рабочая клеть дуо профилегибочного стана

Формула изобретения

1. Рабочая клеть дуо профилегибочного стана, содержащая закрепленные на плитовине станины, каждая из которых выполнена в виде двух стоек, соединенных между собой по направлению профилирования продольными траверсами, установленные на них нажимные винты, установленные между стойками верхние и нижние подушки с валками, размещенными на подшипниках оси, отличающаяся тем, что каждая стойка станины имеет Г-образное поперечное сечение, плитовина выполнена из соединенных двумя поперечинами продольных частей, размещенных по направлению профилирования, а каждая пара стоек закреплена на соответствующей продольной части плитовины, верхние и нижние подушки установлены с возможностью поперечного перемещения относительно направления профилирования на заданную величину посредством регулировочных болтов, входящих в предусмотренные под них отверстия каждой стойки, при этом в нижние подушки ввинчены установочные болты со сферическими поверхностями головок, на которые установлены верхние подушки, а верхние узкие грани нижних подушек и нижние узкие грани верхних подушек на выходе из клети выполнены срезанными под углом.

2. Рабочая клеть по п.1, отличающаяся тем, что она использована в профилегибочных станах легкого типа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении сортовых гнутых профилей относительно малых сечений.

Такие профили изготавливают обычно на специальных станах легкого типа, одним из основных узлов которых является двухвалковая рабочая клеть, состоящая из различных деталей. Клети таких станов содержат, как правило, станины открытого типа, соединяемые сверху продольными траверсами либо "шапками", на которых монтируются нажимные устройства, служащие для перемещения верхнего валка. Современные конструкции рабочих клетей профилегибочных станов достаточно подробно описаны, например, в книге под ред. И.С. Тришевского "Производство гнутых профилей (оборудование и технология)", М., "Металлургия", 1982, с. 98-102.

Клети профилегибочных станов среднего (например, 14 х 50300) и тяжелого (28 х 100600) типов имеют достаточно сложную в изготовлении и эксплуатации конструкцию, что делает их малопригодными для станов легкого типа (максимальная площадь поперечного сечения их заготовки находится в пределах 300500 мм²), так как применение таких клетей повышает относительные затраты на профилирование, что удорожает профили и снижает их прибыльность. В то же время чрезмерное упрощение конструкции "легких" клетей неизбежно приведет к ухудшению геометрии проката и снижению уровня его качества.

Известна рабочая клеть профилегибочного стана, снабженная парой неприводных валков, расположенных перед рабочими валками параллельно им с возможностью установочного перемещения в вертикальной плоскости посредством силовых цилиндров, и в направлении, параллельном осям рабочих валков (см. а. с. СССР 453217, кл. В 21 D 5/06, опубл. 19.02.75 г.). Известна также клеть профилегибочного стана с гидравлической системой перемещения одного из валков, которая снабжена вариатором скоростей, связанным с неперемещаемым рабочим валком кулачком, установленным на валу вариатора, и толкачом, связывающим кулачок с золотником гидросистемы (см. а.с. СССР 827214, кл. В 21 D 5/06, опубл. 07.05.81 г.). Недостатком известных клетей являются сложность их конструкции и относительно большие габариты, что делает их не пригодными для производства гнутых профилей малых сечений.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является двухвалковая рабочая клеть прокатного стана по RU 2010635, кл. В 21 В 13/02, 15.04.1994 г. Рабочая клеть дуо профилегибочного стана содержит закрепленные на плитовине станины, каждая из которых выполнена в виде двух стоек, соединенных между собой по направлению профилирования продольными траверсами, установленные на них нажимные винты, установленные между стойками верхние и нижние подушки с валками, размещенными на подшипниках оси.

Недостатком такой конструкции клети является ее неприемлемость для формовки профилей малых сечений из-за возможного ухудшения их геометрии.

Действительно, при малой толщине заготовки на профилегибочных станах легкого типа даже небольшое перемещение верхнего валка вниз (а это часто необходимо по технологическим причинам) может вызвать прогиб оси относительно небольшого диаметра также вниз с неизбежным уменьшением горизонтального межвалкового зазора на неприемлемую величину.

