Механизм поворота заготовки пилигримового стана
Изобретение относится к трубопрокатному производству. Цель изобретения - увеличение срока службы рабочих калибров путем уменьшения их износа за счет переменного угла поворота заготовки. Механизм содержит дрель 1 с винтообразными направляющими 2, 3, 4, 5. Последние выполнены с различны.ми углами подъема. Дрель охвачена обоймой 6, в радиальных пазах которой размещены пиноли 13. На одном торце пинолей установлены элементы 7 взаимодействия с соответствующими направляющими дрели, а па другом - копирный ролик 14 взаимодействия с копирами 11, 12. Копирь работают поочередно и.размещены на внутренней цилиндрической поверхности стационарного корпуса 10 со смещением вдоль оси. 5 ил. 6-Ь 35 о ® (Л с 10 зи J7 о: y.j
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (504 В 21 В 21 06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ б-b
4й
СР
CF-
C:
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4182434/31-02 (22) 15.01.87 (46) 07.07.88. Бюл. № 25 (71) Московский институт стали и сплавов (72) И. H. Потапов, Г. Д. Стыркин, А. Н. Макаркин и Л. В. Зелова (53) 621.771.06-589.4.002.5(088.8) (56) Данилов Ф. А. и др. Горячая прокатка и прессование труб.— M. Металлургия.
1972, с. 271 — 273, рис. 99.
Авторское свидетельство СССР № ) 215775, s.i. В 21 В 21/06, 1981.
„„SU„„1407600 А 1 (54) МЕХАНИЗМ ПОВОРОТА ЗАГОТОВКИ ПИЛИГРИМОВОГО СТАНА (57) Изобретение относится к трубопрокатному производству. Цель изобретения увеличение срока службы рабочих калибров путем уменьшения их износа за счет переменного угла поворота заготовки. Механизм содержит дрель 1 с винтообразными направляющими 2, 3, 4, 5. Последние выполнены с различными углами подъема. Дрель охвачена обоймой 6, в радиальных пазах которой размещены пиноли 13. На одном торце пинолей установлены элементы 7 взаимодействия с соответствующими направляющими дрели, а на другом — копирный ролик 14 взаимодействия с копирами 11, 12. Копиры работают поочередно и.размещены на внутренней цилиндрической поверхности стационарного корпуса 10 со смещением вдоль оси. 5 и:l.
1407600
55 (Изобретение относится к обработке мет ллов давлением, в частности к трубопрок тному производству, и касается усовери енствования механизма поворота заготовкй пилигримового стана.
Цель изобретения — увеличение срока службы рабочих калибров путем уменьшен «я их износа за счет переменного угла нов рота заготовки.
На фиг. 1 изображен механизм поворота з готовки пилигримового стана, общий вид; н фиг. 2 — разрез А-А на фиг. l; на фиг. 3— р эрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 — развертка д ели; на фиг. 5 — кинематическая схема в аимного расположения дрели, обоймы с п нолями и копиров.
Механизм поворота заготовки пилигрим вого стана содержит дрель 1 с четырьмя в нтообразными направляющими 2 (ао), 3 cd), 4(ef) н 5(gh), обойму 6, охватывающ ю дрель и имеющую элементы 7 взаимод йствия с ее направляющими, а также прив д 8 возвратно-поступательного движения д ели и привод 9 непрерывного вращения о оймы. Механизм снабжен охватывающим о ойму стационарным корпусом 10 с закрепленными на его внутренней цилиндрической по верхности копирами 11 и 12. В радиальных па(зах обоймы с возможностью перемещения ус ановлены пиноли 13, в каждой из которых на одном торце установлен элемент взаимоде ствия с направляющей дрели, а на друго — копирный ролик 14 взаимодействия с опиром, при этом винтообразные направля щие дрели выполнены с различными угла 1и (а, 13, а и у) подъема. Дрель установлена посредством подшипни1хов 15 в ползуне 16 и имеет шлицевой коне !7 для соединения через систему зубча ых передач (на фиг. 2 показана тонко) с алом поворота заготовки (не показаны) и ередачи ему периодического вращения из естным способом. (Привод возвратно-поступательного движения дрели представляет собой кривошипно-,ползунный механизм 18, с кривошипом 19 и п |атуном 20, шарнирно связанным с ползунок 16. Ползун совершает возвратно-поступа 1ельное движение в направляющих 21 ра ы 22 и соединен с шатуном при помощи оси 23. Кривошип установлен коренным и ше ками 24 на подшипниках 25 в раме, а шейкой 26 соединен с шатуном.
