Опорный валок клети кварто Советский патент 1981 года по МПК B21B27/02 

(54) ОПОРНЫЙ ВАЛОК КЛЕТИ КВАРТО

1

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к конструкции опорных валков прокатной клети кварто.

Известен опорный валок, у которого концевые части бочки выполнены коническими, а профиль образующей бочки выполнен эквидистантным линии, аппроксимирующей профиль образующей бочки рабочего валка с учетом его теплового расширения 1.

Недостатком этого опорного валка является то, что при прокатке переходной участок от шейки к бочке является концентратором напряжений, поэтому снижается общая прочность валка, приводящая к его поломкам в этом месте.

Известен также опорный валок клети кварто с двумя коническими скосами по краяй бочки, с переходом внутреннего скоса в цилиндрическую бочку на рабочем участке поверхности опорного валка 2.

Недостатком данного опорного валка является то, что переходный участок от щейки к бочке выполнен по радиусу и не обеспечивает надежность в работе. Кроме того, переходной участок выполнен без учета возможности предотвращения перегруза валка от напряжений изгиба.

Известен также рабочий валок, в кот ром переходная поверхность между бочк и шейкой образует параболический конус порядком степени 1/3 3.

Недостатком этого валка является

о. что в процессе прокатки рабочий валок пс вергается совместному воздействию крут

ящего и изгибающего момента, и поэто

IV форма переходных участков выполняет

я в виде сложной поверхности, трудоемкий в изготовлении, тем более, что габари

опорных валков достигают в диаметре

до 2000 мм.

Наиболее близким к изобретению яв,

яется опорный валок прокатной клети KBJ

рто, в котором на краях участков бочки ва

ков имеется удлиненные скосы, а перехс дной участок от бочки к щейке выполнен ю малому радиусу окружности 4.

Недостатком известного валка является

то, что переходной участок от шейки к б

ч20 ке выполнен по радиусу окружности, в )езультате чего возникают на этом учас

ке концентрации напряжений, что сниж; ет прочность, стойкость и долговечность.

Цель изобретения - уменьшение концентрации напряжений в наиболее опасном Сечении.

Поставленная цель достигается тем, что в валке, состоящем из бочки, шеек и участка перехода от бочки к. шейке, последний выполнен по гиперболе, асимптотами которой являются образующая шейка и торец бочки валка.

На чертеже показан опорный валок прокатной клети кварто.

Опорный валок состоит из бочки 1 с отражательным кольцом 2, шейки 3 с эксцентричной проточкой 4 и линией перехода от шейки к бочке.

Опорный валок работает как балка большого сечения на двух опорах, в которой возникают напряжения изгиба. Конструкция опорных валков характеризуется тем, что диаметр бочки выполняется максимально большим (до 2000 мм). Вместе с тем диаметр шейки опорного валка ограничивается габаритами подшипников, и поэтому отношение диаметра бочки к диаметру шейки 1,5:3. Следовательно, переходной участок от шейки к бочке является местом, где возможна концентрация напряжений, т.е. на этом участке всегда возникают напряжения больше, чем расчетные. Именно поэтому поломка опорных валков происходит в основном по галтели (место перехода от шейки к бочке). Так как опорами опорных валков являются, как правило, подшипники качения, усилия кручения в шейках валков незначительны и при расчете на прочность можно считать, что валок работает на чистый изгиб. Исследованиями установлено, что коэффициент концентрации напряжений в наиболее опасном сечении равен 1 в случае, если форма линии переходного участка от шейки к бочке выполнена в виде плавной кривой гиперболы, а при исполнении этого переходного участка по круговому радиусу коэффициент концентрации напряжений достигает 1,4-1,8. Кроме того, гиперболическая форма кривой определяется простой зависимостью и достаточно легко выполняется при обработке. Гиперболическая кривая шейки опорного валка соединяется плавным переходом с образующей щейки и торцом бочки, являющейся асимптотами гиперболы. При прокатке листа в валках клети кварто усилия деформации через рабочие валки передаются на опорные, создавая реактивную силу изгиба в подшипниковых опорах. Плавная гиперболическая форма перехода в наиболее опасном сечении валка-галтели предотвращает возникновение концентраторов напряжений и позволяет производить прокатку листов с высокой степенью надежности опорных валков от поломок.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить стойкость валков и надежность их работы. Рабочая кампания опорного валка возрастает на 20-30%.Экономический эффект только на одном предприятии составляет 35-50 тыс.руб. за счет сокращения аварийных простоев и снижения удельного расхода валков.

Формула изобретения

Опорный валок клети кварто, состоящий из бочки, шеек и переходного участка от бочки к щейке, отличающийся тем, что, с целью уменьшения концентрации напряжений в наиболее опасном сечении, участок перехода от бочки к шейке выполнен по гиперболе, асимптотами которой являются образующая шейки и торец бочки валка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4.Патент Японии № 51-50794, кл. В 21 В 13/14, 1977.