ТЯГОВОЕ УСТРОЙСТВО ВОЛОЧИЛЬНОГО СТАНА Российский патент 1995 года по МПК B21C1/14 

Изобретение относится к волочильному производству, конкретно к конструкциям тяговых барабанов волочильного стана.

Известен волочильный барабан [1], включающий корпус с установленным на нем сменным элементом, образующим рабочую поверхность и выполненным в виде сегментов, жестко закрепленных на корпусе с зазорами между собой. Недостатком данной конструкции является то, что в ней путем замены сегментов в зависимости от размера и материала проволоки корректируется только угол наклона рабочей поверхности, а соответствующее смещение оси волочения не учитывается, что приводит к ускорению износа рабочей поверхности барабана и волочильного инструмента.

Известно также тяговое устройство [2], содержащее ряд рабочих ступеней, каждая из которых состоит из установленного на приводном валу и размещенного между щеками бандажа механизма передачи вращения от приводного вала к бандажу и опорных роликов, взаимодействующих с внутренней поверхностью бандажа. Установка барабана (бандажа) на приводном валу в данном устройстве не является консольной, что улучшает условия работы опорных подшипников и механизмов передачи вращения. Недостатком этого тягового устройства является его непригодность для работы с накоплением витков с возможностью съема мотка и малопригодность для вертикальной установки.

Наиболее близким по числу конструктивных признаков к предлагаемому техническому решению является тяговое устройство волочильного стана [3], включающее раму, установленный в раме на подшипниках приводной вал, на консольном конце которого жестко закреплен волочильный барабан, имеющий профилированную рабочую поверхность с галтелью.

В этом известном устройстве консольная установка барабана на приводном валу является причиной недостаточной жесткости конструкции, причем вследствие значительной величины развиваемого усилия волочения условия работы опорных подшипников и механизма передачи вращения вала являются тяжелыми, что приводит к быстрому износу подшипников и зубчатого колеса. Кроме того, в данной конструкции не предусмотрено возможности коррекции профиля галтели при переходе на другой размер и материал проволоки как по углу конусности, так и по положению оси волочения и радиуса закругления галтели. Кроме того, возникшие перекосы оси приводного вала и барабана отрицательно сказываются на характере взаимодействия проволоки с галтелью барабана, что приводит к ускорению износа галтели, волочильного инструмента и снижению качества продукта волочения.

Целью изобретения является повышение жесткости и надежности тягового устройства, повышение качества проволоки и снижение износа галтели за счет возможности ее замены при переходе на другой профиль сечения проволоки.

Цель достигается тем, что в тяговом устройстве волочильного стана, включающем раму, установленный в раме на подшипниках приводной вал, на консольном конце которого жестко закреплен волочильный барабан, имеющий профилированную рабочую поверхность с галтелью, рама снабжена полым охватывающим приводной вал патрубком, а барабан снабжен дополнительной опорой, установленной на патрубке с помощью пары подшипников, симметрично размещенных по обе стороны от оси галтели барабана.

Кроме того, барабан выполнен составным в виде приводной обоймы, закрепленной на приводном валу, и тягового шкива, на котором выполнена галтель, при этом обойма и шкив соединены между собой торцовыми кулачками, а обойма снабжена жестко связанным с ней внутренним стаканом, имеющим бурт и опирающимся на дополнительную опору.

Кроме того, устройство снабжено сменной торцовой прокладкой, установленной между буртом стакана и тяговым шкивом.

Совокупность перечисленных конструктивных признаков приводит к достижению цели изобретения. Опорные подшипники барабана размещены на неподвижном, являющемся продолжением рамы полом патрубке доcтаточной жеcткоcти, работающем в качестве консоли, благодаря чему разгружается опорный подшипник приводного вала, передающего в данном случае только крутящий момент от зубчатого колеса барабану, что повышает жесткость всего устройства и улучшает условия работы подшипников приводного вала и зубчатой передачи механического привода.

Так как пара опорных подшипников барабана размещена на патрубке симметрично относительно оси волочения, радиальная нагрузка, обусловленная усилием волочения, приложенным к барабану, распределена равномерно между обоими подшипниками, поэтому величина радиальной нагрузки, воспринимаемой каждым подшипником, минимальна, тем самым обеспечивается надежность и долговечность подшипниковой опоры барабана.

