Привод перемещения подвижных масс стана холодной прокатки труб

 

;:;<

СОЮЗ СОВЕТСКИХ вЂ” (СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (53) 4 () -1 B 21 00 15) 0(),-;ъ n w.> >wV) >> (<<

Ь Г. "" . :: (> >",<)> <> <> >(<

1! ! <с

» !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<ц >(1<<: ".>. (к

g <, - °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4079040/81-02 (22) 05.05.86 (46) 80.07.88. !) к>л.,(<)> 28 (71) 1-:реванский нолитехни !вский ипституT им. K. Маркса (72) Р. Е(. Джавах)!н, А. и. Ьорисснко и .1. А. А ко паж а н я н (58) 621.771.06-589.4.88 (088.8) (56) ABTOpCKOC CBH, i(T(. IE> TBO (. <.(.р

ЛЬ 592472, кл. В 21 Б 21 00, !976. ((»тент („((p,>(E 849 1 8<) к I ц " 1 (3 1 /00

1970.

Авторское свилетельство (:О:Е .}, е )87586Ç,, . В "! В 21, 00, 198;.

ÄÄSUÄÄ 1412823 A 1 (54) ИР)!В(}Д )1 РЕЧЕ(ц(;(111Я 11()ЛВ((Ж(11>(Х .ЧА((. с.ТА)-!А ХО.<103((0()

111)0((,АТКИ ТЕ))<() (57) Изобретение отн<>сится к трубопрок;31l1pOIl3I3O;lCT133 ll 31OiKCT бь!ть исIIO l h 3<)и;!н<) при проектировании и Чилерllli» !!(ии (г»нов (ог!олно!! прокатки труб. 11<(ь и»ооР(т(Н И и --- II () B 1>l IEIC II Il C ЭффЕКТИ !!НОС! И»>P;3 Bн(п<<ннив»ния моме ITI X М »СС, » T» KiK(> 3 MCEII>!!ICE I I (Г<г

III;! Tx II I I 1 и KpIIH() Ill!ill!El lc п>ест(рн и ". 11;l

I3(,1 lli(31 !3 )л\ 3 к» жлой и» н>(>(1(,>(н;3»к р I I. I(н» Ii!1. I к» 4 >> II II13Cрс».l hi!(>I 0 Ill ll ll EI 1(., !я.

И3! loll, (го крест(>вину 5, !3иг)к3 6, жсстк(>

"<)(.ilIll(. нук> с !3еломь!м валом 7, уст;!И<>в I(нныч пол углом R к !>ечуlli(му ва !у и ч, . IIIII 1 ир<)тивовес 8.. (ëÿ сокр»!" синя >I<>;IpIï()B ир(>тинов(с» присоелинян>1, >в;! с. >,но к пер!И>му второй унинер(;>, ll>lll>ill .<Нии.(с )Ь C Р;>З13ЕРНУт!13)И .Ц)31 (> ll()< И <С.<Ь—

lI< ip(i 1:l 9(} !31(лк.II.(!) —.Iьl, (} ил.

1412823

Изобретение относится к трубопрокат!!ому оборудованию и может быть использовано, в частности, при проектировании новых и модернизации существу!оших станов холодной прокатки труб.

Цель изобретения — повышение эффективности уравновешивания момента от cH.I инерции подвижных масс и у>!(ны!!е!3)!е габаритов.

На фиг. представлена кинематическыя схе»а устройства; на фиг. 2 — — вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 --- графики динамического моменты до М, и после M уравновешивания; на фиг. 5 графики динамического момента после уравновешивания М и момента прока.гки М !) для станов со стационарной клетью; на фи!. 6 — — графики динамического

»0vieIiта после уравновешивания М и момента прокатки для станов с подвижной клетьк>; на фиг. 7 — кинематическая схема уравновеш и ваю(цего устройства в виде двойного универсального шпинделя; на фиг. 8 — — вид

Б на фиг. 7; на фиг. 9 — — вид Г на фиг. 7.

На фиг. 2, 3, 8 и 9 представлены сдвоенные устройства применительно к станам с подвижной клетью. Для станов со стационарной клетью могут быть использованы одинарные устройства, расположенные в одну сторону от оси прокатки.

Привод содержит шатуны 1, насаженные на пальцы кривошипных ко icc 2, сидящих на валах 3 (ведугций вал), соединенную с каждым валом вилку 4 универсального шпинделя, его крестовину 5, вилку 6, жестко соединенную с ведомым валом 7, установленным под углом Р к ведущему валу и несушим противовес 8, выполненный в виде маховика, жестко установленного на ведомом вял). Кривошипные колеса приводятся от приводных шестерен 9. В случае двойного универсального шпинделя (фиг. 7, 8, 9), устрой«тво дополнительно содержит промежуточный вал 10 с вилками 11 и 12, развернутыми друг относительно друга на 90, и с шарнирно соединенной крестовиной 13.

