Способ уравновешивания динамического момента на входном валу привода возвратно-движущихся масс и устройство для его осуществления
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при уравновешивании подвижных масс станов холодной прокатки труб с подвижной и стационарной клетью для уравновешивания динамического момента на валу привода. Цель изобретения - повышение эффективности уравновешивания. К пальцу кривошипа прикладывают уравновешивающую силу противовеса, свободно вращающегося на этом пальце относительно кривошипа с удвоенной скоростью, противовес вращают в направлении вращения кривошипа. 2 с.п. ф-лы, 10 ил. w Ё VI ю 4 Ю VI О
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4820929/02 (22) 03.05.90 (46) 07.04.92. Бюл, № 13 (71) Ереванский политехнический институт им. К.Маркса и Производственное объединение "Электростальтяжмаш" (72) P.Ï.Äæàâàxÿí, Е.П.Солодихин и 3.А.Акопджанян (53) 62-752 (088.8) (56) Патент CLLIA ¹ 4489683, кл. F 16 F 15/26, 1984.
Патент США № 4569316, кл. F 16 F 15/26, 1986.
Патент США N 4712436, кл, F 16 F 15/26, 1987, Патент Великобритании № 1261546, кл. F 16 F 15/26, 1972.
Патент Великобритании № 2172662, кл. F 16 F 15/26, 1986.
Заявка ФРГ N. 3417349, кл. F 16 F 15/26, 1985.
Заявка ФРГ ¹ 3737296, кл. F 16 F 15/26, 1988.
Патент США ¹ 3744342, кл. F 16 F 15/26, 1973.
Авторское свидетельство СССР
N 390846, кл. В 21 В 35/12, 1969.
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в станах холодной прокатки труб (ХПТ) для уравновешивания динамического момента на входном валу привода возвратно-движущихся масс рабочих клетей стана ХПТ, Цель изобретения — повышение эффективности уравновешивания..ЫЛ 1724970 А1 (я)5 F 16 F 15/26, В 21 В 21/00 (54) СПОСОБ УРАВНОВЕШИВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО МОМЕНТА НА ВХОДНОМ
ВАЛУ ПРИВОДА ВОЗВРАТНО-ДВИЖУЩИХСЯ МАСС И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО
ОСУЩЕСТВЛ ЕНИЯ (57) Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при уравновешивании подвижных масс станов холодной прокатки труб с подвижной и стационарной клетью для уравновешивания динамического момента на валу привода, Цель изобретения — повышение эффективности уравновешивания. К пальцу кривошипа прикладывают уравновешивающую силу противовеса, свободно вращающегося на этом пальце относительно кривошипа с удвоенной скоростью, противовес вращают в направлении вращения кривошипа. 2 c,ï. ф-лы, 10 ил.
На фиг.1 представлена схема вращений кривошипа, противовеса, взаимного расположения траекторий пальца кривошипа и центров тяжести противовеса и подвижных масс; на фиг.2 — предлагаемое устройство, вид сверху; на фиг.3 — разрез А — А на фиг.2; на фиг.4 — разрез Б — Б на фиг.3; на фиг.5— вид В на фиг.2; на фиг.6 — то же, вариант исполнения; на фиг.7 — вид Г на фиг,6; на
1724970 фиг.8 — график динамического момента; на фиг.9 — график горизонтальной динамической силы, действующей на основание; на фиг.10 — график изменения вертикальной динамической силы, действующей на основание.
Уравновешивание момента от сил инерции предлагаемым способом осуществляется следующим образом.
В начальном — левом крайнем положении Во ведомой массы (Vz = О) центр тяжести сателлита-противовеса максимально удален от оси вращения кривошипа, находится в середине So ветви двухвершинной удлиненной эпициклоиды (фиг.1) и имеет максимальную скорость макс Vg = 3 в(гь+ Вз/3) и максимальную кинетическую энергию.
