Прокатный стан

 

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к конструкциям волновых прокатных станов с автоматическим согласованием крутящего момента приводного двигателя с моментом прокатки, и может быть использовано на металлургических и машиностроительных заводах преимущественно для листовой прокатки труднодеформируемых заготовок. Цель изобретения - повышение экономической эффективности работы прокатного стана. Скорость вращения ротора-поршня 39 регулируется заслонкой регулятора 12. Гидронасос 13 связан гидромагистралями 28 и 29 со станом. Рукояткой 30 управляют и регулятором 12 и кулачком 27, связанным с распределителем 25. Смещение распределителя 25 сказывается на растягивающем усилии пружины 24. Это влечет перемещение рейки 20 влево, если усилие пружины увеличивается и вправо под влиянием реактивного момента редуктора 16. В зависимости от этого срабатывает распределитель 15, который воздействует на гидроцилиндр 14, связанный с гидронасосом 13. Под действием гидроцилиндра 14 кольцо 56 поднимается или опускается, уменьшая или увеличивая подачу гидронасоса 13. Изменение его работы сказывается на работе стана. Это прямое регулирование работы стана. Возможен обратный вариант. Возрастание усилий прокатки вызывает возрастание давления в гидромагистрали 28. Это влияет на положение кольца 56 и далее по цепочке, обратной описанной выше. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (д) 4 В 21 В 13/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д BTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

MPH ГКНТ СССР в (21) 4329345/23-02 (22) 18. 11 . 87 (46) 30.08.89. Бюл. ¹ 32 (75) В.П. коротков (53) 621. 771. 2. 06 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР . № 1117096, кл. В 21 В 13/20, 1983.

Авторское свидетельство СССР и 1174106, кл. В 21 В 13/20, 1984.

„,ЯО, 5ОЗ907 А

2 (54) ПРОКАХНЬЙ СТАН (57) Изобретение относится к прокатному производству, а именчо к конструкциям волновых прокатных станов с автоматическим согласованием крутящего момента приводного двигателя с моментом прокатки, и может быть использовано на металлургических и машиностроительных заводах преимуI

3 1503907 и r ..твс ««о для листовой прокатки труд-«одеформируемых зоготовок. Цель изобрете«и» — повьппепие экономической эффективности работы прокатного ста«а. Скорость вращения ротора-поршня

39 регулируется заслонкой регулятора 12. Гидро«асос 13 связан гидромагистралями 28 и 29 со станом. Рукояткой 30 управляют и регулятором

,2,и кулачком 27, связанным с распределителем 25. Смещение распределителя 25 сказывается на растягивающем усилии пружуны 24. Это влечет перемещение рейки 20 влево, если уси-15 лие пружины увеличивается, и вправо под влиянием реактивного момента редуктора 16. В зависимости от этого срабатывает распределитель 15, который воздействует ыа гидроцилиндр 14, связанный с гидронасосом 13. Под действием гидроцилиндра 14 кольцо

56 поднимается или опускается, уменьшая или увеличивая подачу гидронасоса 13. Изменение его работы сказы" вается на работе стана ° Это прямое регулирование работы стана. Возможен обратный вариант, Возрастание усилий прокатки вызывает возрастание давления в гидромагистрали 28.

Это влияет на положение кольца 56 и далее по цепочке, обратной описанной вьппе. 3 ил.

Изобретение относится к прокат-. ному производству, а именно к конст— рукциям волновых прокатных станов с автоматическим согласованием крутя25 щегo момента приводного двигателя с моментом прокатки, и может быть использовано на металлургических и мапп1«остроительных заводах преимущест"-.å«íî для листовои прокатки трудноЗС деформируемых заготовок.

Целью изобретения является повыше«ие экономической эффективности работы прокатного стана.

Ка фиг.1 изображен предлагаемый стан, обуй вид, поперечный разрез;

ыа фиг.2 — фрагмент предлагаемого стана, продольный разрез; на фиг.3 гидромехаыическая схема регулирова40 ния предлагаемого прокатного стана.

Прокатньг стан содержит неподвижную станину 1 с размещенными в ней

С-образным профилированным вкладышем 2 и нажимными элементами 3 и 4, охватывающими кулачковый генератор

5 бегущих волн деформации, несущий рабочие валки б, и образующими вместе с боковыми крьппками 7 и 8 по крайней мере две камеры 9 и 10 переменного объема, размещенные вдоль С-образ- 50 ного профилированного вкладыша 2, и приводной двигатель 11 с регулятором

12 крутящего момента.

