Ролик правильной машины

 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к устройствам для правки, и может быть использовано при холодной правке сортовых профилей круглого сечения. Ролик правильной машины содержит бочку с ручьем в форме дуги окружности, боковые стенки ручья имеют выпуски с углами 10-20^o, сопряженные с дугой окружности, и по дну ручья выполнен паз шириной 0,2-0,3 диаметра окружности, при этом дуга окружности, заключенная между выпусками, составляет 140-160^o. Повышается качество сортовых профилей круглого сечения и облегчается их заправка в правильную машину. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к устройствам для правки, и может быть использовано при холодной правке сортовых профилей круглого сечения.

В соответствии с ГОСТ 2590 "Прокат стальной горячекатаный круглый" регламентирована допускаемая кривизна сортовых профилей круглого сечения, которая не должна превышать 0,4% длины для класса точности 1 и 0,5% длины для класса точности 2. Уменьшение кривизны сортовых профилей круглого сечения (и, следовательно, повышение их качества) производят правкой в холодном состоянии знакопеременным изгибом в роликах правильных машин.

Известно устройство для правки сортового проката, содержащее последовательно установленные на основании правильные приводные валки и ролики, причем рабочие поверхности правильных роликов выполнены сферическими [1].

Недостаток известного устройства состоит в том, что правильные сферические ролики не обеспечивают качественную правку сортовых профилей круглого сечения.

Известна также машина для правки сортового металла, содержащая установленные консольно в два ряда профилированные ролики. На бочках роликов выполнены ручьи, форма которых отвечает форме поперечного сечения выправляемых профилей [2].

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является ролик правильной машины, содержащий бочку с цапфами, на которых установлены подшипниковые опоры. На бочке выполнены ручьи в форме дуги окружности, при этом величина дуги окружности составляет 180^o [3] - прототип.

Недостатки такой конструкции ролика правильной машины состоят в следующем. В процессе правки ручей не удерживает выправляемый сортовой профиль круглого сечения (пруток) от проворотов, а так как правка осуществляется только в одной, вертикальной плоскости, пруток после правки сохраняет кривизну. По мере износа поверхности ручья кривизна прутков возрастает. Помимо этого, заправка изогнутого прутка в правильную машину затруднена, т.к. требует, чтобы передний конец прутка перемещался строго вдоль оси ручьев всех роликов машины.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении качества сортовых профилей круглого сечения и облегчении их заправки в правильную машину.

Для решения поставленной технической задачи в известной конструкции ролика правильной машины, содержащего бочку с ручьем в форме окружности, согласно предложению боковые стенки ручья имеют выпуски с углами 10-20^o, сопряженные с дугой окружности, и по дну ручья выполнен паз шириной 0,2-0,3 диаметра окружности, при этом дуга окружности, заключенная между выпусками, составляет 140-160^o.

На чертеже представлен ролик правильной машины предложенной конструкции.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в следующем. Правильная машина с роликами, оси ручьев которых лежат в вертикальной плоскости, обеспечивает знакопеременный изгиб и исправление кривизны прутков в этой плоскости. В случаях, когда на бочках роликов выполнены ручьи в форме половины дуги окружности, искривления прутка, зажатого между рядами роликов, приводят к его проворотам в ручье. Это ухудшает прямолинейность выправляемого прутка, повышает износ ручья ролика, усложняет заправку переднего конца прутка в ручьи последующих роликов правильной машины.

Выполнение ролика с ручьем, имеющим выпуски с углами 10-20^o, сопряженными с дугой окружности, равной 140-160^o, и с пазом по дну ручья шириной 0,2-0,3 диаметра окружности, придает ручью форму скругленного клина, расходящиеся ветви которого охватывают и зажимают пруток между боковыми стенками. За счет зажатия прутка в ручье исключается возможность его проворотов, что улучшает качество правки и уменьшает износ ручья. При этом, поскольку ширина ручья в его периферийной части за счет выпусков возрастает, облегчаются условия заправки изогнутого прутка в правильную машину, устраняются искривления не только в вертикальной, но и горизонтальной плоскости.

Наличие паза по дну ручья исключает касание его дна с прутком. Этим обеспечивается надежное зажатие прутка между боковыми стенками ручья, которое сохраняется также и по мере износа контактных поверхностей ручья.

Экспериментально установлено, что если боковые стенки ручья имеют выпуски с углами менее 10^o, то затрудняется заправка сортового профиля круглого сечения в правильную машину, снижается стойкость ролика, ухудшается качество прутков. Увеличение угла более 20^o приводит к снижению силы зажатия, удерживающей пруток от проворотов. В результате снижается качество правки.

