Прокатный стан

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к конструкциям прокатных станов для производства полосовых, сортовых, фасонных, в том числе высокоточных профилей с постоянным и периодическим по длине полосы сечением, и может быть использовано для производства рациональных заготовок деталей методами вальцовки, продольной и шаговой прокатки в условиях машиностроительных предприятий. Цель изобретения - увеличение выхода годного за счет стабилизации условий прокатки при одновременном упрощении конструкции и повышении стойкости валков и расширение сортамента. Возможность совместного перемещения рам 21 позволяет исключить буксование валков. Это обеспечит стабильные условия прокатки и повысит выход годного и стойкость валков. Установка реек, связанных паразитной шестерней 27, позволит за счет взаимного перемещения рам 21 и червяка 15 увеличить угол поворота валков за один рабочий ход, а также обеспечить более плавное изменение скорости. Это также повысит выход годного. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 21 В l /00 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ОРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (2)) 4627б08/31-02 (22) 27 . l 2 ..88 (46) 23.30.90. Бкж, 11" 39 (71) Челябинский политехнический институт им.Ленинского комсомола (72) В.В.Панов, В.Г.Шеркунов, В.С.Нагорнов и Б.В.Баричко (53) 621,771.2.0б(088.8) (56) Королев А.А. и др. Механическое оборудование прокатных цехов. М.:

Металлургия, 1953, с.123.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1423195, кл. В 21 В 1/00, 1986..SU» 1600867 A 1

2 (54) ПРОКАТНЬЙ СТАН (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к конструкциям прокатных станов для производства полосовых, сортовых, фасонных, в том числе высокоточных .. профилей, с постоянным и периодическим по длине полосы сечением, и может быть HcHQJIbsoBGHQ для производства рациональных заготовок деталей методами вальцовки, продольной и шаговой прокатки в условиях машиностроительных предприятий. Цель изоб1600867 ретения — увеличение выхода годного за счет стабилизации условий прокатки прй одновременном упрошении конструкции и повышении стойкости валков и расширение сортамента.. Возможность совместного перемещения рам 21 позваляет исключить буксование валков.

Это обеспечит. стабильные условия

Рабочая клеть 1 содержит смонтированные в подушках 4 и установленные в станине 5 валки б, устройства радиальной 7 и осевой 8 регулировки валков 6. На неприводных хвостовиках валков 6 насажены барабаны 9, взаимодействующие с колодками 10 регулируемых тормозных устройств, например колодочных тормозов 11.

25 Шестеренная клеть 3 содержит кор" пус 12, смонтированные в разъемных подушках 13 червячные колеса 14, взаимодействующие с расположенным между ними общим червяком 15, размещенным

ЗО в подвижной относительно корпуса 12 обойме 16 и соединенным посредством, например, предохранительной муфты (не показана) с валом электродвигателя (не показан). Разъемные подушки

13 смонтированы в корпусе 12 с возможностью перемещения по направляющим 17, ориентированным вдоль оси червяка 15. Для улучшения условий сборки червячных передач направляю4р щие 17 установлены в корпусе 12 и на съемной крышке 18 с возможностью регулируемого перемешения в направлении осей червячных колес 14, Крышки

19 разъемных подушек 13 снабжены цилиндрическими поверхностями 20, сопрягающимися с V-образными расточками рам 21, установленных на осях 22, симметрично расположенных относительно осей червячных колес 14 на жестко связанных между собой посредством траверсы 23 тягах 24. Тяги 24 сопрягаются с корпусом 1 2 с помошью подвижных в направлении оси червяка 15 соединений паз-выступ, а траверса ?3 соединена со штоком 25 двухполостного

55 гидр оцилиндр а 26 .

Внутренняя и боковая поверхнос ги соответственно одной иэ тя- 24 и обой мы 16 оборудовань, зубчатыми элеменИзобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к конструкциям прокатных станов для производства полосовых, сортовых, фа" сонных, в том числе высокоточных про@тлей с постоянным и периодическим по длине полосы сечением, и может быть использовано для производства рациональных заготовок деталей методами вальцовки, продольной и шаговой прокатки в условиях машиностройтельных предприятий.

