Стан круговой прокатки с формовочными валками и способ контроля положения валка такого прокатного стана

Изобретение относится к стану круговой прокатки. Стан содержит главную неподвижную раму, пару цилиндрических валков, соответственно внутренний и наружный, поддерживаемых первой вспомогательной рамой, установленной на главной раме, пару конических валков, поддерживаемых второй вспомогательной рамой, установленной на главной раме, узел зубчатое колесо-зубчатая рейка для поступательного перемещения валка относительно поддерживающей его вспомогательной рамы и электрический редукторный двигатель для приведения в движение зубчатого колеса узла зубчатое колесо-зубчатая рейка. Электрический редукторный двигатель установлен неподвижно относительно одной из вспомогательных рам. В кинематическую цепь передачи усилия между зубчатой рейкой и валком, перемещаемым этой зубчатой рейкой, включен гидравлический разгрузочный механизм. Гидравлический разгрузочный механизм содержит камеру переменного объема, питаемую жидкостью под давлением. В результате упрощается конструкция и уменьшается количество операций обслуживания стана. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Изобретение относится к стану круговой прокатки, который содержит две пары валков, предназначенных для формования радиальных сторон и фронтальных сторон кольцевой детали.

В прокатном стане этого типа, как известно, валки необходимо перемещать во время работы прокатного стана, чтобы адаптировать их положение к размерам детали во время формования. Классически для перемещения валков можно использовать гидроцилиндры. Это требует использования большого количества масла под давлением, поэтому вблизи прокатного стана необходимо предусматривать относительно объемную насосно-аккумуляторную станцию.

Для решения этой проблемы перемещения валков стана круговой прокатки в документе WO-A-2009/125102 предложено использовать узлы зубчатое колесо-зубчатая рейка, в которых зубчатое колесо приводится во вращение выходным валом электрического редукторного двигателя. Чтобы ограничить риски поломки в случае неровности поверхности, с которой взаимодействует валок, электрический редукторный двигатель устанавливают на опоре, которая, в свою очередь, шарнирно установлена вокруг оси вращения зубчатого колеса относительно рамы прокатного стана. Кроме того, предусмотрены средства демпфирования поворота опоры. Установка электрического редукторного двигателя на шарнирной опоре усложняет прокатный стан, что влечет за собой повышение его стоимости и необходимость осуществления дополнительных операций обслуживания.

Изобретение призвано устранить эти недостатки и предложить стан круговой прокатки, в котором валки можно перемещать при помощи электрического редукторного двигателя, но при этом нет необходимости устанавливать этот электрический редукторный двигатель на поворотной опоре.

В связи с этим, объектом изобретения является стан круговой прокатки, содержащий главную неподвижную раму, пару цилиндрических валков, соответственно внутренний и наружный, предназначенных для формования внутренней и наружной радиальных сторон кольцевой детали и поддерживаемых первой вспомогательной рамой, установленной на главной раме, и пару конических валков, соответственно верхний и нижний, предназначенных для формования противоположных фронтальных сторон детали и поддерживаемых второй вспомогательной рамой, установленной на главной раме. Предусмотрен по меньшей мере один узел зубчатое колесо-зубчатая рейка для поступательного перемещения валка относительно поддерживающей его вспомогательной рамы и по меньшей мере один электрический редукторный двигатель для приведения во вращение зубчатого колеса этого узла зубчатое колесо-зубчатая рейка. В соответствии с изобретением электрический редукторный двигатель установлен неподвижно относительно одной из вспомогательных рам, тогда как в кинематическую цепь передачи усилия между зубчатой рейкой и валком, перемещаемым этой зубчатой рейкой, включен гидравлический разгрузочный механизм. Кроме того, гидравлический разгрузочный механизм содержит по меньшей мере одну камеру переменного объема, которую питают жидкостью под давлением и объем которой меняется в зависимости от относительного положения валка и зубчатой рейки.

Благодаря изобретению, установка электрического редукторного двигателя неподвижно относительно главной или вспомогательной рамы позволяет упростить общую конструкцию прокатного стана. При нормальной работе такая установка двигателя позволяет получить фиксированную точку и обеспечивает точное управление узлом зубчатое колесо-зубчатая рейка и, следовательно, положением соответствующего валка. В случае присутствия неровности на поверхности, формуемой валком, гидравлический разгрузочный механизм позволяет абсорбировать переходную перегрузку, предаваемую на кинематическую цепь, без перемещения зубчатой рейки, то есть без риска повреждения электрического редукторного двигателя.

Согласно предпочтительным, но не ограничительным аспектам изобретения такой прокатный стан может иметь один или несколько следующих отличительных признаков, рассматриваемых в любой технически допустимой комбинации:

- Кинематическая цепь содержит штангу для передачи на валок движения перемещения зубчатой рейки вдоль продольной оси штанги, и камера переменного объема образована между

- с одной стороны, штангой или деталью, соединенной со штангой; и

- с другой стороны, зубчатой рейкой или деталью, жестко закрепленной на зубчатой рейке.

