Патрон поворота заготовки стана холодной прокатки труб Советский патент 1981 года по МПК B21B21/06 

(54) ПАТРОН ПОВОРОТА ЗАГОТОВКИ СТАНА ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а точнее к конструкциям патронов поворота заготовки станов холодной прокатки труб. Известен патрон поворота заготовки стана холодной прокатки труб, содержащий шпиндель и втулку с установленными в ней кулачками, зажимающими трубу. Управление патроном, т.е разведение и сведение кулачков, осуществляется от гидроцилиндра через специальную обойму, установленную на втулке, перемещающейся в осевом направлении относительно шпинделя. Шпиндель установлен в корпусе патрона на подшипниках качения. Прерывистое вращение (поворот) передается на шпиндель через установленную на нем коническую шестерню от трансмиссии поворота J. Недостаток известной конструкции патрона заключается в том, что в это патроне трансмиссия поворота, нключающая в себя систему щестерен и валов, совершает такое же прерывистое вращение, что и шпиндель патрона. Наличие зубчатых зацегшений, передающих прерывистое вращение как в самом патроне, так и в трансмиссии поворота, приводит к значительным динамическим нагрузкам, возникакяцим вследствие прерьшистого разгона и торможения шпинделя патрона. Больпше динамические нагрузки приводят к снижению долговечности зубчатых зацеплений патрона и трансмиссии поворота в целом, а также к ограничению времени поворота патрона, что, в свою очередь, ограничивает число двойных ходов рабочей клети. Наиболее близок к предлагаемому патрон поворота заготовки стана холодной прокатки труб, содержащий зажимные кулачки, шпиндель с приводом поворота от посаженых на втулку зубчатого колеса через тормозной барабан, колодки которого имеют винтовой механизм радиального перемещения 2j Недостаток этого устройства состоит в том, что трансмиссия поворота совершает прерывистое вращение, что приводит к увеличению маховых масс и динамическим нагрузкам в цепи привода патрона. При этом колодки постоянно прижаты к тормозному барабану что приводит к увеличению потребного крутящего момента и повьшению времени поворота заготовки. Цель изобретения - сокращение вре мени поворота. Для достижения этой цели патрон поворота заготовки стана холодной прокатки труб, содержащий зажимные кулачки, шпиндель с приводом поворота от посаженного на втулку зубчатого колеса через тормозной барабан, колодки которого имеют механизм ради ального перемещения, снабжен пружино кручения, размещенной внутри тормозного барабана и втулки между шпинделем и зубчаты: колесом, а механизм радиального перемещения выполнен в виде несущих колодки поворотных рычагов, расположенных на их концах подпружиненных планок и взаимодействующих с ними роликов, смонтирован ных на коленчатом валу, который соединен с зубчатым колесом. Установка пружины кручения между шпинделем и зубчатым колесом приводи к тому,, что прерывистое вращение совершает только шпиндель патрона. Трансмиссия поворота, обладающая зна чительными маховыми массами, совершает все время только непрерьшное вращение, закручивая пружину кручения, которая вместе со шпинделем пат рона удерживается тормозом весь период контактирования прокатываемой трубы с валками, При прохождении клетью крайних положений во время от крытия зевов валков механизм перемещения колодок раздвигает колодки тормоза и происходит раскручивание упругого элемента кручения, поворачивающего только шпиндель с установленными в нем кулачками. Таким образом, снижение маховых масс, совершающих прерывистое вращательное движение, позволяет снизить время поворота патрона, а указанное выполнение механизма радиального перемещения колодок позволяет снизить потребный крутящий момент для поворота шпинделя, а перемещение подвижнцх планок, контактирующих с роликами коленчатого вала механизма, позволяет варьировать время раскрытия тормозных колодок, а значит регулировать величину угла поворота. На фиг. 1 изображен патрон поворота заготовки стана холодной прокатки труб; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. ; на фиг. 3 - узел установки роликов на коленчатом валу. Патрон поворота заготовки стана холодной прокатки труб содержит шпиндель 1, установленный в корпусе 2 патрона на подшипниках 3 качения, кулачковую втулку 4, несущую зажимные кулачки 5, управление которыми осуществляют от гидроцилиндра и тяг, (не показаны). соединенных с обоймой 6. Шпиндель имеет привод поворота от посаженного на втулку 7 зубчатого колеса 8 через тормозной барабан 9 и пружину 10 кручения, размещенную внутри барабана и втулки 7 между шпинделем и зубчатым колесом 8. Втулка 7 установлена на подшипниках 11 . Колодки 12 тормозного барабана имеют механизм радиального перемещения . Этот механизм выполнен в виде несущих колодки 12 поворотных рычагов 13, размещенный на их концах-подпружиненных подвижных Планок 14, роликов 15, смонтированных на коленчатом валу 16, который установлен на подшипниковых опорах I7 и соединен через шестерню 18 с зубчатым колесом 8. Подпружиненные планки установлены в контакте с одной стороны с роликами 15, а с другой - с клиньями 19 и 20, стянутыми болтами 2 . Ролики 15 состоят из -подшипника 22 качения с зафиксированным на нем кольцом 23. Верхний и средний ролики (фиг. З) смонтированы на валу посредством переходных втулок 24 и 25, которые зафиксированы от осевого перемещения гайкой 26. Оси вращения роликов 15 смещены относительно оси 0-0 вращения коленчатого вала на величину эксцентриситета в . Поворот ные рычаги 13 замыкаются пружиной 27. Устройство работает следующим образом. Вращение с постоянной угловой скоростью, строго согласованной с перемещением рабочей клети, от трансмиссии поворота передается на зубчаТ(,е колесо 8, которое приводит в двиение втулку 7 и через шестерню 18 коленчатый вал 16. В период контактирования прокатьшаемой трубы с калибрами колодки I2 зажаты и тормозной барабан 9 находится в состоя- s НИИ покоя. Пружина 10 кручения при этом закручивается,При раскрытии зевов валков колодки/12 раскрываются и пружина кручеиия, раскручиваясь, hpnводит в движение тормозной барабан, 10 шпиндель 1, кулачковую втулку 4 и кулачки 5, зажимающие прокатываемую трубу. Перед закрытием зевов валков происходит сведение колодок 12 и торможение с последунмцей остановкой тор- 15 мозного барабана и связанных с ним деталей патрона, удерживающих прокатьшаемую трубу.

