Способ уравновешивания шпинделей главной линии прокатной клети

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЮТИЛЬСТВУ

Союз Соватския

Социалистических

Республик () 884760 (61) Дополнительное к авт, сеид-ву

М )(ЛЗ (22) Заявлено 26.1179 (21) 2842423/22-0 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет В 21 В 35/00

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий

Опубликовано 301181. Бюллетень |В 44 (» ЛК 621,771..2.04. †.88 (088.8) Дата опубликования описания 301181 (72) Авторы изобретения

П.С.Гринчук, Ю.Т.Калашников, В.И.Пономарев, O.В.Заключнов, A.Ã.Âîâê, В.И.Чергик, A.ß.Ïèñàðåÿêî и В.С.Иванов

Ф.

Производственное объединение Ново-Краматорский машиностроительный завод (71) Заявитель (54) СПОСОБ УРАВНОВЕШИВАНИЯ ШПИНДЕЛЕЙ

ГЛАВНОЙ ЛИНИИ ПРОКАТНОЙ КЛЕТИ

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в главной линии прокатной клети, оснащенной гидравлическим уравновешиванием шпинделей.

Величина динамических нагрузок клети, которая определяет ее долговечность, зависит от зазоров в сое- 1О динении шпинделя (лопасть-вилка) с рабочим валком и валком шестеренной клети.

Известен способ выборки зазоров в приводе прокатной клети, приводящий 15 к снижению величины динамической нагрузки клети, заключающийся i .нагружении рабочих валков дополнительным .тормозным моментом на период переходного процесса при захвате раската 20 валками, при этом торможение валков осуществляется с помощью специальных тормозных средств в виде колодочных тормозов, гидромуФт или электрогенераторов, смонтированных на ра- 25 бочих валках (1).

Недостаток указанного способа— необходимоеть установки в рабочую клеть дополнительных устройств, что усложняет конструкцию клети и сущест- 30 венно затрудняет ее эксплуатацию, особенно при перевалке валков.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому способ выборки зазоров, включающий силовое гидравлическое воздействие на под-держивающие элементы шпинделей и приложение к прокатным валкам тормозного момента путем повышения усилия гидравлического распора. валков (21.

Недостаток известного способа— необходимость значительного повышения усилия распора рабочих вал ков, поскольку коэФФициент, трения качения рабочего валка по опорному очень мал (порядка 0,0005 м) ° Соадать такое усилие распора практически возможно лишь при давлениях рабочей жидкости в гидроцилиндрах гораздо больших 320 кг/см, т.е.

2 при давлениях, превышающих техническую характеристику насосных агрегатов. Выходом из положения может быть установка мультипликатора в подушке рабочего валка. Однако при этом усложняется конструк ция подушки и резко сокращается

884760 I0

Х = Rcos (+ ")

R = l(O+ + Q у =агар. а/Ь долговечность работы подшипников рабочих валков, которые не рассчитаны на большие радиальные нагрузки.

1 ель изобретения — снижение динамических нагрузок путем выборки зазоров в приводе клети.

Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает стабильную работу устройства по ликвидации зазоров в соединениях шпинделя °

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем силовое гидравлическое воздействие на поддерживающие элементы шпинделей, измеряют и запоминают усилие в поддерживающих элементах шпинделей при их горизонтальном положении и отсоединении от рабочих валков, а н процессе работы клети стабилизируют указанное усилие, регулируя давление н цилиндрах уравновешивания шпинделей.

На фиг.1 показана структурная схема регулирования; на фиг.2 — взаимное положение элементов шпиндельного соединения, когда угол поворота = 0; на фиг.3 — то же, при угле поворота

9 + 0.

Способ осуществляется при регулировании усилия уравновешивания шпинделей главной линии прокатной клети, в соединениях которой имеют место зазоры.

Основными элементами шпиндельного соединения являются вилка 1, лопасть

2, палец 3. На фиг.2 изображено взаимное положение перечисленных элементов при tP = 0 и при недоуравновешенном шпинделе н состоянии покоя.

