Устройство для удаления грата
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН И Я К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 483202 (22) Заявлено 04.04.75 (21) 2121350/25-08 с присоеди,нен,ием заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.08.76. Бюллетень ¹ 30 (45) Дата опубликования описания 12.12.78 (51) M K.÷ г В 23 С 3/12 В 21 В 4 5/00 Государственный комитет 1 (53) УДК 62-229.64 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения В. К. Рочняк, С. М. Пивоварова, А. И. Мирошниченко и О. Х. Охримчук Институт черной металлургии (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ГРАТА Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано .в прокатном производстве при конструировании устройств для удаления грата, образующегося после контактной стыковой сварки оплавлением концов двух залотовок при бесконечном прокате. По основному авт. св. №483202 из вестно устройство для удаления грата с .непрерыВно движущейся в потомаке прокатного стана заготовщики, содержащее станину, устаHoIBJIpHHûå на ней две фрезерные головки и механизм сведения последних, выполненный из гидроцилиндра и шарнирного двухзвенника. Устройство сна|бжено перемещающимися IIIQ на пра вляющим станины четырьмя блоками, каждая пара которых связана между собой, несет ш пиндель фрезерной головки и шарнирно соединена через вилкообразную тягу с двухзвенником, причем 2о вилкообразные тяги блокств, в свою очередь, шарнирно связаны между собой. Такое устройство хотя и обеспечивает синхронное сведение головок и выравнивание усилий в кинематических цепях, но имеет 25 малую надежность и эффективность работы. Цель изобретени|я — повышение надежности и эффективности работы устройства. Это доститается тем, что предлагаемое устройство для удаления грата снабжено 30 двумя идентичными, цилиндрами двухсто,роннего действия с односторонними штоками, один из которых выполнен с неподвижным корпусом, закрепленным на станине, и подвижным поршнем, соединенным через шток шарнирно с одной из фрезерных гоJIOiBOiK, а ДРУГОЙ ЦИЛИНДР .BbIiIIOJIHBH С НЕПОДвижным поршнем, соединенным через, шток со станиной, и подвижным корпусом, соединенным шарнирно с другой фрезерной головкой, |причем одноименные, полости цилиндров тидра влически соединены между собой, а также с соответствующими блоками литания и,давления и запитаны под да1влением рабочей средой. Каждый блок питания и давления выполнен из .пустотелого разъемного корпуса, не подвижно закрепленного на нем плунжерного цилиндра, плунжер которого механически связан с регулирующим винтом, подвижно установленным,в корпусе цилиндра, и датчика давления, причем полость, образованная разъемными частями корпуса, разделена в месте разъема эластичной (гибкой) мембраной на д|ве части, одна из,которых гидравлически соединена с одноименными полостями цилиндров, а другая — с плунжерным цилиндром и датчиком давления, и заполнена рабочеи средой, например минеральным маслом. 524615 Одноименные нагруженные полости цилиндров за питаны рабочей средой под давлением, превышающим давление IB других одноименных нагруженных, полостях на величину, равную сумме подвижных частей устройства. В качестве рабочей среды иопользованз синтетическая жидкость, на пример полисилоксановая. Кроме того, IB качестве .рабочей среды может быть использован гидропласт. На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 — вид .по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б — Б фиг. 2; .на фиг. 4 — блок питания и давления, общий вид в разрезе. Устройство выключает две фрезерные головки 1 и 2, установленные в блоках 8 и 4, подвижных в плоскости, перпендикулярной продольной оси затотовки. Блоки перемещаются в FIBIFIpBBJIFIIoùFIõ 5 станины б, на которой установлен механизм 7 сведения. Каждая фрезерная головка состоит из установленного н корпусе 8 на (подши пниках ш пинделя 9, несущего фрезу 10 симметричного профиля. На другом конце шпинделя установлен маховик 11, соединенный чеез муфту 12 с приводом 18 вращения лпин.