Опора полого нажимного винта прокатной клети

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в винтовых нажимных устройствах прокатных столов. Целью изобретения является увеличение стойкости опоры и исключение самоотвинчивания винта путем автоматического изменения количества поступающего масла в зону трения опоры в зависимости от режимов работы винта. Между фланцем 3 головки 2 винта 1 и подпятником 5 расположена пята 4, в расточке которой закреплен диск. Система смазки включает воронку 6 сбора масла, сообщающуюся наклонными отверстиями 8 с полостью винта, пята снабжена радиальными смазочными канавками 10 на обоих ее торцах. Новым в конструкции является выполнение диска в качестве дозатора 14 для чего диск снабжен шаровыми клапанами 17 и ступенчатой расточкой, образующей полость 25 для масла, связанную с радиальными и смазочными канавками. Пята 4 с обеих торцов также снабжена расточками 19 и 31, образующие полости для масла. В головке 2 винта выполнена расточка диаметр которой составляет три четверти наружного диаметра головки, образующая главную полость для масла. В зависимости от скорости вращения винта шаровые клапаны открываются или закрываются, регулируя поступление масла под пяту 4. Такое конструктивное выполнение при определенных соотношения между площадями поперечных сечений отверстий дозатора и пяты позволяет регулировать поступление количества смазки в зону трения в зависимости от режима вращения винта. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

908 А 1 (19) (111 (50 4 В 21 В 31/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 4 305683/23-0 2 (22) 14 ° 09.87 (46) 23.05.89. Бюл. ¹ 19 (» ) Челябинский металлургический комбинат (72) В.И. Сафронов (5 3) 6 21. 771. 06(088. 8 ) (56) Авторское свидетельство СССР № 626845, кл. В 21 В 31/24, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 692167, кл. В 21 В 31/24, 1979. (54) ОПОРА ПОЛОГО НАЖИ11НОГО ВИНТА

ПРОКАТНОЙ КЛЕТИ (57) Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в винтовых нажнмных устройствах прокатных столов. Целью изобретения является увеличение стойкости опоры и исключение самоотвинчивания винта путем автоматического изменения количества поступающего масла в зону трения опоры в зависи1480908 мости от режимов работы винта, Между фланцем 3 головки 2 винта 1 и подпятником 5 расположена пята 4, в расточке которой закреплен диск.

Система смазки включает воронку 6 сбора масла, сообщающуюся наклонными отверстиями 8 с полостью винта, пята снабжена радиальными смазочными канавками 10 на обоих ее торцах. Новым в конструкции является выполнение диска в качестве дозатора 14, для чего диск снабжен шаровыми клапанами

17 и ступенчатой расточкой, образу щей полость 25 для масла, связанную с радиальными и смазочными канавками. Пята 4 с обоих торцов также снабИзобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в винтовых нажимных устройствах прокатных станов.

Целью изобретения является увеличение стойкости опоры и исключение самоотвинчивания винта путем автома-! тического изменения количества поступакнцечо масла в зону трения опоры в зависимости от режимов работы винта.

На фиг. 1 изображена опора нажимного винта, общий вид; на фиг. 2— дозатор, общий вид, в нЛане; на l5 фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.

Опора винта 1 состоит из головки

2 винта, содержащей на фпанце 3 пяту

4, опирающуюся на подпятник 5, и систему их смазки, включающую воронку 6 сбора масла, сообщающуюся с полостью 7 винта 1 наклонными отверстиями 8, радиальные 9 и смазочные

10 канавки на обоих торцах пяты 4 и сквозное центральное отверстие 11

25 и радиально расположенные вертикальные отверстия 12, соединякщие их, сапун 13, установленный в полости 7 винта 1, а также диск в качестве дозатора 14, в котором выполнены центральные отверстия 15 и периферийные вертикальные отверстия 16 с запорными клапанами в виде шаров 17. Дозатор 15 сцентрирован с пятой 4 с по мощью кольцевого выступа 18, заведенжена расточками 19 и 31, образующими полости для масла. B головке 2 винта выполнена расточка, диаметр которой составляет три четверти наружного диаметра головки, образующая главную полость для масла. В зависимости от скорости вращения винта шаровые клапаны открываются или закрываются, регулируя поступление масла под пяту

4. Такое конструктивное выполнение при определенных соотношениях между площадями поперечных сечений отверстий доэатора и пяты позволяет регулировать поступление количества смазки в зону трения в зависимости от режима вращения винта. 3 з.п. ф-лы, Э ил. ного в верхнюю расточку 19 пяты, и закреплен на пяте болтами 10 через отверстия 21 и от проворачивания на пяте 4 штырями через отверстия 22.

