Гидравлическое нажимное устройство прокатного стана — SU 1110509 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСНИХОСФЦВОЗНЕСЮПРЕСПУБЛИК 6% (И) зШ В 21 В 3112 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ цК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ йцду .(71) Запорожский индустриальный институт и Всесоюэный ордена Ленинанаучно"исследовательский и проектноконструкторский институт металлурги"(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 884759, кл. В 21 В 31/32, 1981. В (54) (57) ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ НААИИНОЕ УСТРОЙСТВО ПРОКАТНОГО СТАНА по авт.св. У 884759, о т л и ч а ющ е е с я тем,. что, с целью повышения точности прокатки путем предварительного напряжения хвостовика поршня гидроцилиндра, оно. снабжено датчиком упругой деформации хвостовика, эадатчиком упругой деформации клети, элементом сравнения и электроприводом силовой гайки с системой управления,. причем выходы датчика упругой деформации хвостовика и эадатчика упругой деформации клети соединены с входом элемента сравнения, выход которого соединен Е с входом системы. управления электро- приводом силовой гайки.которое возникло бы в хвостовикебез применения предварительного на-пряжения при прокатке с усилием,равным минимально-возможному усилиюпрокатки для данного прохода полосы 5между валками, При этом предварительная упругая деформация хвостовика соответствует минимально-возможному усилию.При задаче полосы в валки усилиепрокатки больше минимально-возможного значения, а следовательно, исоответствующая ему упругая деформация хвостовика, оказывается большепредварительной упругой деформации.Это значит, что упор поршня в поперечину станины прекращается, стыкмежду ними раскрывается и состояниепредварительного напряжения хвостовика исчезаетт,е. поршень при зах" 20вате полосы валками перемещаетсяна величину упругой деформации, соответствующей разнице между фактическим усилием прокатки и его минимальным значением, а не на величинуупругой деформации, соответствующейполному усилию прокатки, как вслучае отсутствия предварительногонапряжения. В результате перемещенияпоршня при захвате полосы окажется 30примерно на порядок (в 7-10 раз)меньшим, чем без предварительного напряжения, а время на его выполнениево столько же раэ меньшим и пропорционально более коротким окажется Зутолщенный конец прокатываемой полосы.На чертеже представлено гидравлическое нажимное устройство прокатного стана,40Устройство содержит пбперечину 1, в нижней поперечине станины установлен поршень 2 гидроцилиндра нажимного устройства, который книзу переходит в хвостовик с навернутой на него гайкой 3. Между поршнем 2 и плунжером 4 гидромесдозы заключена полость 5 гидромесдозы. В поршне 2 на резьбе установлен золотник 6, головка которого в паре с плунжером 4 образует регулируемый дроссель в виде полости 7 дросселя и щели 8. Второй дроссель (нерегулируемый) выполнен в виде жеклера 9, ввернутого в плунжер 4 и соединенного на слив гибким шлангом 10. Оба дросселя образуют клапан давления, связанный с полостью 5 гидромесдозы. В нижней части золотника 6 установлена червячная передача 11 и вертлюг 12,соединяющий полость 5 гидромесдозыс источником высокого давления, например с гидроаккумулятором (не показан). Между поперечиной 1 и поршнем 2 гидроцилиндра нажимного устройства расположена вспомогательнаяполость 13 гидроцилиндра, соединенная с полостью гидромесдозы 5 каналами 14. Между гайкой 3 и поперечиной 1 зажата дистанционная втулка 15.Выходы датчика 16 упругой деформа.ции хвостовика и задатчика 17 упругой деформации клети соединены свходами элемента 18 сравнения, выходкоторого соединен с входом системы20 управления электроприводом 19.Выход блока 20 управления электроприводом соединен с электроприводом 19, вал которого механическисоединен с червячной передачей 21.Червячная передача 21 и электропривод 19 с блоком 20 управления электроприводом являются приводом силовой гайки 3,В исходном положении плунжер 4под действием веса валков опущендо упора в поршень 2 гидроцилиндра.