- Камера переменного объема образована внутри штанги.

- В варианте камера переменного объема образована вдоль продольной оси штанги между зубчатой рейкой и штангой.

- Прокатный стан содержит систему питания камеры переменного объема жидкостью под давлением, превышающим или равным 100 бар, предпочтительно превышающим или равным 200 бар и еще предпочтительнее порядка 250 бар.

- Кинематическая цепь выполнена таким образом, чтобы в случае неровности в виде выступа на поверхности кольцевой детали, формуемой валком, перемещение, передаваемое от этой неровности на штангу, стремилось вытолкнуть жидкость под давлением из камеры переменного объема в результате уменьшения ее объема.

- Гидравлический разгрузочный механизм содержит поршень, который соединен с зубчатой рейкой и одна сторона которого ограничивает камеру переменного объема.

- Поршень установлен с возможностью перемещения скольжением внутри штанги вдоль продольной оси штанги.

- Поршень соединен с зубчатой рейкой через суппорт зубчатой рейки и соединительный шток между суппортом зубчатой рейки и поршнем, при этом суппорт зубчатой рейки и соединительный шток тоже установлены с возможностью перемещения скольжением внутри штанги вдоль продольной оси штанги.

- Прокатный стан содержит элементы направления поступательного движения вдоль продольной оси штанги для суппорта зубчатой рейки и/или соединительного штока внутри штанги, в частности, направляюще накладки.

- Камера переменного объема образована между стороной поршня и крышкой, закрывающей внутренний объем штанги, противоположно к валку.

- В варианте часть штанги герметично заходит во внутреннюю полость, образованную зубчатой рейкой, и камера переменного объема образована участком этой полости, не занятым штангой.

- Камера переменного объема соединена с системой питания жидкостью под давлением через канал, который проходит через зубчатую рейку.

- Каждый валок, совершающий поступательное движение относительно вспомогательной рамы, перемещается узлом зубчатое колесо-зубчатая рейка, приводимым в движение при помощи электрического редукторного двигателя, установленного неподвижно относительно этой рамы, при этом в кинематической цепи передачи усилия между каждой зубчатой рейкой и валком, перемещаемым этой зубчатой рейкой, установлен гидравлический разгрузочный механизм.

Другим объектом изобретения является способ контроля положения по меньшей мере одного валка для формования стороны детали, формуемой внутри стана круговой прокатки, который содержит главную неподвижную раму, пару цилиндрических валков, соответственно внутренний и наружный, предназначенных для формования внутренней и наружной радиальных сторон кольцевой детали и поддерживаемых первой вспомогательной рамой, установленной на главной раме, и пару конических валков, соответственно верхний и нижний, предназначенных для формования противоположных фронтальных сторон детали и поддерживаемых второй вспомогательной рамой, установленной на главной раме, причем этот прокатный стан содержит также по меньшей мере один узел зубчатое колесо-зубчатая рейка для перемещения валка относительно поддерживающей его вспомогательной рамы и по меньшей мере один электрический редукторный двигатель для приведения во вращение зубчатого колеса этого узла зубчатое колесо-зубчатая рейка. В соответствии с изобретением этот способ содержит этапы, на которых:

а) жидкость под давлением подают в камеру переменного объема, встроенную в разгрузочный механизм, установленный в кинематической цепи передачи усилия между зубчатой рейкой и валком, перемещаемым этой зубчатой рейкой, чтобы обеспечить жесткость этой кинематической цепи во время нормальной работы прокатного стана, и

b) по меньшей мере часть жидкости под давлением удаляют из камеры переменного объема за счет изменения размера кинематической цепи в случае присутствия неровности на стороне детали, формуемой валком.

Изобретение и его другие преимущества будут более понятны из представленного исключительно в качестве примера нижеследующего описания варианта выполнения прокатного стана и заявленного способа контроля со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг. 1 показан вид в перспективе заявленного прокатного стана;

на фиг. 2 показан вид в продольном разрезе прокатного стана по плоскости II, показанной на фиг. 1;

на фиг. 3 показан увеличенный вид части III, изображенной на фиг. 1, когда прокатный стан находится в первой конфигурации нормальной работы; для упрощения чертежа некоторые опорные плиты и редукторный двигатель на этой фиг. 3 не показаны, а некоторые штанги показаны с частичным вырезом;

на фиг. 4 показан увеличенный вид части IV, показанной на фиг. 3;

на фиг. 5 показан вид сверху, соответствующий части IV;

