Шпиндельное устройство линии прокатной клети

 

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к линиям рабочих клетей прокатных станов. Сущность изобре . . - . . s. #тения: механизм 9 фиксации шпинделей 6 при перевалке содержит поршневой гидроцилиндр 10, шток которого соединен с подъемно-опускающимся опорами шпинделей , при этом поршневая и штоковая полости сообщены с нагнетательным 20 и сливным 26 трубопроводами. Поршневая и штоковая полости гидроцилиндра фиксации выполнены с возможностью одновременного сообщения друг с другом и нагнетательным трубопроводом за счет обратного клапана 23, при этом соотношение площадей поршня и штока выбирается из условия Дм Рш/Рп 2Д-п, где Рп и Рш - площади поршня и штока, ДуП - степень уравновешенности шпинделей при перевалке. При этом обеспечиваются оптимальные условия, уравновешивания шпинделей при, работе и перевалке. 6 ил. & 00 ю ю ел ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s В 21 В 35/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ л и

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4928671/27 (22) 16.04.91 (46) 15.06.93, Бюл. № 22 (71) Производственное объединение "Hosoкраматорский машиностроительный завод" (72) Л.И,Один (56) Заявка Японии ¹ 53-30100, кл. В 21 В 35/14, 1978.

Экспресс-информация .ЦНИИТЗИТяжмаш. 1985. сер.1, вып., с.1 — 3.

Королев А,А. Прокатные станы и оборудование прокатных цехов (Атлас)., M.: Металлургия, 1981, с, VII I-82. (54) ШПИНДЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ЛИНИИ ПРОКАТНОЙ КЛЕТИ (57) Изобретение относится к прокатному производству; а именно к линиям рабочих клетей прокатных станов. Сущность изобре. Ы 1821255 А1 тения; механизм 9 фиксации шпинделей 6 при перевалке содержит поршневой гидроцилиндр 10, шток которого соединен с подъемно-опускающимся опорами шпинделей, при этом поршневая и штоковая полости сообщены с нагнетательным 20 и сливным 26 трубопроводами, Поршневая и штоковая полости гидроцилиндра фиксации выполнены с возможностью одновременного сообщения друг с другом и .нагнетательным трубопроводом за счет обратного клапана 23, при этом соотношение площадей поршня и штока выбирается из условия g< Ге/Рп 2.gn, где F< и Рш — площади поршня и штока, Лу — степень уравновешенности шпинделей при перевалке. При этом обеспечиваются оптимальные условия. уравновешивания шпинделей при работе и перевалке, 6 ил, 1821255

Изобретение относится к прокатному . в= fNF,, (1) производству, а именно к линиям рабочих клетей прокатных станов. где f — коэффициент трения в шарнире;

Целью изобретения является снижение F — функция, вид которой определяетметаллоемкости линии клети за счет сниже- 5 ся типом шпинделя, а числовое значение— ния воспринимаемых ее элементами усилий геометрическими размерами шарниров, перевалки. боковыми зазорами и несоосностью валка

На фйг.1 показан общий вид линии кле-, и шпинделя. В частности, для универсальти; на фиг,2 — разрез А-Ана фиг.1; на фиг, ных шпинделей при цейтрировании по

3 — разрез Б — Б на фиг.2; на фиг.4 — разрез 10 вкладышам скольжения fF = 6, для зубча — В на фиг. 2; на фиг. 5 и 6 схемы нагруже- тых fF =4; ния шпинделя при перевалке.. N — нормальная сила, которую необхоЛиния прокатной клети состоит из рабо- димо приложить к шпинделю для перемещечей клети 1 с рабочими валками 2, перева- . ния его на ось валка (сила сопротивления лочного устройства 3, шестеренной клети 4, 15 сближению осей валка и шпинделя), и шпиндельного устройства 5, состоящего, Величина N определяется путем решеs свою очередь из двух шпинделей 6, взаи-. ния уравнений равновесия шпинделя, намодействующих с валковымй муфтами 7, груженного собственным .весом и уравновешивающих пружин 8 и механиз- усилиями механизмов уравновешивания и ма фиксации шпинделей при перевалке 9. 20 фиксаций, Механизм фиксации состоит из гидроци-, Если валок располагается при введении лйндра 10, подьемно-опускающейся рамы:: несколько выше шпинделя, последний от11, несущей призматические опоры12 и рйвается от опор фиксаций и поддержива- . опирающейся на шток 13 гидроцйлййдра ется только пружинами. Схема нагружения

10, и стационарных винтов 14, служащих 25 в этом случае прйведена на фиг:.5; величина: фиксаторами перевалочного положейия и нормавьной силы сопротивления опрерамы 11.. .:..: . "-,: .:.:::.::::. .:;: .деляется полуразностью веса шпинделя и