При этом щель 8 имеет максимальнуюширину.При подаче давления в вертлюг 12масло по основному каналу золотника6 поступает в полость 7 дросселя ичерез щель 8 - в полость 5 гидромесдозы. Плунжер 4 гидромесдозы подни"мается, при этом ширина щели 8 уменьшается и соответственно уменьшаетсярасход масла через нее. Перемещениеплунжера продолжается до тех пор,пока расход масла через щель 8 ижеклер 9 станет одинаковым, а давле"ние в полости 5 гидромесдоэы соответствует весу 6 валков с подушками.Устройство работает следующим образом,До начала прокатки при отсутствииусилия на валках давление в полости 5гидромесдозы соответствует весу валков и равно 20 кгс/смф. Давление вполости 7 дросселя такое же, как вгидроаккумуляторе, питающем нажимноеустройство, равное 300 кгс/см и сохраняется постоянным как во времяпрокатки, так и на холостом ходустана. Во время перестройки стана на но.вый профилеразмер прокатываемойполосы в задатчик 17 упругой дефор-мации клети вводится значение мини" мального усилия прокатки щ, в котором вычисляется величина упругой деформации клети 8 ,;, например, по выражениюКьовъ. Яюи /мкСигнал А,; поступает на вход элемента 18 сравнения, На другой вход элемента 18 сравнения поступает с выхода датчика 16 упругой деформации хвостовика величина АЗ упругой деформации хвостовика, равная, гдеО 8 "Эи/Мхе 10 35 ходе элемента 18 сравнения становит ся равным нулю,так,какда 8 В-ЮЬо , С.Электропривод 19 останавливается и силовая гайка 3 прекращает свое враЩение, В результате создания 50 предварительного напряжения хвостовиков до начала прокатки созцана упругая деформация хвостовиков, равная упругой деформации клети от минимального усилия прокатки. Начальный 55 межвалковый зазор 3, устанавливают равным 8 о И-довЬ,- усилие предварительного напряжения хвостовиков, 3 - жесткостьхвостовиков (совместно с дистанционной втулкой 15). С выхода элемента 18 сравнения на вход системы20 управления электроприводом силовой гайки поступает сигнал КВ 88 ою 1 ихх 6.Система 20 управления электроприводом, изменяя напряжение электропривода 19, вращает черезчервячнцю передачу 21 силовую гайку 3, навинчивая ее на хвостовик.При этом поршень 2 гидроцилиидранажимного устройства упирается 30в поперечину 1 станины и создаетсяусилие предварительного напряженияхвостовика, которое растет по меренавинчивания на него силовой гайки 3.С увеличением усилия предварительного напряжения, т.е. усилияупругой деформации хвостовика,созданного до начала прокатки,увеличивается и его упругая дефор" 40мация сР 34, Процесс продолжаетсядо тех пор, пока наступит равенствоЪ с"8 ою 1 и Сигнал КЗ на выУстановка начального межвалкового зазора осуществляется следующим образом.Вращая с помощью червячной передачи 11 золотник 6, вывинчивают его из поршня 2 гидроцилиндра нажимного устройства при необходимости сведения валков, или ввинчивают при не" обходимости разведения валков, Поскольку при этом ширина щели 8 остается практически неизменной, то плунжер 4 гидромесдозы вынужцен следовать за перемещением головки золотника.При захвате раската валкамИ и появлении усилия прокатки усилие на плунжере 4 гидромесдозы возрастает с величины ф 6/д до Р Рф 4)/2. Под действием этого усилия плунжер гидромесдозы опускается, увеличивая ширину щели 8 и расход масла через нее. При этом расход масла через жеклер 9 возрастает и, как средствие, возрастает давление масла перед ним. Очевидно, что давление после жеклера 9, в том числе и гибком шланге 10, равно давлению сливных магистралей. Перемещение плунжера 4 гидромесдозы продолжается до тех пор, пока давление перед жеклером 9, а следовательно в полости 5 гидромесдозы, соответствует усилиюВ частности для последней клети стана 1700 рабочему усилию Р =600 тс (при этом 2 й, = 600-50 тс) соответствует давление в полости 5.