на фиг. 6 показан вид, аналогичный фиг. 4, когда прокатный стан находится во второй конфигурации работы в случае присутствия неровности на радиальной поверхности детали во время формования внутри прокатного стана;

на фиг. 7 показан вид сверху, соответствующий части, показанной на фиг. 6;

на фиг. 8 показан увеличенный вид части VIII, изображенной на фиг. 1, где для лучшего понимания чертежа показана лишь часть направляющей пластины;

на фиг. 9 показан фронтальный вид в направлении стрелки IX на фиг. 8, когда прокатный стан находится в первой конфигурации нормальной работы; для лучшего понимания чертежа направляющая пластины не показана;

на фиг. 10 показан вид, аналогичный фиг. 9, когда прокатный стан находится в третьей конфигурации работы в случае присутствия неровности на фронтальной поверхности детали во время формования в прокатном стане.

Прокатный стан 2, показанный на фиг. 1-10, содержит неподвижную главную раму 4, которая определяет продольную ось Х2 прокатного стана 2. На раме 2 установлена неподвижная радиальная клеть 6, а также осевая клеть 8, подвижная относительно рамы 4 вдоль оси Х2.

На главной раме 4 неподвижно установлена первая вспомогательная рама 46, которая образует каркас радиальной клети 6. На главной раме 4 установлена вторая вспомогательная рама 48, которая является подвижной вдоль оси Х2 относительно этой главной рамы. Вспомогательная рама 48 образует каркас осевой клети 8.

Деталь, формуемая в прокатном стане 2, обозначена буквой Р. Эта деталь центрована по вертикальной оси ХР, проходящей перпендикулярно к оси Х2. Позициями Р2 и Р4 соответственно обозначены внутренняя и наружная радиальные поверхности детали Р. Аналогично, верхняя и нижняя фронтальные поверхности этой детали Р, когда она находится в прокатном стане, обозначены Р6 и Р8.

Рама 46 радиальной клети 6 поддерживает главный цилиндрический валок 62, установленный с возможностью вращения вокруг вертикальной оси Z62 и приводимый во вращение главным электрическим двигателем 64. Главный валок 62 установлен в радиальной клети 6 таким образом, чтобы опираться на наружную радиальную поверхность Р4 детали Р.

Рама 46 радиальной клети 6 поддерживает также вспомогательный цилиндрический валок или оправку 66, установленную с возможностью вращения вокруг вертикальной оси Z66, параллельную относительно оси Z62. Вспомогательный валок 66 установлен на подвижной траверсе 68, которая перемещается параллельно оси Х2 относительно вспомогательной рамы 46 радиальной клети 6. Для этого траверса 68 соединена с двумя штангами 72 и 74, каждая из которых проходит в направлении, параллельном оси Х2.

Валки 62 и 66 выполнены цельными и имеют круглое сечение.

Кроме того, под траверсой 68 установлена площадка 70, имеющая гнездо 70А для захождения нижней части вспомогательного валка 66. Эта площадка 70 тоже является подвижной относительно вспомогательной рамы 46 и поддерживается двумя штангами 76 и 78.

Продольные оси штанг 74-78, которые проходят параллельно оси Х2, обозначены соответственно Х78, Х74, Х76 и Х78.

Радиальная клеть 6 содержит также два рычага центровки детали Р, при этом на фиг.1 показан только один из этих центровочных рычагов, обозначенный позицией 65.

Подъемная система с зубчатыми рейками 77 и 79 позволяет приподнимать траверсу 68 во время установки на место детали Р в прокатный стан 2, затем опускать ее для введения нижней части вспомогательного валка 66 в гнездо 70А площадки 70.

В радиальной клети 6 предусмотрены несколько электрических редукторных двигателей, а именно:

- два электрических редукторных двигателя 172 и 174 для перемещения штанг 72 и 74 вдоль их соответствующих продольных осей Х72 и Х74,

- два электрических редукторных двигателя 176 и 178 для перемещения штанг 76 и 78 вдоль их соответствующих продольных осей Х76 и Х78,

- два электрических редукторных двигателя 163 и 165 для приведения во вращение центровочных рычагов 65 и их аналогов вокруг вертикальных осей Z63 и Z65.

Редукторный двигатель 172 включает в себя электрический двигатель 172А и редуктор 172В. Другие редукторные двигатели имеют такую же конструкцию, включающую в себя электрический двигатель, объединенный с редуктором.

На фиг. 3 редукторный двигатель 174 не показан, чтобы лучше показать штангу 74 и соответствующее зубчатое колесо 273.

Штанги 72-78 позволяют предавать на валок 66 движение перемещения, параллельное оси Х2 и каждой из осей Х72-Х78, генерируемое редукторными двигателями 172-178.

