CC BY
23
УДК 621.771
ОСОБЕННОСТИ ШАГОВОЙ ПРОКАТКИ ПРЯМЫМ И ОБРАТНЫМ ХОДОМ ПРИ СМЕЩЕНИИ ОСЕЙ ПАР ВАЛКОВ
Г.И. Коваль, С.З. Хабиров, В.Г. Дремин
Анализ результатов экспериментальных исследований нового способа шаговой прокатки прямым и обратным ходом [1,2] на опытном стане СШР 82,5 и конструкторских работ по созданию промышленных прокатных станов, реализующих данный способ шаговой прокатки, показали практическую целесообразность применения технологического варианта шаговой прокатки прямым и обратным ходом с взаимным смещением осей пар валков вдоль оси прокатки.
Применение такого технологического варианта шаговой прокатки позволяет использовать для его реализации универсальные прокатные клети. Это дает возможность существенно упростить конструкцию прокатной клети, привода валков и повысить их нагрузочную способность. Однако при этом уменьшаются углы поворота пар валков, при которых осуществляется деформация металла, в связи с необходимостью дополнительного перемещения осей валков без деформации металла на величину их взаимного смещения вдоль оси прокатки.
Для рассмотрения особенностей шаговой прокатки прямым и обратным ходом при смещении осей пар валков используем рис. \-А.
Процесс шаговой прокатки квадратной исходной заготовки с размерами поперечного сечения Н0, В0 при получении из нее готового профиля с размерами поперечного сечения //1, Вх
, НЛ
при вытяжке Я = ^ - осуществляется следующим образом. Одна пара валков, называемая горизонтальной, обозначена индексом 1, например, ах
и О,1, вторая пара валков, называемая вертикальной, обозначена индексом 2, например, а2 и 0\ Валки выполнены переменным радиусом из осей поворота О, и 02 (рис. 1, 2).Они имеют калибрующие, обжимные и холостые участки, ограниченные центральными углами ЗкалЛ, Зкал 2 > ¿>’0бж 1,
^обж.2. ¿холл. ¿хол.2> а также участки дополнительного перемещения осей поворота валков на величины (А+с) и (А+[), характеризующиеся центральными углами <ри.с, <рА+1. Границы этих участков для наглядности обозначены аь бь вь гь а2, б2, в2, г2.
Валки постоянно вращаются с окружными скоростями по стрелкам Увг, Ут, а их оси поворота перемещаются по стрелкам У0 и занимают по-
ложения: при обратном ходе ()\, (){, (У{, при прямом ходе ()\, ()\ , 0\.
Оси горизонтальных валков Ох смещены вдоль оси прокатки относительно осей 02 вертикальных валков на величину А.
Конуса деформации 1 и 2 со стороны заготовки с исходными размерами Н0, В,, смещены вдоль оси прокатки на величину с, а со стороны готового профиля с размерами Я,, Вх - на величину /. При этом принимается, что конуса деформации образуют при деформации обжимные и калибрующие участки. Конус деформации 1 образуется при деформации заготовки горизонтальными валками. Конус деформации 2 образуется при деформации заготовки вертикальными валками. Цикл шаговой прокатки после выкатки на заготовке в предыдущих циклах конусов деформации 1 и 2 осуществляется следующим образом.
Процесс прокатки начинается, например, горизонтальной парой валков сначала калибрующими ааб1; затем обжимным 61В] участками при перемещении осей валков из положения С)\ в (){. После прокатки на заготовке выкатывается новый конус деформации (рис. 2). При этом оси вертикальной пары валков перемещаются вдоль оси прокатки и вращаются со скоростью Ут, не контактируя с заготовкой.
После этого рабочая поверхность горизонтальной пары валков выходит из контакта с заготовкой и поворачивается на угол <рА+с со скоростью Увг. Оси этой пары валков перемещаются вдоль оси прокатки из положения Ох (рис. .2) в положение ()\ (рис. 3). Величина этого перемещения должна быть равна А+с. На такую же величину перемещаются оси 02 вертикальной пары валков в положение 0\, поворачиваясь без контакта с заготовкой со скоростью Увг на угол (рА+с. Благодаря этому в контакт с заготовкой вступает обжимной участок в2б2 вертикальной пары валков в заданной точке поверхности исходной заготовки, обеспечивая требуемую для деформации прямым ходом подачу заготовки.
После деформации заготовки обжимным в2 б2 и калибрующим участками б2а2 вертикальной пары валков на заготовке образуется новый конус деформации (рис. 4). При этом горизонтальная пара валков, вращаясь со скоростью Увг, перемещается
вдоль оси прокатки со скоростью У0 без деформации заготовки.
