ОПОРНЫЙ ВАЛОК ДРЕССИРОВОЧНОГО СТАНА

Полезная модель относится к обработке металлов давлением, в частности, к прокатному производству, и может быть использована для дрессировочных станов холодной прокатки.
Известен опорный валок, описанный в способе профилирования опорных валков системы кварто, состоящий из бочки, профиль образующей поверхности которой выполнен в соответствии с математической зависимостью, включающей такие параметры, как величина максимального износа рабочего валка, минимальная и максимальная ширина полосы и максимально возможный прогиб опорного валка в процессе прокатки (см. пат. РФ №2222393, В21В 27/02).
Недостатком известного устройства является низкая стойкость микрогеометрии поверхности рабочего валка в результате постоянного контактирования поверхностей опорного и рабочего валков, что приводит к значительному истиранию последнего в процессе работы.
Наиболее близким аналогом к заявляемому является опорный валок дрессировочного стана, содержащий бочку с центральным цилиндрическим участком и сопрягающимися с ним промежуточными участками с коническими скосами, переходящими в концевые цилиндрические участки. При этом конические участки выполнены с конусностью от 1:500 до 1:100, а периферийные цилиндрические участки составляют 0,18…0,4 длины бочки (см. пат. РФ №2252089, В21В 27/02).
Недостатком известного устройства является низкая стойкость микрогеометрии поверхности рабочего валка вследствие возникновения контакта между поверхностями опорного и рабочего валков в срединной части. Это обусловлено постепенным смятием и выкрашиванием опорного валка в процессе дрессировки в месте перехода его конических участков в цилиндрические участки, поскольку в указанном месте под действием усилий дрессировки концентрируются контактные напряжения, превышающие допустимые значения для материала валков.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении стойкости микрогеометрии поверхности рабочего валка.
раб
раб
б
б
б
Поставленная задача решается тем, что известный опорный валок дрессировочного стана, содержащий бочку с центральным цилиндрическим участком и сопрягающимися с ним промежуточными участками, переходящими в концевые цилиндрические участки, в котором согласно изменению, промежуточные участки имеют вогнутую поверхность, конгруэнтную профилю прогиба рабочего валка на соответствующих участках, причем место перехода центрального цилиндрического участка в промежуточные участки выполнено в виде галтели, радиус которой составляет (0,0039÷0,0054)D, где D - диаметр рабочего валка, длина промежуточных участков равна (0,065÷0,07)L, а длина концевых цилиндрических участков - (0,027÷0,03)L, где L - длина бочки опорного валка.
Технический результат заключается в повышении производительности дрессировочного стана за счет уменьшения времени на аварийные остановки из-за выкрашивания и смятия опорного валка.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 схематично изображен опорный валок,
- на фиг.2 изображена схема взаимодействия опорного валка с рабочим валком в процессе дрессировки.
раб
раб
б
б
б
n
Опорный валок дрессировочного стана содержит бочку 1 (фиг.1) с центральным цилиндрическим участком 2 и сопрягающимися с ним промежуточными участками 3, 4, переходящими в концевые цилиндрические участки 5, 6. Переход центрального цилиндрического участка 2 в промежуточные 3, 4 выполнен в виде галтели 7, радиус которой выбирают из условия (0,0039÷0,0054)D, где D - диаметр рабочего валка. Промежуточные участки 3, 4 имеют вогнутую поверхность, конгруэнтную профилю прогиба рабочего валка 8 на соответствующих участках. Причем профиль промежуточного участка 3, расположенного слева относительно центра бочки, аппроксимируется уравнением y=C·x, где C=const, n=0,89÷0,92, а профиль промежуточного участка 4, расположенного справа относительно центра бочки - зеркальное отражение предыдущего. При аппроксимировании за начало координат принята точка сопряжения цилиндрического концевого участка с промежуточным участком. При этом длину промежуточных участков 3, 4 выбирают равной (0,065÷0,07)L, а длину концевых цилиндрических участков 5, 6 выбирают из условия (0,027÷0,03)L, где L - длина бочки опорного валка. Такое конструктивное выполнение заявляемого опорного валка дрессировочного стана позволяет равномерно распределить и значительно уменьшить возникающие контактные напряжения, что, в свою очередь, позволит исключить смятие и выкрашивание валков и не допустить контакта между поверхностями опорного и рабочего валков.
раб
раб
Устанавливать радиус галтели менее, чем 0,0039D, где D - диаметр рабочего валка, нецелесообразно, так как это приводит к возникновению контакта между поверхностями опорного и рабочего валков в срединной части и как следствие к истиранию поверхности рабочего валка и ухудшению микрогеометрии его поверхности.
раб
Устанавливать радиус галтели более, чем 0,0054D, также нецелесообразно, в виду уменьшения диаметра опорного валка и соответственно снижения прочности его срединной части.
б
б
б
Устанавливать длину промежуточных участков менее, чем 0,065L, а длину концевых цилиндрических участков менее, чем 0,027L, где L - длина бочки опорного валка, нецелесообразно, так как это приводит к разрушению этих участков под действием контактных напряжений, возникающих в результате действия усилий дрессировки и межвалковых давлений соответственно.
б
б
Устанавливать длину промежуточных участков более, чем 0,07L, а длину цилиндрических концевых участков более, чем 0,03L, также нецелесообразно, так как это не обеспечит требуемую длину центрального цилиндрического участка опорного валка, исключающую контакт между поверхностью опорного валка и поверхностью рабочего валка, который приводит к истиранию поверхности рабочего валка и ухудшению ее микрогеометрии.
Опорный валок дрессировочного стана работает следующим образом.
Первоначально опорный валок 1 устанавливают в клеть дрессировочного стана (на фиг. не показано) совместно с рабочим валком 8. Валки 1 и 8 прижимаются друг к другу с определенным усилием, создавая межвалковое давление. Рабочий валок 8 является приводным, то есть приводится в движение от электродвигателя. Гидравлические нажимные устройства создают необходимое прижатие рабочего валка 8 к опорному валку 1, который под действием сил трения также приводится во вращение. До начала дрессировки контакт между валками осуществляется на концевых цилиндрических участках 5, 6. В процессе дрессировки рабочий валок 8 прогибается под действием усилий дрессировки (фиг.2), и контакт реализуется на промежуточных участках 3, 4. Процесс дрессировки окончательно формирует механические свойства и плоскостность исходного листового металла. В процессе дрессировки микрогеометрия рабочего валка переносится на поверхность листа. Снижение качества поверхности рабочего валка 8 в результате износа, вызванного наличием контакта с опорным валком 1 по всей ширине листа, приведет к ухудшению микрогеометрии изготавливаемой продукции. Благодаря заявляемому конструктивному выполнению опорного валка дрессировочного стана контактные напряжения, возникающие в процессе дрессировки, равномерно распределяются, а, следовательно, уменьшаются, исключая смятие и выкрашивание валков, что позволяет исключить контакт между поверхностью опорного валка 1 и поверхностью рабочего валка 8 в срединной части, способствуя этим к более длительному сохранению микрогеометрии поверхности рабочего валка.
Таким образом, заявляемый опорный валок дрессировочного стана, позволяет повысить стойкость микрогеометрии поверхности рабочего валка.