УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСТОРМАЖИВАНИЯ НАЖИМНОГО ВИНТА, ЗАКЛИНЕННОГО В ЕГО ВЕРХНЕМ ПОЛОЖЕНИИ В ГАЙКЕ, И ДЛЯ ЗАМЕРА ИЗНОСА ВИТКОВ РЕЗЬБЫ ВИНТОВОЙ ПАРЫ Российский патент 2002 года по МПК B21B31/24 

Изобретение может быть использовано в машиностроительной и металлургической промышленности при изготовлении и эксплуатации блюмингов.

Известен узел нажимного устройства прокатной клети, принятый за ближайший аналог, содержащий нажимной винт с предохранительным кольцом в виде двух колец-дисков, соединенных сваркой четырьмя срезными бобышками, монтированном под резьбой винта с упором в бурт винта, гайку с плоским нижним торцом (1). При несрабатывании путевого выключателя двигателя в крайнем верхнем допустимом положении винта предохранительное кольцо упирается в нижний торец гайки, и винт не выскочит из гайки.

Недостатки известного устройства:
- при вращении винта во время его подъема за предельную допустимую высоту происходит заклинивание витков винта и предохранительного кольца на витках и нижнем торце гайки;
- угол заклинивания очень острый, равный углу α подъема средней винтовой линии резьбы винтовой пары;
- сила и момент заклинивания винта в гайке при этом остром угле α очень велики и двигатели нажимного устройства обратным ходом не могут растормозить заклиненный винт;
- чтобы растормозить винт, разбирается крепление телескопического кожуха винта к гайке, кожух опускается вниз, открывается предохранительное кольцо на винте, газовым резаком разрезаются четыре бобышки, напряжение между витками винта и гайки исчезает и двигатели откручивают винт;
- старое кольцо срезается, на винт из двух половин при помощи сварки устанавливается новое предохранительное кольцо.

Все эти операции по растормаживанию заклиненного в гайке винта приводят к большим простоям стана.

В нажимном устройстве стана периодически происходит несрабатывание путевого выключателя вращения двигателя при достижении рабочим валком крайнего допустимого верхнего положения (при прокатке широких сляб) из-за его неисправности или забывчивости операторов стана на включение после настройки стана.

В устройство УЗТМ, чтобы предотвратить выскакивание винта из гайки при несрабатывании путевого выключателя, на станах 1180, 1300, 1500 и 1250 с быстроходными нажимными устройствами под резьбой нажимного винта установлено предохранительное кольцо в виде дисков-колец, соединенных сваркой с бобышками. Угол заклинивания для принятой в винтовой паре тяжелых прокатных станов резьбы УП 560•48 α = 1^°40′. Сила и момент заклинивания винта в гайке при этом угле превосходит в 20 раз (2), (3) силу и момент растормаживания винта, которые могут создать двигатели нажимного устройства. Поэтому неоднократные попытки растормозить винт, заклиненный в гайке, обратным вращением двигателей, никогда не давали положительных результатов, приходилось резать бобышки предохранительного кольца.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание простого и надежного устройства для растормаживания винта, заклиненного в его верхнем положении в гайке без применения газового резака, и для измерения износа витков резьбы винтовой пары.

Поставленная задача достигается тем, что предложено объединенное устройство, которое содержит винт с предохранительным кольцом, монтированном под резьбой винта с упором в бурт винта, гайку с плоским нижним торцом, телескопический кожух винта, отличающееся тем, что оно содержит два кольца, выполненных с клиновым упором высотой, равной шагу резьбы винтовой пары. Кольца жестко зафиксированы соответственно на нижнем торце гайки и на верхнем торце предохранительного кольца-воронки винта так, что вершины упоров выполнены на вертикальной линии с внешней стороны станин клети, при этом расстояние между вершинами упоров выполнено равным 16 мм, соответствующих значению максимально допустимого износа витков резьбы винтовой пары с резьбой УП 560•48, обычно принятой для тяжелых прокатных станов. Для винтов с этой резьбой толщину витка выполняют равной 15 мм, а толщину витка гайки, с учетом зазора 0,6-1 мм между витками винта и гайки при их изготовлении, равной 32 мм. Принято считать максимально допустимым износом витка гайки 40% от первоначальной его толщины, т.е. 32•0,4=12,8 мм. Неоднократными замерами установлено, что износ витка винта при роботе винтовой пары примерно в 4 раза меньше износа витка гайки (при закаленной ТВЧ рабочей поверхности витка винта), тогда износ витка винта будет 12,8:4=3,2 мм, и максимально допустимый износ витков резьбы винтовой пары будет равен 16 мм или 1/3 высоты упора.

