Дрессировочный стан Советский патент 1990 года по МПК B21B1/22 B21B35/04 

Изобретение относится к прокатнЬ му производству и может быть исполь зовано при проектировании новых и р ;конструкции действующих дресснровоч ных станов для производства полос в рулонах.

Цель изобретения -« стабилизация процесса дрессировки и работы стана путем снижения колебательных процес ; сов в оборудовании стана. ,

На фиг.1 схематически изображен двухклетевой дрессировочный стан; на фиг.2 осциллограммы крутильных колебаний в линии привода известного

: дрессировочного стана; на фиг.З - : расчетные осциллограммы крутящих мо ментов в приводных линиях стана.

Д ессировочный стан содержит по следовательно расположенные разматы ватель 1, первую 2 и вторую 3 рабочие клети, моталку 4, индивидуальные приводы 5, содержащие валы 6. Стан работает следующим образом. Вращательное движение от приводов 5 через валы 6 передается рулонам 7 разЪ1атывателя 1 и моталки 4, а также валкам первой 2 и второй 3 клетей. При этом прокатываемая полоса посту-

4f ю

йает с рулона разматывателя в клети 2 и 3, а затем на моталку;4.

Поскольку длины и диаметры валов вьшолнены исходя из предлагаемых соотношений собственные частоты кО .дебаний приводных линий оказываются ;разнесенными на , При рабочей lycopocTH дрессировки одновременные колебания в приводах агрегатов не зозникают, их взаимовлияние через юлосу существенно снижается, Влия те такого воздействия, как эксцент оиситет рулона на разматывателе или моталке, валков клетей, биение шпин- делей, также уменьшается. Поэтому в стане стабилизируется процесс дрес Ьировки и работа оборудования, I Предложенные зависимости получены следую1цим образом,

Во время работы известного двух клетевого дрессировочного стана в валах приводных линий разматьшателя, клетей и моталки возникают колеба- я момента сил упругости Причиной Их является, в частности, эксцентриситет рулона на разматывателе или Ноталке, а также прокатньк валков а основании экспериментальных иссле |дований установлено, что амплитуда олебашш момента в дрессировочных 1станах существе1ШО увеличивается,ког |да частота собственных колебаний л:и |нии привода совпадает с оборотной частотой вращения рабочих валков, 1рулона разматывателя или моталки, |или кратна оборотной частоте,

I Наиболее тяжелым является случай, огда в процессе дрессировки повы 1шенй1ле колебания моментов происходят 1одновременно в разматьшателе, .клетях

и моталке Колебания моментов, в свою очередь, являются пр1 чиной воз- .буждения вибраций в опорах валков, соединительных валов, станинах редукторов, клетей, разматывателя и мдталки.

Условием усиления амплитуды коле бательных процессов явлтяется совпа дение-собственных частот приводных линий разматьшателя |3, , первой pg и второй (3 клетей и моталки :

f. (i . 5 Чтобы ослабить взаимное влияние смежных приводов, необходимо, чтобы их собственные частоты отличались н друг от другая Вводя в (1) нобходимые коэффидиенть , обеспечиваю щие разнос частот, после преобразова - НИИ получают следующие соотноше1шя:

к| (Ь, ЬабКг), ;

PJ. 1,зё 4к,,;

к;к;4.з р4 4к4Кбрз.

(2)

При этом,

если (5, рг,К fi,/|5j,KV l;

если р, 1., Kj р, (3)

если /i2,p,,К 1 //3,,

если ,, к{ Jf.

Линию привода разматывателя, кле« тей и моталки достаточно представить в виде двухмассовой расчетной схемы: электродвигатель с моментом инерции QI, промежуточный вал, обладающий приведенной податливостью е, рулон (разматывателя, моталки) или валко ззая система клети с моментом инерции Q.. Собственные частоты Й-, лрнБодных линий определяются согласно ной зависимости

(4)

Q .. приведенный к механизму момент инерции электродвигателя ;

Qflj 7. момент инерции рулона раз матывателя, моталки или валковой системы клети; е ; приведенная податливость валов приводных линий,

еляется по известным зависимое

е ОЛ. 4 OV

в1

(5)

где Ъ ,D длина и диаметр валов;

J,275x

х10. постоянная величцна, .

