Стан холодной пилигримовой прокатки труб

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением ,в частности, к прокатному производству. Цель изобретения - повышение производительности путем снижения динамического момента на валу главного привода. Стан содержит стационарную рабочую клеть 1, привод вращения валков, механизм 9 возвратно-поступательного движения патрона 2 оправочного стержня 4 и винт 10 механизма подачи заготовки 5. Гайка 11 винта подачи размещена в каретке 12, несущей механизм 13 возвратно-поступательного движения патрона 2 заготовки. Механизмы возвратно-поступательного движения патронов 2 и 3 выполнены в виде принудительно вращаемых барабанных кулачков 14 и 15 с разными петлевыми пазами 16 и 17. Патроны снабжены роликами 18 и 19 и уравновешивающими ползунами с роликами. Ролики размещены в петлевых пазах барабанных кулачков со смещением роликов ползунов на 90° относительно роликов патронов в направлении вращения барабанных кулачков. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (l9) (10 (р 4 В 21 В 21/00

4 i 0ИМ0 А }! ЬЛЧЕСНМЛ - O } Utah

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4332251/31-02 (22) 23. 11. 87 (46) 07.07. 89. Бюл. Р 25 (71) Московский институт стали и сплавов (72) И.Н.Потапов, Г.Д.Стыркин, А.Н.Баранов и А.Н.Макаркин (53) 621.771.06-589.4(088,8) (56) Патент Англии Ф 1149822, кл, В 21 В 21/00, 1969, Авторское свидетельство СССР

1 144134, кл. В 21 В ? 1/00, 1961.

Авторское свидетельство СССР

lt 969341, кл. В 21 В 21/00, 1980. (54) СТАН ХОЛОДНОЙ ПИЛИГРИМОВОЙ

ПРОКАТКИ ТРУБ (57) Изобретение относится к обра.ботке металлов давлением, в частности к прокатному производству. Цель изобретения †повышение производительности путем снижения динамического момента на валу главного при2 вода. Стан содержит стационарную рабочую клеть 1, привод вращения валков, механизм 9 возвратно-поступательного движения патрона 2 оправочного стержня 4 и винт 10 механизма подачи заготовки 5. Гайка 11 винта подачи размещена в каретке 12, несущей механизм 13 возвратно-поступательного движения патрона 2 заготовки. Механизмы возвратно-поступательного движения патронов 2 н 3 выполнены в виде принудительно вращаемых барабанных кулачков 14 и 15 с разными петлевыми пазами 16 и 17.

Патроны снабжены роликами 18 и 19 и уравновешивающими полэунами с роликами. Ролики размещены в петлевых пазах барабанных кулачков со смещением роликов полэунов на 90 отное сительно роликов патронов в направ-, лении врещения барабанных кулачков.

5 ил.

1491594

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к прокатному производству, и касается усовершенствования стана холодной пилигриммовой прокатки труб.

Цель изобретения — повышение производительности путем снижения динамического момента на валу главного привода.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема стана, вид сверху; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б,на фиг. 2; 15 на фиг. 4 — разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 графики изменения динамических моментов М,, и М от сил

Э д инерции соответственно патрона стержня с оправкой и патрона заготовки, а также графики изменения ч динамических моментов М", и М от сил инерции соответственно первого и второго уравновешивающих ползунов, которые построены без учета сил трения в функции угла ч поворота барабанных кулачков.

Стрелкой Г показано направление вращения барабанных кулачков, стрел. кой Д вЂ” направление вращения рабочих валков, а буквами L и ш обозначены соответственно длина очага деформации металла и линейная величина порционной подачи заго овки за цикл прокатки.

Стан холодной пилигримовой прокат- 35 ки труб содержит стационарную рабочую клеть 1, патроны 2 и 3 соответственно оправочного стержня 4 и заготовки 5, главный привод б, кинематически связанные с ним привод 7 вращения валков 8, механизм 9 возвратно-поступательного движения патрона опраначнаго стержня и винт 10 механизма подачи заготовки, гайка 11 которого размещена в каретке 12, не- 45 сущей механизм 13 возвратно-поступательного движения патрона заготовки.

Механизмы воз в ратно-пос тупа тельного движения патронов выполнены в

50 виде принудительно вращаемьи барабанных кулачков 14 и 15 с разными петлеными пазами 16 и 17, при этом патроны снабжены роликами 18 и 19, размещенными в петлевых пазах, и уравновешивающими ползунами 20 и 21 с роликами 22 и 23, которые размещены в петлевых пазах кулачков со смещением относительно роликов патронон н направлении вращения барао банных кулачков на угол, равный 90 и масса каждого ползуна равна массе соответствующего патрона.

