Параметры валков и привода возвратно-поступательного перемещения осей их поворота для шаговой прокатки прямым и обратным ходом

УДК 621.771

ПАРАМЕТРЫ ВАЛКОВ И ПРИВОДА ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОСЕЙ ИХ ПОВОРОТА ДЛЯ ШАГОВОЙ ПРОКАТКИ ПРЯМЫМ И ОБРАТНЫМ ХОДОМ

Г.И. Коваль, М.И. Гасленко

PARAMETERS OF ROLLS AND DRIVE

FOR RECIPROCATING MOVING OF THEIR PIVOTS

FOR STEP-BY-STEP ROLLING IN STRAIGHT AND REVERSE MOTION

G.l. Koval, M.l. Gaslenko

Приведена методика расчета параметров рабочей поверхности взаимно перпендикулярных валков, деформирующих металл шаговой прокаткой прямым и обратным ходом, а также привода их возвратно-поступательного перемещения, обеспечивающего периодическую подачу заготовки.

Ключевые слова: шаговая прокатка, параметры валков, привод перемещения осей поворота валков.

The paper describes a procedure for calculating parameters of working surface of mutually perpendicular rolls deforming metal by step-by-step rolling in straight and reverse motion, as well as a drive for their reciprocating moving, providing periodic feed of work piece.

Keywords: step-by-step rolling, parameters of rolls, drive for reciprocating moving of roll pivots.

Проектирование технологии и оборудования прокатного производства невозможно без знания параметров валков, клетей и их привода. Рассмотрим методику расчета этих параметров для условий шаговой прокатки прямым и обратным ходом двумя парами взаимно перпендикулярных валков переменного по длине их рабочей поверхности радиуса. Особенности этого процесса прокатки и основные требования к его осуществлению изложены в работах [1, 2].

Рабочие поверхности пар прокатных валков (рис. 1, 2) включают несколько характерных участков, ограниченных центральными углами. Калибрующие участки, ограниченные углами 8кал1, 5кал2,

имеют постоянные радиусы ^кал1, Rкал.2, выполненные из осей О1, О2 поворота валков. Обжимные

О

5с '-'кал 1

. . . . обж.1 = Оотр.1-—,

0обж.2 0отр.2 '

^кал.2

выполнены постоянными

радиусами р1, р2, проведенными из центров О11, О12, расположенных эксцентрично осей О], О2 поворота валков с величинами эксцентриситетов еь е2. Холостые участки ограничены углами:

0хол.1 _ 360° 0отр.1

^кал.1

Фи Ф21.

0хол.2 _ 360° 0отр.2 '

кал.2

' ф12 ф22 .

Исходными данными для расчета являются высота, ширина соответственно исходной и получаемой заготовок Н0, В0 и Нь В1, расстояния между осями пар валков Дм и Д02, величина подачи m, а также следующие параметры:

Фи , Ф12 - углы, характеризующие положения валков соответственно в начале и в конце обжатия обратным ходом (рис. 1);

Ф22 , Ф21 - углы, характеризующие положения валков соответственно в начале и в конце обжатия прямым ходом (рис. 2).

Радиусы валков на калибрующих участках

^сал.1 , ^сал.2, углы ^кал.^ Окал.2 определяются по формулам:

R

кал.1

R

кал.2

о _ окал.1 _

Д01 - Н1 . 2 ’

. Д02 - В .

' 2 . кшк

кал.2

R

кал.1

кшк R 2

кал.2

где к - коэффициент перекалибровки. X - вытяжка.

Рис. 1. Валок, деформирующий обратным ходом

Рис. 2. Валок, деформирующий прямым ходом

Параметры валков на обжимных участках оп- щих угловые положения на их деформирующих

ределяются по следующим формулам [3]: ^б1 = -у/р^ - Є2 8ІП2 5, + Є1 008 51 ;

,О01 - H0 - 2р1

участках:

є =

2008 5отр.1 R52 = ^ - є| 8ІП2 52 + Є2 008 52; „ _ D02 - В0 - 2р2

2008 5,

Ф11 +Ф12 + к^1 +5отр.1 =П ; Ф21 + Ф22 + ^ + 5отр.2 = П

отр.2

и значения радиусов валков на границах их калибрующих и обжимных участков:

Якал.1 + e1C0S Ок2л‘1;

Параметры валков е1, е2, р1, р2 , 5отр 1, 5отр 2,

входящие в зависимости (15)-(18), определяются с привлечением условий (см. рис. 1, 2), связываю-

Rкал.2 = *Р2 -є2 8ІП2 + Є2 00^^.

