Привод возвратно-поступательного перемещения частей стана холодной прокатки труб Советский патент 1991 года по МПК B21B21/00 

Изобретение относится к области трубопрокатного производства в частности к холодной пилигримовой прокатке, и касается усовершенствования привода возвратно-поступательно движупщхся частей стана ХПТ.

Известен привод перемещения рабочей клети стана холодной прокатки труб, содержащий приводной кривошипный вал, пара кривопмпов которого через шатуны соединена с рабочей клетью, а другая пара кривоиипов посредством шатунов - с ypaBHOBernHBaющими грузами.

При этом суммарная масса грузов равна массе клети. Эффективность такого уравновешивания заключается в том, что динамические нагрузки, воз шкакяцие в кинематической цепи привода при возвратйо-поступатепьном дви: жении рабочей клети, можно не передавать на звенья этой цепи и двига тель, а замкнуть непосредственно на приводном кривошипном валу.

Наиболее близким из известных по технической сущности к изобрете1C

нию является привод возвратно-поссотупательного перемещения частей ста4ibна холодной прокатки труб, содержав5щий корпус, размещенный в корпусе вай с кривопипным пальцем на одном его конце и насаженной шестерней, охва- : тывающее шестерню зубчатое кфтесб, установленный на валу на подшипнйках ротор, имеющий зубчатый привод вра- щения и два уравновешивающих груза. . Известный привод позволяет разгрузить вал от инерционных сил. . Однако вал привода будет восприни мать вес грузов, что резко снижает надежность в работе и долговечность эубчатьпс передач привода и ведет к увеличению неравномерности хода, что в свою очередь, сопряжено с появлением в валопроводе вредных знакопере меннык динамических нагрузок. Целью изобретения является повышение надежности работы сгана путем полного уравновешива -шя динамического момента на валу. Цепь достигается тем, что привод возвратно-поступательного первмещения частей стана холодной прокатки труб, содержащей корпус, размещенный в корпусе вал с кривошипным паль цем на одном его конце и насаженной щестерней, охватывающее шестерню зубчатое колесо, установленный на валу на подшипниках ротор, имеющий зубчатый привод враше}щя и два уравновешивающих груза, снабжен поворотным относительно стационарной оси двуплечим pbwaroM, на концах которого размещены уравновешивающие грузы равные по массе, при этом вал снабжен допольштельным кривошипным паль цем, расположенным на другом конце его с угловым смещением на 180 оти этот палец носитапьно основного, через тягу соединен с одним из грузов о Снабжение привода двуплечим кача ющимся рычагом с размещением на кон цах его уравновепл-1вающих грузов, ра ных по массе, позволяет разгрузить вал от весов грузов. На фиг . 1 изобралсен предлагаемый привод; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг,1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг,1; на фиг.4 - график изменения силы инерщи возвратно-поступательно) двихсущихся частей стана -F гра фик изменения силы инерции уравнове шиваюод1х грузов -F,; 1рафик изменения динамического момента на кривоiiMnHOM валу М от силы инерции -F и график суммарного динамического м мента на кривошипном валу , Привод возвратно-поступательного перемещения частей холодной прокатк труб содержит корпус 1, закрепленньш на раме 2 с направляющими 3,ползун 4, размещенный в корпусе вал 5 ;С кривощипами 6 и 7, угол между ко торыми составляет 180° и которые имеют кривошипный палец 8, соединен ный через подшипник 9 с ползуном и КРИВОШИПНЫЙ палец 10, насаженную по шпонке 11 на вал шестерню 12, обхватывающее шестерню зубчатое колесо 13, жестко установленное в корпусе. и .зафиксированное о г поворота шпонкой 14, установленный на валу на подшипниках 15 ротор 16, смонтированный в корпусе на подшипниках 17 и имеюшдй зубчатый привод вращения в виде зубчатой пары 18, быстроходный вал 19 которой соединен с главным приводом стана, двуплечий рычаг 20 со стационарной осью 21 качания, размещенный в подшипниковых опорах 22, закрепленных на раме, уравновешивающие грузы 23 и 24, расположенные на концах рычага, один из которьк соединен посредством тяги 25 и подшипника 26 с кривошипным пальцем 10, с которым тяга соединена посредством подшипника 27. Уравновешиваюпще грузы 23 и 24 равны по массе, а радиус начальной окружности шестерни 12 равен длине хриво1щта 6 и половине радиуса начальной окружности неподв1гжного зубчатого колеса 13. Привод возвратно-поступательного перемеще1-шя стана ХПТ работает следуюшим образом. Равномерное вращение ротора 16 в подшипниках 17 относительно корпуса 1 и неподвижного зубчатого колеса 13 осуществляется зубчатой парой 18, быстроходньй вал 19 которой соединен с главным приводом стана (не показан) . Совместно с ротором относительно оси его вращения вращается вал 5 с жестко закрепленной посредством . щпонки 11 щестерней 12. Шестерня, обкатываясь внутри неподвижного, зубчатого колеса 13, вращает вал 5 собственной оси вращения в подшипниках 15. Из корпуса математики известно, что точка окружности, катящаяся без скольжения подругой окружности внутри нее, опись вает гипоциклоиду, число ветвей которой равно отноше даю их радиусов. Если это отношение равно двум, то две ветви гипоциклоиды вьфождаются в диаметр большой неподвижной окружности, а вьшеуказанная точка перемещается прямолинейно по диаметру неподвижной окруяшости по косинусоидапьному закону, что следует из уравне шя движения точки, описынающей гипоциклоиду в случае внутренного обкатывания9 когда радиус