деля. Механизм сведения фрезерных головок устройства установлен параллельно продольной оси заготоики и состоит из гидроцилиндра 14, IIIToiK которого соединен с ползуном 15, двухз венника lб с равными звеньями, шарнирно соединенных с ползуном, и вилкообразных, равных между со бой тяг 17, которые, в свою очередь, шарнирно соединены с блоками и концами,двухзвенника. Вилкообразные тяги шарнирно связа.ы между собой дополнительной тягой 18, ра вноудаленной от мест соединения тяг 17 " блоками. Устройство снабжено двум я идентичными цилиндрами 19 и 20 д вухстороннего действия с односторонними штоками. Один из цилиндрОв, преимущесввенно нижний, вылолнен с неподвижным корпусом 21, закрепленным жестко на станине, и подвижным пор шнем 22, шарнирно соединенным через :II oz 28 с одной из фрезерных голодовок (нижней). Другой цилиндр, преимущестзенно верхний, выполнен с неподвижным поршнем 24, жестко соединенным через шток 25 со станиной, и подвижным корпусом 2б, шарнирно соединенным с другой фрезерной головкой (верхней). Одноименные полости цилиндров: бесштоковые а и о и штоко вые с и d — гидравлически соединены между собой с помощью трубопроводов 27 и 28, участки 29 и 80 которых в местах подсоединения к,подвижному корпусу цилиндра выполнены из гибких металлических герметичных рукавов. Кроме тото, одноименные полости а и b соединены гидравлически с блоком 81 питания и давления, а полости с и d — с аналогичным бло5 25 зо 65 ком 82. Указанные блоки предназначены для питания (заполнения) одноименных полостей цилиндров, создания необходимого давления в них и компенсации утечек рабочей среды. Одноименные полости цилиндров, соединенные через соответствующие трубопроводы с соответствующими блоками питания и давления, образуют две независимые замкнутые и закрытые гидравлические системы (контуры), за питанные рабочей средой лод разными давлениями. Бесштоковые полости а и b запитаны рабочей жидкостью,под давлением, превьпшающим давление в штоковых волостях с и d на величину, равную сумме масс, подвижных частей устройства, что обеспечивает их ура вновешивание на жид костной < подушке» и исключает влияние последних на распределение усилий в кинематических цепях. Кроме того, такое решение о беспечивает ра вномерное и зависимое сведение или раз ведение фрезерных ,головок. В качестве рабочей среды может быть использована любая капельная жидкость, характеризующаяся высоким объемным модулем сжатия и вязкостью, в частности минеральное и растительное масла и их смеси, спирто-глицериновая смесь, а также жидкости на основе органических и кремнийорганичеоких соединений. Однако необходимо учитывать, что устройство должно работать,в тяжелых условиях в зоне .высоких температур (удаление грата производится с затотовок с поперечным сечением до 105)(;105 мм и тем пературой 1100 — 1200 С). Минеральные масла и их смеси пригодны для ра боты в условиях температур не IBbIIIIIe 120 С даже,при ограничении срока службы. Однако и при этой температуре резко увеличивается интенсивность их окисления, что потребует добавочных мер, например теплоизоляции или охлаждения цилиндров или ввода инертных газов, а это усложнит конструкцию устройства. Высоцкие температуры приводят к о6разованию в жидкости кислоты, повьвшающей коррозию соприкасающегося с ней металла, способствуют полимеризации жидкости и образованию в ней смол, ускоряют испаряемость легких фракций рабочей жидкости,,повышают давление насыщенных паров последней. Кроме этого, рабочая жид|кость, изготовленная на нефтяной основе, при вы сокотемпературных условиях (выше 150 С) становится взрыво- и пожароо пасной. Смена рабочей жидкости затруднена, а зачастую и невозможна, поэтому большое значение приобретает ухудшение с течением ьремени ее характеристики, обусловленное ее старением и разложением, à та кже укрупнением твердых частиц, загрязняющих рабочую жидкость, Одной из причин укрупнения загрязняющих частиц явля5246! 