Устройства для компенсации прогиба валков

На вальцах получают материал в виде листов для последующей обработки его в машинах, формующих изделия и полуфабрика­ты, поэтому требования к толщине полу-чаемого листа невысоки. Для получения же каландрованного листа нужного качества, представляющего собой уже готовое изделие или часть его, одна только высокая точность регулирования зазора оказыва­ется недостаточной: средняя часть листа получается более тол­стой, что объясняется прогибом валков под воздействием рас­порного усилия, приво-дящим к увеличению межвалкового за­зора в середине его. Прогиб может достигать нескольких деся­тых долей миллиметра, в то время как требуемая точность под­держания толщины каландруемой пленки часто составляет.±0,025 мм. В связи с этим в каландрах применяются различ­ные конструктивные приемы, направленные на поддержание по­стоянства толщины листа по его ширине.

 

Одним из таких приемов является бомбuровка валков.

Рас­смотрим этот прием на примере трехвалкового каландра. Вследствие действия распорных усилий Т₁ и Т₂, возникающих в зазо­рах 1 и 2, валки 1, II и III прогибаются так, как это показано на рис. 34. Валок II имеет прогиб как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости, причем эти прогибы не равны, так как не равны распорные усилия Т₁ и Т₂ ^..В зазор 2 входит пред­варительно сформованный лист и подвергается в нем лишь окончательной калибровке, поэтому величина запаса и, следо­вательно, распорное усилие в этом зазоре меньше, чем в зазо­ре 1.

Вследствие прогиба валков 1 и II выходящий из зазора 1 и поступающий в зазор 2 слой материала имеет утолщение в средней части. По этой причине величина образующегося перед зазором 2 запаса 3 также больше в средней части его. Таким образом, средняя часть выходящего из каландра листа 4 ока­зывается более толстой, чем краевые его части, по двум причи­нам: прогиб валков II и III, вызывающий увеличение средней части зазора 2; большая величина запаса 3 на входе в среднюю часть зазора 2.

Таким образом, ясно, что только лишь выравнивание зазо­ра 2 еще не обеспечивает получения равнотолщинного листа. Необходимо также и выравнивание зазора 1.

Из рисунка ясно, что зазор при работе каландра можно со­хранить постоянным по величине и равным h_o, если диаметр D валка 1 выполнить переменным по координате z (показано штриховой линией) и равным

Аналогичным образом можно выровнять зазор 2, выполнив валок 1 II бочкообразным. Валок II участвует в образовании обоих зазоров и имеет прогибы как в вертикальной, так и в го­ризонтальной плоскости. Прогибы эти различны по величине, поэтому полное выравнивание зазоров бомбировкой валка Il невозможно.

Способ выравнивания зазоров бомбировкой валков имеет ряд недостатков. Распорное усилие в одном из зазоров вызывает искажение не только это­го, но и соседних с ним зазоров. В связи с этим прогноз требуе­мой бомбировки представляет собой сложную задачу. Поэтому бомбировка валков может быть использована лишь для частичной компенсации увеличения за­зора за счет их прогиба. В современных конструкциях каланд­ров бомбировка применяется в сочетании с другими приемами компенсации прогиба валков.

Вторым приемом компенсации прогиба валков является их контрuзгuб (рис. 35). Сущность приема заключается в том, что валок помимо основных, опорных подшип-ников1 оснаща­ется дополнительными подшипниками 2, к которым приложены силы Р, вызывающие изгибающий момент и прогиб валка, про­тивоположные по знаку таковым от распределенной нагрузки T/L. Однако, как известно, распределение прогибов по длине валка для распределенной и сосредоточенных нагрузок отличаются друг от друга. Конструкция механизма контризгиба при этом оказывается слишком металлоемкой и громоздкой, а потери энергии на трение в ней - весьма значительными. По этой причине контризгиб как самостоятельный прием компенса­ции прогиба не применяют, а исполь-зуют его в сочетании с бом­бировкой. Бомбировку выполняют из расчета минимально воз­можного значения распорного усилия Т _мин. Возникающая же при работе каландра нескомпенсированная часть прогиба от разности сил Т -Т _мин (где Т - распорное усилие, фактически действующее при данном режиме каландрования) устраняется помощью конгризгиба валков.

