Силовоспроизводящее устройство для градуировки силоизмерительных датчиков на прокатных станах Советский патент 1993 года по МПК G01L25/00 B21B31/30 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть применено для градуировки и проверки силоизмери- тельных датчиков на прокатных станах непосредственно в рабочем положении, т.е. на детали прокаткой клети (преимущественно, станине), путем распора невращающихся валков заданными усилиям.

Целью изобретения/является повышение точности воспроизведения усилия прокатки и повышение эффективности за счет расширения типа - размеров нагружаемых прокатных валков.

На фиг, 1 и 2 представлена схема установки силовоспроизводящего устройства в валках сортового стана, вид сбоку и спереди

соответственно; на фиг. 3 - собственно си- ловоспроизводящее устройство, вид сбоку. Силовоспроизводящее устройство состоит из силозадающего блока 1с корпусом 2 и силопередающим элементом 3, двух нажимных элементов 4,5 и установленного между ними на элементах качения, выполненных в виде цилиндрических роликов 6, клина 7 с наклонными плоскостями, симметрично расположенных относительно его продольной плоскости. Нажимные элементы 4,5 соединены шарнирами первого рода4 8 с коромыслами 9, концы которых установлены с возможностью поворота на корпусе силозадающего блока 2, а клин 7 соединен с силопередающим элементом 3 через по- . средство шарнира второго рода 10, распо№

V

W

ю

со

ложечного вдоль продольной оси клина. Нажимные элементы 4,5 соединены между собой разъемным соединением 11, а форма их рабочей поверхности выполнена конгруэнтно форме ручья калибра вдлков клети, в которой осуществляется в настоящий.момент градуировка.. Наклонные плоскости клина 7 и связанные посредством тел качения соответствующие наклонные (внутренние) поверхности нажимных элементов 4 и 5 выполнены с уклоном 1.6-2,9°.

. Градуировк-асилоизмерительныхдатчиков с помощью данного силовоспро шводя- щего устройства осуществляется следующим образом.

Подготавливаются специальные граду- ировочные валки 12, представляющие собой изношенные валки данной клети, на которых сошлифована горизонтальная площадка. Plos ширине площадки нарезаются ручьи калибров с сохранением заданных осей прокатки..

Силоизмерительный датчик закрепляется на выбранной детали клети. Деталь, деформацию которой измеряют, должна под действием нагрузки иметь простой вид напряженного состояния (линейное растяжение или сжатие) и обеспечивать удобный и надежный монтаж датчиков. Клин 7 с нажимными элементами 4 и 5 вводится в зазор между горизонтальными площадками гра- дуировочных валков 12 так, чтобы выступы на рабочей поверхности нажимных элементов 4,5 совпали с ручьем калибра, в котором в дальнейшем будет осуществляться, прокатка.

Валки поджимаются нажимными винтами до плотности контакта с нажимными элементами 4 и 5.

Разъемные соединения 11, соединяющие между собой нажимные элементы и выполненные в виде систем винт-гайка, рассоединяются. Масляным насосом высо- .кого давления дискретно создается определенное давление а силопередающем элементе 3 (гидроцилиндре}, что задает определенное перемещение клина 7 и,следовательно, нагрузку на валки. Задаваемое давление контролируется по образцовому манометру и соотносится с показателями регистрирующего устройства (например, осциллографа), связанного с тарируемым силоизмерительным датчиком. Кроме того, по. перемещению клина 7 можно контролировать изменение межвалкового зазора при распоре валков 12 с заданным усилием для определения статистической характеристики - пружины клети. Пружина клети определяется из соотношения:

д Г/Д . где д - пружина клети, мм;

j - перемещение клина при заданной нагрузке, мм;

5Д - клиновидность клина. Для градуировки датчиков в случае возможной прокатки в нескольких калибрах си- ловоспроизводящееустройство переставляется по оси следующего калибра и процесс градуировки повторяется.

