CS202009B2 - Method of making the gauge calibre of the wandering cylinders of the wandering cold rolling mill and device for making the same - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu a zařízení k výrobě zářezu kalibru u poutnických . válců poutnické válcovny za studená pomocí otáčejícího se brusného kotouče, postupujícího postupně po obrysu obvodu kalibru a obrysu příčného řezu, jehož poloha a směr se podle postupu broušení stále mění.

Vynález vychází ze zařízení k frézování a broušení válcovacích kalibrů, známého z něm. spisu DT-PS č. 1 179 438, u něhož brusný kotouč vykonává krouživý pohyb, jehož poloměr odpovídá momentálnímu poloměru kalibru.

Brusný kotouč pracuje tedy v příčném řezu kalibru po kruhovém oblouku, který leží v rovině, dané osou válců a brusného kotouče. Vzhledem k tomu, že bod dotyku mezi brusným kotoučem a poutnickým válcem leží vně této roviny, vzniká zkreslený kalibr, přičemž zkreslení navíc značně závisí na průměru brusného kotouče a tím také na stupni opotřebení brusného kotouče.

Kalibr, zhotovený novým brusným kotoučem, dává v důsledku rozdílného zkreslení jiné rozměry než kalibr, který byl zhotoven za jinak stejných podmínek pomocí již opotřebovaného brusného kotouče. Pochopitelně je možné korigovat řídicí křivky tak, aby kalibr byl v základně a na bocích přesný. Mezi těmito polohami neexistuje však žádná možnost korekce. Řídicí křivky jsou snímány z odpovídajících šablon, jak je například znázorněno v něm. spise . DT-OS-1 813 281.

Podle nových poznatků je však za účelem zabránění lámání trnů a válců žádoucí jednoznačně definovat a zhotovovat zářez kalibru po celém jeho účinném povrchu.

Žádný ze známých způsobů výroby zářezu kalibru při poutníčkem válcování za studená není schopen vyrábět libovolné, teoreticky předem stanovené tvary kalibrů.

Často přitom dochází ke zkreslení průřezů kalibrů, které je o to větší, čím větší je redukce průměru a tím úhel stoupání při kal brování. Příčinou je tvar kalibru, měnící se po obvodu poutnického válce, který způsobuje, že bod styku mezi válcem a brusným kotoučem v měnící se části kalibru leží vně roviny, dané osou válců a osou brusného kotouče, přičemž vzdálenost mezi bodem dotyku a touto rovinou se mění s obvodovým úhlem poutnického válce a úhlem posuvu příčného řezu kalibru.

Uvedené nedostatky odstraňuje podle vynálezu způsob výroby zářezu kalibru u poutnických válců poutnické válcovny za studená pomocí otáčejícího se brusného kotouče, postupujícího postupně po obrysu obvodu kalibru a obrysu příčného řezu, jehož polo202009 ha a směr se podle postupu broušení stále mění.

Jeho podstata spočívá v tom, že se pro změnu polohy a vyrovnání mezi za sebou následujícími body broušení, jejichž výrobní souřadnice jsou dány řídicím programem, poutnický válec a brusný kotouč během broušení vykývnou podle řídicího programu kolem bodu dotyku brusného kotouče s poutnickým válcem. Poutnický válec se v bodě dotyku vykývne o radiální složku úhlu stoupání a zároveň se vykývne brusný kotouč o axiální složku úhlu stoupání.

Způsob podle vynálezu je vyřešen zařízením к provádění výroby zářezu kalibru u poutníckých válců poutnické válcovny za studená, které je opatřeno rotačním pohonem pro poutnický válec, upnutým na válcovém nosiči, jehož osa určuje x zařízení, otáčejícím se brusným kotoučem, upevněným na pohyblivém nástrojovém držáku, kde osa brusného kotouče je nejméně při broušení základny kalibru rovnoběžná s osou poutnického válce.

Zařízení je dále opatřeno řídicím zařízením pro otáčivý pohon a pohon nástrojového držáku. Jeho podstata spočívá v tom, že válcové saně jsou upraveny posuvné, ve směru z a kolmo na směr x a napojeny na přesuvný náhon a počet otáček rotačního náhonu hřídele s válcem je měnitelný a brusný kotouč, který se pohybuje ve směru у kolmo na směr x a kolmo na směr z do zářezu kalibru, je upraven pohyblivý ve směru x а у a výkyvný kolem osy у a nástrojový držák je napojen na náhon ve směru x, náhon ve směru у a na kyvný náhon, přičemž posuvný náhon, rotační náhon, náhon ve směru x, náhon ve směru у a kyvný náhon jsou napojeny na číslicové ovládací zařízení.