На участке ВОВ1 разгона ведомой массыы 0 Ч2 ма кс V2 скорость центра тяжести сателлита-противовеса уменьшается от макс Vs до минимального значения мин Vg = 3 со(г5 — йз/3) в вершине S> эпициклоиды, и происходит энергообмен между ведомой массой и противовесом (кинетическая энергия противовеса отдается ведомой массе для сообщения ускорения), При последующем движении ведомой массы ее скорость уменьшается от макс Ч до нуля, а скорость центра тяжести сателлита-противовеса увеличивается от минимального значения (в точке S1) до макс Чв в положении $2, и энергия, отдаваемая ведомой массой, идет на разгон противовесов. При обратном ходе ведомой массы цикл энергообмена повторяется.
Устройство, реализующее способ, содержит водило, выполненное заодно с кривошипам 1 привода подвижных масс 2 (клети — для станов с подвижной клетью, оправки, заготовки и ее патрона — для станов со стационарной клетью), поворотно установлены на дополнительных кривошипных пальцах 3 посредством подшипников
4 сателлиты-противовесы 5 и неподвижно установленный в корпусе 6 блок зубчатых колес 7, введенных в зацепление с сателлитами. Сателлиты 5 по сравнению с неподвижными зубчатыми колесами имеют вдвое меньшее число зубьев, Кривошип привода подвижных масс 2 выполнен в виде кривошипных зубчатых колес 1, жестко соединенных между собой посредством кривошипного вала 8 и установленных в корпусе на подшипниках 9. На кривошипных зубчатых колесах жестко установлены основные кривошипные пальцы 10, подвижно соединенные посредством
55 подшипников 11 с шатунами 12 привода подвижных масс. Кривошипные зубчатые колеса введены в зацепление с шестернями 13 и 14, жестко установленными на приводном валу 15.
При другом конструктивном исполнении устройство дополнительно снабжено широкой паразитной шестерней 16, введенной в зацепление одновременно с приводной шестерней и ее кривошипным зубчатым колесом 1(фиг.6 и 7), В этом случае одно(или оба) кривошипное зубчатое колесо на валу 8 установлено с возможностью поворота, а последний жестко соединен с неподвижным зубчатым колесом. Наличие паразитной шестерни 16 в цепи приводит к несовпадению направлений вращения кривошипных зубчатых колес 1, следовательно и шатунов 12, противовесов 5, к уравновешиванию вертикальных составляющих инерционных сил этих звеньев и разгрузке фундаментн ых болтов.
Для обеспечения максимальной степени уравновешивания динамического момента на кривошипах масса каждого из двух сателлитов противовесов 5 устанавливается по зависимости
mac = (0,16 — 0,17) mR 1о/Вз, где mg u гз- масса сателлита-противовеса и расстояние их общего центра тяжести от оси сателлита
R m — расчетная величина возвратнодвижущихся масс, равная сумме mz масс оправки, заготовки и ее патрона — для станов со стационарной клетью, и сумме m = гпту+ J/R> массы m2 клети 2 и эквивалентной массы звеньев валковой группы с суммарным моментом инерции J, учитывающей динамический момент последних в их возвратно-качательном движении относительно клети, реализуемым ведущими шестернями радиуса R< начальной окружности. Для уравновешивания горизонтальных составляющих сил инерции и разгрузки фундамента в горизонтальном направлении центры тяжести S> кривошипных зубчатых колес выносятся за их ось на величину 0,20,3 длины кривошипа ОА = Яз (фиг,5). Устройство работает следующим образом. При вращении от приводных шестерен 13 и 14 кривошипных зубчатых колес 1 последние посредством дополнительных кривошипных пальцев 3 увлекают эа собой 1724970 результате неравномерного движения цен- 20 40 55 противовесы 5 с сателлитами (переносное движение), которые, обкатываясь по неподвижным колесам?, вращаются относительно кривошипных зубчатых колес с удвоенной угловой скоростью, как это показано на фиг.1 (относительное движение). В результате абсолютная угловая скорость вращения сателлита (вокруг полюса зацепления с неподвижным колесом) оказывается в три раза больше угловой скорости вращения кривошипа 1. При этом в силу принятого соотношения (Zy:Zs = Вточь = 2) центр тяжести S противовеса 5 перемещается по двухвершинной удлиненной эпициклоиде (фиг.1) с переменной скоростью, равной макс Vg в положениях $ и Ss их максимального удаления от оси О вращения кривошипов, и мин Vs — в положениях S> и $з их максимального