Каждый из редукторных двигателей 172-178 установлен неподвижно относительно вспомогательной рамы 46 радиальной клети 6. Например, редукторный двигатель 172 жестко закреплен на плите 46А, принадлежащей к вспомогательной раме 46. Точно так же, редукторный двигатель 174 жестко закреплен на плите 46В, принадлежащей к вспомогательной раме 46. Редукторные двигатели 176 и 178 установлены на плитах 46С и 46D вспомогательной рамы 46. Для упрощения чертежа плиты 46А и 46В на фиг. 3-7 не показаны. На фиг. 1 видно, что они поддерживают также редукторные двигателя 163 и 165. Вместе с тем, это не является обязательным условием.

При нормальной работе прокатного стана 2 деталь Р сжимается в радиальном направлении валками 62 и 66, которые приводятся во вращение вокруг осей Z62 и Z66 непосредственно двигателем 64 в случае валка 62 и опосредованно через деталь Р в случае валка 66.

Узел зубчатое колесо-зубчатая рейка используют для передачи движения от каждого редукторного двигателя 172-178 на вспомогательный валок или оправку 66, чтобы контролировать положение этого валка при поступательном движении вдоль оси Х2.

На выходном вале редуктора 172В установлено зубчатое колесо 273. Это зубчатое колесо 273 взаимодействует с зубчатой рейкой 272, установленной на штанге 72.

Монтаж зубчатой рейки 272 на штанге 72 является жестким в нормальной конфигурации прокатного стана 2. Вместе с тем, этот монтаж предусматривает степень свободы, которую можно использовать в случае присутствия неровности на поверхности Р2 детали Р в одном направлении, когда присутствующий на этой поверхности Р2 выступающий рельефный элемент стремится сдвинуть вспомогательный валок или оправку 66 в направлении оси ХР. Точно так же предусмотрено использование степени свободы в монтаже зубчатой рейки 272 на штанге 72, когда неровность в виде выступающего рельефного элемента на поверхности Р4 стремится сдвинуть деталь Р и вспомогательный валок 66 в направлении оси ХР, реагируя на главный валок 62, ось Z62 которого является неподвижной относительно вспомогательной рамы 46.

Для этого, как показано на фиг. 3-7, в штангу 72 встроен гидравлический разгрузочный механизм М72, который обеспечивает относительное перемещение вдоль оси Х72 между валком 62 и зубчатой рейкой 272, в частности, между зубчатой рейкой 272 и штангой 72, которая жестко закреплена на валке 66 вдоль оси Х2 через траверсу 68.

На фиг. 3 крышки 46А и 46В не показаны, и штанги 72 и 74 показаны наполовину разрезанными вдоль горизонтальной плоскости. Это позволяет видеть механизм М72 и аналогичный механизм М74, связанный со штангой 74.

Механизм М72 содержит суппорт 720, жестко соединенный с зубчатой рейкой 272, например, при помощи не показанных винтов. Этот суппорт 720 заходит в гнездо 722, выполненное внутри штанги 71 по осевой длине L722, измеренной параллельно оси Х72 и превышающей осевую длину L720 суппорта 720, тоже измеренную параллельно этой оси. Таким образом, суппорт 720 может перемещаться скольжением внутри гнезда 722 параллельно оси Х72. Механизм М72 содержит также поршень 724, который расположен в концевом гнезде 726, выполненном на уровне конца 72А штанги 72, противоположного к траверсе 68, то есть к вспомогательному валку 66. Концевое гнездо 726 закрыто крышкой 728, жестко закрепленной на штанге 72.

Механизм М72 содержит также соединительный шток 723 между суппортом 720 и поршнем 724. Шток 723, который, например, просто опирается на суппорт 720 и на поршень 724, расположен в центральном продольном канале 725 штанги 72, который соединяет между собой гнезда 722 и 726. Сжатие штока 723 между суппортном 720 и поршнем 724 позволяет создать между деталями 720, 723 и 724 жесткую связь при поступательном движении параллельно оси Х72, когда суппорт перемещает поршень вправо на фиг. 5 или когда поршень перемещает суппорт влево на этой фигуре.

Детали 72, 272, 720, 723 и 724 выполнены из металла, например, из стали. На суппорте 720 предусмотрены направляющие накладки 727, например, из бронзы, чтобы направлять его внутри гнезда 722 и облегчать его перемещение скольжением. Точно так же, вокруг штока 723 внутри канала 725 предусмотрены направляющие кольца 729, например, из меди. В варианте предусмотрены только накладки 727 или только накладки 729.

Поршень 724 оснащен уплотнительными прокладками 724А, которые позволяют изолировать часть концевого гнезда 726, находящуюся между стороной 724В, обращенной к крышке 728, и этой крышкой, от канала 725. Таким образом, в концевом гнезде 726 между стороной 724В поршня 724 и крышкой 728 образована камера С72 переменного объема.

