Привод рабочих валков стана холодной прокатки труб

 

СОЮЗ СООЕТСНИХ

1,ЕСПУБЛИН

А2 (19l (И) (д) 4 В 21 В 21/00 35/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

no MA AM 1эО Рете и е Отi1Р т й

А""

OnHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ райнег ьабнее мюовете мела нрайнее переднее мююнве нареви

Эий

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б 1) 1 180098 (21) 3866785/22.-02

{22) 11.03.85 (46) 23.09.86. Бюл. У 35 (21) Уральский политехнический институт им. С.М. Кирова (72) В.И. Соколовский, В.П. Новоселов и А.Л. Матвеев (53) 621.771.06-589.4-88(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1180098, кл. В 21 В 21/00, 1984. (54)(57) ПРИВОД РАБОЧИХ ВАЛКОВ СТАНА

ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ по авт. св.

9 1180098, отличающийся тем, что, с целью увеличения долговечности путем снижения в гибких элементах динамических нагрузок и напряжений изгиба, каждый балансир выполнен с двумя криволинейными рабочими поверхностями радиусом, равным радиусу акива рабочего валка, при этом ось вращения балансира расположена на расстоянии от любой точки рабочих поверхностей, составляющем 0,2-0,45 радиуса юкива.

1258529

Изобретение относится к трубопрокатному производству, и касается конструкции привода рабочих валков ста нов холодной прокатки труб и является усовершенствованием устройства по 5 авт.св. Р 1180098.

Цель изобретения — увеличение долговечности путем снижения в гибких элементах динамических нагрузок и напряжений изгиба.

На фиг. 1 изображена схема привода; на фиг. 2 — положенйе эксцентриковых ограничителей в рабочем состоянии; на фиг. 3 — то же, при наладке; на фиг. 4 — положение балансира при крайнем заднем положении клети; на фнг. 5 — то же, при крайнем переднем .положении клети; на фиг, 6 — - разрез

А-А на фиг. 2.

Привод рабочих валков стана холод- 20 ной прокатки труб содержит переменного радиуса шкивы 1 рабочих валков, балансиры 2 с криволинейной рабочей поверхностью, эксцентриковые ограничители 3 угла их поворота и гибкие элементы 4, закрепленные одними концами на балансирах, а другими на шкивах рабочих валков °

Устройство работает следующим об« разом. 30

При поступательном движении клети шкивы 1 переменного радиуса, установленные на шейках валков, совершают вращательное движение по закону, задаваемому гибкими элементами 4.

Внутренний виток Чибкого элемента наматывается непосредственно на шкив, а наружный виток " на внутренний. При этом радиус намотки на шкив внешнего витка больше радиуса намотки внут- 40 реннего витка на величину толщины ленты. Это вызывает дополнительное удлинение наружного элемента, а значит и возрастание в нем усилия. Дополнительное усилие в наружном эле- 45 менте вызывает поворот балансира 2 вокруг оси его вращения. Балансиры, поворачиваясь вокруг своей оси вращенпя, уравнивают напряжения в гибких элементах 4, а эксцентричные ограни- 50 чители 3 угла поворота не контактируот при этом с упорными отверстиями балансиров и не препятствуют повороту последних. Угол поворота балансира также зависит от величины разности у радиусов приводного шкива в начале и в конце хода клети. Чем больше перепад радиусов шкива, тем больше рабочий угол поворота балансира. В случае обрыва одного из гибких элементов балансир разворачивается оставшимся гибким элементом на угол, определяемый зазором между ограничителем и соответствующей ему частью упорного отверстия. Такой угол поворота, ограниченный заранее установленным зазором, соответствующим рабочим углам качания балансира при прокатке данного типоразмера труб, обеспечивает сохранение кинематической связи между вращением валка и его поступательным перемещением при обрыве одного из гибких элементов, что исключает смещение ручья калибра относительно нрокатываемой заготовки, заклинивание трубы с оправкой, резкое возрастание нагрузок в приводе, т.е. обеспечивает безаварийность работы привода валков при обрыве одного из гибких элементов.

Выбор радиуса кривизны рабочих поверхностей балансиров и их расположение относительно осей поворота балансиров определяются следующими соображениями. Напряжения в гибком элементе определяются суммой напряжений изгиба на балансире и предельных технологических нагрузок, что выражается следующей зависимостью:

6 смаке п ° $ где о — максимальное суммарное напряжение в гибком элеЕ макс менте, Н/м, Я - усилие в гибком элементе, Н;

n — - число гибких элементов;

Б — площадь поперечного сечения гибкого элемента, М ;

8 — толщина гибкого элемента, м;

Š— модуль упругости материала гибкого элемента, Н/м2 3

R — радиус загибки гибкого элемента, м. из Формулы (1), следует, что чем меньше радиус кривизны балансира в крайней точке касания гибким элементом последнего, тем больше величина напряжений изгиба и, следовательно, величина суммарных напряжений. Это ведет к уменьшению долговечности гибкого элемента.