При дальнейшем повороте со скоростью УВГ вертикальная пара валков теряет контакт с заготовкой и перемещается со скоростью У0 из положения в положение 0\ на величину АН. За счет этого ось поворота горизонтальной пары валков, перемещаясь вдоль оси прокатки синхронно с
вертикальной парой валков окажется в точке О,1. При этом горизонтальная пара валков повернется со скоростью Квг в положение, при котором его калибрующий участок начнет деформацию заготовки (рис. 1). Угол поворота двух пар валков при деформации заготовки достигает 240.. .250 градусов.
Следует отметить также особенности скоростного режима осей валков и их рабочей по-
верхности, влияющие на кинематику перемещения заготовки вдоль оси прокатки и подачу заготовки валками. Согласно рис. 5 деформация заготовки прямым ходом начинается при значительной скорости осей поворота валков после поворота кривошипа привода возвратно-поступательного перемещения на угол <рА+с и заканчивается при скорости осей валков равной или близкой к нулю. Деформация заготовки обратным ходом также начинается при значительной скорости осей валков
после поворота кривошипа на угол <рАМ и заканчивается при скорости осей валков равной или близкой к нулю. Это, как видно из графиков, приведенных на рис. 5, оказывает существенное влияние на скоростной режим перемещения заготовки валками и ее подачу при установившемся процессе прокатки и при выкатке концов заготовки. Положительные значения разности интегральных значений скорости возвратно-поступательного перемещения осей валков и окружной скорости валков,
Особенности шаговой прокатки прямым и обратным ходом при смещении осей пар валков
Рис. 5. Скорости осей валков и их рабочей поверхности на разных стадиях прокатки
/7
Рис. 6. Кинематическая схема стана ШПС300 после реконструкции: 1 - прокатная клеть; 2 и 3 - валки горизонтальные и вертикальные; 4 - электродвигатель; 5 - редуктор; 6 - клеть шестеренная; 7 и 8 - шпиндели привода горизонтальных и вертикальных валков; 9 - коническая передача привода вертикальных валков; 10 - корпус кривошипа; 11 - кривошип; 12 - шатун; 13 - рычаг; 14 - винт; 15 - вал; 16 - тяга; 17 - дополнительная шестерня
показанные на рис. 5, свидетельствуют о перемещении заготовки в процессе деформации в сторону готового профиля, а отрицательные значения этих параметров показывают перемещение заготовки при деформации в сторону готового профиля.
Анализ этих графиков позволяет говорить о дополнительных возможностях регулирования подачи заготовки валками не только за счет изменения длин рабочих поверхностей пар валков [2], но и за счет варьирования параметров А, / и с.
Практическая реализация разработанного технологического варианта шаговой прокатки прямым и обратным ходом планируется на опыт-но-промышленном стане ШПС 300 [3]. Для этого разработан проект его реконструкции с учетом минимизации затрат на эти цели.
Основной задачей реконструкции является изменение направления вращения вертикальной пары валков. Это позволит осуществлять процесс шаговой прокатки одной парой валков прямым ходом, а второй парой валков обратным ходом.
Для решения этой задачи предложено существующую шестеренную клеть 6 стана ШПС 300 (рис. 6) снабдить дополнительным узлом шестеренного валка 16. Разработан рабочий проект реконструкции шестеренной клети, идет изготовление деталей реконструируемого узла.
Таким образом, разработан новый эффектив-
ный технологический вариант шаговой прокатки прямым и обратным ходом со смещением осей пар валков вдоль оси прокатки, позволяющий применять для его реализации универсальные прокатные клети.
Суммарный угол поворота пар валков при деформации заготовки достигает 240...250 градусов. Дополнительными параметрами регулирования подачи заготовки валками являются смещение осей пар валков и положений конусов деформации, деформируемых парами валков.
Для практической реализации нового технологического варианта шаговой прокатки разработан проект реконструкции стана ШПС 300.
Литература
1. Пат. № 2252830 РФ 'Б.И 2005. № 15. Способ шаговой прокатки.
2. Коваль, Г.И. Основы нового способа шаговой прокатки / Г. И. Коваль // Вестник ЮУрГУ Серия «Металлургия». - 2005. - Вып. 6. - № 10(50). -С. 72-76.
3. Результаты разработки и исследования новой технологии и оборудования для шаговой прокатки сортовых профилей / Г.И. Коваль, ВТ. Дре-мин, В.В. Фоменко и др. // Вестник ЮУрГУ Серия «Металлургия». - 2003. - Вып. 3. - №2(18). -С. 62-66.