При переураннонешенном шпинделе зазор 2аб между нилкой и лопастью расположен внизу (под лопастью) °

Кроме указанного выае, на фиг.2 обозначен между лопастью и пальцем

Я зазор;соответственно половина толщины а и половина ширины 4 лопасти; сила Р тяжести неуравновешенного шпинделя или ее часть при неполном уравновешивании шпинделя.

Взаимное положение элементов шпиндельного соединения при вращении и при угле поворота, отличном от нуля (9 Ю О), показано на фиг.3, где вилка и лопасть соприкасаются с одной стороны в точке A. Кроме того,. лопасть соприкасается с пальцем (в точке С). Вращающий момент переда( ется между вилкой и лопастью. Между пальцем и лопастью он не передаетсЕ, что достигается соблюдением соотношения й,в

68 а

Взаимное расположение лопасти и вилки (фиг.3) зависит от соотношения моментов, действующих между лопастью и вилкой. В случае,шпиндельного соединения со стороны шестеренкой клети при недоуравнове20

$0

65 шенном шпинделе ведущим элементом является лопасть. С одной стороны между лопастью и вилкой действует нращающий момент Мн, численно равный моменту сопротивлейия со стороны вилки. Действие этого момента приводит к уменьшению зазора н области точки В. С другой стороны недоуранновешенная сила тяжести-шпинделя образует момент относительно точки А

М = РХ, и который дейстнует в направлении увеличения зазора и области точки В.

Плечо этого момента

Из-за вращения шпиндельного соединения и попеременного перехода точ-. ки соприкосновения A то к одной,. то к другой стороне вилки, плечо не становится равным нулю и его величина изменяется от R до а . При

МВ <Мп вилка и лопасть н точке В не.сойрикасаются, т.е. между ними существует зазор. При МВ М„ вилка и лопасть соприкасаются в точке В.

В точке A они соприкасаются при любых соотношениях НВ и Мп

Таким образом при МН М зазор . между вилкой и лопастью отсутствует.

В предлагаемом способе устранение зазора достигается соблюдением условия МВ)М„, что выполняется уменыаением нелйчины М путем осуществления мер, обеспечивающих более точное уравновешивание шпинделей (уменыаение силы P ).

Способ осуществляется следующим образом.

Рабочие валки 4 извлекают из клети и снимают шпиндели 5. Выходное напряжение силоизмерительных датчиков 6 становится пропорциональным массе поддерживающих элементов 7.

Это напряжение н элементах 8,9,5 и б сравнения сводится посредством напряжений смещения U ><и U,2 к нулю, что позволяет в дальнейшем получать информацию только о массе шпинделя.

Устанавливают шпиндели 5 и соединяют их с валками шестеренной клети

10. Гидроцилиндрами 11 шпинделя 5 устанавливают в горизонтальное положение. Информацию о горизонтальности положения шпинделей 1олучают от фотодатчиков 12. Сигнал на выходе устройств сравнения 8 и 9 в этот момент пропорционален массе шпинделя. Этот сигнал запоминается в устройстнах

13 памяти.

Стабилизацию этого сигнала, т.е. поддержание постоянства полного уравновешивания шпинделя, осуществляют устройствами 8,9 сравнения, выходной сигнал которых подают на

884760 где Q - максимальная величина неуравновешивания шпинделя

М вЂ” статический момент холостого хода валковой системы; а — половина толщины вилки шарнира шпинделя; в — половина ширины лопасти шарнира шпинделя.

