КЛЕТЕВОЙ МОДУЛЬ ВОЛОЧИЛЬНО-ПРОКАТНОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2006 года по МПК B21D5/06 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению профилей из листовых заготовок профилированием в валках, и может быть использовано в машиностроении, в первую очередь в авиакосмической отрасли при изготовлении тонкостенных гнутых профилей из широкой номенклатуры материалов.

Заявляемое изобретение направлено на решение народно-хозяйственной задачи: расширение технологических возможностей при изготовлении профилей из листовых заготовок различных материалов, повышение качества профилей.

Известна клеть профилегибочного стана (патент №2223834, МПК⁷ B 21 D 5/06), содержащая станину в виде двух замкнутых щек, два горизонтальных вала, установленных в щеках один над другим с закрепленными на них консольно профилегибочными роликами, связанными с втулками-ползунами, установленными в щеках, один из горизонтальных валов выполнен подвижным для возможности изменения межосевого расстояния. Горизонтальные валы связаны посредством гипоидных передач через промежуточные вертикальные валы с приводом, выполненным в виде электродвигателя и коническо-цилиндрического редуктора с двумя выходными валами, соединенными с промежуточными вертикальными валами. Подвижным выполнен верхний горизонтальный вал, связанный с промежуточным вертикальным валом телескопическим шлицевым соединением для обеспечения неразрывности кинематической связи профилегибочного ролика с верхним горизонтальным валом при его перемещении.

Недостатками аналога являются: недостаточно высокая производительность изготовления профилей при одинаковых скоростях профилирования; не обеспечивается возможность изменения ширины профилируемой заготовки в широком диапазоне.

Известно устройство в виде волочильно-прокатной установки (патент №2226441, МПК⁷ B 21 D 5/06, опубл. БИ №10, 10.04.04), состоящее из чередующихся в технологической последовательности приводных тянущих и неприводных формующих клетей, включающих роликовые пары с замкнутым профилированным рабочим калибром, при этом каждая клеть работает автономно, от индивидуального привода, привод верхних и нижних валов клетей независимый, посредством обгонных муфт и составных промежуточных вертикальных валов для возможности их вращения при разных скоростях; перемещение втулок-ползунов с верхними валами клетей осуществляют за счет шлицевого телескопического соединения составных промежуточных вертикальных валов, при этом втулки-ползуны каждой клети связаны коромыслом и перемещаются от одного ходового винта.

Известное устройство обладает недостатками: невозможно обеспечить сцепление верхней гипоидной шестерни и колеса друг с другом, что необходимо для вращения верхнего горизонтального вала; ограничен диапазон номенклатуры изготовляемых профилей, из-за чего снижаются технологические возможности клети.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является клетевой модуль волочильно-прокатной установки (RU 2223834 С1, B 21 D 5/06, 20.02.2004), содержащий корпус в виде двух щек, привод, установленные в щеках один над другим два горизонтальных вала с профилегибочными роликами, горизонтальные валы связаны с приводом посредством гипоидных передач и обгонных муфт через промежуточные вертикальные валы, привод выполнен в виде электродвигателя и коническо-цилиндрического редуктора с зубчатыми передачами и с двумя выходными валами, соединенными с промежуточными вертикальными валами, один из промежуточных вертикальных валов выполнен с телескопическим шлицевым соединением, верхний горизонтальный вал выполнен с возможностью перемещения в вертикальном направлении посредством его связи с установленными в щеках втулками-ползунами и связан с имеющим телескопическое шлицевое соединение промежуточным валом для обеспечения неразрывности кинематической связи.

У прототипа и заявляемого изобретения имеются следующие сходные существенные признаки:

корпус выполнен в виде двух щек, в которых установлены один над другим два горизонтальных вала с профилегибочными роликами;

кинематическая цепь связана с приводом;

горизонтальные валы связаны с приводом посредством гипоидных передач и обгонных муфт через промежуточные вертикальные валы;

привод выполнен в виде электродвигателя и коническо-цилиндрического редуктора с зубчатыми передачами и с двумя выходными валами, соединенными с промежуточными вертикальными валами;

один из промежуточных вертикальных валов выполнен с телескопическим шлицевым соединением;

верхний горизонтальный вал выполнен с возможностью перемещения в вертикальном направлении посредством его связи с установленными в щеках втулками-ползунами и связан с имеющим телескопическое шлицевое соединение промежуточным валом для обеспечения неразрывности кинематической связи.