гидромесдозы равное 200 кгс/см,Следует отметить, что для повышения давления с 20 кгс/см 2 до 200 кгс/см требуется перемещение плунжера относительно золотника на величину, примерно равную 0,015 мм, что составляет всего 1,253 упругой деформации клети, возникающей под действием рабочего усилия прокатки. Одновременно все изменения давления в полости 5 гидромесдозы поступают через каналы 14 в полость 13 гидроцилиндра, площадь з которой должна быть больше, чем площадьз полости 5 гидромесдозы. В частности для последней клети стана 1700 соотношение площадей ф/к, - 1;5. В результате на поршень 2 гидроцилиндра нажимного устройства со стороныполости 13 гидроцилиндра действует усилие, равное четырехкратному усилию на плунжере, т.е. Й/2=411,При жесткости прокатной клети ,стана 1700 Мк = 500 тс/мм и усилии прокатки данного профилераэмера с заданной толщиной, 1 = 4 мм и Йъ = 450 тс увеличение раствора валков, т.е. упругая деформация клети составляет дЗов 1 и= (аи+ Ю/1"1 к = 1(450+50)/500=1.мм.Если в момент захвата раската валками усилие прокатки равно то толщина переднего участка полосы равна заданной, так как начальный зазор установлен равным1-(Р,О/М= 4-1=3 мм, упругаядеформация клети в момент входаАполосьив =Я 1)/Мк = 1 ммВ результате толщина переднего участка полосы Ь = Зо+65 о,=1 ЪзР.;. Ф 1.1 (Р.1. МР;М- Если усилие прокаткив дальнейшем при прокатке ближайшего участка полосы не изменится, то и толщина полосы останется равной Ь 5 нес,мотря на то, что давление в полости 13 гидроцилиндра вырастет. Это объясняется тем,что хвостовики растянуты на величину Р 3)/Мк "- 1 мм усилием предварительного напряжения , . В-ИРАМ, 0)/М,311. 1 2 ОЕО=2 ОВОтСи поршень 2 гидроцилиндра нажимного устройства не изменяет своего поло.жения, т.е. не перемещается вверх,поскольку при усилии Рт, и упругой деформации клети, ощ 1 и=ЯЫ 1 и 8)/М=мм давление в полости 13 гидроцилиндра не может преВысить усилия ЯпЕсли в момент захвата усилие прокатки 1 то толщина переднегоахучастка полосы+И/1 1, Ь (Р,-Ь,/МкПо литературным данным Ртак-РщЪ составляет203 Рт 1 и . Тогда И-Ф 5 О э 2 щ 1 и /ь =4 40 ю 2 к 450/500=4 ф 18 мм.Утолщение переднего участка полосы составляет АЬ.= 4,18-4,0 = 0,18 мм.После достижения в полости 13 гидро. цилиндра давления, при котором усилие, действующее на поршень 2 гидро- цилиндра нажимного устройства достиг нет усилия 2 предварительного напряжения хвостовиков, стык междупоршнем 2 гидроцилиндра нажимногоустройства и станиной 1 раскрываетсяза счет увеличения упругой деформациихвостовиков, что приводит к перемещению поршня 2 гидроцилиндра нажимногоустройства вверх и уменьшению межвалкового зазора с целью компенса-ции, утолщения полосы. Увеличение упругой деформации хвостовиков состав 5 10= 0,03 мм.В предлагаемом устройства толщинапереднего участка полосы изменяетсяне с величины,Й Ъэ 8)/Мк 14 Щ 5%микак в известном устройстве, ас величины существенно меньшейЬ-О;-(Р 1. аУМ,1(4 аУН, =МЬ 15устранение утолщения протекаетза более короткий промежутоквремени, а следовательно, и на.меньшем участке длины полосы, так как 30 Использование предложенного нажимного устройства прокатного стана интервал .изменения усилия упругойдеформации клети составляет Яь- Ян(2360-2060.в .300 тс), что меньше интервала Я - 0 =2360-0=2360 тс в известном устройстве.Кроме того, поскольку в предложенном устройстве компенсация упругой деформации клети от усилияпрокатки в интервале 0- Рщ 1 д обес" 40 печивается при наличии предварительного напряжения хвостовиков уменьшением начального межвалкового зазорадо входа полосы в клеть и упругаядефоРмациЯ клети в интеРвале Рп,1,рвач компенсируется перемещениемплунжера 2 гидроцилиндра,а деформация клети от усилия прокатки в интервале Р, -к на поРЯдок меньше, чем в интервале О-Рщо, в известном устройстве, то перемещенияплунжера 2 в предложенном устройствена порядок меньше, чем в известномустройстве (О, 18 мм против 1, 18 мм),что снижает потери на трение и облегчает конструктивное исполнениеустройства/6 позволит уменьшить величину утолще-: ния передних участков полос, а также, длину этих утолщенных участков, что уменьшает продольную разнотолщинность полос и, следовательно, повышает качество полосового проката, что прн высокой производительности непрерывного широкополосного стана горячей прокатки обеспечивает значитель ный экономический эффект,Ужгород, ул. Проектная