I

Подставляют выражения (5) и (4) в (2) и (3), избавляются от радикалов и получают окончательные выражения

Dt

Df

,г «.,i

)

51616727 v.vJIiA х- Иг A е V к -J- f,

Lj 3 2

Dt

Dl

Dt

V Э 4 - i 4 , 3

(6)/

Dt

L ,

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при проектировании новых и реконструкции действующих дрессировочных станов для производства полос в рулонах. Цель изобретения - стабилизация процесса дрессировки и работы стана путем снижения колебательных процессов в оборудовании стана. Для устранения резонансных режимов необходимо, чтобы частоты собственных колебаний входящих в стан механизмов были разнесены на 10-30%. Иначе колебания моментов сил упругости в оборудовании резко возрастают. Это ведет к появлению дефектов на прокате (ребристость, продольные полосы). Расчет элементов оборудования стана, выполненный по предложенным зависимостям, позволяет резко снизить, а в отдельных случаях и устранить взаимное колебательное влияние смежных приводов, что приводит к стабилизации процесса дрессировки металла. 3 ил. 1 табл.

Данные экспериментальньк и теоретических исследований высокоскорост- ных полосовых станов показывают, что для устранения резонансных режимов необходимо, чтобы частоты были раз- несены на 10-30%, При разносе частот на 10% (в сторону увеличения или уменьшения) амплитуда колебаний моента сил упругости снижается на 15- 25%, вместе с тем .действующем стане необходимы минимальные изменения размеров валов (например, диаметра на.5-10%)t Разнос частот менее, чей на 10%, приводит к незначительному снижению амплитуды колебаний. При . разносе частот на 30% достигается существенный эффект в уменьшении амплитуды колебаний момента (на 70- 90%), однако при этом необходимо значительно увеличивать , в частности, диаметр промежуточного вала, что ведет к увеличению его массы, Б связи с этим разнос частот более, чем- на 30%, нецелесообразен.

Исходя из этого значения коэффициентов К и К приняли следующими: к} 1,1-1,3 (.разнос частот на 10- 30% в сторону их увеличения), К„ 0,9-0,7 (на 10-30% в сторону уменьшения частот)о

С учетом преобразований выражений (2) и процедуры избавления от радикалов коэффициенты К, и К принимают следующие значения К 1,2-1,7; К, 0,5-0,8,

В качестве конкретного примера брали известный дрессировочный стан 1400, включающий разматыватель, две клети и моталку, В данном стане собственные частоты линий главного привода следующие: разматывателя . 62 1/с; первой клети /3 68 1/S

25

30

i второй клети 61 1/с; моталки 5л fi Ь2 /с Моменты инерции рулона разматывателя и моталки (при наруя ном диаметре рулона 1 200 мм) Qg.) Q24- т. электродвигателей Q ,4 ). 0,9 т-м. Моменты инерции валковой системы клетей: Q22 0.5 т-мЧ Р29 1 лектродвигателей: первой клети Q 1 0,67 второй клети Qi3 0,94 т. м. Длины валов: 10 м ... 14,4 м; Ъз 14,2:м,

Приведенные диаметры валов даны в таблице.

Коэффициенты A.A 18,1 1/Т м; А 34,9 1/т.м; ,7 1/т.:м,

В известном стане при данных раз 35 мерах валов собственные частоты при водных линий близки. Поэтому в оборудовании возникают существенные колебательные явления, которые дестабилизируют процесс прокатки, 0 Экспериментальные осциллограммы . .таких колебаний, полученные при исследовании известного стана 1400, приведены на фиг;2,

Как видно на фиг,2, колебания 45 моментов сил упругости на валах разматывателя Мр, моталки М и верхних .цтинделях первой М и второй М клетей, достигают 40-70% средней величи-

.ны,

и предлагаемого станов приведены в таблице. Варианты 1-4 приведены для крайних значений, коэффициентов К,) и 55 Кл Диаметры валов для предлагаемого стана установлены при неизменной их длине ;Tie такой же, что и для из- . вестного стана, так как исходили из того, что в действующем стане изме-

ня|ть длину валов (расстояние между даигаталями и редуктором и дра) не целесообразно.