1258529

При этом прямое увеличение радиуса балансира, ведущее к увеличению долговечности гибкого элемента, вызывает зчачительный рост инерционной массы балансира и, следовательно, ведет к возрастанию динамических нагрузок на гибкие элемечты при качании ими балансира.

Динамические нагрузки на гибкие элементы весьма значительны и их воз- 10 растание ведет к существенному сокращению срока их службы. Так, например, увеличение диаметра балансира в два раза при сохранении всех прочих параметров ведет к увеличению инерцион- 15 ной массы балансира в шестнадцать раз. Это вызывает соответствующий значительный рост динамических нагрузок на гибкие элементы и ведет к весьма заметному сокращению срока их 20 службы.

Рабочие поверхности балансира, заключенные между точками Ь и б

1 (Ь и Я ), где происходит попеременно набегание и сбег гибкого элемента с 35 балансира, представляют собой строго выпуклые поверхности с радиусами кривизны, равновеликими радиусам кривизны шкива. Крайними точками рабочих поверхностей балансира, в которы: ЗО, гибкий элемент выходит из соприкосновения с балансиром, являются точкиЬ,Ь,Б и6

Иежду точками сбега гибких элементов с рабочих поверхностей балан- 35 сира существует взаимное однозначное соответствие, т.е. каждой точке сбега гибкого элемента с рабочей поверхности Ьб балансира соответствует единственная точка сбега гибкого эле- 40 мента с рабочей поверхности БЬ балан, сира и наоборот. При нахождении клети в крайнем переднем положении ба-:: лансир повернут против часовой стрелки вокруг своей оси на угол d . В 45 этом положении гибкий элемент является касательным к радиусам кривизны рабочих поверхностей балансира в точках Б и Р (фиг. 5). При нахождении клети в крайнем заднем положении 50 балансир повернут по часовой стрелке вокруг своей оси качания на угол д. .

В этом положении гибкий элемент является касательным к радиусам кривизны рабочих поверхностей балансира в точ-55 ках 6 и (фиг. 4).

При выполнении рабочих поверхностей балансиров радиусом, равным радиусу шкивов рабочих валков, напряжения изгиба в гибком элементе- на рабочих поверхностях балансира не превосходят напряжений изгиба в гибком элементе на шкиве. При этом напряжения в гибком элементе иа шкиве и на рабочих поверхностях балансира являются переменными по величине (пульсирующими). Взаимное расположение рабочих поверхностей выбрано таким, что габариты и инерционная масса балансира минимальны. Оно определяется минимально допустимым диаметром D„,„„ изгиба гибкого элемента на нерабочем цилиндрическом участке поьерхности балансира.

Минимально допустимый диаметр D„ определяется из условия, что статические напряжения изгиба в гибком элементе иа цилиндрической (нерабочей) части балансира не превосходят предела прочности материала гибкого элемента.

Соответственно минимальное расстояние от точек рабочих поверхностей балансиров до оси их поворота составляет 0,2радиуса шкнварабочего валка.

Вместе с этим мшшмальиое расстояние от оси вращения балансира до наиболее удаленных точек рабочих по% верхиостей 5 и б, определяемое крайними углами поворота балансира д. и d., которые соответствуют крайним положениям клети, составляет для параметров реальной конструкции

0,45 радиуса шкива.

Таким образом, расстояние от любой точки рабочей поверхности балансира до оси его вращения R; составляет 0,2-0,45 радиуса шкива.

Это обеспечивает уменьшение габаритов и инерционной массы балансира и соответственно с п жение динамических нагрузок в гибких элементах. уменьшаются динамические нагруз-ки и напряжения изгиба в гибких элементах.

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет значительно уменьшить напряжения изгиба в гибких элементах на рабочих поверхностях балансира, а также динамические нагрузки в гибких элементах при качании ими балансира.

Это обеспечивает значительное yseличеиие срока службы гибких элементов в приводе рабочих валков, а сле" довательно, долговечность привода.

1258529

Ось симметрии бил ОНсиРЙ

1258529

4(earn

Фиг. 5

А-Д

Фиг. б

Составитель О. Прокопеня

Техред А. Кравчук Корректор С.Шекмар

Редактор О. Головач

Заказ 5061/10 Тираж 518 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул . Проектная. 4