Шпинделя 6 опираются на пружины 8 усилия его уравновешивания при йеревалчерез подшипники 15и траверзы 16; Пружи- ice, т.е. и = 6 л б ц/2, где 6И вЂ” sec шпинде- ны 8 выбраны таким образом, чтобы в рабо- 30 ля. При.Ьдл 0.1-0,2, N>= (0,05-0,1) G, т.е. чем положении шпинделей коэффициентих, величина силы сопротивления, а следовауравновешивания, определяющийся отно-: тельно, и. уСилия перевалки сравнительно шением усилия пружин к весу G шпинделя, невелика, был.близок к единице или больше,;а при . Если валок располагается ниже шпин-. перевалке — гарантированно меньшим еди- 35 деля, процесс взаимоцентрирования сопро.ницы (Рул/GU - О, 8 — 0,9, где Pyn — усилйе . вождается "задавливанием" штока пружин при перевалке), чтобы исключить гидроцилиндра 10, т.е, преодолением его возможность самопроизвольного подьема усилия, Схема нагружения шпинделя в этом шпинделей после размыкания с валками, случае приведена на фиг,6, Величина йг сиСтепень неуравновешенности шпинделей 40 лы сотгротивления составляет при перевалке Л л составляет, следовательно, 0,1-02 (уп = 1 — РулЮа),..., N2= Рф1Ьр/1 щ — hyn 6щ/2 (2)

С целью разгрузки подшипников шестеренной клети 4 от усилий пере- где Рф1-усилие гидроцилиндра10прифик- . валки, передаваемых через шпинделя .45 сации шпинделей(на один шпиндель);

6, траверсы 16 зафиксированы в пазах Ly - плечо приложения этого усилия

17 рамы 18 шпиндельного стула с мини- -относительно ведущего шарнира шпиндемальными зазорами в направлении оси ля; шпинделя. 4, — длина шпинделя по осям шарниИз-за малых боковых зазоров в сопря- 50 ров. жении валка и шпинделя процесс введения . Полагая, с целью минимизации сил совалков даже при точной настройке винтов противления .при перевалке, что величина

14 механизма фиксации сопровождается Nz не должна превышать малой величины взаимоцентрированием валков и шпинде-- N>,иучитывая,чтоусилие гидроцилиндра10 лей, Осевое усилие со стороны механизма 55 должно превышать при перевалке неуравперевалки, которое необходимо приложить новешенную пружинами часть веса шпинк валку для совмещения eto оси с осью деля (Рф1 Л л G>L/2 ty), определим шпинделя, определяется в общем случае диапазон величины усилия гирроцилиндра формулой 10 при фиксировании шпинделей:

1821255 при выполнении этого условия сила сопротивления сближению осей валка и шпинделя при любом их взаиморасположении не превысит малой полуразности веса шпинделя и усилия его уравновешивания при перевалке, не превышающей 10 от веса шпинделя.

Для выполнения ремонтных работ гидроцилиндр 10 должен быть рассчитан на полный вес шпинделя, т.е. (4) Рфз= GwLш/2 1 ф (5) Рф1= pFw Рф2 = pFn, Луп < Р:д/Рп< 2 асуп (6) hyn GmLm/2 -ф Рф1 оп GwLw/1-ф (3) . где Рф2 — полное усилие на 1 шпиндель.

При Л п = 0.1 — 0,2 Рф2 больше Рф1 а 5 — 10 раз, Для создания различных усилий гидроцилиндр 10 выполнен с возможностью работы в двух режимах: с одновременной подачей давления s поршневую и штоковую полость при перевалке и с подачей давления только в поршневую полость — при ремонтных работах. В первом случае гидроцилиндр работает площадью штока, во втором — площадью поршня, т.е. где р — давление, F и F — площади поршня и штока

Сопоставив (3) — (5}, получим:

При выполнении условия (6) сила сопротивления в шарнире каждого шпинделя не . превышает 10 jo от его веса независимо от взаиморасположения валка и шпинделя при завэлке, благодаря чему усилие перевалки сокращается по меньшей мере в 5 раз по сравнению с прототипом. В то же время гидроцилиндр сохраняет возможность подъема- опускания как частично уравновешенных, так и полностью неуравновешенных шпинделей, благодаря. чему технологические возможности устройства по сравнению с прототипом остаются неизмененнымии.

Для обеспечения работы гидроцилиндра 10 в двух режимах его штоковая полость

19 соединена с нагнетательным трубопроводом 20 посредством трубопроводов 2", и

22 с обратными клапанами 23 и 24, и со сливной магистралью 25 — посредством трубопровода 26 с гидрораспределителем 27.

