Гидравлический исполнительный механизм для прокатной клети Советский патент 1984 года по МПК B21B37/62 B21B31/12 

Изобретение относится к прокатном производству, а именно к регулирующим устройствам для прокатных станов.

Известен нажимной механизм, представляющий собой комбинации нажимного винта и поршневого гидравлического исполнительного механизма, содержщего короткоходовый цилиндр с поршне длинноходовой цилиндр с поршнями различной площади iмультипликаторJ для управления подачей рабочей жидкости в полость силового цилиндра, систему питания с аппаратурой, управляющей расходом жидкости (система Сермес)1

Недостатками этого механизма явля ются потери на трение, наличие дорогостоящих уплотнений, утечки рабочей жидкости в процессе работы, расход основной части энергии на поддержание рабочего давления в системе питания.

Известен гидравлический исполнительный механизм (ГИМ) для прокатной клети, содержащий нажимной винт, замкнутую упругую гидравлическую рабочую камеру, мультипликатор, состоящий из управляемой камеры высокого давления, управляющей камеры низкого давления и плунжера, жестко соединяющего между собой камеры высокого и низкого давления, причем рабочая камера соединена с управляе мой камерой высокого давления мультипликатора в единую замкнутую гидравлическую систему, гидропневмоаккумулятор, датчик давления, присоединенный к рабочей камере, и датчик положения опорных поверхностей рабочей камеры 2.

Недостатком известного гидравлического механизма является необходимость расходовать основную часть электроэнергии для поддержания рабочего давления в системе питания рабочей жидкостью с помощью насоса даже в том случав, если отсутствует необходимость в регулирующем воздействии со стороны ГИМ. Кроме того, точность регулирования в процессе прокатки зависит от быстродействия распределительных золотников, установленных в системе питания.

Цель изобретения - повышение точности управления и экономии электроэнергии и, следовательно, повышение КПД системы регулирования.

Эта цель достигается тем, что ГИМ для прокатной клети, содержащий нажимной винт, замкнутую упругую гидравлическую рабочую камеру, мультипликатор, состоящий из управляемой- камеры высокого давления, управляющей камеры низкого давления и плунжера, жестко соединяющего между собой камера высокого и низкого д вяения, причем рабочая камера соединена соуправляемой камерой высокого

давления мультипликатора в единую замнутую гидравлическую систему,гидропневмоаккумулятор,датчик давления, присоединенный к рабочей камере,и датчик положения опорных поверхностей рабочей камеры, он снабжен верньерным приводом, механически соединённым с плунжером мультипликатора, а гидропневмоаккумулятор подсоединен непосредственно к управляющей камере мультипликатора.

На чертеже изображен ГИМ.

ГИМ Состоит из упругой рабочей камеры 1 и мультипликатора 2, содержащего управляемую камеру 3, массивный плунжер 4, управлякяцую камеру 5, соединенную непосредственно с гидропневмодккумулятором 6, верньерного привода 7 и датчиков давления 8 и положения 9. Упругая рабочая камера 1 устанавливается под нажимной винт 10 прокатной клети 11 или под подушку нижнего опорного валка.

Устройство работает следующим образом.

В процессе подготовки исполнительного механизма к работе воздушная камера гидропневмоаккумулятора б заполняется азотом, давление которого равняется давлению, рабочей жидкости в управляющей камере 5 при наименьшем усилии прокатки. Затем заполняются рабочей жидкостью две замкнутые системы. Одна из которых ( система высокого давления) состоит из рабочей камеры 1 и соединенной с ней управляемой камеры 3 мультипликатора 2, а вторая (система низкого давления ) - из управляющей камеры 5 мультипликатора 2, соединенного с не гидропнеймоаккумулятора 6. После чего эти системы герметизируются.

Начальное давление рабочей жидкости в системе низкого давления должно соответствовать минимальному усилию прокатки, при этом массивный плунжер мультипликатора находится в крайнем верхнем положении. При настройке стана на заданный сортамент установка требуемого зазора между рабочими валками осуществляется с помощью электромеханического нажимного устройства.

