Линейка шаропрокатного стана Советский патент 1982 года по МПК B21H1/14 

(54) ЛИНЕЙКА ШАРОПРОКАТНОГО СТАНА

Изобретение относится, к обработке металлов давлением, а точнее к поперечновинтовой прокатке теп вращения, и наиболее эффективно может быть использовано при хоподной прокатке шаров мапого диаметра. Известна тганейка стана поперечно-вииtoBoift прокатки, предназначенная дня удер жания прокатываемого издепия на оси проЛатки и ограничения его овапизации tl. Линейка выпопнена с циггандрической рабочей поверхностью, ширина которой имеет минимальное значение в пережиме валков и увеличивается к.сечениям входа и выхода металпа из ваггков. Недостатком такой линейки является то, что ее конструкция не учитывает особенностей прокатки шаров. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является линейка шаропрокатного стана, содержащая плоскую рабочую поверхность,состоящую из последовательно расположенных по ходу прокатки формующей и калибрующей Недостатком известной конструкции линейки является то, что она не дает возможности окончательно сформованному щару перемещаться в вертикальном направлении (при горизонтальном расположении валков) в калибрующей зоне, что затрудняет его отделение от заготовки. Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем обеспечения возможности разделения ща- ров после формовки и обеспечение стабильного процесса разделения шаров. Цель достигается тем,, что в линейке щаропрокатного стана, содержащей плоскую рабочую поверхность , состоящую из последовательно расположенных по ходу прокатки формующей и калибрующей зон, формирующая и калибрующая зоны расположены одна относительно другой ступенчато Н соединены переходным участком, при этом перепад ступеней по высоте равен 0,1-0,5. диаметра прокатываемого изделия, а переходный участок выполнен также ступенчатым в виде Двух наклонен95ных под разными углами к оси прокатки поверхностей, при этом угон наклона первой поверхности равен 8-25°, а второй40-90. Стабильное раадепение шаров достигается тем, что шары получают возможность перемещаться в вертикальном направле НИИ под действием контактных сил трения со стороны валков. Эти силы, приложенные со стороны одного валка, всегда будут отличаться от сип, приложенных со сторошл другого валка, вследствие не.ко-торой разницы диаметров или высот реборд валков, а также условий трения. Неуравновешенность в пределах кашбра приложенных к шару сил вызывает появление изгибающего в тонкой перемычке, соединяющей его с заготовкой. Вследствие враЫения заготовки шара напряжения от изгибающего момента являются знакопеременными, что приводит к быст рому разрушению перемычки и отделению шара.. На фиг. 1 изображена предлагаемая линейка; на фиг. 2 показаны сипы трекия, приложенные к шару со стороны валков; на фиг. 3 - то же, при взаимном осе вом смещении валк.ов. Рабочая поверхность 1 линейки имеет плоскую форму и включает зоны формовки 2 и калибровки 3. Ширина рабочей по« верхности в зоне формовки уменьшается по ходу прокатки в соответствии с умень шением расстояния между ребордами вапков по мер формовки шара. Ширина рабочей поверхности в зоне калибровки остается постоянной. Линейка выполняется ступенчатой: ее высота в зоне формовки больше, чем в зоне калибровки на 0,1-0,5 диаметра прокатываемого шара. Если занижение высоты проводки в зоне калибровки сделать меньше 0,1 диаметра шара, верти. кальное перемещение шара между проводками будет ограниченным. Вследствие эт го восшикающие при перемещении напряжения изгиба в тонкой перемычке, соединяющей сформованный шар с заготовкой, будут находиться в пределах упругости, и щдр не будет отделяться. Если занижение высоты проводки сделать больше 0,5 диаметра шара, он будет калиброваться, будучи смещенным выше или ниже оси прокатки на, величину, больше допустимой. При таком смещении размеры калибров сильно искажаются вследствие увеличения расстояния между валками по дну калибра и взаимного смещения ребор в осевом направлении. В результате ка2будет ухудчество поверхности шаться. Занижение высоты линейки выполнено в виде двух последовательно расположенных поверхностей разной крутизны. Первая поверхность с(, на которой происходит предваритепьное поперечное смещение шара, начинается в точке контакта сформованного шара с линейкой в момент когда радиус перемычки, соединяющей шар с заготовкой, становится минимальным, или вблизи этой точки. Величина занижения и длина поверхности определяются из расчета, чтобы центр шара по мере продвижения по ходу прокатки сместипся в поперечном направлении относительно оси прокатки, но перемычка еще не разрушилась. Угол наклона поверхности к горизонтальной плоскости находится в пределах 8-25°. Естт этот угол сделать меньше 8°, не произойдет надлома перемычки, что затруднит или сделает невозможным последующее разделение шаров. Если этот угол, сделать богаьше 25°i напряжения изгиба в перемычке, соединяющей сформованный щар с заготовкой, окажутся высокими. Вследствие этого уве шчится давление на проводку со стороны предыдущего шара, который еще окончательно не сформовался, что приведет к задирам на линейке и узсудшению качества поверхности шара, Вторая поверхность 6 , на которой происходит окончатерьное отделение шара, выполнена с большей крутизной, чем первая. Вегшчи4 занижения и дггана поверхности определяется из расчета, чтобы шар окончательно отделился от заготовки и далее калибровался на горизонтальном участке линейки. Угол наклона поверхности к горизонтальной плоскости находится в пределах 40-90°. Если этот угол сделать меньше 40°, разделение шаров будет нестабильным. Угол 90° конструктивно является предельным. На фиг. 2 и 3 показаны два случая приложения сил трения к сформованному шару со стороны валков. Первый случай (см. фиг. 2) имеет место, когда диаметры или высоты реборд, валков неодинаковы вследствие, например, неточности изготовления, а также когда условия трения неодинаковы вследствие, например, более обильной смазки одного валка. Сила трения в вертикальном направлении, приложенная со стороны одного валка, не равна силе трения, приложенной со стороны другого валка. Второй случай (см. фиг. 3) имеет место при незначительном осевом взаимном смещении вапков. Вследствие того, что на одном ваг1- ке шар прижимается к левой стороне калибра, а на другом - к правой, возникает пара сип трения в ппоскости, неперпендикулярной к оси прокатки. ,.В обоих спучаях неуравновешенные в пределах одного калибра сипы трения приводят к появлению изгибающего момента в тонкой перемычке, соединяющей сформованный шар с заготовкой. Вспедст1зие вращения заготовки и шара напряжения от этого мо мента являются .знакопеременными, что приводит к i быстрому разрушению перемычки и отдепению шара. Так как заранее неизвестно, в каком направлении будет действовать изгибающий момент, обе гшнейки - нижняя и верхняя - выполняются с занижением.

