Патент на изобретение №2373004

(54) ПРОКАТНАЯ КЛЕТЬ ДЛЯ ПРОКАТКИ ПРУТКОВОГО ИЛИ ТРУБЧАТОГО МАТЕРИАЛА

(57) Реферат:

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к рабочим клетям прокатного стана для прокатки пруткового или трубчатого материала. Рабочая клеть содержит, по меньшей мере, один несущий валок вал. Валок расположен на валу с возможностью перемещения в осевом направлении. С двух сторон валка в осевом направлении предусмотрены фиксирующие элементы для осевой фиксации валка на валу, образующие фиксирующие устройства. По меньшей мере, в осевом направлении с одной стороны валка на валу расположена гильза. Первое фиксирующее устройство образовано, по меньшей мере, проходящим через гильзу в осевом направлении от обратной относительно валка стороны вплоть до обращенной к валку стороны фиксирующим элементом. Фиксирующий элемент помещен в гильзе с возможностью перемещения. Положение фиксирующего элемента в гильзе на обратной относительно валка стороне ограничивает расположенный с обратной относительно валка стороны упорный элемент. Упорный элемент жестко соединен с валом и регулируется по длине вала в своем осевом положении. 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к рабочей клети прокатного стана для прокатки пруткового или трубчатого материала, как, например, проволока или труба.

Прутковый или трубчатый материал прокатывают на прокатных станах в рабочих клетях, при этом в рабочей клети предусмотрено несколько расположенных в одной плоскости валков, образующих центральный калибр. Как правило, три или четыре валка расположены так, что они образуют между ними центральный калибр. Известны конструкции такого рода рабочих клетей, имеющие лишь один привод для передачи вращения. При этом расположенные на валках конические шестерни, входящие в зацепление с расположенными на соседнем валке коническими шестернями, передают крутящий момент с одного приводного вала на валы, несущие остальные валки. Такая конструкция рабочей клети раскрыта, например, в патенте ЕР 1449597 А2.

Как представлено также в документе ЕР 1449597 А2, такие рабочие клети зачастую имеют возможности регулировки размера калибра. Размер калибра увеличивается или уменьшается за счет осепараллельного разнесения несущих валки валов в рабочей клети. Для этого радиальные подшипники валов помещены с возможностью вращения в эксцентриковых втулках. За счет поворота эксцентриковых втулок достигается осепараллельное разнесение валов.

Если валы – принимая за ориентир среднюю точку калибра – осепараллельно разнесены согласовано между собой в радиальном направлении наружу, то возникает проблема, связанная с тем, что при осевой фиксации конических шестерен на несущем их соответственно валу изменяется боковой зазор в соответствующей конической зубчатой передаче, образованной соответственно входящими между собой в зацепление коническими шестернями. Для поддержания бокового зазора неизменным предусмотрено, что при осепараллельном разнесении несущих конические шестерни валов соответствующие конические шестерни перемещаются на валу в осевом направлении. В случае удаляющегося движения двух валов относительно друг друга в результате осепараллельного разнесения расположенные на соответствующих валах конические шестерни перемещаются, например, наружу относительно соответствующей средней точки вала, так что боковой зазор в конической зубчатой передаче остается неизменным несмотря на увеличившееся расстояние между валами.

В связи с возникающей таким образом необходимостью перемещения конической шестерни в осевом направлении на валу конические шестерни впредь не могут использоваться для фиксации валка в этом осевом положении на валу. Поэтому в таких регулируемых рабочих клетях требуется предусмотреть другую осевую фиксацию валка. Это может осуществляться, например, горячей запрессовкой валка или запрессовой посадкой. Такого рода способы фиксации валка ведут, однако, к продолжительному времени монтажа, когда в рабочей клети требуется перевалка.

В этой связи в основе изобретения лежит задача создания регулируемой рабочей клети прокатного стана для прокатки пруткового или трубчатого материала, обеспечивающей быструю перевалку.

Эта задача решается за счет признаков независимого пункта формулы изобретения. Предпочтительные варианты исполнения приводятся в зависимых пунктах.

В основе изобретения лежит идея, чтобы на обратной относительно валка стороне, расположенной рядом с валком и несущей, например, коническую шестерню гильзы, предусмотреть упорный элемент, ограничивающий осевое положение фиксирующего валок элемента. Этот фиксирующий элемент проходит гильзу в осевом направлении от обратной относительно валка стороны вплоть до обращенной к валку стороны и может перемещаться относительно гильзы. Это делает возможным осевое перемещение гильзы при сохранении фиксации валка. Фиксация валка осуществляется посредством осевого положения упорного элемента на валу. Необходимые для фиксации валка удерживающие усилия могут передаваться с упорного элемента через фиксирующий элемент на валок, в то время как гильза может свободно перемещаться в осевом направлении в промежутке между упорным элементом и валком.

