СТАЦИОНАРНЫЙ УПОР ТОЛСТОЛИСТОВОГО СТАНА

Полезная модель относится к вспомогательному прокатному оборудованию и может быть использовано при производстве горячекатаных листов толщиной более 6 мм.
Такие листы прокатываются на толстолистовых станах и их мерная (заказная) длина образуется при обрезке концов на гильотинных ножницах. Для повышения точности реза за такими ножницами толстолистового стана устанавливается в нужном положении упор той или иной конструкции. Одной из функций упора за ножницами является плавное торможение движущегося тяжелого листа путем «гашения» его кинетической энергии специальным демпферным устройством упора.
Конструкция упора прокатного стана описана, например, в книге А.А.Королева «Механическое оборудование прокатных и трубных цехов», М., «Металлургия», 1985, с.162 и рис. IV.8. часто в качестве упругого элемента демпферного устройства используются пружины различных типов. Упоры могут выполняться как подвижными, так и стационарными.
Известен подвижный упор для укладки листового металла в штабель, состоящий из подвижной рамы, консоль которой представляет рычаг первого рода, одним из концов присоединенный к пружинному демпферу (см. а.с. ЧССР №5878-79, кл. В 21 В 39/14, опубл. 01.02.84 г.). однако этот упор неприемлем для точной остановки толстых листов в гильотинных ножницах.
Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является стационарный упор для остановки слябов, приведенный в книге А.А.Королева «Конструкция и расчет машин и механизмов прокатных станов», М., «Металлургия», 1985, с.359, рис. Х.21.
Этот упор содержит упорный элемент и демпферное устройство и характеризуется тем, что он установлен в конце отводящего рольганга стана горячей прокатки, упорный элемент выполнен в форме толстого диска, а демпферное устройство содержит цилиндрическую пружину сжатия.
Известное устройство также неприемлемо для точной остановки толстых листов в гильотинных ножницах.
Действительно, при использовании в демпферном устройстве упора цилиндрической пружины сжатия неизбежно происходит некоторое разжатие пружины (после ее сжатия от удара штуки металла в упор), что приводит к «откату» металла и, следовательно, к ухудшению точности остановки листа в требуемом положении. В результате этого повышается «разброс» длин мерных листов после обрезки их концов, что повышает расход металла на производство проката.
Технической задачей настоящей полезной модели является уменьшение расхода металла при производстве толстых листов за счет сокращения отходов, повышение выхода годного проката и сокращение трудозатрат.
Предлагаемый стационарный упор толстолистового стана содержит упорный элемент и демпферный узел и при установке упора за гильотинными ножницами стана демпферный узел выполнен из установленных в полом цилиндре тарельчатых и плоских шайб, при этом тарельчатые шайбы установлены попарно и выпуклыми сторонами наружу, а между парами этих шайб расположено по одной плоской шайбе; выпуклость тарельчатых шайб может быть равна 0,45...0,55 их толщины, толщина плоской шайбы - составлять 2,0...2,2 толщины тарельчатой шайбы, а упорный элемент выполнен съемным.
Приведенные соотношения некоторых параметров демпферного узла упора получены опытным путем и являются эмпирическими.
Сущность заявляемого технического решения заключается в устранении (или - значительном уменьшении) обратного хода упорного элемента после удара в него движущегося листа (и сжатия демпферного узла) что приводит к повышенной точности реза гильотинными ножницами.
Заявляемый упор схематично показан на фиг.1.
Съемный упорный элемент 1 с прямоугольным рабочим торцом 2 с помощью штифта 3 укреплен на пружинном конце 4 штока 5, входящего в корпус 6 упора. На внутреннем конце 7 штока и в полом цилиндре 8
установлены пары тарельчатых шайб 9, а между каждой их парой размещено по одной плоской шайбе 10, хвостовик 11 конца 7 штока крепится к корпусу гайкой с прокладками 12.
т
т
п
т
Толщина каждой тарельчатой шайбы заданного наружного диаметра D равна ℏ, а ее выпуклость δ=(0,45...0,55)ℏ; толщина плоской шайбы диаметра D равна ℏ=(2,0...2,2)ℏ. для уменьшения износа корпуса и штока упора все шайбы заключены между опорными вставками 13.
п
т
Основные параметры шайб (D, ℏ, ℏ), а также их количество рассчитываются, например, по методике, приведенной в упомянутой книге А.А.Королева «Конструкция и расчет машин и механизмов прокатных станов» (с.359-361). Величины этих параметров зависят от массы и скорости движущегося листа, а также от материала шайб.
При работе упора движущийся по рольгангу лист (показано стрелкой) ударяется в торец упорного элемента, что приводит к упругому сжатию тарельчатых пружин, остающихся (как показали опыты - см. ниже) в деформированном состоянии при контакте подрезаемого листа с упором. После сброса части листа, контактировавшего с торцом упорного элемента, происходит «разжатие» тарельчатых пружин и возврат этого элемента в исходное положение.
Опытную проверку заявляемого устройства осуществляли на толстолистовом стане горячей прокатки 2350 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».
С этой целью в стационарном упоре за гильотинными ножницами стана при порезке использовали, во первых, съемный упорный элемент и элемент, выполненный заодно со штоком (см. фиг.1); во вторых, демпферный узел только из тарельчатых шайб оптимальных размеров (см. выше); в третьих, изменяли положение этих шайб в паре (ставили их выпуклостями внутрь) и, в четвертых, варьировали соотношение толщин тарельчатых из плоских шайб из стали марки 50. Кроме того, был испытан упор взятый в качестве ближайшего аналога (с цилиндрической пружиной).
Наилучшие результаты (минимальный расход металла и трудозатраты) получены при использовании предлагаемого упора. Отклонения от предлагаемой конструкции ухудшали достигнутые показатели.
п
т
п
т
Так, при износе торцевой плоскости упорного элемента, выполненного заодно со штоком, приходилось его также заменять с соответствующими затратами. Демпферный узел, выполненный только из тарельчатых шайб, ухудшил точность реза из-за «обратного» их пружинения. Изменение положения тарельчатых шайб в парах повысило как их износ, так и плоских шайб. При ℏ:ℏ<2,0 и ℏ:ℏ>2,2 износ шайб был не одновременным, что увеличивало простои стана из-за их более частой замены.
Использование известного упора (см. выше) повысило расход металла почти на 10% и снизило выход годного на 12%. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.
По данным технико-экономических исследований, выполненных в ОАО «ММК» внедрение предлагаемой полезной модели при порезке листов на станах, аналогичных стану 2350 комбината, снизит расход металла не менее, чем на 2% с соответствующим увеличением выхода годного и снижением трудозатрат.
Пример конкретного выполнения
За гильотинными ножницами для порезки листов толщиной 8...30 мм установлен стационарный упор, показанный на фиг.1.
1
2
Упорный элемент имеет длину ℓ=250 мм. Полная длина штока L=850 мм, его диаметры d=170 мм и d=80 мм.
т
т
На штоке установлено пять пар тарельчатых шайб с D=160 мм, ℏ=8 мм и δ=0,5ℏ=0,5×8=4 мм (т.е. ширина пары таких шайб равна
п
т
24 мм) и четыре плоских шайбы с D=160 мм и ℏ=2,1ℏ=2,1×8≈17 мм. Все шайбы изготовлены из стали марки 50.