В дозаторе 14 выполнена ступенчатая цилиндрическая расточка с диаметром верхней ступени 23 не менее, чем в два раза меньшим, чем диаметр нижней ступени 24, которая с расточкой

19 на верхнем торце пяты 4 образует единую накопительную полость 25 дозатора 14, соединяющую в нижней части все периферийные отверстия 16 между собой и сообщающуюся с радиальными канавками 9 на пяте через проемы 26, выполненные на торцовой нижней части дозатора 14, причем объем накопительной полости 25 дозатора в 10 раз больше, чем суммарный объем полостей радиальных канавок 9 и вертикальных отверстий 12 в пяте 4, а на верхней торцовой части доэатора 14 по центрам периферийных отверстий 16 выполнены торцовые расточки 27 с установленными в них дисками-седлами 28 со сферической поверхностью 29 верхнего торца и отверстием 30. В нижней части пяты 4 выполнена цилиндрическая расточка, которая с расточкой в подпятнике 5 образует дополнительную полость 31 для накопления масла, соединенную малыми канавками 32 со смазочными канавками 10 пяты 4. В головке 2 винта 1 над дозатором 14

l 480908 выполнена расточка, диаметр которой равен трем четвертям наружного диаметра головки 2 винта 1, создающая

1 накопительную полость 33 винта 1 над доз атором 14. Над дисками-седлами 28 с шарами 17 закреплены проволочные клетки 34.

Перед началом работы прокатной клети включаются насосы в маслоподва- 1О ле и происходит заполнение трех накопительных полостей опоры: полости ЗЗ винта, полости 25 дозатора и полости

31 пяты.

Заполнение полости 33 винта произ- 15 водится через отверстие в хвостовике винта по специальному подводу, через наклонные сквозные отверстия из впадин резьбы винта во внутреннюю полость винта и через воронку 6 с наклонными отверстиями 8 в полость 7 винта.

В накопительную полость 33 винта поступает масло 0 =(0,85 — 0,9)Q „, где — производительность насоса, 25 работающего на одну винтовую пару и опору винта, см /с.

Заполнение полости 33 винта происходит при одновременном истечении масла 2Ц, через центральные отверстия 15 в накопительную полость 25 дозатора 14, Диаметр отверстий 15 в дозаторе определен из расчета, чтобы суммарное истечение масла 0, даже при полном заполнении полости

33 винта было бы равно 50Х от IlocTóпления масла О в накопительную по лость 33 винта из маслоподвала, т.е. Ц, =0,5Q Ъ, (1)

Это условие обеспечивает быстрое накопление достаточного количества масла в полости 33 неподвижного винта.

Заполнение полости 25 дозатора

4 происходит при одновременном истече ип масла (ц через центральное от-верстие 11 и «>Ц, через радиальные канавки 9 и сквозные отверстия 12 в накопительную полость 31 и смазоч50 ные канавки 10 пяты. Диаметр отверстий 11 и 12 в пяте определен из расчета, чтобы суммарное истечение масла

+ .Я, из полости 25 дозатора даже !

1 при полном заполнении полости ?5 маслом было бы равно 90/ от суммарс 55 ного поступления масла Ц, в полость

25 дозатора, т,е. „+ 01т О 9 Q з (2) Это условие обеспечивает заполнение накопительной полости 25 дозатора при неподвижном винте.

