Дрессировочный стан

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при проектировании новых и реконструкции действующих дрессировочных станов для производства полос в рулонах. Цель изобретения - стабилизация процесса дрессировки и работы стана путем снижения колебательных процессов в оборудовании стана. Для устранения резонансных режимов необходимо, чтобы частоты собственных колебаний входящих в стан механизмов были разнесены на 10-30%. Иначе колебания моментов сил упругости в оборудовании резко возрастают. Это ведет к появлению дефектов на прокате (ребристость, продольные полосы). Расчет элементов оборудования стана, выполненный по предложенным зависимостям, позволяет резко снизить, а в отдельных случаях и устранить взаимное колебательное влияние смежных приводов, что приводит к стабилизации процесса дрессировки металла. 3 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 В 21 В 1/22, 35/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГННТ СССР (21) 4650462/27-02 (22) 15,02 ° 89 (46) 30 ° 12 ° 90 ° Бюл, У 48 (71) Институт черной металлургии и Производственное объединение

"Уралмаш" (72):В,В Веренев,:О.Н Кукушкин, :Б,Я.Орлов,:Е,Г,Зиновьев,:Е;В Pедькин, :В Р Бабкин и:В Н.Поносов .(53) 621 ° 771,2 06 88(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1404127, кл. В 21 В 13/00, 1986, Королев:А.А, Механическое обору» доваиие прокатных и трубных цехов .М.: Металлургия, 1987,:с 334, рис. UIII!13 (54) ДРЕССИРОВОЧНЫЙ СТАН (57) Изобретение относится к прокат ному производству и может быть ис пользовано при проектировании новых и реконструкции действующих дрессиро

Изобретение относится к прокатно му производству и может быть использовано при проектировании новых и ре конструкции действующих дрессировоч ных станов для производства полос в рулонах

Цель изобретения - стабилизация процесса дрессировки и работы стана путем снижения колебательных процес» сов в оборудовании стана, В

На фиг,1 схематически изображен двухклетевой дрессировочный стан; на фиг 2 осциллограммы крутильных колебаний в линии привода известного

2 вочных станов для производства полос в рулонах, Цель изобретения стабилизация процесса дрессировки и рабо ты стана путем снижения колебатель ных процессов в оборудовании стана.

Для устранения резонансных режимов необходимо, чтобы частоты собственных колебаний входящих в стан меха низмов были разнесены на 10-30Х Ина че колебания моментов сил упругости в оборудовании резко возрастают Это ведет к появлению дефектов на прока" те (ребристость, продольные полосы).

Расчет элементов оборудовайия стана, выполненный по предложенным зависи»1 мостим, позволяет резко снизить, а в отдельных случаях и устранить вза имное колебательное влияние смежных приводов, что приводит к стабилизации процесса дрессировки металла, -3 ил,1 табл ° дрессировочного стана; на фиг 3 расчетные осциллограммы крутящих мо ментов в приводных линиях стана, Дрессировочный стан содержит по» следовательно расположенные разматы ватель 1, первую 2 и вторую 3 рабо» чие клети, моталку 4, индивидуаль ные приводы 5, содержащие валы 6.

Стан работает следующим образом, Вращательное движение от приводов

5 через валы 6 передается рулонам 7

° раэматывателя 1 и моталки 4, а также валкам первой 2 и второй 3 клетей

При этом прокатываемая полоса посту

1616727 " а ет с рулона разматывателя в клети и 3, а затем на моталку:4, Поскольку длины и диаметры валов выполнены исходя из предлагаемых соотношений собственные частоты ко

Лебаний приводных линий оказываются азнесенными на 10 ЗОЖ» При рабочей орости дрессировки одновременные олебания в приводах агрегатов не озникают, их взаимовлияние через олосу существенно снижается» Влия е такого воздействия, как эксцент иситет рулона на разматывателе илн оталке, валков клетей, биение шпин елей, также уменьшается» Поэтому в стане стабилизируется процесс дрес сировки и работа оборудования, Предложенные зависимости получены следующим образом»

Во время работы известного двух етевого дрессировочного стана в алах приводных линий разматывателя, етей и моталки возникают колеба сия момента сил упругости Причиной

Их является, в частности, эксцентри ситет рулона на разматывателе или

Моталке, а также прокатных валков»

Ва основании экспериментальных иссле сований установлено, что амплитуда колебаний момента в дрессировочных .станах существенно увеличивается,ког ла частота собственных колебаний ли нии привода совпадает с оборотной

:частотой вращения рабочих валков,, рулона разматывателя или моталки,,или кратна оборотной частоте»

Наиболее тяжелым является случай, когда i процессе дрессировки повы шенйые колебания моментов происходят ,одновременно в разматывателе, .клетях и моталке., Колебания моментов, в свою очередь, являются причиной воз.буждения вибраций в опорах валков, соединительных валов, станинах редукторов, клетей, разматывателя и мЬталки.

