Устройство для измерения раствора валков пилигримового стана

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСТВОРА ВАЛКОВ ПИЛИГРИМОВОГО СТАНА, содержащее гидроцилиндр положения валков и замкнутую гидравлическую систему, о тл ич ающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, упрощения устройства и повышения его надежности, бно снабжено блоком преобразования,.датчиком калибровки прокатываемого участка трубы за каждую подачу и двумя гидравлическими компенсаторами, причем блок преобразования состоит из дополнительного гидроцилиндра и преобразователя линейного перемещения , соединенного со штоком гидроцилиндра, выход датчика калибровки соединен с другим входом преобразователя , поршневая и штоковая полости дополнительного гидроцилиндра соединены с соответствующими полостями гидроцилиндра Положения. (Л валков, параллельно которым подсоединены гидравлические компенсаторы с подпружиненными поршнями. со сд 4 СдЭ

543 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) В 21 В 37 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3340810/22-02 (22) 28.09.81 (46) 07.04.83. Бюл. Р 13 (72) Б.Г. Барменков, E.N. Халамез, В.В. Кудрявцев, A.Ñ. Богомолова, Г.П. Меньшиков, О.В. Танцырев, И.М. Калинин и Н.Д. Новиков (71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (53) 621.771.08-531.717.11(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

)) 387759, кл. В 21 В 37/00, 1973.

2. Авторское свидетельсвто СССР В 759164, кл. В 21 В 37/00, 1980 (прототий). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИН

PACTBGPA ВАЛКОВ ПИЛИГРИМОВОГО СТАНА, содержащее гидроцилиндр положения . .валков и замкнутую гидравлическую систему, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, упрощения устройства и повышения его надежности, оно снабжено блоком преобразования, датчиком калибровки прокатываемого участка трубы за каждую подачу и двумя гидравлическими компенсаторами, причем блок преобразования состоит из дополнительного гидроцилиндра и преобразователя линейного пе-. ремещения, соединенного со штоком гидроцилиндра, выход датчика калибровки соединен с другим. входом преобразователя, поршневая и штоковая -" полости дополнительного гидроцилиндра соединены с соответствункцими полостями гидроцилиндра положения. валков, параллельно которым подсоединены гидравлические компенсаторы с ФУ подпружиненными поршнями. - -t:

1009543

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для определения .расстояния между валками в процессе горячей прокатки.

Известно устройство измерения положения механизма, например валков обжимных станов, содержащее днск, чувствительный элемент, реверсив ный счетчик с входной схемой совпадения, блок выработки сигналов нап- 10 равления перемещения механизма, блок формирования счетных импульсов, логическую схему, состояющую иэ блока занесения информации, счетчика ошибки, блока анализа на нуль, схему сов-15 падения, причем блок выработки сигнала направления перемещения соединен с блоком занесения информации, блок формирования счетных импульсовсо схемой совпадения, а выход блока анализа на нуль — с входной схемой совпадения реферативного счетчика (1j.

Недостатком этого устройства является невысокая точность измерения по25 ложения валков, обусловленная тем, что оно не учитывает износ вкладышей подшипника, который, например, для станов горячей пилигримовой прокатки труб составляет 10-15 мм, что существенным образом сказывается на точности измерения.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения раствора валков в процессе прокат- ки, содержащее гидроцилиндры поло- 35 жения валков, установленные между,. подушками валков прокатной клети, замкнутую систему положения валков, образованную гидроцилиндрами установки положения валков, 4g первый сумматор,.вторые гидроцилиндры прогиба валков, установленные между подушками валков прокатной клети, вторую замкнутую гидросистему .прогиба валков, образованную 45 вторыми гидроцилиндрами прогиба валков, два дифференциальных датчика, давления, задатчик эталонного давления, делитель, два множительных устройства, второй сумматор и датчик раствора валков до прокатки, при этом вход первого дифференциального датчика давления подсоединен к замкнутым гидросистемам распора валков на.одной стороне клети, первый вход второго дифференциального датчи- 55 ка давления подсоединен к входу любой из замкнутых гидросистем распора валков на этой же стороне клети, выход задатчика эталонного давления подсоединен к второму входу вто- Щ рого дифференциального датчика давления, вход делителя .подсоединен к выходу первого дифференциального датчика давления, вход первого множительного устройства соединен с выходом первого дифференциального датчика давления, первый и второй входы второго сумматора r.ýäñîåäéíåны,к соответствующим выходам первого и второго множительного Устройства, выход датчика раствора валков до прокатки подсоединен к третьему входу второго сумматора, первый вход первого сумматора подсоединен к выходу второго дифференциального датчика, второй вход — к выходу делителя, а выход - к входу второго множительного устройства (2).

