Устройство для измерения раствора валков пилигримового стана Советский патент 1983 года по МПК B21B38/10 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для определения расстояния между валками в процессе горячей прокатки. : Известно устройство измерения положениуг механизма, например валков обжимных станов, содержащее дис чувствительный элемент, реверсив- ный счетчик с входной схемой совпадения, блок выработки сигналов направления перемещения механизма, бло формирования счетных импульсов, логическую схему, состояющую из блока занесения информации, счетчика ошиб ки, блока анализа на нуль, схему со падения, при.чем блок выработки сигнала направления перемещения соединен с блоком занесения информации, блок формирования счетных импульсов со схемой совпадения, а выход блока анализа на нуль - с входной схемой совпадения реферативного счетчика TI 3Недостатком этого устройства явл ется невысокая точность измерения п ложения валков, обусловленная тем, что оно не учитывает износвкладышей подшипника, который, например, для станов горячей пилигримовой ; прокатки труб доставляет 10-15 мм, что существенным образом сказывается на точности измерения. Наиболее близким к изобретению я ляется устройство для измерения pacTBQpa валков в процессе прокатки, содержащее гидроцилиндры положения валков, установленные между подушками валков прокатной клети, замкнутую систему положения вашков, образованную гидроцилиндрами установки положения валков, первый сумматор, вторые гидроцилинд ры прогиба валков, установленные между подушками валков прокатной клетИ, вторую замкнутую гидросистему прогиба валков , образованную вторьгми гидроцилиндрами прогиба вал ков , два дифференциальных датчика , давления, задатчик эталонного давле ния, делитель, два множительных уст ройства, второй сумматор и датчик раствора валков до прокатки, при этом вход первого дифференциального датчика давления подсоединен к замкнутым гидросистемам распора вал ков на одной стороне клети, первый вход второго дифференциального датч ка давления подсоединен к входу любой из замкнутых гидросистем распора валков на этой же стороне клети, выход задатчика эталонного давления подсоединен к второму входу вто рого дифференциального датчика давления, вход делителя подсоединен к выходу первого дифференциального да чика давления, вход первого множительного устройства соединен с выходом первого дифференциального датчика давления, первый и второй входы второго сумматора подсоединены, к соответствующим выходам первого и второго множительного устройства, выход датчика раствора валков до прокатки подсоединен к третьему входу второго сумматора, первый вход первого сумматора подсоединен к выходу второго дифференциального датчика, второй вход - к выходу делителя, а выход - к входу второго множительного устройства .2. Недостатком известного устройства является недостаточная точность измерения раствора валкОв на станах горячей прокатки, так как гидроцилиндры, установленные между подушками валков, по разному нагреваются тепловым излучением горячего проката, что приводит к погрешности измерения из-за, неравномерного объемного расширения жидкости, обуславливающего неравномерное повышение давления в замкнутых гидросистемах, которое фиксируется дифференциальными датчиками. Другим, фактором, снижающим точность измерения раствора валков, является износ нижнего вкладыша верхнего валка и верхнего вкладыша нижнего валка. Поскольку гидроцилиндры известного устройства устанавливаются между, подушками валков, то износ отмеченных вкладышей приводит к погрешности измерения расстояния между валками. Надежность работы данного устройства при использовании его на станах пилигримовой горячей прокатки очень низка. Обусловлено это следующим. Процесс прокатки трубы на пилигримовом станке носит циклический характер. В начале в момент каждого раскрытия зева валков гильза ускоренно подается в валки с поворотом ее на 90 - 120°. Затем происходит-;торможение ускоренно перемещающейся кантуемой гильзы. Торможение гильзы на практике осуществляется валками, стана, которые испытывают при этом большие динамические нагрузки, что приводит к упругой деформации клети и упругому изгибу валков. Следующим непосредственным этапом прокатки является захват металла гильзы гребнем калибра ручья валков и осуществление основной деформации металла, при этом также происходит упругая деформация клети и изгиб валков. На заключительной стадии прокатки трубы за одну подачу осуществляется, калибровка прокатываемой части трубы, которая и определяет .точность прокатываемой Трубы по толщине стенки и диаметру. На участке калибровки УСИЛИЯ деформации в несколько

раз меньше, чем на участке ковки и основной деформации металла и прогиб валков незначителен и. практически им можно пренебречь.

В момент торможения гильзы подушки валков вследствие удара гильзы о валки ускоренно перемещают в горизонтальном и вертикальном направлениях, т.е.-подушки валков прыгают по ходу подачл и вверх, что делает условия эксплуатации гидроцилиндров известного устройства тяже-, лыми, а надежность работы их между подушками валков, отстоящих друг от друга в процессе прокатки трубы на 30 - 50 мм, становится низкой. Целью изобретения является повышение точности измерения, упрощение устройс гва и повышение его надежности.

