Описание конструкции клети

3. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ КЛЕТИ

 

3.1. Прокатные валки

 

 

Валки прокатных станов по назначению делятся на две группы: рабочие  и опорные. Диаметр валка выбирают по результатам расчетов, при которых  учитывают сортамент проката, условия  эксплуатации, механические свойства материала, максимальные условия, обжатия и конструкции стана. Длина бочки рабочих валков зависит от ширины прокатных полос, листа, ленты.

Обычно приводными являются рабочие  валки. В клетях, которые предназначены  для прокатки тончайшей ленты  из легированной стали, а также в многовалковых станах приводными выполняют опорные валки.

В процессе деформации металла, вращающиеся  валки воспринимают давление, возникающее при обжатии металла и предают это давление на подшипники. Валок состоит из нескольких элементов: бочки (диаметром Д и длиной L), которая при дрессировке непосредственно соприкасается с дрессируемым металлом; шеек (цапф диаметром d и длиной l), расположенных с обеих сторон бочки и спирающихся на подшипники и концевых частей, рис. 4.

 

Валки станов горячей прокатки

 

 

Рис. 4

 

Валки работают в условиях непрерывного истирания их металлом при прокатке, испытывая большие напряжения при  динамических нагрузках. Поэтому к качеству валков предъявляются очень высокие требования, так как оно определяет и качество готовой продукции.

 

 

 

 

3.2. Подшипники прокатных станов

 

 

Подшипники опор валков прокатных  станов передают условия, возникающие при деформации металла, от валков на станину и другие узлы рабочей клети и удерживают валки в заданном положении. Особенностью работы этих подшипников является высокая удельная нагрузка, которая обусловлена сравнительно меньшими габаритами шейки валка и усилиями проката. К выбору материала подшипников дрессировочных станов и их конструкции предъявляют особые требования.

Для рабочих валков устанавливают  подшипники качения. Подшипники качения широко применяются в четырехвалковых станах горячей и холодной прокатки, рис.5.

 

Установка рабочего валка на роликовых  конических подшипниках

 

 

Рис. 5

 

Для валков этих станов применяют исключительно роликовые подшипники с коническими роликами, так как они хорошо самоустанавливаются и способны воспринимать большие осевые нагрузки.

Роликовые подшипники для  рабочих  валков изготовляют по специальным  заказам и ГОСТам, так как они  должны соответствовать предъявленным специфическим требованиям: выдерживать большие нагрузки при работе и  иметь габариты удобные для монтажа.

Они бывают двух типов: горизонтальные и вертикальные, причем для восприятия возможных осевых условий они  умеют на концах шеек радиально-упорные шариковые или радиально-упорные роликовые конические подшипники. Благодаря высокой точности изготовления и очистки масла коэффициент трения П.Ж.Т. меньше, чем у роликовых конических подшипников качения.

Для опорных валков устанавливают подшипники жидкостного трения, рис. 6.

 

Подшипники жидкостного трения

 

 

Рис. 6

ПЖТ, собранный в подушке, легко монтируется на шейку валка – внутренняя втулка- цапфа   имеет шпоночное соединение с конической шейкой валка и вращается в наружной цилиндрической втулке-вкладыше, имеющей баббитовую заливку по внутреннему диаметру. Для обеспечения демонтажа подшипника на сопрягаемые по шпонке конические поверхности подается смазка через отверстие в конусной втулке. Со стороны бочки валка на втулке- вкладыше имеется сменное кольцо-насадка для фиксации резиновых уплотнений. Радиальная нагрузка воспринимается баббитовой заливкой и передается на подушку; осевая нагрузка радиально-упорными подшипниками качения, наружные кольца которых фиксируются резьбовым кольцом-гайкой.

Подшипник полностью  герметизирован уплотнениями с передней и задней стороны, которые не допускают проникновения  влаги, пыли и вытекания масла. На конце шейки валка ПЖТ фиксируется при помощи резьбовых полуколец и гайки. Для компенсации прогиба валка подушки с ПЖТ вверху и внизу опирается на сферические подпятники.

 

 

 

3.3. Нажимные механизмы

 

 

Установка валков с вертикальной плоскости  на большинстве станов осуществляется при помощи специального механизма  с нажимистыми винтами. На всех листовых, полосовых станах положение нижнего валка с подушками и подшипниками в рабочей клети постоянно.

Поэтому раствор между  валками регулируется перемещением при помощи нажимного  механизма только верхнего валка.

