Лабораторний прокатний стан

Изобретение относится к области механической обработки металлов и может быть использовано в лабораторных условиях для исследования напряженного состояния прозрачных валков-дисков и прокатываемых полос поляризационно-оптическим методом. Известен бесшпиндельный прокатный стан, предназначенный для изучения напряжения поляризационнооптическим методом при прокатке полос из легкодеформируемых материалов, содержащий сварную раму, станины клети, подушки с прозрачными валками-дисками из органических материалов, посаженными на металлические оси, к которым от двигателя крутящий момент передается через червячные пары. Червячная передача выполнена в виде редуктора - шестеренной клети, обеспечивающей понижение числа оборотов, синхронное вращение валков-дисков и возможность просвечивания валков-дисков параллельным пучком поляризованного света вдоль их оси [1]. Свободным в области валков-дисков оптическое поле обеспечивается тем, что червячные шестерни, посаженные на оси валков, выполнены диаметром, меньшим диаметров валковдисков, а червяки сопрягаются с шестернями с противоположных сторон относительно оптического поля. В процессе исследований стан помещают между поляризаторной и анализаторной частями поляризационнооптической установки так, чтобы плоскость прозрачных валков-дисков была перпендикулярной пучку света, и кинографируют картину интерференции, возникающую в валках-дисках при прокатке. Недостатком конструкции описанного прокатного стана является недостаточная прочность червячных пар при высоких энергосиловых параметрах процесса прокатки. Изменением габаритов червячных пар не устраняется этот недостаток, так как с увеличением диаметра червячных колес перекрывается оптическое поле валков-дисков и нужно увеличивать диаметр последних, а для обеспечения соответствия лабораторного процесса производственному ^ и размеры прокатываемых полос. Но при этом вновь возрастает момент прокатки, что требуе т в свою очередь увеличения диаметров червячных шестерен и т.д. Др угим недостатком является невозможность раздельного плавного регулирования углового взаимного положения валков-дисков, что требуется, например, при исследовании процессов периодической прокатки. Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является бесшпиндельный лабораторный прокатный стан [2], состоящий из рамы, клети со сборными станинами, подушек и установленных в них прозрачных, из органических материалов. валков-дисков, посаженных на металлические оси, момент к которым от привода (электродвигателя и редуктора) передается. цепной передачей, причем диаметры сплошных звездочек цепной передачи, посаженных на оси валков-дисков, меньше диаметра последних, чем обеспечивается при прокатке свободное оптическое поле валков-дисков для прохождения перпендикулярно их плоскости поляризованного пучка света. Недостатком этого лабораторного прокатного стана является недостаточная мощность цепной передачи, так как в случае необходимости увеличения энергосиловых параметров процесса прокатки нужно увеличивать диаметры сплошных звездочек, а они перекроют оптическое поле валков-дисков, Максимальное усилие прокатки невелико - 3,58 кН. Прокатывался свинец. Другим недостатком является дискретная, кратная шагу цепи, грубая регулировка взаимного углового положения валков-дисков. Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание лабораторного прокатного стана, который бы обеспечивал: высокое усилие прокатки, плавное взаимное угловое регулирование валков и существенное расширение спектра прокатываемых материалов. Поставленная задача решается тем, что в лабораторном прокатном стане, содержащем раму с размещенными на ней приводом, станинами клети и установленными в них подушками с оптически прозрачными валками-дисками, на осях которых закреплены звездочки, связанные с приводом цепной передачей, нажимным и уравновешивающим устройствами, согласно изобретению, каждая из звездочек выполнена с одной спицей и диаметром, большим диаметра валка-диска, они свободно установлены на противоположных сторонах осей верхнего и нижнего валков-дисков и снабжены рычагами, расположенными оппозитно спицам, один конец каждого из которых соединен с осью валка-диска, а другой - при помощи упоров с регулирующими винтами с ободом звездочки. Необходимость в выполнении каждой звездочки с одной спицей и диаметром, большие диаметра валкадиска, обусловливается тем, что нужно обеспечить свободным , оптическое поле в поляризационно-оптической установке для наблюдения или кинографирования картин интерференции в валках-дисках лабораторного прокатного стана При этом обеспечивается возможность