SU1482741A1 - Привод стана холодной прокатки труб - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к трубопрокатному производству и может быть использовано в станах с подвижной клетью. Цель изобретени -повышение качества прокатываемых труб и быстроходности стана. Привод включает приводной вал 1 с шестерн ми 2, два идентичных планетарных механизма 4 с кривошипами 6, взаимодействующими с клетью и соединительными шестерн ми 14 валков. Привод снабжен т гами 12, шарнирно соединенными с одной стороны с пальцами 7, а с другой с соединительными шестерн ми нижнего валка. Равномерное вращение кривошипов относительно движущейс  клети преобразуетс  посредством пальцев и т г в одностороннее неравномерное вращение соединительных шестерен 14 и нижнего валка 15 относительно клети, а посредством соединительных шестерен 18 относительно верхнего валка 19. В итоге, кривошипы равномерно вращаютс  относительно клети и совершают возвратно-поступательное движение вместе с ней, а каждый из валков совершает одностороннее неравномерное вращение относительно клети и перемещаетс  возвратно-поступательно вместе с клетью. 7 ил.

Description

Изобретение относитс  к трубопрокатному производству, в частности к станам холодной пилигримовой прокатк труб.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества труб и быстроходности стана.

На фиг. 1 показан привод перемещени  клети и валков стана холодной прокатки труб; на Лиг. 2 - вид по стрелке А на Лиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 - схема нагружени  элементов привода; на фиг. 5 - эпюры относительных (vor ) , переносных (vnep ) и абсолютных (va) скоростей точек нижнего калибра; на фиг. 5 - графики скорости клети (v) и угловой скорости валков (w6); на фиг. 7 - графики рассогласовани  в очаге деформации.

Привод перемещени  клети и валков стана холодной прокатки труб содержи приводной вал 1 с шестерн ми 2, взаимодействующими с зубчатыми колесами 3, два идентичных планетарных механизма 4, расположенных по обе стороны от оси прокатки и включающих каждый водило 5, кривошипную группу, состо щую из кривошипа 6 со ступенчатым пальцем 7, шарнирно соединенным с клетью, уравновешивающего груза 8, жестко соединенного с кривошипом с противоположной пальцу стороны жестко насаженной на вал 9 кривошипа сателлитной шестерни 10 с диаметром начальной окружности, равным двум радиусам кривошипа и половине хода клети, взаимодействующее с сателлитной шестерней стационарное кольцо 11 с внутренним зубчатым венцом с вдвое большим числом зубьев, и две идентичные т ги 12, шарнирно соединенные с одной стороны с пальцами 7 на кривошипах , а с другой - с пальцами 13, жестко установленными на соединительных шестерн х 14 нижнего валка 15.

Валы кривошипов посредством подшипников 16 поворотно установлены на водилах, вращающихс  относительно корпуса на подшипниках 17. Кривошипы 6, т ги 12, соединительные шестерни 14 и клеть образуют два идентичных двухкривошипных механизма.

Привод работает следующим образом

Равномерное вращение приводного вала 1 посредством шестерен 2 и зубчатых колес 3 передаетс  водилам 5. Сателлитные шестерни 10, ведомые во

дилами и взаимодействующие со стационарными зубчатыми колесами 11, придают пальцам 7 кривошипов, а через них и клети пр молинейное возвратно- поступательное движение по гармоническому закону

10

S 21 (1 - cos tf ),

5

0

5

0

5

5

0

где S - перемещение клети от крайнего положени  (фиг.4); Cf - соответствующий ему угол поворота водил.

При этом сателлитные шестерни 10 совместно с кривошипами 6 равномерно вращаютс  относительно клети и стационарных колес с угловой скоростью, равной и противоположной угловой скорости водил 5.