Эта камера С72 переменного объема получает питание маслом под давлением через отверстие 728А крышки 728 и через трубопровод 732, который принадлежит к системе питания камеры С72 маслом под давлением, при давлении, превышающем 100 бар. На практике, давление, выдаваемое системой 73, выбирают сверх 200 бар, предпочтительно около 250 бар. Как схематично показано на фиг. 3, 5 и 7, система 73 может содержать насос 734, который выдает масло с заданным давлением, откачивая его из бака 736, а также калиброванный обратный клапан 738, соединяющий трубопровод 732 с баком 736. Другой обратный клапан 739, установленный в направлении, противоположном к обратному клапану 738, на выходе насоса 732, не дает маслу проходить через насос в обратном направлении, то есть от его выхода к его входу.

Таким образом, система 73 обеспечивает подачу внутрь камеры С72 масла под давлением, равным выходному давлению насоса 734. Предпочтительно клапан 738 калиброван таким образом, чтобы, если давление в камере С72 и в трубопроводе 732 превышает выходное давление насоса 734, возвращать присутствующее в этом трубопроводе 732 масло в бак 736 через этот клапан.

Система 73 является системой, известной в области гидравлики. Учитывая объем содержащегося в ней масла, порядка одного или двух литров, она является намного более легкой в применении и намного более дешевой, чем насосно-аккумуляторные станции, классически используемые в прокатных станах для питания силовых цилиндров, перемещающих формовочные валки.

Разгрузочный механизм М72 содержит штангу 72, и также детали и объемы 720-729.

По умолчанию, давление масла, присутствующего в камере С72, порядка 250 бар является достаточным, чтобы обеспечивать жесткость кинематической цепи между зубчатой рейкой 272 и штангой 72, то есть между зубчатой рейкой 272 и вспомогательным валком 66 во время нормальной работы прокатного стана 2.

Штанги 74, 76 и 78 тоже соединены с двигателями 174, 176 и 178 через кинематические цепи, которые включают в себя, каждая, гидравлический разгрузочный механизм типа механизма М72, при этом на фиг. 3 показан механизм М74, используемый для штанги 74, тогда как соответствующие механизмы М76 и М78, используемые для штанг 76 и 78, скрыты плитами 46С и 46D. Разгрузочный механизм М74 установлен между, с одной стороны, узлом, содержащим зубчатое колесо 275 и зубчатую рейку 274, и, с другой стороны, траверсой 68 через штангу 74. Механизмы М76 и М78 расположены между, с одной стороны, узлами зубчатое колесо-зубчатая рейка, установленными у основания редукторных двигателей 176 и 178, и, с другой стороны, площадкой 70.

По умолчанию прокатный стан находится в конфигурации, показанной на фиг. 3-5.

На фиг. 3 показана только одна система 73 питания. На практике можно предусмотреть такую систему для питания разгрузочного механизма М72, М74 или его аналога, связанного с каждой штангой 74-78, или систему, общую для некоторых или для всех этих механизмов.

В случае присутствия выступа на одной из радиальных поверхностей Р2 или Р4 детали Р вспомогательный валок 66 временно смещается в сторону оси ХР, что приводит к перемещению траверсы 68 и площадки 70 в одном направлении, влево на фиг. 2.

Это перемещение передается на штанги 72-78, жестко связанные с деталями 68 и 70.

В дальнейшем будет рассмотрено то, что происходит на уровне штанги 72, при этом подразумевается, что работа происходит точно так же на уровне штанг 74-78.

Под действием временного перемещения траверсы 68, штанга 72 резко перемещается в направлении осевой клети 8 по стрелке F1, показанной на фиг. 7. Необходимо избежать передачи этого движения на редукторный двигатель 172, чтобы ограничить риски поломки и преждевременного износа этого оборудования. Это перемещение штанги 72 передается на крышку 728, вследствие чего повышается давление масла внутри камеры С72 переменного объема. Это повышение давления выражается выталкиванием масла из камеры С72 в направлении системы 73 питания через отверстие 728А. В этом случае давление масла, выходящего из камеры С72, превышает выходное давление насоса 734, и масло, заблокированное обратным клапаном 739, проходит обратно в бак 736 через клапан 738, как показано стрелкой F2 на фиг. 7.

Иначе говоря, учитывая движение штанги 72 в направлении стрелки F1, поршень 724, жестко связанный с зубчатой рейкой 272 через шток 723 и суппорт 720, перемещается внутри гнезда 726 в направлении уменьшения объема камеры С72. Благодаря этому, в системе координат вспомогательной рамы 46 поршень 724, шток 723, суппорт 720 и зубчатая рейка 272 остаются неподвижными, тогда как штанга 72 перемещается в направлении стрелки F1. Иначе говоря, разгрузочный механизм М72 обеспечивает относительное перемещение зубчатой рейки 272 и штанги 72, что позволяет избежать передачи на зубчатое колесо 273 и через него на редукторный двигатель 172 резкого ускорения, которое может привести к повреждению двигателя 172А и/или редуктора 172В. Таким образом, разгрузочный механизм М72 образует механизм защиты электрического двигателя 172А, редуктора 172В и узла зубчатое колесо-зубчатая рейка 272-273 от резких ускорений, которые могут происходить из-за присутствия неровностей на поверхности детали Р во время формования в прокатном стане 2.

