Гидравлическое нажимное устройство с гидрокомпенсацией упругой деформации прокатной клети Советский патент 1983 года по МПК B21B31/32 B21B27/08 

ю

00

оо со

00

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к регулированию зазора между рабочими валками прокатного стана в процессе прокатки,. .

Известно гидравлическое нажимное устройство,содержащее гидравлические плунжерные цилиндры: силовой ( основной / и гидрокомпенсатора (вспомогательный), с жестко скрепленными корпусамии связанными друг с другом рабочими полостями, давление в которых регулируется следящим (дроссельным золотником, корпус которого жестко укреплен на корпусе силового цилиндра, кроме того, следящий золотник кинематически связан с упругим элементом, в качестве .которого использован хвостовик плунжера силового цилиндра 1. :

Недостатком данного устройства является появление в упругом элементе дополнительных напряжений, снижающих его прочность. По своему принципу упругий элемент, выполненный в виде полого хвостовика плунжера силового цилиндра,, представляе собой цилиндрический сосуд, в стенках которого помимо продольных растягивающих напряжений, удлиняющих хвостовик и полезных в данном конкретном случае, действуют также растягивающие напряжения в поперечном сечении. В результате суммарное растягивающее напряжение в стенке оказывается в -УТ раз большим, чем полезное напряжение, действующее в продольном напряжении, а это равносильно снижению прочности хвостовика в -{5 раз по отношению к указанному пЬлезному напряжению. Наиболее близким к изобретению является гидравлическое нажимное устройство с гидрокомпенсацией упругой деформации прокатной клети, содержащее гидравлические силовые цилиндры с корпусом и поршнем, установленные по одному с каждой стороны клети и совмещенные каждый с гидрокомпенсатором, выполненным в виде плунжера и упругого элемента 2 J.

I .

Однако для компенсации упругой

деформации прокатной клети плунжер цилиндра гидрокомпенсатора необходимо перемещать на величину этой деформации, которая в листовых кле,тях достигает 3-7 мм, что существенно превышает величину упругой деформации на сдбиг уплотнения плунжера гидрокомпенсатора. В результате неизбежно взаимное -перемещение и , трение указанными плунжером и уплотнением и, как следствие, вы.явление потерь на трение, что сопровождается расшир1ением зоны нечувствитальности гидрокомпенсатора Кромё того, в силу функциональных , , и конструктивных особенностей упругого элемента его жесткость в данной конструкции гидрокомпенсатора должна быть существенно (в 30-100 р меньше жесткости .прокатной клети. Вследствие этого плунжер цилиндра гидрокомпенсатора, которой воздействует на упругий элемент, должен бытьв несколько раз меньше по диаметру плунжера силового цилиндра Величина потерь на трение в уплотнении примерно обратно пропорциональна его диаметру. Таким образом, наличие перемещений плунжера гидрокомпенсатора относительно его уплотнения приводит не просто к потерям на трение, дополнительным к основным потерям в силовом гидроциЛиндре а эти дополнительные потери в несколько раз больше указанных основных потерь.

Цель изобретения - повышение точности прокатки за счет снижения потерь на трение в уплотнениях гидрокомпёнсатора.

Поставленная цель достигается тем что в- гидравлическом нажимном ,устройстве с гидрокомпенсацией упругой деформации прокатной длети, содержащем гидравлические силовые цилиндры с корпусом и поршнем/ устано вленные по одному с каждой стороны клети и совмещенные каждый с гидрокомпенсатором, выполненным в 1|Виде плунжера и-упругого элемента, плунжер гидрокомпенсатора установле своим верхним концом в корпусе силового цилиндра, а нижним концом сопряжен с нижним концом упругого элемента, выполненного в виде размещенного внутри плунжера растягиваемого стержня, верхний конец которого, закреплен в поршне силового цилиндра..

Такое техническое решение позволяет исключить потери на трение в гидрокомпенсаторе по следующим соображениям.- ..

Нижний конец плунжера гидроком-. пенсатора сопряжен с подвижной частью следящего золотника и поэтому, в процессе прокатки его можно считать практически неподвижным. Верхняя часть этого плунжераперемещается в пределах его упругой деформации на сжатие, которая не превглиает 0,1-0,3 мм, т.е находится в пределах упругой деформации на сдвиг уплотнения, установленного между плунжером гидрокомпенсатора и корпусом силового цилиндра. В результате перемещения плунжера,гидрокомпенсатора относительно уплотнения отсутствуют, а следовательно, отсутствуют и потери на трение в гидрокомпенсаторе

На фиг. 1 показано гидравлическо нажимное устройство, продольный разрез по одной из его половин (левой или правой ; на фиг. 2 - то же, для дополнительного варианта конструкции, который необходим для пояснения принципа действия предлагаемого устройства.

Устройство установлено в нижней поперечине станины 1 прокатной клети и включает корпус 2 гидравлического силового цилиндра, на поршень 3 которого опирается подушка 4 нижнего опорного валка. На корпусе 2 посредством стойки 5 жесткр закреп,лен следящий золотник 6, подвижная часть 7 которого контактирует с хвостовиком поршня 3. Ука:занный хвостовик включает упругий элемент в виде растягиваемого стержня В, верхний конец которого закреплен в поЕ5шнё 3, а нижний соединен с Нижним концом плунжера 9 гидрокомпёсатора, верхний конец которого установлен в корпусе 2 силового цилиндра фиг. 1Ли уплотнен по отношению к нему уплотнением 10. Поршень 3 снабжен уплотнением 11.

Следящий золотник 6 представляет собой дроссельное устройство, вход 12 которого подключен к источн.:ку постоянного по величине давления (не показан):, а быход соединен магистралью 13 с рабочей полостью 14 силового цилиндра, которая в предлагаемой конструкции является одновременно и рабочей полостью гидрокомпенсатора, подвод 15 золотника соединен на слив.

