Упор для остановки длинномерного твердого тела Советский патент 1992 года по МПК B21B39/14 

Изобретение относится к производствам (к трубопрокатному в том числе), использующим упоры для остановки длинномерных твердых, преимущественно тяжеловесных тел, в частности, для остановки на рольганге движущихся в поперечном направлении по решет- ке дорнов на входной стороне пилигри мового стана.

Известен Упор для остановки проката -на рольганге (авт.ев,№ , кл. В 21 В 39/00, 1983). Этот упор (аналог) содержит подъемно-опускающийся щит и корпус с размещенным в нем амортизатором, установленный между траверсами рольганга. При этом для улучшения динамических характеристик упора за смет замыкания усилий от удара проката на рольганг, корпус жестко смонтирован на траверсе рольганга на оси, соединяющей, траверсы.

Упор-аналог действует по принципу преобразования энергии останавливаемого тела в энергию упругого деформирования рабочих тел (например, пружин), поглощающего и гасящего ее.

Поэтому аналог имеет следующие недостатки:

1. В условиях частой ударной наг- рузкиЕ нередко различного направле-- ний из-за перекосов останавливаемых тел, к тому же горячич (нагретых), имеет место низкий ре.-уос рабогоспоы ю сь

3

собности пружинных амортизаторов, при этом снижение его, как правило, начинается с функциональных отклонений, искажений и нарушений в работе, так как зачастую усилие упругой отдачи пружин оказывается значительно большим или меньшим заданного (и никакое регулирование усилия предварительного поджатия не спасает), а заканчивается проявлениями эксплуатационной ненадежности и недолговечности пружин, которые либо садятся (теряют упругие свойства), либо ломаются. Частая же замена пружин приводит к частым простоям технологической линии и, значит к потере - снижению ее производительности.

2. Несмотря на техническое усовершенствование аналога (см,его отличительную часть), призванное снизить-смягчить разрушающее динамическое воздействие упора на ближайшее оборудование и на фундамент (для снижения массы упора и объема фундаментных работ), срабатывание упора протекает - в конечном итоге - не эффективно из-за следующих объективных явлений и их негативных последствий

2.1.Замыкание ударных усилий на корпус упора, траверсы и рольганг расшатывает и разрушает их, снижает их надежность и ресурс работоспособности, что, в свою очередь, вызывает их быстрый износ,частые простои на восстановительные ремонты и снижение производительности технологической линии, в которой работает все описанное оборудование.

2.2.Крепление корпуса упора на траверсе, близкое к уровню оси амортизатора, действительно снижает опрокидывающий момент, действующий на болты крепления, но зато повышает усилие среза и смятия этих болтов

и их резьбы.

2.3.Таким образом, по большому счету, избранная авторами аналога теретическая установка на замыкание усилий от удара проката на окружающе упор механическое оборудование изначально, в корне ошибочна и не приемлема, в особенности для тяжелого, горячего и скоростного (при транспортировании) проката.

Известен Упор для остановки проката на рольганге (авт.св.№ кл. В 21 В 39/14 1986). Этот упор (прототип) содержит подвешенную

61326Ц

на оси плиту с торцовой рабочей поверхностью, которая для повышения надежности и долговечности упора за счет исключения передачи ударного опрокидывающего момента на ось выполнена , выпуклой с двумя граня--- ми, образующими горизонтальное ребро, расположенное на расстоянии h от оси подвеса плиты, равном

10

h

М

уп

где I - момент инерции массы плиты упора относительно оси вращения;

Мул- масса упора; 1 - расстояние от центра тяжести плиты упора до оси ее вращения.

Прототип является упором маятникового типа и действует по принципу преобразования кинетической энергии останавливаемого тела (полученной в процессе отклонения плиты-маятника от этого тела) в потенциальную энергию поднятия массы маятника, что способствует плавному рассеиванию оставшейся энергии удара без существенного воздействия на корпус упора. Поэтому прототип естественно устраняет все недостатки аналога, кроме одного, излагаемого ниже в п.1 недостатков прототипа. А кроме того, про- тотип имеет ряд других (своих особых) недостатков.