 

 

В современных конструкциях вместо бомбировки и контризгиба применяется также прием перекрещивания (пере­коса) валков (рис. 36). Рас­смотрим этот прием на приме­ре двух расположенных в го­ризонтальной плоскости вал­ков 1 и 2 трехвалкового Г-об­разного каландра.

Если валки приблизить друг к другу до касания, то они займут положение, пока­занное на рис. 36. Если затем валок 1 повернуть в верти­кальной плоскости относительно горизонтальной оси О, прохо­дящей через середину рабочей части валков, то он займет поло­жение относительно валка 2, показанное на рис. 36. Каса­ние валков сохранится при этом только в одной точке, располо­женной на оси поворота О. Во всех других местах по длине ра­бочей части образуется зазор между валками y тем больший, чем больше смещение х центра сечения 0'₁ валка 1 от перво­начального положения 0₁.

В процесс обработки материала возникающее распорное усилие производит прогиб валков со стрелой прогиба в плоскости симметрии, тем самым выравнивая зазор по длине валков.

На рис. 37 оказан подшипник выносного валка Г-образ­ного каландра, оснащенный механизмом перекоса. Корпус 4 имеет отверстие 5, в котором размещен подпятник меха-низма регулирования зазора. При регулировании зазора корпус 4 смещается в горизон-тальном направлении, скользя при этом по направляющим станины поверхностями 3 и 9.

Перекос валка (поворот его в вертикальной плоскости) осу­ществляется смещением подшипника в вертикальном направ­лении: клиновой ползун 13 с укрепленной в нем гайкой 14 пере­мещается в горизонтальном направлении вращающимся ходо­вым винтом 11, скользя при этом по поверхности 12 корпуса и наклонной поверхности 10вкладыша 1. Вкладыш вместе с подшипником 2 перемещается при этом в вертикальном направ­лении, скользя по поверхности корпуса 6.

Ходовой винт приводится во вращение червячной парой 7 и 8. Червяки 7 механизмов перекоса обоих подшипников валка имеют единый привод от электродвигателя, так что смещение подшипников происходит одновременно. Ходовой винт одного из механизмов имеет правую нарезку, а другого - левую, по­этому вертикальные смещения подшипников и концов валка противоположны по направлению. Максимально возможные смещения достигают 20-40 мм. Эти значения оказываются до­статочными, чтобы скомпенсировать прогиб валков, который в средней их части может достигать 0,1-0,2 мм.

 

 

Привод валков.

Различные кинематические схемы привода валков приведены на рис. 38. В типе привода, показанном на рис. 38, а, фрикционные шестерни размещены не на валках 1, а в корпусе редуктора 4. Каждому валку соответствует свой выходной вал 3 редуктора. Выходные валы соединены с валками шпинде­лями 5, имеющими по два шарнира Гука 2. При этом типе привода валки не воспринимают сил, возникающих в зацепле­нии фрикционных шестерен; на них передается со шпинделя только крутящий момент. Шарниры шпинделей допускают зна­чительные радиальные (до 30 мм) и угловые (до 10⁰) смещения валков относительно выходных валов редуктора, что позволяет регулировать зазор и осуществлять перекос валков в требуе­мых по условиям технологии пределах. Однако один из упомя­нутых недостатков присущ и этому типу привода: постоянство коэффициентов фрикции.

 

Схема привода валков универсальных каландров показана на рис. 38, б. Каждый валок имеет независимый привод, вклю­чающий в себя электродвигатель 1, муфту 2, редуктор 3 и шпин­дель 4. Все редукторы кинематически независимы друг от дру­га, но имеют общий корпус. Регулирование коэффициентов фрикции осуществляется изменением частоты вращения двига­телей.