Предохранительное устройство прокатной клети Советский патент 1987 года по МПК B21B33/00 

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к оборудованию тяжелонагруженных прокатных станов.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение быстродействия предохранительного устройства прокатной клети.

На чертеже показано предохранительное устройство.

Нажиной винт 1 связан через опор- ньй подшипник 2 с верхним полым цилиндрическим элементом 3, смонтированным на цилиндрическом пальце 4 и имеющим на торце винтовые рабочие поверхности а , входящим в контакт с винтовыми рабочими поверхностями нижнего цилиндрического полого элемента 5, также установленного на пальце 4. На элементе 5 соосно ему установлено

с возможностью вращения основание 6, на котором жестко закреплен червяч-

ный венец 7, входящий в зацепление с червяком 8, установленным в подщип никовых опорах 9, связанных неподвиж но с нижним цилиндрическим элементом 5. Основание 6 имеет кольцевую рабочую поверхность S, входящую в контакт с фрикционным диском 10, связанным с верхним цилиндрическим эле ментом 3.посредством шлицевого соединения и контактирующим также с кольцевой нажимной щайбой 1I. Последняя связана с основанием 6 посредством шлицевого соединения и подпру- жинена посредством нагрузочного узла, состоящего из комплекта тарированных пружин 12, вмонтированных в нажимных втулках 13, связанных посредством резьбового соединения с .крышкой 14, неподвижно закрепленной на основании 6. Червяк 8 кинематически связан с приводом вращения (не показан) ,.

.-

Предлагаемое устройство работает следующим образом. .

Фрикционный диск 10 зажимается между кольцевыми рабочими поверхнос- 1ТЯМИ основания 6 и нажимной щайбы 11 за счет сжатия комплекта тарельчатых пружин 12 на заданную величину посредством вращения нажимных втулок 13. Устройство устанавливается в клеть прокатного стана между подушкой верхнего валка и нажимным винтом. После этого приводится во вращение червяк 8,.который,взаимодействуя, с червячным венцом 7, поворачиваfO

f5

20

.30

ет основание 6 и вместе с ним фрикционный диск 10, нажимной узел, а также цилиндрический элемент 3 относительно их продольной (вертикальной) оси. Цилиндрические элементы 5 и 3, взаимодействуя между собой винтовыми рабочими поверхностями а, перемещается в осевом направлении один относительно другого на заданную величину.

В процессе функционирования устройства усилие от нажимного винта через нажимной фланец 1, цилиндричес- ки е элементы 3 и 5 передается на по- дущку верхнего валка прокатной станины. При этом вращательный момент Ij, действующий на цилиндрический элемент 3, определяемый тангенциальными усилиями, возникающими в зоне контакта .винтовых рабочих поверхностей а , урав- новещивается моментом М., создаваемым силами трения в зонах контакта рабочих поверхностей фрикционного диска 10, щайбы 11 и основания 6.

В момент возникновения в прокатной клети максимально допускаемых усилий М становится большим К. В результате этого фрикционньм диск 10

проворачивается относительно основания, 6, а в месте с ним проворачивается цилиндрический элемент 3 относительно элемента 5. Благодаря наличию винто-- вых поверхностей q элемент 3 при вращении перемещается в осевом направ- 35 лении в сторону элемента 5, Это способствует резкому снижению усилий в силовой цепи и, тем самым предохранению деталей прокатного стана от перегрузок.

Повторное приведение предохранительного устройства в исходное рабочее положение производится посред - ством вращения червяка 8 в описанной последовательности.

Угол наклона винтовых поверхностей Q к горизонтальной плоскости необходимо выбирать минимально возможным из условия отсутствия взаимного самоторможения цилиндрических элементов 3 и 5. Диаметры этих деталей (D, d) рассчитываются из условия контактной прочности материала винтовых поверхностей а.

« Величину усилия поджатия поверхностей фрикционного диска 16 к рабочим поверхностям основания 6 и шайбы 11 необходимо рассчитывать из yt- ловия создания момента трения, урав-,

40

45

50

3

новешивающего максим ально допускаемые вертикальные усилия, действующие на предохранительное устройство Подготовленное к работе предохранительное устройство целесообразно протарировать на прессе, что значительно повышает точность срабатывания, так как в процессе тарир овки возникает возможность создать в тормозном узле момент (за счет изменения величины усилия поджатия шайбы 1I посредством комплекта пружин) при котором усилие, приводящее к срабатыванию устройства, с высокой степенью соответствует максимально допускаемому усилию.