Технической задачей предлагаемого изобретения является упрощение и удешевление изготовления и эксплуатации оборудования профилегибочного стана, преимущественно легкого типа, без снижения уровня качества производимых гнутых профилей.

Для решения указанной задачи рабочая клеть дуо содержит закрепленные на плитовине станины, каждая из которых выполнена в виде двух стоек, соединенных между собой по направлению профилирования продольными траверсами, установленные на них нажимные винты, установленные между стойками верхние и нижние подушки с валками, размещенными на подшипниках оси, каждая стойка станины имеет Г -образное поперечное сечение, плитовина выполнена из соединенных двумя поперечинами продольных частей, размещенных по направлению профилирования, каждая пара стоек закреплена на соответствующей продольной части плитовины, верхние и нижние подушки установлены с возможностью поперечного перемещения относительно направления профилирования на заданную величину посредством регулировочных болтов, входящих в предусмотренные под них отверстия каждой стойки, при этом в нижние подушки ввинчены установочные болты со сферическими поверхностями головок, на которые установлены верхние подушки, а верхние узкие грани нижних подушек и нижние узкие грани верхних подушек на выходе из клети выполнены срезанными под углом.

В частном случае выполнения рабочая клеть может быть использована в профилегибочных станах легкого типа.

Сущность заявляемого технического решения заключается в максимальном упрощении и уменьшении габаритов профилегибочной двухвалковой (дуо) клети при достаточной ее жесткости и сохранении необходимых функциональных возможностей, что позволяет сохранить требуемый уровень качества производимых сортовых гнутых профилей.

Действительно, Г-образное поперечное сечение четырех стоек, являясь наиболее простым из возможных конфигураций, обеспечивает жесткое фиксирование подушек в горизонтальной плоскости. При этом жесткость каждой станины, состоящей из двух пар (левой и правой относительно направления прокатки), достигается тем, что стойки установлены на продольных плитовинах, а сверху скреплены продольными же траверсами нажимных винтов.

Для создания жесткости клети в поперечном направлении, при отсутствии или весьма малых осевых усилиях на валках, достаточно, как показали промышленные испытания (см. ниже), двух поперечин в виде уголков.

Необходимое осевое смещение верхних и нижних подушек при настройке стана (суммарная величина такого смещения для станов легкого типа не превышает 8.. .10 мм) достигается восемью регулировочными болтами (по четыре на каждую пару подушек одной оси валков), проходящими через отверстия всех стоек и упирающихся в боковые грани подушек. Наличие двух таких болтов для каждой подушки позволяет (при необходимости) добиваться строгой параллельности верхней и нижней осей валков. Положение верхних подушек по вертикали устанавливается с помощью нажимных винтов и четырех установочных болтов (подушки зажимаются между ними), поверхности головок которых, как показали опыты, должны быть сферическими.

Так как при формовке некоторых профилей вертикальные ролики на выходе из клети должны устанавливаться как можно ближе к валкам, в конструкции подушек предусмотрены срезы их соответствующих граней (см. фиг.1), что также дает возможность использования роликов достаточного большого диаметра, а при необходимости - установки дополнительной валковой арматуры (между валками и вертикальными роликами) без увеличения габаритов клети.

На фиг.1, 2 показано устройство предлагаемой клети дуо профилегибочного стана.

Стойки 1 с Г-образным поперечным сечением образуют левую 2 и правую 3 (по ходу прокатки, показанному стрелкой) станины и установлены с помощью винтов и сварки на продольных плитовинах 4, скрепленных двумя поперечинами 5 в форме уголков; к основанию (фундаментным балкам 6) плитовины крепятся анкерными болтами 7.

В станинах расположены верхние 8 и нижние 9 подушки, соответствующие узкие грани 10 на которых на выходе из клети срезаны, например, под углом 45^o. В подушках на подшипниках (не показаны) установлены оси верхнего 11 и нижнего 12 валков, концы 13 которых со стороны привода стана выходят за станину 2. Верхняя подушка 8 опирается на головки двух установочных болтов 14, ввинченных в поверхность нижней подушки 9; положение болтов фиксируется гайками 15, лежащими на нижней подушке.