Недостатком известного устройства является недостаточная точность измерения раствора валков на станах горячей прокатки, так как гидроцилиндры, установленные между подушками валков, по разному .нагреваются тепловым излученнем горячего проката, что приводит к погрешности измерения из-за. неравномерного объемного расширения жидкости, обуславливающего неравномерное повышение давления в замкнутых гидросистемах, которое фиксируется дифференциальными датчиками.

Другим фактором, снижающим точность измерения раствора валков, яв)ляется износ нижнего вкладыша верхнего валка и верхнего вкладыша нижнего .валка. Поскольку гидроцилиндры известного устройства устанавливаются между, подушками валков, то износ отмеченных вкладышей приводит к пог-. решности измерения расстояния между валками.

Надежность работы данного устройства при использовании его на станах пилигримовой горячей прокатки очень низка. Обусловлено это следующим.

Процесс прокатки трубы на пилигримовом станке носит циклический характер. В начале в момент каждого раскрытия "зева" валков гильза ускоренно подается в валки с поворотом ее на 90 — 120О. Затем происходит;торможение ускоренно перемещающейся кантуемой гильзы. Торможение гильзы на практике осуществляется валками стана, которые испытывают при этом большие динамические нагрузки, что приводит к упругой деформации клети и упругому изгибу валков.

Следующим непосредственным этапом прокатки является захват металла гильзы гребнем калибра ручья вал-. ков и осуществление основной деформации металла, при этом также происходит упругая деформация клети и изгиб валков.

На заключительной стадии прокатки трубы за одну подачу осуществляется. калибровка прокатываемой части трубы, которая и определяет .точность прокатываемой Трубы по толщине стенки и диаметру. На участке калибровки усилия деформации в несколько

1009543

60 раз меньше, чем на участке ковки и основной деформации металла и прогиб валков незначителен н практически им можно пренебречь.

В момент торможения гильзы подуш" ки валков веледствие удара гильзы о валки ускоренно перемещают в горизонтальном и вертикальном направ- лениях, т.е. подушки валков "прыгают" по ходу подачи и вверх, что делает условия эксплуатации гидроци- 10 линдров известного устройства тяже-. лыми, а надежность работы их между подушками валков, отстоящих друг от друга в процессе прокатки трубы . на 30 — 50 мм, становится низкой. tS

Целью изобретения является повышение точности измерения, упрощение устройства и повышение его надежности

Цель достигается за счет того, что устройство для измерения раство. — ра валков пилигримового стана, со- . держащее гидроцилиндр-.положения валков и замкнутую гидравлическую систему, снабжено блоком преобразования, датчиком калибровки прокатываемого. участка трубы за каждую подачу и двумя гидравлическими компенсаторами, причем блок преобразования ,состоит из дополнительного гидроцилиндра и:преобразователя линейного перемещения, соединенного со штоком гидроцилйндра, выход датчика ка- . либровки соединен с другим входом преобразователя, поршневая и што.ковая полости дополнительного гид- 35 роцилиндра соедийены с.соответствующими полостями гидроцилиндра положейия валков, параллельно которым подсоединены гидравлические компенсаторы с подпружиненными поршнями. 0 . Наличие гидравлических компенсаторов, включенных параллельно поршневым н штоковым полостям гидроци -, линдров,повышает точность измерения раствора валков, так как позволяет 4 компенсировать температурное изменение объема жидкости и возможные ее участки в замкнутой гидросистеме.