При установившемся процессе прокатки полосы определенного сортамента в клети 11 возникает соответствующее усилие, которое воздействует на рабочую камеру 1. При этом в обеих замкнутых гидравлических системах возникают определенные давления рабочей жидкости, что контролируется на стороне высокого давления датчиком давления 8, а также устанавливается определенное расстояние между опорными поверхностями рабочей камеры 1, которое .фиксируется датчиком 9 положения. Это расстояние считается начальным (установочным). В это время усилие на выходе верньерного привода отсутствует. Если в про цессе прокатки полосы возникает необходимость изменения зазора между рабочими валками, то на вход верньер ного привода 7 подается сигнал из системы автоматического или ручного управления, по которому верньерный привод 7 перемещает массивный плунжер 4 и тем самым устанавливает требуемое расстояние между опорными поверхностями рабочей камеры 1. Изменение расстояния между опорными поверхностями рабочей камеры осуществляется за счет перекачки рабоче жидкости в системе высокого давления из управляемой камеры 3 мультипликатора в рабочую камеру 1. Поддер жание необходимого давления в рабоче KciMepe 1 осуществляется за счет преобразования усилия, действукхцего на управляемую камеру 3 мультипликатора со стороны массивного плунжера 4, в давление рабочей жидкости в замкнутой системе высокого давления. В данном случае усилие, передаваемое на массивный плунжер, является суммой усилия, создаваемого управляющей камерой мультипликатора в резуль тате действия гидростатического давления, поддерживаемого за счет энергии йжатия газового объема, накопленной в гидропневмоаккумуляторе, и усилия, воздействующего на массивный плунжер со стороны верньерного привода . Давление в управляющей камере мультипликатора, соединенной с гидропневмоаккумулятором, соответству ет номинальному режиму прокатки поло сы заданного сортамента. При появле1нии возмущения (изменение толщины подката, эксцентриситет опорных вал ков) на массивный плунжер мультипли катора передается усилие от верньер ного привода, направленное на устра нение последствий возмущающего воздействия. Величина возникающих возмущений не превышает 10% от номинальной толщины подката. Соответственно и величина усилия верньерного привода не превышает 10% от величины усилия, развиваемого управляющей ка- . мерой, а следовательно, и требуемая мощность верньерного привода не превытлает 10% мощности, требующейся при работе известного устройства. Поскольку мощность верньерного привода примерно на порядок меньше мощности, требуемой в известном случае, он обладает соответственно меньшей инерционностью, следовательно, и лучшим быстродействием, кроме того, в предлагаемом изобретении отсутствуют, золотниковые распределители, имеющие ограйиченное быстродействие, что также улучшает его динамические свойства и повышает точность регулирования в процессе прокатки полосы. Экономическая эффективность от внедрения изобретения определяется экономией электроэнергии за счет снижения потребляемой мощности экономии). Кроме того, отпадает необходимость в установке дорогостоящих золотников большой производительности на линии питания. Сумма экономии составляет около 25-30 тыс. руб.в год на один прокатный стан. I По сравнению с лучшими гидравлическими исполнительными механизмами, работающими на стане 2000 холодной прокатки . (базовый образец ГИМ фирмы Сименс), данное техническое решение обладает малыми потерями на трение (примерно в 5 раз меньше), отсутствием утечек и дорогостоящих уплотнений, а также более высокой точностью управления за счет лучшего быстродействия и экономией электроэнергии (около 90%) и, кроме того, отсутствием в линии питания дорогостоящих распределительных золотников большой производительности.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ИСПОЛНИТЕЛЬ НЫЙ МЕХАНИЗМ ДЛЯ ПРОКАТНОЙ КЛЕТИ, с держащий нажимной винт, замкнутую упругую гидравлическую рабочую каме 19$ CfCfWfW gnflotMmifi РУ, мультипликатор, состовпций из управляемой камеры высокого давления, управляющей камеры низкого давления и плунжера, жестко соединяющего между собой камеры высокого и низкого давления, причем рабочая камера соединена с управляемой камерой высокого давления мультипликатора в единую замкнутую гидравлическую систему, гидропневмоаккумулятор, датчик давления , присоединенный к рабочей камере, и датчик положения опорных поверхностей рабочей камеры, отличающийся тем, что, с целью . повышения точности управления и экономии электроэнергии, он снабжен вер-р ньерным приводом, механически соеди- s ненным с плунжером мульгиплйкатора, а гидропневмоаккумулятор подсоединен непосредственно к управляющей камере мультипликатора. L 8 tuctntHn дправлти b