Привод перемещения клети стана холодной прокатки труб

 

Использование: в прокатке. В приводе перемещения клети стана холодной прокатки труб кинематическая связь кривошипа с зубчатой парой водила выполнена в виде стационарного редуктора с двумя выходными валами, один из которых через расцепную муфту связан с валом зубчатой пары , другой через универсальный шпиндель - с валом кривошипа, под который в водиле выполнено эксцентрично расположенное отверстие. 3 ил.

Изобретение относится к периодической прокатке, преимущественно холодной прокатки труб.

Известен привод перемещения клети стана холодной прокатки труб, содержащий кривошипно-шатунный механизм, шатуны которого соединены с клетью и с пальцами кривошипных зубчатых колес [1].

Известный привод перемещения клети имеет простую конструкцию. Благодаря использованию шатунов большой длины в значительной мере достигается компенсация неточностей изготовления деталей привода. Кроме того, в известной конструкции количество кинематических пар минимально, что также определяет надежность работы привода.

Недостатками известной конструкции является низкая производительность, определяемая быстроходностью рабочей клети (числом двойных ходов в единицу времени) и обусловленная неблагоприятным режимом работы привода, на который действуют значительные динамические нагрузки от возвратно-поступательного движения клети и от сложного качательного движения шатунов механизма привода. Кроме того, известный привод не позволяет изменять длину хода клети, что ограничивает технологические возможности стана.

Известен привод стана холодной прокатки труб, содержащий кривошипно-шатунный механизм и уравновешивающее устройство в виде кривошипно-шатунного механизма, размещенного под углом 90 или 180^о по отношению к приводу клети [2].

В известном приводе благодаря уравновешивающему механизму снижаются динамические нагрузки в линии привода, что позволяет повысить производительность стана и надежность работы деталей привода на части кинематической цепи от двигателя до зубчатых колес кривошипно-шатунного механизма.

Недостатками конструкции является увеличение веса и габаритов привода в 2-3 раза, повышение инерционных нагрузок за счет дополнительных звеньев и кинематических пар кривошипно-шатунного уравновешивающего механизма и снижение общей надежности привода клети. Кроме того, технологические возможности такого стана также ограничены.

Известен привод перемещения клети стана холодной прокатки труб, включающий приводной вал с ведущими шестернями, связанные с ними зубчатыми венцами параллельно расположенные между собой водила, имеющие кривошипы, на каждый из которых с одной стороны насажена сателлитная шестерня, а на другой стороне выполнен выступ, несущий палец для соединения с клетью, ось которого расположена от оси кривошипа на расстоянии, равном радиусу начальной окружности сателлитной шестерни, и стационарного колеса с внутренними зубчатыми венцами, имеющими внутренний диаметр вдвое больше диаметра зацепления с ними сателлитных шестерен, и снабжен грузами, неподвижно закрепленными на каждом кривошипе на стороне расположения выступа через 180^о относительно него и на расстоянии от оси вращения кривошипа, определяемом выражением L = l , где L - расстояние от оси вращения кривошипа до центра тяжести груза G_гр; l - расстояние от оси пальца до оси вращения кривошипа [3].

В известном приводе перемещения клети благодаря установке грузов обеспечивается снижение динамических нагрузок в приводе и компенсация инерционных сил, возникающих при возвратно-поступательном движении клети.

Недостатками известного привода является то, что размеры сателлитов и стационарных колес жестко ограничиваются ходом клети. Это снижает надежность привода. Кроме того, при непосредственном соединении пальцев кривошипа с клетью возникает циркуляция мощности и соответствующие перегрузки привода. В приводе затруднена замена калибров в клети, нет возможности изменять длину хода клети, что ограничивает технологические возможности стана.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является привод перемещения клети стана холодной прокатки труб, содержащий приводное от зубчатой пары водило и кривошип, кинематически связанный с зубчатой парой водила [4] . Кинематическая связь выполнена в виде планетарного зубчатого механизма, в котором стационарное соосное с ведущей шестерней колесо с внутренним зубчатым венцом, а также дополнительные сателлиты с зубчатой нарезкой, размещены по кругу в водиле; включает дополнительное центральное, поворотно установленное относительно водила колесо с двумя внутренними зубчатыми венцами, один из которых выполнен под ведомый сателлит, другой - под одноименные ступени дополнительных сателлитов, а их другие одноименные ступени установлены в контакте со стационарными колесами и ведущей шестерней.

Недостатком известного привода является небольшой срок службы вследствие практической сложности достижения соосности трех планетарных последовательно установленных передач. Компоновка привода делает его неудобным для осмотров и ремонтных работ. Кроме того, конструкцией не предусмотрена возможность изменения длины хода клети.

Цель изобретения - повышение надежности работы деталей привода.

Поставленная задача достигается тем, что в известном приводе перемещение клети стана холодной прокатки труб, включающем приводное от зубчатой пары водило и кривошип, кинематически связанный с зубчатой парой водила, в соответствии с изобретением реализуется кинематическую связь в виде стационарного редуктора с двумя выходными валами, один из которых через расцепную муфту связан с валом зубчатой пары, другой через универсальный шпиндель - с валом кривошипа, под который в водиле выполнено эксцентрично расположенное отверстие.

