опора нажимного винта прокатного стана

Формула изобретения

Опора нажимного винта прокатного стана, преимущественно обжимного, содержащая стакан, пяту винта, подпятник в виде плоского диска, плоскосферический промежуточный диск, зафиксированный шпонками относительно стакана от поворота и своей верхней плоской поверхностью взаимодействующий с подпятником, а нижней сферической поверхностью опирающийся на сферическое основание опоры, также зафиксированное относительно стакана, отличающаяся тем, что она снабжена подвижным шпоночным соединением между подпятником и плоскосферическим промежуточным диском, ориентированным в направлении линии прокатки, при этом подпятник снабжен упорами, расположенными диаметрально по оси шпоночного соединения и с зазором относительно боковой цилиндрической поверхности пяты винта, а между упорами и стаканом установлены упругие прокладки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение может быть использовано в машиностроительной и металлургической промышленности при изготовлении и эксплуатации обжимных прокатных станов.

Известна опора нажимного винта прокатного стана, преимущественно обжимного, принятая за прототип, содержащая стакан, пяту винта, подпятник в виде плоского диска, плоско-сферический промежуточный диск, зафиксированный шпонками относительно стакана от проворота и своей верхней плоской поверхностью взаимодействующий с подпятником, а нижней сферической поверхностью опирающийся на сферическое основание опоры, также зафиксированное относительно стакана. В опоре подпятник устанавливается гидростатический с целью создания жидкостного трения между пятой и упорным подшипником.

При такой конструкции опоры винта требуется определенная аккуратность, регулировка и подборка режима работы. Это возможно выполнять только на натурной модели в институте при испытании на молоте под действием вертикально падающих частей молота, когда толщина слоя смазки между пятой и подпятником во всех точках изменяется на одинаковую величину.

На практике, на действующих обжимных станах в опоре винта для работы гидростатического подпятника условий нет. На станах производится до 2000 перестановок рабочего валка и задач захватов полосы в валки в сутки под действием больших динамических нагрузок. При этом усилия от полосы на валки, подушки и опоры винтов возникают вертикальные и реверсивные горизонтальные. В опоре с гидростатическим подпятником эти усилия приведут к неравномерным зазорам и толщине смазки между пятой и подпятником. Смазка через большие зазоры будет уходить из гидростатических карманов наружу, давление масла будет минимальное и при вращении винта жидкостного трения в опоре не будет.

В известной опоре нажимного винта с гидростатическим подпятником при вращении винта в моменты перестановок рабочего валка под давлением усилия переуравновешивания 10-15 т должно, по мнению авторов, возникать жидкостное трение, это трение должно сохраняться до момента задачи захвата полосы валками. Но в этот момент в винтовой паре нажимного устройства стана под действием усилия прокатки возникает момент, откручивающий винт M_откр.в.. Этому откручиванию винта должны препятствовать момент трения в винтовой паре M_трв.п. и момент трения в опоре винта M_{тр.оп.в.}.

Тогда, когда M_тр.в.п+M_тр.оп.вM_откр.в, отжатия рабочего валка не будет. В прототипе M_тр.оп.в0, отжим винтов будет происходить.

На действующих обжимных станах при похолодании осенью и зимой и работе стана с постоянными большими перерывами в нажимном устройстве стана во время захвата полосы валками под действием усилия также происходит отжим нажимных винтов. Верхний валок поднимается на 15-20 мм, первоначально установленная величина обжатия полосы нарушается и полоса прокатывается клинообразной, получается брак. Операторы стана, чтобы избежать брака, применяют контроток в двигателях нажимного устройства, но это не всегда помогает и очень затрудняет работу операторов.

В нажимном устройстве обжимного стана во время захвата полосы валками осевое усилие на винт почти ударно возрастает от 10-15 т до 1000-1500 т, при этом реактивные силы, возникающие на витках гайки, создают момент, направленный на откручивание винта. Этому моменту противостоят моменты сил трения в винтовой паре и опоре нажимного винта. Отжим винта появляется тогда, когда исчезает момент сил трения в опоре нажимного винта, это происходит вследствие образования увеличенных зазоров между планками окон станин и подушек из-за их износа. При задаче полосы и захвате ее валками валки с подушками и опорами винтов отклоняются к противоположной стенке окон станин на величину 5-7 мм. Винт, зафиксированный в гайке, гнезде станины и квадратном отверстии большого колеса редуктора нажимного устройства, отклоняется незначительно. Происходит пробуксовка подпятника опоры на пяте винта и силы трения между пятой и подпятником меняют направление с тангенциального на диаметральное против прокатки, плечо пары сил трения становится равным нулю и момент сил трения в опоре исчезает, это служит толчком к началу отжима винта. Загустевание, увеличение вязкости масла, при похолодании приводит к снижению коэффициента трения в нажимном устройстве и способствует развитию процесса отжима винтов.

Задачей изобретения является исключение вероятности отжима винтов путем значительного повышения момента сил трения в опоре винта во время задачи и захвата полосы валками.