С другой стороны равномерное вращение кривошипов 6 относительно движущейс  клети посредством пальцев 7, т г 12 и пальцев 13 преобразуетс  в одностороннее неравномерное вращение соединительных шестерен 14 и нижнего валка 15.относительно клети, а посредством соединительных шестерен 18 - относительно верхнего валка 19. В итоге кривошипы 6 равномерно вращаютс  относительно клети и совершают возвратно-поступательное движение вместе с ней, а каждый из валков совершает одностороннее неравномерное 5 вращение относительно клети (фиг.6) и перемещаетс  возвратно-поступательно вместе с клетью.

Графики изменени  скорости клети 0 v и угловых скоростей валков сов и кривошипа (О в зависимости от угласр поворота водил представлены на фиг,6.

При движении клети в направлении стрелки v (фиг.2) валки неравномерно вращаютс  в направлении стрелок СОВ и деформируют заготовку (фиг.5). При движении клети в обратном направлении (холостой ход) валки, освободив заготовку, продолжают неравномерно вращатьс  в том же направлении, осуществл ютс  подача и поворот заготовки в течение всего периода холостого хода.

Дл  обеспечени  встречи точек калибра на катающем радиусе с точками заготовки на попутных (т.е. нулевых) скорост х углова  скорость o3R валков должна быть переменной и согласованной на участке прокатки со скоростью v движени  клети, как это показано на фиг. 6,

Параметры двухкривошипного механизма 6-12-14, определ ющие закон одностороннего неравномерного враще- ни  валков, подбирают так, чтобы в результате сложени  линейных скоростей точек валка при его вращении относительно клети (относительной скорости v ) и скорости клети (переносной скорости vnep v) в каждом сечении очага деформации скорость точки К калибра на катающем радиусе равн лась нулю (сложение эпюр vne. и VOT представлено на фиг. 5).

Суммарный статический момент масс звеньев каждой кривошипной группы, полностью уравновешивающий как на кривошипах, так и на водилах динамические моменты от сил инерции возвратно-поступательно движущихс  масс клети, устанавливаетс  по зависимости

m L

0,5 тм 1,

где т - суммарна  масса звеньев одной кривошипной группы; тKft- суммарна  масса клети, валков , их соединительных шестерен и т г; L - рассто ние между центром

т жести звеньев кривошипной группы и осью вала 9 кривошипа;

1 - рассто ние между ос ми пальца и вала кривошипа (радиус кривошипа), равное радиусу начальной окружности сател- литной шестерни 10 и четверти хода клети.

Водила 5 выполнены со смещением R О D центра т жести от осей их вращени  (фиг.4), а статический момент каждого из водил устанавливаетс  по условию одновременного и полного уравновешивани  внутри каждого планетарного редуктора как вертикальных и горизонтальных составл ющих сил инерции клети, водила и звеньев кривошипной группы (уравновешивание главного вектора сил инерции), так и воздействующего на основание привода динамического момента вышеуказанных сил инерции относительно оси подшипников 17 (уравновешивание главного момента сил инерции) согласно зависимости

m4R

0,5 1(1 +

ь -f тм

5

0

5

где т

0

5

суммарна  масса водила 5 с зубчатым колесом 3, наружных колец подшипников 16 и внутренних колец подшипников 17.

Назначение параметров привода по этой зависимости, помимо аннулировани  силового и моментального динамического воздействи  привода на основание , гарантирует взаимное уравновешивание на водилах моментов от весов элементов привода, т.е. обеспечивает также равенство нулю приведенного на водило момента от весов G$   m4g водила и G8 m-g звеньев кри- 0 вошипной группы (фиг.4). Другими.словами , на преодоление указанных весов дополнительна  энерги  электродвигателем не расходуетс .

При назначении необходимых дл  полного уравновешивани  четырех параметров га, L, m. и R привода значени  двух любых из них выбираютс  конструктивно , а значени  двух других определ ютс  по приведенным выше зависимост м , выполнение которых обеспечивает полную разгрузку основани  привода от инерционных (динамических) сил и моментов, а также полную разгрузку станового электродвигател  как от инерционных сил клети и элементов ее привода, так и от весов последних.

При этом становый электродвигатель будет преодолевать технологическое 0 сопротивление, трение и динамический момент неравномерно вращающихс  звеньев валковой группы.

