Привод валков прокатного стана

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

»»651864

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Si) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено07.09.76 (21) 2398244/22-02 (51) М. Кл.

В 21 В 35/00 с присоединением заявки №(23) ПриоритетГосударственный «вмнтет

СССР пв делам изавретеннй и вт«рытий

Опубликовано 15.03,793зюллетень № 10 (53) УДК 621.771. .2.06-88 (088.8) Дата опубликования описания 19Л3 79 (72) Автор изобретения

М. Я. Бровман

Краматорский научно-исследовательский и проектнотехнологический институт машиностроения (71) Заявитель (54) ПРИВОД ВАЛКОВ ПРОКАТНОГО СТАНА

Изобретение относится к черной и цветной металлургии.

Технический уровень конструкций приводов совремейных прокатных станов определяется возрастанием скоростей прокатки и крутящих моментов, в особенности динамических нагрузок. Применяют дифференциальные схемы привода, многодвигательные и многоточные схемы.

Наиболее предпочтительным для привода валков прокатного стана является высокоскоростные двигатели, основной недостаток которых — необходимость применения в приводе дорогостоящих понижающих редукторов.

Известно устройство для привода вал-, ков прокатного стана, включающее соединенные последовательно с валками через понижающие с несколькими степенями свободы редукторы стационарные электродвигатели (1). Наличие редукторов в приводе значительно снижает его надежность и срок службы и повышает стоимость привода.

Применение низкооборотных регулируемых двигателей исключает из привода редукторы, снижает металлоемкость оборудования, но сами двигатели имеют значительно большие габариты и обходятся значительно дороже высокоскоростных.

Известен привод валков прокатного стана, включающий соединенные последовательно с рабочими валками стационарные электродвигатели (2) .

Целью изобретения является повышение надежности и срока службы узлов привода.

Это достигается тем, что привод валков прокатного стана снабжен дополнительными электродвигателями с роторами и вращаемыми статорами, по крайней мере, по одному в линии привода каждого валка, при этом роторы соединены с рабочими валками, а статоры соединены со стационарными двигателями. Кроме того, вращаемые статоры дополнительных электродвигателей и соответствующие им стационарные электродвигатели могут быть снабжены тормозами, например ферропорошковыми.

Таким образом, двигатели с вращаемыми статорами используются в качестве определенного звена привода, взаимодействующего с другими его звеньями. Если статор вращается в одном направлении, а ро651864 тор в другом и их относительная скорость высока, то двигатель высокоскоростной (в системе координат, связанной со статором), а скорость ротора относительно неподвижной (в системе координат, связанной с полом цеха) оси может быть любой и опреде- 5 ляться технологическим процессом.

Отсюда видно большое значение правильного выбора системы координат, т. е. электромагнитное взаимодействие ротора и статора определено только их скоростью друг

1О относительно друга. Поэтому выполнение статоров вращаем и ми, установленными в подшипниках II соединенными со стационарными двигателями p(шает задачу обеспечения низкой скоро(ти ротора (и связанного с ним прокатног() валка) и высокоскорост- 15 ного двигателя (высокой скорости ротора относительно статора) .

На фиг. 1 показана (хема с ипдивидуальным приводом валков; на фш . ? — — характеристика двигателя.

Рабочие валки I, 2 универсальными шпин20 делями 3, 4 соединены с роторами 5, 6 электродвигателей. Статоры 7, 8 этих двигателей выполнены вращаемыми и установлены в подшипниках 9, 10, Эти статоры валками 11, 12 соединены со 25 стационарными двигателями 13, 14, с которыми соединены ферропоршковые тормоза 15, 16. Электрический ток подведен к статорам через скользящие контакты 17 и к роторам через скользящие контакты 18. Валы роторов 5, 6 соединены с ферропорошковыми тормозами 19 и 20.

Устройство работает следующим образом.

Валки 1, 2 через шпиндели 3, 4 приводятся во вращение с угловой скоростью ы1, онределяемои t ехнологией прокатки. Такова же скорость роторов 5 и 6 электродвигателей. Статоры 7 и 8 вращаются в подшипниках 9 и 10 с угловой скоростью о, определяемои их приводом через валы 11, 12 от двигателей 13, 14.

Подвод тока к роторам 5, 6 выполнен 40 через скользящие контакты 18, а к статорам 7 и 8 -- через скользящие контакты 17.

Эти контакты должны быть скользящими, так как в описываемой конструкции статоры не являются неподвижными, а вращают- 45 ся cv скоростью (о в подшипниках 9 и 10.

Двигатели i 5, 14 — это обычные электродвигатели с подвижными роторами и неподвижными, стационарными статорами, установленными на фундаменте.

Подшипники статоров 7, 8 можно выполнить в виде опор качения, опор на несколько роликов либо опор скольжения (жидкостного трения).

