Устройство для уравновешивания шпинделя привода валков прокатного стана

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УРАВНОВЕШИВАНИЯ ШПИНДЕЛЯ ПРИВОДА ВАЛКОВ ПРОКАТНОГО СТАНА, содержащее гидравлический цилиндр одностороннего действия, связанный через трехпозиционный золотниковый гидрораспределитель с источником стабильного давления рабочей жидкости и сливом, гидравличес1сий uftлинда двустороннего действия, штоковая полость которого связана с источником стабильного давления рабочей жидкости, нещтоковая полость связана с гидроцилиндром одностороннего действия , а шток соединен с тягой с осевым люфтом, связанной с золотником гидрораспределителя, и средство точного уравновешивания шпинделя, взаимодействующее со штоком гидроцилиндра двустороннего действия, отличающееся тем, что, с целью повышения точности уравновешивания шпинделя путем обеспечения бесступенчатого дистанционного изменения усилия уравиовешивания, развиваемого гидроцилиндром одностороннего действия , средство точного уравновешива ния шпинделя выполнено в виде пневмоцилиндра двустороннего действия, установленного на одной оси с гидроцилиндром двустороннего действия, штоки которых соединены между собой, при этом одна из полостей пневмоцилиндра через двухпозиционный пневмо8 С распределитель с электромагнитным управлением соединена с атмосферой, а другая - с параллельно установленными предохранительным клапаном, манометром и пневморегулятором давле Х ния, входное отверстие которого соеСлЗ динено с источником стабильного давлеСО ния -воздуха. .4;

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

OWN

РЕСПУБЛИК зш В 21 В 35/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

tlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H * 5 TOPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3590605/22-02 (22) 10.05.83 (46) 23.05.84. Бюл. ff 19 (72) О.В.Заключнов, А.М.Вакуленко, В.В.Голованов, Г.В.Кожевников, Н.И.Шевченко, А.Н.Корышев и А.А.Володин (71) Производственное объединение

"Ново-Краматорский машиностроительный завод" (53) 621.771.2.06-88(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

1 820948, кл. В 21 В 35/14, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

В 884764, кл. В 21 В 35/14, 1981. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УРАВНОВЕШИВАНИЯ ШПИНДЕЛЯ ПРИВОДА ВАЛКОВ ПРОКАТНОГО СТАНА,.содержащее гидравлический цилиндр- одностороннего действия, связанный через трехпозиционный золотниковый гидрораспределитель с источником стабильного давления рабочей в жидкости и сливом, гидравлический цилиндр двустороннего действия, штоковая полость которого связана с источником стабильного давления рабочей жидкости, нештоковая полость связана с гидроцилиндром одностороннего дей,.SU„„1093374 А ствия, а шток соединен с тягой с осе- вым люфтом, связанной с золотником гидрораспределителя, и средство точного уравновешивания шпинделя, взаимодействующее со штоком гидроцилиндра двустороннего действия, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью . повышения точности уравновешивания шпинделя путем обеспечения бесступенчатого дистанционного изменения усилия уравновешивания, развиваемого гидроцилиндром одностороннего действия, средство точного уравновешивания шпинделя выполнено в виде пневмоцнлиндра двустороннего действия, установленного на одной оси с гид- Ш роцнлиндром двустороннего действия, штоки которых соединены между собой, при этом одна из полостей пневмоцилиндра через двухпозиционный пневмораспределитель с электромагнитным упФ равлением соединена с атмосферой, а другая - с параллельно установлен- р ными предохранительным клапаном, манометром и пневморегулятором давления, входное отверстие которого соединено с источником стабильного давления .воздуха.

1093374

Изобретение относится к прокатному оборудованию, преимущественно к шпиндельным устройствам главных приводов реверсивных клетей прокатных станов.