Условием усиления амплитуды коле бательных процессов является совпа дение собственных частот приводных линий разматывателя t14, первой р и второй 6 клетей и моталки P4 . 1 = 2 = ф = (Ф. (1)

Чтобы ослабить взаимное влияние смежных приводов, необходимо, чтобы их собственные частоты отличались.на

10-ЗОХ друг от друга. Вводя в (1) не обходимые коэффициенты, обеспечиваю щие разнос частот, после преобразова« ний получают следующие соотношения:

1 (4 — (2- 2 )4 ) 4 1 4 4

К,К - P и K2K4PZ) 4 ( 3- (4- 2 4 б Ъ ° (2) 10

Линию привода разматывателя, кле ,.тей и моталки достаточно представить в виде двухмассовой расчетной схемы: электродвигатель с моментом инерции

Q4 промежуточный вал, обладающий приведенной податливостью е, рулон (разматывателя, моталки) или валковая система клети с моментом инерции

Собственные частоты 34 яриьодных линий определяются согласно из..-ест ной эавчсимости — т

) е; где Q приведенный к механизму мо

14 мент инерции электродвига теля „

Ц момент инерции рулона раз й4 ° матывателя, моталки или валковой системы клети; е 4, приведенная податливость валов приводных линий, определяется по известным зависимос тям

4 е =М вЂ” Ь

4 Де 1-44114- длина и диаметр валов;

%=1, 215х х10" .м /т- постоянная величина, 50

Подс авл ют выражения (53 и (д) в (2) и (3), избавляются от радика лов и получают окончательные выра жекия .

4 4 рф

1(, А F P. (6)

4у 4 " 1 2, »ь 4 ! ф

При этом, ЕСЛИ P4 P P2»

15 e H t-44 (2

ЕСЛИ 4 2 3 если Pg (f3y! 1

P /Pg ФК4 -1 9

= К,1 "Р /Р()

1 4

У t + 3 44

Б б Т 43

1» (6) D4.

Аа г

Ф

К1 КЗ K5Lз р4 (->A

- ь з з

П4

А л

1616727

D4 г- 41.

А1 К2 К L А5, Ф

D4 г

1г А

А2

4 >+ г

Кф — 1

Lz Ai (ба)

Аг

1, К

45 при этом, D4 4П

A;y — A, то К > если — А, (- — А, то К ф Ф если — А — А, то К з з если — А2(— A, то К - =

2 з

Данные экспериментальных и теоре тических исследований высокоскорост ных полосовых станов показывают, что для устранения резонансных режимов необходимо, чтобы частоты были раз несены на 10-30%, При разносе частот на 10% (в сторону увеличения или уменьшения) амплитуда колебаний мо мента сил упругости снижается на 15

1 25%, вместе с тем действующем стане необходимы минимальные изменения ! размеров валов (например, диаметра

1 на.5 10%), Разнос частот менее, чем на 10%, приводит к незначительному снижению амплитуды колебаний, При . разносе частот на 30% достигается существенный эффект в уменьшении амплитуды колебаний момента (на 70»

90%), однако при этом необходимо значительно увеличивать, в частнос ти, диаметр промежуточного вала, что ,ведет к увеличению его массы. В свя» зи с этим разнос частот более, чем. на 30%, нецелесообразен

Исходя из этого значения коэффи циентов К и К2 приняли сл ду щ и: л

К, = 1,1-1 3 (разнос частот на 10(30% в сторону их увеличения), К

2

= О, 9-0,7 (на 10»30Х в сторону умень шения частот).

С учетом преобразований выражений (2) и процедуры избавления от радика лов коэффициенты К, и К принимают .4 1 следующие значения К = 1,2-1,7; К = 0,5-0, а.

B качестве конкретного примера брали известный дрессировочный стан

1400, включающий разматыватель, две клети и моталку В данном стане собственные частоты линий главного привода следующие: разматывателя

P .= 62 1/c; первой клети Pù= 68 1/g

1.з Аг

К = 1

12 АЗ

Dz L3 Az

6

12 Аз второй клети P = 61 1/с; моталки

P = 62 1/с, Моменты инерции рулона разматывателя и моталки (при нарул.— ном диаметре рулона 1200 мм)

z.

= Я 2 = 1,422 т м; электродвигате лей e „= e л = 0,9 т и Моменты

z инерции валковой системы клетей:

e « = 0,5 т.м ; e » = 1,1 т м ...-ектродвигателей: первой клети

e

2.

= 0,94 т. м . Длины валов: L =L =10 м;

L = 14>4 M L>= 14y2:ма

Приведенные диаметры валов даны в таблице, Коэффициенты А,=А, = 18,1 1/т м;

А = 34,9 1/т м; A =19,7 1/т:м»

В известном стане при данных раз мерах валов собственные частоты при» водных линий близки, Поэтому в оборудовании возникают существенные ко лебательные явления, которые дестабилизируют процесс прокатки

Экспериментальные осциллограммы таких колебаний, полученные при ис следовании известного стана 1400, приведены на фиг,2 °

Как видно на фиг.2, колебания моментов сил упругости на валах раз-. матывателя Мр, моталки М и верхних

Шпинделях первой М и второй М2 кле™. тей достигают 40-70Х средней величи ны а

Необходимые данные для известного и предлагаемого станов приведены в таблице, Варианты 1-4 приведены для крайних значений, коэффициентов К1 и

К Диаметры валов для предлагаемого стана установлены при неизменной их длине,:т е такой же, что и для известного стана, так как исходили иэ того, что в действующем стане изме! б16727 венно величина П„ устанавливалась иэ отношения В, = Р4/L, численное зна чение которого для вариантов 1 4 при ведено в таблице: D, = qB;L;.

