Устройство для уравновешиванияшпиНдЕля пРиВОдА пРОКАТНыХ ВАлКОВ Советский патент 1981 года по МПК B21B35/14 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УРАВНОВШИВАНИЯ МПИНДЕЛЯ ПРИВОДА ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ

в сочленениях элементов привода и, следовательно, к росту динамических нагрузок при захвате металла вешками. Кроме того, установка распределителя в нейтральное положение отсекает гидроцилиндр от источника стабильного давления и слива, т.е. создает замкнутую (изолированную) систему. При изменении настройки клети, например при уменьшении зазора между валками, создается большое избыточное давление, которое может привести к разрывам слабых элементо этой закнутой системы.

Для предотвращения этого явления при изменении настройки клети требуется многократная манипуляция распределителем. На практике такие системы работают в режиме, при котором гидроцилиндр постоянно соединен с источником стабильного давления, т.е. шпиндель постоянно неуравновешен.

Цель изобретения - обеспечение точного урав.новешивания шпинделя независимо от настройки прокатной клети.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для уравновешивания шпинделей прокатных валков, содержащее гидравлический цилиндр одностороннего действия, связанный через трехпозиционный золотниковый гидрораспределитель с источником стабильного давления и сливом, оно дополнительно снабжено гидравлическим цилиндром двухстороннего действия с поршнем и штоком, отношение активньос площадей порваня которого равно отношению усилия уравновешивания и стабильного давления, при этом его штоковая полость связана с источником стабильного давления, а нештоковая полость - с цилиндром одностороннего действия, и, кроме того, его шток шарнирно соединен с тягой, связанной с осевым люфтом с золотником гидрораспределителя.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит гидроцилиндр 1 одностороннего действия со штоком 2, шпиндельный узел 3, трехпозиционный гидрораспределитель 4, источник стабильного давления 5, слив б, гидроцилиндр двухстороннего действия 7 со штоком 8 и механическую тягу 9, связанную с золотником 10 гидрораспределителя.

Устройство работает следующим образом.

Для точного уравновешивания шпиндельного узла 3 необходимо выполнение условия

р.

где Pyf, - давление уравновешивания в полости гидроцклинДра 1;

Sj - площадь поршня гидррцилиндра 1;

G - вес шпиндельного узла 3 и поддержание этого давления йри любом положении шпиндельного узла.

Это достигается применением гидроцилиндра двухстороннего дейст1, диаметры поршня и штока которого выбраны такими, что отношение активных плодащей поршня в штоковой и нештоковой полостях равно отношению давления уравновешивания и давления.источника стабильного давления 5, т.е.

6ш

w ист

(2;

:г

где Siu - активная площадь поршня в

штоковой полости; 5й - активная площадь поршня в

нештоковой полости;

PVICT давление источника стабильного давления.

При точном уравновешивании шпиндельного узла 3 давление в гидроцилиндре 1 равно давлению уравновешивания и шток 8 гидроцилиндра двухстороннего действия 7 неподвижен, так как находится под действием двух равных и противоположно направленных сил, т.е.

(3)

с р с р шист н VP

Если в результате изменения настройки прокатной клети давление в полости гидроцилиндра 1 уменьшится (шпиндельный узел 3 принудительно приподнят), то в силу соотношения (2) сила, действующая на шток 8 гидроцилиндра двухстороннего действия 7 в ШТОКОВОЙ полости оказывается больше, чем сила, действующая в нештоковой полости, т.е.

(4)

м °VP Ш ист

Равнодействующая сила начинает перемещать шток 8 и, следовательно, посредством тяги 9, золотник 10 гидрораспределителя 4 в положение, при котором полость гидроцилиндра 1 соединена с источником стабильного давления 5. При этом рабочая жидкость начинает поступать в полость .гидроцилиндра 1, давление в ней повышается, и шток 8 гидроцилиндра

двухстороннего действия 7 посредством тяги 9 возвращает золотник 10 гидрораспределителя 4 в нейтральное положение при равенстве давления в полости гидроцилиндра 1 требуемому давлению уравновешивания. Если

в результате изменения настройки прокатной клети давление в полости гидроцилиндра 1 увеличивается (шпиндельный узел 3 принудительно опущен), то равнодействующая сил в гидроцилиндре двухстороннего действия 7

посредством штока 8 и механической тяги 9 перемещает золотник 10 гидрораспределителя 4 в положение, при котором полость гидроцилиндра 1 соединена со сливом 6. При этом рабочая жидкость поступает в слив б до тех пор, пока давление в полости гидроцилиндра 1 не достигнет требуемой величины уравновешивания и шток 8 гидроцилиндра двухстороннего действия не возвратит золотник 10 гидрораспределителя 4 в нейтральное положение. При ремонтных работах механическая тяга 9 отсоединяется от золотника 10 посредством поворота в шарнире, соединяющем ее со штоком 8 гидроцилиндра двухстороннего действия 7 и подъем или опускание шпиндельного узла 3 осугдествляется вручную, переводом золотника 10 гидрораспределителя 4 п соответствукюдее положение. Жесткое соединение механической тяги 9 с золотником 10 приводит к тому, что даже небольшие изменения давления в полости глдроцилиндра 1 приводят к перемещению золотника 10. Для уменьшения числа перемещений золотника 10 он соединен с механичкой тягой 9 с осевым люфтом. Наличие люфта позволяет осуществить тонкое регулирование давления уранновешивания около положения равновесия путем перекачки определенного количества рабочей жидкости fonpeделяемого величиной люфта и изменением давления) из полости гидроцилиндра 1 в нештоковую полость гидроцилиндра двухстороннего деистВИЯ 7 (при избытке давления) или из нештоковой полости гидроцилиндра двухстороннего действия 7 в полость гидроцилиндра 1 (при недостатке давления). Большие изменения давления компенсируются золотником 10 при выборе люфта.

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить долговечность деталей и узлов главных приводных линий прокатных станов за счет снижения динамических нагрузок уменьшить износ подшипников и шарниров шпинделей.

Опытно-промышленная эксплуатация предлагаемого устройства, ocjraieствленная в черновой клети стана 2000 ПЛМЗ, показывает ее эффективность.

Формула изббретения

Устройство для уравновешивания шпинделя привода прокатных валкоэ, содержащее гидравлический цилиндр одностороннего действия, связанный через трехпозиционный золотниковый гидрораспределитель с источником стабильного давления и сливом, о т личаю1чееся тем, что, с целью обеспечения точного уравнове шивания шпинделя независимо от настройки валков, оно дополнительно снабжено гидравлическим цилиндро двухстороннего действия с поршнем и штоком, отношение активных площадей которого равно отношег нию усилия уравновешивания и стабилного давления, при этом его штоковая полость связана с источником стабильного давления, а нештоковая полость - с цилиндром одностороннего действия, и, кроме того, его шток шарнирно соединен с тягой, связанной с осевым люфтом с золотником гидрораспределителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Королев А.А. Механическое оборудование прокатных цехов черной и цветной металлургии. М./ Металлургия, 1976, с. 170.

/

llllllx

ELK

-.

VTi