Величину усилия сжатия фрикционного диска 10 между рабочими поверхностями основания 6 и шайбы 11 можно рассчитать по следующей зависимости:

N

tgC-x +p)

. rf

где Q - максимально допускаемое усилие, передаваемое на предохранительное устройство;

ср

.Р

D + d

-2--;

Предлагаемое предохранительное 15 устройство простое в конструктивном отношении и обладает повьш1енным быстродействием. Упрощение конструкции обусловлено тем, что в ней отсутствуют сложные, малонадежные и дорогостоящие узлы. Повышение быстродействия связано с тем, что в начальный период срабатывания устройства мoмeнт уравновешивающий вертикальные усилия, снижается на 15-35%, а потом в течение всего времени взаимного перемещения цилиндрических элементов остается постоянным. Это приводит к резкому увеличению скорости относительного осевого перемещения цилиндричес- угол подъема винтовых поверх-30 ких элементов, так как она пропорциональна приращению усилий, действующих на устройство, над предельно допускаемыми .

ностеи и угол трения в зоне их контакта;

г - средний радиус рабочих поверхностей фрикционного диска 10;

f - коэффициент трения в зоне взаимодействия диска 1Q с основанием 6 и шайбой 11. Пример. Максимально допускаемое вертикальное усилие, при котором должно срабатывать предохранительное устройство в клети пилигримового стана 5-12 составляет согласно расчетам 2,1 МН. Величину угла подъема

35 Формула изобретения

Предохранительное устройство прокатной клети, включающее исполнительный механизм, установленньй между 40 подушкой верхнего валка и нажимным винтом, отлич ающе е ся тем что, с целью упрощения конструкции и повьш1ения быстродействия, исполнительный механизм выполнен в виде совинтовых рабочих поверхностей цилинд- 45 . осно установленных на цилиндрическом

рических элементов целесообразно принять равной 6 . При выполнении рабочих поверхностей по восьмому классу шероховатости коэффициент трения в зоне их взаимодействия равен 0,14- 0,15 (это соответствует углу трения р 8,5 - 9°).

Из условия контактной прочности геометрические параметры цилиндрических элементов должны быть следующие: D 300; d 100 мм; из конструктивных соображений г 300, а площадь рабочих поверхностей трения диска 10 равна 1890 см.

Расчет по приведенной зависимос- ты показывает, что N 0,33 МН. Для создания такого усилия необходимо применить пружинный комплект, состоящий из восьми пакетов тарельчатых пружин со следующими геометрически- Dp 32; d, 14;

O

ми параметрами: S 3 мм.

Смонтированное предохранительное устройство целесообразно протари- вать на прессе усилием 3 МН, что не- обходимо для увеличения точности срабатывания.

Предлагаемое предохранительное 5 устройство простое в конструктивном отношении и обладает повьш1енным быстродействием. Упрощение конструкции обусловлено тем, что в ней отсутствуют сложные, малонадежные и дорогостоящие узлы. Повышение быстродействия связано с тем, что в начальный период срабатывания устройства мoмeнт уравновешивающий вертикальные усилия, снижается на 15-35%, а потом в течение всего времени взаимного перемещения цилиндрических элементов остается постоянным. Это приводит к резкому увеличению скорости относитель0

5

Формула изобретения

Предохранительное устройство прокатной клети, включающее исполнительный механизм, установленньй между подушкой верхнего валка и нажимным винтом, отлич ающе е ся тем что, с целью упрощения конструкции и повьш1ения быстродействия, исполнительный механизм выполнен в виде совертикальном пальце двух полых ци- линдрических элементов, имеющих на торцах взаимно контактирующие рабочие винтовые поверхности, и тормозного узла, состоящего из основания, установленного с возможностью вращения на нижнем элементе, фрикционного диска, связанного посредством шлигевого соединения с верхним элементом, а также нажимной шайбы, подпружиненной относительно основания и связанной с ним шлицами, при этом . нажимной винт опирается на верхний цилиндрический элемент через опорный

512846306

подгаипник, фрикционный диск контак- ээнным с основанием и входящим с ним тирует с рабочими поверхностями на- в зацепление червяком, опирающимся жимной,шайбы и основания, а устройст- на подшипниковые узлы, жестко свя- во снабжено червячным венцом, свя- занные с нижним элементом.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к оборудованию прокатных станов. Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение быстродействия предохранительного устройства. Исполнительный механизм предохранитель ного устройства выполнен в виде двух со14 осно смонтированных на вертикальном пальце 4 цилиндрических элементов 2 и 3, контактирующих между собой винтовыми рабочими поверхностями и связанных с тормозным узлом, состоящих из основания 6 и подпружиненной нажимной шайбы 1i, между рабочими поверхностями которых установлен фрикционный диск 10, связанньш с верхним элементом 3 посредством шлицевого соединения. Благодаря взаимодействию цилиндрических элементов между собой посредством винтовых поверхностей стало возможным относительно малым моментом уравновесить большие вертикальные усилия, передаваемые на устройство. В связи с тем, что тормозной момент имеет постоянную величину и не зависит от нагрузок на элементы, резко увеличилось быстродействие устройства. 1 ил. 2 i С/) 7 6 00 О) 11