Прототип имеет следующие недостатки:

неопределенность номенклатуры изготовляемых профилей по ширине заготовки и схемам формообразования, что снижает технологические возможности и качество профилей; не определено положение дополнительных опор составных горизонтальных валов, что также снижает технологические возможности.

Технический результат - расширение технологических возможностей, повышение качества профилей.

Перечисленные сходные существенные признаки необходимы для достижения технического результата.

По отношению к прототипу у заявляемого изобретения имеются следующие отличительные существенные признаки:

клетевой модуль снабжен крышкой, размещенной сверху выполненного разборным его корпуса, и стойками, размещенными между щек корпуса;

щеки выполнены связанными между собой и снабжены направляющими для перемещения по ним втулок ползунов при вертикальном перемещении верхнего горизонтального вала;

горизонтальные валы выполнены симметрично выступающими за габариты корпуса клетевого модуля, составными с двумя телескопическими шлицевыми соединениями для обеспечения их удлинения и имеют дополнительные опоры для устранения их прогиба;

дополнительные опоры установлены на стойках, по которым они могут вертикально перемещаться при перемещении верхнего горизонтального вала;

на крышке и на имеющемся корпусе привода, размещенного внизу клетевого модуля, расположены направляющие для обеспечения возможности перемещения щек при удлинении горизонтальных валов;

профилегибочные ролики закреплены с двух сторон на консольных частях горизонтальных валов.

Отдельные отличительные признаки предлагаемого технического решения в той или иной мере известны в литературе, в частности, в приведенных прототипах и аналогах.

По имеющимся у авторов сведениям, однако, совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения, неизвестна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизна».

Авторы считают, что сущность заявляемого изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, т.к. из него не выявляется вышеуказанное влияние на технический результат - новое свойство объекта: совокупность признаков, которые отличают заявляемое изобретение от прототипа, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «изобретательский уровень».

Между отличительными признаками заявляемого изобретения и техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь: симметричное перемещение щек разборного корпуса по направляющим в обе стороны расширяет технологические возможности, так как позволяет увеличить базу между опорами, что необходимо при профилировании из труднодеформируемых материалов;

перемещение дополнительной опоры верхнего составного горизонтального вала по направляющим одновременно с валом в широком диапазоне расширяет технологические возможности, так как позволяет менять глубину профилирования и гарантирует изготовление основной номенклатуры применяемых профилей;

увеличение длины консольных частей при раздвигании составных горизонтальных валов позволит расширить технологические возможности за счет установки профилегибочных роликовых пар различной ширины.

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, может быть многократно использована в профилегибочных станах (волочильно-прокатных установках) при изготовлении гнутых из листа профилей в машиностроении, прежде всего в авиакосмической отрасли для широкой номенклатуры материалов и профилей, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная применимость».

Сущность изобретения пояснена графическими материалами.

На фиг.1 показана кинематическая схема клети, на фиг.2 - вид А зубчатых колес редуктора, на фиг.3 - вид Б привода верхнего горизонтального вала.

Заявляемое изобретение «Клетевой модуль волочильно-прокатной установки» согласно первому пункту формулы изобретения содержит корпус в виде связанных между собой двух щек 1, 2 (фиг.1), установленные в щеках один над другим два составных горизонтальных вала 3, 4, связанных с приводом и втулками-ползунами 5, установленными в щеках и перемещающимися по их направляющим. На составных горизонтальных валах, выступающих за габариты корпуса, с двух сторон консольно закреплены сменные профилегибочные роликовые пары 6, валы связаны с приводом посредством гипоидных передач 7, 8 и обгонных муфт 9 через промежуточные вертикальные валы 10, 11, соединенные с выходными валами трехступенчатого коническо-цилиндрического редуктора 12. Тихоходная ступень, образуемая косозубыми зубчатыми колесами 13, имеет передаточное отношение i=1 и предназначена для распределения потока мощности на два выходных вала 14, 15. Промежуточная цилиндрическая косозубая ступень и быстроходная коническая ступень с прямыми зубьями, включающие в себя зубчатые колеса соответственно 13, 16 и 17, 18 (фиг.1, 2), служат для понижения частоты вращения входного вала 19, соединенного через фланцевую муфту 20 с электродвигателем 21.

