Прокатна кліть

Винахід відноситься до металургійного машинобудування, а саме до прокатного виробництва, і найбільше ефективно може бути використаний в прокатних клітях листових прокатних станів з гідравлічними натискними пристроями. За аналог пропонованого винаходу використана прокатна кліть, яка містить станину, в якій розміщені валки з подушками, в нижній поперечині станини розміщений гідронатискний пристрій (ГНП) регулювання міжвалкового зазору валків прокатної кліті (авторське посвідчення СРСР №1128995, МПК В21В31/32). Гідронатискний пристрій містить плунжерний гідроциліндр, корпус якого розташований у нижній поперечині станини і взаємодіє з подушками нижніх валків. Такий гідронатискний пристрій не тільки виконує функцію натискного пристрою під час прокатки, але і функцію механізму установки нижнього валка на рівень прокатки й установки комплекту валків на рівень перевалки. Повернення плунжерного гідронатискного пристрою здійснюється або за рахунок впливу на плунжер ваги нижнього валка з подушками, або за рахунок власної ваги плунжера (при відсутності валків у кліті). Основним недоліком розглянутої прокатної кліті є те, що гідроциліндр натискного пристрою розташований в нижній поперечині станини. Таке виконання погіршує роботу ущільнювальних елементів штока гідроциліндра, на які при роботі прокатної кліті потрапляють окалина, охолоджувальна рідина або технологічні емульсії з полоси, яка прокатується, що викликає корозію штока і стає причиною виходу ГНП з ладу. А це, у свою чергу, веде до зупинки роботи усієї прокатної кліті. Відома також прокатна кліть, яка взята за прототип (кресл. В344-АО12-03 фірми DAVY, Англія, додаються), що містить станину, валки з подушками, механічний натискний пристрій і гідронатискний пристрій плунжерного типу, встановлений у верхній частині кліті прокатного стану. Гідроциліндр розташований між п'ятою механічного натискного пристрою (натискного гвинта) і подушками верхніх валків, а плунжер гідроциліндра закріплений на натискному гвинті. Корпус гідроциліндра спирається на подушку валка і має можливість переміщатися щодо плунжера під впливом робочої рідини. ГНП оснащений механізмом фіксації корпуса, який складається з гідроциліндрів з кожної сторони ГНП і важелевої системи, яка розташована на станині. Але плунжерне ГНП розташоване у верхній частині станини, має потребу в примусовому поверненні рухли вої деталі (корпуса ГНП) вгору. У випадку, коли в кліті здійснюється прокатка і полоса прагне зжати ГНП, це відбувається простим скиданням визначеної кількості робочої рідини з порожнини В (див. фіг.2) по команді системи автоматичного регулювання товщини. Коли полоси в кліті немає, примусове повернення плунжерного ГНП здійснює система зрівноважування верхнього валка, подушки якого переміщують корпус ГНП вгору. У випадку відсутності валків у кліті існує небезпека того, що ГНП розкриється до максимального розміру і при цьому буде загублене «робоче» положення ГНП, яке забезпечує можливість ходу ГНП на стиснення та розтиснення, або відбудеться повне розкриття ГНП під власною вагою, що приведе до виходу пристрою з ладу і буде потрібно витратити значний час на ремонт та на нове налагодження. Для запобігання цього використовується механізм фіксації корпуса ГНП. У прототипі усунуті недоліки, які властиві попередній конструкції прокатної кліті з ГНП, а саме: гідроциліндр плунжерного ГНП розташований у верхній частині станини (між натискним гвинтом і подушкою верхнього робочого валка), що поліпшує ізоляцію ущільнювальних елементів штока гідроциліндра від шкідливих впливів окалини, охолоджувальної рідини або технологічних емульсій, тим самим, підвищується надійність роботи всієї кліті. Але, така прокатна кліть має істотний недолік. Як було розглянуто вище, для плунжерних ГНП розташованих у верхній частині станини, при перевалках, коли комплект валків вивалений із кліті, виникає ситуація відсутності опори корпуса гідроциліндра ГНП на подушки верхніх валків. У механізмі, який фіксує корпус гідроциліндра ГНП в кліті фірми DAVY (прототип) використовуються важелеві механізми з приводом від гідроциліндрів, установлених на станині кліті. Недоліками розглянутої прокатної кліті з плунжерним гідронатискним пристроєм є: - складність виготовлення важелевих механізмів фіксації корпуса ГНП; - складність виготовлення гідроциліндрів фіксації корпуса; - необхідність включення гідроциліндрів фіксації в автоматичну систему обмеження ходу натискного гвинта, щоб запобігти поломки механізму фіксації зусиллям натискного гвинта в його крайніх (верхньому та нижньому) положеннях, що ускладнює систему керування ГНП і підвищує її