2

82

Вестник ЮУрГУ, № 36, 2011

Коваль Г.И., Гасленко М.И.

Параметры валков и привода возвратно-поступательного перемещения осей их поворота для шаговой прокатки...

Значения углов фп , ф12 задаются из условий «разгона» и «торможения» осей поворота валков, обеспечивая выравнивание окружной скорости валков и скорости поступательного перемещения осей их поворота в начале и в конце деформации обратным ходом, и принимаются из опытных данных равными 10...15 град. Значения углов ф22, Ф21 определяются из условия осуществления заданной величины подачи. Зависимости для определения этих углов приведены ниже.

На холостых участках, ограниченных углами

§хол.1 и Охол.2 , радиусы валков RXол.1 и ^хол.2 могут выполняться постоянными из условия свободного вращения без соприкосновения смежных прокатных валков. Соотношения для определения этих радиусов имеют вид:

R

Д01 - В1

в2

хол.1 -

R 2 <

хол.2

2

Д02 - Вв1 2

где Вв1 и Вв2 -максимальная ширина валков, деформирующих соответственно обратным и прямым ходом.

Радиус кривошипа привода возвратно-поступательного перемещения осей поворота валков гкр

определяется из условия осуществления перемещения заготовки валками в сторону готового про-т

филя на величину

2

заготовки обратным ходом

п-ф21 _ I

Фіі

d —.

ю

[2] при деформации

В этом выражении скорость перемещения заготовки при ее деформации обратным ходом определяется по формуле

Vrn = Vu - ¥кл.

Скорость выхода металла из валков, деформирующих обратным ходом,

V„ = rnRri.

Скорость перемещения осей поворота валков

С \

0, 5гкр sin ф1 + d cos ф1

V™ _ю

Гкр sin Фі

L

Al-((/Ln

.

В формулах (17), (18), (20) обозначено: ю - угловая скорость валков и кривошипа; Як1 - катающий радиус валков, деформирующих обратным ходом; ё - дезак-сиал кривошипно-шатунного механизма; фх - угол поворота кривошипа привода возвратно-поступательного перемещения осей поворота валков.

Угловые положения валков, деформирующих обратным ходом, и кривошипов связаны соотношением

§к

—1 _ 3б0°-ф11 -

^кал.1

+ Ф1.

Длина шатуна определяется известным соотношением, применяемым при проектировании станов ХПТ,

При определении параметров пары валков, деформирующей прямым ходом, необходимо привлечь условие

Lm _(б---7Кр .

п-ф22

Ф12

в которое входят значения углов Ф22 , Ф21 , определяющих заданную величину подачи заготовки.

В этом выражении скорость перемещения заготовки при ее деформации прямым ходом определяется по формуле

^„2 = УКл - Уи.

Скорость выхода металла из пары валков, деформирующей прямым ходом,

^12 = 2 ,

где Rк2 - катающий радиус пары валков, деформирующей прямым ходом.

С использованием приведенных зависимостей и уравнений могут быть рассчитаны параметры пар валков, одна из которых деформирует прямым, а вторая обратным ходом, а также параметры привода возвратно-поступательного перемещения осей их поворота. Эти параметры обеспечивают получение шаговой прокаткой сортового проката с высокой вытяжкой, с требуемыми геометрическими характеристиками при подаче заготовки прокатными валками в заданном режиме.

Литература

1. Пат. № 2252830 Российская Федерация, МПК7 В 21 В 1/42. Способ шаговой прокатки / Г.И. Коваль, Т.Г. Каримова. - № 2004110352/02; заявл. 05.04.2004; опубл. 27.052005, Бюл. № 5. -12 с.

2. Коваль, Г.И. Основы нового способа шаговой прокатки / Г.И. Коваль // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». - 2005. - Вып. 6. - № 10(50). -С. 72-76.

3. Выдрин, В.Н. Геометрические параметры процесса прокатки-ковки широких полос/ В.Н. Выдрин, Е.Н. Березин, Г.И. Коваль // Теория и технология прокатки: сб. науч. тр. - Челябинск: ЧПИ, 1979. - № 230. - С. 82-96.

Поступила в редакцию 29 марта 2011 г.