Шпиндельное устройство клети профилегибочного стана

 

1. ШПИНДЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО КЛЕТИ ПРОФШШГИБОЧНОГО СТАНА, содержащее вал шестеренной клети, вал валка рабочей клети, связанные межI ду собой муфтой, и узел соединения вала с валком, имеющим хвостовик с цапфой, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности , оно снабжено узлом для предохранения валков от предельных величин крутящих моментов, выполненньм в виде системы плунжеров: и взаимодействзтощих с ними шаровых опор, расположенных в узле соединения валка с валом и в полумуфте вала валка с возможностью взаимодействия соответственно с цапфой хвостовика валка и с полумуфтой вала шестеренной клети, при этом плунжеры и связанные с ними шаровые опоры расположены попарно симметрично относи- .тельно оси валов, а цилиндры всех плунжеров связаны между собой каналами для рабочей жидкости. 2. Устройство по п. 1, отличаW ющееся тем,что оно снабжено датчиком давления рабочей жидкости в каналах , соединяющих цилиндры плунжеров.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ш4 В 21 D 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Запив

ОюФ.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3745169/25-27 (22) 22.05.84 (46) 23.11.85 Бюл. У 43

{71) Украинский ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт металлов (72) И.С.Тришевский, А.П.Игнатенко, Я.В.Хижняков и А.Б.Юрченко (53) 621.981.1(088.8) (56) Тришевский И.С. Гнутые профили проката. Киев 1962, с.188, (54)(57) 1. ШПИНДЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

КЛЕТИ ПРОФИЛЕГИБОЧНОГО СТАНА, содержащее вал шестеренной клети, вал валка рабочей клети, связанные меж ду собой муфтой, и узел соединения вала с валком, имеющим хвостовик с цапфой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надеж„„5U„„1192880 д ности, оно снабжено узлом для предохранения валков от предельных величин крутящих моментов, выполненным в виде системы плунжеров..и взаимодействующих с ними шаровых опор, расположенных в узле соединения валка с валом и в полумуфте вала валка с возможностью взаимодействия соответственно с цапфой хвостовика валка и с полумуфтой вала шестеренной клети, при этом плунжеры и свя занные с ними шаровые опоры расположены попарно симметрично относи-.. тельно оси валов, а цилиндры всех плунжеров связаны между собой каналами для рабочей жидкости.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем,что оно снабжено датчиком давления рабочей жидкости в каналах, соединяющих цилиндры плунжеров.

1192880

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к конструкциям узлов профилегибочного стана,и предназначено для использования в черной металлургии, 5 в транспортном, сельскохозяйственном машиностроении и строительстве.

Цель изобретения — повышение надежности.

На фиг. 1 представлена схема ус- 1© тановки шпиндельных устройств- в клети профилегибочного стана; на фиг.2 — разрез узла соединения валка с валом и муфты; на фиг.3— узел соединения шпиндельного уст- 15 ройства с хвостовиком валка, вид сверху.

Шпиндельное устройство состоит из двух расположенных соосно валов

1 и 2 с фрикционными полумуфтами 3 и 4, сжимаемыми силовым:. гидроцилиндром 5, выполненным в виде опоры вала 1, средняя часть которого имеет форму штока с поршнем 6, на одну сторону которого воздействует компенсационная.пружина 7, а на другую — давление рабочей жидкости гидроаккумулятора 8 от груза 9 через поршень 10, Вал 1, имеющий некоторое осевое перемещение, щлицевым сое- ЗО динением 11 связан с муфтой 12 шестеренной клети 13.

Смонтированный в опоре 14 с кольцевой полостью 15, соединенной с

35 манометром 16 и имеющей уплотнения

17 и 18, вал 2 имеет упор 19 от осевого смещения в сторону от шестеренной клети и Т-образный приз- матический конец 20 в двух сквозных, расположенных симметрично, на расстоянии о от оси вала, цилиндрах 21, соединенных каналом 22, в котором смонтированы по две пары плунжеров

23 и 24 с уплотнениями 25 и 26. На

43 заплечиковых венцах 27 и 28 всех плунжеров помещены шаровые опоры

29 и 30, фиксированные от выпадания накладками 31 и 32 и взаимодействующие с цапфой 33 хвостовика 34 валка 35.В цилиндре 36, соединенном продольным каналом 37 с каналом 22, установлен плунжер 38 с уплотнением

39, на заплечимовом венце 40 которого установлена фиксированная от вы-. падании накладкой 41 шаровая опора

42, крайняя точка которой при сжатых полумуфтах совмещается с торцовой плоскостью 43 полумуфты 4, а при разведенных полумуфтах несколько выступает над этой плоскостью.

Радиальным сверлением 44 продольный канал 37 соединен с кольцевой полостью 15.

Шпиндельное устройство клети профилегибочного стана аботает следующим образом.

От шестеренной клети 13 через муфту 12 и шлицевое соединение 11 вращение передается валу 1 с полумуфтой

3. При отсутствии давления рабочей жидкости на поршень 6 вал 1 усилием предварительно сжатой компенсационной пружины 7 смещен в осевом направлении в сторону шестеренной клети и вращается вхолостую ввиду отсутствия сжатия полумуфт 3 и 4.

В этот момент шаровая опора 42 несколько выступает за торцовую плоскость 43 полумуфты 4 и не надавливает на плунжер 38, рабочая жидкость в цилиндрах, каналах вала 2 и полости 15 не сжата, При установке груза 9 давление рабочей жидкости, созданное поршнем

10 гидроаккумулятора 8, воздействуя на поршень б силового гидроци-, линдра 5,сместит вал 1 в осевом нап" равлении в сторону вала 2 и, сжав пружину 7, прижмет полумуфты 3 и 4 од ну к другой усилием,, достаточным для передачи крутящего момента от шестеренной клети к валку 35.

