Способ испытания ковочных вальцов

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскнк

Социалистических

Республик

„„764809 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.11.78 (21) 2685365/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

В 21 Н !/18

G 0l L5/00

Государственный кой нтет

Опубликовано 23.09.80. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 28.09.80 (53) УДК62!.73. .047 (088.8) по делай нэобретеннй н открытнй (72) Авторы изобретения

В. И. Чукардин, В. В. Демчейко, В. В. Каржан и Г. Н. Анисимов (71) Заявитель

Воронежское производственное объединение ho выпуску кузнечнопрессового оборудования им. М. И. Калинина (54) СПОСОБ ИСПЫТА1-1ИЯ КОВОЧНЬ!Х ВАЛЬЦОВ

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к определению работоспособности подшипников, их нагрева, а также жесткости вальцов в целом и определению прочностных характеристик деталей вальцов.

Известен способ испытания вальцов, в. частности определения жесткости, работоспособности и нагрева подшипников ковочных вальцов по распорному усилию, которое создают на приводных рабочих валках многократной прокаткой с пластической т0 деформацией нагретых заготовок (II..

При та ком способе требуется большое количество нагретых заготовок, которые, как правило, имеют не совсем точные геометрические размеры и неточную температ5 туру нагрева. Все это в значительной мере сказывается на результатах испытаний и точности выходных данных. К тому же такой способ трудно осуществить в производственных условиях предприятия-изготови- щ теля, так как для этого требуются большие запасы заготовок из дорогостоящего проката и дополнительное нагревательное оборудование. При этом сами заготовки утилизируются

2 что нецелесообразно и накладно для изготовле ни я.

Цель изобретения — упрощение и удешевление испытания ковочных вальцов на жесткость и прочность, нагрев и работоспособность подшипников в производственных условиях предприятия-изготовителя.

Поставленная цель обеспечивается тем, что распорное усилие на рабочих валках создают многократной прокаткой заготовки в холодном состоянии в пределах упругой деформации последней, причем для испытания используют заготовку в форме бруса тер° мически обработанного до твердости на

5...10о/о меньше твердости рабочих валков, при этом размер бруса в направлении приложения расяорного усилия устанавливают равным

Ге= Г )-2Л+2Ль где Гg — размер бруса в направлении приложения распорного усил1я;

à — расстояние между рабочими валками перед прокаткой;

Ь вЂ” величина упругой деформации заготовки и рабочих валков;

h > — максимально допустимая расходимость рабочих валков.

764809

На фиг. 1 показана часть ковочных вальцов с рабочими валками и деформируемой заготовкой; на фиг. 2 -- сечение А — А на фиг. I; на фиг. 3 - — форма заготовки в аксонометрической проекции, выполненная в форме трапеции, размеры средней части четырехугольника ГМТУ которого и являются определяющим для получения остальных размеров; на фиг. 4 — схема нагружения и деформации валков ковочных вальцов.

Позицией 1 на чертеже показана станина ковочных вальцов, в подшипниках 2 и 3 1о которых расположены рабочие валки 4 и 5 с секторами-штампами 6 и 7 в момент прокатки заготовки 8.

Привод рабочих валков может осуществляться как от силового органа самих ко15 вочных вальцов, так и от постороннего, не связанного с ковочными вальцами привода. Последнее может быть использовано в случаях, например изучения работоспособности подшипников и других элементов и параметров при изготовлении и испытании 20 рабочих органов опытных образцов вальцов.

Буквами В и В показаны межосевые расстояния рабочих валков, соответственно до и после нагружения, а буквами Г и à — размеры поперечного сечения заЫ готовки, соответственно, в зонах деформирования и свободного состояния его в направлении приложения распорного усилия P.

Буквой Г показано минимальное расстояние между секторами-штампами перед началом прокатки.

Перед испытанием ковочных вальцов заготовку 8 термически обрабатывают, твердость ее доводят до твердости секторовштампов или ниже твердости последних на 5 — 100/О. Чистота прокатываемой заготовки практически может быть любой, так как из=за приложения большого распорного усилия, проводка ее практически всегда обеспечена. Наиболее оптимальной чистота поверхности должна быть в пределах 40

Ь 4 — Ь6.

Размер Гр заготовки в направлении приложения распорного усилия после термической обработки устанавливают равным минимальному расстоянию между секторами-штампами 6 и ? перед прокаткой в сум- 45 ме с величиной упругой деформации заготовки 8 с секторами-штампами и величиной максимально допустимой расходимости осей рабочих валков по линии приложения распорного усилия Р.

То есть, если принять:

à — Г==2Ь,  — В=2ь то Г =Г+2Ь+2Ьь где 2Л вЂ” величина упругой деформации за- ss готовки и секторов-штампов;

2Л i — максимально допустимая опытнорасчетная величина расходимости осей рабочих валков 4 и 5 от распорного усилия, создаваемого прокаткой заготовки 8. Остальные размеры заготовки выбираются исходя из ширины секторов-штампов, длины образующих их рабочей части и величины 2 Ь,.

