Шпиндельное устройство рабочей клети прокатного стана
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»i967603 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 24.04.81 (21) 32773б0/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.
В 21 В 35/14 тввударствелыв каинтвт
СССР ва далви изобретений и аткрытнй (53)УЙК 621.771.2.0б-88 (088.8) Опубликовано23.10 82. Бюллетень М 39
Дата опубликования описания 25.10,82
И.Н, Ванинский, А.А. Восканьянц, С.р. ГаРцман „„„„„„, Б. Е.Житомирский, З.ll. Каретный, И. Г» Каф,":-:М".1т". Форыше
В. И. Пономарев, О. Г. Сахаров, А.А. Филатов» ррф1;ЯЪ. Швыи в
Всесоюзный ордена Ленина научно-иссудД6в ффЖЯЙЖН и проектно-конструкторский институт1метаап т»ги» ейского машиностроения и Производственное обьедийейите„ Цаво=
Краматорский машиностроительный завод" (72) Авторы изобретения (7!) Заявители (54) ШПИНДЕЛВНОЕ УСТРОЙСТВО РАБОЧЕЙ КЛЕТИ
ПРОКАТНОГО СТАНА
Изобретение относится к металлургическому оборудованию, а именно к приводам рабочих клетей прокатных станов.
Известны шпиндельные устройства рабочих клетей прокатных станов, содержащие подпружиненные подшипниковые опоры шпинделей, пружины которых опи.раются на регулировочные гайки 1 1,.
Недостатком этих устройств является значительная трудоемкость регулировки положения шпинделя по высоте, осуществляемой вручную, а также необходимость остановки стана при выполнении такой регулировки.
Указанные недостатки устранены в шпиндельных устройствах с электро-механическим приводом регулировки положения шпинделя на высоте.
Известно шпиндельное устройство гс рабочей клети прокатного стана, содержащее шпиндель, подпружиненную под-шипниковую опору шпинделя, установленную на траверсе, и винтовой меха2 низм для возвратно-поступательного перемещения траверсы с приводом 12}.
Недостатком этой конструкции является то, что, в случае ее применения на станах, у которых в процессе работы раствор валков изменяется в значительных пределах, возможно возникновение больших нагрузок в шпиндельном устройстве из-за черезмерного сжатия или, наоборот, ослабления пружин подпружи-. ненной опоры, которое может произойти в. результате сведения или разведения валков при зафиксированной траверсе. Это может стать причиной поломки элементов привода и рабочей клети.
Целью изобретения является повышение долговечности элементов привода и рабочей клети эа счет ограничения нагрузок, возникающих в шпиндельном устройстве при перемещении валков.
Указанная цель достигается тем, что шпиндепьное устройство, содержащее шпиндель, подпружиненную подшипниковую опору шпинделя, установленную
3 96760 на траверсе,и винтовой механизм для возвратно-поступательного перемещения траверсы с приводом, снабжено неподвижно установленным гидроцилиндром со связанным с траверсой плунжером, S в котором выполнена рабочая полость с размещенным в ней поршнем со штоком, взаимодействующим с винтом механизма перемещения траверсы, при этом в рабочей полости плунжера выполнен упор ограничения хода поршня, а рабочие полости цилиндра и плунжеры сообщены между собой.
На фиг. 1 представлена схема шпикдельного устройства рабочей клети про-.. катного стана; на фиг. 2 и 3 показа-, ны направления усилий, действующих на отдельные элементы шпиндельного устройства; на фиг . 4 и 5 приведены схемы взаимодействия между элементами устройства при предельных значениях усилий в системе.
Шпиндель 1 лежит на подпружиненной подшипниковой опоре 2, пружины которой 3 связаны с траверсой 4 посредст- >> вом тяг 5. Траверса 4 опирается на плунжер 6 гидроцилиндра, питающегося от гидросистемы постоянного давления (например, от грузового гидроаккумулятора). Корпус гидроцилиндра. 7 укреплен неподвижно. Внутри плунжера
6 расположен поршень 8 со штоком, ход которого относительно плунжера под действием рабочей жидкости ограничен упором 9, выполненным в виде заплечиков на плунжере 6. Шток поршня 8 взаимодействует с винтом 10 механизма перемещения траверсы, включающего гайку 11, червячный редуктор 12 и электродвигатель 13.
Устройство работает следующим образом.
На плунжер 6 со стороны рабочей жидкости действует усилие F (фиг.2), равное
F p " (1).
