КЛЕТЬ ТРУБОСВАРОЧНОГО СТАНА
PIPE ROLLING MILL STAND

Изобретение относится к области обработки металла давлением, а точнее к клети трубосварочного стана.
В трубоэлектросварочном производстве с каждым годом возрастает потребность в расширении сортамента сварных труб. С учетом часто встречающихся в трубоэлектросварочном производстве выпуском труб небольшими партиями становится актуальным естественное снижение производительности агрегата из-за частых простоев его при перевалках оборудования для производства труб другого типоразмера.
В связи с изложенным время перевалок должно быть минимально возможным. При этом, средства перевалки не должны ухудшать другие важные показатели как надежность, ремонтопригодность.
Учитывая вышеизложенное, наиболее экономически целесообразным способом перевалок является перевалка клетями, а на станах малого сортамента (ТЭСА 10÷76) блоками клетей. В этом случае перевалка заключается в соединении-разъединении концов валов с валками с их шпинделями и монтажом-демонтажом клетей с постаментов.
Известно устройство для разъединения привода с шейкой валка и для соединения, см. патент США №4118967, кл.72-239, заявл. 25.07.77 г., опубл. 10.10.78 г.
Устройство состоит из четырех стоек, соединенных сверху рамой с захватывающими конец шпинделя головками, снабженных тележками и приводом горизонтального перемещения в виде гидроцилиндров.
Известное устройство не может быть использовано для клетей трубосварочного стана, так как в нем оси захватных головок не меняют своего положения по высоте и не размещены в одной вертикальной плоскости.
В трубосварочных клетях оба горизонтальных валка приводные и их оси меняют свое положение по вертикали из-за широкого диапазона типоразмеров и валки в связи с износом подвергаются переточкам.
Кроме того, недостатком устройства является его портальная компоновка сверху шпинделей, что крайне затрудняет их монтаж и демонтаж и резко ухудшает условия технического обслуживания стана в целом, в котором общее количество клетей составляет 6÷9 штук с шагом расположения, равным 1000÷1700 мм, а также увеличивает время на перевалку.
Из известных клетей трубосварочного стана наиболее близкой по технической сущности является клеть, описанная в заявке Великобритании №1476966, кл. МКИ В21D 5/12, заявл. 16.08.74 г., опубл. 16.06.77 г.
Клеть содержит раму, смонтированную на ней станину с горизонтально установленными валками, расположенными на валах, соединенных шпинделями со втулками и приводом вращения, механизм соединения-разъединения валов и шпинделей и гидроцилиндр горизонтального перемещения. Станина выполнена из двух отдельных элементов. Ближайший к приводу вращения валков элемент станины имеет механизм соединения-разъединения валов и шпинделей, дающий ему возможность перемещения по направляющим рамы поперек стана с помощью гидроцилиндра горизонтального перемещения. Второй элемент станины имеет возможность вертикального перемещения с помощью дополнительного гидроцилиндра и поворота на 180° с помощью привода.
Недостатком клети являются плохие условия технического обслуживания, так как консольные валы, свободные от валков, ухудшают обзор. При осуществлении монтажа и демонтажа валков в момент остановки стана увеличивается время перевалок и соответственно снижается производительность агрегата. Производить монтаж и демонтаж валков при работающем агрегате с использованием мостового крана небезопасно по условиям труда.
Недостаток известной клети заключается в невозможности ее использования для производства широкого сортамента труб, так как наличие нескольких приводов повышает трудоемкость изготовления и эксплуатации, снижает ее надежность в работе и жесткость, что особенно важно при производстве сварных труб диаметром более 100 мм и толщиной 6÷16 мм, когда максимальное радиальное усилие на валок составляет 60 тонн, а момент на валке - 11 тм.
Задача настоящего изобретения - создание клети трубосварочного стана, позволяющей увеличить производительность стана за счет сокращения простоев при переходе на производство сварных труб широкого диапазона, повысить надежность и улучшить условия технического обслуживания.
Поставленная задача достигается тем, что в клети трубосварочного стана, содержащей раму, станину с горизонтально установленными валками, расположенными на валах, соединенных с приводом вращения шпинделями, имеющими втулки, механизм соединения-разъединения валов и шпинделей и гидроцилиндр горизонтального перемещения, согласно изобретению механизм соединения-разъединения валов и шпинделей выполнен в виде балки, несущей вертикальные цилиндрические стойки с внутренними втулками скольжения и установленными в этих втулках с возможностью перемещения от гидроцилиндров ползунами с замковыми головками, и расположенных по боковым сторонам станины на раме и подшипниках скольжения цилиндрических направляющих, при этом гидроцилиндр горизонтального перемещения размещен на кронштейне, закрепленном на раме в плоскости шпинделей, а ось этого гидроцилиндра и оси цилиндрических направляющих расположены в одной горизонтальной плоскости. Кроме того, замковые головки выполнены с откидывающимися крышками и снабжены трапецеидальными круговыми выступами, входящими в аналогичной формы канавки, выполненные во втулках шпинделей.