5 ется слипание (коагуляция) некоторых компонентов рабочей жидкости прп длительном ее хранении. Этот, процесс ускоряется, если рабочая жидкость подвергается вибрациям. В связи с этим наиболее рациональным является использование ia качестве рабочей среды вместо минеральной синтетической жидкости. Опыты:показывают, что из существующих синтетических жидкостей наилучшей для данных условий является полисилоксановая, которая имеет высокиг температурно-вяз костные характеристи ки, низкую упругость насыщения паров, высокие механическую прочность и устойчивость против окисления. Кроме того, полисилоксановая жидкость является огнестойкой и отличается стабильностью;вяз костных характеристик по времени работы. Однако полисилоксановая жидкость, обладающая вследствие недостаточной прочности сцепления с твердыми поверхностями цилиндре в плохими смазывающими свойствами, требует выполнения скользящих пар из металлов определенного сочетания, например сталь — бронза. Кроме тото, она обладает высокой текучестью и склонна к пенообразованию, что требует надежной герметизации и полного устранения ее IKQHTBKTB с воздухом или газом. В частности, для исключения вытекания жидкости наружу и перетекания ее из одной полости цилиндра в другую, необходимо осуществлять герметиза цию стыков металлических поверхностей с помощью специальных эластичных (гибких) уплотнений (разделителей) мембранного или сильфонного типа, применение которых полностью устраняет утечки. Другие уплотнения, как показызают опыты, непригодны. Места подсоединений трубопроводов должны быть опаяны. В качестве рабочей среды может быть иапользован та кже гидропласт марки ДМ и ТУ МХП 2742-53, при этом .подогрев его до температуры 110 — 120 С осуществляется теплом, излучаемым от раскаленных заготовок, что исключает необходимость в специальном подогреве. Для защиты от черезмерных тепловых потоков цилиндры могут быть покрыты слоем теплоизоляции, например,шнуровым асбестом, «вито к к витку» в необходимое число слоев, î; íåóïîðíûìè массами, керамическими, углеродистыми, графитированными или волокнистыми материалами, жаростойким бетоном. Для улучшения теплоизоляции покрытие может быть выполнено пористым. Защита цилиндров от теплоизлучения может быть также осуществлена тепловыми экранами, которые для повышения теплозащиты, выполнены :водоохлаждаемыми. Ист:" льзование в качестве рабочей среды гидропласта позволяет резко снизить требования к уплотнительным узлам цилиндров и гидравлически 65 связанных с ним деталей. Для герметичности подвижных соединений, ка к показывают опыты, практичеаки пригодны любые уплотнения, при этом утечки среды не наблюдастся. При эксплуатации с температурой до 60 С уплотнение вообще не требуется. Кроме то..о, в качестве рабочей среды может быть иапользован любой газ, например сжатый воздух. Однако при этом следует учитывать, что воздух обладает высокой сжимаемостью, ввиду чего он при сжатии накапливает энергию, которая при известных условиях может превратиться в ,кинетическую энергию движущихся масс и вызывает ударные нагрузки. При иапользовании соединений, не обеспечивающих абсолютной герметичности, надежность работы устройства в значительной степени зависит от соблюдения герметичности соединений, и ia первую очередь, от соблюдения, герметичности подвижных соединений тяпа пор шень — цилиндр, шток — крышка цилиндра и т. д. С другой стороны, надежность, работы устройства зависит от величины,перекосов сопряженных деталей в процессе их;взаимного перемещения. Это при водит IK повышенным требованиям к точности изготовления и сборки узлов и деталей, к выходу из строя уплотнительных узлов, преждевременному износу сопрягаемых деталей цилиндров, к опасности заклинивания и даже поломки. Поэтому для уменьшения величины утечек и .переко"a сопрягаемых деталей, а также упрощения изгoTcaëåíèÿ и сбор ки необходимо принимать длину сопряжения максимально допустимой и, во всяком случае, не меньше двух диаметров сопряжения, а также улучшить на правленпе штока за счет увеличения базы его заделки в цилиндре, т. е. увеличить расстояние от средней части поршня до средней части направляющей буксы .