Шпиндели соединены последовательно.

Ось шарниров вилки 4 ведущего вала 3 установлена под углом а к кривошипам ОА привода подвижных масс (фиг. 1, 7), значение которого выбирается в области 90--95 — — при уравновешивании только динамического момента от сил инерции подвижпых мя«с и звеньев их приводя, а при его одновр«меином урявповеIIIHBBIIHH с»омеитом прокатки в <>б ia«t.tt 78 — 82 для станов «о стационарно!! кл Tt>io lt !)<" -72" для станов

<. ИОдВИ ж1101! k, I 0ThÊ).

У«! рой«т130 работает следуюп(им обр;)зо».

Равномерное вр;1!и(lilt(криво!Иип!!ы < колес 2 привода подBIt>Kttbtx мысc п<>срс,i«ТВ0М универсального Itllltttlgcля прсг>бр!>з)е!<И

Hit(. ll p0i И вовс«OB 8 <. I< Tьl<) ьм я 1(. p(..((IOI 1(ti

МИ«Я ) И<1«тКk«EIHH tl()i

ЛеднеГО за ОдИ И 000pOT Kp H BOtil H 11013, С00ТветствуlolllHé одному двойному ходу подвижных масс (клети -- для станов ХПТ, патрона заготовки -- для станов ХПТС) . При этом противовес внутри одного цикла имеет

5 по два чередующихся максих(ума и минимума угловой скорости и при своем неравномерном врашении развивает инерционный момент М)3= — /<3Е8, создаюший на валу 3 кривошипа vpBBHQBBIIIItBBIotl(HH момент

10 где /B, и>)3 и Е)3 — момент инерции, угловая скорость и ускорение противовесов, <))) — угловая скорость кривошипа, (р)3= а

15 =<)>)/())> H(j)tt=ttt/(Bz — аналоги скорости и ускорения противовеса.

Противофазность движения противовеса и подвижных масс, следовятелы!о, и уравновешиваемого М<> и уравновешивающего М, моментов достигается назначением угла я между кривошипам ОА и осью шарниров вилки 4 ведущего вала 3 (фпг. 1, 7) в предлагаемых областях.

Назначение угла ч вне указанных областей нарушает противофазно Tb и вместо нейтрализации динамиче«когO моменты ня валу кривошипа (с моментом прокатки или без него) уравновешивающий момент может с ним складываться.

Наибольшая степе!!ь уравпове!!!ивания помимо обеспечения противофазности дости30 гается назначением момеIITH ипер!(ии противовеса по предлагаемым далее зависимо«тям.

В представленных па фиг. 1, 7 устрой«.1вах противовес vcTBIIOI)Jtc!I TBK, по ось его вращения находится с Och!0 веду(цего вала в

35 горизонтальной плоскости, содержащей ось прокатки. При необходимости (вызвы!!Иой, например, консзруктивными соображениями) ось врашения противовеса вместе с универсальным шпинделем без изменения взаимного расположения его звеньев может быть повернута вокр) г оси вращения кривошипа на любой угол относительно последнего и установлена под этим углом. В этом случае, для сохранения достигнутой противофазности и эффекта урявновешива45 пия, необходимо на тот же угол и в Toм же пыправ>ениi1 изменить величину угла а,.

Из условия постоянства кинетических энергий, представленного для двух эк«тремальных положений cистсмы х!и!3/„.-- макси>„

Ii !ыкс /)) с> х1г!1» tUII ((да,)"!ак«шр = < Us/

tl3 )IItHQi> = — 1, cosp ) определен момент инерi lIlt рог:;нов< са х!ык«/, -- хlин/ хf ) — — < <)

)!311 It»0< И ог 13t)i()j>B!I!)!)I 0 Зна 1(llliH VC.1 !!!Иииделя.

2823 максl — мин! (cosP) — cos P — 4 4

141

Когда можно пренебречь инерцией шатунов привода подвижных масс, имеем мин/=0 и vaxclnmr, где r -- радиус кривошипа привода подвижных масс т.

