Предварительно напряженный прокатный валок Советский патент 1982 года по МПК B21B27/02 

Изобретение относится к прокатаому производству, в частности к обору дованию прокатных станов, и может быть использовано, когда валки подвержены большим нагрузкам и интенсив ному износу. Известен предварительно напряженный валок прокатного стана со сквозньам отверстием по продольной оси, в котором расположен предварительно нагретый стяжной стержень с упорным буртом на одном конце и резьбой и гайкой на другом 1.Предварительно нагретый стержень удлиняется и на его резьбовой конец навинчивается гайка до исключения зазора тежду торцами валка и гайки. За счет последующего охлаждения в валке создаются сжимающие напряжения. Однако при такойконструкции для обеспечения достаточного уровня сжимающих напряжений, повышающих усталостную прочность валка, в стяжном стержне будут развиваться значительные растягивающие напряжения, превышакжцие допустимые. Повышение прочности стяжного стержня увеличивает его диаметр, что ослабляет сечение валка, снижая его прочность и долговечность. Известен предварительно напряженный прокатный валок, в котором гайка стяжного стержня выполнена в виде корпуса гидроцилиндра, куда под давх лением подается масло, и снабжена кольцевым плунжером, обеспечивающим передачу давления на торец валка и удлинение стержня, .-в результате чего образуется зазор между торцами валка и гайки, куда вставляются жесткие мерные прокладк,и 2 . Наиболее близким к изобретению техническим решением является предварительно напря)кенный прокатный валок, содержащий бочку и элементы стяжки 3.В нем вместо сплошного стяжного стержня в центральном отверстии установлен пучок высокопрочных свальных проволок.диаметром 2-4 мм, малые поперечные сечения которых увеличивают прочность пучка по сравнению с прочностью стержня того же наружного диаметра, что позволяет натяжением проволоки получить значительные напряжения сжатия в теле валка, повышающие срок его службы. При таком расположении стяжного элемента из-за разных сечений шейки и бочки валка, когда их отношение достигает 3 4, у рабочей поверхности залка сжимающие напряжения со ответственно будут меньшеf чем в его шейке. Поэтому в этой конструкции достаточный уровень сжимающих напряжений в бочке валка, из-за перенапряжения его шеек, не достигается, и его применение является ограниченным. Для обеспечения натяжения пучка проволоки в валке на выступающие части пучка по обе стороны валка надеваются втулки, в которых закрепляются концы проволок. С одной стороны, между торцом валк и втулкой устанавливается гидравлическое устройство для подачи адасл и растягивания проволок. После раст жения проволок в образовавшийся зазор межйу торцом валка и втулки вставляются два распорных полукольца. После сбрасывания давления масл пакет проволок остается растянутЕДМ, Как известно, при натяжении пакета проволок из-за разных длин отдельны проволоки испытывают разные- напряжения, приводящие ,к перенапряжению более коротких проволок и их разрыв что снижает надежность, прочность и долговечность конструкции. Указанное обстоятельство является такж существенным недостатком этой конструкции . Цельгэ изобретения является увеличение, срока службы валка путем по выгления предварительных сжимающих напряжений и его рабочей поверхности . Поставленная цель достигается тем, что в предварительно напряженном прокатном валке, содержащем боч ку и элементы стяжки, последние выполнены по винтовой линии в виде беличьего колеса р изготовлены из материала с большим коэффициентом линейного расширения, чем у материа бочки валка. На фиг. 1 представлен описываемый валок, вид в плане; на фиг. 2 то же, вид слева; на фиг. 3 - развертка поверхности расположения стяжных элементов. Валок содержит бочку 1 и стяжные элементы 2, которые вставлены в про цессе заливки бочки и имеют форму винтового беличьего колеса. Стяжные элементы, благодаря большому сокращ нию в процессе остывания после лить валка или еще после горячей пласти-ческой деформации Сковки, винтовой прокатки)г создают сжимающие напряжения в теле валка. Выполнение элементов стяжки в виде беличьего колеса позволяет рас положить их ближе к рабочей поверхности и исключить напряжения в его шейке. Само беличье колесо состоит из нескольких стержней, выполненных по винтовой линии. При такой их ориентации в линии действия усилия прокатки находится сразу несколько стержней, благодаря чему обеспе чивается равномерное его распределение по этим стержням, описываемая конструкция валка эксплуатируется, как все известные валки листопрокатных станов. Пример. В качестве примера приводится конструкция и технология изготовления валка диаметром 50 мм и длиной 750 мм двадцативалковой клети 700. Заготовкой.для получения валка служил круглый слиток диаметром 100 мм и длиной 200 мм, куда были вставлены .элементы стяжки, выполненные в виде винтового беличьего колеса. Стяжные стержни выполнены из стали 20 диаметром 15 мм в количестве б штук, с углом подъема винтовой линии 15°. Диаметр беличьего колеса 60 мм. Металл, выплавленный для слитка индукционной печи, был следующего химсостава, %: С 2;5; Сг 5; МО 0,2; V 0,2; Мп 0,4; Si 0,4. Коэффициент линейного расширения стали 20 в 2 раза больше, чем у материала валка. Подготовленные таким образом слитки прокатывали на трехвалковом стане винтовой прокатки МИСиС-100 до диаметра 50 мм с нагревом до 1060 - 1-080 С в течение 25 мин в силитовой печи. После прокатки геометрическое подобие слитка сохранилось. Угол подъема винтовой линии стяжного стержня был принят углу прокатки на винтовых станах. Такая ориентация стержней позволяет использовать эффект скручивающего действия валков, благо- даря которому слои перемещаются по винтовой линии, что способствует повышению плотности, пластичностии прочности материала. Формула изобретения Предварительно напряженный прокатный валок, содержащий бочку и стяжки отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы валка путем повышения предварительных сжимающих напряжений.к его рабочей поверхности , элементы стяжки выполнены по винтовой линии в виде беличьего колеса и изготовлены из материала с большим коэффициентом линейного расширения, чем у материала бочки валка. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 380378, кл. В 21 В 27/02, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР 360119, кл. В 21 В 27/02, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР № 367915, кл. В 21 В 27/02, 1973 (прототип).

t/f. f

fff.