Целью изобретения является увеличение выхода годного за счет стабилизации условий прокатки при одновременном упрощении конструкции средств регулировки скорости прокатки и повышении стойкости валков и расширение сортамента, На фиг, 1 изображена схема предлагаемого стана, вид по оси прокатки; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг.l. (положение червячных колес при сборке); на фиг, 3 — разрез А-А-на фиг.1 (положение червячных колес .в процессе прокатки); на фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг.2, на фиг. 5 — разрез

В-В на фиг. 4 (показано положение червяка и червячных колес при сбор- . ке);, на фиг. 6 — разрез В-В.на фиг.4 (положение червяка и черьячнь х колес, например, перед осуществлением рабочего хода гидроцилиндра); на фиг. 7 — вид Г на фиг, l .

Прокатный стан содержит рабочую клеть 1, шпинделя 2, шестеренную клеть 3 и электропривод стана (не показан), оборудованный предохранительной, например фрикционной, муфтой (не показана), ведомая полумуфта которой взаимодействует с регулируемым тормозньм устройством (не показано), например колодочным тормозом. прокатки и повысит выход годного и стойкость валков ° Установка реек, связанных паразитной шестерней 27, позволит эа счет взаимного перемещения рам 21 и червяка:, 15 увеличить угол поворота валков за один рабочий ход, а также обеспечить более плавное изменение скорости. Это также повысит выход годного, l з.п.ф-лы, 7 ил.

1600867 тами реек, кинематически связанных между собой с помощью паразитной шестерни 27, установленной на корпусе

12, а наружная поверхность другой тяги снабжена зубчатыми элементами, например треугольными шлицами, взаимодействующими со стопором 28 фиксатора 29, размещенного на корпусе

12.,Для угловой фиксации рам 21 одна из них оборудована диском 30, на цилиндрической поверхности которого выполнены зубчатые элементы, например треугольные шлицы, взаимодействующие со стопором 31 фиксатора 32, установленного на жестко связанном с тягой 24 кронштейне 33.

Фиксаторы 29 и 32 по своему конструктивному исполнению идентичны друг другу и включат в себя помимо упомянутых ранее стопоров 28 и 31 корпус 34, пружину 35 и электромагнит

36.

Для управления работой двухполост- ного гидроцилиндра 26 между разъемными подушками 13 червячных колес 14 и вертикальными стенками корпуса 12 установлены четыре конечных выключателя (не показаны).

Прокатный стан работает следующим образом.

Станина 5 с настроенными по .оси и высоте валками 6 и регулируемыми тормозными устройствами, например колодочными тормозами 11, и собранная известным образом шестеренная клеть 3 устанавливаются в линию рабочей клети. Шток 25 двухполостного гидроцилиндра 26 соединяется с траверсой 23, червяк 15 с помощью предохранительной, например фрикционной муфты — с валом электродвигателя, а червячные колеса 14 посредством шпинделей 2 — с приводными хвостовиками валков 6.

Включается электродвигатель и электромагниты регулируемых тормозных устройств, например, колодочных тормозов 11, и их колодки 10 прижимаются к барабанам 9, скрепленным с неприводными хвостовиками рабочих валков 6 с усилием, обеспечивающим выборку зазоров в кинематических цепях привода каждого из валков 6. В зависимости от взаимного р а сположения периодов на противорасположенных валках G с изменением силы тока в соответствующем электромагните регулируемого тормозного устройства. например колодочного тормоза И, увеличивается усилие прижатия колодок 10 к барабану 9, а стопор 31 фиксатора 32 выводится из зацепления с треугольными шлицами, выполненными на жестко связанном с рамой 21 диске 30.

При этом в связи с неравенством тормозных моментов на барабанах 9 усилия

1р на линиях контакта цилиндрических поверхностей 20 крышек 19 с V-образными расточками рам 21 также становятся не равными друг другу. В резуль. тате рамы 21 поворачиваются на осях

15 22 в направлении большего усилия, при этом одно из червячных колес 14 притормаживается, а другое колесо 14 получает большую по сравнению с начальной угловую скорость. По завершении совмещения периодов противорас.положенных валков 6 отключением электромагнита 36 фиксатора 32 стопорят рамы 2! от произвольного поворота, а изменением силы тока в электромагни25 те колодочного тормоза 11 усилие прижатия колодок 10 к барабану 9 корректируют до величины, обеспечивающей выборку зазоров в кинематической цепи привода соответствующего валка 6.