Поршневая полость 28 выполнена с возможностью поочередного соединения с нагнетательным трубопроводом 20 или сливной магистралью 25 посредством трубопровода

29 и гидрораспределителя 30, Устройство работает следующим образом, 5 Во время прокатки шток 13 гидроцилиндра 10 опущен, опоры 12 отведены вниз от шпинделей, Уравновешивание шпинделей осуществляется пружинами 8 с коэффициентом, близким к единице или переуравно10 вешиванием.

При перевалке гидрорэспределитель 30 соединяет поршневую полость 28 гидроцилиндра 10 с нагнетательным трубопроводом

20. Шток 13 сжимает жидкость в штоковой

15 полости, закрытой клапаном 23, до созда- ния в ней давления нагнетания. После этого обратный клапан 23 открывается, штоковая полость также соединяется с нагнетательным трубопроводом. Давления в полостях

20 19 и 28 выравниваются. Разность усилий на шток 13 со стороны поршневой и штоковой полостей определяется пооизведением давления в нагнетательном трубопроводе на площадь штока. Гидроцилиндр 10 поднима25 ет раму 11 с опорами 12, а с ней — уравновешенные шпинделя 5 до упора в винт 14, выводя шпинделя на уровень перевалки.

Пружина 8 при этом частично разжимается, . и коэффициент уравновешивания снижэет- 30 ся до величины 0,8-0,9, что соответствует усилию цилиндра.

Из клети извлекаются изношенные валки и вводятся новые, В процессе введения происходит взаимоцентрирование валка и

35 шпинделя, при этом, благодаря выполнению условия (6) максимальная сила сопротивления центрированию каждого шпинделя не превышает 10 его веса (независимо от взаиморасположения валка и

40 шпинделя), а полное усилие перевалки, необходимое для введения валков в шпинделя, не превышает величины 1,2 Goj. Усилие перевалки воспринимается подушками валков 2, перевалочным устройством 3 и рамой

45 18 шпиндельного стула.

После введения валков гидрораспределитель 30 соединяет поршневую полость 28 со сливной магистралью 25, а штоковую полость 19 — через трубопровод 22 с открытым

50 клапаном 24 с нагнетательным трубопроводом 20, Рама 11 опускается, обеспечивая возможность установки шпинделей 6совместно с валками 2 в рабочее положение.

Для выполнения ремонтных работ, на55 пример, замены пружин 8, гидроцилиндр 10 должен поднимать и поддерживать полностью неуравновешенные шпин,,еля. Для этого распределитель 30 соединяет поршневую полость 28 с нэгнетательным трубопроводом 20, а распределитель 27 соединяет

1821255 штоковую полость 19 со сливной магист- низмов их уравновешивания и механизма ралью 25. Усилие гидроцилиндра определя- фиксации при перевалке. содержащего порется в этом случае произведениемдавления шневой гидроцилиндр, шток которого соена площадь поршня, рассчитанную на пол- динен с подъемно-опускающимися опорами ный вес шпинделя. 5 шпинделей, при этом поршневая и штокоТаким образом,.выполнение поршне- вая полости гидроцилиндра сообщены с вой и штоковой полостей гидроцилиндра нагнетательным и сливным трубопроводафиксации с возможностью как раздельного, ми, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью . так и одновременного соединения с йагне- снижения металлоемкости линии клети за тательным трубопроводом или соблюдении 10 счет уменьшения усилий перевалки, поршсоотношения площадей штока и поршня по невая и штоковая полости гидроцилиндра формуле (6) обеспечивает многократное фиксации выполнены с возможностью односнижение сил сопротивления перемеще- временного сообщения одна с другой и с нию валков при перевалке, что дает возмож- нагнетательным трубопроводом за счет усность разгрузить перевалочное устройство, 15 тановки между штоковой полостью и нагнешпиндельный стул и другие элементы линии тательн ым трубопроводом обратного клети от необходимости восприятия боль- клапана, при этом соотношение площадей ших усилий, уменьшить их металлоемкость, . поршня Fn и штока Fw находится в диапазот.е, в конечном счете — снизить металлоем- не кость всей линии клети; . 20 Ь„. < F>/F. < 24Ä., Формула изобретения где Ь п — степень неуравновешенности

Шпиндельное устройство линии прокат- шпинделей при перевалке, ной клети, состоящее из шпинделей, меха- 25

1821255

1871255

4ol8.

Составитель Л.Один

Техред M.Ìîðãåíòàë ю

Корректор Л Пилипенко

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Заказ 2080 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35. Раушская наб.. 4/5