; Цель достигается за счет того, что устройство для измерения растворавалков пилигримового стана, со--./

держащее гидроцилиндр-положения валков и замкнутую гидравлическую систему, сна бжено блоком преобразования, датчиком калибровки прокатываемого, участка трубы за- каждую подачу и двумя гидравлическими компенсаторами, причём блок преобразования состоит из дополнительного гидроцилиндра и преобразователя линейного перемещения, соединенного со штоком

гидроциглиндра, выход датчика ка-либ)оВки соединен с другим входом преобразователя, поршневая и што- кЬв.ая полости дополнительного гидроцилиндра соединены с-соответствукнцйми полостями гидроцилимдра положения валков, параллельно которымпрдсоединены гидравлические компенсаторы с подпружиненными поршнями.

Наличие гидравлических компенса-. торов, включенных параллельно поршн вым и штоковым полостям гидроцилиндров, повышает точность измерения раствора валков, так как позволяет компенсировать температурное изменение объёма жидкости и возможны ее участки в замкнутой гидросистеме.

Введение в устройство датчика калибровки прокатываемого участка трубы за каждую подачу, включающего преобраэоват;ель линейного перемещения штока дополнительного гидроцилиндра только в моменты калибровки прокатываемой части трубы, позврляет .устранить влияние на точность измерения с одной стороны прогиба валков, существующего при торможении гильзы валками стана, а также в момент прокатки на участке ковт ки и основной деформации металла,

ас другой стороны различных люфтов на участке холостого хода, следуйщего за участком калибровки, когда калибр валков освобождается от металла (раскрытие зева валков/.

-Для облегчения условий работы устройства гидроцилиндр положения валков вынесен из зоны прилегающих пфдушек валков стана, при этом шток и корпус гидродилиндра через подшипники соединены с пальцами, установленными на осях валков . Такая установка гидроцилиндра облегчает условия его эксплуатации, что существенно повышает надежность

0 его работы и, кроме того, обеспечивает точное измерение раствора г валков независимо от износа подшипников вкладышей.

Введение дополнительного гйдроцилиндра, поршневая и пгтоковая полос5ти которого соединены с соответствующими полостями гидроцилиндра положения валков, позволяет исключить насосную станцию и другие блоки известного устройства, так как из0меняется при этом сам принцип работы устройства: от измерения давления в замкнутых гидросистемах к измерению перемещения штоков гидроци-. линдров. .. .

5

Все это значительно упрсядает. устройство. .

На чертеже представлена схема устройства для измерения раствора валков пилигримового стана. .

0

Устройство содержит гидроцилиндр 11 положения валков, который, черей подшипники 2 соединен пальцами 3 с осями валков, при этом корпус гидроцилиндра соединен через прдпдап5ник и палец с нижним валком клети, а шток пораня .того же цилиндра сое- . динен через подшипник и палец с верхним валком, блок 4 преобразования, состоящий из дополнительного гидроцилиндра 5 и преобразователя 6

0 линейного перемещения, соединенного со штоком дополнительного гидроцилиндра ; два гидравлических компенсатора 7 и 8, поршни которых опв раются на пружины 9 с величиной

5 сжатия, осуществляемой винтами ЮГ датчик 11 калибровки прокатываемой части трубы, который может быть контактным либо бесконтактным, ; например, типа ВЕК, и флалсок-ука-

0 затель 12 участка калибровка, который может быть установлен на шпинде- ле, перелатаем вращение От редуктора нижнему валку клети пилигримового стана.

5

Устройство, для измерения раствора валков пилигримового стана работает следукхоим образом. ; .

В первоначальный момент времени, когда валки 12 клети тормозят гиль9У, происходит упругая деформация

0 клети и изгиб валков, при этом раствор валков увеличиваете. В гидроцилиндре 1 положения валков, мгок и корпус которого через подшипники соединены пальцами с bcHjym валков, происходит перемещение поршня, перекачивающего жидкость из штоковой полости гидроцилиндра положения валков 8 штоковую полость дополнительного гидроцилиндра 5, вызывая перемещение поршня. Пни этом из поршневой полости дополнительного гидроцилиндра жидкость перекачивается 5 поршневую полость гироцилиндра положения валков. Преобразователь 6 не отрабатывает линеное перемещение штока дополнительного гидроцилиндра, так как на него не поступил разрешакяций сигнал с датчика 11 калибровки.

На следующем этапе, когда начинается непосредственная прокатка, т.е. захват металла гребнем ручья калибра валков и основная деформация металла, преобразователь б нечувствителен к перемещению штока дополнительного гидроцилиндра 5, т.е. и для этого момента времени также нет разрешающего сигнала с датчика 11 калибровки.