Сравнение фиг. 5 и 7 позволяет отметить, что, даже если штанга 71 переместилась влево в направлении стрелки F1, зубчатая рейка 272 и зубчатое колесо 273 сохранили свои положения, благодаря уменьшению объема камеры С72.

Осевая клеть 8 содержит два конических валка 82 и 84, предназначенных для воздействия соответственно на верхнюю фронтальную поверхность Р6 и на нижнюю фронтальную поверхность Р8 детали Р.

Конические валки 82 и 84 приводятся во вращение, каждый, электрическим двигателем 86 или 88 и установлены на вспомогательной раме 48.

Валок 82 установлен на площадке 90, которая является подвижной и может перемещаться вертикально вдоль оси Z90, параллельной осям Z62 и Z66, относительно вспомогательной рамы 48.

Для этого площадка 90 жестко закреплена на башмаке 91, который, в свою очередь, связан с нижним концом 92А штанги или стойки 92. Как и штанги 72-78, штанга 92 позволяет передавать на валок 82 движение поступательного перемещения вдоль его продольной оси Х92, совпадающей с осью Z90.

Перемещение штанги 92 вдоль оси Z90 контролируют при помощи двухсторонней зубчатой рейки 292, которой управляют два редукторных двигателя 192 и 194, неподвижно установленные на раме 48. На выходных валах редукторных двигателей 192 и 194 установлены соответственно зубчатые колеса 293 и 295, которые зацепляются одновременно с двумя рядами зубьев, выполненными с двух сторон от оси Z90 на зубчатой рейке 292.

Зубчатая рейка направляется в поступательном движении вдоль оси Z90 направляющими, выполненными в направляющих плитах 197 и 199, при этом плита 199 показана на фиг. 8 с частичным вырезом и полностью отсутствует на фиг. 9 и 10 для упрощения чертежей. Плиты 197 и 199 входят в состав вспомогательной рамы 48. Редукторные двигатели 192 и 194 установлены на раме 48 через плиту 197.

Верхний конец штанги 92 образует поршень 924, который заходит герметично, благодаря прокладке 924А, в полое гнездо 926, выполненное в нижней части зубчатой рейки 292 в ее центре. Это позволяет получить камеру С92 переменного объема, образованную между верхней поверхностью 924В поршня 924 и дном 926В гнезда 926. Начиная от гнезда 926, через зубчатую рейку 292 по всей ее высоте проходит канал 291, что позволяет соединить камеру С92 с системой 93 питания этой камеры маслом под давлением. Система 93 содержит трубопровод 932, насос 934, сборный бак 936, калиброванный обратный клапан 938 и обратный клапан 739.

На практике система 93 питания может быть идентичной или не идентичной с системой 73 питания. Эти системы могут совпадать.

При нормальной работе прокатного стана 2, показанной на фиг. 8 и 9, давление в камере С92 является достаточным, чтобы кинематическая связь между зубчатой рейкой 292 и верхним коническим валком 92 была жесткой, что позволяет точно управлять высотой этого валка.

В случае неровности в виде выступа на верхней фронтальной поверхности Р6 или на нижней фронтальной поверхности валок 82 перемещается вверх в направлении стрелки F3 на фиг. 10, что выражается в вертикальном поступательном перемещении вверх площадки 90, башмака 91 и штанги 92. Вследствие этого масло, присутствующее в камере С92, выталкивается в систему 93, то есть в бак 936 через клапан 938, как было описано выше для штанги 72 и системы 73 питания, что показано стрелкой F4.

В данном случае работу можно сравнить с описанной выше работой разгрузочного механизма М72. Так, в осевой клети 8 выполнен разгрузочный механизм М92, который позволяет точно управлять высотой конического валка 82 относительно вспомогательной рамы 48 при нормальной работе прокатного стана 2 и преодолевать возможную неровность на одной из фронтальных поверхностей Р6 или Р8 без риска повреждения редукторных двигателей 192 и 194, которые жестко установлены относительно вспомогательной рамы 48.

В варианте системы 73 и 93 можно заменить другими системами питания камер С72, С74, С92, … маслом под давлением с заданным давлением. В частности, можно использовать накопительный резервуар, заполненный маслом под заданным давлением и связанный с калиброванным разгрузочным клапаном, или камеру подкачки. В случае камеры подкачки шток 273 жестко соединен с суппортом 720 и с поршнем 724, что позволяет всасывать масло в камере подкачки наподобие шприца перед созданием давления порядка 250 бар в камере С72 переменного объема или ее аналоге, толкая поршень 724, после перекрывания сообщения между этой камерой и камерой подкачки.

