Устройство для уравновешиванияшпинделя привода прокатных валков

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ Сви ЕТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2906 79 (21) 2785248/22-02 (5ЦМ. Кл

В 21 В 35/14 с присоединением заявки йо

Госудврственмый комнтет

СССР яо делам нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет

Опубликовано 15.0481. Бюллетень N9 14

Дата опубликования описания 25. 04. 81 (53) УДК 621. 771. .2.06-88(088.8) В.М.Антонов, С.Л.Коцарь, B.A.Ïîëÿêoâ, A.H.Öóïðoâ

М.Я.Ройзен, А.Д.Белянский, 3.П.Каретный, и A.Н.Корышев (72) Авторы изобретения

Липецкий политехнический институт и Новол ордена Ленина металлургический зав (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УРАВНОВЕ11ИВАНИЯ 01ПИНДЕЛЯ

ПРИВОДА ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ

Изобретение относится к прокатному оборудованию, преимущественно к шпиндельным устройствам глав.ных приводных линий прокатных станов.

В настоящее время широко распространены различные типы уравновешивающих устройств шпинделейг грузовые, пружинные, гидравлические и пружинно-гидравлические.

Конструкции уравновешивающих уст- ройств должны обеспечивать не.только уравновешивание шпинделей, но и возможность использования их в качестве привода для принудительного перемещения шпинделей при различных ремонтных работах, в частности при перевалке валков.

Известно устройство для уравновешивания шпинделей прокатных валков, содержащее гидравлический цилиндр одностороннего действия, связанный через трехпоэиционный эолотниковый гидрораспределитель с источником стабильного давления и сливом. Применение этого устройства обеспечивает воэможность перемещения шпинделя как вверх, так и вниз посредством гидрораспределителя, золотник которого соединяет гидроцилиндр или с источником стабильного давления (для перемещения вверх), или со сливом (для перемещения вниз под собственным весом), причем для создания избыточного усилия, необходимого для принудительного подъема шпинделя, площадь поршня гидроцилиндра должна быть больше, чем требуется для получения усилия уравновешивания, равного весу шпинделя. Устройство обеспечивает и точное уравновешивание шпинделя посредством перемещения штока гидроцилиндра в положение, при котором

15 усилие на поршне равно весу шпинделя. После этого гидроцилиндр запирают, т,е, распределитель ставят в нейтральное положение (Ц .

Недостатком данного устройства

20 является необходимость корректировки положения штока гидроцилиндра для поддержания точного уравновешивания шпинделя при изменении настройки прокатной клети, в част25 ности при изменении зазора между рабочими валками. Необходимость точного уравновешивания шпинделей обусловлена требованием уменьшения радиальных сил в шарнирах шпинде30 .ля, приводящих к раскрытию зазоров

820948

20

40 (4) S Pyp < 5шРист.

5Ð

d0

65 в сочленениях элементов привода и, следовательно, к росту динамических нагрузок при захвате металла валками. Кроме того, установка распределителя в нейтральное положение отсекает гидроцилиндр от источника стабильного давления и слива, т.е. создает замкнутую (изолированную) систему. При изменении настройки клети, например при уменьшении зазо ра между валками, создается большое избыточное давление, которое может привести к разрывам слабых элементов этой закнутой системы.

Для предотвращения этого явления при изменении настройки клети требуется многократная манипуляция распределителем.На практике такие системы работают в режиме, при котором гидроцилиндр постоянно соединен с источником стабильного давления, т.е. шпиндель постоянно неуравновешен.

Цель изобретения — обеспечение точного уравновешивания шпинделя независимо от настройки прокатной клети °

Поставленная цель достигается тем, что устройство для уравновешивания шпинделей прокатных валков, содержащее гидравлический цилиндр одностороннего действия, связанный через трехпозиционный золотниковый гидрораспределитель с источником стабильного давления и сливом, оно дополнительно снабжено гидравлическим цилиндром двухстороннего действия с поршнем и штоком, отношение активных площадей поршня которого равно отношению усилия уравновешивания и стабильного давления, при этом его штоковая полость связана с источником стабильного давления, а нештоковая полость - с цилиндром одностороннего действия, и, кроме того, его шток шарнирно соединен с тягой, связанной с осевым люфтом с золотником гидрораспределителя.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит гидроцилиндр

1 одностороннего действия со штоком

2, шпиндельный узел 3, трехпозиционный гидрораспределитель 4, источник стабильного давления 5, слив б, гидроцилиндр двухстороннего действия 7 со штоком 8 и механическую тягу 9, связанную с золотником 10 гидрораспределителя.

Устройство работает следующИм образом.

Для точного уравновешивания шпиндельного узла 3 необходимо выполнение условия

Р= —, (1);

МР где Р— давление уравновешивания р в полости гидроцнлиндра 1;

S — площадь поршня гидроцилиндя ра 1; G — вес шпиндельного узла 3 и поддержание этого давления при любом положении шпиндельного узла.

