Петледержатель непрерывного прокатного стана Советский патент 1979 года по МПК B21B37/50 

1

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к контрольным и регулирующим устройствам прокатных станов, реагирующим на изменения натяжения прокатываемого материала, и может быть использовано для поддержания петли и стабилизации натяжения при прокатке.

Известны петледержатели гидравлического типа, содержащие ролик, установленный на поворотном столе, который имеет ось, связанную через систему рычагов с гидроприводом возвратно-лоступательного действия. В момент захвата полосы валками последующей клети межклетьевого промежутка рабочая жидкость под давлением подается в гидропривод, при этом через систему рычагов производится подъем поворотного стола с роликом для формирования петли и создания необходимого натяжения в полосе. В случае изменения величины петли изменяется давление полосы на ролик, что приводит к изменению его положения в пространстве (т. е. происходит опускание или подъем ролика) и возникают колебания системы ролик - поворотный стол - привод .

Недостатком этого устройства является то, что вследствие появления значительных инерционных сил от колебания составных

элементов петледержателя, действия сил трения в гидроприводе невозможно получить постоянство натяжения в прокатываемой полосе, что сказывается на качестве проката. Кроме того, установка оси ролика на столе жесткой конструкции не позволяет стабилизировать натяжение в прокатываемой полосе независимо по ее кромкам.

Известен петледерл атель, содержащий ролик, посаженный на ось, опоры которой установлены на поворотном столе, на оси которого жестко установлены рычаги, связа«ные со щтоками гидроцилиндров. В момент захвата полосы валками последу- ющей клети межклетьевого промежутка в гидроцилиндр подается жидкость под давлением, перемещающая щток гидроцилиндра и связанный с ним рычаг. На оси поворачивается стол, который поднимает роли-к до формирования петли и создания в прокатываемой полосе требуемого натяжения .

Недостатки такого зстройства повторяют недостатки вышеописанного в части создания постоянства натяжения в прокатываемой полосе.

Целью изобретения является изменение и стабилизация натяжения по кромкам прокатываемой полосы.

Поставленная цель достигается тем, что петледержатель непрерывного прокатного стана, содержащий ролик, установленный на оси, рычаги с приводом качаиия и втулками-, снабжен установленными внутри втулок рычагов упругими элементами кручения с механизмами предварительного заКручивания и датчиками углов закручивания.

На чертеже изображен предлагаемый петледержатель, один из вариантов.

Петледержатель состоит из ролика 1, установлениого на оси 2. Ось I установлена в сферических подшипниках 3. Каждый из последних помещен в рычаг 4, который через втулку 5 соединен с рабочим концом элемента Ь к,ручения, например, торсионом, пружиной кручения и др. Второй .конец упругого элемента 6 соединен с механизмом 7 предварительного закручивания упругого элемента 6, например редуктором, причем механизм 7 в свою очередь соединен с электродвигателем 8. В механизме 7 установлен датчик 9 угла предварительного закручивания защемленного ковша упругого элемента 6, а на рабочем конце последнего также установлен датчик 10 угла закручивания рабочего конца упругого элемента 6. Через втулку рычаг 4 соединяется также с рычагом И, причем опора рычага 4 номещена между опорами рычага И, как это показано на чертеже. Рычаг 11 установлен на оси 12,которая установлена на раме клети. Рычаг И соединен через ось 13 с рычагом 14, который в свою очередь подвижно соединен с рычагом 15 и штоком 16 гидроцилиндра 17. Гидроцилиндр 17 шарнирно установлен на стоике 18. А рычаг 15 шарнирно установлен на стойке 19. Рычаги 14 и 15 со стороны гидроцилиндра имеют упоры 20 и 21. Регулируемый упор 22 позволяет установить необходимый начальный угол «о - положение рычага 4 относительно линии прокатки. При этом описанная конструкция петледержателя устанавливается в межклетьевом промежутке, имеющем направляющий стол для прокатываемой полосы с пазом для прохода ролика петледержателя и в нерабочем положении ролик устанавливается на уровне стола. Вследствие этого в описываемом петледержателе поворотный стол отсутствует.

До начала работы производится настройка петледержателя, для чего его поднимают и с помощью регулируемого упора 22 устанавливают определенный, заранее заданный угол ао между линией прокатки и качающимся рычагом 4, а с помощью механизма 7 от двигателя 6 закручивают защемленный конец упругого элемента 6 на: определенный заранее заданный угол ф После настройки петледержатель опускается в исходное положение.