Учитывая, что барабан выполнен составным в виде приводной обоймы, закрепленной на приводном валу, и тягового шкива, на котором выполнена галтель, а обойма и шкив соединены между собой торцовыми кулачками, обойма снабжена жестко связанным с ней внутренним стаканом, имеющим бурт и опирающимся на дополнительную опору, данная конструкция является разборной и дает возможность при переходе на другой профиль и марку материала проволоки производить замену тягового шкива, соответствующим образом меняя профиль галтели. При этом могут быть изменены как радиус закругления профиля галтели, так и величина конусности рабочих поверхностей шкива.

Существенным в работе тягового устройства является и то, что при переходе на другой размер профиля происходит смещение оси волочения (оси проволоки) на величину разности радиусов профилей относительно оси галтели. В предлагаемой конструкции положение оси волочения стабильно, так как при переходе на другой профиль производят замену торцовой прокладки, установленной между буртом стакана и тяговым шкивом, толщина которой отличается от предыдущей на указанную величину разности радиусов проволоки, таким образом, именно на эту величину смещается галтель, и ось волочения остается на прежнем месте. Такое техническое решение позволяет для каждого профиля проволоки подбирать тяговый шкив с оптимальной для этого профиля формой галтели и стабилизировать положение оси волочения относительно фильеры и опорных подшипников независимо от профиля проволоки, что приводит к оптимальным условиям намотки проволоки, схода витков по галтели и минимальному изнашиванию поверхности галтели и волочильного инструмента.

Таким образом, предложенная конструкция отличается жесткостью, улучшенными условиями работы механизмов вращения, при переходе на другой профиль позволяет легко заменять тяговый шкив и прокладку, создавая каждый раз оптимальные условия волочения, намотки и схода витков проволоки, что обуславливает повышение надежности конструкции и качества проволоки, а также снижение износа галтели.

Предложенная конструкция тягового устройства позволит создать волочильный стан с особо стабильными условиями волочения, позволяющий производить волочение в более нагруженных режимах, снизить частоту проводимых капитальных ремонтов.

На фиг. 1 - изображено тяговое устройство волочильного стана, разрез по оси шпинделя; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - обойма со стороны торцовых кулачков зацепления с тяговым шкивом.

Тяговое устройство волочильного стана (фиг. 1) включает раму 1, установленный в раме на подшипниках 2 приводной вал 3, на консольном конце которого жестко закреплен волочильный барабан 4, имеющий профилированную рабочую поверхность 5 с галтелью 6. Рама 1 снабжена полым охватывающим приводной вал 3 патрубком 7, а барабан 4 снабжен дополнительной опорой 8, установленной на патрубке 7 с помощью подшипников 9, симметрично размещенных по обе стороны оси 10 галтели 6 барабана 4. Волочильный барабан 4 выполнен составным в виде приводной обоймы 11, закрепленной на приводном валу 3, и тягового шкива 12, на котором выполнена галтель 6.

Ось волочения В-В расположена выше плоскости, сопряжение конических поверхностей С-С галтели тягового шкива на величину R-радиуса профиля проволоки. На фиг. 1 справа показано сечение первого витка проволоки.

Обойма 11 и шкив 12 соединены между собой торцовыми кулачками 13, а обойма 11 снабжена жестко связанным с ней внутренним стаканом 14, имеющим бурт 15 и опирающимся на дополнительную опору 6.

Тяговое устройство снабжено сменной торцовой прокладкой 16, установленной между буртом 15 стакана 14 и тяговым шкивом 12.

Тяговое устройство волочильного стана работает следующим образом.

При вращении барабана 4 к его тяговому шкиву 12 прикладывается тормозящее усилие, равное усилию волочения и направленное по оси волочения В-В. Так как опорные подшипники 9 барабана 4 размещены симметрично относительно оси волочения В-В, радиальная нагрузка распределяется между ними поровну и составляет половину усилия волочения. Консольный момент, обусловленный усилием волочения и длиной жесткого патрубка 7 от места защемления в раме 1 до оси волочения В-В, воспринимается только материалом патрубка и рамы. Таким образом, подшипниковые узлы 2 и 9, а также зубчатые колеса механического привода защищены от влияния изгибающих моментов, обусловленных усилием волочения.