Главный привод соединен муфтой

24 с приводом вращения валков, ныходные валы которого связаны с валами рабочих валков при помощи муфт 25. Помимо этого, главный привод через трансмиссионный вал 26 и шестерни 27-29 соединен с валом 30, несущим барабанный кулачок и имеющим шлицы 31. Шестерни 28 и 29 насажены на налы 32 и 33, которые установлены в корпусе 34 на подшипниках 35 и 36. Шестерня 27 жестко закреплена на конце вала 30, установленного на подшипниках 37 и 38 в корпусе 34 и станине 39 рабочей клети.

Винт механизма подачи сняэан с валом 30 посредством сменных шестерен 40 и 4 1 и установлен в корпусе

34 и станине 39 на подшипниках 42 ,н 43.

Барабанный кулачок 15 соединен внутренними шлицами 44 с внешними шлицами 31 вала 30 и монтиронан на подшипниках 45 в каретке, которая размещена в направляющих 46. Патроны установлены в направляющих 47, а полэуны 20 и 21 — н направляюющих 48.

Шаги петлевых пазов 16 и 17 барабанных кулачков выполнены соответственно равными L u L + —.

Стан холодной пилигриманой прокатки труб работает следующим образом.

Главный привод 6 через трансмиссионный вал 26 и шестерни 27-29 рав- номерно вращает вал 30 в подшипниках 37 и 38, при этом валы 32 и 33, на которые насажены шестерни 27 и 28, вращаются соответственна н подшипниках 35 и 36.

Вал 30 приводит во вращение жестко установленный на нем барабанный кулачок 14 и сопряженный шлицами 14 с его шлицами 31 барабанный кулачок

15. Кулачок 15 вращается в подшипниках 45 каретки 12.

При вращении кулачков 14 и 15 их петлевые пазы 16 и 17 воздействуют соответственно на ролики 18 и 19 патронон 2 и 3 и на ролики 22 и 23 урав491 594

1 новешивающих ползунов 20 и 21, в результате чего патронам и ползунам сообщается возвратно-поступательное движение. Патрон оправочного стержня с зажатым в неи стержнем 7, на конце которого закреплена оправка, и патрон заготовки с удерживаемой им заготовкой 5 перемещаются в направляющих 47, а ползуны — в направляющих 48.

Одновременно с этим привод через муфту 24 приводит в движение привод

7 вращения валков 8, который известным образом преобразует равномерное вращение главного привода в неравномерное вращение рабочих валков стационарной рабочей клети 1, связанных с выходными валами этого привода посредствои муфт 25. Окружная скорость валков согласована в процессе деформирования заготовки на оправке с линейной скоростью их перемещения, а одному обороту валков соответствует один оборот барабанных кулачков и прямой и обратный ходы патронов, а также полэунов. Во время прямого хода, когда производится процесс деформирования заготовки на оправке рабочими ручьями валков, заготовка и оправка движутся в направ.= ленин вращения валков по стрелке Д.

Во время обратного хода, когда в очаге деформации проходят холостые зевы валков и осуществляется порционная подача заготовки путем ее смещения относительно оправки на величину m, заготовка и оправка движутся в направлении, обратном вращению валков.

Непрерывное вращение вала 30 через сменные шестерни 40 и 41 передается винту 10 механизма подачи заготовки, который, вращаясь в подшипниках 42 и 43, взаимодействует с гайкой 11 каретки 12. Каретка непрерывно движется к рабочей клети по направляющим 46, перемещая при этом барабанный кулачок 15 вдоль вала 30. Передаточное отношение сменных шестерен 40 и 41 соответствует повороту винта механизма подачи на определенный угол, значение которого удовлетворяет условию смещения. заготовки относительно оправки . на величину m за цикл прокатки.

Величина перемещения патрона справочного стержня как при прямом, так и обратном ходах их возвратнопоступательного движения, равна длине 1. очага деформации металла и обеспечивается соответствующей величиной шага петлевого паза 16 барабанного кулачка 14.

Патрон заготовки вместе с заготовкой участвуют в сложном движении, состоящем иэ возвратно-поступательного движения от барабанного кулачка и поступательного движения совместно с кареткой от непрерывно вращающегося винта механизма подачи.

Величина перемещения патрона заготовки как при прямом, так и обратном ходах возвратно-поступательного двиm жения, равна величине L + — шага

2 петлевого паза 17 барабанного кулачка 15, а величина их перемещения от винта подачи равна линейной величине m порционной подачи заготовки за цикл прокатки.

