СОСТАВНОЙ ПРОКАТНЫЙ ВАЛОК

Полезная модель относится к металлургии, и может быть использована в прокатных валках для черных и цветных металлов, преимущественно мелкосортных.
Известен составной валок, содержащий корпус, ось и твердосплавный бандаж, насаженный на ось, в которой с ее внутренних торцов выполнены концентрические пазы. Причем каждый паз с одного торца перекрывает паз с другого торца (см. а.с. СССР 1201007, В 21 В 27/02)
Недостатком известного устройства является то, что в связи с ограниченными габаритами валка при больших нагрузках на валок упругость элементов подобной формы может оказаться недостаточной, что вызовет потерю работоспособности валка. Это объясняется тем, что упругость элемента в кубической зависимости определяется от его длины, а длина его сравнительно мала и ограничена высотой бандажа.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту, является составной прокатный валок, содержащий твердосплавный бандаж, насаженный на ось с радиальными пазами, и упругие элементы, каждый из которых выполнен в виде стойки с горизонтальной полкой, контактирующей с соответствующим радиальным пазом. При этом стойка и горизонтальная полка упругого элемента по длине имеет постоянную площадь сечения, (см. пат. РФ №2044582, В 21 В 27/03).
Недостатком данного валка является то, что в случае приложения к горизонтальной полке упругого элемента распределенной нагрузки, действующей при прокатке со стороны прокатываемого металла, деформация свободного конца горизонтальной полки и деформация горизонтальной полки со стороны
стойки упругого элемента будут различны. В результате этого контакт твердосплавного бандажа с упругим элементом будет осуществляется по линии, что вызовет повышенное удельное давление на границе контакта, способствующее усиленному износу соприкасающихся поверхностей. Это приводит к ослаблению натяга и потере работоспособности валка.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении работоспособности составного прокатного валка путем уменьшения удельного давления на границе контакта твердосплавного бандажа и упругих элементов оси.
Поставленная задача решается тем, что в составном прокатном валке, содержащим твердосплавный бандаж, насаженный на ось с радиальными пазами, и упругие элементы, каждый из которых выполнен в виде стойки с горизонтальной полкой, контактирующей с соответствующим радиальным пазом, согласно изменению, стойка каждого упругого элемента выполнена наклонной к оси валка и образует с горизонтальной полкой угол, равный 60...85°, при этом горизонтальная полка в направлении от ее свободного конца в сторону стойки выполнена по длине с монотонно увеличивающейся площадью сечения.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг.1 схематично изображен составной прокатный валок, радиальный разрез;
на фиг.2 сечение А-А на фиг.1;
Составной прокатный валок содержит твердосплавный бандаж 1 (фиг.1), насаженный на ось 2 с радиальными пазами 3 (фиг.2), и упругие элементы 4, выполненные в виде стойки 5 (фиг.1) с горизонтальной полкой 6. Стойка 5 каждого упругого элемента 4 выполнена наклонной к оси 2 валка и образует с горизонтальной полкой 6 угол, равный 60...85°. При этом каждая горизонтальная полка 6 в направлении от ее свободного конца 7 в сторону наклонной стойки 5,
т.е. конца 8, выполнена по длине с монотонно увеличивающейся площадью сечения.
Выполнение угла наклона стойки 5 к горизонтальной полке 6 менее 60°, приводит к дополнительной деформации наклонной стойки 5 и нарушению контакта между горизонтальной полкой 6 и твердосплавным бандажом 1, что снижает работоспособность составного валка.
Выполнение угла наклона стойки 5 к горизонтальной полке 6 более 85°, приводит к повышению жесткости упругого элемента 4 оси 2, а следовательно, к повышению удельного давления на границе контакта между горизонтальной полкой 6 и твердосплавным бандажом 1, что также снижает работоспособность составного валка.
При выполнении каждой горизонтальной полки 6 в направлении от ее свободного конца 7 в сторону наклонной стойки 5, не с монотонно увеличивающейся площадью сечения а, например, постоянной площадью сечения, под действием усилий, возникающих при прокатке металла, деформации горизонтальной полки 6 со стороны свободного конца 7 и со стороны конца 8 не равны между собой, что приводит к повышению удельного давления на границе контакта между горизонтальной полкой 6 и твердосплавным бандажом 1, а следовательно к снижению работоспособности составного валка.
Соединение твердосплавного бандажа 1 и оси 2 осуществлено посредством щек 9, 10 (фиг.1) и винтов 11. Между твердосплавным бандажом 1 и упругими элементами 5 оси 2 валка выполнен зазор, определяемый из условий создания минимального натяга при рабочей температуре валка. Размеры и количество винтов 11 определены из условий создания силы сжатия бандажа 1, достаточной для предотвращения смещения его под действием усилий, возникающих при прокатке металла.
Работает составной прокатный валок следующим образом.
Твердосплавный бандаж 1 насаживают на ось 2 затем устанавливают щеки 9 и 10, и всю конструкцию стягивают винтами 11. В процессе работы при нагреве валка до рабочей температуры предварительный зазор между упругими элементами 5 оси 2 и твердосплавным бандажом 1 выбирается, не создавая излишних напряжений растяжения в твердосплавном бандаже 1. При этом, под воздействием внешней распределенной нагрузки, т.е. усилия, действующего со стороны прокатываемого металла и дополнительных усилий, появляющихся в результате температурного расширения деталей валка, горизонтальная полка 6 (фиг.1) деформируется. Т.к. горизонтальная полка 6 в направлении от ее свободного конца 7 в сторону стойки 5, т.е. конца 8, выполнена по длине с монотонно увеличивающейся площадью сечения, то на контакте с твердосплавным бандажом 1 не наблюдается появления концентраторов напряжений, т.к. деформации конца 7 и конца 8 горизонтальной полки 6 упругого элемента 5 равны между собой. Выравниванию деформаций концов 7 и 8 горизонтальной полки 6 упругого элемента 5 способствует выполнение его стойки наклонной.
Таким образом, заявляемый составной прокатный валок позволяет повысить работоспособность составного прокатного валка путем обеспечения равномерного контакта твердосплавного бандажа и упругого элемента оси при возникновении температурных деформаций и деформаций от усилий со стороны прокатываемого металла, что исключает возникновение по линии контакта концентраторов напряжений, а следовательно, уменьшает давление в этом месте валка.