Рабочая клеть стана холодной прокатки труб

 

Использование: снижение износа приводного механизма и зубчатого зацепления и повышение надежности рабочих клетей станов холодной прокатки труб с подвижной станиной и двумя парами последовательно расположенных валков. Сущность: рабочая клеть содержит две пары горизонтальных валков: первая обжимная пара с верхним и нижним валками и вторая - калибрующая пара с верхним и нижним валками, нажимные устройства и привод валков в виде стационарно установленных на станине по разные стороны от валков зубчатых реек и взаимодействующих с ними двух приводных шестерен, установленных на противоположных обеих шейках верхнего валка первой пары и шестерен синхронно связывающих между собой верхний и нижний валки в каждой паре и расположенных в первой и второй парах с противоположных сторон от валков, и шестерни, установленной на шейке с одного конца верхнего валка второй пары и взаимодействующей с рейкой. Для обеспечения нормального контакта с одной и той же рейкой приводных шестерен с разным числом зубьев, шестерня с меньшим числом зубьев выполняется коррегированной. 4 ил.

Изобретение относится к области трубопрокатного производства, а точнее к конструкции рабочих клетей станов холодной прокатки труб с подвижной станиной и двумя парами последовательно расположенных валков.

Изобретение наиболее эффективно может быть использовано на станах холодной прокатки труб всех типоразмеров.

Известна рабочая клеть стана пильгерной холодной прокатки труб, содержащая корпус, размещенные в нем последовательно две пары горизонтальных валков и их привод вращения в виде четырех стационарных, расположенных попарно по разные стороны валков зубчатых реек, взаимодействующих с ними четырех приводных (реечных)шестерен, установленных на противоположных концах шеек верхних валков каждой пары, связывающих в каждой паре верхний и нижний валки синхронизирующих шестерен (см. патент ФРГ N 2528850, кл. B 21 B 1/00, 1975 г.).

Существенным недостатком этой конструкции является то, что из-за большого количества шестерен в клети (до 1 шт) и схемы расположения реечных шестерен и реек усложняется конструкция клети, увеличиваются ее габариты и что очень важно увеличиваются подвижные массы, что требует повышения мощности привода стана, снижает быстроходность стана, усложняет смену калибров в клети, увеличивает время настройки и регулировки валков и зубчатых зацеплений, а также же усложняется смена изношенных шестерен, реек и валков.

Из известных рабочих клетей стана холодной прокатки труб наиболее близкой по технической сущности является рабочая клеть стана холодной прокатки труб, описанная в авт.св. N 1137648, кл. B 21 B 1/00, 1982 г.

Эта клеть содержит корпус, размещенные в нем последовательно две пары горизонтальных валков и их привод в виде двух стационарных, расположенных по разные стороны валков зубчатых реек, взаимодействующих с ними двух приводных шестерен, установленных на шейках верхнего валка первой пары, шестерен, связывающих в каждой паре верхний и нижний валки и насаженных с одной стороны на шейки обеих пар, и синхронизирующие шестерни, расположенные с другой стороны валков, насаженных на диагонально лежащие шейки верхнего и нижнего валков.

Недостаток известной конструкции клети стана холодной прокатки труб заключается в том, что диагонально расположенные синхронизирующие шестерни имеют большой диаметр и как следствие большие массы, которые усложняют и утяжеляют клеть, вызывая повышенный износ приводного механизма клети и снижение быстроходности стана. Зазор в зацеплении этих шестерен регулируется не в зависимости от правильности зацепления в этой паре, а получается зависимым от регулировки расстояния между калибрами для обеспечения точности диаметра прокатываемых готовых труб, что приводит к повышенному износу этого зубчатого зацепления и снижает его надежность.

Другим недостатком известной конструкции клети является то, что привод обеих пар валков обеспечивают только две реечные шестерни, вследствие его они подвержены повышенному износу вместе с взаимодействующими с ними рейками.

Задача настоящего изобретения состоит в снижении износа приводного механизма и зубчатого зацепления и повышении надежности клети. Кроме того, создаваемая клеть должна быть проще по конструкции и иметь меньшую массу, что позволит увеличить ее быстроходность и производительность.

Поставленная задача достигается тем, что рабочая клеть стана холодной прокатки труб, содержащая корпус, размещенные в нем последовательно две пары горизонтальных валков и их привод в виде стационарных, расположенных по разные стороны валков зубчатых реек, взаимодействующих с ними приводных шестерен, установленных на шейках верхнего валка первой пары, и шестерен, связывающих в каждой паре верхний и нижний валки, согласно изобретению, она снабжена приводной шестерней, расположенной на шейке верхнего валка второй пары и взаимодействующей с той же рейкой, с которой взаимодействует одна из реечных шестерен первой пары, а шестерни, связывающие в каждой паре верхний и нижний валки расположены в первой и второй парах с противоположных сторон от валков.

Такое конструктивное выполнение рабочей клети стана холодной прокатки позволит повысить надежность, уменьшить ее массу и повысить быстроходность стана. Это достигается за счет уменьшения с 8 до 7 штук количества шестерен, которые обеспечивают синхронное вращение попарно первой (обжимной) пары, второй (калибрующей) пары и необходимое заданное соотношение деформаций в каждой паре валков. Последнее достигается разным числом зубьев приводных шестерен первой и второй пары. Меньшее число зубьев на первой паре и большее число зубьев на второй паре. Для обеспечения нормального контакта с одной и той же рейкой приводных шестерен с разным числом зубьев шестерня с меньшим числом зубьев выполняется коррегированной, благодаря чему выдерживается необходимое передаточное отношение i между первой и второй парой, равное Указанное соотношение обеспечивает необходимый угол разворота валков в каждой паре, обусловленный маршрутом прокатки.