Промежуточный вертикальный вал 10 имеет шлицевое телескопическое соединение 22, для возможности изменения межосевого расстояния горизонтальных валов 3, 4 при вертикальном перемещении верхнего составного горизонтального вала. Втулки-ползуны 5 обеих опор верхнего горизонтального вала связаны коромыслом 23, на котором установлены опора промежуточного вала 10 и опора ходового винта 24, посредством которого осуществляется регулировка межосевого расстояния в пределах 60...100 мм соответственно глубине формования изготовляемых профилей.

Составные горизонтальные валы симметрично выступают за габариты корпуса, имеют возможность удлиняться за счет двух телескопических шлицевых соединений 25 для расширения номенклатуры изготовляемых профилей.

Корпус клетевого модуля разборный с возможностью перемещения щек по направляющим 26, 27, расположенным внизу на корпусе привода и вверху на съемной крышке 28. Горизонтальные валы для устранения прогиба имеют дополнительные опоры 29, 30.

Согласно второму пункту формулы изобретения клетевой модуль снабжен коромыслом 23; на одной из стоек расположены направляющие; дополнительная опора 29 верхнего горизонтального вала расположена в кронштейне 31, связана с коромыслом 23, имеет возможность перемещаться по направляющим 32, расположенным на стойке 33, одновременно с перемещением верхнего горизонтального вала 3 в вертикальном направлении.

Согласно третьему пункту формулы изобретения клетевой модуль выполнен с возможностью удлинения горизонтальных валов при раздвигании щек 1, 2 корпуса от специального привода равномерно в обе стороны на 60-100 мм.

Согласно четвертому пункту формулы изобретения клетевой модуль выполнен с возможностью увеличения длины консолей при удлинения горизонтальных валов 3, 4 при неизменном положении щек 1, 2 корпуса.

Согласно пятому пункту формулы изобретения клетевой модуль снабжен установленными на каждой дополнительной опоре стандартными масленками для смазки дополнительных опор валов и зубчатых передач.

Клетевой модуль работает следующим образом.

От электродвигателя 21 вращение через три ступени редуктора 12 передается на выходные валы 14, 15, а затем через обгонные муфты 9 и промежуточные вертикальные валы 10, 11, гипоидные передачи 7, 8 на рабочие составные горизонтальные валы 3, 4 и сменные профилегибочные роликовые пары 6 (фиг.1).

При большой глубине формования профилей и различной толщине заготовки перемещают верхний составной горизонтальный вал при вращении ходового винта 24, работающего по принципу винт - гайка, через коромысло 23 и втулки-ползуны 5, перемещающиеся по направляющим щек 1, 2 корпуса.

При профилировании заготовок из труднодеформируемых металлов увеличивают длину составных горизонтальных валов 3, 4 за счет телескопического шлицевого соединения при перемещении щек 1, 2 корпуса, увеличивая расстояние между ними и соответственно между опорами валов, что придает валам большую жесткость.

При увеличении ширины профилируемой заготовки удлиняют консольную часть валов, сохраняя неизменным расстояние между щеками.

Используя клетевой модуль в составе волочильно-прокатной установки, профилирование заготовки может вестись в процессе волочения при отключенном электродвигателе 21 благодаря обгонным муфтам 9.

Предлагаемое техническое решение отрабатывалось по отдельным существенным признакам на существующих гибочно-прокатных станках моделей ГПС-200 - ГПС-500 и волочильно-прокатных установках моделей ВПУ-120/7,0, ВПУ-150/7,5.

Заявляемое изобретение «Клетевой модуль волочильно-прокатной установки» представляет интерес для машиностроительной промышленности, в первую очередь для авиакосмической отрасли, т.к. позволяет расширить технологические возможности, повысить качество профилей.

