Кривошипно-шатунный механизм

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (it>998807

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17. 11. 80 (2>) 3004502/22-02 с присоединением заявки ¹â€” ффффф) М Кд 3

F 3 6 L 35/00

В 21 В 39/20

Государствеиный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

)53) УДК 621.827 (088.8)

Опубликовано23.. 02. 836юллетень Р 7

Дата опубликования описания 23.02.83 (72) Авторы изобретения,А.Я.усвят, Э.Л.Шейман и Ю. И.Дунаевский

Колпинское отделение Всесоюзного ордена Лени (71) Заяв„тель наУчно-исследовательского и пРоект о-констРУ института металлургического машиностроения (54) KPHBOLlNPHQ-ШАТУННЬЯ МЕХАНИЗМ

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в приводах кантователей проката, работающих на эаготовочных и круПносортных станах.

Известен кривошипно-шатунный механизм подъема и опускания крюков кантователя проката с шатуном, выполненным из двух частей, соединенных между собой предохранительными паль -. цами, В этом механизме шатун работает на сжатие при подъеме крюков- и на растяжение — при опускании крюков в исходное положение.

Для защиты кантователя при превышении допустимых нагрузок, действующих на крюки, предохранительные пальцы срезаются (1 3 -. . Недостатком этой конструкции является частое срезание предохранительных пальцев, что вызывает простои стана и приводит к увеличению трудозатрат на замену и изготовление новых пальцев.

Кроме того, в предохранительных пальцах в процессе работы кантователя накапливаются усталостные повреждения, что нередко вызывает их разрушение при нагрузках, йе превышающих допустимые.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является кривошипно-шатунный механизм с шатуном. выполненным в виде двух параллельно установленных предохранительных стержней. При этом кривошипношатунный механизм может быть использован как предохранительный меха10 низм 21

При максимальном расстоянии между стержнями шатун имеет сечение, обладающее максимальным моментом инерции..

В этом случае шатун передает максимальное усилие без изгиба стержней.

При уменьшении расстояния между стержнями момент инерции уменьшается и передача максимального усилия будет вйзывать продольный изгиб стержней.

В случае возникновения на ползуне

20 усилий, превышающих заданное, шатун не будет работать вследствие потери устойчивости стержней и предохранит устройство от перегрузок.

Недостаток кривошипно-шатунного

25 механизма состоит в том, что он не обеспечивает воэможность работы шатуна без разрушения после потери ус" тойчивости стержней и, кроме того, в наличии в механизме специального устройства, изменяющего расстояние

998807 между стержнями с целью регулирования момента инерции шатуна.

Целью изобретения является обеспечение самовосстановления работоспособности механизма после, перегрузки.

Поставленная цель достигается тем, что в KpHHoBlHIIHQ-шатунном механизме, преимущественно в приводах кантователей проката, с шатуном в виде предохранительных стержней, стержни набраны в пакет, плоскость наименьшей 10 жесткости которого совмещена с плоскостью механизма, и выполнены пологого открытого тонкостенного профиля.

Такое конструктивное выполнение механизма позволяет обеспечить защиту 15 кантователя от перегрузок и автоматическое восстановление его работоспособности мгновенно после устранения причины перегрузки.

Кроме того, выполнение стержней 20 пологого профиля. позволяет даже при небольшой массе шатуна значительно повысить его несущую способность, вследствие их упругой деформации в закритической облаСти с депланацией этих сечений в прямоугольные, а благодаря большей стреле выпучивания стержней. обеспечивается полный оборот кривошипа при заклинивании ведомого звена, что исключает необходимость 30 сигнализации при перегрузке кантователя.

На фиг.1 изображен кривошипношатунный механизм, предназначенный для кантователя, встроенного в манипулятор обжимного стана; на фиг.2 разрез А-А шатуна на фиг.1.

Кривошипно-шатунный механизм кантователя, встроенного в манипулятор обжимного стана, содержит кривошип 1, и шатун в виде предохранительных стерж- 40 жней 2 пологого открытого тонкостенного профиля, набранных в пакет, который своими торцами упирается в головки 3 шатуна и защемпен в них при помощи болтов 4, плоскость наимень- 45 шей жесткости которого совмещена с плоскостью механизма, при этом площадь поперечного сечения пакета должНа быть равной следующему соотношениюг 50

12Е, (2 23 где Š— модуль упругости материала стержней. кг/мм ; — длина шатуна, мм", 55

r — радиус кривошипа, мм, P — предельно допустимая нагрузка на шатун, кг; — предел упругости материала

У стержней, кг/мм

2 60

3,3 — наименьшие моменты инерции

I стержней, соответственно пологого и равновеликого прямоугольного профиля той же толщины, мм4.

Это соотношение получено из условия достижения максимальными напряжениями в стержнях открытого профиля при их наибольшем изгибе в кривошипно-шатунном механизме предела упругости материала 4, Все стержни пакета для обеспечения прогиба в одну сторону стянуты хомутом 5, установленным на середине длины пакета с возможностью изменения (выпрямления профиля поперечного сечения стержней. Одна из головок шатуна связана с корпусом б дифференци» ально-планетарного редуктороа, поворотного относительно оси ведомой шестерни 7 редуктора, планетарная шестерня 8 которого находится в зацеплении с реечной штангой 9 нантователя с кантующими крюками 10, шток 11 которой шарнирно связан с поворотным валом 12 кантователя, установленным на линейке 13 манипулятора.