В предлагаемом приводе перемещения клети стана холодной прокатки труб механизм преобразования движения содержит водило и кривошип, которые имеют отдельный подвод крутящего момента от стационарных валов приводного механизма. Это позволяет повысить срок службы привода. Водило и кривошип связаны кинематической связью с общим передаточным числом n = 1, что обеспечивает преобразование вращения водила и кривошипа в сложное движение. При этом, если расстояние l от оси кривошипа до оси пальца равно расстоянию R от оси водила до оси кривошипа, т.е. l = R, то палец совершает возвратно-поступательное движение, а при нахождении оси водила кривошипа и пальца кривошипа в крайних положениях в одной плоскости обеспечивается максимальный ход клети L = 4 l. Если l R, то палец совершает движение по эллипсу, а при нахождении оси водила, кривошипа и пальца в крайних положениях (несогласование положений водила и кривошипа) достигается уменьшение хода клети. Пори встраивании в кинематическую цепь привода водила и кривошипа регулировочной муфты можно обеспечивать различное рассогласование положений водила и кривошипа, а следова- тельно, изменение длины хода клети в промежутке 4 l L > 0. Это позволяет расширить технологические возможности стана ХПТ. Кроме того, разделение привода перемещения клети стана ХПТ на два отдельных механизма, а именно механизм преобразования движения (водило и кривошип с пальцем под шатун) и зубчатый механизм (редуктор, муфта, универсальный шпиндель), повышается его ремонтопригодность.

На фиг. 1 показан общий вид предлагаемого привода; на фиг. 2 - кинематическая схема преобразующей части привода, при угле рассогласования, равном нулю; на фиг. 3 - то же, при угле рассогласования, отличном от нуля.

Привод перемещения клети стана холодной прокатки труб включает преобразующую часть, состоящую из водила 1, в эксцентричной расточке которого на расстоянии R от оси водила размещен кривошип 2 с пальцем, который через шатун 3 соединен с клетью 4, причем водило снабжено уравновешивающим грузом 5, а кривошип - грузом 6. Водило 1, размещенное в неподвижном корпусе 7, снабжено колесом 8, находящимся в зацеплении с шестерней 9. Вал шестерни 9 соединен через муфты 10 и 11 и валопровод 12 с зубчатыми колесами 13-15 и универсальным шпинделем 16 с кривошипом 2. Передаточное отношение кинематической цепи от водила 1 через зубчатые колеса 8, 9, 13, 14 и 15 к кривошипу 2 равно минус единице. При этом с валом главного двигателя может быть соединен любой из валов колес 13-15. В качестве примера двигатель соединен с валом колеса 14.

Привод перемещения клети стана ХПТ работает следующим образом.

От вала главного двигателя крутящий момент передается, например на вал зубчатого колеса 14, с которого через стационарные зубчатые колеса 13, 9 и 8 сообщается водилу 1, а с другой стороны - через колесо 15 и универсальный шарнир 16 на кривошип 2. Так как общее передаточное отношение при = от водила 1 до кривошипа 21 равно минус единице, то водило 1 и кривошип 2 вращаются с равными по модулю угловыми скоростями, но в противоположном направлении. При этом, если радиальное смещение оси кривошипа равно расстоянию от оси кривошипа до оси шатуна (R = l), ось кривошипного пальца движется прямолинейно возвратно-поступательно, сообщая через шатун 3 движение клети 4. Уравновешивающие группы 6 и 5 уравновешивают момент от инерционных сил клети в возвратно-поступательном движении и центробежные силы, в результате чего разгружаются подшипники водила. При помощи муфт 10 и 11 можно рассогласовать взаимное расположение водила и кривошипа, а следовательно, изменить длину хода клети.

Предложенный привод перемещения клети стана ХПТ позволяет габаритно и компановочно разделить преобразующую (водило с кривошипом) и зубчатую (приводной вал с приводами водила и кривошипа) части, что дает возможность независимого и неограниченного выбора параметров приводной части. В результате этого увеличивается срок службы привода. Коэффициент запаса прочности предложенного механизма может быть выбран не ниже любого наперед заданного значения, что увеличивает общий срок службы стана и межремонтные сроки независимо от быстроходности. Кроме того, предложенный разделенный привод обладает лучшей ремонтопригодностью. Достоинством привода перемещения клети стана является расширение его технологических возможностей.

Формула изобретения

ПРИВОД ПЕРЕМЕЩЕНИЯ КЛЕТИ СТАНА ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ, включающий приводное от зубчатой пары водило и кривошип, кинематически связанный с зубчатой парой водила, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе деталей привода, кинематическая связь выполнена в виде стационарного редуктора с двумя выходными валами, один из которых через расцепную муфту связан с валом зубчатой пары водила, а другой через универсальный шпиндель - с валом кривошипа, под опоры которого в водиле выполнено эксцентрично расположенное отверстие.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3