В описанном выше примере изобретение применяют для контроля перемещения поступательным движением валков 66 и 82 относительно рам 46 и 48. В варианте его можно применять только для одного из этих валков.

Согласно не показанной версии изобретения, штанги 72 и 74, с одной стороны, и штанги 76 и 78, с другой стороны, могут быть соединены между собой задними траверсами, расположенными противоположно к траверсе 68 и к площадке 70. В этом случае можно предусмотреть узел зубчатое колесо-зубчатая рейка, приводимый в действие одним или несколькими редукторными двигателями, для контроля перемещения каждой траверсы вдоль оси Х2. Конструкция узла зубчатое колесо-зубчатая рейка, установленного на вспомогательной раме 46, может быть подобна конструкции, показанной на фигурах для осевой клети 8, с эквивалентом штанги 92, который расположен горизонтально и действует на каждую заднюю траверсу в направлении удаления относительно оси Z62 главного валка 62.

Согласно другой версии, для перемещения обеих задних траверс и, через них, четырех стоек используют только один узел зубчатое колесо-зубчатая рейка. Согласно еще одной версии все четыре штанги 72-78 соединены единственной траверсой.

Число тяговых штанг, используемых для контроля поступательного движения валка 66 вдоль оси Х2 может быть отличным от четырех.

Описанный выше вариант выполнения и его представленные версии можно комбинировать для получения новых вариантов выполнения изобретения.

1. Стан (2) круговой прокатки, содержащий:

главную неподвижную раму (4);

пару цилиндрических валков (62, 66), соответственно внутренний и наружный, предназначенных для формования внутренней и наружной радиальных сторон (Р2, Р4) кольцевой детали (Р) и поддерживаемых первой вспомогательной рамой (46), установленной на главной раме;

пару конических валков (82, 84), соответственно верхний и нижний, предназначенных для формования противоположных фронтальных сторон (Р6, Р8) детали и поддерживаемых второй вспомогательной рамой (48), установленной на главной раме;

по меньшей мере один узел зубчатое колесо-зубчатая рейка (272-273, 274-275, 292-293-295) для поступательного перемещения валка (66, 82) относительно поддерживающей его вспомогательной рамы; и

по меньшей мере один электрический редукторный двигатель (172-178, 192, 194), для приведения в движение зубчатого колеса (273, 275, 293, 295) узла зубчатое колесо-зубчатая рейка,

отличающийся тем, что:

электрический редукторный двигатель (172-178, 192, 194) установлен неподвижно относительно одной из вспомогательных рам (46, 48);

в кинематическую цепь передачи усилия между зубчатой рейкой (272, 274, 292) и валком (66, 82), перемещаемым этой зубчатой рейкой, включен гидравлический разгрузочный механизм (М72, М74, М76, М78, М92);

гидравлический разгрузочный механизм содержит по меньшей мере одну камеру (С72, С74, С92) переменного объема, питаемую жидкостью под давлением и объем которой меняется в зависимости от относительного положения валка (66, 82) и зубчатой рейки (272, 274, 292).

2. Прокатный стан по п. 1, отличающийся тем, что кинематическая цепь содержит штангу (72-78, 92) для передачи на валок (66, 82) движения перемещения зубчатой рейки (272, 274, 292) вдоль продольной оси (Х72-Х78, Х92) этой штанги, при этом камера (С72, С74, С92) переменного объема образована между

с одной стороны штангой (92) или деталью (728), соединенной со штангой (72); и

с другой стороны зубчатой рейкой (292) или деталью (724), жестко закрепленной на зубчатой рейке (272).

3. Прокатный стан по п. 2, отличающийся тем, что камера (С72, С74) переменного объема образована внутри штанги (72-78).

4. Прокатный стан по п. 2, отличающийся тем, что камера (С92) переменного объема образована вдоль продольной оси (Х92) штанги (92) между зубчатой рейкой (292) и штангой.

5. Прокатный стан по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что содержит систему (73, 93) питания камеры (С72, С74, С92) переменного объема жидкостью под давлением, превышающим или равным 100 бар, предпочтительно превышающим или равным 200 бар и еще предпочтительнее порядка 250 бар.

6. Прокатный стан по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что кинематическая цепь выполнена таким образом, чтобы в случае неровности в виде выступа на поверхности (Р2, Р4, Р6, Р8) кольцевой детали (Р), формуемой валком (66, 82), перемещение (F1, F3), передаваемое от этой неровности на штангу (72-78, 92), стремилось вытолкнуть (F2, F4) жидкость под давлением из камеры (С72, С74, С92) переменного объема в результате уменьшения ее объема.