Недостатки прототипа следующие: 1. Отказы в работе упора при соударениях с ним перекошенного останавливаемого тела, а в целом - ненадежное срабатывание его, т.е. низкая функциональная и эксплуатационная надежность упора, и, следовательно,

нестабильная экономическая эффективность работы использующей упор технологической линии, например, снижение ее производительности, ухудшение качества и рост себестоимости продукции,

преждевременный износ и выход из

строя дорогостоящего технологического инструмента и др. Отказы в работе упора проявляются в виде таких негативных последствий соударений с перекосом, как выбросы останавливаемого тела за пределы рабочей зоны его перемещения или заданного места остановки, остаточное (после удара) перекошенное положение упора или ос га на в517

ливаемого тела в указанной зоне, повреждения узлов, деталей и элементов упора, а также близлежащего оборудования .

Кроме того, источником множества недостатков прототипа является ребро на торцевой рабочей поверхностиг соударяющееся с останавливаемым телом. Это ребро предполагает (в качестве необходимого условия работоспособности упора) контактное совпадение с ним (при ударе) горизонтальной плоскости осевой линии центра тяжести останавливаемого тела. Малейшее несовпадение порождает при соударении вредоносную пару сил, вызывающую разрушающее ударное воздействие на другие (кроме маятниковой плиты) элементы упора. Обычно это , происходит при остановке тел однотип ных, но разных типоразмеров, движущихся в поперечном направлении, например, цилиндрических заготовок различного диаметра. Описанный негативный процесс происходит, даже если останавливаемое тело не перекошено,и резко усугубляется при его перекосе. Из этого также следует, что прототип имеет крайне ограниченную возможност его применения только для остановки какого-либо единственного диаметра останавливаемого тела, даже при односторонней работе упора.

2. Узкий диапазон функционально- технологических возможностей из-за невозможности экономически оправданного использования прототипа для разновременной (поочередной) остановки двух встречно подвижных останавливаемых тел. Такая, ограниченная односторонностью, работа прототипа, несмотря на его симметричность, вызвана нецелесообразностью удвоения вредных последствий его неспособности выправить предударные перекосы останавливаемого тела и предотвратить послеударные перекосы его же и маятника и выбросы первого. К указанным вредным последствиям относятся подлежащие ремонту (или замене на новые) перекосившийся маятник, выброс останавливаемого тела, вынуждающий на ходу изменять технологию в линии в ущерб многим технико-экономическим результатам производства, поврежденное выброшенным останавливаемым телом или перекошенным маятником близлежащее обооудование.

3266

3.Значительные габариты и металлоемкость упора в целом при его низкой износостойкости и долговечности

5 (ресурсе работоспособности) из-за возрастания неустойчивости плоскостного качания плиты маятника и возможного ее поворота-перекоса одновременно и в горизонтальной плоскости и изза большой амплитуды и круто кривой (по окружности) траектории этого качания, - в сочетании с узким диапа- роном функционально-технологических возможностей упора в связи с его

5 неспособностью одновременно останавливать два встречно подвижных тела и в сочетании с узким диапазоном конструктивных возможностей, например, с невозможностью размещения соседне0 го оборудования внутри упора и независимо от него.

Цель настоящего изобретения являются:

1.повышение надежности и расши- 5 рение функциональных возможностей

устройства при обеспечении удобства его расположения в линии пильгер- стана, а следовательно, и обеспечение стабильной экономической эффек0 тивнссти работы„использующей этот упор технологической линии соответственно за счет обретения им способности выправления предударных перекосов тела и предотвращения после5 ударных перекосов тела и маятника и выбросов тела и за счет обеспечения разновременной остановки двух встречно подвижных тел;

2.улучшение эксплуатационных ха- 0 рактеристик упора, а именно уменьшение его габаритов и металлоемкости при росте износостойкости и долговечности за счет повышения устойчивости качания плит маятника в плос5 кости их поворота, сокращения амплитуды и выравнивания траектории этого качания в сочетании с расширением функционально-технологических возмож- ностей упора за счет обеспечения од0 повременной остановки двух встречно подвижных тел.