приближения к этой оси. В тра тяжести противовесов, противофазного возвратному движению ведомой массы 2, тангенциальные составляющие сил инерции противовесов и силы их тяжести на входных кривошипах 1 создают момент, эффективно уравновешивающий динамический момент, вызванный силами инерции ведомой массы 2 и шатунов 12. Уравновешивание динамического момента на кривошипных зубчатых колесах осуществляется путем совмещения крайних положений возвратно-поступательно движущейся массы 2 (фиг,1) с положениями максимальной скорости центров тяжести противовесов. Это приводит к тому, что ускоренному движению ведомой массы 2 соответствует замедленное движение центров тяжести противовесов и наоборот, а это обеспечивает постоянный энергообмен между ними и разгрузку как двигателя, так и всех звеньев передаточного механизма между двигателями и кривошипами. Уравновешивание горизонтальных составляющих сил инерции осуществляется расположением дополнительных кривошипных пальцев 3 диаметрально противоположно основным кривошипным пальцам 10 и размещением общего центра тяжести S> звеньев кривошипной группы между осями кривошипов 1 и их дополнительных пальцев 3 (фиг,5). Однако указанные мероприятия приводят к увеличению вертикальной составляющей суммарной силы инерции по сравнению с неуравновешенным исходным приводным механизмом (фиг.10). Во втором конструктивном исполнении (фиг.6 и 7) наличие паразитной шестерни 16 приводит к тому, что движения кривошипных зубчатых колес 1, шатунов 12 и противовесов 5 двух ветвей противонап5 15 равлены, а это, в свою очередь, обеспечивает полное взаимное уравновешивание вертикальных сил (кривая 8 на фиг.10), при сохранении результата уравновешивания горизонтальных сил. При этом опрокидывающий момент, создаваемый вертикальными составляющими сил инерции противовесов 5 и кривошипных зубчатых колес 1 относительно горизонтальной оси Х (фиг.6 и 7), противопоставлен опрокидывающему моменту от вертикальных составляющих сил инерций шатунов 12 и им же уравновешивается. Применение способа уравновешивания и устройства для его осуществления позволяет снизить уровень динамического момента на кривошипах приводных механизмов более чем в 4-5 раз, уровень динамических сил, действующих на основание привода в горизонтальном направлении, более чем в 2 раза, и полностью уравновесить динамические силы, действующие на основание в вертикальном направлении, а также опрокидывающий момент, что в свою очередь позволяет уменьшить виброактивность привода, повысить эффективность уравновешивания и разгрузку как электродвигателя, так и элементов между последним и кривошипом при значительно меньшей массе противовесов, совершающих плоско-параллельное движение с постоянной угловой скоростью вращения, Формула изобретения 1. Способ уравновешивания динамического момента на входном валу привода возвратно-движущихся масс, преимущественно в приводах станов холодной прокатки труб, предусматривающий приложение к пальцу кривошипа уравновешивающей силы противовеса, свободно вращающегося на этом пальце относительно кривошипа с удвоенной скоростью, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности уравновешивания, противовес относительно кривошипа вращают в направлении вращения последнего. 2. Устройство для уравновешивания динамического момента на входном валу привода возвратно-движущихся масс, содержащее два размещенных внутри установленных в корпусе подшипников идентичных кривошипных зубчатых колеса, каждое из которых снабжено основным и дополнительным кривошипными пальцами, два шатуна, шарнирно соединенные с клетью и основными кривошипными пальцами, и два идентичных уравновешивающих противовеса, отл и ч а ю щеес я тем, что оно снабжено блоком зубчатых колес внеш1724970 55 него зацепления, неподвижно установленным в корпусе соосно с кривошипным валом, жестко связывающим между собой кривошипные зубчатые колеса и взаимодействующим с неподвижными зубчатыми колесами двумя одинаковыми сателлитами с " "< v=o 3 2 / а вдвое меньшим числом зубьев, выполненными заодно с противовесами и шарнирно установленными на дополнительных кривошипных пальцах с максимальным удалени5 ем их центров тяжести от оси кривошипного вала в крайних положениях клети, 1724970 D=5 1724970 -50 - 150 -250