Для повьппения экономической эффек55 тивности работы прока.тного стана он снабжен гидронасосом 13 с регулятором подачи в виде гидроцилиндра 14 с распредепителем 15, редуктором 16, установленным балансирно и связанным с выходным валом 17 приводного двигателя 11 и потором 18 гидронасоса

13, установленной на роликовых опорах 19 зубчатой рейкой 20, кинематически связанной посредством шестерни

21 с корпусом 22 редуктора 16 и соединенной с распределителем 15 гидроцилиндра 14, и рычагом 23, конец ко— торого кинематически связан через пружину 24 с зубчатой рейкой 20 и с регулятором 12 крутящего момента через распределитель 25 гидроцилиндра

26 и программирующий кулачок 27, при этом гидронасос 13 посредством прямой 28 и обратной 29 гидромагистралей сообщен с камерами 9 и 10 переменного объема станины 1. Предусмотрен также ручной орган 30 управления регулятором 12 крутящего момента. !

Прокатный стан имеет также моталки 31 и 32 и отклоняющие ролики 33.

Рабочие валки 6 охвачены жестким кольцом 34. Кулачковый генератор 5 бегущих волн деформации смонтирован в подшипниковых опорах 35 и 36.

Приводной двигатель 11 выполнен в виде роторно-поршневой машины внутреннего сгорания и содержит связан«ый с выходным валом 17 эксцентриковый вал 37, на котором посредством подшипника 38 установлен треугольный ротор-поршень 39 с сиыхронизирующими шестернями 40, охваченный двухэпитрохоидыой рабочей камерой 41, впускной 42 и выпускной 43 патрубки, свечу 44 зажигания и прерыватель 45.

1503907

Регулятор 12 крутящего момента выполнен в виде установленной во впускном патрубке 42 поворотной заслонки, изменяющей подачу топливовоэдушной смеси в двухэпитрохоидную рабочую камеру 41. Профиль программирующего кулачка 27 подобран экспериментально таким образом, чтобы приведенный к выходному валу 17 приводного двигателя 11 момент нагрузки от ротора

18 гидронасоса 13 соответствовал оптимальному числу оборотов. Редуктор

16 выполнен волновым и содержит гибкое колесо 46, жесткое колесо 47 и генератор 48 бегущих волн деформации, кинематически связанный с -вы" ходным валом 17 приводного двигателя 11 посредством зубчатых муфт 49 и

50 и шпинделя 51. Выходной вал 52 редуктора 16 кинематически связан с ротором 18 гидронасоса 13 посредством зубчатых муфт 53 и 54 и шпинделя 55.

Гидронасос 13 содержит статорное кольцо 56 с направляющими 57 и 58, смещение которого относительно оси ротора 18 регулируется посредством первого гидроцилиндра 14, что позволяет изменять подачу гидронасоса

13 в широких пределах от минимального значения при холостом ходе прокатного стана, когда статарное кольцо 56 смещено вверх, до максимального значения при работе приводного двигателя 11 по внешней скоростной характеристике и максимальном значении мемента прокатки стана, когда статорное кольцо 56 смещено вниз.

В радиальных прорезях 59 ротора 18 размещены с возможностью возвратнопоступательного перемещения вытеснительные пластины 60, образующие рабочие камеры 61 гидронасоса 13. В качестве рабочей жидкости гидронасоса

13 при высоких рабочих температурах могут быть использованы синтетические жидкости на кремнийорганической основе..

Прокатный стан функционирует следующим образом.

После задачи заготовки одним из известных способов прокатываемый металл образует внутри станины 1 деформационную петлю С-образной формы, охватывающую жесткое кольцо 34 по наружной поверхности. Производится запуск приводного двигателя 11 в соответствии с заданным режимом.

В приводном двигателе 11 осушествляется термодинамический цикл, результатом которого является трансфортация топлива, которое в распыленном состоянии в виде топливовоздушной ,смеси поступает в двухэпитрохоидную рабочую камеру 41 через впускной патрубок 43 и регулятор 12 крутящего момента. В сжатом состоянии топливовоздушная смесь периодически поджигается свечой 44 зажигания, управляемой прерывателем 45. В прецессе расширения продуктов сгорания топлива и горячего воздуха на треугольном роторе-поршне 39 возникает крутящий момент, передаваемый через синхронизирующие шестерни 40 и эксцентриковый вал 37 выходному валу 17 и далее через зубчатые муфты 49 и 50 и шпиндель 51 генератору 48 бегущих волн деформации редуктора 16. Отработавшие газы удаляются через выпускной потрубок 43.