У(0 " 02)
1 где р - давление рабочей жидкости;
0„ - наружный диаметр плунжера 6;
0 - диаметр поршня 8.
Усйлие F взаимодействия плунже- 0 ра 6 с траверсой 4 равно
= а + а (2) где G - sec траверсы 4 с тягами 5 и пружинами 3;
Q " суммарное усилие, развиваемое SS пружинами 3.
Номинальным значением усилия Q является величина (}„, равная суммар3 4 ному весу шпинделя и подшипниковой опоры.
Плунжер 6 взаимодействует с поршнем 8 с усилием FS.
На поршень 8 со стороны рабочей жидкости действует усилие Гд (фиг.3), равное
= р (3)
Шток поршня 8 взаимодействует с винтом l0 механизма перемещения траверсы с усилием Fg .
Диаметры 01 и Dz определяются из выражений (1) и (3) по условиям
"2 тс х (4)
F1 1Г (5) где Г т, к= G + Отак (6)
+ Qrne (7) где Qщ „и Q „,-и " максимально и минимально допустимые значения усилия
Q(Q;„< а„а„).
Устройство работает следующим образом.
Если усилие Q находится в допустимых пределах, т. е. Я „- д < Q, < Q „, „,то
F2 Р2,т,;„и, на основании выражения (g) FZ > F„. Из условия равновесия плунжера (фиг. 2).
F2 F1 F3 (8) и, следовательно, F > > О, т. е. поршень 8 прижат к упору 9 плунжера 6.
Из условия равновесия поршня (фиг.3)
F4" Г5 (9)
Тогда из выражения (8) следует, что
Fz 1 + F+ F5 (10) или, с учетом соотношения (4) 2п aх Г5 ° . (11)
Поскольку Fz (Fz > то Г ) 0 ° т.е. винт 10 контактирует со штоком поршня 8.
Таким образом, при Q Перемещение траверсы 4 вызывает либо перемещение шпинделя 1 (в случае перевалки валков, когда шпиндель отсоединен от валка, при этом Я = Я„), либо изменение усилия сжатия пружин (когда шпиндель соединен с валком). При сжатии пружин 3 до усилия Q „ (например, когда винт 10 неподвижен, 967603 5 а шпиндель перемещается вместе с валком вниз в результате сведения валков), усилие F достигает величины Г „, после чего происходит разрыв контакта между винтом 10 и . штоком поршня 8 (фиг. 4). При этом F = 0 и дальнейшего роста усилия F (следовательно и Q) не происходит, что следует из выражений (11) и (6). При ослаблении усилия .сжатия пружин 3 до величины 0 я,1„ (например, когда винт.!О неподвижен, а шпиндель перемещается .вместе с валком вверх в результате разведения валков), усилие F уменьшается до величины Г Из вырамений (5), (10) и (9) следует, что в этом случае Fд = F5 и F> 0 ° т.е. происходит разрыв контакта между поршнем 8 и упором 9 на плунжере 6 (фиг. 5). Дальнейшего снижения усилия F< (а следовательно и Q) не происходит. Таким образом, усилие, развиваемое пружинами подпружиненной опоры шпинделя, не может выйти за пределы допустимых значений. За счет этого обеспечивается защита элементов привода и рабочей клети от перегрузок и повышение их долговечности. Омидаемый экономический эффект зВ от внедрения изобретения на действующих станах горячей прокатки составит более 200 тыс. руб. 6 формула изобретения 1. Ыпиндельное устройство рабочей клети прокатного стана, содержащее шпиндель, подпружиненную подшипниковую опору шпинделя, установленную на траверсе, и винтовой механизм для возвратно-поступательного перемещения траверсы с приводом, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения долговечности элементов привода и рабочей клети, оно снабжено неподвижно установленным гидроцилиндром со связанным с траверсой плунжером, в котором выполнена рабочая полость с размещенным в ней поршнем со штоком, взаимодействующим с винтом механизма перемещения траверсы, при этом в рабочей полости плунжера вы" полнен упор ограничения хода поршня. 2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции гидроцилиндра, рабочие полости цилиндра и плунжера сообщены между собой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Королев А.А, Конструкции и расчет машин и механизмов прокатных станов. И., "Иеталлургия", 1969, с. 197, рис 98. 2. Реферативный сборник. И,, ЦНИИТЭИтяжмаш, 1980, Р 1-80-17, с., 18-21. 967603 сна 2 Составитель Г. Ростов Редактор Н. Гунько Техред С.Мигунова Корректор О. Билак Тираж 845 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 7968/16 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4
