узел осевой фиксации подушек прокатных валков

Формула изобретения

1. Узел осевой фиксации подушек прокатных валков, включающий подушки верхнего и нижнего валков, установленные в проеме станины прокатной клети и снабженные заплечиками, защелки подушек, смонтированные с возможностью горизонтального перемещения в корпусах, закрепленных на лицевой поверхности стоек станины, взаимодействующие с заплечиками, и гидроцилиндры перемещения защелок, отличающийся тем, что на каждой стойке установлено по два корпуса, расположенных вертикально и взаимно параллельно, внутри корпусов выполнено по два поперечных паза, в которых расположены защелки подушек верхнего и нижнего валков, по одну сторону защелок в пазах установлены силоизмерительные элементы, предпочтительно магнитоупругие датчики, для измерения осевых нагрузок, действующих на подушки, по другую сторону в стойках станин против датчиков установлены упорные штифты, а между корпусами опорные штифты, при этом защелки контактируют с датчиками и штифтами, подушки установлены в станине с зазорами между наружной лицевой поверхностью стоек и заплечиками, заплечики выполнены с пазами, в которые входят хвостовики защелок, а на хвостовиках по обе стороны от их оси выполнены скосы, гидроцилиндры перемещения защелок закреплены непосредственно на защелках между корпусами, причем штоки гидроцилиндров снабжены наружными хвостовиками, упирающимися в боковые стенки корпусов.

2. Узел по п.1, отличающийся тем, что корпуса защелок, расположенные со стороны проема станины, закреплены на ее стойках с помощью шпилек, установленных в отверстиях, выполненных в стойках, и завинченных в бонки, установленные со стороны проема в глухие отверстия, выполненные в стойках перпендикулярно отверстиям под шпильки, а корпуса защелок, расположенные ближе к периферии стоек, закреплены с помощью болтов с квадратными головками, установленных в глухих прорезях Т-образного сечения, выполненных в стойках со стороны их наружной боковой поверхности, при этом на выступающих за пределы корпусов резьбовых хвостовиках шпилек и болтов установлены шайбы и навинченные гайки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в качестве узла осевой фиксации подушек прокатных валков.

Известен узел осевой фиксации подушек валков, например окалиноломателя (аналог), включающий подушки верхнего и нижнего валков, установленные в проеме станины окалиноломателя и снабженные заплечиками, защелки, смонтированные с возможностью горизонтального перемещения в корпусах, закрепленных на стойках станины, взаимодействующие с заплечиками, и гидроцилиндры перемещения защелок[1]

Недостатком аналога является невозможность его использования для измерения осевых нагрузок, действующих на подшипники и подушки со стороны валков.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является узел осевой фиксации подушек прокатных валков, включающий подушки верхнего и нижнего валков, установленные в проеме станины прокатной клети и снабженные заплечиками, защелки, смонтированные с возможностью горизонтального перемещения в корпусах, закрепленных на стойках станины, взаимодействующие с заплечиками, и гидроцилиндры перемещения защелок [2]

К недостаткам прототипа относится невозможность, как и у аналога, использования узла осевой фиксации для измерения осевых нагрузок, действующих на подшипники и подушки прокатных валков при прокатке. Эти нагрузки являются определяющим фактором разрушения подшипников и валков и снижения их долговечности. Отсутствие контроля осевых нагрузок не позволяет правильно определить боковые зазоры между подушками и станинами при настройке прокатной клети и снизить эти нагрузки. При использовании технологии прокатки в скрещивающихся валках, обеспечивающей существенное повышение точности проката, необходимость измерения осевых нагрузок существенно возрастает, т.к. их величина и направление являются важнейшими параметрами регулирования технологического процесса прокатки. Существующая конструкция узла осевой фиксации подушек не может быть применена при использовании этой технологии.

В известной конструкции узла корпус защелки закреплен на стоке станины болтами, завинченными в резьбовые отверстия, выполненные непосредственно в станинах. В процессе эксплуатации резьба в отверстиях разрушается, что приводит к отрыву узла защелок от станины под действием осевых нагрузок и к тяжелым авариям, связанным с разрушениями валков и их подшипников. Для защелок подушек верхнего и нижнего валков используются отдельные корпуса, что усложняет конструкцию узла фиксации.

Целью изобретения является обеспечение возможности измерения и контроля осевых нагрузок, действующих на подшипники рабочих валков и защелки, использования технологии прокатки полосы в скрещивающихся валках, повышение надежности узла фиксации подушек, упрощение его конструкции и повышение долговечности подшипников и прокатных валков.