30 Одновременно включают двухполостной гидроцилиндр 26 и электромагнит 36 фиксатора 29, при этом стопор 28 выводится из зацепления с треугольны1 ми шлицами, выполненными на одной из тяг 24. В результате рамы 21, соединенные мэ.--.,ду собой с помощью тяг

24 и траверсы ?5, а следовательно, и червячные кол ca 4 и червяк 15, обойма которого кинематически, посред40 ством паразитной шестерни 27 и зубчатых элементов реек, выполненных на обойме 16 и тяге 24, связана с последней, устанавливаются в начальном положении (фиг. 6), 45 Включением колодочного тормоза, взаимодействующего с ведомой предохранительной полумуфтой, например, фрикционной, соединяющей червяк 15 и вал электродвигателя, стопорят валки

50 6 в положении, обеспечиваюшем получение заданного количества периодов на. прокатанном профиле, и подают заготовку в очаг деформации. Далее плавным изменением скорости осевого

55 перемещения штока 25 гидроцилиндра

26, а следовательно, осевого перемещения червячных колес 14 и червяка 15 (червяк 15 не вращается) осуществляют захват полосы валками 6 и установ1 600867 ку угловой скорости валков б (рабочей угловой скорости валков 6} при осуществлении формоизменения полосы в установившейся с гадин процесса про- 5 катки (червяк 15 и червячные колеса

14 в установившейся стадии процесса прокатки зафиксированы от осевых пе" ремещений, а колодочный тормоз электропривода стана отключен) . Если 10 суммарная величина осевых перемещений червячных колес 14 и червяка 15 на протяжении одного цикла работы двухполостного гидроцилиндра 26 (например, прямого хода поршня) не обес- 15 печивает исключение буксования валков в процессе захвата полосы, то непрерывное регулирование скорости прокатки может выполниться на про" тяжении любого количества циклов. 20

4я пояснения данного положения рас" смотрим последовательность операций по управлению работой привода стана, Например, на протяжении двух циклов работы двухполостного гидроцилиндра

26 (прямого и обратного), По окончании прямого хода поршня в момент срабатывания конечных выключателей, установленных между подушками 13 и вертикальными стенками кор- З0 пуса 12, рабочая жидкость подается в другую полость двухполостного гидроцилиндра 26, при этом с помощью соответствующей управляющей гидроаппаратуры скорость перемещения 35 поршня в момент начала обратного хода устанавливается равной скорости

0 перемещения поршня в момент завершения его рабочего хода, обеспечивающей в два раза меньшую по сравнению 40 с рабочей угловую скорость валков 6, и на протяжении обратного. хода скорость поршня плавно уменьшается до нуля, Одновременно с переключением гидроцилиндра на обратный ход коло- 45 дочный тормоз электропривода стана отключается и червяк 15 от электродвигателя приводится во вращение с постоянной угловой скоростью..Таким образом, угловая скорость червячных 50 колес 14 (валков 6) при обратном ходе поршня определяется как угловой скоростью червяка 15, так и скоростью перемещения червячных колес

14 и червяка 15 в направлении оси последнего. Плавное уменьшение скорости перемещения поршня при его обратном ходе обеспечивает плавное увеличение угловой скорости валков

6 при вращающемся с постоянной угловой скоростью червяка 15. В результате этого достигается непрерывное на протяжении двух циклов работы двухполостного гидроцилиндра 26 плавное регулирование скорости прокатки. Причем непрерывный характер регулирования скорости прокатки в момент переключения двухполостного гидроцилиндра 26 обеспечиваетсй известным образом, например системой управления электромагнитным устройством колодочного тормоза электропривода стана, Выполнение регулирования скорости прокатки в процессе формоизменения периодической полосы для исключения буксования валков при увеличении величины обжатия полосы производится при постоянно вращающемся червяке за счет осуществления, например, обратного хода поршня, а увеличение скорости прокатки при уменьшении величины обжатия полосы — прямого хода поршня. В результате в процессе формоизменения полосы поршень совершает возвратно-постчпательные перемещения, число которых равно количеству периодов на готовом профиле.

Последовательность операций по управлению работой привода стана при осуществлении способа шаговой прокат" ки идентична последовательности операций по управлению работой привода стана при регулировании скорости прокатки в момент захвата полосы валками за исключением того, что как прямой, так и обратный ход поршня, осуществляются при отключенном электроприводе стана и включенном его колодочном тормозе, Деформацию рациональных заготовок деталей, длина которых соизмерима с периметром рабочей поверхности валка б, наиболее целесообразно осуществлять с помощью гидропривода стана возвратно-поступательныжт перемещениями поршня двухполостного гидро. цилиндра 26. Непрерывный характер деформации заготовок при изменении

-направления перемещения поршня обеспечивается за счет соответствуюшего согласования скоростей противонаправленных перемещений червяка 15 и червячных колес 14 (скорости перемешения поршня) с угловой скоростью червяка.