Ve strojním stojanu jsou posuvně upevněny válcové saně, v nichž je uložen hřídel, na jehož volném konci je uvolitelně připevněn poutnický válec a točivý náhon je upraven na válcových saních, a tyto jsou pomocí převodu spřaženy s hřídelem a na válcových saních je upraven spoluunášeč, do něhož zabírá posuvný náhon, upevněný na strojním stojanu. Ve strojním loži jsou upraveny křížové saně a jsou napojeny ve směru у na náhon, upevněný na strojním loži a na křížových saních jsou upraveny brusné saně, napojené ve směru x na náhon, upevněný na křížových saních a v brusných saních je otočně uložen nástrojový držák a otočný čep je pevně proti otáčení propojen s pákou, do níž zabírá kyvný náhon, upevněný na brusných saních..

Způsob a zařízení podle vynálezu umožňují brousit libovolné, výhodně geometricky předem stanovené tvary kalibrů, korigovat po celém povrchu kalibru soustavné chyby, které byly u dosud známých způsobů vyrovnávány korekčními zařízeními, určenými pouze pro jednotlivé body příčného řezu kalibru, a dále umožňuje vyřadit vliv stupně opotřebení brusného kotouče na vznikající soustavné chyby.

Tím, že se brusný kotouč s poutnickým válcem vykývnou kolem bodu dotyku, neuvažuje se u žádného z dále uvedených vzorců pro výpočet souřadnic broušení s velikostí, to je průměrem, brusného kotouče, čímž je umožněna velmi přesná práce. Poměry broušení jsou pak absolutně souhlasné s předem stanoveným průběhem korektur.

Použití číslicového ovládacího zařízení má tu zvláštní výhodu, že způsobem podle vynálezu mohou být prováděny potřebné kyvné pohyby kolem příslušného bodu broušení, čímž se podstatně zjednoduší zařízení oproti * těm zařízením, která jsou vybavena komplikovanými šablonami nebo odpovídajícími pravítky, sloužícími jako ovládací orgány.

Přesto však rozhodující je ta výhoda, že ^,r mohou být vzaty v úvahu vědecké poznatky, týkající se vytvoření zářezu kalibru a spočívající ve změně programu číslicového zařízení, aniž by bylo třeba provádět na stroji nějaké úpravy. Tím se dosáhne kombinace všech pohybů, ke kterým přísluší také krátkodobá změna otáček rotačního náhonu, aby se odpovídajícím zvýšením otáček zcela kompenzovalo vrácení brusného bodu, případně bodu dotyku.

Připojené výkresy znázorňují příklad provedení vynálezu a technické podrobnosti.

Obr. 1 značí schematické znázornění zařízení к broušení zářezu kalibru poutnického válce ve směru osy válce (směr x), znázorněného částečně v řezu, obr. 2 půdorys zařízení podle obr. 1, rovněž částečně v řezu a to ve směru z, obr. 3 bokorys zařízení podle obr. 1 ve směru y, obr. 4 až obr. 6 tři pohledy na kalibrační válec, obr. 7 až obr. 9 tři pohledy na kalibrační válec s brusným kotoučem.

Obr. 1, 2 a 3 znázorňují zařízení к broušení zářezu kalibru poutnického válce. Na strojním loži 1 se strojním stojanem 22 jsou upraveny křížové saně 2, určené pro pohyb ve směru у ve vedeních 3 ložisek válců. Přesunutí křížových saní 2 se provádí pomocí vřetena 4 s kuličkovou dráhou náho- t nem 5 číslicově ovládaným. Na křížových saních jsou upraveny v dalších vedeních 7 ložisek válců brusné saně 6. К přesunutí brusných saní 6 dochází pomocí dalšího vře- b tena 8, opatřeného kuličkovými drahami, pomocí náhonu 9, číslicově ovládaného ve směru x. Na brusných saních 6 je upevněn ložiskový kozlík 10, na kterém je kolem otočného čepu 12 výkyvné uložen nástrojový držák 11. Kývání nástrojového držáku 11 se provádí pomocí páky 13 pres šoupátko 14, další vřeteno 15 s kuličkovou dráhou a kyvný náhon 16, číslicově ovládaný. V nástrojovém držáku 11 je uloženo brusné vřeteno tak, že střed profilu brusného kotouče leží na středu otočného čepu 12. Brusný kotouč 18 je na brusném vřetenu 17 upevněn pomocí unášeče 19 a je poháněn porno202009

cí řemenového náhonu 20 pomocí motoru

21. Právě popsané části zařízení umožňují kývání brusného kotouče 18 a požadované opravy nástrojového držáku 11 a tím brusného kotouče 18 ve směru x a směru y.

