Устройство для привода двух рабочих валов,преимущественно валков прокатных станов

Устройство для привода двух рабочих валов,преимущественно валков прокатных станов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

Н. В. Судаков, В. Г. Сосюрко, B. Н. Выд и B. А. Густов

Челябинский политехнический институт им. (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ- ПРИВОДА ДВУХ РАБОЧИХ ВАЛОВ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ВАЛКОВ ПРОКАТНЫХ СТАНОВ

Изобретение относится преимущественно к черной и пветной металлургии.

Технический уровень конструкций приводов современных прокатных станов определяется возрастанием скорости про5 катки и крутящих моментов, а также повышением гибкости регулирования уровня и соотношения скоростей валков.

Наиболее предпочтительным для привода валков прокатного стана вращающихся. с различными скоростями по отношению друг к другу, является индивидуальный, либо цифференпиальный привод.

Послецний включает в качестве основного элемента дифференциальный редуктор.

Привод с дифференциальным редуктором вьп одно отличается от индивидуального привода тем, что в случае работы одного из валов в реактивном режиме позволяет го рекуперировать механическую энергию и тем самым понизить установочную, мощ- .. ность двигателей привода до минимальнонеобходимого значения (1 J .

Однако дифференциальный привод "сложен в конструктивном отношении, имеет большой вес и габариты, а значительное число кинематических связей приводит к дополнительным потерям мощности и снижению коэффипиента полезного действия.

Известен привод рабочих валков, содержащий, по меньшей мере, один основ- ной. двигатель, вал ротора которого кинеI матически связан с одним из рабочих валов, а статор установлен с возможностью вращения в поцшипииковых опорах, соосных ротору, и, по меньшей . мере, один вспомогательный двигатель со стапионарным статором, кинематически связанный с одним из элементов основного двигателя.,Привод может быть выполнен как в индивидуальном, так и в общем вариантах. Общий вариант предполагает установку шестеренной клети между рабочими валами. Привод решает ряд проблем, связанных с повышением оборотов рабочих валов, а также повышает

3 10039 надежность линии привода при перегрузках 2 .

Однако в случае исполнения привода в общем варианте путем установки шестеренной клети, жестко связывающей рабочие валы, привод теряет гибкость регулирования соотношения скоростей рабочих валов и в этом смысле повторяет недостатки известных общих приводов. Использование в качестве

t0 связи между рабочими валами дифференциальных редукторов приводит к существенному сложнению конструкции привода, увеличению его габаритов и веса.

Бель изобретения - уменьшение устано- 5 вочной мощности за счет оптимального использования энергии двигателей, в частности ее рекуперапии, в соответствии с рабочей нагрузкой валов при сохранении возможности гибкого регулирования величины и соотношения скоростей валов.

Эта цель достигается тем, что статор основного двигателя кинематически свя» зан предпочтительно зубчатой передачей, со вторым из рабочих валов, а вспомогательный двигатель кинематически связан с одним иэ рабочих валов.

С целью уменьшения моменте взаимо-. действия ротора и статора основного двигателя и уменьшения тем самым его габаритов, ротор вспомогательного двигателя связан с тем же рабочим валом, что и ротор основного двигателя; при установке двух вспомогательных двига.телей, их кинематически связывают с разными рабочими валами.

Предусмотрена также воэможность установки подшипниковых опор статора основного двигателя на валу его ротора

Этим обеспечивается связь между ра бочими валами посредством электромагнитного поля взаимодействия ротора и статора, благодаря чему скорость и направление вращения одного рабочего вала регулируется относительно другого рабочего вала в широком диапазоне путем регулирования cKopocra вращения рр7ора относительно ск6рости вращения ртатора основного двигателя известными, 50 для электрических машин способами.

Второй двигатель (вспомогательный) обеспечивает уровень скорости и направление вращения одного из рабочих валов. 55

При работе одного из рабочих валов в реактивном режиме что практически имеет место, например, s процессе про49 4

° катки-волочения, рекуперацня мощностирабочих валов происходит в основном двигателе. В результате отмеченных возможностей предлагаемого устройства отпадает необходимость испольэовать в системе привода дифференциальный редуктор»

Таким образом, при минимальном числе кинематических передач достигается гибкость регулирования, свойствен- . ная индивидуальному приводу, при минимально необходимой установочной мощности двигателей, что свойственно npuqody с дифференщюальным редуктором.

На фиг. 1-4 изображены варианты схем устройства.

Устройство для вращения двух рабочих валов 1 и 2 имеет основной,3 и вспомогательный 4 двигатели. Ротор 5 основного двигателя 3 кинематически связан с рабочим валом 1 посредством муфты 6t

Статор 7 двигателя 3 установлен в стационарно закрепленных подшипниковых опорах 8. Корпус статора посредством шипа 9, переходящего в вал 10, кинематически связан с передачей 11, а через нее с промежуточными валами 12 и 13.

Вал 12 чер : муфту 14 кинематически связан с рабочим валом 2, а вал 13 через муфту 15 со вспомогательным двигателем 4.

Устройство работает следукхцим образом.