Установка клина в нажимных элементах на элементах качения снижает влияние реактивных составляющих при перемещении его, что повышает точность воспроизведе5 ния усилия прокатки. При этом необходимо отметить, что применение именно принципа качения, а не других способов снижения реактивных составляющих (например, смазки или гидростатического подвеса), позво0 ляет сохранить равенство действующих усилий на оба нажимных элемента при лю4- бом положении силоёоспроизводящего устройства, отличном от вертикального, что расширяет технологические возможности

5 заявляемого устройства. Выполнение элементов качения в виде цилиндрических роликов является наиболее технологичным как при сборке1, так и при эксплуатации устройства и позволяет распределить нагрузку

0 равномерно по всей ширине поверхности клина. При. отношении длины роликов к их диаметру более 25 при воспроизведении. усилий прокатки, близких к максимальным,, возможно сплющивание роликов, чтоувели5 чивает реактивные составляющие и снижает точность воспроизведения усилия прокатки. При отношении длины к диаметру роликов менее 20 увеличение диаметра роликов увеличивает габариты клина, что затруд0 няет применение силовоспроизводящего . устройства на прокатных станах с компактными клетями блочного типа, то есть снижает технологические возможности заявляемогоус- тройства.

5 Применение шарнирного соединения нажимных элементов и клина с силозадаю- щим блоком позволяет избежать влияния возможных перекосов по продольной оси относительно силозадающего блока на точ0

55

ность воспроизведения усилия прокатки, При этом соединение нажимных элементов с корпусом силозадающего блока шарнирами первого рода не позволяет смещаться нажимным элементам относительно друг друга и клина в поперечном направлении, что могло бы снизить точность воспроизведения усилия прокатки; а соединение клина с силопередающим .элементом шарниром второго рода упрощает процесс сборки и

подготовки к работе силовоспроизводяще- го устройства.

Разъемное соединение, соединяющее неподвмхсные направляющие, выполняет функцию своего рода арретира и служит для удобства транспортировки и подготовки к работе устройства, что повышает оперативность работы с ним и способствует расширению его технологических возможностей.

При уклоне плоскостей клина менее 1,6° увеличиваются габариты клина за счет увеличения как длины его, так и пути перемещения в процессе градуировки, что сни- жает технологические возможности применения заявляемого силовоспроизво- дящег о устройства. При увеличений уклона плоскостей более 2,9° возрастают реактивные составляющие при перемещении клина, что снижает точность воспроизведения усилия прокатки.

Выполнение формы наружной поверхности нажимных элементов конгруэнтно (соответственно) форме ручья калибра валков позволило соблюсти адекватность точки приложения нагрузки при градуировке дат- чиков и при прокатке.

Заявляемое силовоспроизводящее устройство использовано для градуировки си- лбизмерительных датчиков на клетях (валковых кассетах)чистового проволочного блока стана 320/150 Белорусского метзаво- да. По конструктивным особенностям валковыхкассет встраивание си л оиз мерительных преобразователей (месдоз) в их силовой контур исключалось. По предварительным расчетам было выбрано место на станине клети (корпусе валко- . вой кассеты), деформация в которой под действием усилия прокатки будет линейной. В качестве силоизмерительных датчиков были использованы тензодатчики типа 2ПКБ-10-100ГВ. Наклейка тензодатчиков выполнена клеем БФ-2. Термокомпенсационные тензодатчики наклеены на стальные подложки, которые закреплены на кассете пластичным компаундом вблизи рабочих тензодатчиков. Герметизация произведена путем заливки тензодатчиков и монтажных спаев пластифицированным эпоксидным клеем. Тренировка тензодатчиков проведе- на путем многократных нагружений клети нагрузками до 110% от максимально возможных усилий прокатки:.

При градуировке градуировочные валковые шайбы, изготовленные из изношен- ных рабочих валковых шайб путем сошлифовки горизонтальных площадок и нагрузки на площадках калибров, насаживались на рабочие валы так, чтобы площадки были расположены по линии прокатки.

Силовоспроизводящее устройство вводилось в зазор между градуировочными валковыми шайбами так, чтобы выступы на рабочей поверхности нажимных элементов были конгруэнтны ручью калибра и фиксировались в валковых шайбах поджатием нажимного винта. Задаваемая дискретно нагрузка на валковые шайбы в пределах от минимального до максимального допустимого усилия прокатки контролировалась по образцовому манометру.