Na strojním loži 1 je za křížovými saněmi 2 upevněn strojní stojan 22, na kterém jsou upraveny válcové saně 23, uložené na válečkových ložiskách. Přesunutí válcových saní 23 ve směru z se provádí pomocí dalšího vřetene 39 s kuličkovými drahami pomocí přesuvného náhonu 25, číslicově ovládaného. Ve válcových saních 23, opatřených spoluunášečem 31 pro další vřeteno 39 s kuličkovými drahami, je uložen hřídel 24, na kterém je upevněn unášeč poutnického válce 26. Náhon pracovního hřídele 24 se provádí pomocí šnekového kola 28, šneku 29, otočného náhonu 27, číslicově ovládaného.

Na obr. 3 je naznačeno číslicové řídicí zařízení 33, od něhož vedou ovládací vedení 34, 35, 36, 37, 38 к odpovídajícím náhonům, a to к náhonům 5, ve směru y, náhonu 9 ve směru x, kyvného náhonu 16, presuvnému náhonu 25 a otočnému náhonu 27.

Zařízení podle vynálezu je možno samozřejmě doplnit tak, že mohou být broušeny současně dva poutnické válce, to znamená dvojice válců. Za tím účelem by hřídel 24 měl být upraven odpovídajícím způsobem, a to tak, že na obě strany by se upevnil vždy jeden válec a brusné saně 6 by se upravily tak, aby se na ně uchytily dva brusné kotouče 18.

Při výrobě zářezu 32 kalibru jednoho poutnického válce se s výhodou brousí nejdříve podél obvodového obrysu a brusný kotouč 18 se po jedné otáčce relativně přesadí vzhledem к poutnickému válci 26 ve směru x.

V další části jsou vysvětleny další podrobnosti způsobu podle vynálezu. Vykývnutím brusného kotouče o úhel γ_Ά pomocí kyvného náhonu 16 přes vřeteno 15 a saně 14 na páku 13 vzniká nejdříve z kruhovité plochy řezu jeho vnějšího anuloidu s horizontální rovinou středu kývání elipsa. V bodě dotyku musí být úhel stoupání elipsy a úhel y_K stoupání příčného řezu kalibru, daný volným broušením boků, navzájem stejné. To vyžaduje opravy souřadnic brusného kotouče.

Obr. 4 až 6 znázorňující polohu úhlu na poutníčkem válci. Bod dotyku mezi kalibrem a válcem je určen následujícími složkami:

1. Úhel φ je úhel mezi bodem O válce a radiální rovinou bodu dotyku.

2. Úhel φ je úhel v radiální rovině průřezu kalibru mezi základním bodem kalibru a bodem dotyku.

3. Κ_φΦ je radiální vektor, vycházející ze středového bodu kalibru, položeného na ideální rádius válce r_w až к bodu dotyku. Hodnota r_w je dána, jak je patrno z obr. 6, ze vzdálenosti středu poutnického válce ke středu kalibru.

Poloměr kalibru Κφψ je funkcí φ a ψ a stanoví se následujícím způsobem:

Κφψ = f (p)+g(p) h [ψ]. Přitom f [ψ] je funkcí φ₁ které určuje tvar základu kalibru, popř. poloměr kalibru bez ohledu na volný řez. Obrys průřezu kalibru je částečně rozšířen směrem ven к vnějším okrajům, aby se totiž na tomto místě získalo více místa pro materiál, tvarující se během válcovacího postupu. Druh volného řezu závisí na válcovaném materiálu, to znamená na schopnosti přetvařování válcovaného materiálu.

h je funkcí ψ, určující základní tvar volného řezu v příčném řezu kalibru, g ;(φ] je funkcí φ, měnící základní tvar volného řezu přes obvod válce. Úhel stoupání na válci v jednotlivých bodech dotyku se vypočítá z hodnot, uvedených ad 1., 2., a 3.