Задача решается тем, что предложена опора нажимного винта прокатного стана, преимущественно обжимного, содержащая стакан, пяту винта, подпятник в виде плоского диска, плоско-сферический промежуточный диск, зафиксированный шпонками относительно стакана от проворота и своей верхней плоской поверхностью взаимодействующий с подпятником, а нижней сферической поверхностью опирающийся на сферическое основание опоры, также зафиксированное относительно стакана, отличающаяся тем, что она снабжена подвижным шпоночным соединением между подпятником и плоско-сферическим промежуточным диском, ориентированным в направлении линии прокатки, при этом подпятник снабжен упорами, расположенными диаметрально по оси шпоночного соединения и с зазором относительно боковой цилиндрической поверхности пяты винта, а между упорами и стаканом установлены упругие прокладки. Зазор составляет 1-1,5 мм и взят таким, чтобы он был не больше проектного зазора между подушками валка и стенками окон станин клети.

Существенность признаков предлагаемого устройства подтверждается тем, что выполнение между подпятником и плоско-сферическим промежуточным диском подвижного шпоночного соединения, ориентированного в направлении линии прокатки, и снабжение подпятника упорами, расположенными диаметрально по оси шпоночного соединения и с зазором относительно боковой цилиндрической поверхности пяты винта, и установления между упорами и стаканом упругих прокладок не дает возможности во время задачи и захвата полосы валками диску подпятника смещаться относительно пяты винта, что предотвращает пробуксовку между диском подпятника и пятой винта, пробуксовка при этом смещается в разъем между диском подпятника и плоско-сферическим промежуточным диском, это обеспечивает сохранение тормозного момента между плоскостями трения пяты винта и подпятника. Одновременно при этом один из упоров подпятника давит на боковую цилиндрическую поверхность пяты винта с силой, равной силе трения между подпятником и промежуточным диском. В результате этого в опоре винта возникает дополнительный тормозной момент между упором и пятой винта, а наличие между упором и стенкой стакана упругой прокладки усиливает и удлиняет время существования этого дополнительного момента трения.

В нажимных винтах блюмингов наружный диаметр пяты всегда изготавливают большим в 1,2-1,25 раза, чем средний диаметр резьбы, поэтому дополнительный момент будет высоким.

Таким образом, благодаря использованию в нажимном устройстве обжимного стана предложенной конструкции опоры нажимного винта момент трения в опоре винта при задаче и захвате полосы валками не исчезает, а, наоборот, увеличивается и вероятность отжима винта значительно уменьшается.

На фиг. 1 показаны опоры; на фиг. 2 диск подпятника; на фиг. 3 вид А на фиг. 3.

Опора (фиг. 1) монтирована на верхней подушке 1 валка в стакане 2, содержит пяту 3 винта, опирающуюся на диск 4 подпятника с упорами 5, установленного на плоско-сферическом промежуточном диске 6, который установлен сферической поверхностью в основании опоры 7, промежуточный диск 6 и сферическое основание опоры 7 при помощи шпонок 8 и 9 зафиксированы относительно стакана 2, шпонки 8 и 9 установлены взаимно перпендикулярно, причем шпонки 9 установлены вдоль линии прокатки, между упорами 5 диска подвижного 4 подпятника и стенкой стакана 2 установлены упругие прокладки 10. Диск 4 подпятника (9 см. фиг. 2) состоит из стального кольца 11 с упорами 5, в которое запрессован бронзовый диск 12, между упорами 5 и диском 12 установлены сменные накладки 13, ограниченные с боков стопорными планками 14 и сверху прижимными планками 15, на нижнем торце диска подпятника выполнен шпоночный паз 16.

Плоско-сферический промежуточный диск 6 (см. фиг. 3, вид А) состоит из плоского диска со сферой 17 со шпоночными выступами 9 и монтированной на нем направляющей шпонкой 18, прикрепленной к диску болтами 19.

Опора нажимного винта предложенной конструкции применяется только в прохладное и холодное время года, при появлении признаков отжима винтов. Предлагаемая опора нажимного винта прокатного стана отличается от опоры обычной конструкции, работающей в летнее время, только конструкцией подпятника, в которую входит диск подпятника и плоско-сферический диск. По габаритам целый и разъемный подпятники одинаковы и легко взаимозаменяются.

Полоса прокатывается за большое количество пропусков, при которых попеременно работают передние или задние упоры 5 диска подпятника 4. Накладки 13 упоров 5 работают на торможение винта только при остановившемся винте, в момент задачи полосы в валки. После выброса полосы из валков за счет резкого уменьшения осевого давления на винт, вибрации клети стана и балансирной подвески верхнего валка с подушками в системе гидроуравновешивания валка, давление между винтом и накладкой упора исчезает и при перестановке рабочего валка на очередное обжатие полосы винт упорами с накладками не тормозится.

Изобретение увеличивает стойкость винтовой пары и опоры нажимного винта, улучшает качество проката и значительно облегчает работу операторов стана.