Процесс прокатки заготовки при испытании ковочных вальцов в основном такой же, как и при изготовлении изделий в производственных условиях при эксплуатации вальцов.

Различие состоит лишь в том, что заготовка термически обработана и прокатывается в холодном состоянии в пределах упругой деформации многократно. При этом количество наработанных циклов, как правило, ограничивается достижением постоянного показания температуры нагрева подшипников.

Г1о достижении длительного показа одинаковой, не увеличивающейся по времени испытания температуры нагрева подшипников, делают выводы о допустимости ее на данном этапе. При показаниях температуры ниже или равной рекомендованной техническими условиями, сборка и работоспособность подшипников признается удовлетворительной.

Во время испытания вальцов, т. е. при прокатке заготовки, замеряется и увеличение размера станины по осям подшипников.

По отношению разницы размеров в нагруженном и ненагруженном состояниях к расстоянию между осями подшипников в ненагруженном, состоянии делают выводы о ее пригодности или непригодности к эксплуатации.

Предлагаемый способ иллюстрируется примером.

На ковочных консольных вальцах усилием 20 т. с. с межосевым расстоянием в

160 мм прокатывается заготовка с размерами EFx EKx FM = 140x90x28,68 мм.

Размер 140 мм (длина заготовки) выбирается исходя из длины образующей секторов-штампов, а размер 90 мм равен ширине штампа.

Размер 28,68=27+1,58+0,1, где 27 — минимальное расстояние между секторами в ненагруженном состоянии вальцов;

1,58 — опытная величина расходимости осей валков по линии приложения распорного усилия, полученная расчетным и подтвержденная опытным путем;

0,1 — суммарная величина упругих контактных деформаций заготовки и секторов-штампов, рассчитанная теоретически и подтвержденная экспериментально для данного случая испытания вальцов.

Остальные параметры выбираются расчетным путем, исходя из того, что деформация валков приблизительно пропорцио764 809

Формула изобретения пальни длинам их консольных частей и поэто му прок;пцва MhlH материал должен иметь двухсторонний уклон и ее размеры принимаются на основании теоретических и опытных данных статического размера жесткости Валъцов. 5

Остальные размеры составляют:

КС = 28,14 мм, ЕН = 29,02.

3а время испытания с использованием одной заготовки нарабатывается 54000 циклов. Материалом заготовки и секторов-штампов берется сталь 11!х15 с твердостью 56—

60 ед. При этом, с учетом наклепа, замена заготовок производится всего пять раз.

Температура нагрева втулок подшипников скольжения не превышает 53 С, что вполне удовлетворяет техническим требованиям.

Кроме того, параллельно с этим определяются и напряжения в деталях машины методом осциллографирования, которые M воспринимают усилия от прокатки заготовки.

Сравнительные данные осциллографирования при статическом нагружении с данными, полученными прокаткой заготовки в пределах упругой деформации, показывают, что разница между ними находится в пределах 12 — 15 /О, тогда как при прокатке горячих заготовок эта разница в пределах пластической деформации составляет !3—

17 /(). 30

В настоящее время полученные в ходе испытания результаты по предлагаемому способу используются при усовершенствовании выпускаемых заводом ковочных вальцов.

Г1редлагаемый способ позволяет проверять все выпускаемые объединением вальцы, кроме того, экономится большое количество проката, исключаются при этом заготовительная операция по изготовлению заготовок, и нагревательнне устройства.

Только на ликвидации операции нагрева и поделки заготовок с учетом стоимости проката на годовую программу выпускаемых заводом вальцах экономия составляет

16 тыс. рублей в год. А с применением этого способа на всех предприятиях страны, выпускающих и эксплуатирующих вальцы, эта сумма может достигнуть сотни тысяч рублей.

Способ испытания ковочных вальцов путем создания распорного усилия на рабочих валках многократной прокаткой и пластической деформацией нагретых заготовок, отличающийся тем, что, с целью упрощения и удешевления. испытаний, распорное усилие на рабочих валках создают многократной прокаткой заготовки в холодном состоянии в пределах упругой деформации последней, причем для испытания используют заготовку в форме бруса, термически обработанного до твердости на 5...10О/О меньше твердости рабочих валков, при этом размер бруса в направлении приложения распорного усилия устанавливают равным

Гх= Г+2 й+ 2а ь где Гх — размер бруса в направлении приложения распорного усилия;

à — расстояние между рабочими валками перед пропиткой;

A — величина упругой деформации заготовки и рабочих валков;

A — максимально допустимая расходимость рабочих валков.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 Трофимов И. Д. Ковочные вальцы. сМашиностроение», 1967, с. 12 (фиг. 7 а, б, в).

Фиг 4

Составитель И. Ионов р хред К. Шуфрнч Корректор Н. Григорук

Редактор 1. Кугрышева Тех

Тираж 986 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

1) 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная 4