4.Г

При определении D использовались Во всех вариантах оставили неиз1 выражения (6) и (ба), а непосредст- менными размеры вала раэ.латывателя. 1

«1 ня!ть длину валов (расстояние между двигателями и редуктором и др,) не1 целесообразно„

Йараметры

Стан

Предлагаемый по вариантам

Из в естный

3 (4

Из данных таблицы видно, что во всех вариантах предлагаемого стана частоты различаются на требуемую вел!ичину, а амплитуды колебаний (согласно .результатам моделирования) уменьшились на 15 90Хоо

Для дрессировочного стана, у которого .длины и диаметры валов привод

Цых линий выполнены согласно варианту 1, на фиг.3 приведены расчетные кривые изменения моментов сил упру

r îñòè раэматывателя (М„), клетей 1

1,М ) и 2 (МЗ) и моталки (М4). При моделировании на ЭВМ работы стана на скорости 25 м/с в качестве возмущений принимали эксцентрчситет рабочих валков клетей 1 и 2 и рулона на валу моталки (его диаметр для фиг Э

Равен 950 мм). Сравнение кривых на фиг 2 и 3 показывает, что в предлагаемом стане колебательные процессы существенно уменьшились, что свидетельствует о стабилизации процесса дрессировки и работы стана.

При проектировании новых станов предпочтительно величину коэффициен га K1 принимать равной 1,7, а при установлении длин и диаметров валов использовать левые части неравенств (6). В этом случае собственные час тоты приводных линий агрегатов стана будут последовательно возрастать, начиная с разматывателя. Это позво ляет существенно повысить резонанс

40 ную скорость и даже вывести ее на верхний предел расчетной скорости, При реконструкции действующих станов предпочтительно использовать правые части неравенств (6) или коьгбинацию левых и правых неравенств, Это позволяет достичь поставленную цель при наименьших конструктивных изменениях, Формула изобретения

Дрессировочный стан, содержащий последовательно расположенные с индивидуальными приводами разматыватель рулонов, первую и вторую рабочие клети и моталку для смотки поло сы в рулон, отличающийся тем, что, с целью стабилизации процесса дрессировки и работы стана пу

1(1/с

1/с

3 ,4/ - З

1,4/1,2. 1К,м

Ij)+/Ь 4 ° 10 м ф, м

1, м ф4у M

1 ф4У lo

62

68

61

62

0,27

0,169

0,240

0,270

0,228

0,222

0,242

0,228

ЗО

0,5

62

44

31

22

0,27

0 0701

0,0621

0,0338

0,228

0,178

0,172

0,136

5

0,8

62

44

0,27

0,112

0,159

0,138

0,228

0,200

0,218

0,193

1 5

iG

1,2

62

68

74

82

0,27

0,168

0,357

0,46/

0,228

0,222

0,267

0,261

О

i-5

10

1,7

62

81

l05

137

0,27

0,238

0,717

1,33

0,228

0,242

0,318

0,3 0

О

О

1616727 клетей и моталки выполнены, исходя из соотношений тем снижения колебательных процессов в оборудовании, длины и диаметры ва лов приводных линий разматывателя, 1

4 4 . 4

К вЂ” » А «(—.А 4 К--» А

< L» 1 > EL»

К1К А (- А3 К К4 А

2 3 2

4 4 4.

Da В4 Вд

К,,К>К> Ag6 A4 < К КК Ау. и . 4 Э при этом

4 если — А Ъ вЂ” А, тоК 0 -ф — ° —, K l;

D4» Dg, D Lz A

В4 ВФ В Lg A если А (— А, то К 1, К (а

D Ds

Ф Ф

D Ls Ай

Ф если - А > — А, то К- — — ° —, К

Вi D Dg ЬВ, А если -A<(- А, тоКу 1, Кб(В4 Ь А ° 2 3 Вэ Ьg Аэ где А (Я1, + Яу, )IЯ <; Q,y, момент инерции электро

К,К-;;„ коэффициенты, обеспечи двигателей; вающие разнос сОбСтвеннюс Ч ° момент инерции рулона

-Ф частот колебаний отдель- . разматывателя,моталки или ных механизмов, К<1,2 валковой. системы рабочих

1,7, К 0,50,8;

30 клетей

В, приведенный диаметр вала 3 i 1 2,3,4 индекс, соответствующий провода между двигателем . порядковому номеру линии и механизмом; привода: для разматывате»

L, " приведенная длина валопро» ля 1 = 1, для первой кле» вода между двигателем и ти i =2, для второй механизмом; 35 х*З, для моталки i =.4 ° я ; приведенный g механизму.1616727

М 12кН,м

Составитель Г Ростов

Техред М.Дидык Корректор Т,1 1алец

Редактор:Е.Копча

ФФ

Заказ 4085 Тираж 411 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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