Гидравлическое нажимное устройство с гидрокомпенсацией упругой деформации прокатной клети Советский патент 1986 года по МПК B21B31/32 

,

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к уст- ройствам снижающим упругую деформацию прокатной клети.

Цель изобретения - повышение точности прокатки путем увеличения степени гидрокомпенсации упругой деформации прокатной клети.

На фиг,1 показаны гидравлическое нажимное устройство продольныр раз рез по одной из его половин (например,- левой) и блок гидродомкратов с эксцентриками; на фиг.2 - схема взаимного расположения эксцентриков в каждой из пар в зависш-юсти от величины эксцентриситета опорных валков при любом текущем его значении: на фиг.З - то же, при максимально возможном значении эксцентриситета валков; на фиг.4 - то же, при отсутствии биения валков, где О - ось вращения эксцентриков.

Устройство установлено в нижней поперечине станины 1 прокатной клети () и включает корпус 2 гидравлического силового цилиндра, на поршень 3 которого опирается подушка

4нижнего опорного валка.

На корпусе 2 посредством стойки

5жестко закреплен следящий золотник 6 подвижная часть 7 которого контактирует с хвостовиком поршня 3. Указанный хвостовик включает упругий элемент в виде растягиваемого стержня 8,, верхний конец которого закреплен в поршне 3 3 а нижний соединен с нижним же концом плуюкера 9 гидро. компенсатора, верхний конец которого установлен в корпусе 2 силового цилиндра и уплотнен по отношению к нему уплотнением 10, Поршень снабжен уплотнением 11.

Следящий золотник 6 представляет .собой дроссельное устройство, вход 12 которого подключен к источнику : постоя - ного по величине давления (не показан) а вьгкод соединен магистралью 13 с рабочей полостью 14 силового цилиндра, которая в данной конструкции является одновременно и рабочей полостью гидрокомпенсатора. Подвод 15 золотника соединен на слив

Между датчиком положения - золотнком 6 и стойкой 5, являющейся продолжением корпуса 2 силового цилиндра, установлено упругое основание, например, в виде резинового кольца 16о

По своей продольной оси датчик поло-| на фид .2, но с углами

10

.

и15

20

25

30

35

40

45

50

55

жения взаимодействует с плунжером вспомогательного гцдроцилиндра 17, соединенного магистралью 18 с блоком 19 гидродомкратов, а точнее с их рабочими полостями 20 и 21, соединенными между собой отверстием 22.. Плунжеры 23 - 26 гидродомкратов взаимодействуют посредством подшипников качения каждый со своим эксцентриком 27 - 30 соответственно, причем каждый эксцентрик приводится во врап(ение своим электроприводом 31 7-34, выполненным, например, в виде сельсин-приемника. Сельсин-приемники попарно взаимосвязаны с опорными валками: 31 и 32 .соединены с сельсин-датчиком, уста ювленным на оси нижнего опорного валка, а 33 и 34 - с сельсин-датчиком верхнего опорного валка (сельсин-датчики не показаны). Магистралью 35 блок 19 гидродомкратов соединен с вспомогательным гидрощшиндром правой половины гидравлического нажимного устройства (она такая же, как и левая половина и не показана), Утечки масла восполняются из гидроаккумулятора 36 через обратный клапан 37.

До начала работы устройства его необходимо настроить на компенса- 1ДИЮ имеющегося биения опорных вал- ков. Величину этого биения определяют на штатном участке подготовки валков, прокручивая собранный с подушками опорный- валок в стенде механизированной сборки. При этом эксцентричное смещение бочки валка устанавливают в нижнее положение, фиксируя тем С61МЫМ фазу эксцентриситета валка. После завалки в прокатную клеть данного комплекса опорных валков и подсоединения сельсин-датчиков валков к сельсин приемникам вращают статоры сельсин- приемников; 31 и 32 таким образом, чтобы эксцентрики 27 и 28 заняли положение, показанное на фиг.2, т.е, их эксцентрическое смещение в про- тивофазе к смещению валка должно соответствовать измеренной величине биения нижнего опорного валка. Аналогично поступают и с сельсин- датчиками 33 и 34, устанавливая в соответствии с измеренным биением верхнего валка эксцентрики 29 и 30 в положение, аналогичное показанному

где абсолютная величина углов и -fgCTo же самое и для угла%) ,

Величину углов f . , V , H g и у можно определить из уравнений, полученных из геометрических соображений:

1., (cos4 + cos%

1г 1,к(с08Ч + СОбЧ:

); );

0,5, получаем, что угол наклона к вертикали осей эксцентрикив в - исходном положении может быть рассчитан по формулам:

1ай.

