Прокатная клеть Советский патент 1982 года по МПК B21B13/00 B21B31/02 

(54) ПРОКАТНАЯ КЛЕТЬ

Изобретение относится к прокатному производству и касается конструкции клетей, преимущественно сортовых станов.

Известна прокатная клеть, содержащая станину, валки, верхние подушки, в которых по резьбе расположены дистанционные винты, опирающиеся на нижние подушки, и гидроцилиндры предварительного . нагружения , размешенные между подушками нижнего валка и поперечной станвн ны 1 .

В этих клетях, обладающих высокой радиальной жесткостью,, не обеспечивается самоустановка подушек относительно шеек валков при прокатке, что затрудняет их применение на сортовых станах, в . частности средн.есортных и крупносорт ш 1х,для которых характерны значительные перекосы валков и подушек. Отсут ствие самоустановки подушек приводит к снижению стойкости подшипниковых узлов, воспринимающих усилие прокатки, особенно при использовании подшипников жесткостного трения (ПЖТ), которые.

по сравнению с подшипниками качения, i более чувствительные к перекосам.

Известна прокатная клеть, содержащая валки, верхние и нижние подушкв с рао положенными в них цилиндрическими вкладышами и подшипниковыми узлами, дистанционные винты, взаимодействук щие с цилиндрическими вкладышами, гидроцилиндры предварительного нагружения клети, воздействующие на шейки валков, в которой для облегчения установки подушек относительно шеек валков предусмот/ рены цилиндрические вкладыши, продольные оси которых лежат в плоскости, проходящей через центр ПЖТ и оси дис-танционных винтов .