Сверху в подушке 8 упираются нажимные винты 16, установленные в продольных траверсах 17 обеих станин; траверсы крепятся к стойке 1 проушинами 18 и пальцами 19, проходящими в отверстия стоек и проушин. Осевая регулировка всех подушек осуществляется восемью регулировочными болтами, проходящими через отверстия в стойках.

Габаритные размеры клети: L, В и Н; межосевое расстояние валков (переменное) - R, катающие диаметры валков (также переменные) - D и d.

Для снятия (выволки) валков из клети необходимо отсоединить концы 13 осей от привода, поднять (вращением) нажимные винты 16, вынуть пальцы 19 из проушин 18 траверс 17 и снять их со станин; поочередно поднять валки 12 и 11 и извлечь их из клети, предварительно "ослабив" регулировочные болты 20.

Опытную проверку предлагаемой клети осуществляли на стане легкого типа "0,52,5" ЗАО "Прокат - гнутый профиль" ОАО "Магнитогорский меткомбинат", содержащего двенадцать клетей.

Наилучшие результаты (выход I сорта профилей - до 98,5%, брак - не более 0,4%, остальное - II сорт) получены при использовании клети заявляемой конструкции. Установка верхних подушек с опорой на плоские головки болтов 14 (см. фиг.1) привела к быстрому износу головок и травмированию нижних поверхностей подушек 8, что приводило к перекосу осей валков и ухудшению геометрии профилей. Использование подушек без срезов граней 10 сузило возможности корректировки геометрии профилей (особенно несимметричных). В обоих случаях выход I сорта не превысил 95%, а брак возрос до 0,7%.

Клеть профилегибочного стана, взятая в качестве ближайшего аналога (см. выше), в данных опытах не испытывалась ввиду ее непригодности для производства гнутых профилей малых сечений. Сравнивалось лишь время, перевалок, необходимое для валков на этой клети и заявляемой: у последней оно было меньше в 2-3 раза.

Таким образом, опыты подтвердили приемлемость заявляемого устройства для решения поставленной задачи и его преимущества перед известным объектом. Технико-экономический анализ, проведенный Центральной лабораторией Магнитогорского меткомбината, показал, что стоимость изготовления предлагаемой клети будет ниже стоимости известной (по а. с. СССР 712150) клети тех же габаритов не менее чем в 1,8 раза, а затраты на эксплуатацию первой из них уменьшатся в 2-2,5 раза при неизменном уровне качества готового проката, что повысит прибыль от его реализации на 10-15%.

Пример конкретного выполнения

Рабочая клеть дуо (см. фиг.1) профилегибочного сортового стана (он содержит 12 таких клетей) легкого типа предназначена для профилирования заготовки толщиной 0,5...2,5 мм и шириной 40...250 мм из стали с пределом прочности до 500 МПа. Клети расположены на расстоянии 800 мм друг от друга; за каждой клетью смонтированы вертикальные ролики с возможностью изменения их расстояния от клети.

Диаметр верхнего валка (катающий): D=315,9...346,6 мм, нижнего 134...147 мм. Каждая клеть имеет четыре установленные на плитовинах Г-образные стойки сечением 5880 мм², образующие станины, в которых размещены подушки с подшипниками. Одна грань (узкая) каждой подушки на выходе из клети срезана (40 х 40 мм - при длине подушки 360 мм).

Верхняя подушка каждой станины опирается на два установочных болта диаметром 16 мм, ввинченных в отверстия на поверхности нижней подушки и фиксируемых гайками, лежащими на этой поверхности. В верхнюю подушку упирается нажимной винт, размещенный в продольной траверсе.

Минимальное межосевое расстояние валков: Rmin=225 мм, максимальное Rmax= 250 мм, т.е. величина хода верхней подушки по вертикали 25 мм.

Перемещение подушек в поперечном (к направлению прокатки) направлении в пределах 6 мм осуществляется двумя регулировочными болтами (для каждой подушки), проходящими через отверстия стоек с =м16 х 0,75 мм.

Габариты клети: L= 590 мм, В=685 мм, Нmax=704 мм. Минимальное сечение профилируемой заготовки 20 мм ², максимальное 625 мм².