Поставленная цель по ее п.1 достигается тем, что упор для остановки длинномерного твердого тела, преимус щественно дорна в линии пильгерста- на, содержащий корпус и подвешенный в нем с возможностью поворота маятник с торцевой рабочей поверхностью, снабжен установленными в корпусе параллельно друг другу двумя парами направляющих, а маятник выполнен в виде двух плит, размещенных в направляющих с возможностью поворота независимо друг от друга.

Поставленная цель по ее п.2 достигается тем, что в упоре для остановки длинномерного твердого тела каждая плита смонтирована в направляющих посредством двух опор, каждая из которых выполнена в виде серьги с двумя осями поворота, при этом верхняя ось серьги установлена в направляющих, а нижняя в плите.

Сущность изобретения, характеризуемая причинно-следственной связью его отличительных признаков с целью, заключается в следующем.

Изобретение достигает своей цели по ее пп.1 и 2 за счет следующих своих особенных свойств.

1.Цель по ее п.1 (невозможность перекосов останавливаемого тела и плит маятника, и выбросов тела, обеспечение разновременной остановки двух встречно подвижных тел и т.д.) обеспечивают раздробление на несколько (на две) позиций маятниковой массы и широкое рассредоточени их по фронту удара при кратчайшей

(в толщину плиты) контактной линии соударения, а также ограничение-замыкание траектории перемещения-качания каждой плиты маятника благодаря индивидуальным направляющим строго в одной своей плоскости - без смещений в пространстве за ее пределами.

2.Цель по ее п.2 (повышение устойчивости качания плит маятника в плоскости их поворота, обеспечение одновременности остановки двух встречно подвижных тел и т.д.) обеспечивают достигнутые путем изменения способа подвешивания и качания маятника (с поворотного на плоско-паралг лельное) укорочение амплитуды и выра нивание-спрямление траектории качания его отдельных плит, а также сохранение параллельности самой себе встречно-контактной,ударной с останавливаемым телом, поверхности каждо плиты (с обеих ее рабочих торцевых сторон).

Следовательно, устраняются полностью причины, порождающие недостатки аналога и прототипа, а изобретени обладает существенными отличиями.

613268

На фиг.1 изображен предлагаемый упор, общий вид; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1.

Предлагаемый упор предназначен для остановки твердого тела - тяжеловесного и длинномерного дорна - в линии лильгерстана .на участке вне- становой зарядки дорнами гильз (загоJQ товок с прошитым осевым продольным отверстием) и охлаждения дорнов.

Упор содержит смонтированные на корпусе 1 (практически поз.1 - это станина дорнозаправочного пресса)

15 две пары направляющих 2, в которых размещены две отдельные двухсторонние маятниковые плиты 3 поворотные внутри этих направляющих 2 независимо друг от друга в параллельных вертикальных плоскостях, перпендикулярных оси останавливаемого тела - дорна и вертикальной плоскости симметрии (обозначенной линией аа на фиг.1) механизма его подвешения.

25 Как видно из фиг.1, двухстороннюю работу упора, как разно-, гак и одновременную, обеспечивают симметрич- ность упора относительно плоскости,

20

вмещающей линии аа и bb, и плос

копараллельность движения-качания его плит. Каждая поворотная плита 3 подвешена на двух опорах, а каждая опора выполнена в виде серьги Ь с двумя осями 5 и б ее поворота, одна - верхняя 5, из которых смонтирована - установлена в направляющих 2 вверху, а другая - нижняя 6 - в плите 3. По обе встречно ударные стороны упора симметрично установлены внутри корпуса 1 (т.е.внутри станины дорнозаправочного пресса) принимающие дорн 7 столы 8 их приема с ложементами, снабженные пневмоамортизатора- ми 9, и примыкающие к корпусу 1 нак- лонные решетки 10, на которые после ванн охлаждения (не показаны) поступа ют дорны 7.

I i

Внутри упора между его корпусами

1 и направляющими 2 размещен-установлен рольганг 11, транспортирующий через глубокий V-образный вырез в/ плитах 3 горячие гильзы на позицию зарядки их дорнами.При этом простран-.