Двигателем 4 задается требуемый уровень скорости и направление вращения рабочему валу 2 и через передачу 11 статору 7 основного двигателя 3. На обмотки ротора 5 и статора..7 основного двигателя 3 подается напряжение от источника питания. При этом ротор 5 приводится во вращение относительно статора 7 со скоростью г отн . Абсолютная скорость spamesss ротора 5 и рабочего вала 1 (3ч ) равна алгебраической сумме скорости вращения статора 7 (n-t- —.) и

l1g скорости вращения ротора относительно ст®тора (потн ), п

hj=tlт n0TH= —; t îòí где з — передаточное отношение передачи 11.

Таким образом, уровень скорости и на правление вращения рабочего вала 2 задаются я регулируются двигателем 4, а рабочего вала 1 — двигателем 3 путем управления относительной скоростлю вращенМя потн, как и в обычных двигатеS 1003 9 лях. Соотношение скоростей рабочих валов может регулироваться как путем изменения И2, так и Пст, что следует из формулы

2 5 — + tl отн ц2 п2

При работе рабочего sana 2 в реактивном режиме (мощность поступает не от î устройства к рабочему валу, а от вала к устройотэу), что может иметь место на практике, мощность от вала 2 через муфту 14, промежуточный вал 12 и передачу 11 передается статору 7, кото15 рый, в свою очередь, через магнитное поле передает мощность ротору 5 и рабочему валу 1, работающему э активном режиме. Указанное обстоятельство обеспечивает работу двигателей 3 и 4 в активном (двигательном) режиме.

2о

В результате суммарная установоч ная мощность двигателей N> не превышает минимально необходимого значения, равного алгебраической (с учетом знака) сумме мощностей на рабочих валах

1и 2, т.е. у . l+ 4 2.

При индивидуальном приводе рабочих валов в рассмотренном режиме было бы >=t> l+ 84 I=i )+l 2lI

Очевидно, что

l „l++(82 Н„+ И

Аналогичным образом происходит рекуперация энергии s основном двигателе и в случае работы вапа 1 в реактивном режиме.

С целью упрощения конструкции:-:корпуса статора 7 и уменьшения диаметра подшипниковых опор 8 валы. 16 ротора основного двигателя 3 эьтолнены удлиненными, что поюоляет установить нх в стационарно закрепленных подшипниi кэвых опорах В (фиг. 2), а статор 7 установлен на подшипниках 17, которые расцоложены иа эращающихся валах. 16 ротора 5.

C цепью уменьшения крутящего мо50 мента взаимодействия ротора 5 и статора 7 двигателя 3 и уменьшения его габаритов выходной вал 18 ротора двигателя 4 кинематически связан с тем же рабочим валом, что и ротор двигателя 2 (фиг. 3).

При установке двух вспомогательных двигателей 4 один из них кинематически связан с рабочим валом 1, а другой ки49 б нематически связан с рабочим валом 2 (фиг. 4).

Таким образом, s результате использования связи между рабочими валами посредством взаимодействующих электромагнитных полей ротора и статора основного двигателя в предлагаемом устройстве сочетается простота, свойственная индивидуальному приводу, и обеспечивается минимально необходимая мощность двигателей, что характерно для привода с дифференциальным редуктором.

Укаэанное обстоятельство позволяет уменьшить габариты, вес, упростить конструкцию, повысить надежность, точность и гибкость в управлении вращением ра; бочих валов, а также повысить коэффициент полезного действия привода э целом. Предлагаемый привод не исключает, и других возможных схем в частности, связанных с использованием .понижающих редукторов, передач с коническими шестернями для привода непараллельных рабочих валов и т.п. формула изобретения

1. Устройство дпя привода двух рабочих валов, преимущественно валков прокатных станов, содержащее, по меньшей мере, один основной двигатель, вап ротора которого кинематически связан с одним из рабочих валов, а статор установлен с возможностью вращения в подшипниковых опорах, соосных ротору, и,, по меньшей мере, один вспомогательный двигатель со стационарным статором, кинематически связанный своим ротором с одним из элементов основного двигателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цепью уменьшения установочной мощности за счет оптимального использовании энергии двигателей, в частности ее рекуперапии, в соответствии с рабочей нагрузкой валов при сохранении воэможности гибкого регулирования величины и соотношения скоростей валов, статор кинематнчесии связан предпочтительно зубчатой передачей, со вторым из рабочих валов, а вспомогательный двигатель кинематическй связан с одним иэ рабочих валов.

2. Устройство по п.l, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цепью уменьшения момента взаимодействия ротора и статора основного двигателя и уменьшения тем самым его габаритов, ротор вспомогательного двигателя связан с тем

1003949 же рабочим валом, что и ротор основного двигателя.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а— ю m е е с я тем, что при установке двух вспомогательных двигателей, их кинема тически связывают с разными рабочими валами.

4. Устройство по и. 1, о т л и ч ею щ е е с я тем, что подшипниковые

I опоры статора основного двигателя установлени на валу его ротора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 275972, кл. В 21 В 35/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

N 651864, кл. В 21 В 35/00, 1976.

Ml.

Составитель B. Бейн ест

Редактор И, Касарца Техред С. Мигунова

Корректор О. Билак

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1655/9 Тираж 814 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета OCCP по целам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., д. 4/5