Привод непрерывного вращения обоймы вьп)олнен в виде двухступенчатого редуктора 37, пустотелый тихоходный вал 28 которого заканчивается обоймой, а быстроходный вал 29 соединен при помощи муфт 30, проме суточного вала 31, конического редуктора 32 и муфты 33 с кривошипно-ползунным механизмом.
Элемент 7 взаимодейлвия обоймы с напр;1вляющими 2, 3, 4 или 5 дрели представляе т собой сухарь 34, установленный на тор5
35 це пиноли, а копирный ролик 35 смонтирован на другом торце пиноли посредством оси 36.
Каждая пиноль снабжена двумя пружинами 37, которые, воздействуя на ось 36, поджимают ролик к профилю одного из копиров 11 или 12. Исходя из условий работы предлагаемого механизма копиры имеют раз ный рабочий профиль и установлены в стационарном корпусе со смещением по оси, поэтому в обойме оси двух пинолей смещены относительно осей двух других пинолей на величину смещения копиров 11 и 12.
Вал 38 конического редуктора является приводным валом механизма поворота заготовки, который соединен с главным приводом стана (не показан) и вращается с той же угловой скоростью, что и рабочие калибры пилигримового стана.
Механизм поворота заготовки пилигримового стана работает следующим образом.
При включении главного привода стана (не показан) вал 38 конического редуктора 32 начинает вращаться. Вращение от вала 38 передается через муфту 33 кривошипу 19, который, вращаясь своими коренными шейками 24 в подшипниках 25, воздействует шейкой 26 на шатун 20. Шатун 20, соединенный при помощи оси 23 с ползуном 16, приводит последний в возвратно-поступательное движение. Дрель 1, монтированная на подшипниках 15 в ползуне 16, также совершает возвратно-поступательное движение.
Одновременно вращение от конического редуктора через муфты 30 и промежуточный вал 31 передается быстроходному валу 29 двухступенчатого редуктора 27. тихоходный вал 28 которого, выполненный в виде обоймы 6, тоже приводится во вращение.
В рассматриваемом примере конструктивного выполнения предлагаемого механизма передаточное число конического редуктора 32 равно единице, а передаточное отношение двухступенчатого редуктора 27 составляет четыре, поэтому одному обороту обоймы соответствует четыре оборота кривошипа 19, т. е. одному обороту обоймы соответствует четыре цикла пилигримовой прокатки. Последнее обстоятельство определяет число винтообразных направляющих 2(ab), 3(cd), 4(ef) и 5(gh) дрели и число элементов 7 взаимодействия обоймы с этими направляющими. Исходя из величины выбранных углов(а, р, а и у) подъем винтообразных направляющих 2 — 5, переменный угол поворота дрели и кинематически связанной с ней заготовки изменяются в следующей последовательности: 90 в первом цикле прокатки, 75 во втором цикле, 90 в третьем цикле и
105" в четвертом цикле прокатки.