Заявляемое техническое решение не оказывает отрицательного воздействия на состояние окружающей среды.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в машиностроении при изготовлении гнутолистовых профилей. Клетевой модуль содержит корпус в виде двух щек, привод, установленные в щеках один над другим два горизонтальных вала с профилегибочными роликами. Горизонтальные валы связаны с приводом посредством гипоидных передач и обгонных муфт через промежуточные вертикальные валы. Привод выполнен в виде электродвигателя и коническо-цилиндрического редуктора с зубчатыми передачами и с двумя выходными валами, соединенными с промежуточными вертикальными валами. Один из промежуточных вертикальных валов выполнен с телескопическим шлицевым соединением. Верхний горизонтальный вал выполнен с возможностью перемещения в вертикальном направлении посредством его связи с установленными в щеках втулками-ползунами и связан с имеющим телескопическое шлицевое соединение промежуточным валом для обеспечения неразрывности кинематической связи. Клетевой модуль снабжен крышкой, размещенной сверху выполненного разборным корпуса клетевого модуля, и стойками, размещенными между щек корпуса. Щеки выполнены связанными между собой и снабжены направляющими для перемещения по ним втулок ползунов при вертикальном перемещении верхнего горизонтального вала. Горизонтальные валы выполнены симметрично выступающими за габариты корпуса клетевого модуля, составными с двумя телескопическими шлицевыми соединениями для обеспечения их удлинения и имеют дополнительные опоры для устранения их прогиба, установленные на стойках. На крышке и на имеющемся корпусе привода, размещенного внизу клетевого модуля, расположены направляющие для обеспечения возможности перемещения щек при удлинении горизонтальных валов. Профилегибочные ролики закреплены с двух сторон на консольных частях горизонтальных валов. Достигаются расширение технологических возможностей, повышение качества профилей. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Клетевой модуль волочильно-прокатной установки, содержащий корпус в виде двух щек, привод, установленные в щеках один над другим два горизонтальных вала с профилегибочными роликами, горизонтальные валы связаны с приводом посредством гипоидных передач и обгонных муфт через промежуточные вертикальные валы, привод выполнен в виде электродвигателя и коническо-цилиндрического редуктора с зубчатыми передачами и с двумя выходными валами, соединенными с промежуточными вертикальными валами, один из промежуточных вертикальных валов выполнен с телескопическим шлицевым соединением, верхний горизонтальный вал выполнен с возможностью перемещения в вертикальном направлении посредством его связи с установленными в щеках втулками-ползунами и связан с имеющим телескопическое шлицевое соединение промежуточным валом для обеспечения неразрывности кинематической связи, отличающийся тем, что он снабжен крышкой, размещенной сверху выполненного разборным корпуса клетевого модуля, и стойками, размещенными между щек корпуса, щеки выполнены связанными между собой и снабжены направляющими для перемещения по ним втулок ползунов при вертикальном перемещении верхнего горизонтального вала, горизонтальные валы выполнены симметрично выступающими за габариты корпуса клетевого модуля, составными с двумя телескопическими шлицевыми соединениями для обеспечения их удлинения и имеют дополнительные опоры для устранения их прогиба, установленные на стойках, на крышке и на имеющемся корпусе привода, размещенного внизу клетевого модуля, расположены направляющие для обеспечения возможности перемещения щек при удлинении горизонтальных валов, а профилегибочные ролики закреплены с двух сторон на консольных частях горизонтальных валов.2. Клетевой модуль по п.1, отличающийся тем, что он снабжен коромыслом, на одной из стоек расположены направляющие, дополнительная опора верхнего горизонтального вала связана с коромыслом и имеет возможность перемещения по направляющим стойки одновременно с перемещением верхнего горизонтального вала в вертикальном направлении.3. Клетевой модуль по п.1, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью удлинения горизонтальных валов при раздвигании щек корпуса от привода равномерно в обе стороны.4. Клетевой модуль по п.1, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью увеличения длины консолей при удлинении горизонтальных валов при неизменном положении щек корпуса.5. Клетевой модуль по п.1, отличающийся тем, что он снабжен установленными на каждой дополнительной опоре стандартными масленками для смазки дополнительных опор валов и зубчатых передач.