УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ВАЛКАМИ ПРОКАТНОГО СТАНА
DEVICE FOR DISTANCE MEASUREMENTS BETWEEN MILL ROLLERS

Изобретение относится к области прокатного производства, а точнее к устройствам для радиальной установки валков прокатного стана на требуемый размер калибра клети и наиболее эффективно может быть использовано в трехвалковых клетях станов продольной прокатки станинного типа.
Для производства сорта и труб повышенной точности с небольшими концевыми отходами необходимо обеспечить перемещение валков не только при образовании калибра, но и в процессе прокатки.
Известно устройство для изменения расстояния между валками прокатного стана, содержащее нажимной винт с гайкой и связанный с ним гидроцилиндр (ФРГ №2651490, В21В 31/24, заявл. 11.11.76 г., опубл. 18.05.78 г.; СССР №900909, В21В 37/14, заявл. 11.04.80 г., опубл. 30.01.82 г.). Нажимной винт с гайкой размещены в станине, а гидроцилиндр установлен в выемке, выполненной в подушке валка, и нижний торец нажимного валка взаимодействует с поршнем цилиндра.
Недостатком этого устройства является то, что его использование приводит к снижению жесткости калибра и клети прокатного стана, так как гидроцилиндр конструктивно размещен последовательно в цепочке деформирующихся под действием усилий прокатки узлов и деталей: рабочий валок с опорой - детали гидроцилиндра - нажимной винт с гайкой - станина клети.
Под действием усилия прокатки происходит увеличение калибра клети (расстояния между валками), происходит деформация последовательной цепочки деталей клети, начиная с рабочего валка и кончая станиной. Все детали цепочки под нагрузкой сжимаются, а станина клети - растягивается.
Деформация Δl любой детали определяется аналитическим выражением:
,
где Р - усилие прокатки на валке,
l - длина детали,
Е - модуль упругости материала детали,
F - площадь поперечного сечения детали.
к
Из приведенной выше формулы видно, что при прочих равных условиях, чем больше габарит детали (длина l) и меньше ее сечение, тем деформация этой детали больше. Следует отметить, что чем больше количество деталей в последовательной цепочке: рабочий валок - станина клети, тем больше их суммарная деформация и соответственно больше величина Δd изменения калибра клети при прокатке и, естественно, ниже жесткость С клети. Чем больше длина пути перемещения рабочего валка при прокатке, тем больше затрачивается время на его перемещение. Учитывая, что при этом, например, в непрерывных справочных трубных станах, прокат движется в осевом направлении со скоростью до 4 м/с, то соответственно увеличивается длина концевых отходов прокатываемых труб.
Известно также устройство для изменения расстояния между валками прокатного стана, содержащее нажимной винт с гайкой и связанный с ним гидроцилиндр, расположенный между подушкой валка и нажимным винтом с гайкой (СССР №1750762, В21В 31/32, 37/00, заявл. 11.09.90 г., опубл. 30.07.92 г.). Устройство снабжено возвратным гидроцилиндром, расположенным сверху нажимного винта и связанным с поршнем первого (исполнительного) гидроцилиндра штоком, который пропущен через нажимной винт. Перемещением нажимного винта осуществляют предварительную грубую установку рабочих валков прокатной клети, а тонкое регулирование межвалкового зазора в процессе прокатки осуществляется перемещением поршня исполнительного гидроцилиндра.
Недостатком этого устройства, как и предыдущего, является недостаточная жесткость калибра и клети прокатного стана, так как гидроцилиндр конструктивно размещен в последовательной цепочке деформирующихся деталей.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для изменения расстояния между валками прокатного стана, содержащее нажимной винт с гайкой и связанный с ним гидроцилиндр (ФРГ №2652325, В21В 31/20, заявл. 17.11.76 г., опубл. 18.05.78 г.).
Нажимной винт концом со сферической опорой взаимодействует с подушкой валка, а с резьбовым хвостовиком винта связан поршень гидроцилиндра, выполненный в виде стаканообразной втулки, на внутренней поверхности которой выполнена резьба, взаимодействующая с резьбой хвостовика винта, а между наружной поверхностью дна стакана и корпусом цилиндра расположена рабочая полость гидроцилиндра, и при изменении давления в полости вместе с поршнем гидроцилиндра перемещается винт.
Между гидроцилиндром и подушкой валка на нажимном винте смонтирован привод вращения винта. Это позволяет устройство полностью вставлять в окна станины.