Необходимость точного уравновешивания шпинделей обуславливается требованием уменьшения радиальных сил в шарнирах шпинделя, приводящих к раскрытию зазоров в сочленениях элеменf0 тов привода и, следовательно, к росту динамических нагрузок при захвате металла валками, что приводит к преждевременному износу деталей шпиндельных головок и оборудования главной линии привода валков.

f5

Известно устройство для уравновешивания шпинделя, содержащее кроме гидроцилиндра уравновешивания (гидроцилиндра одностороннего действия) и эапорно-распределительной аппарату20 ры, также гидроцилиндр двустороннего действия с поршнем и штоком, штоковая полость которого связана с источником стабильного давления, а нештоковая

25 полость — с гидроцилиндром двустороннего действия $1), В этом устройстве для обеспечения точного уравновешивания шпинделя необходимо точно соблюдать отношение активных площадей поршня в штоковой и 30 нештоковой полостях гидроцилиндра двустороннего действия, равное отношение давления уравновешивания и данления стабильного источника давления.

Такое положение приводит к необходи- 35 мости использования гидроцилиндра двустороннего действия индивидуального исполнения, который необходимо saменять при изменении параметров системы, например массы шпинделя при 40

его замене или модерниэации.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для уравновешивания шпинделя привода прокатного стана, содержащее гидравлический цилиндр одностороннего действия, связанный через трехпозцционный гидрораспределитель с источником стабильного давления и сливом, гидроцилиндр двустороннего действия, штоковая полость которого сня" зана с источником стабильного давления, нештоковая полость связана с гидроцилиндром одностороннего действия, а шток соединен с тягой с осевым люфтом, связанной с золотником гидрораспределителя, и средство точного уранновешивания шпинделя, взаимодействующего со штоком гидроцилиндра двустороннего действия. Это устройство обеспечивает точное уравновешивание шпинделя независимо от настройки прокатной клети благодаря подбору сменного груза 2 .

Недостатком известного устройства применительно к реверсивным клетям. является малый маневровый объем поршневой полости гидроцилиндра двустороннего действия, достаточный лишь для восполнения утечек в гидроцилиндре одностороннего действия, С изменением раствора валков, значительном для реверсивных клетей (до 50 мм на один проход), появляется необходимость в значительном увеличении маневрового объема гидроцилиндра двустороннего действия, соизмеримого с объемом гицроцилиндра уравновешивания шпинделя. Это может быть достигнуто либо увеличением хода поршня гидроцилиндра двустороннего действия, либо увеличением диаметра его. Увеличение хода поршня при малом его диаметре и соответственно малом по массе сменном грузе делают гидроцилиндр нетехнологичным в изг .товлении. Увеличение же диаметра гидроцилиндра приведет к значительному увеличению массы сменного груза, т.е. к неоправданному увеличению металлоемкости, большой громоздкости устройства и усложнению его обслуживания.

Кроме того, не обеспечивается также возможность быстрого и бесступенчатого дистанционного регулирования давления рабочей жидкости в гидроцилиндре уравновешивания до необходимой величины для устранения прослушиваемых ударов вкладышей в голавке шпинделя, которые проявляются с течением времени в процессе работы оборудования.

Цель изобретения — повышение точности уравновешивания шпинделя путем обеспечения бесступенчатого дистанционного изменения усилия уравновешивания, развиваемого гидроцилиндром одностороннего действия.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для уравновешивания шпинделя привода валков клети прокатного стана, содержащем гидравлический цилиндр одностороннего действия, связанный через трехпозиционный эолотниковый гидрораспределитель с источником стабильного давления рабочей жид3 10933 кости и сливом, гидроцилиндр двустороннего действия, штоковая полость которого связана с источником стабильного давления рабочей жидкости, нештоковая полость связана с гидро5 цилиндром одностороннего действия, а шток соединен с тягой с осевым люфтом, связанной с золотником гидрораспределителя, и средство точного урав" новешивания шпинделя, взаимодействующее со штоком гидроцилиндра двустороннего действия, средство точного уравновешивания шпинделя выполнено в виде пневмоцилиндра двустороннего действия, установленного на одной оси с гидроцилиндром двусторонего действия, штоки которых соединены между собой, при этом одна из полостей пневмоцилиндра через двухпозиционный пневмораспределитель с электромагнитным управлением соединена с атмосферой, а другая — с параллельно установленными предохранительным клапаном, манометром и пневморегулятором давления, входное отверстие которого соединено 25 с источником стабильного давления воздуха.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для точного .уравновешивания шпинделя привода вал. ( ков клети прокатного стана.