Složka úhlu stoupání γ_Γ v radiálním směru se vypočítá ze vzorce ₌ (f‘?) + g‘(?) h(^) .sin^ ⁸ rw — Κφψ . COS ψ

Složka úhlu stoupání y_a v axiálním směru se vypočítá ze vzorce _{t =} _ X (?) + g’ (?) li (?) · cos ψ ⁸ '^a rw — Κφψ . COS ψ f’ (95) a g’ (p) jsou přitom diferenciální podíly f (?) a g (у).

Úhel stoupání volného řezu kalibru y_k se vypočítá ze vzorce

Гк = 180 — ψ + arctg --^{* 8} (?) · — lť (ψ) je přitom diferenciálním podílem h (Ψ), /к je úhel stoupání příčného řezu kalibru v radiální rovině mezi tangentou a čarou, ohraničující obvod válce.

Pro stanovení opravy, potřebné pro vykývnutí brusného kotouče, se vypočte hodnota t ze vzorce tg t = tg _Гк . cos _Га.

Hodnota t značí pomocný parametr, určující tvar elipsy, a to při dále uvedeném výpočtu souřadnic x a y.

Tím jsou stanoveny všechny parametry pro určení souřadnic postupu broušení. К tomu slouží následující vzorce:

x = К . sin ψ — r_a — sin t r_a je přitom poloměr orovnávání profilu brusného kotouče, x je vzdálenost středu profilu brusného kotouče vůči středu kalibru.

У = (r_w — к cos ψ] cos γ_ν + Г2 cos t, у je přitom součet vzdálenosti mezi bodem dotyku a osou válce, promítnuté na osu у a vzdálenost mezi bodem dotyku a středem profilu brusného kotouče.

z = (r_w — К cos ψ] sin χ_Γ, z je přitom průmět vzdálenosti bodu dotyku z osy válce na osu z.

Δ92 = y_r,

Δ99 je přitom korektura úhlu otáčení válce, γ_Γ určuje dráhu válcových saní 23, pohybovaných motorem 25, ve směru z.

W = 1 . tg /_a,

W je přitom hodnota, o niž musí být předsunuto kyvné šoupátko, aby se brusný kotouč 18 vykývnul kolem otočného čepu 12 pomocí kyvného náhonu 16 o úhel y_a.

Na obr. 7 až 9 jsou znázorněny souřadnice, které musí být použity, aby bylo možno brousit bod (p, ψ, K).

К provádění způsobu je zapotřebí speciální brousicí stroj, u něhož mohou být použity vpředu uvedené souřadnice pomocí číslicového ovládání, přičemž před číslicové 0vládání je předřazen počítač, který z daných parametrů vypočítává souřadnice.

К určení parametrů, které se použijí ke stanovení souřadnic, se poutnická válcovna za studená rozdělí na w (například 43’) radiálních řezů. Hladicí kalibr se rozdělí v úseku 0 až PÍ s volným řezem a v úseku PÍ až P2 bez volného řezu. Pracovní kalibr, který dosahuje od bodu P3 až к 0, se rozdělí za účelem programování do 40 radiálních řezů. Pro každý radiální řez se vypočtou souřadnice řezu podle již uvedených vzorců. Ovládání pak samo interpoluje mezi jednotlivými body dvou radiálních řezů, které tvoří základní body pro ovládání mezi pozice pro ovládání. Pro každý radiální rez jsou stanoveny následující parametry:

φ, f (φ) f’ (φ) g (φ) g’ (φ) h (ψ).

Mimo to jsou pro všechny příčné řezy dány společné hodnoty r_w je ideální poloměr válce a r_a je poloměr orovnávání profilu brusného kotouče, tak, jak je naznačeno na obr. 7, je úhel posuvu, o který musí být brusný kotouč pohybován dále po každém otočení válce, tak, jak je patrno z obr. 6.

V podstatě jde o potřebné úhlové posunutí úhlu ψ po každé otáčce válce.

Úhel φ je seznatelný z obr. 5. Rozumí se jím hodnota, představující parametr momentální pozice radiálního řezu v rozmezí tohoto úhlu.