Поставленная цель достигается тем, что на каждой стойке установлено по два корпуса, расположенных вертикально и взаимно параллельно, внутри корпусов выполнено по два поперечных паза, в которых расположены защелки подушек верхнего и нижнего валков, по одну сторону защелок в пазах установлены силоизмерительные элементы, например магнитоупругие датчики, для измерения осевых нагрузок, действующих на подушки, по другую сторону в стойках станин против датчиков установлены упорные штифты, а между корпусами опорные штифты, при этом защелки контактируют с датчиками и штифтами, подушки установлены в станине с зазорами между наружной лицевой поверхностью стоек и заплечиками, заплечики выполнены с пазами, в которые входят хвостовика защелок, а на хвостовиках по обе стороны от их оси выполнены скосы, гидроцилиндры перемещения защелок закреплены непосредственно на защелках между корпусами, причем штоки гидроцилиндров снабжены наружными хвостовиками, упирающимися в боковые стенки корпусов. Корпуса защелок, расположенные со стороны проема станины, закреплены на ее стойках с помощью шпилек, установленных в отверстиях, выполненных в стойках и завинченных в бонки, установленные со стороны проема в глухие отверстия, выполненные в стойках перпендикулярно отверстиям под шпильки. Корпуса защелок, расположенные ближе к периферии стоек, закреплены с помощью болтов с квадратными головками, установленных в глухих прорезях Т-образного сечения, выполненных в стойках со стороны их наружной боковой поверхности, при этом не выступающих за пределы корпусов резьбовых хвостовиков шпилек и болтов установлены шайбы и навинчены гайки.

На фиг. 1 изображена установка узлов фиксации подушек прокатных валков на стойках станины; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 вид по стрелке В на фиг. 1; на фиг.5 вид по стрелке Г на фиг.1; на фиг.6 разрез Д-Д на фиг.4; на фиг.7 разрез Е-Е на фиг.4.

Узел осевой фиксации подушек прокатных валков включает подушки 1 и 2 соответственно верхнего валка 3 и нижнего валка 4. Подушки установлены в проеме станины прокатной клети между стойками 5 и 6 со стороны перевалки.

Подушки снабжены заплечиками 7 выполненными на лапах 8 подушек.

На лицевой поверхности стоек станины со стороны перевалки в корпусах 9 с возможностью горизонтального перемещения смонтированы защелки 10, взаимодействующие с заплечиками 7. На каждой из стоек 5 и 6 закреплено по два корпуса 9 одинаковой конструкции. Корпуса расположены вдоль стоек вертикально и взаимно параллельно со стороны проема и ближе к периферии их лицевой поверхности.

С внутренней стороны корпусов выполнено по два фигурных поперечных паза 11, в которых расположены защелки 10 и силоизмерительные элементы, например магнитоупругие датчики 12, для измерения осевых нагрузок, действующих на подушки 1 и 2 при прокатке. Датчики 12 установлены в дне пазов 11 с внешней стороны защелок 10 и закреплены в пазах с помощью болтов 13. На каждую защелку приходится по два датчика, а всего узел осевой фиксации подушек содержит восемь датчиков по четыре на подушки верхнего и нижнего валков. По другую сторону защелок с внутренней их стороны в стойках 5 и 6 против датчиков 12, расположенных в крайних (периферийных) корпусах 9, установлено по два упорных штифта 14, а между корпусами 9 по два опорных штифта 15, при этом защелки 10 контактируют с датчиками 12 и штифтами 14 и 15. Против датчиков 12, расположенных со стороны проема станины, упорные штифты отсутствуют.

Подушки 1 и 2 установлены в станине прокатной клети с зазорами (фиг.4 и 5) между наружной лицевой поверхностью стоек 5 и 6 и заплечиками 7 с целью восприятия защелками осевых нагрузок от подушек при их действии как на сторону привода, так и на сторону перевалки.

Заплечики 7 выполнены с пазами 16, в которые входят хвостовики 17 защелок. На хвостовиках по обе стороны от их оси выполнены скосы под углом a (фиг. 7) к контактирующим с датчиками 12 и штифтами 14, 15 поверхностям защелок с целью восприятия осевых нагрузок центральной частью защелок и устранения неточности их измерения при возможных перекосах защелок.