Это достигается применением гидроцилиндра двухстороннего дейст1, диаметры поршня и штока которого выбраны такими, что отношение активных плодащей поршня в штоковой и нештоковой полостях равно отношению давления уравновешивания и давления. источника стабильного давления 5, т.е.

9ш Р„р

S P (2)

Н ист где S - активная площадь поршня в штоковой полости;

Ьд — активная площадь поршня в нештоковой полости;

Р„ ; давление источника стабильного давления.

При точном уравновешивании шпиндельного узла 3 давление в гидроцилиндре 1 равно давлению уравновешивания Р р и шток 8 гидроцилиндра двухстороннего действия 7 неподвижен, так как находится под действием двух равных и противоположно направленных сил, т.е. (3) Если в результате изменения настройки прокатной клети давление в полости гидроцилиндра 1 уменьшится (шпиндельный узел 3 принудительно приподнят), то в силу соотношения (2) сила, действующая на шток 8 гидроцилиндра двухстороннего действия 7 в штоковой полости оказывается больше, чем сила, действующая в нештоковой полости, т.е.

Равнодействующая сила начинает перемещать шток 8 и, следовательно, посредством тяги 9, золотник

10 гидрораспределителя 4 в положение, при котором полость гидроцилиндра 1 соединена с источником стабильного давления 5. Прн этом рабочая жидкость начинает поступать в полость ,гидроцилиндра 1, давление в ней повьв ается, и шток 8 гидроцилиндра двухстороннего действия 7 посредством тяги 9 возвращает золотник 10 гидрораспределителя 4 в нейтральное положение прн равенстве давления в полости гидроцилиндра 1 требуемому давлению уравновешивания. Если в результате изменения настройки прокатной клети давление в полости гидроцилиндра 1 увеличивается (шпиндельный узел 3 принудительно опущен), то равнодействующая сил в гидроцилиндре двухстороннего действия 7

820948 посредством штока 8 и механической тяги 9 перемещает золотник 10 гидрораспределителя 4 в положение, при котором полость гидроцилиндра

1 соединена со сливом 6. При этом рабочая жидкость поступает в слив

6 до тех пор, пока давление в полости гидроцилиндра 1 не достигнет требуемой величины уравновешивания и шток 8 гидроцилиндра двухстороннего действия не возвратит золотник

10 гидрораспределителя 4 в нейтральное положение. Прн ремонтных работах механическая тяга 9 отсоединяется от золотника 10 посредством поворота в шарнире, соединяющем ее со штоком 8 гидроцилиндра двухсто- 15 роннего действия 7 и подъем или опускание шпиндельного узла 3 осуществляется вручную, переводом золотника 10 гидрораспределителя 4 в соответствующее положение. Жест- Д кое соединение механической тяги

9 с золотником 10 приводит к тому, o даже небольшие изменения давления в полости гчдроцилиндра 1 приводят к перемещению золотника 10.

Для уменьшения числа перемещений золотника 10 он соединен с механической тягой 9 с осевым люфтом. Наличие люфта позволяет осуществить тонкое регулирование давления уравновешивания около положения равновесия путем перекачки определенного количества рабочей жидкости (определяемого величиной люфта и изменением давления) из полости .гидроцилиндра 1 в нештоковую полость гидроцилиндра двухстороннего дейст-, вия 7 (при избытке давления) или иэ нештоковой полости гидроцилиндра двухстороннего действия 7 в полость гидроцилиндра 1 (при недостатке 4р давления). Большие изменения давления компенсируются золотником 10 при выборе люфта.

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить долговечность деталей и узлов главных приводных линий прокатных станов эа счет снижения динамических нагрузок, уменьшить износ подшипников и шарниров шпинделей.

Опытно-промышленная эксплуатация предлагаемого устройства, осуществленная в черновой клети стана

2000 ПЛМЗ, показывает ее эффективность °

Формула изобретения

Устройство для уравновешивания шпинделя привода прокатных валков, содержащее гидравлический цилиндр одностороннего действия, связанный через трехпоэиционный золотниковый гидрораспределитель с источником стабильного давления и сливом, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения точного уравнове- шивания шпинделя независимо от настройки валков, оно дополнительно снабжено гидравлическим цилиндром двухстороннего действия с поршнем и штоком, отношение активных площадей поршня которого равно отношению усилия уравновешивания и стабильного давления, при этом его штоковая полость связана с источником стабильного давления, а нештоковая полость - с цилиндром одностороннего действия, и, кроме того, его шток шарнирно соединен с тягой, связанной с осевым люфтом с золотником гидрораспределителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Королев A.A. Механическое оборудование прокатных цехов черной и цветной металлургии. М.;

"Металлургия", 1976, с. 170.

820948

583/ 3 Тираж Подписное

HHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ

Филиал IIIIII Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Г.Ростов

Редактор Н.Ромжа Техред М.Коштура Корректор Н. Бабинец