ственное пересечение направляющих 2 и плит 3 с рамой рольганга 11 не являются помехой для их функционирования и и существенно экономит производственную площадь.

1

Предлагаемый упор работает следующим образом.

В исходном положении плиты 3 упора неподвижны, их ударные торцевые поверхности с перпендикулярны плоскостям их качания, столы 8 приема дорнов 7 находятся в крайнем верхнем положении (как показано на чертеже) и готовы к приему дорна 7, на решетках 10 дорнов нет,

Односторонняя работа упора происходит следующим образом. После выброса дорна из ванны охлаждения, напрм- мер, на правую наклонную решетку 10 дорн двигается по ней самотеком (под действием силы своей тяжести, ударяется о плиты 3, приводит их в движение, теряет свою энергию и останавливается в ложементе стола 8 приема, при этом удар дорна о стол смягчаетс пневмоамортизатором 9. После возврата стола 8 с дорном 7 з исходное положение дорн готов к передаче его токателем дальше по технологической линии на позицию зарядки им гильзы (эта позиция и толкатель не показаны) .

Если дорн перед ударом не перекошен, т.е. соударяется с упором параллельно фронту последнегоf то соударение происходит одновременно с обеими плитами 3, дорн двигается к упору (и от него) параллельно фронту ударных поверхностей его плит 3 отклоняет их в направлении, перпендикулярном своей оси, и затем энергией их подъема и силой их отдачи сдвигаться чуть назад и останавливается в ложементе стола 8.

Различия функциональных возможностей прототипа и предлагаемого упора видны при сравнении их работы с перекошенным останавливаемым телом - дорном.

При соударении с перекошенным дорном (одна) плита прототипаs имея широкий фронт соударения (равный горизонтальной длине плиты по фронту) и не имея направляющих, стремится развернуться в горизонтальной плоскоти всем -своим широким фронтом и не только не может выправить перекос дорна, но еще может далеко выбить- выбросить его (за пределы ложемента и даже за пределы решетки).

Каждая же из двух плит предлагаемого упора, имея узкий (в толщине плиты по фронту) фронт соударения и

26 10

направляющие, в ситуации с перекошенным дорном и дорн не сбрасывает, и сама не стремится к горизонтальному развороту, а, главное не может горизонтально развернуться (ибо направляющие 2 не позволяют) и, значит, не может быть выброшен перекошенный дорн, тем более, что энергии подъема.

и силы отдачи сначала одной плиты, а . затем только второй недостаточно для выброса, зато достаточно для правки положения дорнз.

В предлагаемом упоре предударный

5 перекос дорна гасится-выправляется следующим образом. Две его плиты 3 предусмотрительно расставлены на таком расстоянии друг от друга, что при любом перекосе дорна его центр

0 тяжести находится между ними. Перекошенный дорн, соударяясь одним из своих концов с ближайшей плит, отклоняет ее точно в вертикальной плоскости ее расположения и кача5 ния-повсрота5 а сам (за счет отдачи) слегка поворачивается в горизонтальной плоскости в направлении, противоположном своему перекосу, приближаясь другим, отдаленным от упора,

0 концом к другой его плите, и наконец, сталкивается и с ней, именно этим другим концом, ибо она, будучи независимой, оставалась после первого удара с упором не отклоненг ной. 3 период колебания (отклонения сначала вверх-вперед и затем вниз- назад) второй плигы, первая плита, 4 оставаясь короткое мгновение поднятой, успевает повернуться обратно и

0 еще больше .поворачивает дорн из перекошенного в правильное положение.

Таким образом, выправление перекоса дорна происходит за счет ослаб- ленности рассредоточенных ударов и

a поочередности как соударений с дор- иом, так и колебаний отдельных плит. Этих факторов не может обеспечить прототип, ибо не имеет - чем, т.к. у него не две, а только одна, притом

Q длинная по фронту удара, плита.