При прокатке заготовок деталей, 1 600867

10 длина которых не превьппает величины

2 $h, где — коэффициент вытяжки прокатываемой заготовки, h — длина хода поршня, холостого хода нет, так как изменение направления перемещения поршня не влияет на направление вращения валков 6.

Операции по управлению работой привода стана в процессе осуществления способа шаговой деформации, вальцовки, формоизменения периодических профилей и т.п., заключающиеся в регулировании скорости прокатки за счет согласования скорости перемещения поршня и угловой скорости вращения червяка 15 могут при необходимости выполняться одновременно по раздельной регулировке угловых скоростей валков 6, например при осуществлении асимметричных процессов прокатки, характеризующихся переменной в процессе формоизменения полосы величиной рассогласования скоростей. противорасположенных валков 6.

Положительный эффект, достигаемый, использованием описанного технического решения по сравнению с известным, состоит в повьппении выхода годного при одновременном упрощении конструкции и повьппении стойкости валков и расширении технологических возможностей.

Повышение выхода годного и увеличение стойкости валков обеспечиваются стабилизацией условий прокатки, а именно исключением буксования валков, которое, например, при одноt проходной прокатке периодических прот лей приводит к несоответствию расстояний между периодами на ряде участков прокатанной полосы заданным, а при многопроходной прокатке периодических профилей — к полной отбраковке прокатанной полосы, и обуславливает повьппенный интенсивный износ рабочих поверхностей валков.

Упрощение конструкции достигается простотой исполнения средств регулирования скорости прокатки, сушественным снижением установочной мошности привода стана, минимизацией устройств фиксации средств регулирования скорости валков и унификацией деталей шестеренной клети.

Данное техническое решение позволяет расширить технологические возможности стана путем использования средств перемещения рам и червяка в

15 лосы сечением, в условиях машиностро20 ительных предприятий. имодействующих своими Ч-образными расточками с цилиндрическими поверхно40 стями подушек червячных колес при этом оси поворота рам размещены меж45

55

35 качестве главного привода стана для производства рациональных периодических заготовок деталей, длина которых меньше периметра рабочей по-. верхности валка, например для осущеставления способа шаговой деформации заготовок, вальцовки и т.д.

Изобретение позволяет повысить выход годного в зависимости от маркопрофилесортамента и монтажности партий на 2-1 27.

Изобретение использовано в техническом проекте прокатного стана, предназначенного для специализированного участка прокатки для производства рациональных заготовок деталей, в том числе с переменным по длине по Формула изобретения

1. Прокатный стан, содержащий рабочую клеть с регулируемыми по оси и высоте валками, смонтированные на подушках рабочих валков регулируемые тормозные устройства, шпиндельные соединения и шестеренную клеть, включающую в себя корпус со смонтированными в подушках червячными колесами, взаимодействующими с расположеннйм между ними общим червяком, механизм противонаправленного в направлении оси червяка перемещения червячных колес в виде рам, установленных с возможностью поворота на осях IIQ обе стороны от шестеренной клети и взаду колесами в плоскости их осей, а одна из подушек червячных колес снаб" жена устройством ее фиксации относительно корпуса шестеренной клети, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода годного эа счет стабилизации условий прокатки при одновременном упрощении конструкции средств регулировки скорости прокатки и повышении стойкости вал-, ков и расширения сортамента, оси рам смонтированы на жестко связанных между собой тягах с возможностью совместного в направлении оси червяка перемещения и оборудованы приводным гидроцилиндром, а также устройствами их фиксации от поворота и осевых перемещений.

11

1600867 12

2, Стан по и. 1, о т л и ч а ю — скорости прокатки, червяк и тяги шийся тем, что, с целью дальней- снабжены рейками, кинематически свяmего увеличения выхода годного за занными паразитной, шестерней устаФ счет более плавного регулирования новленной в корпусе шестеренной клети, f8

1б003б7

17 12

1600867

1600367

Bud/

Фиг. 7

Составитель Г.Ростов

ТехРед М.Ходанич

Р едак тор Л . Гр атилл о

Корректор С.Шевкун

Заказ 3233 Тираж 407 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно †издательск комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101