Гидравлическое нажимное устройство прокатного стана

 

ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ НАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО ПРОКАТНОГО СТАНА по авт.св. № 884759, отличающееся тем, что, с целью повышения точности прокатки путем предварительного напряжения хвостовика поршня гйдроцилиндра, оно. снабжено датчиком упругой деформации хвостовика , задатчиком упругой деформации клети, элементом сравнения и электроприводом силовой гайки с системой управления, причем выходы датчика з РУгой деформации хвостовика и задатчика упругой деформации клети соединены с входом элемента сравнения, выход которого соединен с системы управления электроприводом силовой гайки.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

COUNI

РЕСПУБЛИК ае (и) 3Ш В21В31

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЗЩ@ц,.„, (61) 884759 (21) 3589664/22-02 (22) 22. 02.83 (46) 30.08.84. Вюл. В 32 (72) Ю.В. Гесслер, В.П. Яланский, С.А. Елишевич, Н.M. Широков, В.П. Смородин, М.И. Дубовой и В.Т. Тилик (71) Запорожский индустриальный институт и Всесоюэный ордена Ленина научно-исследовательский и проектноконструкторский институт металлурги,ческого машиностроения (53) 621.771.2.06 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

0 884759, кл. В 21 В 31/32, 1981 °

В (54) (57) ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ НААИИНОЕ

УСТРОЙСТВО ПРОКАТНОГО СТАНА по авт.св. У 884759, о т л и ч а ю щ е е с я тем,. что, с целью повышения точности прокатки путем предварительного напряжения хвостовика поршня гидроцилиндра, оно. снабжено .датчиком упругой деформации хвостовика, эадатчиком упругой деформации клети, элементом сравнения и электроприводом силовой гайки с системой управления,. причем выходы датчика упругой деформации хвостовика и эадатчика упругой деформации клети соединены с входом элемента сравнения, выход которого соединен I с входом системы. управления электро приводом силовой гайки.

1110509

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к ,устройствам для радиальной установки валков прокатного стана.

По основному авт.св. У 884759 известно гидравлическое нажимное устройство прокатного стана, содержащее дифференциальные гидроцилиндры, установленные в поперечинах станины, 10 в каждом иэ которых смонтирована гидромесдоэа, сопряженная своим плунжером с подушкой опорного валка и размещенная в выполненном с хвостовиком поршне гидроцилиндра, полость которого, обращенная к поперечине !

5 и хвостовику, связана с насосной станцией через клапан давления, который кинематически связан с плунжером гидромесдозы и поршнем гидроцилиндра, полость которого соединена с

20 полостью гидромесдозы, а свободный конец хвостовика зафиксирован относительно поперечины станины силовой гайкой. В устройстве обеспечивается

25 перемещение плунжеров гидроцилиндров относительно поперечин в функции усилия прокатки, что повышает жесткость прокатной клети и точность прокатываемых полос .11.

Однако передние концы полос при использовании известного устройства . прокатываются значительно большей толщины, чем на основной части.

В процессе прокатки полос усилие прокатки изменяется от минимального 35 до максимального 14р значений, Соответственно изменяется упругая деформация клети, а, следовательно, и межвалковый зазор от минимального сГЬощ1„ до максимального

40 сРзощ и значений. Компенсация изменения зазора осуществляется изменением упругой деформации хвостовиков соответственно на величину dÃ3„„„1„+ < vn1n.

В момент входа полосы в клеть усилие прокатки изменяется от 0 до упругая деформар (1 „1 Ъ = n „)

50 ция клети изменяется соответственно о- ®. „. 8 и упругая деформация хвостовиков 0 л Ю лт1и < 4 «Олтан)

Скорость изменения упругой деформации клети величина конечная и определяется перепускной способностью клапана давления н производительностью насосной станции, а также интервалом времени изменения усилия упругой деформации хвостовиков и жесткостью хвостовиков.

Время, за которое происходит изменение упругой деформации хвостовнков от 0 до сГЯи„д„, составляет

0,5 с. В течение этого времени толщина переднего участка полосы значительно больше заданной Ф При скорости прокатки 10-12 м/с длина утолщенного переднего конца достигает порядка 5-6 м. Толщина передне- го конца полосы изменяется от величины

4-М з,- Ь, (р„а/W,...... где М " жесткость прокатной клети, 9, — начальный межвалковый за- . зор, Cj - вес валков с подушками в момент захвата полосы валками до (р, уg„Ö8„K моменту достижения упругой деформацией хвостовиков значения сРQ

Цель изобретения — повышение точности прокатки путем предварительного напряжения хвостовика поршня гидроцилиндра.

