БАНДАЖИРОВАНЫЙ ПРОКАТНЫЙ ВАЛОК

Полезная модель относится к прокатному производству и может быть использована при изготовлении валков для станов горячей и холодной прокатки.
Известен составной прокатный валок, содержащий ось и насаженный на нее по посадке с натягом бандаж (см. Надежность и долговечность валков холодной прокатки. 2-е изд. Полухин В.П., Николаев В.А., Тылкин М.А. и др. - М.: Металлургия, 1976. - с.21, рис.9).
Недостатком данной конструкции является низкая прочность из-за растягивающих напряжений, возникающих в бандаже, что может привести к его разрушению. Это делает невозможным использование бандажей из износостойких, но недостаточно прочных при больших растягивающих напряжениях материалов, таких как, например, твердые сплавы и чугуны. Снижение напряжений за счет уменьшения натяга приводит к проворачиванию бандажа относительно оси или его осевому смещению.
Наиболее близким аналогом к заявленному объекту является составной прокатный валок, содержащий ось с насаженным на нее бандажом и жестко закрепленным по торцам. При этом бандаж насажен на ось с зазором по всей длине (см. статью Милованов И.И., Убейволк А.А., Огородников С.И. и др. Новый способ сборки предварительно напряженных составных валков для сортовых станов // Сталь. 2003. №3. С.40-42).
Недостатком известной конструкции является низкая прочность за счет того, что передача давления металла на валок и передача крутящего момента валком осуществляется только через выступы на торцах бандажа. Кроме того, в оси возникают большие растягивающие напряжения, которые снижают ее усталостную прочность, особенно в зоне, прилегающей к бурту, где возникает большая концентрация напряжений, что также снижает прочность валка.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении ресурса работы бандажированного прокатного валка. При этом достигаемый технический результат выражается в повышении прочности.
Техническая задача решается тем, что в известном бандажированном прокатном валке, содержащем ось с насаженным на нее бандажом, жестко закрепленным по торцам, согласно изменению, на участках оси, прилегающих к торцам бандажа, выполнены цилиндрические пояски, на которых бандаж сопряжен с осью по посадке с натягом, а участок оси, расположенный между указанными цилиндрическими поясками, сопряжен с бандажем по посадке с зазором, причем длина этого участка составляет 0,7-0,8 длины бандажа.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежом, где схематично изображен бандажированный прокатный валок в разрезе.
1
2
Бандажированный прокатный валок содержит ось 1 и насаженный на нее бандаж 2, закрепленный гайками 3 по торцам. Для предотвращения ослабления затяжки гаек 3 в процессе работы валка, в зависимости от направ-ления его вращения, одна из гаек 3 выполнена с правой резьбой, а другая - с левой. На участках оси 1, прилегающих к торцам бандажа 2, выполнены цилиндрические пояски 4. Причем на цилиндрических поясках 4 бандаж 2 сопряжен с осью 1 по посадке с натягом, а на участке 5, расположенным между цилиндрическими поясками 4, бандаж 2 сопряжен с осью 1 по посадке с зазором 6. При этом длина (L) участка 5 оси 1 составляет 0,7-0,8 длины (L) бандажа 2.
1
2
При отношении длины (L) участка 5 оси 1 к длине (L) бандажа 2 больше 0,8 длина поясков 4 и, следовательно, площадь их поверхности оказывается недостаточной для передачи давления металла на валок и передачи крутящего момента, что снижает прочность валка.
1
2
При отношении длины (L) участка 5 оси 1 к длине (L) бандажа 2 меньше 0,7 длина поясков 4 получается чрезмерно большой, что неоправданно усложняет изготовление валка.
Работает заявляемый валок следующим образом. Во время прокатки, например, листа усилие давления металла на валок воспринимается цилиндрическими поясками 4 оси 1. Крутящий момент при прокатке передается за счет посадки с натягом на участках оси 1 с цилиндрическими поясками 4, а также за счет сил трения, возникающих на торцах бандажа 2 при затяжке его гайками 3. При этом величина натяга на участках цилиндрических поясков 4 и усилия затяжки гаек 3 выбраны таким образом, чтобы при работе валка примерно половина требуемого крутящего момента передавалась за счет натяга, а другая половина за счет сил трения, возникающих на торцах бандажа при затяжке гаек. В результате опасные растягивающие напряжения, возникающие в бандаже 2 и оси 1 валка в процессе работы, уменьшаются в два раза в сравнении с прототипом, что позволяет повысить прочность заявляемого бандажированного прокатного валка на 45-50% и, следовательно, повысить ресурс его работы.