штока при крайнем выдвинутом его положении. Это повышает надежность и эф фе ктивность работы устройства. Для дальнейшето снижения требований к точности из"QTQBJIения, упрощения сборки и наладки и повышения надежности и эффективности работы устройства, соединения ,подвижных частей цилиндров с фрезерными головками выполнены шарнирными, а соединение неподвижных частей их со станиной выполнено через элементы 88 и 84 (приспособления),,подвижные относительно трех взаимно перпендикулярных осей цилиндров, которые зафиксированы в необходимом положении после настройки. Для устранения ударных нагрузок и гашения колебаний цилиндры снабжены демпфирующими устройствами (любыми из известных, на чертеже не показаны), lKQTQрые позволяют полностью поглотить избыток кинетической энергии подвижных масс и тем самым обеспечить, плавность движе524615 ния,в конце хода, за счет изменения ее состояния (превращение в тепло). Каждый блок питания и давления выполнен из пустотелото разъемного корпуса 35, составные части Зб и 87 которого образуют сферическую полость, разделенную в месте разъема эластичной (гибкой или мяпкой) мембраной 38 на две составные части е и f. На .корпусе блока неподвижно за(креплен плунжерный .цилиндр 89, плунжер 40 которого одним концом введен .в одну нз частей полости, а другим — зафикcIIpcIBBH регулирующим (нажимным) винтом 41, подвижно установленным в корпусе .цилиндра. Другая часть полости корпуса гидравлически соединена через соответствующий трубопровод с одноименными iIIOлостями цилиндра. Для регистрации давления в,соответствующей гидравлической зам кнутой системе корпус блошка снабжен датчиком 42 давления, гидравлически связанным через кран 48 для спуска:воздуха с частью полости, в которую введен плунжер цилиндра. Часть полости, связанная гидравлически с одноименными полостями цилиндров, заполнена рабочей средой, а другая часть полости, соединенная гидр авлически с плунжерным насосом и датчиком да вления,— рабочим телом. В связи с тем, что указанные блоки могут быть размещены в зоне, удаленной от .раскаленных заготовок, и надежно защищены от TeIIJIQBoTQ воздействия, в качестве ра бочего тела могут быть использованы минеральные или растительные масла, смеси минеральных масел, смеси маловяз ких нефтепродуктов с высоковязкими компонентами или гидрапласт. Таская конструкция блока, питания и давления позволяет его выполнитыкомпактным и с малой массой, что обуславливается особенностями сферической формы полости. При этом напряжения, создаваемые давлением ie стенках корпуса, в два раза меныше напряжений, возникающих в указанных стенках при других формах выполнения полости. Диаметр полости 100— 250 мм. Эластичная мембрана может быть изготовлена из естественного или синтетичелсого каучука, из металла (бронзы или нержавеющей стали), а также из .резины или резинотканевых материалов. Мембрана и ее крепления выполнены так, что деформируется лишь ее нижняя:половина, причем сама деформация происходит при минимальной кривизне изгиба. Для этого верхняя часть g м еcм бo1рIаBIнIIыI, расположенная ближе к .месту разъема, выполнена толще нижней части и снабжена в месте.разъема утол цениями Ь в виде круглого кольца-пояса. Для устранения возможности выдавливания мемораны в отверстие L прн,1аксимальной разрядк голости f .последняя снабжена утолщением j или металлической шайбой. Для уменьшения нагрузки на элементы, соединяющие полусферические части корпуса, разъем последне.-о может быть выполнен не,по плоскости максимального сечения, а,по:возможно малой его .величине. Разделение полости эластичной мембраной позволяет заполнять ее части различными рабочими средами или телами даже такими, ка к жидкость и газ, при этом непосредственный контакт газа с жидкостью исключается, что предотвращает растворение газа в жидкости, обеспечивает установку блоков в любом положении и упрощает запитку и разряднику замкнутых гидросистем. Мембрана при этом не подвержена воздействию сил давления, так как обе части, полости за полнены рабочей средой и,рабочим телом,под равным давлением, т. е, перепад давления равен нулю. Блоки питания и давления позволяют довольно просто решить вопрос заполнения одноименных полостей различными рабочими средами, компенсировать утечки и создавать необходимые давления рабочей среды в одноименных полостях |цилиндров, а также необходимый перепад давления между ними. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Устанавливают размер между фрезами 10,при сведенных головках 1 и 2 II зависимости от поперечного сечения заготовок и включают приводы 1с3 вращения ш пинделей 9. В нерабочем положении при разведенных фрезерных головках происходит аккумулирование энергии маховиками 11 от постоянко работающих электродвигателей приводов шпинделей с фрезамн. При подходе грата сваренных встьи заготовок 44 фрезерные головки 1 и 2 с фрезами 10 синхронно сводятся до рабочего поло."