Поставленная цель достигается тем, что гидравлическое нажимное устройство прокатного стана,снабжено датчиком упругой деформации хвостовика, задатчиком упругой деформации клети, элементом сравнения и электроприводом силовой гайки с системой управления, причем выходы датчика упругой деформации хвостовика и задатчика упругой деформации хвостовика и задатчика упругой деформации клети соединены с входом элемента сравнения, выход которого соединен с входом системы управления электроприводом силовой гайки.

Предлагаемое конструктивное усовершенствование гидравлического нажимного устройства позволяет до начала прокатки приложить к хвостовику поршня растягивающее усилие, которое вызывает упругию деформацию хвостовика еще до появления усилия прокатки, т,е. имеет место предварительное напряжение хвостовика, которое в данном случае осуществляется навинчиванием силовой гайки на хвостовик до упора поршня в поперечину станины с тем усилием, 1110509 которое возникло бы в хвостовике без применения предварительного на- пряжения при прокатке с усилием, равным минимально-возможному усилию прокатки для данного прохода полосы 5 меяпу валками. При этом предварительная упругая деформация хвостовика соответствует минимально-возможному усилию.

При задаче полосы в валки усилие прокатки больше минимально-возможного значения, а следовательно, и соответствующая ему упругая деформация хвостовика, оказывается больше предварительной упругой деформации.

Это значит, что упор поршня в поперечину станины прекращается, стык между ними раскрывается и состояние предварительного напряжения хвостовика исчезает, т.е. поршень при зах вате полосы валками перемещается на величину упругой деформации, соответствующей разнице между фактическим усилием прокатки и его минимальным значением, а не на величину упругой деформации, соответствующей полному усилию прокатки, как в случае отсутствия предварительного напряжения. В результате перемещения поршня при захвате полосы окажется 30 примерно на порядок (в 7-10 раз) меньшим, чем без предварительного напряжения, а время на его выполнение во столько же раэ меньшим и пропорционально более коротким окажется З5 утолщенный конец прокатываемой полосы.

На чертеже представлено гидравлическое нажимное устройство прокатного стана.

Устройство содержит пбперечину 1, в нижней поперечине станины установлен поршень 2 гидроцилиндра нажимного устройства, который книзу переходит в хвостовик с навернутой на него гайкой 3. Между поршнем 2 и плунжером 4 гидромесдозы заключена полость 5 гидромесдозы. В поршне 2 на резьбе установлен золотник 6, головка которого в паре с плунжером 4 образует регулируе- > мый дроссель в виде полости 7 дросселя и щели 8. Второй дроссель (нерегулируемый) выполнен в виде жеклера 9, ввернутого в плунжер 4 и соединенного на слив гибким шлангом 10. Оба дросселя образуют клапан давления, связанный с полостью 5 гидромесдозы. В нижней части золотника 6 установлена червячная передача 11 и вертлюг 12 соединяющий полость 5 гидромесдозы с источником высокого давления, например с гидроаккумулятором (не показан). Между поперечиной 1 и поршнем 2 гидроцилиндра нажимного устройства расположена вспомогательная полость 13 гидроцилиндра, соединенная с полостью гидромесдозы 5 каналами 14. Между гайкой 3 и поперечиной 1 зажата дистанционная втулка 15.

Выходы датчика 16 упругой деформации хвостовика и задатчика 17 упругой деформации клети соединены с входами элемента 18 сравнения, выход которого соединен с входом системы

20 управления электроприводом 19.

Выход блока 20 управления электроприводом соединен с электроприводом 19, вал которого механически соединен с червячной передачей 21

Червячная передача 21 и электропривод 19 с блоком 20 управления электроприводом являются приводом силовой гайки 3.

В исходном положении плунжер 4 под действием .веса валков опущен до упора в поршень 2 гидроцилиндра.

При этом щель 8 имеет максимальную ширину.

При подаче давления в вертлюг 12 масло по основному каналу золотника

6 поступает в полость 7 дросселя и через щель 8 - в полость 5 гидромес« дозы. Плунжер 4 гидромесдозы подни"г мается, при этом ширина щели 8 уменьшается и соответственно уменьшается расход масла через нее. Перемещение плунжера продолжается до тех пор, пока расход масла через щель 8 и жеклер 9 станет одинаковым, а давле" ние в полости 5 гидромесдоэы соответствует весу 6 валков с подушками.