Во время обратного хода, занима25 ющего по времени половину цикла прокатки, оба движения патрона заготовки с заготовкой направлены в сторону рабочей клети и их полное перемещение равно сумме соответствующих

30 перемещений Ь + — и — т.е. L + — +

m ш ш

2 2 2

+ —..Величина перемещения оправки

2 за это время цикла составляет L.

Такии образом, во время обратного хода осуществлена подача порции заготовки путем ее смещения относительно оправки на величину m.

В процессе прямого хода движения патрона заготовки с заготовкой от барабанного кулачка и винта подачи направлены в противоположные стороны, а их полное перемещение, равное алгебраической сумме составляющих

45 р щ р д, ду щ

o p oM ° баз +@

2 2 вами, перемещения оправки и заготовки во время прямого хода равны межВб ду собой. Это означает, что при деформировании заготовки на оправке рабочими ручьями валков оправка и заготовка движутся синхронно согласно требованиям технологического про

ВВ цесса пилигримовой прокатки труб, Таким образом, выполнение барабанных кулачков 14 и 15 с различными шагаии петлевых пазов 16 и 17 обеспечивает непрерывное вращение

1491594

1О l5 винта подачи заготовки, что исключает проявление динамического момента на валу главного привода стана.

Характер движения уравновешивающего ползуна 21 аналогичен характеру движения патрона заготовки.

Петлевые пазы нарезаны на барабанных кулачках таким образом, что при равномерном вращении кулачков соответствующие патроны и полэуны перемещаются по косинусоидальному закону, т.е. их ускорения в возвратно-поступательном движении изменяются по закону косинуса.

Силы инерции патронов и ползунов, воздействующие на боковую поверхность петлевых пазов барабанных кулаков, тоже изменяются по косинусоидальному закону, а динамические моменты М, И, М, и М, возникающие на валу 30 от этих сил инерции, по закону синуса, при этом фаза изменения знака перечисленных динамических моментов соответствует углугС поворота барабанных кулачков, равного 90

На фиг. 5 приведены графики изменения динамических моментов от сил инерции возвратно-перемещаемых частей пилигримового стана, которые наглядно показывают полное уравновешивание одних динамических моментов другими непосредственно на валу вращения барабанных кулачков. Несколько большие значения М и М в процессе е ч обратного хода по сравнению с их текущими значениями во время прямого хода объясняются тем, что перемещения патрона заготовки и его уравновешивающего полэуна во время обратного хода больше их перемещений во время прямого хода на линейную величину ш порционной подачи заготовки.

Меньшие текущие значения М и М по сравнению с М, и М на протяжении всего цикла прокатки обусловлены тем, что масса патрона заготовки с заготовкой меньше массы патрона оправочного стержня со стержнем и оправкой, а соответственно масса урав25

50 новешивающего полэуна 21 меньше массы уравновешивающего полэуна 20.

Конструктивное исполнение предлагаемого стана холодной пилигримовой прокатки труб позволяет решить комплексную задачу исключения динамического момента на валу главного привода путем полного уравновешивания динамических моментов от сил инерции возвратно-перемещаемых частей стана и обеспечения непрерывного вращения винта подачи заготовки.

Это предопределяет повышение производительности пилигримового стана за счет увеличения его быстроходности, Формула изобретения

Стан холодной пилигримовой прокатки труб, содержащий стационарную рабочую клеть, патроны оправочного стержня и заготовки, главный привод, кинематически связанные с ним привод вращения валков; механизм возвратно-поступательного движения патрона оправочного стержня и винт механизма подачи заготовки, гайка которого размещена в каретке, несущей механизм возвратно-поступательного движения патрона заготовки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности путем снижения динамического момента на валу главного привода, механизмы возвратно-поступательного движения патронов выполнены в виде принудительновращаемых барабанных кулачков с разными петлевыми пазами, при этом патроны снабжены роликами, размещенными в петлевых пазах, и уравновешивающими ползунами с роликами, которые размещены в петлевых пазах кулачков со смещением относительно роликов патронов в направлении вращения барабанных кулачков на угол, о равный 90, а масса каждого полэуна равна массе соответствующего патрона.

1491594

1491594

Составитель В.Шаймарданов

Редактор Л. Гратилло ТехредА.Кравчук Корректор Т. Малец

Заказ 3794/13 Тираж 459 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, _#_-35, Раувская наб., д. 4/5

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

47

17

Pl(Я!

47 !