На фиг. 4 дана развертка дрели, которая показывает изменение формы и угла подъема каждой винтообразной направляющей 2 — 5 в зависимости от угла поворота кривошипа 19. Каждая из направляющих имеет три
1407600
55 участка, причем два участка, соответствующие повороту кривошипа на углы Π— 30, 150 — 180, 180 — 210 и 330 — 360 выполнены прямолинейными, а участки, соответствующие повороту кривошипа 19 на углы 30—
150 и 210 †3 выполнены винтообразными. Такая нарезка направляющих дрели обусловлена величиной промежутков цикла пилигримовой прокатки, отведенных на деформирование заготовки рабочими калибрами стана. В данном случае операции деформирования заготовки соответствует поворот кривошипа на угол 30 — 150 при прямом ходе дрели и заготовки с оправкой (не показаны). Поворот кривошипа на углы 0—
30 и 150 — 180 при прямом ходе соответствует промежуткам цикла, когда осуществляются разгон и торможение заготовки с оправкой в их возвратно-поступательном движении. При повороте кривошипа на 180 — 360 осуществляется обратный ход заготовки с оправкой.
Основная функция предлагаемого механизма заключается в осуществлении периодического поворота дрели на заданный угол, согласованного с вращением рабочих калибров и поворотом кривошипа 19. Этот механизм должен обеспечить гарантированный выстой дрели при повороте кривошипа от 30 до 150, когда рабочие участки калибров деформируют заготовку на оправке, и поворот дрели при повороте кривошипа от О до
30 и от 150 до 360, когда в очаге деформации сопряжены холостые зевы калибров.
Принцип работы предлагаемого механизма основан на поочередном введении в контакт с направляющими дрели сухарей 34, установленных на торцах пинолей. Управление последовательностью такого контактирования обеспечивается копирами 11 и 12, рабочие профили которых взаимодействуют с рамами, монтированными на других торцах пинолей. Введение в контакт и вывод из контакта сухарей с направляющими сопровождается перемещением пинолей в обойме в радиальном направлении и осуществляется в области «мертвых точек» возвратно-поступательного движения дрели.
На фиг. 4 и 5 механизм поворота заготовки показан в положении, соответствующем началу прямого хода заготовки с оправкой и дрели в первом цикле прокатки. Для большей наглядности кинематической схемы на фиг. 5 пиноли имеют буквенные обозначения:
А, В, С, D, при этом копир 11 взаимодействует с роликами пинолей А и С, а копир 12— с роликами пинолей В и D.
Рассмотрим работу предлагаемого механизма по циклам прокатки (фиг. 4 и 5).
Первый цикл прокатки.
Сухарь пиноли (А) взаимодействует с направляющей 2 (ab) дрели, а ролик этой пиноли (А) контактирует с рабочим профилем копира 11. При прямом ходе дрели за
30 время, соответствующее повороту кривошипа !0 на угол Π— 30, дрель взаимодействует с сухарем прямолинейным участком направляющей 2(ab) и поворачивается на угол равный углу поворота обоймы, т. е. на 30 :
:4=7,5 . За время, соответствующее повороту кривошипа на угол 30 в !50, сухарь перемещается по винтообразному участку направляющей 2(ab) дрели, не поворачивая ее.
Происходит вычитание движений или гарантированный выстой дрели во время деформирования заготовки рабочими калибрами.
3а время, соответствующее повороту кривошипа на угол 150 — 180, сухарь перемещается по прямолинейному участку направляющей 2(ab) и дрель поворачивается на угол поворота обоймы, т. е. на 7,5 . При обратном ходе дрели за время, соответствующее повороту кривошипа на угол 180 — 210, дрель взаимодействует с сухарем прямолинейным участком направляющей 2(ab) и поворачивается на угол, равный 7,5 . За время, соответствующее повороту кривошипа на угол
210 — 330, сухарь взаимодействует с винтообразным участком направляющей 2 (ab) дрели и поворачивает ее на угол, равный 60 .
Этот угол складывается из угла в 30 поворота обоймы за это время и угла в 30 поворота дрели за счет винтообразного участка ее направляющей 2(ab). 3а время, соответствующее повороту кривошипа на угол 330—
360, дрель взаимодействует с сухарем прямолинейным участком направляющей 2(ab) и поворачивается на угол, равный 7,5 .
Таким образом, суммарный угол поворота дрели в первом цикле прокатки равен
7,5+ 7,5+ 7,5+60+ 7,5= 90 .