Конечным, определяющим правильную способность упора, фактором является параллельность самой себе каждой ударной поверхности с маятни.. новых плит 3 при любых углах

3

их подъема по сравнению с исходным, положением.

При двухсторонней работе упора происходит встречное соударение двух

дорнов с ним - по обе стороны от него (фиг.1). Это соударение может быть как одновременным, так и разновременным. При этом оборудование обе-j их сторон упора - правой и левой - технологически и физически функционируют аналогично, как и при односторонней работе упора.

Предлагаемый упор своими конст- руктивными особенностями (отличиями) обеспечивает нормальную и безопасную работу (при перекосах дорнов) без остаточных перекосов и выбивания маятниковых плит и дорнов за счет факторов, изложенных выше в разделе Цель и Сущность, а также в конце части раздела Пример об односторонней работе упора.

За базовый, а точнее, за сравни- тельный объект, принят упрощенный упор типа аналога, не имеющий щита (дорн для остановки соударяется непосредственно с пружинным амортизатором) .

По сравнению с базовым объектом, предлагаемый упор:

уменьшает количество простоев линии на исправление технологической ситуации с дорном в рабочей зоне упора и на восстановительные ремонты механического оборудования и упора в том числе, тем самым повышает производительность линии пильгерстана;

значительно снижает потери ресур- са работоспособности дорнов и их расход, вызванные перекосами дорнов в рабочей зоне упора, снижает их расходный коэффициент и себестоимость прокатанных труб на крупную величину (в связи с дороговизной дорнов и их материала).

Происходит это следующим образом.

В практике эксплуатации базового объекта нередко бывает так, что измеряемая минутами и часами задержка извлечения выброшенного упором дор- на, выправления его положения (вручную) или замены его новым посредством грузоподъемного средства оказывается слишком продолжительной. И тогда, чтобы не потерять темп, производительность прокатки и объем производства за смену, прокатку ведут повтор-

но (еще два-три раза) одним и тем же неохлажденным дорном. 8 результате этот дорн перегревается, покрывается сеткой разгара и становится полностью непригодным к дальнейшему (после обработки х гильз) использованию. А ему положено (при регулярном - после каждой гильзы - охлаждении) откатать ()...5 гильз.

Вот так положительно, неожиданно весомо и далеко от упора отзывается на стабильной экономической эффективности работы линии повышение надежности упора в части автоматического выправления перекошенных дорнов.

Таким образом, по сравнению с базовым объектом, предлагаемый упор обеспечивает достижение экономического эффекта в технологической линии пильгерстана при прокатке труб, благодаря только что изложенным в пп.1 и 2 факторам, в основном за счет экономии дорогостоящих дорнов и сокращения ремонтных затрат.

Формула изобретения

1.Упор для остановки длинномерного твердого тела, преимущественно дорна в линии пильгерстана, содержащий корпус и подвешенный в нем с возможностью поворота маятник с торцевой рабочей поверхностью, о т- личающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей устройства при обеспечении удобства его расположения в линии пильгерста- на, он снабжен установленными в корпусе параллельно друг другу двумя парами направляющих, а маятник выполнен в виде двух плит, размещенных в направляющих с возможностью поворота независимо друг от друга.

2.Упор поп.1, отличающийся тем, что, с целью улучшения его эксплуатационных характеристик, каждая плита смонтирована в направляющих посредством двух опор, каждая из которых выполнена в виде серьги с двумя осями поворота, при этом верхняя ось серьги установлена в направляющих, а нижняя - в плите

S 4

to

Использование остановка длинномерного твердого тела, преимущественно дорна в линии пильгерстана. Сущность: упор содержит корпус, в котором закреплен с возможностью поворота маятник с торцевой рабочей поверхностью, .Маятник выполнен в виде двух плит, установленных з направляющих корпуса параплельно друг доугу, что позволяет поочередно воспринимать нагрузку при соударении с дорчом з случае его пеоекось. Каждая плита смонтирована в направляющих корпуса посредством двух опор, аждая/ из которьи выполнена в виде серьги с двумя осями поворота, при этом верхняя ось серьги закреплена в направляющих, а нижняя - в плите. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

BtsM