Результат интеллектуальной деятельности: БАНДАЖИРОВАННЫЙ ПРОКАТНЫЙ ВАЛОК

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для фиксации бандажа на оси бандажированного прокатного валка.

Известен бандажированный прокатный валок (аналог), включающий ось, бандаж и узел фиксации бандажа на оси. Узел фиксации выполнен в виде бурта на оси, который крепится к торцу бандажа болтами (патент США №4813258, МКИ В 21 В 27/02, В 21 В 29/00. Заявл. 14.01.87; опубл. 21.05.89; НКА 72/241).

Недостатком валка является быстрое разрушение резьбового соединения и разрыва болтов, соединяющих бурт на оси с торцом бандажа. Это приводит к сползанию бандажа с оси, быстрому выходу валка из строя, повреждению подшипников валка и тяжелым авариям прокатного стана. Кроме того, из-за снижения скорости валка в момент захвата полосы, ее увеличения при выходе из валков и возникновения крутильных колебаний валков при переходных процессах возникают круговые смещения бандажа относительно оси. Эти смещения воздействуют на болты крепления бандажа к оси и также способствуют их разрушению.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является бандажированный прокатный валок, включающий ось, бандаж и средства фиксации бандажа на оси. Средства фиксации выполнены с одной стороны в виде бурта на оси, в который упирается торец бандажа, а с другой - в виде резьбового участка оси, на который навинчивается до упора в противоположный торец бандажа фиксирующая гайка (см. патент №2185905, Россия, МПК В 21 В 27/03 по заявке №2000128448/02. Заявл. 13.11.2000; опубл. 27.07.2002).

Средства фиксации обеспечивают более надежное крепление бандажа в осевом направлении по сравнению с аналогом, однако и они обладают недостатками. Резьбовое соединение фиксирующей гайки с осью в прототипе испытывает постоянную повышенную осевую нагрузку, так как бандаж с осью собирают с предварительным удлинением оси за счет ее нагрева и последующим навинчиванием на нее фиксирующей гайки до упора в торец бандажа. После остывания ось снимается и резьбовое соединение оказывается под постоянной осевой нагрузкой. В результате оно быстро разрушается и валок выходит из строя задолго до выработки кампании бандажа. Недостатком прототипа является также отсутствие фиксации бандажа от круговых смещений на оси. Это приводит к раскручиванию фиксирующей гайки на оси и ослаблению фиксации бандажа в осевом направлении. В конечном итоге указанные недостатки прототипа приводят к снижению срока службы и увеличению расхода валков. При этом вышедший из строя валок не подлежит ремонту.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности фиксации бандажа на оси валка, увеличение срока службы, сокращение расхода валков и затрат на валки.

Поставленная цель достигается тем, что в бандажированном прокатном валке, включающем ось, бандаж и средства осевой фиксации бандажа на оси, последние выполнены в виде цилиндрических дюбелей, установленных в глухих отверстиях, выполненных в местах соединения торцов бандажа с осью под углом к оси валка и проходящих через тело бандажа и оси, дюбели выполнены с осевыми отверстиями, через которые проходят болты их крепления к оси, завинченные в глухие резьбовые отверстия, выполненные в ее теле в дне глухих отверстий под дюбели соосно с этими отверстиями.

Изобретения поясняются чертежами, на которых изображены:

Фиг.1. Бандажированный прокатный валок.

Фиг.2. Разрезы по А-А на фиг.1.

Фиг.3. Узел I на фиг.1.

Бандажированный прокатный валок включает ось 1, бандаж 2 и средства фиксации бандажа на оси валка. Средства фиксации выполнены в виде цилиндрических дюбелей 3, установленных в глухих отверстиях, выполненных в местах соединения торцов бандажа с осью и проходящих через тело бандажа и оси.

Дюбели установлены равномерно по окружности их установки под углом α к оси валка с обеих сторон бандажа так, что оси глухих отверстий пересекаются в точках М и N, расположенных на оси валка. Отверстия под дюбели выполняются после посадки бандажа на ось и механической обработки торцов бандажа в местах их соединения с осью.

Дюбели крепятся к оси 2 с помощью болтов 4. Болты проходят через осевые отверстия в дюбелях и завинчены в глухие резьбовые отверстия 5 в теле оси, выполненные соосно с глухими отверстиями под дюбели в их дне. Для надежной фиксации болтов после затяжки под их головками 6 установлены пружинные шайбы 7. При работе валка дюбели 3 обеспечивают надежную фиксацию бандажа 2 на оси 1 как от проворота, так и в осевом направлении.

Практика показала, что осевому смещению бандажа на оси предшествует его окружное смещение. В процессе эксплуатации выполняются переточки и перешлифовки рабочей поверхности бандажа. В результате этого толщина его стенки уменьшается, соответственно уменьшаются натяг бандажа на ось и сопротивление его окружному смещению.

На начальном этапе эксплуатации фиксация бандажа обеспечивается за счет его натяга при посадке на ось. По мере уменьшения толщины стенки бандажа и натяга дюбели начинают воспринимать окружные усилия и препятствуют его окружному смещению.

После некоторого периоде эксплуатации натяг может существенно уменьшиться и возможны осевые смещения бандажа. Осевые смещения возникают под действием осевых нагрузок на валок, возникающих в процессе прокатки. При действии осевых нагрузок дюбели 3 испытывают радиальные напряжения сжатия и препятствуют осевому смещению бандажа на оси. Эти напряжения невелики, так как часть осевых нагрузок, передающихся на бандаж, воспринимается натягом.

Так как дюбели 3 установлены под углом α к оси валка, силы, действующие на них со стороны бандажа, реакции этих сил со стороны оси и силы трения на цилиндрических поверхностях сопряжения дюбелей с осью и бандажом в глухих отверстиях, взаимно уравновешиваются. Благодаря этому на болты 4 крепления дюбелей к оси нагрузки практически не передаются, что обеспечивает устойчивое положение дюбелей в глухих отверстиях и надежную фиксацию бандажа на оси валка.

Равномерная установка дюбелей по окружности их установки под одинаковым углом α наклона к оси валка и пересечение осей глухих отверстий в точках М и N, лежащих на этой оси, обеспечивает равномерное распределение и минимальную величину напряжений на торцевых участках бандажа и необходимую его прочность. Некоторое увеличение радиальных напряжений на этих участках компенсируется сжимающими осевыми напряжениями в теле бандажа, возникающими при взаимодействии с дюбелями. Исследования заявителя показали, что угол α наклона осей глухих отверстий и дюбелей к оси валка наиболее целесообразно принимать равным 45°. В атом случае обеспечивается равнопрочность бандажей, устанавливаемых на оси валка как без дюбелей, так и с дюбелями.

Применение бандажированных валков с фиксацией бандажа на оси по настоящему изобретению исключает окружное и осевое смещение бандажа на оси в течение всей кампании валка.

При использовании бандажированных валков в отличии от цельных механические характеристики рабочего слоя бандажа, прежде всего твердость, сохраняются по всей толщине слоя в течение всей кампании валка. Благодаря этому срок службы бандажированных валков при использовании средств фиксации бандажа на оси по настоящему изобретению существенно увеличивается не только по сравнению с известными бандажированными валками, но и с цельными валками. Это способствует сокращению расхода валков и затрат на валки.