Однако полной самоустановки подушек при изгибе и перекосе валков в процессе эксплуатации клети не происходит из-за возникающего по месту контакта цилиндрических вкладышей и подушек момента сил трения, затрудняющего поворот подушек. Вследствие этих равнодействующих . усилий, действукяцих со стороны валка на подушку, смещается к внешнему (по отношению к бочке валка) краю подшипника, что ухудшает условия работы и стойкость подшипниковых узлов. Применение гидроцилиндров предварительного нагружения по шейкам валков вызьшает также повышенный износ втулок-вкладышей ПЖТ в период запуска стана, когда из-за низкой окружной скорости отсутствует гидродинамический эффект в , в результате чего втулки-вкладыши и втулки-цапфы не разъединяются слоем масла и находяач;я в непосредственном контакте под нагрузкой, причем формирование масляного клина тормозится силовым воздействием распо ра шеек валков. Размещение гидроцилиндров нагруже- ния между шейками валков выаьюает необходимость увеличения длины шеек валков, что сокрашает их стойкость. Известна прокатная клеть, содержаща валки, верхние и ниишие подушки, опорны элементы подушек, смещенные относительно вертикальной оси подушек 3 J . Опорный элемент- в виде сферическо подпятника облегчает самоустановку под Ш1шника и подушки при изгибе валка под действием усилия прокатки за счет образования действующего на подушку . момента сил, направленного противопологюю моменту сил трения в сферическом подпятнике, препятствующему повороту и самоустаповке подушки. Полная самоустановка подушки и подшипника относител но яюйки валка происходит, когда оба указанных выше момента сил трения рав ны по абсолютной величш1е. Однако, как показано в приведенном анализе, такое равенство соблюдается лишь при вполне определенной величине смещения сферического подпятника, которая зависит как от геометрических ра меров сферического подпятника и условий трешш по его поверхности, так и от велич1шы усилий, действующих на подшил ник и подушку при прокатке. Величины усилий, действующих на подшипник и подушку, в процессе эксплуатации клетей сортовых станов существенно меняются и поэтому, при заданной конструкции известной клети неизменной величине смещения сферического подпятника, полная самоустановка подшипника относител но шейки вапка обеспечивается не во всех случаях изменяюпшхся условий прокатки. Цель изобретения - повышение стойкости подшипниковых узлов за счет уегу Q 9 лирования подушек относительно шеек валков. .Поставленная цель достигается тем, что прокатная клеть, содержащая валки, верхние и нижние подушки, опорные элементы подушек, смещенные относительно вертикальной оси подушек, снабжена механизмом перемещения опорного элемента, выполненным в виде жестко связанной с опорным элементом рамы, взаимодействующей посредством винтовой пары с ПОДУ1ДКОЙ и оборудованной фиксатором. При таком расположении опорных элементов они создают действующие на подушки моменты сил, равные по величине моментам, возникающим от сил трения на контактной поверхности, по которой происходит поворот подушки при ее самоустановке, но противоположно им направленные. В результате чего устраняется сопротивление повороту подушек и обеспечивается их самоустановка относительно щеек валков. Величина смещения опорных элементовопределяется по зависимости Е 1х.гИ+ J где - коэффициент трения на контактной поверхности, по которой происходит поворот подушки при ее самоустановке; г - расстояние от точки пересечения оси валка с. вертикалью, проходящей через центр давления подщипнлка, до поверхности, по которой происходит поворот подушки; Q Г1 .усилие предварительного нагружения смещенного элемента опоры; р: - реакция от усилия прокатки в соот ветствующей опоре валка. Усилие предаарительного нагружения смещенного элемента Q для данной к.п&ти 5шляется постоянным, а величина его выбирается из условия выхода на прямолинейный участок линии жесткости клети. Реакция от усиления прокатки Pv в рассматриваемой опоре валка является переменной и зависит от размеров прокатываемого профиля, марки прокатьгоаемой стали и расположения калибра на бочке валка. Количество возможных вариантов существенного изменения величины Ру для каждой клети ограничено и в связи с этим, представляется возможным выбрать несколько (до 3-5) дискретных значений величины смещения опорных элементов, что облегчает процесс регулирования величины Р . На фиг, 1 изображена клеть, общий вид; на фиг. 2 - вид по стрелке А. Клеть содержит веряше 1 и нижние 2 подушки, рабочие валки 3. В подушках размешены опорные узлы жидкостного трения (ПЖТ) или качения, воспринимающие усилие прокатки (не показаны). В корпусах верхних и нижних подушек выполнены цилиндрические растояки, продольные оси которых пересекаются с продольной осью симметрии подшипникового узла под прямым углом и проходят через центр давления подштйшика. В раоточках верхних подушек 1 расположены цилиндрические вкладыши 4, в которых по резьбе размешены дистанционные винты 5 (привод дистанционных винтов не показан), взаимодействующие с размешенными в расточках нижних подушек 2 цилиндрическими вкладышами 6. Между верхними 1 и нижними 2 подушками расположены гидроцилиндры 7 нагружения, соединенные о источником рабочей жидко ти постоянного давления. Оси симметрии гидроцилиндров нагружения смешены в направлении бочки валка относительно вертикальной плоскости, проходяшей через продольные оси цилиндрических вкладышей 4 и 6 верхних 1 и нижних 2 подушек на величину . Клеть снабжена механизмом регулирования величины смешения гидроцилиндров 7, выполненным в ввде жестко связанной с гидроцилиндрами 7 рамы 8, смонтированной с возможностью перемеш ния винтом 9 относительно верхних 1 и нижних 2 подушек в направлении продоль ной оси валков 3. Винт 9 с возможность врашения закреплен на нижней подушке . 2 планкой 1О, Для установки гидроцви лшщров в определенное фиксированное положение на нижней подушке 2 закреплен фиксатор 11, входящий в один из нескольких последовательно расположенных на раме 8 пазов, шаг которых соответствует шагу принятых для данной клети дискретных значений необходимого смешения Р . По месту расположения пазов на раме 8 нанесена шкала для отсче та величины смешения гидроиилиндров в направлении от валков. вперед началом прокатЕИ,в соответстви с размером прокатываемого профиля, мар кой прокатываемой стали и расположение калибра на бочке валков 3, устанавливав, ют необходимую величину 2-j смешения j гидроцилиндров 7, расположенных с приводной стороны клети, и 2 - со свободно стороны клети, Установка гидроцилиндров 7 в требуемое положение производится путем врашения винта 9 с последунлцей фиксацией, жестко связанной, с гидроцвлиндрами 7 рамы 8 посредством фиксатора 11. Клеть работает следующим образом. Гидроцилиндры нагружения создают усилие 8р , передаваемое на верхние 1 и нижние 2 подушки, цилиндрические вкладыши 4, 6 и дистанционные винты 5, При этом достигается необходимое суммарное усилие Q, предварительного нагружения клети 2, обеспечивающее выход на прямолинейный участок линии деформации клети и способствует повышению точности прокатки. В процессе деформации полосы усилие прокатки передается через валки 3 на подшипниковые узлы, подушки 1 и 2, цилиндрические вкладыши 4 и 6 и дистанционные винты 5. На поверхности контакта подушки с цилиндрическими вкладышами возникает нагрузка, равнодействующая которой равна сумме усилия гидронагружения (Яп и по5шляющейся от усилия прокатки реакции в данной опоре валка. Повороту подушки при ее самоустановке относительно шейки валка в процессе прокатки противодействует момент сил трения, возникающих на поверхности контакта подушки с цилиндрическими вкладышами радиуса г . равный () где - коэффициент трения по поверхнос- ти контжта цилиндрического вкладыша. с подушкой. Однако при сме имении гидроцилиндров в направлении к бочке валка относительно плоскости, проходяшей через продольгные оси цилиндрических вкладышей на величину -LJiT И+ ), они создают действуюшие на подушки моменты сил ные по величине моментам сил трения на поверхности контакта подушек с цилиндрическими вкладышами, но противоположно им направленные. В результате этого устраняется сопротивление повороту подушек и обеспечивается их самоустановка относительно шеек валков. Предлагаемая прокатная клеть позволяет, наряду с высокой радиальной жесткоотью, простотой монтажа и обслуживания клети, обеспечить хорошие условия самоустановки подушек при прокатке полосы и увеличить долговечность подшипниковых узлов.

Формула изобретения

Прокатная клеть, содержащая валки, верхние и нижние подушки, опорные эл&менты подушек, смешенные относительно вертикальной оси подушек, о т л и ч а ю щ а я.с я тем, что, с целью повышени стойкости подшипниковых узлов за счет регулирования самоустановки подушек относительно шеек валков, клеть снабжена механизмом перемещения опорного Элемента, выполненным в виде жестко связанной с опорным элементом рамь1,

взаимодействующей посредством винтовой пары с подушкой и оборудованной фиксатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3.Авторское свидетельство СССР № 301193, кл. В 21 В 31/02, 1970.