Относительная скорость роторов 5, 6 и, соответственно, статоров 7, 8 равна (оз —— (в — M2, отсюда м = ьг + оза. Пусть оба типа двигателей 13, 14 и роторы 5, 6 высокоскоростные, т. е. по общепринятой терминологии их скорость равна 900 — 1500+ „— (или выше). Если роторы 5, 6 и статоры 7, 8 вращать в противоположных направлениях-о> )О, озз (О, то а i будет равна разности скоростей статоров 7, 8 и роторов 5, 6,следовательно в данном приводе высокоскоростные дви гатели обеспечивают низкую скорость валков.

Если, например, передаточное число от двигателя к валкам равно 50 и надо при скорости двигателя 1500 Д„ — обеспечить скорость валков, равную 300 -, то достаточно вращать двигатели 13, 14 со скоростью 1200 — 1ЗООЯ вЂ” „в одном направлении, а роторы 5, 6 со скоростью 300-@@-— в обратном направлении. Тогда относительная скорость скольжения роторов 5, 6 и статоров 7, 8 составит 1500 — 1600-фщ-. Если скорость статоров 7, 8 равна 1500 я-, а скорость роторов 5, 6 относительно статоров 1450ф6„— „(c противоположным знаком), то в результате скорость валков 1, 2 будет равна 50 — „ „-.

Поскольку роторы 5, 6 низкоскоростные относительно оси вращения, связанной с цехом, то их кинетическая энергия, равная (0,5 1 ш ) каждого (1 — момент инерции) очень мала, а это существенно снижает динамические нагрузки. Если при передаточном числе, равном 5,0 в приводе известной конструкции с редукторами происходит аварийная остановка валка (или его торможение при входе проката в валки), то это приводит к упругой деформации кручения трансмиссии и всех деталей привода ротором с большой кинетической энергией.

В предлагаемой конструкции ротор высокоскоростной только относительно статора, а относительно цеха он низкоскоростной, его скорость в данном примере меньше в 5 раз, а кинетическая энергия в 25 раз, что очень существенно снижает динамические нагрузки, повышает срок службы и надежность деталей привода.

Приведенный пример не исчерпывает всех вариантов исполнения конструкции.

Можно выполнить стан с шестеренной клетью, а не с индивидуальным приводом, или привод с применением редукторов. Допустимо применять многодвигательный привод к валку от нескольких двигателей, принимая последовательную или параллельную схему их расположения. В предлагаемой конструкции можно без применения сложных зубчатых передач или низкоскоростных двигателей значительно понизить (или повысить) скорость валков относительно статоров электродвигателей, ферропорошковые тормоза

15, 16 на валках вращающихся статоров (это валы, соединяющие статоры 7, 8 с роторами двигателей 13, 14), и ферропоршковые тормоза 19, 20 в валах, соединенных с роторами 5, 6, обеспечивают возможность

651864

ЦНИИПИ Заказ 919/7 Тираж 1033 Подписное

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 повышения точности регулирования нагрузок. Пусть механическая характеристика дополнительных и стационарных двигателей одинакова и имеет форму прямой линии, показанной на фиг. 2. Двигатель 13 работает на скорости ьз, а соответствующий ему двигатель с вращаемым статором на скорости «> з (скорости разного знака). Этому соответствуют точки на характеристике

А и Б и моменты М2 и Мз. Для того, чтобы обеспечить скорость валков э, надо обеспечить требуемое соотношение моментов Ме и Мз. Например, при холостом ходе моменты сил трения в опорах — неопределенные величины и будут оказывать влияние на скорость валков.

При М = Мз «> i = О. Поэтому необходимо иметь возможность регулировать нагрузки на валках 11, 12, что и обеспечи-. вается ферропорошковыми тормозами. Разность моментов (Мз — Ма ) создается разностью тормозных моментов ферропорошковых тормозов 19 и 16 и, соответственно, 20 и 15. Тормозной момент ферропорошковых тормозов не зависит от скорости и его легко регулировать. До прокатки действует момент холостого хода М„, при котором скорость равна а„. В момент начала прокатки нагрузка возрастает и скорость падает, что нарушает стабильность скорости, приводит к динамическим воздействиям на детали привода.

Тормозами 19, 20 можно до прокатки нагрузить привод — перевести роторы 5, 6 в точку Б (фиг. 2), а тормозами 15, 16— двигатели 13, 14 в точку А и точно настроить скорости, регулируя нагрузки.

В процессе захвата металла валками тормозной момент на тормозах 19, 20 умень5 шают. Это улучшает стабильность условий работы клети.

Формула изобретения

1. Привод валков прокатного стана, вклю10 чающий соединенные последовательно с рабочими валками стационарные электродвигатели, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и срока службы узлов привода, он снабжен дополнительными электродвигателями с роторами и вращаемыми

15 статорами, по крайней мере, по одному в линии привода каждого валка, при этом роторы соединены с рабочими валками, а статоры соединены со стационарными двигателями.

2. Привод по п. 1, отличающийся тем, 20 что, с целью повышения точности регулирования нагрузок, вращаемые статоры допол- нительных двигателей и соответствующие стационарные электродвигатели снабжены тормозами, например ферропорошковыми.

25 Источники информацни, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство № 452377, кл. В 21 В 35/00, 1974.

2. Королев А. А. Механическое оборудование прокатных цехов. М., «Металлургия», 1965, с. 335.