кения, обеспечивающего полное удаление (срезание) грата и (если это требуется по ТУ на изготовление) местное усиление шва (валика) штоком гидроцилиндра 14 через ползун 15, двухзвенник 1б, iвилкообразные тяги 17, Iloворачивающиеся вокруг шарниров дополнительной тяги 18. Сведение фрезерных головок вызывает перемещение (вытеснение) рабочей среды из полости а цилиндра 20 в полость b цилиндра 19, а из полости d цилиндра 19 в полость с,цилиндра 20. Та кое .перемещение рабочей среды обеспечивает постоянное уравно вешивание подвижных масс устройства и исключает влияние, последних на распределение усилий в кинематических цепях. Кроме того, это обеспечивает равномер"Iо" н зависимое сведение или разведетие фрезерных головок благодаря,выравниванию;давлений в одноименных полостях цилиндров II резко снижает нагрузки на механизм 7 сведения. При .разведении фрезерчых головок перемещение рабочей среды происходит в обратном порядке. гДд015 Плавность перемещения, подвижных масс устройства и гашение инерционных колебаний их обеспечивается демпфирующими устройствами цилиндров, которые превращают кинетическую энергию указанных масс в тепло. Для надежной и эффективной работы устройства необходимо, чтобы рассеиваемая в виде тепла демпфером гидравличеакого сопротивления кинетичес.кая энергия превышала потенцированную при упругих деформациях компонентов гидросистемы. Это позволяет исключить удары при остановках фрезерных головок, преждевременный износ и поломки устройства. Фи кса ция фрезерных головок 1 и 2 с фрезами в рабочем положении производится д вухзвенником 16 в момент совпадения центра шарнира 45 с плоскостью, проходящей через центры шарниров 4б. 20 После удаления грата фрезерные головки разводятся в первоначальное положение обратным ходом штока гидроцилиндра 14. Использование предлагаемого устройст- 25 ва для удаления грата обеспечивает уменьшение динамических нагрузок до незначительных величин, исключает удары в конце хода фрезерных головок, предотвращает поломки узлов и преждевременный износ трущихся деталей, исключает влияние подвижных масс на раапределение усилий в кинематических цепях, что повышает надежность и эффективность работы устройства в целом. Формула изобретения 1. Устройство для удаления грата по авт. св. № 483202, от л ич а ю ще е ся тем, 4О что, .с целью повышения надежности и эффективности ра боты устройства, оно снабжено двумя идентичными цилиндрами двухстороннего действия с односторонними .штоками, один из которых выполнен с неподвижным:корпусом, закрепленным на станине, и подвижным поршнем, соединенным через шток шарнирно с одной из фрезерных головок, а другой — с неподвижным поршнем, соединенным через шток со станиной, и подвижным корпусом, соединенным шарнирно с другой фрезерной головкой, причем одноименные полости цилиндров гидравлически соединены между собой, а та кже с соответствующими блоками питания и давления и заполнены под давлением рабочей средой. 2. Устройство по п. 1, о тл ич ающе еся тем, что каждый блок питания и давления выполнен из пустотелого разъемного корпуса, неподвижно закрепленного на нем плунжерного цилиндра, плунжер которого механически авязан с регулирующим винтом, подвижно установленным в корлусе цилиндра, и датчика давления, причем полость, образованная разъемными частями корпуса, разделена в месте разъема эластичной мембраной на две части, одна из которых .гидр авлически соединена с одноименными полостями цилиндров, а другая — с плунжерным цилиндром и датчиком давления и заполнена рабочей средой, например минеральным маслом. 3. Устройстзо го пп. 1 и 2, о тлич аю щ е е с я тем, что одноименные натруженные полости цилиндров заполнены рабочей средой под давлением, превышающим давление в других одноименных нагруженных полостях на величину, равную сумме масс подвижных частей устройства. 524615 8ид A Риаз Составитель Н. Филатов Техред Е. Митрофанова Редактор E. Месропова! (орректор С. Файн Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» Заказ 900/1503 Изд. № 333 Тираж 1136 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