собівартість; - у випадку ушкодження трубопроводів, які підпитують гідроциліндри фіксації, існує небезпека «розкриття» плунжерного гідроциліндра ГНП і виходу його з ладу, а, все це обумовлює низьку надійність механізму фіксації ГНП. В основу винаходу поставлена задача підвищення надійності прокатної кліті, та зниження собівартості устаткування. Ця задача вирішується за рахунок технічного результату, що складається в спрощенні конструкції механізму фіксації корпуса гідронатискного пристрою прокатної кліті. Для досягнення вищевказаного результату, в прокатній кліті, яка включає станину, з розміщеними в її вікнах валками з подушками, гідронатискний пристрій, виконаний у вигляді плунжерного гідроциліндру, що має механізм його фіксації при перевалці валків, відповідно до винаходу, механізм фіксації корпуса гідроциліндра виконаний у вигляді пружних опор, розміщених по периметру корпуса гідроциліндра і прикріплених до кришки згаданого гідроциліндра, а в корпусі виконані ребра, які його оперізують, з отворами під розміщення зазначених пружних опор, крім того, пружні опори виконані у вигляді пружин стиску і опорних планок, установлених на болтах за допомогою дистанційних втулок. Пропонована конструкція прокатної кліті з ГНП і його механізмом фіксації дозволяє вирішити питання фіксації корпуса гідроциліндра ГНП відносно плунжера при перевалці валків за рахунок впливу на оперізуюче ребро корпуса зусилля пружин, замість механізму фіксації важелевого типу з гідроциліндрами в прототипі. У результаті порівняльного аналізу пропонованої прокатної кліті з прототипом установлено, що вони мають наступні загальні ознаки: - станину; - розміщені у вікнах станини валки з подушками; - гідронатискний пристрій, виконаний у вигляді плунжерного гідроциліндра; - механізм фіксації корпуса гідроциліндра ГНП при перевалці валків; а також відмінні ознаки: - механізм фіксації корпуса гідроциліндра виконаний у вигляді пружних опор, розміщених по периметру корпуса гідроциліндра; - пружні опори прикріплені до кришки згаданого гідроциліндра; - у корпусі гідроциліндра виконані опорні ребра, які його оперізують, з отворами під розміщення зазначених пружних опор; - пружні опори виконані у вигляді пружин стиску і опорних планок, установлених на болта х за допомогою дистанційних втулок. Таким чином, запропоноване рішення прокатної кліті з плунжерним гідронатискним пристроєм має нове конструктивне виконання вузлів і деталей, нові зв'язки вузлів і деталей, а також нове їхнє розміщення відносно один одного. Між відмінними ознаками і технічним результатом, що досягається, існує причинно-наслідковий зв'язок. Завдяки тому, що механізм фіксації корпуса ГНП при перевалці валків пропонованої конструкції оснащений недорогими і надійними елементами пружних опор, стало можливим підвищити надійність устаткування і знизити його собівартість, виключивши з комплектації ГНП, гідроциліндри з важелевою системою фіксації корпуса ГНП, систему контролю крайніх положень зазначених гідроциліндрів фіксації і систему керування гідроциліндрів. Виключення з вищевказаної сукупності відмінних ознак хоча б однієї не забезпечує досягнення технічного результату. Технічне рішення, що заявляється, має винахідницький рівень, тому що пропонована конструкція прокатної кліті з плунжерним ГНП для фахівців явно не випливає з рівня техніки. Технічне рішення, що заявляється, невідомо з рівня техніки і тому воно є новим. Винахід, що заявляється, промислово застосовно, тому що його те хнологічне і те хнічне виконання не представляє труднощів. По цьому технічному рішенню виконаний технічний проект для реконструкції клітей №2-5 стану 810 г.п. Новосибірського металургійного заводу. Таким чином, пропонованому технічному рішенню може бути представлена правова охорона, тому що воно є новим, має винахідницький рівень і промислово застосовно. Винахід пояснюється кресленнями, на яких зображені: фіг.1- загальний вид прокатної кліті з ГНП; фіг.2 - розріз А-А по фіг.1; фіг.3 - розріз Б-Б по фіг.2 Прокатна кліть (фіг.1) складається зі станини 1, у вікнах якої розташовані подушки 2 з валками 3, а також механічного та гідравлічного натискних пристроїв. Ме ханічний натискний пристрій виконаний у вигляді приводного гвинта 4 (фіг.2) з гайкою 5, яка жорстко встановлена у верхній поперечині станини 1. Гідронатискний пристрій виконаний у вигляді плунжерного циліндра, що має корпус 6, який спирається на подушку 2 верхнього валка, і плунжер 7, закріплений на натискному гвинті 4 за допомогою напівкілець 8. Нажимний гвинт 4 спирається на підп'ятник 9. Між нижнім торцем плунжера 7 і корпусом 6 утворена робоча порожнина В. Кришка 10 