Дл  обосновани  способности предлагаемого привода значительно умень- 5 шать скольжение в очаге деформации проведен анализ скольжени  применительно к стану ХПТ2-40 при существующем и предлагаемом приводах.

Дл  предлагаемого привода по условию минимизации скольжени  х в очаге деформации с помощью ЭВМ были установлены следующие относительные размеры двухкривошипных механизмов:

7-15

1;-L7 2,21;

ча

2,6; L

13-15

2,21,

где рассто ние между ос ми подшипниковых опор паль ца 7 и нижнего валка 15; L7 - рассто ние между ос ми

ступенчатого пальца 7; Ь1г - длина т ги 12; L - радиус установки пальца 13 на соединительной шестерне 14 (рассто ние между ос ми пальца 13 и нижнего валка 15). На фиг. 7 представлены графики изменени  рассогласовани  х S - S. по катающему радиусу калибров в за- висимости от угла поворота об валков Рассогласование х найдено как разность между реальным перемещением S клети в процессе прокатки и теоретическим перемещением ST клети, найден ным по заданной калибровке из услови  полного отсутстви  скольжени . Крива  1 соответствует предлагаемому приводу, а кривые 2 и 3 - приводу стана ХПТ2-40 при пр мом и обратном соответственно ходах клети.

Из графиков видно, что предлагаемый привод реализует прокатку при значительно меньшем рассогласовании, гарантирующем минимизацию скорости скольжени  точек на катающем радиусе калибра относительно неподвижной трубы.

Такое конструктивное выполнение привода позвол ет улучшить качество прокатываемых труб путем исключени  прокатки при обратном ходе клети (как в станах со стационарной клетью ) , с лучшими деформацией и ориентацией волокон при однонаправленной прокатке; улучшить качество поверхности прокатываемых труб путем лучшего согласовани  скоростей в очаге деформации и уменьшени  скольжени  металла по калибру; упростить конструкцию и повысить долговечность путем исключени  зубчато-реечных приводов валков, замены их двум  т гами и сокращени  как валопроводов

так и зубчатых передач, расположен

о

5

0

5

0

ных между двигателем и кривошипом привода; уменьшить уровень динамических сил и моментов в механизмах подачи и поворота путем увеличени  времени, отведенного дл  осуществлени  подачи и поворота заготовки (фиг.6) , и использовани  менее динамичных механизмов дл  выполнени  этих операций , а также путем обеспечени  закона вращени  звеньев валковой группы, отличного от закона движени  клети, за счет чего их динамические моменты разнохарактерны и не складываютс , как в традиционных станах с подвижной клетью; полностью разгрузить основание привода и становый электродвигатель от вредного воздействи  динамических сил возвратно-поступательно движущихс  масс клети путем назначени  параметров привода по предлагаемым зависимост м и существенно увеличить тем самым быстроходность и производительность стана.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Привод стана холодной прокатки труб, включающий приводной вал с парой шестерен, взаимодействующие с ними зубчатые колеса, два планетарных механизма, содержащих установленные в зубчатых колесах водила, размещенные в водилах валы, на одном конце которых жестко закреплены кривошипы с пальцами и уравновешивающими грузами , а на другом - сателлитные шестерни , взаимодействующие со стационарными колесами с внутренними зубчатыми венцами с вдвое большим количеством зубьев, и шестерни, соедин ющие верхние и нижние валки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества труб и быстроходности стана, он снабжен двум  т гами, шар- нирно соединенными одним концом с кривошипами, пальцы которых выполнены ступенчатыми, при этом соединит тельные шестерни также снабжены пальцами , к которым присоединены другие концы т г.

   Вид А

   Фиг.З

   Г8

   Фиг. /

   Фиг. 5

   10

   О

   Рабочий ход

   Фиг.7

   Редактор А.Маковска 

   Составитель А.Гончарук Техред Л. Сердюкова

   Х°ЛОСП7°й х°д пооача, поворот

   &8 &

   //

   360

   фиг.6

   Корректор Н.Король