Вал 2 от осевого смещения удерживается упором 19. При этом торцом полумуфты 3 шаровая опора 42 утапливается до совпадения ее край« ней точки с плоскостью соприкосновения муфт и через плунжер 38 и рабочую жидкость,,заполняющую цилиндр 36, продольный канал 37, сверление 44, полость 15, канал

22 и цилиндры 21 воздействует на плунжеры 23 и 24, которые вместе с шаровыми опорами 29 и 30 несколько разойдутся в противоположные стороны, компенсируя утапливание шаровой опоры 42 вдоль оси вала 2 °

При достаточном усилии сжатия фрикционных полумуфт 3 и 4 вращение от вала 1 передается валу 2, а от него через пару накрест лежащих шаровых опор 29 и 30 цапфе 33 хвостовика 34 валка 35. Так как сопротивление валка вращению (передаче крутящего момента) передается через цапфу 33 давлением на пару шаровых опор 29 и 30 н плунжеров

1192880

% ср Bs м

Фn=(с« р)EDñ,р т S ñð В« (61 кт 5« Ю,, 20 где ц — текущее значение удельного давления рабочей жидкости (показания манометра).

А произведя расчеты М для всех значений удельного давления по шкале манометра, можно, установив дополнительную шкалу, IIo манометру определять М „ в любой момент работы клети.

Предлагаемое шпиндельное устрой-,. ство клети профилегибочного стана может быть реализовано при разработке новых или реконструкции существующих нрофилегибочных станов путем

35 установки его вместо существующих конструкций шпинделей и предохранительных устройств шпинделей и главного привода стана или клети. Это позволит упростить при увеличении надежности защиту оборудования от перегрузок и поломок путем замены многоступенчатой существующей системы с многократным преобразованием сигнала от датчика к исполнительному механизму, вносящим боль.— шие погрешности и требующим частых подстроек, проверок тарировок и коррекций звеньев всей цепи при остановках стана, простой схемой источник нагрузки — предохранитель при постоянной возможности визуального контроля величины нагрузки, без преобразований,в том же виде, в каком она прикладывается. А наличие возможности контролируемого ограничения величины крутящего момента на валке расширяет технологически требуемое перераспределе(2) NQ (B + ЙЭр) скПередачи крутящего момента муфтой не,должно быть, если его величина достигает предельной Mä, т.е. полумуфты должны разжаться. Это будет 0 если выражение в скобках формулы (1) будет равно нулю, или другими словами при Р „ = Рр, или, используя (3), получим

+11 Ж" .Р)

Р

E cp Bq При необходимости обеспечения передачи крутящего момента данным валком-50 не предельной величины (Мд ),а меньшей, технологически обусловленной

) то, задаваясь требуемой величиной момента (M ) по формуле (3), определяют усилие сжатия полумуфт (Р «,) 55 для данного случая. Эта величина регулируется грузом гидроаккумулятора.

23 и 24, а через рабочую жидкость и на плунжер 38 с шаровой опорой

42, которая будет стремиться разжать полумуфты 3 и 4, то усилие сжатия их должно быть достаточным для преодоления этого сопротивления и передачи предельно допустимой величины крутящего момента (М z ).Зависимость между допустимой величиной момента, усилием сжатия (Рс-, ) полумуфт и разжимающей их силой (Р р ).определяется формулой гд f — коэффициент трения между полумуфтами;

D + 1) . 11 " -средняя величина диаметра между наружным диаметром (Р ) муфты и диаметром

1 (D ) проточки освобожде2 ния торца.

Или, выражая усилйе разжатия через величину крутящего момента, Mï

Р В

1 где  — расстояние между парой

« накрест лежащих шаровых опор в узле соединения с валком.

Тогда на основании (1) величина усилия сжатия должна быть равна

Заменяя усилие P в формуле (4) удельным давленйем (q) рабочей жидкости в -цилиндрах и каналах вала (2), величину момента можно выразить где S — площадь торцовой поверхности плунжера 38. . По этой же формуле можно, используя показания манометра 16, определить значение текущего значения крутящего момента (M „« ), не достигшео предельной величины:

f ние крутящего момента между валками клети в широком диапазоне, что устранит явление задиров по" верхности профилей и налипание металла на валки при формовке травленой и нержавеющей стали. Как показали результаты опытной проверки и расчетов, за счет упрощения конструкции предохранительного устройства и совмещения его со шпинделем, среднечасовая производительность на стане с такими шпиндельными устройствами увеличивается на 0,8 устранением простоев на настройку и коррекцию существующей конструкции предохранительного устройства, а также .устранением поломок оборудования, повышением надежности предохранения от перегрузок.

1192880 б

Устраняются простои для зачистки валков от налипания при изготовлении профилей из нержавеющей стали и с травленой поверхностью, что дополнительно повысит среднечасовую производительность стана на

0,35 .

Одновременно улучшается и качество поверхности профилей, снижается брак и расширяется сортамент освоением новых профилей из нержавеющих сталей с травленой поверхностью, ! покрытой пластиком или легко травмируемой поверхностью (цинк,алюминий) повышается стойкость валков при устранении операций зачистки.

Экономический эффект будет получен за счет повышения производительности оборудования от снижения простоев и устранения операций зачистки валков.

1192ЬВО

ФигЗ

Составитель Е.Чистякова

Техред Ж.Кастелевич Корректор E.Сирохман

Редактор Н.Тупица

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

Заказ 7204/12 Тираж 774 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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