На четырехвалковых станах, прокатывающих длинные полосы, для получения заданной толщины полосы корректировка обжатия осуществляется по ходу, поэтому нажимной механизм верхнего валка должен быть рассчитан на преодоление полного усилия, действующего на валки в процессе прокатки (дрессировки).

Нажимные винты и гайки.

Нажимной винт воспринимает усилие на валки при прокатке, приходящиеся на одну шейку валка, а передает его  через нажимную гайку станине. Поверхности трения в пяти нажимного винта придана сферическая форма для лучшей самоустановки подушки с подшипниками по оси нажимного винта. Практикой установлено, что при жидкой смазке масло стекает по резьбе винта в его подпятник  и оттуда в общую циркуляционную систему. Нажимной винт вращается ступицей центральной шестерни или червячного колеса нажимного и перемещается в ней по вертикали. Верхний конец нажимного винта делают квадратным или цилиндрическим со шпицами.

Устройства для осевой установки  валков.

При дрессировке необходимо точно  установить валки не только по высоте, но и в осевом направлении, чтобы  калибры, образуемые ручьями двух валков, были правильной формы. В этом случае благодаря осевой регулировке положения  подушек ликвидируются зазоры между бочками валка и фланцами подшипников, образующихся при износе последних.

Устройства для уравновешивания  валков.

Если каким либо способом подушки  верхнего валка были бы подвешены  к концам нажимных винтов и установка  верхнего валка происходила бы только перемещением винтов вверх и вниз, то возникли бы следующие отрицательные явления: при холостом ходе стана под действием массы верхнего валка и его подушек между торцами нажимных винтов и их подпятником.

А также в резьбе нажимной гайки  неминуемо образовались бы динамические нагрузки на шейки валка и на нажимные винты, которые сопровождались бы сильными ударами; раствор между валками никогда не соответствовал бы требуемому обжатию вследствие неизвестной величины указанных размеров.

Во избежание этих отрицательных явлений у всех рабочих клетей предусмотрены специальные устройства для уравновешивания верхнего валка и его подушек. При помощи таких устройств подушки верхнего валка всегда плотно прижаты к торцам нажимных винтов и зазоры в соединениях шейки валка с нажимной гайкой не образуются.

Гидравлическое уравновешивание  применяют как при большом  ходе верхнего валка, так и  при  небольшом растворе валков. Оно работает бесшумно и без толчков, имеет небольшие габариты и легко управляемо при работе стана.

В качестве рабочей жидкости применяют масловодяную эмульсию или веретенное масло. Недостатком этой системы является то, что для питания цилиндров уравновешивания необходима установка насосно-аккумуляторной станции.

Однако во многих цехах такие  станции имеются независимо от применения системы гидравлического уравновешивания, поэтому указанный недостаток не является существенным.

Механизмы и устройства для смены  валков.

Регулярная смена валков необходимая  операция при работе каждого прокатного стана. При интенсивной работе стана валки быстро изнашиваются. Смену валков называют в производстве перевалкой. Особенно большое значение имеет своевременная смена рабочих валков на станах холодной прокатки, так как от состояния формы поверхности валков в значительной степени зависит качество выпускаемой продукции.

Смена валков требует простая стана, в результате чего снижается его  производительность. Поэтому смену  валков следует выполнять в минимальные короткие сроки.

 

 

 

4. Станины рабочих клетей

 

 

Станины рабочей клети самые  ответственные детали прокатного стана. В них монтируют подушки валков, а также другие устройства и механизмы, обеспечивающие заданную точность дрессировки и производительности стана. Все усилия через валки, подушки и зажимные устройства воспринимаются станинами. Поэтому при конструировании и изготовлении станин особое внимание уделяется их прочности и жесткости.

Станины закрытого типа представляют собой литую массивную  жесткую раму: в середине ее сделано  окно для установки в ней подушек  валков; внизу станина имеет лапы. В лапах предусмотрены отверстия для болтов, которыми станины крепят к плитовинам. Станины закрытого типа более прочные и жесткие.

Размеры станин определяют следующими условиями: возможностью размещения в  окне станины подушек валков и  конца нажимного винта; требуемой прочностью и жесткостью.

Верхнюю  и нижнюю части станины  называют поперечными, а боковые стойками. Сечения стоек делают обычно двутавровыми или прямоугольными. Стойки прямоугольного сечения легче в отливке, вследствие чего они чаще используются в производстве клетей. С внутренней стороны стоек станины прикреплены направляющие планки для подушек опорных валков.