Второй цикл прокатки.
Сухарь и ролик пиноли (А) продолжают взаимодействовать соответственно с направляющей 2(ab) дрели и рабочим профилем копира 11.
Аналогично с первым циклом прокатки, при прямом ходе дрели, последняя поворачивается на угол, равный 7,5, имеет выстой и опять поворачивается на угол, равный
7,5 . В конце прямого и начале обратного ходов дрели ролик пиноли (A) сходит с рабочего профиля копира 11, а ролик пиноли (В) заходит на рабочий профиль копира 12.
В результате действия пружин 37 на ось 36 пиноль (A) отходит от дрели и. ее сухарь теряет контакт с направляющей 2(ab). Сухарь пиноли (В) вступает в контакт и начинает взаимодействовать с направляющей
3 (cd) дрели. При обратном ходе дрели за время, соответствующее повороту кривошипа на угол 180 — 210, дрель взаимодействует с сухарем пиноли (В) прямолинейным участком направляюгцей 3 (cd) и поворачивается на угол, равный 7,5 . Йа время, соответствующее повороту кривошипа на угол 210-330, сухарь взаимодействует с винтообразным участком направляющей 3 (cп ) дрели
1407600
Формула изобретения
45
55 и поворачивает ее на угол, равный 45 . Этот угол складывается из угла в 30 поворота обоймы за это время и угла в 15 поворота дрели на счет винтообразного участка ее направляющей 3 (cd). Разница этих углов поворота в первом и втором циклах объясняется тем, что угол а подъема винтообраз, ного участка направляющей 2 (ab) больше угла (подъема винтообразного участка на правляющей 3 (cd), Далее за время, соот, ветствующее повороту кривошипа на угол
330 †3, дрель взаимодействует с сухарем прямолинейным участком направляющей
3 (cd) и поворачивается на угол, равный 7,5 .
Таким образом, суммарный угол поворота дрели во втором цикле прокатки равен
7,5+ 7,5+ 7,5+45+ 7,5= 75 .
В конце обратного хода дрели ролик пиноли (В) сходит с рабочего профиля копира 12, а ролик пиноли (C) заходит на рабочий профиль копира 11. В результате действия пружин 37 на ось 36 пиноль (В) отходит от дрели и ее сухарь теряет контакт с направляющей 3 (cd) . Сухарь пиноли (C) начинает взаимодействовать с направляющей 4 (ef) дрели.
Третий цикл прокатки.
Сухарь пиноли (С) взаимодействует с направляющей 4 (ef), а ролик этой пиноли ,(С) контактирует с рабочим профилем ко пира I l. Поворот дрели в этом цикле прокатки аналогичен ее повороту в первом икле, а поскольку углы а подъема винтобразных участков направляющих 2 (ab)
4 (ef) одинаковы, то суммарный yro поорота дрели будет равен 90 .
Четвертый цикл прокатки.
Сухарь и ролик пиноли (С) продолжают
Взаимодействовать соответственно с направ.ляющей 4 (ef) дрели и рабочим профилем опира 11.
Как и в первом цикле прокатки, при прямом ходе дрели последняя поворачивается а угол, равный 7,5, имеет выстой, и опять поворачивается на угол, равный 7,5 . В конце прямого и начале обратного ходов дрели
1 олик пиноли (С) сходит с рабочего профиля йопира 11, а ролик пиноли (D) заходит йа рабочий профиль копира 12. В результате действия пружин 37 на ось 36 пиноль (С) отходит от дрели и ее сухарь теряет контакт с направляющей 4 (ef) . Сухарь пиноли (0)
Вступает в контакт и начинает взаимодействовать с направляющей 5 (gh) дрели. При обратном ходе дрели за время, соответст 1ующее повороту кривошипа на угол 180—
210, дрель взаимодействует с сухарем пиноли (D) прямолинейным участком направляющей 5 (gh) и поворачивается на угол, равный 7,5 . 3а время, соответствующее повороту кривошипа на угол 210 — 330", сухарь в заимодействует с винтообразным участком н аправляющей 5 (gh) дрели и поворачивает ее на угол, равный 75 . Этот угол складыв ается из угла в 30 поворота обоймы за это вовремя и угла в 45 поворота дрели за счет
5 I0
6 винтообразного участка ее направляющей 5 (gh). Разница этих углов поворота в первом и четвертом циклах прокатки объясняется тем, что угол у подъема винтообразного участка направляющей 5 (gh) больше угла сс подъема винтообразного участка направляющей 2 (ао) . Далее за время, соответствующее повороту кривошипа на угол 330—
360; дрель взаимодействует с сухарем прямолинейным участком направляющей 5 (gh) и поворачивается на угол, равный 7,5 .