7. Прокатный стан по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что гидравлический разгрузочный механизм (М72, М74, М76, М78) содержит поршень (724), который соединен с зубчатой рейкой (272) и одна сторона (724В) которого ограничивает камеру (С72, С74) переменного объема.

8. Прокатный стан по п. 2, отличающийся тем, что гидравлический разгрузочный механизм (М72, М74, М76, М78) содержит поршень (724), который соединен с зубчатой рейкой (272) и одна сторона (724В) которого ограничивает камеру (С72, С74) переменного объема, при этом поршень (724) установлен с возможностью перемещения скольжением внутри штанги (72) вдоль продольной оси (Х72) штанги.

9. Прокатный стан по п. 8, отличающийся тем, что поршень (724) соединен с зубчатой рейкой (272) через суппорт (720) зубчатой рейки и соединительный шток (723) между суппортом зубчатой рейки и поршнем, при этом суппорт зубчатой рейки и соединительный шток тоже установлены с возможностью перемещения скольжением внутри штанги (72) вдоль продольной оси (Х72) штанги.

10. Прокатный стан по п. 9, отличающийся тем, что содержит элементы (727, 729) направления поступательного движения вдоль продольной оси (Х72) штанги для суппорта (720) зубчатой рейки и/или соединительного штока (723) внутри штанги, в частности направляющие накладки.

11. Прокатный стан по одному из пп. 8-10, отличающийся тем, что камера (С72, С74) переменного объема образована между стороной (724В) поршня (724) и крышкой (728), закрывающей внутренний объем (726) штанги, противоположно к валку (66).

12. Прокатный стан по п. 2, отличающийся тем, что часть (924) штанги (92) герметично заходит во внутреннюю полость (926), образованную зубчатой рейкой (292), при этом камера (С92) переменного объема образована участком этой полости, не занятым штангой.

13. Прокатный стан по п. 5, отличающийся тем, что часть (924) штанги (92) герметично заходит во внутреннюю полость (926), образованную зубчатой рейкой (292), при этом камера (С92) переменного объема образована участком этой полости, не занятым штангой, при этом камера (С92) переменного объема соединена с системой (93) питания жидкостью под давлением через канал (291), который проходит через зубчатую рейку (292).

14. Прокатный стан по одному из пп. 1-13, отличающийся тем, что каждый валок (66, 82), совершающий поступательное движение относительно вспомогательной рамы (46, 48), перемещается узлом зубчатое колесо-зубчатая рейка (272-273, 274-275, 292-293-295), приводимым в действие при помощи электрического редукторного двигателя (172-178, 192, 194), установленного неподвижно относительно этой рамы, при этом в кинематической цепи передачи усилия между каждой зубчатой рейкой (272, 274, 292) и валком (66, 82), перемещаемым этой зубчатой рейкой, установлен гидравлический разгрузочный механизм (М72, М74, М76, М78, М92).

15. Способ контроля положения по меньшей мере одного валка (66, 82) для формования стороны (Р2-Р8) детали (Р), формуемой внутри стана (2) круговой прокатки, который содержит:

главную неподвижную раму (4);

пару цилиндрических валков (62, 66), соответственно внутренний и наружный, предназначенных для формования внутренней и наружной радиальных сторон (Р2, Р4) детали и поддерживаемых первой вспомогательной рамой (46), установленной на главной раме;

пару конических валков (82, 84), соответственно верхний и нижний, предназначенных для формования противоположных фронтальных сторон (Р6, Р8) детали и поддерживаемых второй вспомогательной рамой (48), установленной на поддерживающей ее главной раме;

по меньшей мере один узел зубчатое колесо-зубчатая рейка (272-273, 274-275, 292-293-295) для поступательного перемещения валка (66, 82) относительно главной рамы; и

по меньшей мере один электрический редукторный двигатель (172-178, 192, 194) для приведения во вращение зубчатого колеса (273, 275, 293, 295) узла зубчатое колесо-зубчатая рейка,

отличающийся тем, что содержит этапы, на которых:

а) подают жидкость под давлением в камеру (С72, С74, С92) переменного объема, встроенную в разгрузочный механизм (М72, М74, М76, М78, М92), установленный в кинематической цепи передачи усилия между зубчатой рейкой (272, 274, 292) и валком (66, 82), перемещаемым этой зубчатой рейкой, чтобы обеспечить жесткость этой кинематической цепи во время нормальной работы прокатного стана (2), и

b) удаляют (F2, F4) по меньшей мере часть жидкости под давлением из камеры (С72, С74, С92) переменного объема за счет изменения размера кинематической цепи в случае присутствия неровности на стороне (Р2-Р8) детали (Р), формуемой валком.