Таким образом, приводной вал 3 передает крутящий момент от привода, а также незначительные по величине изгибающие моменты, обусловленные взаимодействиями колес в зубчатой передаче. Таким образом, устройство отличается высокой жесткостью, соответствующей задачей жесткости патрубка, а также выгодными условиями работы подшипниковых опор приводного вала и барабана, что обеспечивает высокую длительность и надежность работы устройства.

Так как конструкция барабана включает в себя тяговый шкив 12 с оптимальной для данного профиля радиуса R галтелью 6, волочение, намотка и сход витков проволоки по конической поверхности галтели происходят а оптимальном режиме, центр сечения первого витка проволоки лежит на оси волочения, тем самым соблюдается соосность процесса волочения.

При переходе на другой профиль, например, радиуса R1>R, после отворачивания крепежных болтов снимают обойму 11 и заменяют тяговый шкив на другой с параметрами галтели, оптимальными для профиля R1. Кроме того, заменяют прокладку 16, уменьшив ее толщину на величину разности радиуса R1-R, и таким образом, центр нового сечения проволоки будет по-прежнему размещен на оси волочения B-B, и условие соосности процесса волочения остается неизменным.

Максимальная толщина прокладки 16 не может превышать высоту кулачка 13, так как кулачки в процессе работы тягового устройства должны оставаться в надежном зацеплении.

Смену тягового шкива производят при чрезмерной степени изношенности его галтели. Старый шкив направляют на восстановление галтели, например путем наплавки, проточки и вышлифовки нового профиля. При этом нет необходимости съема всего барабана 4 и отправки его на восстановление. Замена шкива производится быстро, возможно использование для этой цели грейфера, которым производят съем мотков проволоки.

Таким образом, при работе предложенного тягового механизма волочильного стана достигается высокая надежность за счет повышения жесткости и улучшения условий работы механизмов, оптимизируются условия волочения, намотки и схода витков проволоки за счет оперативной оптимизации параметров галтели, в конечном итоге повышается качество проволоки за счет оптимизации условий волочения, минимизации процессов взаимного износа галтели тягового шкива и проволоки.

Предлагаемое изобретение позволяет в ходе эксплуатации волочильного стана реже производить капитальный ремонт тягового устройства.

Предложенное тяговое устройство может быть применено в волочильных станах, совмещенных с установками механической очистки катанки от окалины в составе поточных линий, где тяговые устройства эксплуатируются в более жестких условиях, чем при обычной технологии волочения.

Использование: в волочильных станах. Приводной вал 3 волочильного барабана 4 охвачен полым патрубком 7, несущем дополнительную опору 8 барабана. Барабан составлен из закрепленной на приводном валу обоймы 11 и тягового шкива 12, имеющего галтель 6 и соединенного с обоймой торцовыми кулачками 13. В обойме размещен внутренний стакан 14, имеющий бурт 15 и опирающийся на дополнительную опору 8. Между буртом стакана и тяговым шкивом размещена сменная торцовая прокладка 16. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. ТЯГОВОЕ УСТРОЙСТВО ВОЛОЧИЛЬНОГО СТАНА, включающее раму, установленный в раме на подшипниках приводной вал, на консольном конце которого жестко закреплен волочильный барабан, имеющий профилированную рабочую поверхность с галтелью, отличающееся тем, что рама снабжена полым охватывающим приводной вал патрубком, а барабан снабжен дополнительной опорой, установленной на этом патрубке с помощью пары подшипников, симметрично размещенных по обе стороны от оси галтели барабана. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что барабан выполнен составным в виде приводной обоймы, закрепленной на приводном валу, и тягового шкива, на котором выполнена упомянутая галтель, при этом обойма и шкив соединены между собой торцевыми кулачками, а обойма снабжена жестко связанным с ней внутренним стаканом, имеющим бурт и опирающимся на дополнительную опору. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено сменной торцевой прокладкой, установленной между буртом стакана и тяговым шкивом.