Прп определении диаметров отверстий 11 и 12 было учтено, что истечение масла из полости 33 винта через отверстия 15 в полость 25 дозатора является истечением через донные отверстпя в тонких стенка bi co противлением под большим гидростатическим напором H (350 мм), а истечение масла из полости 25 дозатора через горизонтальные канавки 9 и длинные вертикальные отверстия 12 в смазочные канавки 10 наряду с истечением через донное отверстие 11 в полость

31 пяты является истечением через короткие трубы с повь1шеннымп липейнымп и местными сопротивлениями под небольшим гпдростатпческпм напором

Н,„,, (80 мм)„

Условие (2) выполняется, если суммарная площадь поперечных сечений вертикальных отверстий 1! и 12 в пяте 4 в 3,5 раза больше суммарной площадн поперечных сечений центральных отверстий 15 в дозаторе !4.

Заполнение полости 31 пяты происходит при одновременном истечении масла ЕО з через малые канавки 32 в смазочные канавки 10 пяты. Сечение канавок 32 определено пз расчета, чтоСы суммарное пстечеппс масла Q > даже прп полном заполнении полости

31 оыло бы равно 35% от поступления масла (1„< в полость 31, т.е.

Ц.„ =О, 35 !1п ° (3)

В предлагаемой опоре винта все трп накопительные полости заполняются за 90-100 с.

11рп полностью заполпе пых накопительных полостях опоры истечение масла в смазочные канавки 10 .иты 4 будет пропсходпть пз полости 25 дозатора под действием небопьь: . гпдростатнческого напора !I„,, (80 мм) и из полости 31 пяты под дойствпем малого напора Н,„„„„(50 мм). Это количество масла с О, +KQ будет равно ЗОБ от количества масла Q, поступающего в полость 33 винта, т,е, ХС! +XQ»=0,Я„. (4)

Этого количества масла достаточно для смаз кп опоры в первые моменты вращении винта и для ох.таждения подпяткпп;а 5, ког.I, 4 винт стоит, Опора работает следующим образом.

5 14

При разгоне винта в смазочные канавки 10 пяты 4 из накопительных полостей 25 дозатора и 31 пяты дополнительно к постоянному истекающему под действием гидростатического напора маслу Z(Q» +Qi) начинает истекать масло,,: „(Я, +Q ) под действием центробежной силы, находящееся в полостях

25 и 31, в радиальных канавках 9 и

32 и отверстиях 12 пяты. Истечение масла, Я, +0»2) прямо пропорциональи, но RVp где Ч меридиональная ско-. рость движения масла в радиальных канавках пяты; R - -расстояние центров отверстий 12 и концов канавок 32 от центра пяты. Если винт в результате, полного разгона достигает проектного установившегося числа оборотов П,,, то общее количество поступающего в зону трения опоры масла увеличится примерно в 3,5 раза, т.е.

2Жа +Q„)+2(Q„+Q"„) =315(И„+Иза) (5)

Малые перестановки рабочего вал-, ка. Первый, третий и четвертый режим работы винта — разгон, торможение и остановка.

За счет увеличенного поступления масла в смазочные канавки 10 поверхность трения между пятой 4 и подпятником 5 хорошо смазывается, но при этОм истечение мясля (() +() иэ полости 31 превысит поступление масла Q« в эту,полость из полости 25 дозатора. Уровень масла в полости

31 начнет понижаться. Одновременно возрастающее истечение масла K.(0» +

+Я»,) К)» иэ полости 25 дозатора 14 превысит в среднем вдвое поступление масла, Я»5 из полости 33 винта в полость 25 дозатора, и уровень масла в полости 25 дозатора также начнет понижаться. Шаровые клапаны дозатора выполнены так, что во время неполных разгонов винта при малых перемещениях рабочего валка шары 17 не сходят со своих седел и не открывают отверстия

30 или сходят на очень малое время.

Кроме того, для быстрого понижения уровня масла в полости 25 дозатора во время разгона винта диаметр верхней ступени 23 расточки дозатора выполнен не менее, чем в два раза меньшим, чем диаметр нижней ступени 24 рясточки. Все это приводит к тому, что за время неполного разгона — торможения винта уровень масла в полости 25 дозатора понижается на 40-453, а

80908 б в полости 31 пяты — на .10-15Х от первоначального уровня, .что уменьшает гидростатический напор Н и Н> в этих полостях °

При торможении винта истечение масла (Q» +Q ) в смазочные канавки ч

l0 пяты винта убывает, приближаясь к нулю.

