрируя (7) и (8) при принятых начальных условиях, получим

Ј i -t3+ftn(9)

.3

Ј

t° +0)1

(Ю)

При одновременном замыкании угловых зазоров в верхней и нижней ветвях трансмиссии через время ta после захвата металла углы поворота рабочих валков до замыкания составят:

верхнего ап3 - 5i,(11)

нижнего р2э 0)13 - $2.(12) где 5i и дг - суммарные угловые зазоры в соединениях элементов соответственно верхней и нижней ветвей трансмиссии на участке от приводного шестеренного валка до рабочего валка.

Отсюда

Ai

(4)

5i W Т3 - й ta - -g- ti - (t t3

- Д1 тз

- -g-t3

(13)

А2.3

62 - апз -(аТэ - оt3

А2 3 --yts

(14)

После деления (13) на (14) получим соотношение между диаметрами рабочих валков и суммарными угловыми зазорами в соответствующих ветвях трансмиссии

5i l2di

Ъ

Iid2

(15)

0

Известно, что с достаточным приближением для практики можно принять

2 - (

di;

Н J

(16)

Подставляя это соотношение в (15), окончательно получим

25

30

35

40

45

50

55

d2 di

(17)

Г

У Ъ

Способ осуществляется следующим образом.

Перед эксплуатацией главной линии замеряют зазоры 6i и Й2. В качестве исходно- . го принимают диаметр одного из валков и затем по формуле (17) определяют диаметр другого валка. Из имеющегося парка валков подбирают валки, которые требуют минимальной перешлифовки для получения требуемых диаметров.

В качестве примера использования предложенного способа рассмотрим процесс подбора рабочих валков для чистовой клети 6 непрерывного широкополосного стана 2000 горячей прокатки.

При замерах суммарные угловые зазоры в верхней ветви трансмиссии от приводного нижнего шестеренного валка до верхнего рабочего валка составили ,0162 рад (0.928°), в нижней ,0158 рад (0,905°). В качестве исходного принят диаметр верхнего рабочего валка мм. Подставляя эти значения в (17), получим ,6 мм, т.е. диаметр нижнего рабочего валка больше диаметра верхнего на 6,6 мм.

Опробование предложенного способа на стане 2000 позволило значительно сократить число отказов оборудования главных линий, повысить его надежность, сократить аварийные простои стана и повысить его производительность.

Достоинством является также осуществление процесса асимметричной прокатки с использованием имеющегося парка валков. При этом ввиду небольшой разницы диамет

ров валков имеющийся парк валков исполь-рают рабочие валки, диаметры которых

зуется более эффективно.удовлетворяют соотношению

Формулаиэобретения

Способ подготовки к эксплуатации глав-d2 di

ной линии прокатной клети, включающий5 2

подбор рабочих валков разного диаметра игде di, d2 - диаметры соответственно верхих установку в клеть с присоединением кнего и нижнего рабочих валков;

трансмиссии привода валков, отличаю- 5i, дг - суммарные угловые зазоры в

щ и и с я тем, что перед подбором валковсоединениях элементов верхней и нижней

измеряют суммарные угловые зазоры в вер-10 ветвей трансмиссии, хней и нижней ветвях трансмиссии и подби

Использование: в металлургии, а именно в прокатном производстве, при подготовке к эксплуатации главной линии четырехвалковой прокатной клети широкополосного стана. Сущность изобретения: в способе подготовки к эксплуатации главной линии прокатной клети, включающем подбор рабочих валков разного диаметра и их установку в клети, измеряют суммарные угловые зазоры в верхней и нижней ветвях трансмиссии и при подборе регламентируют диаметры рабочих валков в функции соотношения этих зазоров в верхней и нижней ветвях трансмиссии. Обеспечивается повышение надежности оборудования главной линии за счет одновременного приложения крутящих моментов в верхней и нижней ветвях трансмиссии со стороны привода после захвата металла валками.