Broušení kalibru se provádí následujícím způsobem:

Parametry, stanovené uvedeným způsobem výpočtu kalibru, se uloží do nosiče dat a před broušením kalibru se vloží do počítače, předřazeného před číslicové ovládání současně s programem výpočtu souřadnic. Hodnoty Δψ a r_a, které jsou závislé na brusných poměrech (například hrubování, hlazení nebo pracovních přídavcích), musí být bezprostředně vloženy obsluhou.

Zapne-li se posuv, vypočte počítač pro obvod válce s ψ = 90° souřadnice opěrných bodů, které jsou vloženy do jedné sady pracovní pamětí číslicového ovládání a tím pak lineárně a lnterpolárně zpracovány. Během jedné otáčky válce vypočítá počítač s ψ = = 90° — Αφ opěrné body pro následující oběh válce, které se opět uloží do pracovní paměti číslicového ovládání a jsou zpracovány. Tak se pokračuje tak dlouho, až ψ = —90°.

Jelikož při vysokých rychlostech dochází u číslicového ovládání к systémové chybě v rychlosti, která je proporciální recipročnému zesílení a přímo úměrná rychlosti, je počítačem dána možnost korigovat složky 0pěrných bodů o momentální chybu v rychlosti ve směru libovolné osy.

Claims (5)

PŘEDMĚT vynalezu

1. Způsob výroby zářezu kalibru u poutnických válců poutnické válcovny za studená pomocí otáčejícího se brusného kotouče, postupujícího postupně po obrysu obvodu kalibru a obrysu příčného řezu, jehož poloha a směr se podle postupu broušení stále mění, vyznačený tím, že se pro změnu polohy a vyrovnání mezi za sebou následujícími body broušení, jejichž výrobní souřadnice jsou dány řídicím programem, poutničky válec a brusný kotouč během broušení vykývnou podle řídicího programu kolem bodu dotyku brusného kotouče s poutnickým válcem.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se poutničky válec v bodě dotyku vykývne o radiální složku (y_rj úhlu stoupání a zároveň se vykývne brusný kotouč o axiální složku (y_a j úhlu stoupání.

3. Zařízení k provádění způsobu podle bodů 1 a 2, s ' rotačním pohonem pro poutničky . válec, upnutým na válcovém nosiči, jehož osa určuje směr x zařízení, s otáčejícím se brusným kotoučem, upevněným na pohyblivém nástrojovém držáku, kde osa brusného kotouče je nejméně při broušení základny kalibru rovnoběžná .s osou poutnického válce a opatřená řídicím zařízením pro otáčivý pohon a pohon nástrojového držáku, vyznačené tím, že válcové saně (23) jsou upraveny posuvné ve směru z a kolmo na směr x. a napojeny na přesuvný náhon (25) a počet otáček točivého náhonu (27) hřídele (24) s válcem (26) je měnitelný a brusný kotouč (18), který se pohybuje ve směru y kolmo na směr x a kolmo na směr z do zářezu (32) kalibru, je upraven pohyblivý ve směru x a y a výkyvný kolem osy y a nástrojový držák (11) je napojen na náhon (9) ve směru x, náhon (5) ve směru y a na kyvný náhon ' (16), přičemž posuvný náhon (25), rotační náhon (27), náhon (9) ve směru x, náhon (5) ve směru y a kyvný náhon (16) jsou napojeny na číslicové ovládácí zařízení (33).

4. Zařízení podle bodu 3, vyznačené tím, že ve strojním stojanu (22) jsou posuvně upevněny válcové saně (23), v nichž · je uložen hřídel (24), na jehož volném konci ’ je uvolnitelně připevněn poutničky válec (26) a točivý náhon (27) je upraven na válcových saních (23) a tyto jsou pomocí převodu spřaženy s hřídelem (24) a na válcových saních (23) je upraven spoluunášeč (31), do něhož zabírá přesuvný náhon (25), upevněný na strojním stojanu (22).

5. Zařízení podle bodu 3 nebo 4, vyznačené tím, že · ve· strojním loži (1) jsou upraveny křížové saně (2) a jsou napojeny ve směru y na náhon (5), upevněný na strojním loži (1) a . na křížových saních (2) jsou upraveny brusné saně (6), napojené ve směru x na náhon (9), upevněný na křížových saních (2) a v brusných saních (6) je otočně uložen nástrojový držák (11) a otočný čep (12) je pevně propojen proti otáčení s pákou (13), do níž zabírá kyvný náhon (16), upevněný na brusných saních (6).