Рабочая клеть согласно изобретению включает, в частности, предпочтительно три несущих валки вала. Валы расположены таким образом, что несомые ими валки образуют калибр для прокатки пруткового или трубчатого материала. Предпочтительно вал, в частности, опирается на одном конце на осевой подшипник. Так как валок расположен с возможностью перемещения в осевом направлении на валу, то обеспечивается его быстрая перевалка. Так, после освобождения от фиксирующих устройств вал может частично выдвигаться из клети для освобождения валка и его радиального удаления из клети.

В предпочтительной форме исполнения с одной стороны валок удерживается фиксирующим устройством, образуемым упорным элементом и фиксирующим элементом, в то время как в осевом направлении вала с противоположной стороны валка фиксацию создает буртик на валу. Валок в этом случае постоянно занимает определяемое буртиком неизменное осевое положение на валу. Благодаря фиксирующему элементу на валок передаются удерживающие усилия, которые прижимают валок к буртику. Удерживающее усилие определяется выбором осевого положения упорного элемента на валу относительно буртика.

В другой предпочтительной форме исполнения изобретения вместо буртика на валу на другой стороне валка фиксация также может быть образована, по меньшей мере, проходящим через гильзу в осевом направлении вала от обратной относительно валка стороны вплоть до обращенной к валку стороны фиксирующим элементом, помещенным в гильзе с возможностью перемещения и положение которого в гильзе на обратной относительно валка стороне ограничивает расположенный с обратной относительно валка стороны упорный элемент, при этом регулируемый по длине вала в своем осевом положении упорный элемент выполнен жестко соединенным с валом. Подобного рода конструкция позволяет за счет выбора осевых положений обоих элементов на валу регулировать положение валка на валу.

В другой предпочтительной форме выполнения фиксирующий элемент выполнен в виде зажимного болта. Более предпочтительным является применение для фиксации гильзы нескольких проходящих через нее зажимных болтов. В наиболее предпочтительном варианте зажимные болты расположены на равном расстоянии друг от друга по поверхности гильзы. Фиксирующий элемент, однако, может быть выполнен в виде тела другой геометрической формы. Наиболее предпочтительной является удлиненная форма фиксирующих элементов, позволяющая им проходить через гильзу, по существу, параллельно оси вала.

В предпочтительной форме исполнения между фиксирующим элементом и валком расположено охватывающее валок нажимное кольцо. Нажимное кольцо делает возможным, в частности, равномерно передавать валку действующее на валок фиксирующее усилие.

Упорный элемент в предпочтительной форме исполнения выполнен как расположенная на конце вала крышка. Осевое положение крышки относительно вала может регулироваться, например, при помощи расположенного на валу, фиксируемого относительно вала в осевом направлении болта с резьбой на конце, которая входит в зацепление с сопряженной резьбой крышки. В особенно предпочтительной форме исполнения болт выполнен как пронизывающий вал стяжной болт, фиксируемый на противоположном крышке конце вала. В частности, выполненная со стяжным болтом форма исполнения рабочей клети согласно изобретению обеспечивает быструю перевалку, если рабочая клеть хорошо доступна лишь с противоположной крышке стороны вала. За счет удаления стяжного болта устраняется фиксация валка, так как снимается удерживающее усилие, производимое стяжным болтом на выполненный как крышка упорный элемент и передаваемое на валок посредством фиксирующего элемента. За счет частичного выдвижения вала из рабочей клети валок может освобождаться и выниматься из рабочей клети в радиальном направлении.

В предпочтительном варианте исполнения рабочей клети согласно изобретению пронизываемая фиксирующим элементом гильза несет известную из уровня техники для передачи крутящего момента на соседние валы коническую шестерню или, соответственно, гильза представляет собой неотъемлемую составную часть этой конической шестерни. Положение вала в рабочей клети в предпочтительной форме исполнения может регулироваться эксцентриковой втулкой, в которую помещен расположенный на гильзе радиальный подшипник.

Для поддержания неизменного бокового зазора в конической зубчатой передаче, образованной двумя расположенными на соседних валах и входящими между собой в зацепление коническими шестернями, несущая коническую шестерню гильза выполнена в предпочтительной форме исполнения с возможностью перемещения на валу в осевом направлении.

Радиальный подшипник выполнен, в частности, предпочтительно таким образом, что действующие на эксцентриковую втулку осевые усилия могут передаваться на гильзу. Осевые усилия для осевого перемещения гильзы обеспечиваются в особенно простой форме исполнения изобретения выполненной на эксцентриковой втулке наружной резьбой. В таком случае благодаря помещенным в корпусе неподвижно сегментам внутренней резьбы, которые входят в зацепление с выполненной на эксцентриковой втулке наружной резьбой, может, например, регулироваться положение эксцентриковой втулки в рабочей клети. В частности, наружная резьба выполнена предпочтительно как трапецеидальная резьба.