Момент холостого хода, приведенный к рабочим валкам, неодинаков для верхнего и нижнего рабочих валков. Для определения точности уравновешивания 25 необходимо ориентироваться на меньшую величину момента холостого хода, т.е. на верхний рабочий валок с ю< яов марв

= М + М + М, (2) 30 где М вЂ” момент трения в подшипниках верхнего опорного вал:ка;

М - момент трения в подшипнипрв. ках верхнего рабочего вал- 35 кау

М вЂ” момент трения качения верхк него опорного валка по верхнему рабочему валку. р оп Э(а. 40

ПОВ. SDn?On g > (3)

ons, где P — усилие, действующее на подшипник верхнего опорного

В.оп. валка;

0 д — коэффициент трения в ПЖТ 45 опорного валка, Прв — диаметр рабочего валка1

Рср@ — диаметр опорного валка;

d n - диаметр круга трения ПЖТ

50 оп. прв.. рв. oui где Р ра2. бочих валкову

G В - масса подушек верхне о pa-. 55 бочего валка;

60ПВ- масса опорного валка;

Gp8 — масса рабочего валка. раз ((РВ 3p AS (5) 60 где.Р— усилие, действующее на подшипник верхнего рабо. чего валка.

Р = Р— С (6) 65 вход регуляторов 14 äàâëåíèÿ. Íîðмально замкнутые контакты в цепи устройств памяти размыкаются с выдержкой времени после установки шпинделей в горизонтальное положение.

Определяют требуемую точность уравновешивания шпинделя, обеспечивающую ликвидацию зазоров в соединениях шпинделя.

Известно, что предельной величиной неуравновешивания является усилие (0 Ст.ю (1) +5Р

d — диаметр круга трения подшипников рабочих валков; р - коэффициент трения в подшипниках качения рабочего (ркю. валка. где Рк усилие прижатия рабочего валка к опорному.

= Ра рВ прз. к

I где К вЂ” коэффициент трения качения.

Допустимая погрешность уравновешивания шпинделя (1(= {+ / + С1. (3 3< z щ -<щ)й

I (10) коэффициент динамичности; момент инерции двигателя, редуктора и шестеренной клети; момент инерции валков клети; жесткость упругой связи; скорость соударения масс, обусловленная ЗазораМи; момент прокатки; где К

:) (где .Göù — масса шпинделя.

Пример реализации способа.

Определяют величину Д применительно к черновой клети кварто стана 2000

Исходные данные

Р. = 113 т

G = 8,1 ,О = 0005 оп = 1,18 м

Прв. = 1200 мм

DlInH- 1600 мм

Йраь= 0,775 м

Х.(раь= О 004

К = 0,0005 м а = 140 мм

Ь = 535 мм

G = 31,3 т °

После подстановки исходных данных получаем О = «+ 2,9%.

Такая точность может быть обеспечена при существующем уровне измерительной техники.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа снижения динамических нагрузок обуславливается увеличением срока службы оборудования.

Коэффициент динамичности в двухмассовой рядной системе, к какой упрощенно может быть приведена линия клети, определяется по формуле

884760

Поскольку Д < 3g, то при отсутствии зазоров (Ю -Жт = О)

Иаксимальйой величине К„соответствует такой зазор, при котором в момент соударення (e -o . Применительно к стану 1700 определена величина Кв д, = 9, которая характерна и для других станов.

Следовательно, реализация пред-. лагаемого решения позволяет, в пределе, уменьшить динамические нагрузки в соотношении Кдмакс./ "A vuu = 4 5 .

Исследования, проведенные на стане

2000 свидетельствуют о том, что снижение динамических нагрузок только на 20% приводит к уменьшению в 3 ра- !Я за количества аварийных поломок рабочих валков.

Формула изобретения, Способ уравновешивания шпинделей главной линии прокатной клети, вклю- Щ чающий силовое гидравлическое воэдействие на поддерживающие элементы шпинделей, о т л и ч а ю щ и A с я тем, что,с целью снижения динамических нагрузок путем выборки зазоров в приводе клети, измеряют и запоминают усилие в поддерживающих элементах шпинделей при их горизонтальном положении и отсоединении от рабочих валков, а в процессе работы .клети стабилизнруют указанное усилие, регулируя давление в цилиндрах уравновешивания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 2079455, кл. 72-29, 1950.

2. Авторское свидетельство СССР

9 528972,. кл. В 21 В 35/00, 1977.

Составитель И. Скоробогатский .

Редактор И.Ковальчук Техред A.Áàáèíåö Корректор Н.Стец

Заказ 10330/9 Тираж 891 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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