Для смягчения и уменьшения силы заклинивания винта в гайке, рабочие поверхности упоров выполнены наклонными под углом 19^o к горизонту и обращены друг к другу, причем наклонная поверхность упора винта выполнена в сторону вращения винта при его подъеме в гайке.

Кроме того, в верхней части верхнего звена телескопического кожуха винта, против вершины упора гайки, выполнено смотровое отверстие с пробкой, а на упорах гайки закреплена вертикальная масштабная линейка для периодического замера износа виткой резьбы винтовой пары через смотровое отверстие. Существенность признаков заявленного устройства подтверждается тем, что:
1. Выполнение устройства для растормаживания заклиненного винта и замера износа витков резьбы винтовой пары в одном месте, под гайкой, значительно упростило обслуживание устройства.

2. Специальной настройки устройства на рабочей клети не требуется, т.к. установление величины максимально допустимого износа витков резьбы винтовой пары между вертикально выставленными на одной прямой вершинами упоров, равной 16 мм, выполняется при изготовлении и сборе винтовой пары на стенде в механическом цехе завода.

3. Выполнение на кольцах, зафиксированных на торце гайки и верхнем торце предохранительного кольца-воронки винта упоров с углом 19^o наклона к горизонту их рабочих поверхностей, увеличило угол заклинивания винта в гайке до 19^°+α и уменьшило силу и момент заклинивания в 100 раз (3), в результате чего, сила и момент растормаживания винта, создаваемые двигателями в 100:20=5 раз превосходят силу и момент заклинивания винта. Винт, обратным вращением двигателя, легко растормаживается.

4. Угол наклона рабочих поверхностей упоров, равный 19^o, рассчитан из условия, чтобы при соприкосновении упоров, в момент заклинивания винта в гайке, упор винта, под действием на винт нагрузок: вертикального усилия переуравновешивания Р_ур=10 б и горизонтального усилия вращения двигателем Р_вр= 1,8 т (2) сдвинулся по упору гайки вниз (фиг.3 и 4) из положения "а" в положение "б", на величину зазора базы винтовой пары между витками резьбы винта и гайки, преодолевая при этом силу трения между их рабочими поверхностями F_mp=f•(P_ур•Cos19^o+Р_вр•Sin19^o). Коэффициент трения f=0,2, тогда F_тр=2 т. Это смягчит удар между упорами в момент их соприкосновения.

5. Размещение мерительного устройства снизу гайки, непосредственно у резьбы винтовой пары, и упрощение его конструкции значительно облегчит и уточнит замеры износа виткой резьбы винтовой пары.

Предлагаемая конструкция устройства изображена на чертежах, где на фиг.1 и 2 - общий вид устройства; на фиг.3 - положение витков резьбы винтовой пары и упоров после установки винтовой пары в нажимное устройство стана (зазор, равный 0,5-1 мм, принимаемый между витками при изготовлении винтовой пары не показан); на фиг. 4 - положение витков резьбы винтовой пары и упоров после образования зазора между витками резьбы винта и гайки при достижении максимально допустимого износа; на фиг.5 - сдвиг упора винта вниз по упору гайки в момент их соприкосновения и смещение зазора базы винтовой пары из положения под витком винта в положение над ним; на фиг.6 - мерительное устройство.

Устройство для растормаживания нажимного винта 1, заклиненного в его верхнем положении в гайке 2, и замера износа витков резьбы винтовой пары содержит (см. фиг. 1 и 2) два кольца 3 и 4, выполненных с упорами 5 и 6, высотой, равной шагу резьбы винтовой пары. Кольца 3 и 4 жестко зафиксированы соответственно на нижнем торце гайки 2 и на верхнем торце предохранительного кольца-воронки 7 винта 1 так, что вершины упоров 5 и 6 выполнены на вертикальной линии с внешней стороны станин клети, при этом минимальное расстояние между вершинами упоров выполнено равным значению максимально допустимого износа витков резьбы винтовой пары. Рабочие поверхности упоров 5 и 6 выполнены под углом 19^o к горизонту и обращены друг к другу, причем наклонная поверхность упора 6 винта 1 выполнена в сторону вращения винта 1 при его подъеме в гайке 2. В верхней части верхнего звена 8 телескопического кожуха винта 1, против вершины упора гайки 5 выполнено смотровое отверстие 9 с пробкой, а на упоре 5 гайки с внешней стороны закреплена масштабная линейка 10 для периодического замера износа витков резьбы винтовой пары.

Устройство для растормаживания винта 1, заклиненного в его верхнем положении в гайке 2, и измерения витков резьбы винтовой пары работает следующим образом.

