ОПОРА ПРОКАТНОГО ВАЛКА

Полезная модель относится к оборудованию для обработки металлов давлением и может быть использовано при горячей прокатке на толстолистовых станах.
На этих станах, содержащих рабочие клети кварто, трио или дуо (соответственно, с четырьмя, тремя или двумя валками), прокатывается листовая сталь толщиной более 4 мм.
Концевые части (шейки) валков устанавливаются обычно в открытых подшипниках (опорах) скольжения, которые состоят из корпуса с размещенными в них вкладышами, а их дугообразные рабочие поверхности выполнены из текстолитовых или бронзовых пластин, контактирующих с шейками валков. Конструкции цельноштампованных вкладышей достаточно подробно описаны, например, в книге А.И.Целикова и В.В.Смирнова "Прокатные станы", М., Металлургиздат, 1958, с.76-79 и рис.59 и 60. На поверхности вкладышей, обращенной к шейке валка, устанавливаются контактные пластины из материалов с пониженным коэффициентом трения скольжения. Открытые опоры скольжения несложны в изготовлении и эксплуатации и выдерживают значительные нагрузки, возникающие при прокатке толстых листов.
Известна опора прокатного валка нереверсивного стана, содержащая подушку и цилиндрический (дугообразный) вкладыш, на рабочей поверхности которого выполнена замкнутая смазочная канавка, а на заданных расстояниях от продольной оси вкладыша имеются две канавки, заполненные антикоррозионным материалом (см. а.с. СССР №1581396, кл. B21B 31/02, опубл. В БИ №28, 1990 г.). Однако такая опора имеет недостаточный рабочий ресурс, например, при эксплуатации в реверсивной клети толстолистового стана, где постоянно изменяется направление вращения валков.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является опора валка стана горячей прокатки, описанная в справочнике под ред. Е.С.Рокотяна "Прокатное производство", т.1, М., "Металлургия", 1962, с.191-192, рис.16 и 18.
Эта опора содержит корпус с вкладышем, рабочая поверхность которого выполнена из материала с пониженным коэффициентом трения скольжения, и характеризуется тем, что вкладыш выполнен наборным с краевыми канавками (срезами) для аккумуляции смазки. Недостатком такой опоры является относительно малая длительность работы вкладыша, что приводит к дополнительным простоям стана и снижению его производительности.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение производительности толстолистового стана за счет увеличения продолжительности работы валков.
Для решения этой задачи у опоры среднего валка клети трио толстолистового стана, содержащей корпус с вкладышами, рабочая поверхность которых выполнена из материала с пониженным коэффициентом трения скольжения, в корпусе установлены под углом 90° друг к другу два боковых и один нижний вкладыши, рабочие поверхности каждого из которых охватывают 0,15…0,16 длины окружности шейки валка и выполнены из текстолитовых пластин с закрепленными в них стержнями из дисульфидмолибдена, при этом толщина пластины и длина стержней составляет 0,09…0,10 диаметра шейки, а стержни диаметром 10…12 мм установлены нормально поверхности шейки на равных расстояниях между ними и их суммарная контактная площадь равна 0,2…0,3 площади рабочей поверхности текстолитовых пластин.
Приведенные параметры опоры получены опытным путем и являются эмпирическими.
Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации параметров опоры среднего валка реверсивной клети трио толстолистового стана, в результате чего увеличивается продолжительность работы опоры, сокращаются простои стана и повышается его производительность.
Предлагаемая опора схематично показана на фиг.1.
В опоре 1 шейки 2 среднего валка клети трио толстолистового стана установлены боковые 3 и нижний 4 вкладыши, рабочие текстолитовые пластины 5 которых выполнены каждая с охватом 0,15…0,16 длины окружности шейки. В текстолитовых пластинах толщиной ħ установлены дисульфидмолибденовые стержни 6, длина которых равна ħ и эти стержни нормальны поверхности шейки 2. Каждая пластина охватывает 0,15…0,16 длины окружности шейки диаметра d. Толщина пластин ħ и равная им длина стержней составляют (0,09…0,10)d, причем, диаметр стержней равен 10…12 мм и они установлены в пластинах на равных расстояниях между собой, а их суммарная контактная площадь равна 0,2…0,3 рабочей поверхности 7 текстолитовых пластин.
Опытную проверку заявляемого технического решения осуществляли на толстолистовом стане 4500 ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат". С этой целью в клети три этого стана устанавливались опоры различного исполнения, а результаты опытов фиксировались по производительности стана.
Наилучшие результаты (максимальная производительность стана) получены с использованием предлагаемой опоры среднего валка его клети трио. Отклонения от рекомендуемых параметров опоры ухудшали достигнутые показатели.
Так например, использование одного (цельного) вкладыша с охватом шейки валка в пределах ее длины окружности не привели к повышению износостойкости опоры среднего валка, но повысили трудозатраты и расход материала на изготовление опоры. Уменьшение длины рабочих поверхностей вкладышей (l<0,15πd) увеличило их износ, а при l>0,16πd износостойкость вкладышей практически не возросла, но повысились затраты на их изготовление.
2
Уменьшение толщины ħ (и длины стержней из MoS) привело не только к ускорению износа пластин, но и (в отдельных случаях) к трещинообразованию в них. В то же время при ħ>0,1d роста износостойкости пластин вкладышей не наблюдалась.
2
2
Σ
Σ
Наиболее оптимальный (в аспекте расхода MoS) признаны стержни диаметром 10…12 мм, так как уменьшение их диаметра приводило к увеличению количества стержней (т.е. к ослаблению пластин), а увеличение диаметра стержней не повысило износостойкость контактных пластин, но привело к увеличению расхода дорогостоящего MoS. В аспекте износостойкости контактных пластин оптимальным является равное расстояние между дисульфидмолибденовыми стержнями (т.е. между отверстиями в пластинах). Кроме того, уменьшение суммарной контактной площади стержней (F<0,2F пластин) отрицательно сказалась на работоспособности опоры, а при F>0,3 F достигнутые показатели не возросли, но это привело к ослаблению пластин с отрицательными последствиями.
Использование опоры, взятой в качестве ближайшего аналога, уменьшило производительность стана (по сравнению с максимально достигнутой) почти на 6%. Таким образом, опытная проверка доказала приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущества перед известным объектом.
Технико-экономические исследования показали, что использование настоящего изобретения в клетях трио толстолистовых станов повысит их производительность не менее, чем на 5% с одновременных снижением производственных затрат.
Пример конкретного выполнения
Опора среднего валка клети трио толстолистового стана 2350 выполнена согласно схеме на фиг.1 (см.).
2
к
Шейка валка имеет диаметр d=160 мм, а каждый вкладыш имеет длину текстолитовой пластины, равную 0,155πd=0,155×3,14×160≈78 мм, толщина пластин ħ=0,095d=0,095×160≈15 мм; диаметр стержней из MoS равен 11 мм, а их контактная площадь составляет 0,25 от площади рабочей поверхности текстолитовой пластины, т.е. F=0,25F.