Устройство работает следующим образом.

До начала прокатки при отсутствии усилия на валках давление в полости 5 гидромесдозы соответствует весу валков и равно 20 кгс/см . Давление в полости 7 дросселя такое же, как в гидроаккумуляторе, питающем нажимное устройство, равное 300 кгс/см и сох раняется постоянным как во время прокатки, так и на холостом ходу стана.

Во время перестройки стана на новый профилеразмер прокатываемой полосы в задатчик 17 упругой дефор-

1110509 мации клети вводится значение минимального усилия прокатки >mtn в котором вычисляется величина упругой деформации клети 8 „,;,„ например, по выражению

/ о,!, - Я»!1и +@/ "

Сигнал А,„;„ поступает на вход элемента 18 сравнения. На другой вход элемента 18 сравнения поступает с выхода датчика 16 упругой деформации хвостовика величина с1 3„ упругой деформации хвостовика, равная „, где

О В -Эи/Мхе

t0!

35 ходе элемента 18 сравнения становит- 45 ся равным нулю,так, как S0&liр о.

Электропривод 19 останавливается и силовая гайка 3 прекращает свое вращение. В результате создания 50 предварительного напряжения хвостовиков до начала прокатки созцана упругая деформация хвостовиков, равная упругой деформации клети от миниР мального усилия прокатки. Начальныи 55 межвалковый зазор $, устанавливают

I равным Sо 1!ъ " 80mlv %%

3 - усилие предварительного напряжения хвостовиков, 3tt - жесткость хвостовиков (совместно с дистанционной втулкой 15). С выхода элемента t8 сравнения на вход системы

20 управления электроприводом силовой гайки поступает сигнал К$88omtgx х 6 ° 3„

Система 20 управления электроприводом, изменяя напряжение элек- 25 тропривода 19, вращает через червячнцю передачу 21 силовую гайку 3, навинчивая ее на хвостовик.

При этом поршень 2 гидроцилиидра нажимного устройства упирается 30 в поперечину 1 станины и создается усилие предварительного напряжения хвостовика, которое растет по мере навинчивания на него силовой гайки 3.

С увеличением усилия предварительного напряжения, т.е. усилия упругой деформации хвостовика, созданного до начала прокатки, увеличивается и его упругая дефор" 40 мация сР$». Процесс продолжается до тех пор, пока наступит равенство d S» с"сою!и Сигнал КS на выУстановка начального межвалкового зазора осуществляется следующим образом.

Вращая с помощью червячной передачи 11 золотник 6, вывинчивают его из поршня 2 гидроцилиндра нажимного устройства при необходимости сведения валков, или ввинчивают при необходимости разведения валков.

Поскольку при этом ширина щели 8 остается практически неизменной, то плунжер 4 гидромесдозы вынужцен следовать за перемещением головки золотника.

При захвате раската валкамИ и появлении усилия прокатки усилие на плунжере 4 гидромесдозы возрастает с величины n* G/о до Р» (Р4)/2.

Под действием этого усилия плунжер гидромесдозы опускается, увеличивая ширину щели 8 и расход масла через нее. При этом расход масла через жеклер 9 возрастает и, как средствие, возрастает давление масла перед ним. Очевидно, что давление после жеклера 9, в том числе и гибком шланге 10, равно давлению сливных магистралей. Перемещение плунжера 4 гидромесдозы продолжается до тех пор, пока давление перед жеклером 9, а следовательно в полости 5 гидромесдозы, соответствует усилию

В частности для последней клети стана 1700 рабочему усилию Р =600 тс (при.этом 2 !»» = 600-50 тс) соответствует давление в полости 5 гидромесдозы равное 200 кгс/см .Следует отметить, что для повышения давления с 20 кгс/см до 200 кгс/см требуется перемещение плунжера относительно золотника на величину,. примерно равную 0,015 мм, что составляет всего

1,251 упругой деформации клети, возникающей под действием рабочего усилия прокатки.

Одновременно все изменения давления в полости 5 гидромесдозы поступают через каналы 14 в полость 13 гидроцилиндра, площадь Pq которой должна быть больше, чем площадь полости 5 гидромесдозы. В частности для последней клети стана 1700 соотношение площадей / 1:5. В результате на поршень 2 гидроцилиндра нажимного устройства со стороны полости 13 гидроцилиндра действует усилие, равное четырехкратному усилию на плунжере, т.е. Ь/2=4>1, 1110509

При жесткости прокатной клети ,стана 1700 М = 500 тс/мм и усилии прокатки данного профилераэмера с заданной толщиной, = 4 мм и

1 ъ!» = 450 тс увеличение раствора валков, т.е. упругая деформация кле-! ти составляет d SîmIè= (R„i„+ ®/1"1

1 (450+50)/500=1.мм.