В редукторе 16, благодаря взаимодействию бегущих волн деформации гибкого колеса 46 с жестким колесом 47, происходит трансформация крутящего момента, передаваемого с выходного вала 52 через зубчатые муфты 53 и 54 и шпиндель 55 ротору 18 гидронасоса

13. Вследствие вращения ротора 18 в рабочих камерах 61, расположенных слева от вертикальной плоскости, создается нагнетание, а справа — разрежение. Возникает разность давлений, и рабочая жидкость по прямой гидромагистрали 28 поступает под высоким давлением в левую камеру 9 переменного объема станины 1, а из правой камеры 10 переменного объема станины

1 - в обратную гидромагистраль 29 под пониженным давлением. В результате кулачковый генератор 5 бегущих волн деформации приводится во вращение. При этом объем левой камеры 9 переменного объема увеличивается, а объем правой камеры 10 переменного объема уменьшается. Кулачковый генератор 5 бегущих волн деформации вращается по часовой стрелке, а жесткое кольцо 34 вращается против часовой стрелки, обеспечивая волновую прокатку, при этом прокатываемый металл движется с правой моталки 3 1 на левую моталку 32 и происходит его обжатие в рабочем калибре, образованном наружной поверхностью жесткого

1503907 кольца 34 и внутренней рабочей поверхностью С-образного профилированного вкладьпна 2.

В установившемся режиме крутящий момент приводного двигателя равен

5 моменту прокатки, приведенному к выходному валу 17, и приводной двига". тель 11 настроен на оптимальное число оборотов частичной скоростной характеристики, заданной положением поворотной заслонки регулятора 12 крутящего момента. Посредством программирующего кулачка 27, радиус n i5 филя которого соответствует оптималь- . ному числу оборотов, и отслеживающего его профиль распределителя 25 гидроцилиндра 26 пружина 24 через конец рычага 23 получает определенное растяжение и через зубчатую рейку 20 и 20 шестерню 21 создает на корпусе 22 редуктора 16 усилие, направленное вле-, во и соответствующее ее упругой характеристике. Это усилие уравновешивается постоянным реактивным момен- 25 том на корпусе 22 редуктора 16, соответстующим установившемуся числу оборотов, и зубчатая рейка 20 вместе с распределителем 15 гидроцилиндра. 14 остаются неподвижньки. Подача гидронасоса 13 пфи этом соответствует некоторому среднему значению.

При необходимости увеличения скорости прокатки органом 30 управления поворотная заслонка регулятора 12

35 крутящего момента приоткрывается и подача топливовоздушной смеси в двухэпитрохоидную рабочую камеру 41 уве" личивается. Величина усилия пружины 40

24, прикладываемого к корпусу 22 редуктора 16, увеличивается при пока неизменном реактивном моменте на корпусе 22 редуктора 16. Поэтому распределитель 15 гидроцилиндра 14..сме- 45 щается влево, и статорное кольцо 56 опускается. Подача гидронасоса 13 увеличивается, и нагрузка на выходной вал 17 приводного двигателя 11 повьппается. Возрастает скорость прокатки и реактивный момент на корпусе 22 редуктора 16 повьппается. Распределитель 15 гидроцилиндра 14 перемещается вправо и останавливается, занимая новое положение, когда сила растяжения пружины 24 уравновешивается реактивным моментом. Приводной двигатель оказывается настроенным на оптимальное число оборотов более высокой частичной скоростной характеристики.

При необходимости уменьшения скорости прокатки органом 30 управления поворотная заслонка регулятора

12 крутящего момента прикрывается и подача топливовоздушыой. смеси в двухэпитрохоидную рабочую камеру 41 уменьшается. Величина усилия пружины 24, прикладываемого к корпусу. 22 редуктора 16, уменьшается при пока неизменном реактивном моменте на корпусе 22 редуктора 16. Поэтому распределитель 15 гидроцилиндра 14 смещается вправо и статорное кольцо.56 поднимается вверх. Подача гидронасоса 13 уменьшается и нагрузка на выходной вал 17 приводноro двигателя

11 снижается. Уменьшается скорость прокатки и реактивный момент на корпусе 22 редуктора 16 снижается, Распределитель 15 гидроцилиндра 14 перемещается влево и останавливается, занимая. новое положение, когда сила растяжения пружины 24 уравновешивается реактивным моментом. Приводной двигатель 11 оказывается настроенным на оптимальное число оборотов более низкой частичной скоростной характеристики.