За участком ковки и основной деформации металла следует участок калибровки (полировки ) прокатываемой части трубы. Именно на этом участке и происходит измерение раствора валков. Осуществляется это следующим образом.

Флажок-указатель 12 входит в зону срабатывания датчика 11, что оз начает начало участка калибровки. Сигнал с датчика калибровки включает преобразователь 6, который с этого момента времени становится чувствительным к положению и перемещениям .штока дополнительного гидроцилиндра 5. В конце калибровки прокатываемой части трубы флсшок-указатель выходит из зоны срабатываемого датчика, при этом снимается разрешающий сигнал с преобразователя и последний становится нечувствительным к положению и дальнейшим перемещениям штока дополнительного гидроцилиндра.

/ После калибровки происходит раскрытие зева валков, калибр валков освобождается от металла и вследствие наличия люфтов, происходит уменьшение раствора валков, цри этом происходит перемещение поршня гидроцилиндра 1 положения валков, и жикость из поршневой полости гидроцилиндра перекачивается в по ршневую полость дополнительного гидроцилиндра 5, вызывая при этом перемещение его поршня и перекачивание жидкости из штоковой полости дополнительного гидроцилиндра в штоксвую полость гидроцилиндра положения валков. На этом этапе преобразователь нечувствителен к перемещению штока дополнительного гидроцилиндра, так как нет разрешающего сигнала с датчика калибровки.

Процесс измерения раствора валков от подачи к подаче будет многократно повторяться до тех пор, пока не будет прокатана вся труба.

По принципу работы два гидроци5 линдра, поршневые и штоковые полости которых соединены, и два гидрав-лических компенсатора 7 и 8, включенные параллельно отмеченным полостям, образуют замкнутую гидравлическую следящую систему, в которой поршень дополнительного гидроцилиндра 5 следит за положением поршня-гидроцилиндра 1 положения валков.

Работа гидравлических компенсаторов сводится к установке нулевого

5 отсчета до начала измерений путем регулировки винтами 10 усилия, прикладываемого пружинами 9 к- поршням цилиндров, оставляемого в дальнейшем без изменения. В случае неравномерного нагрева жидкости в разных полостях гидроцилиндра 1 положения , валков происходит неравномерное ее объемное расширение, создающее разные давления в поршневых и штоко5 вых полостях обоих гидроцилиндров, что вызовет перемещение поршня дополнительного Гидроцилиндра, в случае отсутствия гидравлических компенсаторов .

Q Когда же гидравлические компенсаторы включены параллельно полостям, то избыточное давление, .создаваемое в какой-либо полости гидроцилиндра положения валков, вызовет перемещение подпружиненного поршня определенного гидравлического компенсатора, при этом поршень дополнительного гидроцилиндра не перемещается,, чем и обеспечивается компенсация температурного увеличения объема жидкости. Гидравлические компенсаторы, включенные по предлагаемой схеме, делают нечувствительным предлагаемое устройство и к утечке жидкости из гидросистемы, так как это компенсируется соответствующими перемещениями подпружиненных поршней.

Использование новых элементов: . датчика калибровки прокатываемой

Q части трубы за каждую подачу, блока преобразования, состоящего из до- полнительного гидроцилиндра и преобразователя линейного перемещения его штока, двух гидравлических компенсаторов , выгодно отличает предложенное устройство от указанного прототипа (базового варианта ), так как повышается точность измерения раствора валков и значительно упрощается устг ройство.

0 Вынесение гидроцилиндра положения валков из зоны прыгающих подушек и установка егр к осям валков облегчает условия его эксплуатации, что обеспечивает болеевысокую нгадежность работы устройства.

7 10095438

Применение предлагаемого устрой-с целью прокатки труб со стабильной

ства на пилигримовом стане поэволя-толщиной стенки в поле минусовых

ет точно измерять раствор валков вдопусков.

процессе прокатки труб, что обеспе-Экономический эффект от внедрения

чит возможность оперативного вмеша-устройства иа одном пилигримовом стательства в технологический процесс5 не составит 107 тыс. руб. в год.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСТВОРА ВАЛКОВ ПИЛИГРИМОВОГО СТАНА, содержащее гидроцилиндр положения валков и замкнутую гидравлическую систему, о тл ич ающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, упрощения устройства и повышения его надежности, бно снабжено блоком преобразования,.датчиком калибровки прокатываемого участка трубы за каждую подачу и двумя гидравлическими компенсаторами, причем блок преобразования состоит из дополнительного гидроцилиндра и преобразователя линейного перемещения, соединенного со штоком гидроцилиндра, выход датчика калибровки соединен с другим входом преобразователя, поршневая и штоковая полости дополнительного гидроцилиндра соединены с соответствующими полостями гидроцилиндра Положения. (Л валков, параллельно которым подсоединены гидравлические компенсаторы с подпружиненными поршнями. со сд 4 СдЭ