После отделения шар калибруется, находясь выше или ниже оси прокатки на величину занижения линейки. Расчеты показывают, что при занижении высоты линейки в вышеуказанных пределах, радиальнь1й размер калибра увеличивается незначительно, а осевой остается практически постоянным. Как известно, шар попучается хорошего качества, если в процессе калибровки он вращается в разных направлениях. Учитывая, что окончатепьиый, радиальный размер шара получается при формовке, некоторое увеличение раДи.ульного размера капибра по сравнению с осевым способствует интенсивному вращению шара в разных направлениях в процессе калибровки, что обеспечивает получение готового изделия высокого качествги

Процесс прокатки шаров на линейке предложенной, конструкции происходит следующим образом (см. фиг. 3 и 1). Заготовка подается в валки с винтовыми капибрами и прокатывается, удерживаемая от вертикального перемещения рабочими поверхностями 1 верхней и нижней пинейки в зоне формовки 2. По окончании формовки шар попадает в зону калибровки 3, где обе линейки имеют занижение. В соответствии с направлением изгибающего момента сформованный шар, соединенный с заготовкой тонкой перемычкой, начинает отклоняться от оси прокатки вверх ипи вниз, при этом в перемычке возникают знакопеременные напряжения изгиба. По

мере продвижения в зоне калибровки шар контактирует с пинейкой на поверхности с, прт этом его центр смещается в поперечном направлении на все большую величину, а перемычка изгибается в разных направлениях с возрастающей интенсивностью. Далее шар попадает на поверхность б линейки, где происходит разрушение перемычки и окончательное отделение шара от заготовки. Продолжая находи,ться в калибре валков, шар калибруется, будучи смещенным от оси прокатки, на величину занижений пинеййи, после чего попадает в вывоДноЙ жепоб.

Выполнение линеек шаропрокатного стана описанным вьпие образом обеспечивает стабильность процесса прокатки шаров, улучшение их разделения и повышения качества.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

и станы для прокатки изделий в винтовых капибрах. М., Металлургия, 1980, с. 67 (прототип).