Недостаток известной конструкции устройства для изменения расстояния между валками прокатного стана заключается в том, что жесткость калибра и клети будет недостаточна, так как длина последовательной цепочки деформирующихся под усилием прокатки деталей увеличена за счет установки привода вращения на нажимном винте и расположения корпуса гидроцилиндра между торцом резьбового хвостовика нажимного винта и станиной. При этом окно в станине для установки устройства должно быть увеличено.
Задача настоящего изобретения состоит в создании устройства, позволяющего повысить жесткость калибра и клети станинного типа и, следовательно, повысить качество проката.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для изменения расстояния между валками прокатного стана, содержащем приводной нажимной винт с гайкой и связанный с ним гидроцилиндр, согласно изобретению поршень гидроцилиндра выполнен в виде установленной концентрично гайке втулки с кольцевым фланцем, взаимодействующим с торцом гайки.
Такое конструктивное выполнение устройства для изменения расстояния между валками прокатного стана обеспечит повышение жесткости калибра и рабочей клети стана благодаря тому, что уменьшено количество деталей и узлов в последовательной цепочке деформирующихся под воздействием усилия прокатки деталей, так как гидроцилиндр, позволяющий быстро изменять расстояние между валками в процессе прокатки, размещен концентрично вокруг гайки нажимного механизма. Чем выше жесткость калибра, тем меньше величина увеличения калибра под действием усилий прокатки, что в свою очередь сокращает время перемещения валка при прокатке. Учитывая, что прокатываемое изделие в это время перемещается со значительной скоростью, то чем меньше времени тратится на сведение и разведение рабочих валков, тем больше сокращаются переходные процессы при прокатке и, следовательно, сокращаются концевые отходы проката.
Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором изображено устройство для изменения расстояния между валками прокатного стана, общий вид.
Устройство для изменения расстояния между валками прокатного стана состоит из приводных нажимных винтов 1 с гайками 2 и связанных с ними гидроцилиндров 3. Поршень каждого гидроцилиндра 3 выполнен в виде втулки 4, установленной концентрично гайке 2 и снабженной кольцевым фланцем 5, взаимодействующим с торцем гайки 2. Корпус 6 гидроцилиндра 3 закреплен в станине 7, например, трехвалковой клети стана продольной прокатки. Поршень 4 в корпусе 6 установлен с образованием полостей 8 и 9. Для каждого двухопорного валка 10, например, трехвалковой клети стана продольной прокатки, используют два устройства для изменения расстояния между валками, каждое из которых взаимодействует с соответствующей подшипниковой опорой 11. Для вращения нажимных винтов 1 на станине клети установлены комбинированные редукторы 12 и электродвигатели 13.
Устройство работает следующим образом.
к
к
Настройка клети на номинальный требуемый размер калибра d осуществляется путем радиального перемещения рабочих валков 10 с подшипниковыми опорами 11 нажимными винтами 1, вращение которых в гайке 2 осуществляется через комбинированные редукторы 12 от электродвигателей 13, при этом давление рабочей жидкости в гидроцилиндрах 3 отсутствует. Настройку калибра клети d возможно осуществлять как в линии прокатного стана, так и вне ее на специальном стенде.
Изменение расстояния между валками при прокатке труб с утоненными передними и задними концами осуществляют следующим образом.
к
к
Перед началом прокатки для получения утоненного переднего конца подают давление рабочей жидкости в полости 8 гидроцилиндра 3, в результате чего рабочие валки 10 перемещаются в направлении к оси прокатки на требуемую величину и, тем самым, уменьшается величина калибра клети d. После прокатки переднего конца трубы давление рабочей жидкости подают уже в полости 9 гидроцилиндров 3, при этом полости 8 соединяются со сливом жидкости. Рабочие валки 10 возвращаются в исходное положение на номинальный размер калибра клети d и производится прокатка срединной части трубы.
к
При подходе к валкам 10 определенной длины заднего конца трубы в полости 8 гидроцилиндров 3 опять подают давление рабочей жидкости, а полости 9 соединяют со сливом. Рабочие валки 10 опять перемещаются в направлении к оси прокатки, и уменьшается размер калибра клети d. Производится прокатка заднего утоненного конца трубы.
При прокатке последующих труб операции повторяются.
Предложенное устройство для изменения расстояния между валками прокатного стана по сравнению с известными позволяет повысить качество проката за счет повышения жесткости калибра.