Показания тензодатчиков при этом регистрировались отклонению луча светолуче- вого осциллографа типа Н 117/1.

При линейному перемещению клина, клин-овидность которого составляла 1,9, вычислялась пружина клети при заданной нагрузке. Количество циклов нагружения каждой клети блока - 20. Максимальное отклонение от градуировочной кривой не превысило 4%.

При прокатке устанавливались штатные валковые шайбы с идентичными калибрами. Результаты измерения усилия прокатки при различных технологических режимах зарегистрированы на фотобумаге. Считывание мгновенных значений измеренного усилия прокатки производилось по градуировочной характеристике. Предел относительной погрешности изменения усилия прокатки в клетях с максимальной нагрузкой до 200 кН составляет не более 7%.

Точная информация об усилиях и деформациях в клети, получаемая с помощью си- ловоспроизводящего устройства, дает, возможность вести прокатку металла в минусовом поле допусков и при пониженных температурах, т.е. внедрить ресурсосбере- гающую технологию, а также рационально загружать оборудование стана, что увеличивает его долговечность и сокращает затраты на ремонт и обслуживание.

Таким образом, основными источниками экономии от использования заявляемого силовоспроизводящего устройства является:

- повышение производительности за счет сокращения простоев стана, связанных с ремонтом и настройкой клетей;

. -улучшение качества и снижение себестоимости проката вследствие более точно- го контроля усилий прокатки, деформаций клетей и уточнения по этим параметрам технологических параметров прокатки;

-учет реальной статической пружины клети при составлении технологических схем обжатий металла по клетям. Формула изобретения 1. Силозоспроизводящее устройство для градуировки силоизмерительных датчиков на прокатных станах, содержащее сило- задающий блок с корпусом и силопередаю- щим элементом, клин с наклонными плоскостями, симметрично расположенными относительно его продольной плоскости, и два нажимных элемента, каждый с рабочей поверхностью и противолежащей ей на- клонной плоскостью, связанный посредством тел качения с соответствующей наклонной плоскостью клина, отличающееся тем, что, с целью повышения точности за счет исключения погрешностей базирования и эффективности за счет расширения типоразмеров нагружаемых прокатных валков, оно снабжено шарниром второго рода и двумя коромыслами, одни концы которых установлены с возможностью поворота на корпусе силозадающего

блока, а другой конец каждого коромысла соединен посредством шарнира первого рода с близлежащим концом соответствующего нажимного элемента, при этом другие

концы нажимных элементов разьемно связаны между собой, а клин соединен с сило- передающим элементом силозадающего блока через шарнир второго рода, расположенный вдоль продольной плоскости клина.

2. Воспроизводящие устройства по п. 1, отличающееся тем, что наклонные плоскости клина и нажимных элементов выполнены с уклоном 1,6-2,9°,

3. Воспроизводящее устройство по пп.

1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что тела качения выполнены е виде цилиндрических роликов с отношением длины к диаметру 20-25.

Использование: градуировка и проаер ка силбизмермтельных датчиков непосредственно на клетях прокатных станов. Сущность изобретения: устройство содержит силозадающий блок с корпусом и сило- передающим элементом. Клин с наклонными плоскостями, симметрично расположенными относительно его продольной плоскости, соединен с силоперёда- ющим элементом через посредство шарнира второго рода, распрложенного вдоль продольной плоскости клина. Каждый из двух нажимных элементов имеет рабочую поверхность и противолежащую ей наклонную плоскость, связанную через посредство тел качения, выполненных в виде цилиндрических роликов, с соответствующей наклонной плоскостью клина. Посредством шарнира первого рода соединены между собой соответствующее коромысло и близлежащий к нему конец нажимного элемента. Другие концы коромысел установлены с возможностью поворота на корпусе. Нажимные элементы разъемно связаны между собой. 2 з.п, ф-лы. З ил. С/1 с

Ви0Д

Фиг.2

Фаг. 5