Устройство содержит гидроцилиндр

1 уравновешивания одностороннего действия с илунжером 2, шпиндельный узел 3, трехпозиционный эолотниковый д5 гидрораспределитель 4, предназначенный для автоматической подпитки или слива рабочей жидкости в гидроцилиндре 1, источник 5 стабильного давления рабочей жидкости, сливную емкость 6, 40 гидроцилиндр 7 двустороннего действия со штоком 8, пневмоцилиндр 9 двустороннего действия, установленный на одной оси с гидроцилиндром 7, штоки которых соединены между собой, напри- l5 мер,муфтой 10, тягу 11, закрепленную на муфте 10 и связанную с золотником

12 гидрораспределителя 4 (при ремонтах тяга 11 может отводиться в сторону для воэможности управления подъемом или опусканием шпинделя вручную с помощью гидрораспределнтеля 4).

Устройство содержит также двухпозиционный пневмораспределитель с электромагнитным управлением 13 для подвода 55 сжатого воздуха в штоковую или нештоковую полость пневмоцилинцра 9, пнвв. морегулятор 14 давления, предохрани

74 4 тельный клапан 15 и манометр 1Ü, которые объединены в пневмоблок дистанционного управления (установленный, например, на посту управления клетью), служащий для поддержания и контроля необходимого давления воздуха в соответствующей полости пневмоцилиндра 9 блок 17 подготовки воздуха, источник

18 стабильного давления сжатого воздуха.

Устройство работает следующим образом.

Для точного уравновешивания шпинделя необходимо, чтобы выполнялось следующее условие: (1) где Р— давление уравновешивания в полости гидроцилиндра 1; — масса шпиндельного узла 3;

Sä — площадь сечения плунжера гидроцилиндра 1, Давление Р „ должно быть постоянным при любом положении шпинделя,т.е. не должно зависеть от перенастройки (от изменяющейся величины раствора между рабочими валками) реверсивной клети при прокатке. В силу необходимости принудительного перемещения шпинделя (при перевалке валков, при ремонтах) стабильное давление больше, чем необходимое давление. Поэтому снижение давления рабочей жидкости стабильного источника до давления, необходимого для точного уравновешивания шпинделя, обеспечивают гидроци.— линдр 7 и пневмоцилиндр 9, установленные на одной оси, причем штоки их соединены между собой.

С помощью гидроцилиндра 7 получаем давление, приближенное к давлению уравновешивания шпинделя, так как этот гидроцилиндр выбирается из нормального ряда гидроцилиндров с маневровым объемом рабочей жидкости в нештоковой полости, соизмеримым с объемом гидроцилиндра одностороннего действия 1, при выполнении условия

Щ

S Pyp (2)

Бн РсТ где P — давление в гидроцилиндре одностороннего действия, создаваемое гидроцилиндром двустороннего действия;

Б и S > — активная площадь поршня соответственно в штоковой и нештоковой полости гид1093374 (4) и определяется зависимостью

40 (6) В процессе работы реверсивной клети отрегулированное давление воз- 45 духа в соответствующей (штоковой или нештоковой) полости пневмоцилиндра остается величиной постоянной, так как необходимое давление воздуха поддерживается автоматически. При сведении (разведении) валков, т.е.

50 при потреблении соответствующей полостью пневмоцилиндра сжатого воздуха необходимое давление поддерживается пневморегулятором 14 давления, а при разведении (сведении) валков, т.е. при вытеснении сжатого воздуха из соответствующей полости пневмоцилиндра, необходимое давление поддержироцилиндра двустороннего действия;

P — стабильное давление рабост чей жидкости.