Для передачи крутящего момента между валом и валком, соответственно между валом и гильзой, в предпочтительной форме исполнения предусмотрены зубчатые зацепления, образованные предусмотренной на валу наружной резьбой и предусмотренной на валке или соответственно внутри гильзы внутренней резьбой. В особенно предпочтительном варианте исполнения эти зубчатые зацепления представляют собой эвольвентные зацепления.

Ниже изобретение поясняется более подробно на основании представляющего лишь пример исполнения чертежа, где показано в виде сбоку изображение в разрезе и с вырезом рабочей клети согласно изобретению. Как видно из чертежа, коническая шестерня 1, монтируемая при помощи подшипника качения 2 в эксцентриковой гильзе 3, известным образом смещается в осевом направлении при вращении эксцентриковой гильзы за счет выполненной на гильзе 3 наружной трапецеидальной резьбы 4. При этом коническая шестерня перемещается в осевом направлении на валу 5, опирающемся на втулки 6, 7 в конических шестернях, но в своем осевом положении остается неподвижной за счет упорного подшипника 8. С вала 5 крутящий момент через эвольвентное зацепление 9 с геометрическим замыканием передается на конические шестерни. Усилие F стяжного болта действует со стяжного болта 10 через резьбу 11 на крышку 12 и передается дальше как прижимное усилие через ряд расположенных по окружности на равном удалении нажимных винтов 13 на нажимное кольцо 14. Нажимное кольцо 14 передает усилие стяжного болта на ступицу 15 валка и тем самым прижимает его к буртику 16 вала.

Благодаря этой конструкции можно, во-первых, передавать непосредственно, то есть без промежуточных зубчатых гильз, и с геометрическим замыканием крутящий момент с вала на коническую шестерню (и тем самым поддерживать минимально возможными как радиальный зазор, так и износ) и, во-вторых, обеспечить воздействие тягового усилия (без ослабления вала поперечными расточками) с конца вала как прижимного усилия на ступицу валка.

Формула изобретения

1. Рабочая клеть прокатного стана для прокатки пруткового или трубчатого материала, содержащая по меньшей мере один несущий валок вал, при этом валок расположен на валу с возможностью перемещения в осевом направлении, с двух сторон валка в осевом направлении предусмотрены фиксирующие элементы для осевой фиксации валка на валу, образующие фиксирующие устройства, и по меньшей мере в осевом направлении с одной стороны валка на валу расположена гильза, отличающаяся тем, что первое фиксирующее устройство образовано по меньшей мере проходящим через гильзу в осевом направлении от обратной относительно валка стороны вплоть до обращенной к валку стороны фиксирующим элементом, помещенным в гильзе с возможностью перемещения и положение которого в гильзе на обратной относительно валка стороне ограничивает расположенный с обратной относительно валка стороны упорный элемент, при этом регулируемый по длине вала в своем осевом положении упорный элемент выполнен жестко соединенным с валом.

2. Рабочая клеть по п.1, отличающаяся тем, что второе фиксирующее устройство образовано в осевом направлении вала относительно валка напротив первого фиксирующего устройства в виде расположенного на валу буртика.

3. Рабочая клеть по п.1 или 2, отличающаяся тем, что гильза несет коническую шестерню.

4. Рабочая клеть по п.1, отличающаяся тем, что вал радиально опирается на расположенный в гильзе радиальный подшипник, и радиальный подшипник помещен в эксцентриковой втулке.

5. Рабочая клеть по п.1, отличающаяся тем, что гильза выполнена с возможностью перемещения на валу в осевом направлении.

6. Рабочая клеть по одному из п.4 или 5, отличающаяся тем, что радиальный подшипник передает действующие на эксцентриковую втулку осевые усилия на гильзу, при этом на эксцентриковой втулке выполнена наружная резьба.

7. Рабочая клеть по п.1, отличающаяся тем, что фиксирующий элемент представляет собой зажимной болт.

8. Рабочая клеть по п.1, отличающаяся тем, что упорный элемент представляет собой расположенную на конце вала крышку.

9. Рабочая клеть по п.8, отличающаяся тем, что крышка удерживается при помощи проходящего через вал стяжного болта, который фиксируется на расположенном напротив крышки конце вала.

10. Рабочая клеть по п.1, отличающаяся тем, что предусмотрено эвольвентное зацепление между валом и валком.

11. Рабочая клеть по п.1, отличающаяся тем, что предусмотрено эвольвентное зацеплением между валом и гильзой.

12. Рабочая клеть по п.1, отличающаяся тем, что между фиксирующим элементом и валком расположено нажимное кольцо, охватывающее вал.

РИСУНКИ