существенного увеличения габаритов, а следовательно, и прочности цепной передачи для проведения процесса прокатки с большими энергосиловыми параметрами. Размещение звездочек на противоположных сторонах осей верхнего и нижнего валков-дисков дает возможность неограниченно увеличивать диаметры звездочек и соответственно мощность цепной передачи и осуществлять прокатку с большими энергосиловыми параметрами, Свободная установка звездочек на консолях осей валков-дисков позволяет легко расположить их таким образом, чтобы в исходном состоянии спицы, предварительно были развернуты на угол 180° в вертикальном положении с тем, чтобы обеспечить доступ к области валков-дисков для пропускания перпендикулярно их плоскости і поляризованного пучка света. Использование рычагов, размещенных оппозитно спицам звездочек, передающих от них крутящий момент к осям валков-дисков и имеющих возможность углового смещения через регулировочные винты упоров ободов звездочек, позволяет осуществлять плавное регулирование взаимного углового положения валков-дисков. Лабораторный прокатный стан поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен его общий вид, а на фиг.2 его вид сбоку. Лабораторный прокатный стан содержит раму 1 с размещенными на ней станинами 2 и 3 клети, в которых установлены верхний валок-диск 4 диаметром dв = 200мм и шириной 55 мм, размещенный в подвижных подушках 5, и нижний валок-диск 6 такого же диаметра - в неподвижных подушках 7. Валки-диски изготовлены из прозрачного оптически чувствительного высокомодульного материала - оптического стекла повышенной прочности марки крон К8. Использование таких валков позволяет прокатывать полосы не только из свинца, но и из олова, алюминия, цинка, меди с усилием до 255 кН. Верхний валок-диск 4 посажен на ось 8,на консоли которой свободно установлена звездочка 9 с одной спицей диаметром d 3 = 500 мм Нижний валок-диск 6 посажен на ось 10, направленную консольне в противоположную сторону относительно положения оси 8 верхнего валкадиска 4, на которой свободно установлена звездочка 11с одной спицей. На консолях осей валков-дисков оппозитно спицам звездочек насажены рычаг 12 привода верхнего валка-диска 4 и рычаг 13 привода нижнего валка-диска 6. Угловое взаимное положение рычагов 12 и 13 устанавливается плавно регулировочными винтами 14 и 15, расположенными в упорах 16 и 17, с погрешностью совмещения меток на валках-дисках не превышающей 0,1...0,2 мм. От привода 18, имеющего выходящий в обе стороны вал 19 с посаженными на его консолях малыми приводными звездочками 2, цепной передачи, крутящий момент передается к цепям 21 и 22, Для согласования направления вращения валков-дисков на отдельном кронштейне 23 установлена реверсирующая звездочка 24. Регулировка положения верхнего валка-диска 4 с подушками 5 осуществляется нажимными винтами 25 и 26 и пружинными уравновешивающими устройствами 27 и 28. Для исследования напряжений поляризационнооптическим методом в валках-дисках (или полосе) лабораторный прокатный стан размещают в поле поляризационно-оптической установки с параллельным пучком света (на чертежах схема установки не приводится). В процессе подготовки стана к работе звездочки 9 и 11 цепной передачи включением привода 18 поворачивают так, чтобы их спицы располагались параллельно друг др угу и горизонту в крайнем заднем положении, чтобы при последующей прокатке они наиболее продолжительное время не перекрывали пучок света. Точное регулирование взаимного углового положения валков-дисков 4 и 6 осуществляют вращением рычагов 12 и 13 регулировочными винтами 14 и 15 совмещением меток на валках-дисках по увеличенному их изображению на экране поляризационно-оптической установки. С помощью нажимных винтов 25 и 26 и уравновешивающих устройств 27 и 28 устанавливают необходимый зазор между валками-дисками 4 и 6. включают привод 18, в зазор между валками-дисками задают образец из легкодеформируемого материала и прокатывают его, В процессе прокатки на экране поляризационнооптической установки наблюдают или кинографируют картины интерференции, возникающие в валках-дисках при прохождении через них поляризованного пучка света. Сравнительная характеристика прототипа и заявляемого изобретения приведена в таблице. Как видно из таблицы, заявляемый лабораторный прокатный стан обладает повышенными эксплуатационными характеристиками, а именно: более высокими усилиями прокатки (более чем в 70 раз), более плавным, и точным регулированием взаимного углового положения валков по сравнению с дискретным примерно в 50 раз, кроме того, заявляемый лабораторный прокатный стан позволяет существенно расширить спектр прокатываемых материалов.