Введение в устройство датчика калибровки прокатываемого участка трубы за каждую подачу, включающего "5О преобразователь линейного перемеще- . ния.штока дополнительного гидроцилиндра только в моменты калибровки прокатываемой части трубы, позволя,ет устранить влияние на точность 55 измерения с одной стороны прогиба валков, существующего при торможении гильзы валками стана, а также в момент прокатки на участке "ков-.. ки" и основной деформации металла, а с другой стороны различных люфтов на участке холостого хода, следующего за участком калибровки, когда калибр валков освобождается от металла (раскрытие "зева" валков ..Для облегчения условий работы устройства гидроцилиндр положения валков вынесен из зоны "прилегающих" подушек валков стана, при этом шток и корпус гидродилиндра через подшипники соединены с пальцами, установленными на осях валков. Такая установка гидроцилиндра облегчает условия его эксплуатации, что существенно повышает .надежность его работы и, кроме того, обеспечивает точное измерение раствора : валков независимо от износа подшипников вкладышей.

Введение .дополнительного гйдроцилнндра, поршневая и штоковая полости которого соединены с соответствующими полостями гидроцилиндра положения валков, позволяет исключить насосную станцию и другие блоки

-известного устройства, так. как изменяется -при этом сам принцип "работы устройства: от измерения-давления в замкнутых гидросистемах к измерению перемещения штоков.гидроци- . линдров.Все это значительно упрощает. уст ройство.

На чертеже представлена схема устрОйства,для иэмеречия раствора валков.пилигримового стана. устройство содержит гидроцилиндр

11 положейия валков, который, через подшипники 2 соединен пальцами 3 с осями валков, при этом корпус гид- роцилиндра соединен через подшипник и палец с нижним валком клети, а шток поршня .того же цилиндра соединен через подшипник и палец с верхним валком, блок 4 преобразования, состоящий из дополнительйого гндроцилнндра 5 и преобразователя б линейного перемещения, соединенно- . го co штоком дополнительного гидроцилиндра, два гидравлических компенсатора 7 и 8, поршни которых опираются на пружины 9. с величиной

-сжатия, осуществляемой винтами 10; датчик "1 калибровки прокатываемой части трубы, который может быть контактным либо бесконтактным, например, тина ВВК, и флажок-указатель 12 участка калибровки,. который может быть установлен на шпиндеI ле, передающем вращение .от редуктора нижнему валку клети цилигримового стана.

Устройство. для измерения раствора валков пилигримового стана работает следующим образом.

В первоначальный момент .времени, когда валки 12 клети. тормозят гильзу, происходит уцругая деформация клети и изгиб валков, при этом раствор валков увеличивается. В гидроцилиндре 1 положения валков, шток и корпус которого через подшипники соединены пальцами с осями вал1009543

Процесс измерения раствора валков от подачи к подаче будет многократно повторяться до тех пор, пока не будет прокатана вся труба.

По принципу работы два гидрацилнндра, поршневые и штоковые полости которых соединены, и два гидравлических компенсатора 7 и 8, вклюков, происходит перемещение поршня, перекачивающего жидкость из штоковой полости гидроцилиндра положения валков s штоковую полость дополнительного гидроцилиндра 5, вызывая перемещение поршня. При этом из поршневой полости дополнительного гидроцилиндра жидкость перекачивается в поршневую полость гидроцилиндра положения валков. Преобразователь 6 не отрабатывает линейное перемещение штока дополнительного гидроцилиндра, так как на него не поступил разрешающий сигнал с датчика 11 калибровки.

На следующем этапе, когда начинается непосредственная прокатка, т.е ° захват металла гребнем ручья калибра валков и основная деформация металла, преобразователь б нечувствителен к перемещению штока дополнительного гидроцилиндра 5, т.е. и для этого момента времени также нет разрешающего сигнала с датчика 11 калибровки.