Если в момент захвата раската валками усилие прокатки равно то толщина переднего участка полосы равна заданной, так как начальный зазор установлен равным

+ (9 1„iG)/M„= 4-1=3 мм, упругая деформация клети в момент входа

А полось

В результате толщина переднего участка полосы h=Sq+dS „=L(з(!min@/14m)+(4„+ф/11, Ь -1..

Если усилие прокатки „„! в дальнейшем при прокатке ближайшего участ-. ка полосы не изменится, то и толщина полосы останется равной h нес,мотря на то, что давление в полости

13 гидроцилиндра вырастет. Это объясняется тем,что хвостовики растянуты на величину (Р„„G) /Мк "- 1 мм усилием предварительного напряжения

Q„ t,(Рв1 Q)/Ì,) N 2060 = 2080 тС и поршень 2 гидроцилиндра нажимного устройства не изменяет своего поло.жения, т.е. не перемещается вверх, поскольку при усилии Рщ, и упругой деформации клети 3 iÄ=-P 1„,»3)/Я,„=1 мм давление в полости 13 гидроцилиндра не может превысить усилия Q>

Если в момент захвата усилие прокатки 1 то толщина переднего т участка полосы 1! =u1з-(р»», 6)/Мдi+(Ð „+

+ e) 1"!и !э(рк -P„i„yy„

По литературным данным Р»» » -Рт1 составляет 20Х Рщ1» . Тогда И-Ф О» 2 щ1и /1Кк =4< О» 2 450/500=4» 18 мм.

Утолщение переднего участка полосы составляет дЬ.= 4, 18-4,0 = 0,18 мм.

После достижения в полости 13 гидро. цилиндра давления, при котором усилие, действующее на поршень 2 гидроцилиндра нажимного устройства достигнет усилия Q»» предварительного напряжения хвостовиков, стык между поршнем 2 гидроцилиндра нажимного устройства и станиной 1 раскрывается за счет увеличения упругой деформации хвостовиков» что приводит к перемещению поршня 2 гидроцилиндра нажимного устройства вверх и уменьшению межвалкового зазора с целью компенса- ции. утолщения полосы. Увеличение упругой деформации хвостовиков состав5!

0 ляет : ® < (8-ЯД/М э, При Я од = 2360 тс d Я,= 0,15 мм» толщина полосы составляет 4 = 4,03 мм и разнотолщинность а4 = 4,03-4,0

= 0,03 мм.

В предлагаемом устройства толщина переднего участка полосы изменяется не с величины и h + Я+6)/М -4+<,Ù 5,4В„„ как в известном устройстве, а с величины существенно меньшей -t- -(Ь. ж/,МР а /М,=48-.

15. 20

25 устранение утолщения протекает за более короткий промежуток времени, а следовательно, и на.меньшем участке длины полосы, так как

Использование предложенного нажимного устройства прокатного стана интервал .изменения усилия упругой деформации клети составляет Я -11н (2360-2060=-300 тс), что меньше интервала 9-0 =2360-0=2360 тс в из35 вестном устройстве.

Кроме того, поскольку в предложенном устройстве компенсация упругой деформации клети от усилия прокатки в интервале О- 1Эд 1д обес40 печивается при наличии предварительного напряжения хвостовиков уменьшением начального межвалкового зазора до входа полосы в клеть и упругая дефоРмациЯ клети в интеРвале Рп,1

Р, „ компенсируется перемещением плунжера 2 гидроцилиндра,а деформация клети от усилия прокатки в интервале Р»»1 -, на порядок меньше, чем в интервале О-Рщо,„в известном устройстве, то перемещения плунжера 2 в предложенном устройстве на порядок меньше, чем в известном устройстве (О, 18 мм против l, 18 мм), что снижает потери на трение и об легчает конструктивное исполнение устройства

1110509

/6 позволит уменьшить величину утолще-: ния передних участков полос, а также, длину этих утолщенных участков, что уменьшает продольную разнотолщинность полос и, следовательно, повышает качество полосового проката, что прн высокой производительности непрерывного широкополосного стана горячей прокатки обеспечивает значительный экономический эффект.

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