малой окружности вдвое меньше радиуса большей неподвижной окружности. Следует отметить,что одному оборо;ТУ центра малой окружности относительно центра неподвижной окружности соответствует два перемещения точки по диаметру - туда и обратно. Применительно к предлагаемому приводу кривошипный палец 8 кривошипа 6 перемещается по диаметру неподвижного зубчатого колеса 13 по косинусоидальному закону в горизонтальном направлении и через подшипник 9 перемещает ползун 4, а кривошипный палец 10 кривошипа 7 перемещается по диаметру неподвижного зубчатого колеса 13 по косинусоидадьному закону в вертикальном направлении и через подшипник 27 перемещает тягу 25. Тяга 25, в свою очередь, перемещает уравновешивающий груз 24.

Гармонический характер изменения перемещения ползуна и уравновешивающего груза предопределяет косинусоидальный характер изменения сил инери Fg

и;ии подвижных масс F

синусоидальный ха:рактер изменения динами4

ческих моментов М. и М„ на валу

2.

(см.фиг.4), а равенство их перемещений и масс обуславливает равные значения ускорений (графики на фиг.4 не показаны) сип инер151И и динамических моментов в функции угла ср поворота ротора 16. Диаметрально про ивоположное расположение кривощипа

7 относительно кривошипа 6 позволяет в предлагаемом приводе осуществить полное уравновешивание динамических моментов М и М друг другом

на валу (см.фиг.4, Mg. 0), потому что разгону одной массы (ползун) соответствует торможение другой массы (уравновешивающий груз) и наоборот. Однако при вертикальном движении уравновешивающего груза 24 на вал 5 действует момент от веса груза, который передается шестерней 12, жестко закрепленной на ваЛу на неподвижное зубчатое колесо 13, ротор 16, зубчатую передачу 18 и главный привод стана. С целью устранения на валу знакопеременного момента от веса уравновешивающего груза 24 располагают на другом конце качающегося рычага 20 симметрично относительно оси качания груз 23, масса которого равна массе груза 24, тем самым исключается воздействие момента от веса на вал.

Полное уравновешивание динамического момента на кривошипном валу привода возвратно-поступательного перемещения стана ХПТ позволяет увеличить производительность стана и повышает надежность его работы и долговечность силовых узлов и механизмов.

За базовый объект принят привод возвратно-поступательного перемеще

5 НИН частей стана ХПТС-8-40. Ожидаемый экономический зффект составляет 399537 руб. в год.

1 Ч

e xsa

«О

.

ПРИВОД ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ПЕРЕМЕи1ЕНИЯ ЧАСТЕЙ СТАНА ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ, содержащий. корпус, размещенный в корпусе вал с кривошипным пальцем на одном его конца и насаженной шестерней, охватывающее шестерню зубчатое колесо, ус-. тановленный на валу на подшипни- ках ротор, имеющий зубчатый привод вращеция и два уравновешивакяцих гру- . за, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы стана путем полного уравновешивания динамического момента на валу, он снабжен поворотным относительно стационарной оси двуплечим рычагом, на концах которого размещены уравновешивающие грузы, равные по массе, приj этом вал снабжен .дополнительным кривошипным пальцем, расположенньпч на ;другом конце его с угловым смещением на 180 относительно основного, и этот палец через тягу соединен с одним из грузов. (Л