За участком "ковки" и основной деформации металла следует участок калибровки полировки ) прокатываемой части трубы. Именно на этом. участке и происходит измерение раствора валков. Осуществляется это следующим образом.

Флажок-указатель 12 входит в зону срабатывания датчика 11, что оз начает начало участка калибровки.

Сигнал с датчика калибровки включает преобразователь 6, который с этого момента времени становится чувствительным к положению и перемещениям.штока дополнительного гидроцилиндра 5. В конце калибровки прокатываемой части трубы флажок-указатель выходит из зоны срабатываемого датчика, при этом снимается разрешающий сигнал с преобразователя и . последний становится нечувствительным к положению и дальнейшим перемещениям штока дополнительного гидроцилиндра.

После калибровки происходит раскрытие "зева" валков, калибр валков освобождается от металла и вследствие наличия люфтов, происходит уме.ньшение раствора валков, при этом происходит перемещение поршня гидроцилиндра 1 положения валков, и жидкость из поршневой полости гидроцилиндра перекачивается в поршневую полость дополнительного гидроцилиндра 5, вызывая при этом перемещение его поршня и перекачивание жидкости из штоковой полости дополнительного гидроцилиндра в штоковую полость гидроцилиндра положения валков, На этом этапе преобразователь нечувствителен к перемещению штока дополнительного гидроцилиндра, так как нет разрешающего сигнала с датчика калибровки. ченные параллельно отмеченным полостям, образуют замкнутую гидравлическую следящую систему, в которой поршень дополнительного гидроцилиндра 5 следит за положением поршня-гидроцилиндра 1 положения валков.

Работа гидравлических компенсаторов сводится к установке нулевого отсчета да начала измерений путем регулировки винтами 10 усилия, прикладываемого пружинами 9 к поршням цилиндров, оставляемого в дальнейшем без изменения. В случае неравномерного нагрева жидкости в разных полостях гидроцилиндра 1 положения, валков происходит неравномерное ее объемное расширение, создающее разные давления в поршневых и штоковых полостях обоих гидроцилиндров, что вызовет перемещение поршня до30

25 полнительного гидроцилиндра, в случае отсутствия гидравлических компенсатаров.

Когда же гидравлические компенсаторы включены параллельно полостям, то избыточное давление, .создаваемое в какой-либо полости гидроцилиндра . положения валков, вызовет перемещение подпружиненного поршня определенного гидравлического компенсатора, при этом поршень дополнительного гидроцилиндра не перемещается, чем и обеспечивается компенсация температурного увеличения объема жидкости. Гидравлические компенсаторы, включенные по предлагаемой схеме, де35

40 лают нечувствительным предлагаемое устройства и к утечке жидкости из гидросистемы, так как это компенсируется соответствующими перемещения45 ми подпружиненных поршней.

Использование новых элементов: датчика калибровки прокатываемой части трубы за каждую подачу, блока преобразования, состоящего из дополнительного гидроцилиндра и преобразователя линейного перемещения его

50 штока, двух гидравлических компенса.торов, выгодно отличает предложенное устройство от указанного прототипа (базового варианта ), так как повышается точность измерения раствора чает условия его эксплуатации, что обеспечивает более высокую надежность работы устройства ° валков и значительно упрощается уст-. ройство.

40 Вынесение гидроцилиндра положения валков из зоны "прыгающих" подушек и установка его к осям валков облег1009543

Составитель В. Этинген

Редактор С. Титова Техред О.Неце

Корректор Ю. Иакарейко

Заказ 255б/6 Тираж 814 Подписное

BHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, E-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Применение предлагаемого устройства на пилигримовом стане позволяет точно измерять раствор валков в процессе прокатки труб, что обеспечит возможность оперативного вмешательства в технологический процесс с целью прокатки труб со стабильной толщиной стенки в поле минусовых допусков.

Экономический эффект от внедрения устройства на одном пилигримовом стаS не составит 107 тыс. руб. в год.