Результат интеллектуальной деятельности: Многоклетевой стан продольной прокатки

Изобретение относится к области прокатного производства, а точнее к конструкции многоклетевых станов продольной прокатки для производства бесшовных труб и сортового проката круглого сечения.

Известен многоклетевой стан продольной прокатки, см. Ф.А. Данилов, А.З. Глейберг, В.С. Балакин, Горячая прокатка и прессование труб, М., Металлургия, 1972, стр. 211.

Известный многоклетевой стан содержит ряд последовательно установленных на опорных V-образных направляющих рабочих клетей с грузозахватными устройствами.

Недостатком стана такой конструкции является использование при перевалке клетей грузоподъемных механизмов (кранов), снимающих и устанавливающих тяжеловесные многотонные клети непосредственно на базовые, определяющие положение оси прокатки, V-образные опорные направляющие. Манипулирование тяжеловесными конструкциями неизбежно сопровождается их динамическим воздействием на опорные направляющие, что приводит к их подбою, быстрому износу и потере положения оси прокатки. Причем характер износа опорных направляющих у каждой клети разный и изменение положения оси прокатки носит непрогнозируемый характер. Искривление оси прокатки, вследствие этого, ведет к повышенной разностенности прокатываемых труб, снижению стойкости инструмента и ухудшению качества поверхности труб.

Из известных наиболее близким по технической сущности является многоклетевой стан продольной прокатки, описанный в патенте РФ №2367532, кл. В21В 17/00, заявл. 21.01.2008 г., опубл. 20.09.2009 г., содержащий ряд последовательно расположенных трехвалковых клетей с индивидуальным приводом вращения валков, установленных на опорных направляющих постамента с возможностью перемещения от действия механизма перевалки при его контакте с захватками клетей и устройство их фиксации и удержания, включающее прижимные гидроцилиндры, расположенные на постаменте консольно под углом к направляющим. Направляющие постамента такой конструкции не испытывают динамического воздействия тяжеловесных клетей при их замене.

Недостаток такой конструкции заключается в том, что замена клетей осуществляется их перемещением по опорным направляющим постамента, с которыми клети образуют плоскостные пары скольжения. Под воздействием охлаждающей воды, абразивной суспензии из смеси окалины и смазки, закоксовавшейся от высоких температур прокатки, больших удельных нагрузок на направляющие постамента от тяжеловесных рабочих клетей, плоскостные пары скольжения быстро изнашиваются. Это приводит к потере точности установки валков клетей в очаге деформации, изменению положения оси прокатки и, как в предыдущем случае, к ухудшению качества проката.

Кроме того, устройство фиксации и удержания клетей выполнено в виде прижимных гидроцилиндров, закрепленных на постаменте под углом к опорным плоскостям и консольно корпусу клети. Такое консольно-угловое приложение усилия прижатия клетей не обеспечивает равномерного распределения этого усилия по длине опорных направляющих, что под воздействием неравномерных усилий прокатки и крутящих моментов на рабочих валках ведет к вибрациям клетей, потере точности их установки, снижению качества проката, надежности и долговечности работы оборудования стана.

Задача настоящего изобретения состоит в создании многоклетевого стана продольной прокатки, позволяющего повысить точность и качество получаемого проката, а также надежность работы и долговечность оборудования стана.

Поставленная задача достигается тем, что в многоклетевом стане продольной прокатки, содержащем ряд последовательно установленных на опорных направляющих постамента трехвалковых клетей с индивидуальным приводом вращения валков, механизм перевалки клетей и устройство фиксации и удержания клетей, включающее прижимные гидроцилиндры, согласно изобретению, трехвалковые клети снабжены транспортными катками, опорные направляющие постамента состоят из ряда последовательно установленных подъемно-опускающихся и неподвижных секций, при этом подъемно-опускающиеся секции выполнены в виде подвижных ползунов с роликами и имеющей привод от гидроцилиндра штанги с клиновыми скосами, контактирующими с роликами ползунов, а устройство для фиксации и удержания каждой клети выполнено в виде взаимодействующего с имеющейся на клети захваткой крюкового рычага с выступом и двух установленных на постаменте гидроцилиндров, один из которых соединен с крюковым рычагом, а второй шарнирно через серьгу соединен с его выступом, причем прижимные гидроцилиндры клетей расположены перпендикулярно опорным направляющим постамента.

Такое конструктивное выполнение многоклетевого стана продольной прокатки позволит повысить точность и качество получаемого проката, а также надежность работы и долговечность оборудования стана.

Это достигается за счет снабжения клетей транспортными катками, наличие которых, обеспечивая перемещение клетей с зазором относительно опорных направляющих постамента, исключает образование плоских пар скольжения между ними. При этом, трение скольжения, при перемещении клетей в рабочее положение при перевалках, заменяется трением качения, что устраняет образование и влияние абразивного износа на целостность направляющих постамента.

Базирование клетей на этих направляющих, обеспечиваемое в их рабочем положении подъемно-опускающимися секциями, позволяет достичь постоянство положения оси прокатки в вертикальной плоскости.

Точное положение оси прокатки в горизонте определяется реперными упорами, на которые базируются клети в горизонтальной плоскости. Исключение воздействия неравномерных усилий прокатки и крутящих моментов на положение оси прокатки и достижение стабильности ее положения обеспечивается устройством для фиксации и удержания, выполненным в виде крюкового рычага с выступом и двух гидроцилиндров, удерживающих клети через захватки прижатыми к реперному упору, расположенному на постаменте, и прижимными гидроцилиндрами клетей, закрепленными перпендикулярно опорным направляющим постамента.

Благодаря сохранению целостности направляющих постамента, надежного и точного базирования клетей, их фиксации и удержания относительно заданного положения оси прокатки, достигается улучшение точности и качества проката, повышается надежность работы и долговечность оборудования.

Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг. 1 - изображен общий вид многоклетевого стана продольной прокатки в плане;

на фиг. 2 - то же, вид по стрелке А на фиг. 1;

на фиг. 3 - то же, без привода валков и устройства перевалки;

на фиг. 4 - то же, разрез Б-Б на фиг. 2;

на фиг. 5 - то же, место В на фиг. 3;

на фиг. 6 -то же, место Г на фиг. 5 в положении перемещения клетей при перевалке;

на фиг. 7 - то же, место Г на фиг. 5 в рабочем положении клетей;

на фиг. 8 - то же, место Д на фиг. 2 в положении перемещения клетей при перевалке;

на фиг. 9 - то же, место Д на фиг. 2 в рабочем положении клетей.

Многоклетевой стан продольной прокатки содержит постамент 1, в котором на опорных направляющих 2 смонтирован ряд последовательно расположенных трехвалковых клетей 3 с индивидуальным приводом 4 вращения валков 5, и имеющих возможность перемещаться на транспортных катках 6 за габарит постамента 1 при помощи механизма перевалки. Механизм перевалки каждой клети выполнен в виде длинноходового гидроцилиндра 7, на штоке 8 которого закреплена каретка 9 с крюковым рычагом 10, и с помощью которого каретка 9 с крюковым рычагом 10 в процессе перевалки перемещается по направляющим 11 механизма перевалки. При этом гидроцилиндр 7 выполняет роль толкателя при установке клети 3 на постамент 1, ас помощью тянущего усилия гидроцилиндра 7 при контакте крюкового рычага 10 с захваткой 12 клети 3 последняя перемещается за габарит постамента 1. Поскольку клети в стане размещены с поворотом на 180°, захватки 12 имеются по обе стороны клетей.

Опорные направляющие 2 постамента 1 состоят из ряда последовательно установленных подъемно-опускающихся и неподвижных секций 13. Подъемно-опускающиеся секции выполнены в виде подвижных ползунов 14 с роликами 15 и имеющей привод от гидроцилиндра 16 штанги 17 с клиновыми скосами 18, контактирующими с роликами 15 ползунов 14.

Устройство фиксации и удержания каждой трехвалковой клети 3 выполнено в виде взаимодействующего с имеющейся на клети 3 захваткой 12 крюкового рычага 19 с выступом 20 и двух установленных на постаменте 1 гидроцилиндров 21, 22. Гидроцилиндр 21 соединен с крюковым рычагом 19, а гидроцилиндр 22 шарнирно через серьгу 23 соединен с выступом 20 крюкового рычага 19, осуществляющим прижим клети к реперным упорам 24. Кроме того устройство для фиксации и удержания клети содержит прижимные гидроцилиндры 25, которые расположены перпендикулярно опорным направляющим 2 постамента 1.

Работа на многоклетевом стане продольной прокатки осуществляется следующим образом.

Подготовленные к установке в стан трехвалковые клети 3, расположенные на направляющих 11 механизма перевалки, толкающим действием гидроцилиндров 7 начинают перемещаться по опорным направляющим 2 постамента 1. Смонтированные на транспортных катках 6 клети 3 приподняты над опорными направляющими 2 на величину зазора Δ, это перемещение носит характер качения. Для обеспечения плавности и равномерности движения клетей 3 по опорным направляющим 2 постамента 1 ползуны 14 подъемно-опускающихся секций подняты приводом их движения от гидроцилиндра 16 через штангу 17 с клиновыми скосами 18 в крайнее верхнее положение и образуют с неподвижными секциями 13 ровную поверхность. Крюковые рычаги 19 с выступом 20 устройства фиксации и удержания клетей 3 находятся в верхнем и выдвинутом положении, а штоки прижимных гидроцилиндров 25 втянуты.

При достижении в процессе движения клетей 3 реперных упоров 24, гидроцилиндры 7 механизма перевалки отводятся в исходное положение. Ползуны 14 с роликами 15 подъемно-опускающихся секций действием гидроцилиндров 16 через штанги 17 с клиновыми скосами 18 перемещаются в крайнее нижнее положение, опуская на опорные направляющие 2 контактирующие с ними через транспортные катки 6 клети 3 в рабочее положение. Далее действием гидроцилиндров 22 крюковые рычаги 19 с выступом 20 устройства фиксации и удержания опускаются. Перемещением от гидроцилиндров 21 крюковые рычаги 19 с выступом 20 вводятся в контакт с захватками 12 клетей 3 и прижимают их к реперным упорам 24. Прижатие клетей 3 к опорным направляющим 2 обеспечивается действием прижимных гидроцилиндров 25. Затем подключаются индивидуальные приводы 4 вращения валков 5 трехвалковых клетей 3.

После выполнения обозначенного перечня действий стан готов к работе.

Перевод стана из рабочего положения в положение готовности к замене клетей (перевалке) осуществляется в обратной последовательности. Индивидуальные приводы 4 вращения валков 5 трехвалковых клетей 3 отключаются. Прижимные гидроцилиндры 25 выводятся из контакта с клетями 3. Крюковые рычаги 19 с выступом 20 освобождают захватки 12 клетей от удержания. Ползуны 14 с роликами 15 подъемно-опускающихся секций поднимают клети 3 над опорными направляющими 2. Гидроцилиндры 7 механизма перевалки крюковыми рычагами 10 вводятся в контакт с захватками 12 клетей 3 и тянущим действием перемещают их за габарит постамента 1. Стан готов к перевалке.

Предложенный многоклетевой стан продольной прокатки по сравнению с известными позволит повысить точность и качество получаемого проката, надежность работы и долговечность оборудования.