Перемещение защелок в пазах корпусов 9 осуществляется с помощью гидроцилиндров 18, закрепленных непосредственно на защелках между корпусами с помощью болтов 19. Штоки гидроцилиндров выполнены поршневого типа двустороннего действия и снабжены наружными хвостовиками 20 и 21, упирающимися в боковые стенки корпусов 9. При работе штоки остаются неподвижными, а по ним перемещаются гидроцилиндры вместе с защелками. Корпуса гидроцилиндров 18 выполнены с проемом 22 между корпусом и защелкой с целью удобства обслуживания и вывода кабелей 23 от датчиков 12 к блокам электропитания и регистрирующей аппаратуре.

Корпуса 9 защелок, расположенные со стороны проема станины, закреплены на ее стойках 5 и 6 с помощью шпилек 24, установленных в отверстиях, выполненных в стойках, и завинченных в бонки 25, установленные со стороны проема в глухие отверстия, выполненные в стойках перпендикулярно отверстиям под шпильки (фиг.2, 5). Корпуса защелок, расположенные ближе к периферии стоек, закреплены с помощью болтов 26 с квадратными (или молоткового типа) головками (фиг. 3, 4). Болты 26 установлены в глухих прорезях Т-образного сечения, выполненных в стойках 5 и 6 со стороны их наружной поверхности. На выступающих за пределы корпусов резьбовых хвостовиках шпилек 24 и болтов 26 установлены шайбы и навинчены гайки 27 и 28, закрепляющие корпуса 9 защелок на стойках 5, 6 станины.

Такое крепление корпусов защелок к станине исключает разрушение отверстий в стойках под бонки 25 и прорезей под болты 26 в процессе эксплуатации и обеспечивает их многократное использование без дополнительных расточек. Обеспечивается простота замены шпилек 24 с бонками 25 и болтов 26 при ремонтах и сокращается их продолжительность. Это позволяет своевременно заменять шпильки и болты и исключает вероятность аварийного отрыва узла осевой фиксации от станины при действии осевых нагрузок. Соответственно уменьшается вероятность поломки валков и разрушения их подшипников и повышается надежность узла валков в целом.

Использование общих корпусов 9 защелок для подушек 1, 2 верхнего и нижнего валков упрощает конструкцию узла осевой фиксации, уменьшает число крепежных элементов и снижает его стоимость.

Узел осевой фиксации подушек работает следующим образом.

Заваливают комплект валков 3, 4 с подушками 1, 2 в клеть и устанавливают комплект с зазором D между заплечиками 7 подушек и наружной лицевой поверхностью стоек 5 и 6. Подают давление рабочей жидкости в гидроцилиндры 18 и перемещают защелки 10 в сторону заплечиков 7 подушек. При этом хвостовики 17 защелок входят в пазы 16 на заплечиках.

Если при работе клети в процессе прокатки осевая нагрузка P_ос действует на сторону перевалки (фиг.4), то она передается на датчики 12, расположенные со стороны проема станины (заплечиков 7), и на упорные штифты 14, установленные против датчиков 12, расположенных по периферии стоек 5 и 6. При этом последние датчики 12 не работают и регистрация осевых нагрузок осуществляется датчиками, расположенными со стороны заплечиков 7.

Если осевая нагрузка P_ос действует на сторону привода (фиг.5), то она воспринимается и регистрируется только периферийным датчиком 12 через опорные штифты 15.

Узел установки защелок между датчиками, опорными и упорными штифтами представляет собой рычажную систему. При этом в обоих случаях датчики работают на сжатие, что позволяет использовать высокоточные магнитоупругие датчики (прессдукторы), характеризующиеся высокой надежностью при работе с большими динамическими нагрузками в условиях прокатного производства. Тарирование датчиков осуществляется с учетом соотношения плеч рычажной системы при различном направлении осевых нагрузок.

Использование предлагаемого узла осевой фиксации подушек позволяет контролировать величину и направление осевых нагрузок, действующих на валки и подушки в процессе прокатки. Это, в свою очередь, позволяет контролировать состояние посадочных мест подушек и станин и своевременно проводить их техническое обслуживание и ремонт, исключить появление больших осевых нагрузок и повысить долговечность валков и их подшипников. Узел осевой фиксации позволяет использовать технологию прокатки полосы в скрещивающихся валках, благодаря возможности контроля угла скрещивания по величине осевых нагрузок, действующих на валки.

Таким образом, использование изобретения обеспечивает достижение поставленной цели измерение и контроль осевых нагрузок в процессе прокатки, возможность использования технологии прокатки в скрещивающихся валках, повышение надежности узла фиксации, долговечности подшипников и прокатных валков.