Суммарный угол поворота дрели в четвертом цикле прокатки равен 7,5+7,5+7,5+
+ 75+ 7,5= 105 .
В конце обратного хода дрели ролик пиноли (D) сходит с рабочего профиля копира 12, а ролик пиноли (А) заходит на рабочий профиль копира 11. В результате действия пружин 37 на оси 36 пиноль (D) отходит от дрели и ее сухарь теряет контакт с направляющей 5 (дй) . Сухарь пиноли (А) начинает взаимодействовать с направляющей 2 (ab).
Далее циклы прокатки повторяются.
Такое конструктивное исполнение предлагаемого механизма решает вопрос обеспечения переменного угла поворота заготовки в пилигримовом стане.
Переменные углы поворота заготовки, равные 90, 75, 90 и 105 и т. д., позволяют раскатывать утолщения стенок трубы, образованные в зонах выпусков калибров, не только гребнями калибров, но и расположенными по обе стороны от гребней боковыми участками.,калибров, в то время как при постоянном угле поворота заготовки, равном
90, раскатка этих утолщений осуществлялась бы только гребнями калибров. Это обстоятельство предопределяет более равномерный износ рабочих поверхностей калибров и примерно в два раза увеличивает срок их службы.
Механизм поворота заготовки пилигримового стана, содержащий дрель, с винтообразными направляющими, обойму, охватывающую дрель и имеющую элементы взаимодействия с ее направляющими, приводы возвратно-поступательного перемещения дрели и непрерывного вращЕния обоймы, отличаюи1ийся тем, что, с целью увеличения срока службы рабочих калибров за счет уменьшения их износа путем обеспечения переменного угла поворота .заготовки, он снабжен стационарным корпусом с закрепленными на его внутренней цилиндрической поверхности копирами, охватывающим обойму, которая снабжена диаметрально расположенными в ее радиальных пазах пинолями, на одних концах которых размещены элементы взаимодействия с направляющими дрели, а на другом — копирный ролик, при этом углы подъема винтообразных направляющих выполнены различными.
1407600
7 7 77
7П
Щ/2, 1
Щ2 2
150 1Е7
5БО,У.Ы
11рямои ход дрели 1 г10 1Ю
120 с
t 4
85 о .УБ0
")
) Ъ
5%
195
0 .У0 Угол пабороп1а крибошипа Ю
Обоап1нБlй ход дрРли 1!
407600 г ! " <
1(
С :) (1 i
l. >с(IIIIII <. (и H. (3(((й)>((рдли<он
I «.I;iI(> <>p 1:. 11;IIIII I(ре.(1!. 13«р«с Корректор 11 Чускя
:(и ко.(3 (;> 1(> 1 и р (» к .(() < (I<>;(If>I«If(>«
l3 (I l I I I I I l I осх. I f p(f ff«» ff(> I ко .> и г((;(<: г.(. Р ио,н, I;f )I из<>бр«ге ни и и (» I pl f f » (.
I I 3(f:3:>, М<>скни, Ж .3о. Рн(и>скин изб., д. -(;5
I Ip(>1< fI<<> (стн IIII<>-ll<>. I ffl p i(()>I