В случае двойного универсального шпинделя с развернутыми на 90 вилками промежуточного вала имеем ю /максiо =-cos P, (og/мино>8= — 1/cos р и формула принимает вид

Для обоснования справедливости приведенных зависимостей для определения момента инерции противовеса и предлагаемых областей для выбора угла а компоновки уравновешивающего устройства с кривошипом привода подвижных масс на ЭВМ ЕС-1022 был исследован привод клети стана ХПТС

90-160 по следующим параметрам приводного центрального кривошипно-ползунного механизма: число двойных ходов — и=

=90 дв.х/мин; размеры звеньев привода

ОА=0,5045 м, AH=3 м; расстояние от центра тяжести шатуна до оси его кривошипного пальца AS=1,22 м; веса звеньев привода Gg — — 11,5 т, Gm — — 1,341 т, G=10 т; центральный момент инерции шатуна — 1 ——

=0,2136 тмс .

График изменения динамического момента М (y) на кривошипе от снл инерции шатуна и ползуна приводного механизма без уравновешивания представлен на фиг, 4.

Для уравновешивания этого момента был использован одинарный универсальный шпиндель с углом р=20, а момент инерции противовеса определялся по расчетной формуле. Оптимальное значение а=92 ком- поновочного угла между кривошипом и осью ведущей вилки было установлено в результате решейия на ЭВМ оптимизационной задачи:

4 динамического момента Мф) на участках прокатки на стане с подвижной клетью.

График Af(9) для этого случая представлен на фиг. 6.

Такое конструктивное выполнение устройства позволяет упростить конструкцию привода уравновешиваюгцсго противовеса, применив для уравновешивания универсальный шпиндель; выполнить эффективное уравновешивание динамического момента на кривошипах привода подвижных масс (фиг. 4) выбором угла а в предлагаемой области

90 — 95 и назначением момента инерции противовеса по зависимостям, связывающим инерционные свойства привода подвижных масс, подлежащего уравновешиванию, с конструктивно приемлемыми значениями угла р между валами универсального шпинделя.

При увеличении угла Р увеличивается степень неравномерности вращения противовеса и уменьшается его момент инерции.

Кроме того, становится возможным выравнивать и минимизировать суммарный крутящий момент на валу кривошипа путем выбора значения угла а в области 68 — 72 для станов с подвижной клетью и 78 — 82 для станов со стационарной клетью и значительно уменьшить, тем самым, энергоемкость стана за счет совмещения участков отрицательных (движуших) динамических моментов с участками прокатки и использования энергии подвижных масс и противовеса для снятия пиков момента прокатки (см. фиг. 5, 6), уменьшить в раза момент инерции противовеса путем использования двойного универсального шпинделя с развернутыми на 90 вилками промежуточного вала. минМ (р, сс) - макс

q>Q0; 2irj а

Формула изобретения

50 заключающейся в выравнивании и миними., зации в результате уравновешивания отрицаь телЬных пиков суммарного динамическогс1 момента М. График М (Р) для найденного значения a=92 приведен на фиг. 4.

Значение сс=80 компоновочного угла между кривошипом и осью ведущей вилки было установлено решением задачи в области Я (л; 2n) холостого хода без прокатки при условии наилучшего приспособления Суммарного динамического момента на участке yg (Q; xr) для нейтрализации пика момента прокатки в случае стана со стационарной клетью. График М (<р) для найденного значения а=80 представлен на фиг. 5.

Значение а=70 компоновочного угла между кривошипом и осью ведущей вилки было установлено решением на ЭВМ задачи получения отрицательных пиков

l .. Привод перемещения подвижных масс стана холодной прокатки труб, содержащий кривошипно-шатунный механизм и механизм уравновешивания в виде сидящего на валу противовеса, кинематически связанного с валом кривошипа, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности уравновешивания момента от сил инерции подвижных масс, кинематическая связь валов выполнена в виде универсального шпинделя, ось ведугцей вилки которого установлена под углом к кривошипу.

2. Привод по и. 1, отличаю цийгя тем, что, с целью уменьшения габаритов. он снабжен дополнительным универсальным шпинделем. последовательно соединенным с основным, причем вилки их общего вала развернуты на 90 при параллельном ра.положении двух дрчгих валов шпинделей.

l4 282,3

Фиг.

Вид Б б

10!

412823

/Ь

-10

Юй с

1412823

))Q 1

11 Х

Юы2. д

/ с;ост авитель . 1. Мат) рина

Ре.(()ктор М. Товтин Текрел И. Верее Корректор В. Гирннк

Заказ 3695,11 Тиряж 167 11«дн и сн ое

ВНИИ1!И осуиарственно(о кими г(Iiи (:C.(.Ð но телам изобретений и) « Bð(iòèé

113()35), М(м BB;I. Ж;15, Рауеиская наб., д. 4(5

11ронзв() IBTB(ни(>-но,и(еf) Iôil I((I(()(ир(.и(1)ннт и(.", е. ) и(торо.(, 1.т. 1!р«(IiTIIB kk. 4