При ширине паза по дну ручья менее 0,2 диаметра окружности ухудшается удержание выправляемого прутка, что сопровождается его проворотами в ручье и снижением качества правки. Увеличение ширины паза более 0,3 диаметра окружности приводит к повышению износа ручья вследствие возрастания удельного давления правки на его контактных поверхностях, что неблагоприятно сказывается на качестве выправленных прутков.

При дуге окружности, заключенной между выпусками менее 140^o, из-за уменьшения площади контакта ручья с выправляемым профилем увеличивается износ ручья, ухудшаются условия удержания выправляемого прутка от проворотов и качество правки. Увеличение угла дуги более 160^o затрудняет заправку прутков в правильную машину и не способствует улучшению качества правки, вследствие чего нецелесообразно.

Ролик правильной машины содержит цилиндрическую бочку 1 с цапфами 2. На бочке 1 выполнен ручей 3 в форме дуг окружности диаметром D. Дуга окружности ручья 3 сопряжена с двумя выпусками 4, величина каждого из которых равна β= 10-20^o. Заключенная между выпусками 4 длина дуги окружности ручья 3 составляет α=140-160^o. Кроме того, по дну ручья 3 выполнен паз 5, ширина В которого составляет B=(0,2-0,3)D.

Устройство работает следующим образом. Ролики предложенной конструкции в количестве 8 шт. устанавливают в роликоправильную машину посредством подшипниковых опор на цапфах 2. Ролики устанавливают с постоянным шагом между осями их бочек 1 в два ряда: по четыре в верхнем и нижнем рядах. При этом верхний ряд роликов смещен относительно нижнего ролика на пол шага, образующие роликов в рядах установлены с перекрытием. Ролики приводят во вращение от электропривода.

Искривленный пруток круглого сечения в холодном состоянии задают в правильную машину. Поскольку периферийная часть ручья 3 со стороны бочки 2 ролика имеет увеличенную ширину, обусловленную наличием выпусков 4, задача прутков в роликоправильную машину облегчается.

Ролики верхнего и нижнего ряда осуществляют знакопеременный изгиб и транспортирование прутка. От действия вертикального усилия правки пруток скользит по выпускам 4, плотно зажимается между правой и левой половинами ручья 3, разделенного пазом 5. При этом достигается прочное удержание прутка от проворотов силами трения на обеих боковых поверхностях ручья 3, имеющих форму окружности, за счет чего улучшаются условия правки прутка.

В процессе эксплуатации ролика происходит износ обеих частей ручья 3 в форме дуги окружности, разделенных пазом 5. Однако благодаря наличию паза 5 выправляемый профиль не упирается в дно ручья 3 и всегда прижат в процессе правки к правой и левой его округлым половинам. За счет этого исключается ухудшение качества сортовых профилей по мере износа рабочих поверхностей круглой формы ручья 3 ролика.

В таблице приведены варианты конструктивного выполнения ролика правильной машины и показатели их эффективности.

Из таблицы следует, что при использовании ролика предложенной конструкции (варианты 2-4) достигается повышение качества сортовых профилей круглого сечения и облегчается их заправка в правильную машину. В случаях запредельных значений конструктивных параметров роликов (варианты 1 и 5) качество сортовых профилей круглого сечения после правки ухудшается, возрастает число застреваний профилей при заправке. Также более низкое качество выправленных профилей при увеличенном числе их застреваний в процессе заправки в роликоправильную машину имеет место в случае использования способа-прототипа (вариант 6).

Технико-экономические преимущества предложенного ролика правильной машины заключаются в том, что выполнение боковых стенок ручья с выпусками 10-20^o, сопряженными с дугой окружности величиной 140-160^o, заключенной между выпусками, а также выполнение по дну ручья паза шириной 0,2-0,3 от диаметра окружности обеспечивает надежное удержание профиля в ручьях роликов правильной машины при правке знакопеременным изгибом, что повышает качество сортовых профилей круглого сечения. Одновременно с этим за счет расширения ручья к периферийной части бочки ролика облегчается заправка профилей в правильную машину.

В качестве базового объекта при определении экономической эффективности принят способ-прототип. Использование ролика правильной машины предложенной конструкции обеспечит повышение рентабельности производства сортовых профилей круглого сечения на 5-7%.

Источники информации 1. Авт. свид. СССР 1082515, MПK B 21 D 3/05, 1984.

2. Авт. свид. СССР 1590154, МПК B 21 D 3/05, 1990.

3. А.А. Королев. Конструкция и расчет машин и механизмов прокатных станов. - М.: Металлургия, 1985, с. 316-317 - прототип.

Формула изобретения

Ролик правильной машины, содержащий бочку с ручьем в форме дуги окружности, отличающийся тем, что боковые стенки ручья имеют выпуски с углами 10-20^o, сопряженные с дугой окружности, и по дну ручья выполнен паз шириной 0,2-0,3 диаметра окружности, при этом дуга окружности, заключенная между выпусками, составляет 140-160^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2