плунжерного циліндра закріплена на плунжері 7 і має місця кріплення пружних опор, що виконані у вигляді опорних планок 11, які охоплюють корпус 6 плунжерного циліндра, і закріплені на болтах 12 за допомогою дистанційних втулок 13. Пружні опори оснащені пружинами стиску 14 і встановлені на опорні планки 11. При реконструкції клітей з електромеханічним механізмом установки валків, для розміщення гідроциліндра натискного пристрою між подушками верхнього валка і натискним гвинтом існує обмежений простір. Конструктивно найменшу висоту мають плунжерні ГНП. При експлуатації плунжерних ГНП, важливу роль у роботі грає постійне підтискання корпуса ГНП до самого плунжера. Під час роботи плунжерного гідроциліндра ГНП задіяного в системі регулювання товщини, корпус гідроциліндра робить зворотно-поступальні рухи, відпрацьовуючи величину міжвалкового зазору необхідну для виходу полоси визначеної товщини. Якщо у валки надходить підкат зі збільшеною товщиною, система виміру товщини полоси дає команду на збільшення обтиснення і у гідроциліндр надходить робоча рідина. Гідроциліндр ГНП розтискається, зменшуючи міжвалковий зазор. Коли треба зменшити обтиснення підкату, система виміру товщини дає команду на скидання визначеної кількості робочої рідини з плунжерного гідроциліндра, за рахунок тиску полоси його висота зменшується, збільшуючи міжвалковий зазор. Таким чином, для нормальної роботи гідроциліндра ГНП він повинен бути стиснутим до певної міри, щоб мати можливість ходу в обидва боки, як на збільшення міжвалкового зазору, так і на зменшення міжвалкового зазору. Це визначене «робоче» положення корпуса щодо плунжера дозволяє системі регулювання товщини полоси здійснювати необхідні переміщення корпуса гідроциліндра (ходу ГНП), як у бік збільшення міжвалкового зазору, так і у бік зменшення міжвалкового зазору. У процесі прокатки це положення корпуса щодо плунжера ГНП забезпечується взаємодією зусилля робочої рідини в гідроциліндрі ГНП з однієї сторони і впливом полоси, що прагне зжати гідроциліндр з іншої сторони. При відсутності полоси у валках це визначене "робоче" положення корпуса гідроциліндра щодо плунжера зберігається, за рахунок впливу на ГНП зусилля від зрівноважування верхніх валків. У випадку, коли комплект валків вивалений із кліті, виникає ситуація відсутності підпору плунжерного ГНП, що потребує після завалки валків знову налагоджувати ГНП на визначене «робоче» положення, при якому автоматична система регулювання товщини буде ефективно здійснювати контроль і регулювання товщини полоси. На це необхідно додатковий виробничий час і виробничі витрати. Прокатна кліть із плунжерним ГНП працює таким чином. Великі переміщення верхнього робочого валка в кліті здійснюються за допомогою натискного гвинта 4. Точна установка (0,01-0,02мм) положення робочих валків здійснюється гідронатискним пристроєм. При подачі робочої рідини в поршневу порожнину В (фіг.2), корпус гідроциліндра 6 зміщується щодо плунжера 7 униз, зрушуючи при цьому подушки 2 верхніх валків униз. У результаті цього зменшується міжвалковий зазор. При необхідності збільшення міжвалкового зазору, система керування гідронатискним пристроєм скидає деяку кількість рідини з гідроциліндра, контролюючи при цьому на яку величину під впливом зусилля полоси збільшився міжвалковий зазор. При досягненні необхідного міжвалкового зазору, по сигналу системи керування злив з гідроциліндра припиняється. В усіх випадках, як при наявності полоси у валках, так і при її відсутності, а також при вивалках валків із кліті пружини стиску 14 забезпечують ефект віджимання корпуса 6 до плунжера 7. Однак, коли комплект валків вивалений із кліті, саме цей ефект, дозволяє зафіксувати корпус гідроциліндра 6 у визначеному «робочому» положенні щодо плунжера 7 на яке налагоджена система керування ГНП. Під впливом ваги корпуса 6 пружини стиску 14 стискуються на визначену величину щодо планок 11, які жорстко, на визначеній відстані, закріплені дистанційними втулками 13 до кришки гідроциліндра 10, і підтискують корпус 6 ГНП вгору до плунжера 7. Довжина дистанційних втулок вибирається у відповідності до жорсткості пружини і ваги корпуса гідроциліндра так, щоб стиснуті пружини забезпечили оптимальний коефіцієнт «переурівноважування» корпуса, для того, щоб з однієї сторони надійно фіксувати корпус, а з іншої сторони не перевантажити насосну станцію ГНП (на мал. не показана). З усього ви ще викладеного видно, що, використовуючи в прокатній кліті розглянуту конструкцію механізму фіксації корпуса ГНП, стало можливим знизити собівартість гідронатискного пристрою і підвищити надійність його роботи і роботи всієї кліті.