После завалки валков в клеть стана и установки винтовых пар в нажимное устройство, производится настройка стана, при которой устанавливается параллельность валков и равенство диагоналей по калибрам валков. При настройке стана возможна установка нажимных винтов на разных уровнях по высоте с разностью 1-2 мм. Еще большая разность уровней получается при последующих настройках стана, когда по разному подрабатываются текстолитовые вкладыши рабочих валков, бронзовые подпятники в опорах нажимных винтов и витки резьбы винтовых пар. Разность уровней положения нажимных винтов по высоте может достигать 3-5 мм, причем выше или ниже может быть правый или левый винт.

Путевой выключатель настраивается по положению верхнего валка, которое контролируется по циферблату, на прокатку сляб проектной ширины с небольшим запасом. После этой установки путевого выключателя до точки заклинивания винтов имеется еще ~10% запас на подъем рабочего валка, в который укладываются тормозные пути нажимных винтов.

Устройство для растормаживания нажимного винта вступает в работу только после несрабатывания путевого выключателя на остановку двигателей нажимного устройства при достижении верхним валком крайнего верхнего положения, в этом случае упор 6 верхнего винта на скорости вращения винта при его подъеме, достигнет минимального расстояния до упора 5 гайки, равное базе винтовой пары, а затем упрется в упор 5 гайки. Произойдет заклинивание винта в гайке, сработает защита двигателей от перегруза по току, равная 10-15% от величины J_н номинального тока. Заклинивание винтов в гайках будет разным в зависимости от величины разности их уровней по высоте. Как показано выше, усилие и момент максимального заклинивания винта в гайке будет примерно в 5 раз меньше усилия и момента растормаживания, развиваемого двигателем, и винты обратным вращением двигателей легко растормаживаются. Если заклинивание винта в гайке произойдет при малом износе винтовой пары, то соприкосновение наклонных поверхностей упоров будет на 2/3 их высоты, а если при максимальном износе витков резьбы, то соприкосновение упоров будет по всей их высоте, равной шагу S резьбы винтовой пары (см. фиг.3 и 4). Поэтому высота упоров и выполнена равной шагу S резьбы винтовой пары.

Измерение износа витков резьбы выполняется периодически через 8-12 дней во время плановых остановок стана. При этом отключается путевой выключатель двигателей нажимного устройства, выворачиваются пробки из смотровых отверстий 9 и толчковым включением двигателей винты медленно поднимаются вверх так, чтобы вершина упора 6 верхнего винта встала под вершиной упора 5 гайки, при минимальном расстоянии между ними. По масштабной линейке 10 определяется износ витков резьбы винтовой пары. Затем таким же образом настраивается и замеряется износ резьбы второй винтовой пары.

После замеров износа пробки устанавливаются на место, винты опускаются вниз, включается путевой выключатель двигателей, и стан готов к работе.

Использование: устройство для растормаживания заклиненного винта и замера износа витков резьбы винтовой пары может быть использовано в машиностроительной и металлургической промышленности при изготовлении и эксплуатации тяжелых прокатных станов. Сущность: устройство монтируется на нижнем торце гайки и на предохранительной воронке винта и выполнено в виде колец с клиновыми упорами, благодаря которым сила заклинивания винта при несрабатывании путевого выключателя двигателя нажимного устройства, при подъеме вверх рабочего валка выше допустимого уровня в несколько раз меньше силы растормаживания, создаваемой двигателями. Обратным вращением двигателей винты легко растормаживаются. На этих же упорах монтируется мерительное приспособление, с помощью которого периодически измеряется износ резьбы винтовой пары. Изобретение обеспечивает простоту конструкции и надежность устройства. 6 ил.

Устройство для растормаживания нажимного винта, заклиненного в его верхнем положении в гайке, и замера износа витков резьбы винтовой пары, содержащее винт с предохранительным кольцом, смонтированным под резьбой винта с упором в бурт винта, гайку с плоским нижним торцом, телескопический кожух винта, отличающееся тем, что оно содержит два кольца, выполненных с клиновым упором, с высотой, равной шагу резьбы винтовой пары, и жестко зафиксированных соответственно на нижнем торце гайки и на верхнем торце предохранительного кольца-воронки винта так, что вершины упоров выполнены на вертикальной линии с внешней стороны станин клети, при этом расстояние между вершинами упоров выполнено равным 16 мм, соответствующим значению максимально допустимого износа витков резьбы винтовой пары, для смягчения и уменьшения силы и момента заклинивания винта в гайке, рабочие поверхности упоров выполнены наклоненными под углом 19^o к горизонту и обращены друг к другу, причем наклонная поверхность упора винта выполнена в сторону вращения винта при его подъеме в гайке, кроме того, в верхней части верхнего звена телескопического кожуха винта против вершины упора гайки выполнено смотровое отверстие с пробкой, а на упоре гайки закреплена масштабная линейка для периодического замера, через смотровое отверстие, износа резьбы винтовой пары.