Если при неизменном положении поворотной заслонки регулятора 12 крутящего момента момент прокатки в силу каких-либо причин увеличивается, то усилие на зубчатой рейке 20 от реактивного момента на корпусе 22 редуктора 16 превышает в данном случае неизменное усилие растяжения пружины 24 и зубчатая рейка 20 смещается вправо. Распределитель 15 гидроцилиндра 14 смещается вправо и статорное кольцо 56 поднимается. Подача гидронасоса 13 уменьшается и нагрузка на выходной вал 17 приводного дви— гателя .11 снижается. Уменьшается скорость прокатки, и реактивный момент на корпусе 22 редуктора 16 снижается. Распределитель 15 гидроцилиндра

14 перемещается и останавливается, занимая новое положение, когда сила растяжения пружины 24 уравновешивается реактивным моментом. Приводной двигатель 11 продолжает работать при оптимальном числе оборотов заданной частичной скоростной характеристики, несмотря на увеличение момента прокатки, так как в силу

1503907

l0 уменьшения подачи гидронасоса 13 момент прокатки, приведенный к выходному валу 17, оказывается равным крутящему моменту приводного двигателя 11.

Если при неизменном положении поворотной заслонки регулятора 12 крутящего момента момент прокатки в силу каких-либо причин уменьшается, то усилие на зубчатой рейке 20 от реактивного момента на корпусе 22 редуктора 1б становится меньше неизменного в данном случае усилия растяжения пружины 24 и зубчатая рейка 20 смещается влево. Распределитель 15 гидроцилиндра 14 смещается влево и статорное кольцо 56 опускается, Подача гидронасоса 13 увеличивается, и нагрузка на выходной вал 17 привоцного двигателя 11 повышается. Увеличивается скорость прокатки, и реактивный момент на корпусе 22 редуктора 16 повышается. Распределитель 15 первого гидроцилиндра 14 перемешается и останавливается, занимая новое положение, когда сила растяжения пружины

24 уравновешивается реактивным моментом. Приводной двигатель 11 продолжает работать при оптимальном числе оборотов заданной частичной скоростной характеристики, несмотря на уменьшение момента прокатки, так как в силу увеличения подачи гидронасоса 13 момент прокатки, приведенный к выходному валу 17, оказывается равным крутящему моменту приводного двигателя 11.

Таким образом, предлагаемый про- катный стан обеспечивает работу приводного двигателя 11 при оптималь— ном числе оборотов заданной частичной скоростной характеристики при изменениях в широких пределах как скорости прокатки, так и момента прокатки. Работа приводного двигателя 11 в оптимальном режиме при различных режимах прокатки характеризуется мак10

Формула

25 повьппения экономической эффективнос30 ти его работы, он снабжен связанным

45 симальным термическим КПД осуществляемого термодинамического цикла и минимальной цикловой подачей жидкого топлива. Это повышает ресурс работы привбдного двигателя 11, сокращает простои прокатного стана из-за профилактических ремонтов приводного двигателя 11 и снижает потребление жидкого топлива, что существенно повьппает экономическую эффективность работы прокатного стана. изобретения

Прокатный стан, содержащий неподвижную станину с размещенными в ней

С-образным профилированным вкладышем и нажимными элементами, охватывающими кулачковый генератор бегущих волн деформации, несущий рабочие валки, и образующими вместе с боковыми крышками по крайней мере две камеры переменного объема, размещенные вдоль С-образного профилированного вкладьппа, и приводной двигатель с регулятором крутящего момента, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью с камерами переменного объема станины посредством прямой и обратной магистралей роторным гидронасосом, рецуктором, связывающим ротор гидронасоса с упомянутым двигателем, кинматически связанной с корпусом гидронасоса зубчатой рейкой, установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения, и двумя управляющими гидроцилиндрами, оборудованными распределителями, при этом один из гидроцилиндров связан с гидронасосом, а его распределитель кинематически связан с одним из концов рейки, другой гидроцилиндр кинематически связан с другим концом рейки, а его распределитель оборудован кулачком, который связан с регулятором крутящего момента двигателя.

1503907

Фиг.2

Составитель Г.Ростов

Редактор Т.Парфенова Техред M° . Моргентал Корректор М.Самборская

% Ь

Заказ 5181/11 Тираж 459 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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