Перемещая подвижную часть 7 следящего золотника сверху вниз в сравнительно небольших пределах (2030 мкм), можно изменять давление на его выходе, а следовательно, в полости 14 от давления на входе в золотник (максимального ) до давления на его сливе. Такая особенность золотника в сочетании его работы с силовым цилиндром гидравлического нажимного устройства обеспечивает практически постоянное положение подвижной части 7 золотника вместе с нижней частью плунжера 9. Наиболее широкое распространение следящие золотники получили в гидравлических нажимных устройствах двадцативалковык станов

Учитывая сложность принципа действия, предлагаемое нажимное устройство рассмотрено на примере дополнительного варианта Сфиг. 2 ), отличается тем, что плунжер 9 гидрокомпенсатора установлен в поршне 3 силового цилиндра, тем самым рабочая полость 16 гидрокомпенсатора отделена территориально от ра.бочей полости 14 силового цилиндр

ра, но они соединены между собой каналсх 17. Штоковая полость 18 с Ьединена на слив каналом 19 и отделена от полости 14 уплотнением 20.

Устройство работает следующим образом.

До начала прокатки на поршень 3 (фиг. 2) воздействуют с одной стороны подушка 4 весом валковой системы, с другой - соответствующее этому весу давление в рабочей полости 14. С появлением усилия прокатки происходят следующие процессы. Упруго деформируется прокатная клеть, в результате чего прокатные валки раздвигаются и зазор между ними увеличивается, крсяле того, усилие, действуя на поршень 3, питается сдвинуть его вниз, а посредством стержня 8 сдвинуть вниз и подвижную часть 7 следящего золотника, который повышает давление в магистрали

13,а следовательно, и в полости

14,удерживая нижний конец плунжера 9 в прежнем положении. Если при этом допустить, что канал 17 перекрыт и давление в полости 16 гидрокомпенсатора отсутствует, то вместе с нижним концом плунжера 9, входящего -в состав хвостовика поршня 3, последний также останется в прежнем положении по отнсянению к корпусу

2 независимо: от действующего на нег усилия. Однако фактически масло, поступая по каналу 17 из полости 14 в полость 16, воздействует на плунжер 9 и упруго растягивает стержень 8, в ре.зультате чего, нижний конец плунжера 9 пытается дополнительно сдвинуться вниз, но это лишь приводит к дополнительнсяиу повышению давления в полости 14, которое выдвигает вверх поршень 3 на величину упругой деформации стержня 8. Таким образом, в рассматриваемой конструкции гидравлического нажимного устройства плунжер силового цилиндра снабжен хвостовиком, длина которого увеличивается пропорционально действующему на этот плунжер усилию, в результате он выдвигается навстречу действующему на него усилию на вег личину удлинения хвостовика, сдвигая валки и уменьшая межвёшковый зазор. В этих условиях можно подобрать размеры стержня 8 таким образом, чтобы его удлинение под действием давления в полости 16 было . равно растяжению прокатной.клети под действием усилия прокатки, тогда межвалковый зазор будет посто нным независимо от усилия прокатйи.

Поскольку в ва1рианте (фиг. 2 / рабочая полость 14 силового цилиндра и рабочая полость 16 гидрокомпенса 5 торэ соединены каналом 17 между

собой напрямую, (ТО принцип действия устройства не изменится, если указанные полости совместить в одну что сделано в основном варианте устройства на фиг. 1. Для этого плунжер 9 гйдрокомпенсатора установлен в корпусе 2 силового гидроцилиндра и уплотнен по отношению к нему уплотнением 10,

Все это позволяет исключить перемещение плунжера 9 относительно уплотнения 10, так как рабочие перемещения плунжера 9 состоят из перемещений подвижной части 7 следящего золотника и упругой деформации сжатия собственно тела плунжера 9, что составляет десятые доли миллиметра и находится в диапазоне упругих деформаций на сдвиг уплотнения 10. В результате отсутствия взаимных перемещений плунжера 9 и уплотнения 10 потери на трение между ними

отсутствуют, что позволяет в 3-4 раза уменьшить ширину зоны нечувствительности гидрокомпенсатора, а это позволяет уменьшить остаточную продольную разнотолщинность прокатываемой -полосы.

Например, при прокатке медной полосы остаточная продольная разнотолщинность полосы (после выравнивания ее гидрокомпенсатором известной конструкции 7 составляет 6% от толщины. Применение предлагаемой конструкции снижает разнотолщинность до 4%, т.е. на 2%/ что при прокатке с ,мин1 совыми допусками и сдаче продукции по теоретическому весу позволяет сэкономить 1%.

При средней стоимости 1 т медной полосы 1000 руб. и годовом првизводстве 30 тыс. т суммарная годовая экономия составляет

ЗОООО- -1000 0,01 300000 руб.

t3 4 J6

It

Фыг2

5 17

ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ НАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО С ГИДРОКОМПЕНСАЦИЕЙ УПРУГОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПРОКАТНОЙ КЛЕТИ, содержащее гидравлические силовые цилиндры с корпусом к поршнем, установленные по одному с каждой стороны клети и совмещенные каждый с гидрокомпенсатором, выполненным в виде плунжера и упругого элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения точности прокатки за счет снижения потерь на трение в уплотнениях гидрокомпенсатора, плунжер гидрокомпенсатора установлен своим верхним концом в корпусе силового цилиндра, а нижним концом сопряжен с нижним концом упругого элемента, выполненного в виде размещенного внутри плунжера растягиваемого стержня, верхний конец которого ь закреплен в поршне силового цилиндра.)