Точное давление уравновешивания шпинделя обеспечивает пневмоцилиндр

9 двустороннего действия, в штоковой или нештоковой полости которого через двухпоэиционный пневмораспределитель

13 с помощью пневморегулятора 14 давления и предохранительного клапана 15 поддерживается необходимое давление воздуха.

Например, при Р, „р р 8 5„т.е. если давление P,создаваемое гидроцилинд- 15 ром двустороннего действия, больше давления, необходимого для точного уравновешивания шпинделя, то для обеспечения точного уравновешивания шпинделя в штоковой полости пневмо- 20 цилиндра поддерживаем необходимое давление сжатого воздуха, которое находится из равенства

25 и определяется зависимостью

ЯшРст-SvPsP

&hi Ц

Ксли Р„С9/5н, т е. если Р,, создаваемое гидроцилиндром цвусторон" З0 него действия, меньше давления, необходимого для точного,уравновешивания шпинделя, то в этом случае в нештоковой полости пневмоцилиндра поддерживается необходимое давление 35 сжатого воздуха, которое находится из равенства (5) вается предохранительным клапаном

15. Причем пневморегулятор 14 давления и предохранительный клапан 15 настраиваются на одинаковое необходимое расчетное давление (давление

P. „èëè Р н) по манометру 16.

Пневмоцилиндр 9 двустороннего действия в совокупности с двухпоэиционным пневмораспределителем с электромагнитным управлением 13 и пневморегулятором 14 давления, предохранительным клапаном 15 и манометром

16, объединенных в пневмоблок дистанционного управления и установленньи, например, на посту управления клетью, позволяет как уменьшить, так и увеличить усилие, создаваемое гидроцилиндром 7 двустороннего действия, и соответственно усилие уравновешивания шпинделя, развиваемое гидроцилиндром 1 одностороннего действия, т,е. позволяет обеспечить быстрое и плавное (бесступенчатое) дистанционное изменение давления уравновешивания шпинделя. Это особенно важно для реверсивной клети прокатного стана, так как с течением времени в процессе эксплуатации стана параметры, определяющие величину усилия уравновешивания, изменяются (изменяются динамические нагрузки вследствие износа деталей главной линии привода валков, увеличения зазора во вкладьипах, изменения массы шпинделя при его замене или модерниэации и т.д.), что вызывает необходимость неоднократной корректировки давления рабочей жидкости в гидроцилиндре уравновешивания шпинделя.

В предлагаемом устройстве бесступенчатая корректировка давления уравновешивания обеспечивается путем быстрого дистанц.юнного изменения давления воздуха в соответствующей (штоковой или нештоковой) полости пневмоцилиндра 9 посредством перенастройки пневморегулятора 14 давления и предо" хранительного клапана 15 по манометру 16.

Устройство с бесступенчатым дистанционным изменением усилия, равиваемого гидроцилиндром уравновешивания, для обеспечения точного уравновешива- ния шпинделя в процессе работы стана предЛожено к внедрению на новой реверсивной клети стана 2000 горячей прокатки. Это устройство может быть с успехом применено также в шпиндельных устройствах других широкополосных

1093374

МПИИИ Заказ 3340/6 Тираж 796 Подписное

Филиал ППО "Пштеат" ° г.Ужгород, ул.Проектная, 4

7 станов, а также на слябингах и блюмингах.

Быстрая и плавная дистанционная корректировка давления уравновешивания шпинделя позволяет обеспечить требуемую точность уравновешивания при изменении параметров системы в процессе работы стана, что позволит увеличить межремонтный период валкоВых муфт и вкладышей шпинделей, умень- 10 шить количество поломок рабочих валков

И сократить текущие простои стана.

Текущие простои стана по причине выхода из строя валков и деталей главных приводных линий достигают 77. от фонда времени работы стана. Внедрение предложенного устройства точного уравновешивания шпинделя на реверсивной клети позволит сократить простои стана ориентировочно на 1Х, при этом ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения составит более 280 тыс. руб. в гол.