При определении 0| использовались выражения (6) и (6а), а непосредст

Из данных таблицы видно, что во BJcex вариантах предлагаемого стана чЬстоты различаются на требуемую ве л|ичину, а амплитуды колебаний (со-- шасно результатам моделирования) уменьшились на

Для дрессировочного стана, у кото рого .длины и диаметры валов привод Иых линий выполнены согласно вариан 1Гу 1, на фиг в 3 приведены расчетные кривые изменения моментов сил упру разматывателя (М), клетей 1 (М) и 2 (Мз) и моталки (М) При моделировании на ЭВМ работы стана на (Екорости 25 м/с в качестве возмуще- НИИ принимали эксцентриситет рабо чих валков клетей 1 и 2 и рулона на налу моталки (его диаметр для фигвЗ равен 950 мм). Сравнение кривых на фиг,2 и 3 показывает, что в предла iraeMOM стане колебательные процессы существенно уменьшились, что свидетельствует о стабилизации процесса дрессировки и работы стана.

При проектировании новых станов предпочтительно величину коэффициен fa К, принимать равной 1,7, а при

венно величина D; устанавливалась из отношения В; Df/L;, численное зна чение которого для вариантов 14 при ведено в таблице: D, iJB; L; ,

Во всех вариантах оставили неизменными размеры вала разматывателя, ч „-

установлении длин и диаметров валов использовать левые части неравенств (6). В этом случае собственные час™ тоты приводных линий агрегатов стана будут последовательно возрастать, начиная .с разматывателя. Это позво ляет существенно повысить резонанс- ную скорость и даже вывести ее на верхний предел расчетной скорости.

При реконструкции действующих станов предпочтительно использовать правые части неравенств (6) или ком бинацию левых и правых неравенств, Это позволяет достичь поставленную цель при наименьших конструктивных изменениях.

Формула изобретения

Дрессировочный стан, содержащий последовательно расположенные с ин дивидуальными приводам разматьша тель рулонов, первую и вторую рабО чие клети и моталку для смотки поло сы в рулон, отличающийся тем, что, с целью стабилизации процесса дрессировки л работы стана пу

тем снижения колебательных процессов в оборудовании, длины и диаметры валов приводных линий разматьшател Я,

Dt

,,

А,

D1

К. К

Dt

Г, i

2%и 2 D

2%и 2 D

при ЭТОМ,

К,К,К,Ь А,й Ь А, 6 А,.,

ni

К. - 1

- Г:-.;А..ОК,|..

если||л,|1л,.тоК, ,,К,.||.Ь.А, ,

LJ 3

то К ii. . А2 ° -S L АЗ

если

25

-а « г| V- . ./ 41-: i-:.

где А;;. ( 4,,.)/Q,;4lj..

i i коэффигшеи-пя, обеспечи

вающие разнос сдбственных

частот колеба1шй отдепь

ных механизмов ,21,7, ,5Ч),8; приведенный диаметр валЬ

провода мезду двигателем

It механизмом; приведенная длина валопро

вода ме:вду двигателем и

механизмом;.35

D;

D| L2 АЗ

момент и двигател - момент и

разматыв валковой 30 клетей;

,,3,4- ицдекс, порадков привода: ля 1 в ти i 2,

клетей и моталки выполнены, исходя из соотношений

lj

D1

2%и 2 D

А

К. - 1 ;

тоК, ,,К,.||.Ь

то К ii. . А2 ° -S L АЗ

- . ./ 41

./ 41-: i-:.

D| L2 АЗ

момент инерции электро- двигателей; - момент инерции рулона

разматывателя,Моталки или валковой системы рабочих клетей;

,,3,4- ицдекс, соответствующий порадковому номеру линии привода: для разматывателя 1 в для первой кле ти i 2, для второй -

ЧДАЛ/тMI KH.M

ААЛАЛЛЛт,-

т

.M

Фиг. 2

Составитель Г.Ростов Редактор:Е,Копча Техред М.Дидык Корректор Т.Малец

Заказ 4085

Тираж.411

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г, Ужгород, ул. Гагарина, 101

2,5/fW.W

внН.Г1

My 7/fH,M

.l Фиг.З

Подписное