Такое конструктивное выполнение клети трубосварочного стана позволяет, даже при вынужденных частых перевалках, связанных с производством труб малого объема, сохранять на высоком уровне производительность агрегата за счет сокращения простоев, связанных с переходом на производство другого типоразмера сварных труб.
Компоновка гидроцилиндра горизонтального перемещения и направляющих, согласно изобретению, повышает надежность, ремонтопригодность всего стана, сокращает время на его техническое обслуживание.
Размещение гидроцилиндров, ползунов внутри стоек сокращает габариты устройства, повышает его жесткость и, как следствие, гарантирует точное положение соединяемых-разъединяемых элементов при перевалках.
Снабжение замковых головок фиксирующими трапецеидальными выступами, соответствующими по форме и размерам впадинам на втулках, и механизмами подъема в виде гидроцилиндров обеспечивают надежную фиксацию шпинделей в широком диапазоне их межцентровых расстояний, что позволит осуществлять производство на стане сварных труб широкого диапазона и переточку изношенных валков.
Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг.1 - изображена клеть трубосварочного стана;
на фиг.2 - то же, без привода вращения валков;
на фиг.3 - вид по стрелке А на фиг.1;
на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.1.
Клеть трубосварочного стана содержит раму 1, станину 2 с крышкой 3, нижний горизонтальный валок 4, установленный на валу 5 с подшипниками качения 6, размещенными в подушке 7, верхний горизонтальный валок 8, расположенный на валу 9 с подшипниками качения 10 и подушками 11, нажимные винты 12 с подпятниками 13, взаимодействующие с подушками 11 верхнего горизонтального валка 8 через упругое средство 14. Привод 15 радиальной регулировки верхних горизонтальных валков 8 размещен на крышке 3. Нижний горизонтальный валок 4 установлен с возможностью регулировки по вертикали с помощью клиновых механизмов 16. Клеть трубосварочного стана содержит также привод вращения 17, валы 18 которого соединены с валами 5, 9 валков 4, 8 посредством шпинделей 19, 20, механизм соединения-разъединения валов и шпинделей и гидроцилиндр 21 горизонтального перемещения.
Механизм соединения-разъединения валов 5, 9 и шпинделей 19, 20 выполнен в виде балки 22, несущей вертикальные цилиндрические стойки 23, и расположенных по боковым сторонам станины 2 на раме 1 на подшипниках скольжения 24 цилиндрических направляющих 25.
Балка 22 с цилиндрическими направляющими 25 имеет возможность перемещения с помощью гидроцилиндра 21 горизонтального перемещения, закрепленного на кронштейне 26, при этом ось гидроцилиндра 21 и оси цилиндрических направляющих 25 расположены в одной горизонтальной плоскости, а в вертикальной плоскости ось гидроцилиндра 21 находится в плоскости шпинделей 19, 20.
В вертикальных цилиндрических стойках 23 с внутренними втулками скольжения 27 размещены гидроцилиндры 28, 29 с разными ходами. Штоки 30 гидроцилиндров 28, 29 через оси 31 соединены с ползунами 32, контактирующими с втулками скольжения 27 и несущими замковые головки 33, 34. Последние снабжены откидывающимися крышками 35, которые имеют фиксацию в открытом и закрытом положении и трапецеидальные круглые выступы 36, которые в закрытом состоянии входят в плотное зацепление с аналогичной формы канавками 37, выполненными во втулках 38 шпинделей 19, 20, которые вторыми концами соединены с валами 18 привода 17 вращения нижнего 4 и верхнего 8 валков. Станина 2 клети закреплена на раме 1 посредством клиньев 39, штырей 40, шайб 41 и фиксирующего зуба 42.
Перевалка клети трубосварочного стана осуществляется следующим образом.
После остановки трубоэлектросварочного агрегата клеть освобождается от крепления ее с рамой 1. Электромостовым краном клеть поднимается, чтобы фиксирующий зуб 42 был выше уровня рамы не менее чем на 5 мм.
Далее по очереди с помощью гидроцилиндров 28, 29 поднимаются ползуны 32 с замковыми головками 33, 34 до тех пор, пока их выступы 36 плотно не коснутся канавок 37 втулок 38. Затем крышки 35 плотно закрываются и фиксируются, например, с помощью штырей (не показаны). Рабочая жидкость подается в штоковую полость гидроцилиндра 21 горизонтального перемещения, и балка 22 с вертикальными цилиндрическими стойками 23 и зафиксированными замковыми головками 33,34 перемещаются по горизонтали до расцепления их с валами 5, 9.
Находящаяся в поднятом состоянии клеть убирается электромостовым краном и на ее место устанавливается сменная клеть с новым комплектом валков для производства сварных труб другого типоразмера.
Перед тем как клеть будет опущена на раму 1 и закреплена, с помощью гидроцилиндров 28, 29 совмещают оси зафиксированных головок шпинделей 19, 20 с осями валов 5, 9, а с помощью гидроцилиндра 21 горизонтального перемещения соединяют их.
Предложенная клеть трубосварочного стана по сравнению с известными позволит увеличить производительность стана за счет сокращения времени перевалок, повысить ее надежность, ремонтопригодность и улучшить условия технического обслуживания.