Нагрузки в реечном зацеплении для передачи вращения обеим парам валков в соответствии с изобретением передаются не через две, а через три шестерни, благодаря чему нагрузки эти существенно снижаются.

Вместе с этим внешние нагрузки на клеть, действующие в реечных зацеплениях, как в горизонтальной, так и в других плоскостях автоматически уравниваются, не создавая практически никаких перекосов рабочей клети, т.е. внешние реакции от двух реечных зацеплений, с одной стороныи одного реечного зацепления с другой равны между собой (см. фиг. 2).

P_лев1+P_лев2=P_пр1 где P_лев1 усилия, действующие в левом реечном зацеплении первой (обжимной) пары; P_лев2 усилия, действующие в левом реечном зацеплении второй (калибрующей) пары; P_пр1 усилия, действующие в правом реечном зацеплении первой (обжимной) пары.

Это достигается благодаря тому, что в случае неравенства сил уравнению (1), например, P_лев1+P_лев2>P_прав1 произойдет отход (отдача) контактирующих с рейкой зубьев левой шестерни первой пары в пределах упругости на сотые доли миллиметра, вследствие чего сила P_лев1 уменьшиться, а сила P_прав1 соответственно увеличится. Сила P_лев2 при этом не изменит своей величины. Произойдет автоматическое выравнивание сил с левой и правой стороны.

Случай P_лев1+P_лев2<P по условиям прокатки исключается, т.к. усилия (обжатия) в первой (обмотке) паре больше, чем во второй (калибрующей) паре.

На фиг. 1 изображена рабочая клеть, общий вид сбоку; на фиг. 2 то же, вид в плане; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 1 (по первой паре, по обжимным валкам); на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 1 (по второй паре, по калибрующим валкам).

Рабочая клеть содержит корпус 1 с траверсами 2, 3, размещенные в корпусе две последовательно установленные пары горизонтальных валков: первая обжимная пара с верхним 4 и нижним 5 валками и вторая калибрующая пара с верхним 6 и нижним 7 валками, нажимные устройства 8, расположенные между траверсами и верхними валками, и привод валков в виде стационарных, установленных на станине 1 по разные стороны от валков зубчатых реек 9, 10 и взаимодействующих с ними двух приводных шестерен 11, 12, установленных на противоположных обеих шейках верхнего валка 4 первой пары, шестерен 13, 14 синхронно связывающих между собой верхний и нижний валки первой пары, шестерен 15, 16 синхронно связывающих между собой верхний и нижний валки второй пары, расположенные с другой стороны по отношению к аналогичным шестерням первой пары и приводной шестерни 7, установленной на шейке с одного конца верхнего валка 6 второй пары и взаимодействующей с рейкой 9, с которой взаимодействует и шестерня 11. При этом приводные шестерни 11 и 17 имеют разное число зубьев. Меньшее число зубьев имеют шестерни 11 и большее шестерня 17. Для обеспечения нормального контакта с одной и той же рейкой приводных шестерен с разным числом зубьев шестерня 11 выполнена коррегированной и передаточное отношение i между первой и второй парами равно Это соотношение обеспечивает необходимый угол поворота валков в каждой паре.

От кривошипного механизма стана холодной прокатки ( не показано) корпус 1 перемещается возвратно-поступательно по направляющим станины. Приводные шестерни 11, 12, установленные на верхнем обжимном валке 4 и взаимодействующие с неподвижными рейками 9 и 10, от движения клети приводят во вращение верхний обжимной валок и через шестерни 13, 14 нижний обжимной валок 5. Аналогичным образом от взаимодействия приводной шестерни 17 с рейкой 9 приводится во вращение верхний валок 6 и через шестерни 15, 16 нижний валок 7. Таким образом, при движении клети вперед все четыре валка вращаются в одну сторону, а при обратном ходе клети в другую, производя деформацию прокатываемой трубы калибрами известным способом. Для исключения проскальзывания калибров относительно деформируемой трубы вследствие разного диаметра в первой обжимной и во второй калибрующей парах валков число зубьев приводной шестерни второй пары относительно числа зубьев приводных шестерен первой пары выполнены с передаточным отношением При этом для обеспечения нормального зацепления приводных шестерен с разным числом зубьев с одной и той же рейкой приводные шестерни с меньшим числом зубьев (на первой обжимной паре делаются коррегированными.

Данная конструкция рабочей клети стана холодной прокатки труб по сравнению с известными позволит повысить надежность, сократить простои при настройке во время перевалки валков и повысить производительность.

Данная рабочая клеть легче и проще по конструкции.

Формула изобретения

Рабочая клеть стана холодной прокатки труб, содержащая корпус, размещенные в нем последовательно две пары горизонтальных валков и привод их вращения в виде стационарных расположенных по разные стороны валков зубчатых реек, взаимодействующих с ними приводных шестерен, установленных на шейках верхнего валка первой пары и шестерен, связывающих в каждой паре верхний и нижний валки, отличающаяся тем, что она снабжена приводной шестерней, расположенной на шейке верхнего валка второй пары и взаимодействующей с той же рейкой, с которой взаимодействует одна из реечных шестерен первой пары, а шестерни, связывающие в каждой паре верхний и нижний валки, расположены в первой и второй парах с противоположных от валков сторон.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3