При остановке винта поступление ! I масла", .1» +2Q в канавки 10 пяты снижается нал40Е от первоначального, т.е.

XQ +2qI =o 6К9»2+2(„) (6)

Большие перестановки рабочего валка. Первый, второй, третий и четвертый режим работы винта — разгон, установившееся вращение, торможение и остановка.

Происходит полный разгон винта, выход на максимальное установившееся число оборотов П,, затем торможение и остановка.

К середине разгона уровень масла

25 в полости 25 дозатора снизится на л-50Х. В это же время под действием инерционных сил шары 17 откроют отверстия 30 шаровых клапанов дозатора

14 и в полость 25 доз атора начнет

З0 поступать из полости 33 винта дополнительное количество масла 2-) °

После полного разгона при установившейся скорости вращения винта поступление масла в смазочные канавки

10 пяты 4 будет примерно в 3,5 раза больше первоначального поступления масла (см. условие (5) . Отверстия

11 и 12 пяты 4, суммарная площадь поперечных сечений которых принята

40 в 3,5 раза большей, чем суммарная, площадь поперечных сечений отверстий

15 дозатора, пропустят это количество масла и поверхности трения пяты

4 и подпятника 5 опоры будут хорошо смязывятъся, Диаметр и площадь поперечных сечений отверстий 30 клапанов дозатора при установленных из условия (2) размерах отверстий 11 и 12 пяты и 15 дозатора с учетом гидростатических напоров в полостях 33 винта и 25 дозатора, .исла оборотов П вращения винта и линейных и местных сопротив55 лений в канавках и отверстиях рассчитаны так, чтобы поступление масла из

:полости 33 винта в полость 25 дозатора через отверстия 15 и 30 быпо равно истечению масла из полости 25

1480908 винта над дозатором выполнена расточка, диаметр которой равен трем четвертям наружного диаметра головки 2 винта.

Уровень масла в полости 25 дозаторр а, быстро сниз ивший ся примерно до

50Х от первоначального в первой половине разгона, будет продолжать медленно снижаться все время переме50 щения винта до середины торможения, когда закроются клапаны дозатора, из-за медленного понижения гидростатического, напора Н в полости 33 винта. К концу вращения винта уровень 55 масла в полости 25 дозатора снизится не более, чем на 60-65Е, а в полости

31 пяты — на 75Х от первоначального, в результате чего ни радиальные ка45 дозатора через отверстия 11 и 12, т.е.

X Q 5 + 30 - (11 1 ) 11

Это условие обеспечивает питание постоянным большим количеством мас5 ла смазочных канавок 10 пяты при установившейся скорости вращения винта.

Условие (7) выполняется, .если суммарная площадь поперечных сечений отверстий 30 будет равна суммарной площади поперечных сечений отверстий

15 дозатора.

Истечение масла из полости 31 пяты через канавки 32 будет на 20 больше, чем поступление масла в эту полость через отверстие 11 из полости 25 дозатора, т.е. .Е(Ч„+Я,,) =1,2 > „. (8)

При установившемся вращении винта 20 масло из маслоподвала в полость винта поступает только через хвостовик винта и количество его снижается до (=0, 15$ ц, (9)

Это поступление не компенсирует 25 расход масла через отверстия 15 и 30 дозатора, в результате чего уровень масла в полости 7 винта быстро понизится и при больших перемещениях винта опора может оказаться без смаз- 30 ки, так как из-за малого диаметра (70-80 мм) осевого отверстия 7 винта, выполняемого в НУ современных обжимных станов, объем полости в головке 2 винта между дозатором 14 и наклонными отверстиями 8 из воронки

6 очень мал.

Для создания большой накопительной полости 33 винта и для уменьшения амплитуды колебаний по высоте уров- 40 ня масла в этой полости в головке 2 навки 9 и 32, ни центральное отверстие 11 пяты 4 йе обнажаются, и,это обеспечивает несмотря на некоторое ц снижение поступление масла, Я, +

ll

+2/ постоянство подачи большого количества масла (см. условие (5 ) в зону трения опоры на весь период на весь период перемещения винта.