с.

(7)

10

,„, ч. i«-- i--)

(8)

где fjn эксцентриситет эксцеятри- g ков 27 - 30; f и Р - суммарная эксцентричность нижней пары эксцентриков 27 и 28 и верхней пары 29 и 30 соответственно необходимая для компенсации биения валков. ,

Поскольку и Чд , то выражение (1) и ( 2) можно записать:

2 1.. созЧ

г

l 2 1,, cjs4, . Необходимая для компенсации Расположение эксцентриков, например нижнего опорного валка при компенсации максимально-возможной

ния валков суммарная эксцентричность обеих пар эксцентриков может быть найдена из .кинематических условий: величины биения (для двух валков она

составляет в нашем случае А

2(1 + L }

HB ее

фиг.З, из которой следует, что Ч 0, а cos Ч 1. Тогда из выражений 7) и (8), получаем, что

Oj

(5)

„ . макс 0,4 мм показано на

(ь

(6)

эксцентриситет эксцентриков должен быть равен t 1 мм.

где 1„ и 1

tjg - измеренный эксцентриситет верхнего и нижнего опорных вал- 40 ков соответственно; гп учитьюающий сжимаемость масла коэффициент полезного дей- ствия гидропередачи 45 образованной рабочей полостью вспомогательного ГИДрОЦИЛИНДра 17, полостями 20

Если измеренньй эксцентриситет нижнего опорного валка оказался рав- нм, например 88 0,05 мм, то для его компенсации эксцентрики 29 и 30 нужно повернуть по отношению к вертикальной оси на угол Ч , косинус которого согласно выражению (7) равен 0,5, т.е. V 60°; именно это положение и показано на фиг.2.

d и d - диаметры плунжеров

вспомогательного гиддомкрата.

Приравняв попарно выражения (3) и (5), а также (4) и (6) и приняв

.

cos V cos Ч ц о, а ч M g 90 . Это положение эксцентриков показано

В случае, когда при измерении эксцентриситета опорных валков таковой не обнаружен, т.е.

и 21 блока 19 гидро- 50 из выражений (7) и (8) получаем домкратов и магистралью 18;

на фиг.З; в этом же положении эксцентрики изображены и на фиг.1. Это роцилшадра и гидро- 55 значит, что при вращении опорных

валков и при синхронном с ними вращении сельсин-приемников 31 - 34 эксцентрики 27 и 28, а также 29 и 30,

Дпя того, чтобы назначить величину эксцентриситета эксцентриков, которая является конструктивным параметром и регулированию не подлежит, принимаем, что эксцентриситет каждого из опорных валков на среднем по величине листовом стане не превьппает значения вб мм, а соотношение площадей вспомогательного гидроцилиндра и гидродомкрата равно (d /d,,. ) 10 (указанное соотноги, го

шение должно быть не менее десяти, что позволяет избежать повьшенных требований к точности изготовления эксцентриков).

Расположение эксцентриков, например нижнего опорного валка при компенсации максимально-возможной

величины биения (для двух валков она

ем случае А

„ . макс 0,4 мм показано на

эксцентриситет эксцентриков должен быть равен t 1 мм.

Если измеренньй эксцентриситет нижнего опорного валка оказался рав- нм, например 88 0,05 мм, то для его компенсации эксцентрики 29 и 30 нужно повернуть по отношению к вертикальной оси на угол Ч , косинус которого согласно выражению (7) равен 0,5, т.е. V 60°; именно это положение и показано на фиг.2.

.

рении ков тако

чаем

cos V cos Ч ц о, а ч M g 90 . Это положение эксцентриков показано

из выражений (7) и (8) получаем

находящиеся в каждой паре в противо- фазе один относительно другого, перемещают плунжеры 23 - 26 таким образом, что масло из полости 20 переливается в полость 21 через отверстие 22 и обратно, но суммарный объем масла в блоке 19 сохраняется неизменным, расход в магистрали 18 отсутствует и плунжер гидроцилинд- .ра 17 находится в постоянном положении.

Рассмотрим вначале работу нажимного устройства для рассмотренного ньше случая, когда биение валков ответствует и поэтому плунжер вспомогательного гидроцилиндра 17 зафиксирован на месте.