Петледержатель работает следующим образом.....

В момент захвата полосы последующей клетью межклетьевого промежутка в гидроцилиндры 17 подается жидкость под давлением, перемещая щток 16 гидроцилиндра 17, который поворачивает рычаги 14 и l5 до замыкания их в упоры 20 и 21. Размеры упоров 20 и 21 выбираются так, чтобы при повороте до замыкания рычаги 14 и l5 устанавливались на одной прямой линии. позволяет снять давление в гидроцилиндре 17 и использовать его в дальнейшем в .качестве гидрозамка.

В процессе перемещения штока 16 гидроцилиндра 17 ролик 1 входит в контакт с полосой, формирует петлю и поворачивает рьпчаг 4 на определенный угол. При этом рабочий конец упругого элемента b закручивается на номинальный угол и обеспечивается создание заданного усилия натяжения полосы. В зависимости от колебаний величины петли вследствие возмущений или рассогласований скоростей в смежных клетях происходит закручивание или раскручивание рабочего конца упругого элемента 6 на некоторый угол ф при сохранении величины усилия натяжения. В определенном диапазоне углов ф усилие натяжения остается практически постоянным.

По существующей математической зависимости межклетьевого натяжения от угла петледержателя

Р

2 sin i-cos и

где Р- Рсила на плече петледержателя угол между линией прокатки и прокатываемой полосой; а - угол рычага относительно линии

прокатки.

Согласно существующей зависимости угол закручивания, например, торсиона следующий:

Mv.yl G-lKp

где Мкр- передаваемый крутящий момент; / - рабочая длина торсиона; G - модуль упругости сдвига; /кр - полярный момент инерции сечения торсиона для круга /кр: 0,1й.

Усилие на плече петледержателя можно выразить

р кр

Я где R - длина качающегося рычага.

Откуда

т - yG/Kp

2/-; sin р cos а

при условной постановке оси рычага на линии прокатки угол р определяется следующей зависимостью:

-Sina

p :arctg

AQ - R (COS я - COS ао)

Таким образом, зависимость натяжения с учетом npeflBapHTevHbHoro закручивания торсиона на угол ф1 приобретает вид

G-/KP (у + fi)

Т

2;/ -cosc -sin arctg

0-j(cosoc-cosao)J

«о - угол между качающимся

где рычагом 4 и линией нрокатки при поднятом петледержателе в отсутствии полосы;

Ф - угол закручивания рабочего конца упругого элемента;ф - угол предварительного защемленного конца упругого элемента; а ао-ф--угол положения рычага

относительно линии прокатки в ходе прокатки полосы;

Ло -расстояние от оси рабочих валков до оси -ролика при поднятом в отсутствии полосы петледержателе; R - длина рычага.

Таким образом, благодаря наличию упругого элемента, воспринимающего колебания величины петли, при работе предлагаемого петледержателя производится индикация различных углов закручивания упругих элементов с каждого края прокатываемой полосы.

Исходя из характеристики установленных упругих элементов, можно судить о величине стабилизированного натяжения и величине петли .по кромкам полосы, что позволяет получать необходимую информацию для согласования скорости прокатки и межвалкового зазора в клетях.

Технико-экономическая эффективность от использования предлагаемого петледержателя заключается в том, что благодаря предлагаемой конструкции увеличивается долговечность гидропривода, снижаются дополнительные энергозатраты, а вследствие получения данных о натяжении по кромкам полосы повышается качество проката, в частности, по предварительным расчетам увеличивается выход годного изделия в прокатном производстве на 0,3% за счет сокращения кромочной обрези и уменьщения разнотолщинности.

Формула изобретения

Петледержатель непрерывного прокатного стана, содержащий ролик, установленный на оси, рычаги с приводом качания и втулками, отличающийся тем, что, с целью изменения и стабилизации натяжения по кромкам прокатываемой полосы,он снабжен установленными внутри втулок рычагов упругими элементами кручения с механизмами предварительного закручивания и датчиками углов закручивания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3169420, кл. 72-17, 1965.

2.Авторское свидетельство СССР jYo 376140, кл. В 21 В 39/02, 1973.

19