Запаса масла в полости 33 винта хватает на трехкратное большое перемеще- ние винта.

При торможении винта истечение масла,УО + О. в смазочные канавки

U, Ц

10 пяты винта убывает, приближаясь к нулю.

При остановке винта поступление масла в канавки 10 пяты снижается на 702 от первоначального, т,е.

ЕЛ„ +, =0,3

Таким образом, при малых и больших перестановках рабочего валка к концу торможения винта, в момент его остановки, поступление масла в зону трения опоры на 40-607. меньше поступления до начала вращения винта.

В конце торможения винта это небольшое количество масла легко выдавливается усилием переуравновешивания валка, равным 10-15 т, из зазоров между поверхностями трения пяты 4 и подпятника 5 опоры н между ними устанавливается трение, близкое к полусухому. Такое трение создает вьгсокий тормозной момент в опоре против самоотвинчивания винта при задаче полосы в валки.

Задача полосы в валки и проката.

Пятый режим работы винта — винт стоит.

При задаче полосы в валки и прокатке из-за высокого трения в опоре самоотвинчивания винта не происходит.

За это время восстанавливается наполнение маслом полости 33 винта через наклонные сквозные отверстия в резьбе винта и воронке 6 сбора масла, что способствует быстрому заполнению всех накопительных полостей опоры.

В работе прокатного стана при прокатке время пропусков металла в валках всегда значительно больше времени перестановок рабочего валка, поэтому в опоре винта происходит постоянное восполнение маслом накопительных полостей, чем обеспечивается постоянная готовность опоры к работе.

Таким образом, предлагаемая конструкция опоры полого нажимного винта

1 480908

10 прокатной клети позволяет увеличить стойкость винта путем автоматического изменения количества поступающего масла в зону трения опоры в зависимости от режимов работы винта.

Формула изобретения

1. Опора полого нажимного винта прокатной клети, содержащая на фланце головки винта пяту, опирающуюся на подпятник, и систему их смазки, включающую воронку сбора масла, сообщающуюся с полостью винта наклонными отверстиями, радиальные и смазочные канавки на обоих торцах пяты, сквозные центральное и радиально расположенные вертикальные отверстия, соединяющие канавки, сапун, .установленный 2р в полости винта, а также диск, в котором выполнены периферийные вертикальные отверстия, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью увеличения стойкости опоры и исключения самоотвинчивания винта путем автоматического изменения количества поступающего из полости винта масла в зону трения опоры в зависимости от режимов работы винта, на торцах пяты 3р выполнены цилиндрические расточки, соединяющие радиальные и смазочные канавки между собой, при этом диск закреплен на пяте, выполнен с центральными отверстиями и снабжен до35 зирующими шаровыми клапанами, уста— новленпыми в периферийных вертикальных отверстиях, причем радиус сферы седла клапана больше радиуса шара, а внутри диска со стороны пяты выполнена ступенчатая цилиндрическая расточка, образующая с расточкой пяты накопительную полость дозатора, со.общающуюся с периферийными вертикальными отверстиями и с радиальными канавками пяты.

2. Опора по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что диаметр верхней ступени расточки полости дозатора выполнен не менее, чем в два раза меньше диаметра нижней ступени расточки, а суммарная площадь поперечных сечений сквозных вертикальных отверстий в пяте в 3,5 раза больше суммарной площади поперечных сечений центральных отверстий в диске, которая также равна суммарной площади поперечных сечений отверстий в шаровых клапанах дозатора.

3. Опора по гп. 1 и 2, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что в головке винта над диском выполнена расточка, диаметр которой равен трем четвертям наружного диаметра головки винта.

4, Опора по пп. 1-3, о т л и— чающая ся тем, что, сцелью предотвращения выпадения шаров из клапанов, над седлами установлены проволочные клетки.

1.1480908

A-4

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Zg

27

Составитель И. Зуев

Редактор С. Пекарь Техред М.Дидык Корректор М. Пожо

Заказ 2613/7 Тираж 460 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при rKHT CCCp

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

Zl

2ф