До начала прокатки на поршень 3 (фиг.и воздействует 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. Кроме того, усилие прокатки, действуя на поршень 3, пытается сдвинуть его вниз, а по

средством стержня 8 пытается сдвинуть вниз и подвижную часть 7 следующего золотника, которьп повышает давление в магистрали 13, а следовательно, и в полости 14, удерживая нижний конец плунжера 9 в прежнем положении. Одновременно с воздействием на поршень 3 давление масла воздействует и на плунжер 9 и упруго растягивает стержень 8, в результате чего нижний конец плунжера 9 пытается дополнительно сдвинуться вниз. Но это лишь приводит к дополнительному повьшшнию давления в полости 14, которое выдвигает ввер поршено 3 на величину упругой деформации стержня 8. Таким образом, в рассматриваемой конструкции гидравлического нажимного устройства плун-

жер силового цилиндра снабжен хвосто- 50 вождается повьшением давления, которое перемещает вверх поршень 3, сдвигающий валки и восстанавливающий прежний межвалковый зазор, нарушенный биением валков. И наоборот, 55 при взаимном сдвигании валков, вызванном биением, плунжеры гидродомкратов движутся в обратном направлении и, отсасывая масло из полости

виком, длина которого увеличивается пропорционально действующему на этот плунжер усилию; в результате он выдвигается навстречу действующему на него усилию на величину удлинения хвостовика, сдвигая валки и уменьшая межвалковый зазор - в этом и заключается гидрокомпенсация упругой

0

5

5

деформации прокатной клети. Такая компенсация может быть частичной, т.е. повьппающей жесткость прокатной клети, но можно подобрать размеры

5 стержня 8 и таким образом, чтобы его удлинение под действием давления в полости 4 было бы равно упругому растяжению прокатной клети под действием усилия прокатки; тогда будет

0 достигнута полная компенсация ее упругой деформации, а межвалковый зазор, а следовательно, и толщина прокатываемой полосы будут постоянными независимо от колебаний усилия

прокатки.

Описанное справедливо для случая, когда биение валков отсутствует. В реальном случае, при наличии биения валков гидрокомпенсация упругой деформации клети приведет к тому, что вся величина этого биения будет полностью отпечатываться на прокатываемой полосе в виде продольной разно- толщинности, если не приняты дополнительные меры к компенсации самого биения. В описанной конструкции гидравлического нажимного устройства роль компенсатора биения выполняет блок 19 совместно с гидроцилиндром 17, который работает следующим образом.

Как указывалось ранее, при настройке устройства перед началом работы эксцентрические смещения бочек верхнего и нижнего опорных валков были установлены в противофазе с такими же смещениями в каждой из пар эксцентриков, взаимосвязанных с этими валками. В результате при взаимном раздвигании валков, вызванном их биением, плунжеры 23 - 26 взаимно сдвигаются, выталкивая некоторую порцию масла из полостей 20 и 21 в полость гидроци- линдра 17; давление в этой полости повью1ается, а плунжер гидроцилиндра 17, нажимая на золотник 6, сжимает упругое кольцо I6 и перемещает золотник 6 вверх. Это приводит к смещению подвижной части 7 золотника и сопро-с

5

0

0

гидроцилиндра 17, обеспечивают компенсацию биения. Такая компенсация биения валков создает условия

для повышения степени компенсации упругой деформации прокатной клети и, тем самым, позволяет повысить точность прокатки.

В случаях, когда биение опорных валков в сборе измерить почему-либо затруднительно (например, если отсутствует механизированный стенд для сборки опорных валков и их собИ рают вручную, уменьшить влияние биения на точность можно косвенным путем, В частности, вместо блока 19 гидродомкратов, отражающих биения опорных валков, к гидроцилиндру 17

536878

подключают гидросистему, в которой давление изменяют синхронно с колебаниями толщины полосы на входе в валки. Наиболее оптимальным распре- 5 делением по степени участия в выравнивании продольной разнотолщинности полосы является такое: половина эффекта Достигается от гидрокомпенсации упругой деформации прокатной О клети и вторая половина - от коррекции системы по входной толщине полосы; тем самым, косвенно повышается примерно вдвое степень гидрокомпенсации упругой деформации кле- 15 ти, но без увеличения влияния биения на продольную разнотолщинность полосы.

57 П

Фи.2

.J

(S

А

5/f

ЭЛ

Фиг,if

Составитель Г.Ростов Редактор М.Келемеш Техред Л.Сердюкова Корректор А.Тяско

Заказ 4665/13 Тираж 518Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, А