Кантователь работает следующим образом.

При перемещении линейки 13 манипулятора с той же скоростью перемещается реечная штанга 9 эа счет вращения планетарной шестерни 8 ведомой шестерней 7, вращающейся от привода манипулятора (не показан ), т.е. поворотный вал 12 с крюками 10 не вращается. Для кантовки проката включается привод кривошипно-шатунного механизма (не показан ), коленчатый вал которого совершает полоборота и через шатун в виде предохранительных стержней 2 пологого открытого профиля поворачивает корпус б дифференциальнопланетарного редуктора влево. При этом планетарная шес.серия 8, обкатываясь на ведомой шестерне 7, перемещает вперед (влево) реечную штангу 9, реечная штанга через шток 11 воздействует на рычаг поворотного вала 12, при этом кантующие крюки 10 поднимаются, кантуя прокат.

При опускании крюков в исходное положение.вал кривошипно-шатунного механизма совершает вторую половину оборота, при этом корпус редуктора и реечная штанга перемещаются вправо, а вал под действием сил тяжести рычагов с. крюками возвращается в исходное положение.

При подъеме крючковшатун работает на сжатие, при этом усилие передается от головки к головке через,торцы пакета стержней, характеристика которого обеспечивает передачу рабочих нагрузок без потери устойчивости пакета, т.е. шатун работает как монолитный жесткий элемент. В случае, когда при подъеме крюков усилие кантовки превышает допустимое, например, при кантовке проката,. защемленного между линейками манипулятора, пакет стержней в шатуне теряет устойчивость

998807 прогибается и тем самым действующие к ликвидации трудозатрат на восстана .кантователь усилия остаются в пре- новление работоспособности кантователя после перегрузки, к облегчению

Благодаря прогибу пакета в плоскос- условий работы оператора. ти качания шатуна исключается возмож"- В среднем на каждый обжимный стан ность перекоса и защемления головок приходится около 4-х часов простоя в шатуна на коленчатом валу и оси шар- год из-за срезания предохранительных нира корпуса редуктора. пальцев, трудозатраты на восстановЕсли причина перегрузки не устра- ление работоспособности составляют няется в течение всего цикла кантовки, около 8 человеко-часов, расход пальколенчатый вал все равно совершает . цев — около 1 .т. !

О полный оборот, при этом на первой по- Принимая часовую производитель.ловине оборота стрела прогиба пакета ность блюминга около 750 т/ч и расхостержней достигает максимума, а на ды по пределу одной тонны проката второй половине оборота стержни вы- 5,5 руб/т, находим, что годовая эко15 номия текущих затрат за счет увеличеВ случае устранения причины:пере- ния производительности стана нри исгрузки в течение первой половины цик- пользовании предлагаемого изобретения ла вращения коленчатого вала(напри= составит 8250 руб. на одном стане. мер, при разведении линеек) кантовка - С учетом сокраа1ения трудозатрат может быть осуществлена при выпрямле-20 на ремонты, изготовление новых пальцев, нии стержней за счет- накопленной в .и ликвидацию расхода материала на .них потенциальной энергии деформации. них,годовая экономия эксплуатационПри возникновении-перегрузки во ных издержек составит около 9000 руб время опускания кантующих крюков (на- Отсюда, ожидаемый гарантированный пример, при упоре крюков в прокат, 25 экономический эффект в народном хонаходящийся между линейками) крюки зяйстве, определяемый по известной останавливаются, а реечная штанга под формуле с учетом капитальных затрат действием привода продолжает передви- на новое оборудование, составит по гаться вправо,- перемешаясь ло штокУ одному стану около 35000 .руб. в год. тем самым разрывается силовая связь . между крюками и приводом, что исключает поломку кантователя. . Формула изобретения

После устранения причины перегрузки крюки опускаются в исходное поло- Кривошипно-шатунный механизм, прежение под действием силы тяжести. ПриЗ5 имущественно в приводах кантовате е этом благодаря тому, что длина штока проката, с шатуном в виде предохранипревышает ход штанги, автоматически тельных стержней, о т л и ч а ю щ и йвосстанавливается силовая связь крю- с я тем, что, с целью обеспечения ков с приводом кантователя. самовосстановления .работоспособности

Таким образом, предлагаемая кон- механизма после перегрузки, стержни струкция кантователя обеспечивает за- набраны в пакет, плоскос ь

40 т наименьшей фиту кантователя от перегрузок и ав- жесткости которого совмещена с плостоматическое вос а ст новление его pa6o-. .костью механизма, и выполнены пологого тоспособности практически мгновенно открытого тонкостенного профиля. после устранения причины перегрузки. Источники информации, использование предлагаемого кри- 45 принятые во .внимание при экспертизе вошипно-шатунного механизма в канто- 1. Целиков A,È. и Смир о нов В.В. вателях проката приводит к сокращению Прокатные станы. И., Иетуллургиздат .продолжительности. простоев стана при 1958, с.350, рис.419. перегрузке кантователя и, тем.самым, 2. Авторское свидетельство СССР к повышению производительности стана,.50 9 227811, кл. Г 16 L.35/00, 196 7.

998807

4-4 подернуло

Составитель Н.Умнягина

Редактор A,Øàíäîð Техред О.Неце, Корректор И.Ватрушкина

Закаэ 1119/60 Тираж 923 . Подписное

ВНИИПИ. Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035,, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5 филил ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4