Работа механизма перемещения колодок происходит следующим образом. 20

Вместе с коленчатым валом I6 вращаются внутренние кольца подшипников качения 22. Кольца 23 роликов 15 все время контактирует с подвижной подпружиненной -планкой 14, перекатываясь 25 (без скольжения) по ней вверх и вниз на неличину эксцентриситета Q . В период контакта трубы с валками под пружиненные планки 14 отходят от клиньев 19 и 20, которые прижаты раз- 30 мещенной в них пружиной к рычагам 13. Последние под воздействием пружины 27 прижимают колодки к тормоз- . ному барабану. Усилие, создаваемое пружиной 27, в пять-десять раз боль- 35 ше усилия пружины, размещенной в ланке 14. В период раскрытия зевов валков точка контакта роликов с планками приближается к положению показанному на фиг. 2, планки 14 упи- 40 раются в клинья 19. Начинается совместное движение планки 14, клиньев 19 и 20, рычага 13 и колодок 12, которые отходят от тормозного барабана 9. Изменение расстояния между план- 45 ками 14, расположенными на противоположных рычагах 13, посредством болта 21, стягивающего клинья 19 и 20, Приводит к изменению времени, в течение которого тормоз открыт и закрыт, что, в свою очередь, изменяет величину угла поворота, так как угол поворота пружины 10 кручения при раскручивании является функцией времени.

Предлагаемый патрон стана холодно прокатки труб позволяет значительно снизить маховые массы, совершаюпще прерывистое вращательное движение, и за счет этого снизить :время поворота патрона, что, в свою очередь, позволит увеличить число ходов рабочей клети а следовательно, повысить производительность стана.

Формула изобретение},

Патрон поворота заготовки стана холодной прокатки труб, содержащий зажимные кулачки, шпиндель с приводом поворота от посаженного на втулку зубчатого колеса через тормозной барабан, колодки которого имеют механизм радиального перемещения, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени поворота, он снабжен пружиной кручения, размещенной внутри тормозного барабана и втулки между шпинделем и зубчатым колесом, а механизм радиального перемещения колодок вьшолнен в виде несущих колодки поворотных рычагов, расположенных на их концах подпружиненных планок и взаимодействующих с ними роликов, смонтированных на коленчатом валу который соединен с зубчатым колесом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Кофор З.А. и др. Холодная прокатка труб. Свердловск, Металлургиздат, 1962, с. 116.

2.Авторское свидетельство СССР № 265839, кл. В 21 В 21/06, 1968.