Гидравлическое нажимное устройство с гидрокомпенсацией упругой деформации прокатной клети

Гидравлическое нажимное устройство с гидрокомпенсацией упругой деформации прокатной клети

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ НАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО С ГИДРОКОМПЕНСАЦИЕЙ УПРУГОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПРОКАТНОЙ КЛЕТИ, содержащее гидравлические силовые цилиндры с корпусом к поршнем, установленные по одному с каждой стороны клети и совмещенные каждый с гидрокомпенсатором, выполненным в виде плунжера и упругого элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения точности прокатки за счет снижения потерь на трение в уплотнениях гидрокомпенсатора, плунжер гидрокомпенсатора установлен своим верхним концом в корпусе силового цилиндра, а нижним концом сопряжен с нижним концом упругого элемента, выполненного в виде размещенного внутри плунжера растягиваемого стержня, верхний конец которого ь закреплен в поршне силового цилиндра.)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. (21) 3295850/22-02 (22) 01 ° 06.81 (46) 15.07.83. Бюл. 9 26

{72) А.Д. Елишевич, A.È. Герцев, И.М.: Меерович, Ю.В. Гесслер, С.Х. Сиушев, Л.Д. Пескин, С.A.Åaèøåвич, В.Н. Акимов и В.П. Яланский (71) Всесоюзный ордена Ленина научноисследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения (53) 621.771.2.06(088.8) (56) 1; Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2951709/02, кл. В 21 В 31/32, 1980.

2 ° Авторское свидетельство СССР

В 409754, кл. В 21 В 37/08, 1974. (54)(57) ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ НАЖИМНОЕ

УСТРОЙСТВО С ГИДРОКОМПЕНСАЦИЕЙ УПРУ„„SU„„ f028398 А

gag В 21 В 31/32 / В 21 В 27/08

ГОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПРОКАТНОЙ КЛЕТИ, содержащее гидравлические силовые цилиндры с корпусом и поршнем, установленные по одному с каждой стороны клети и совмещенные каждый с гидрокомпенсатором, выполненным в виде плунжера и упругого элемента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности прокатки за счет снижения потерь на трение в уплотнениях гидрокомпенсатора, плунжер гидрокомпенсатора установлен своим верхним концом в корпусе силового цилиндра, а нижним концом сопряжен с нижним концом упругого элемента, выполненного в виде размещенного внутри плунжера растягивае- щ мого стержня, верхний конец которого закреплен в поршне силового цилиндра.

:1028398

Изобретение относится к прокатйо- му производству, в частности к регулированию зазора между рабочими валками прокатного стана в процессе прокатки.

Известно гидравлическое нажимное устройство, содержащее гидравлические плунжерные цилиндры: силовой (основной) и гидрокомпенсатора (вспомогательный), с жестко скрепленными корпусами и связанными друг с другом рабочими полостями, давление в которых регулируется следящим (дроссельным золотником, корпус которого жестко укреплен на корпусе силового цилиндра, кроме .15 того, следящий золотник кинематически связан с упругим элементом, в качестве которого использован хвостовик плунжера силового цилиндра (1 ). 20

Недостатком данного устройства является появление в упругом элементе дополнительных напряжений, снижающих его прочность. По своему принципу упругий элемент, выполненный в виде полого хвостовика плунжера силового цилиндра,. представляет собой цилиндрический сосуд, в стен- ках которого помимо продольных растягивающих напряжений удлинякчих у0 хвостовик и поэтому полезных в данном конкретном случае, действуют также растягивающие напряжения в поперечном сечении. В результате суммарное растягивакицее напряжение в стенке оказывается в - 5 раз большим, чем полезное напряжение, дей-. ствующее в продольном напряжении, а это равносильно снижению прочности хвостовика в - 5 раз по отношению к указанному полезному напряжению. .40

Наиболее близким к изобретению является гидравлическое нажимное устройство с гидрокомпенсацией упругой деформации прокатной клети, содержащее гидравлические силовые 45 цилиндры с корпусом и поршнем, уста-,. новленные по одному с каждой стороны клети и совмещенные каждый с гидрокомпенсатором, выполненным в виде плунжера и упругого элемента p2g. 50 !

Однако для компенсации, упругой деформации прокатной клети плунжер цилиндра гидрокомпенсатора необходимо перемещать на величину этой деформации, которая в листовых кле,тях достигает 3-7 мм, что существенно превышает величину упругой деформации на сдвиг уплотнения плунжера гидрокомпенсатора ° В результате неизбежно взаимное .перемещение и., 60 трение мех(цу указанными плунжером и уплотнением и, как следствие, выявление потерь на трение, что сопровождается расширением зоны нечувст- . вительности гидрокомпенсатора, Кро- 65 ме того, в силу функциональных, и конструктивных особенностей упругого элемента его жесткость в дан- ной конструкции гидрокомпенсатора должна быть существенно (в 30-100 ра меньше жесткости, прокатной клети.

Вследствие этого плунжер цилиндра гидрокомпенсатора, который воздействует на упругий. элемент, должен быть в несколько раз меньше по диаметру плунжера силового цилиндра, Величина потерь на трение в уплотнении примерно обратно пропорциональна его диаметру. Таким образом, наличие перемещений плунжера гидрокомпенсатора относительно его уплотнения приводит не просто к потерям на трение, дополнительным к основным потерям в силовом гидроцийиндре,. а эти дополнительные потери в несколько раз больше указанных основных потерь.

Цель изобретения — повышение точности прокатки за счет снижения потерь на трение в уплотнениях гидрокомпенсатора.

Поставленная цель достигается тем, что в. гидравлическом нажимном устройстве с гидрокомпенсацией упругой деформации прокатной .клети, содержащем гидравлические силовые цилиндры с корпусом и поршнем, установленные по одному с каждой стороны клети и совмещенные каждый с гидрокомпенсатором, выполненным в

>виде плунжера и.упругого элемента, плунжер гидрокомпенсатора установлен своим верхним концом в корпусе силового цилиндра, а нижним концом сопряжен с нижним концом упругого элемента, выполненного в виде размещенного внутри плунжера растягиваемого стержня, верхний конец которого закреплен в поршне силового цилиндра.

Такое техническое решение позволяет исключить потери на трение в гидрокомпенсаторе по следующим соображениям.

Нижний конец плунжера гидроком-. пенсатора сопряжен с подвижной частью следящего золотника и поэтому.в процессе прокатки его можно считать практически неподвижным.

Верхняя часть этого плунжера перемещается в пределах его упругой де» формации на сжатие, которая не превышает 0,1-0,3 мм, т.е. находится в пределах упругой деформации на сдвиг уплотнения, установленного между плунжером гидрокомпенсатора и корпусом силового цилиндра. В результате перемещения плунжера.гидрокомпенсатора относительно уплотнения отсутствуют, а следовательно, отсутствуют и потери на трение в гидрокомпенсаторе.

1028398

На фиг. 1 показано гидравлическое нажимное устройство, продольный разрез по одной из его половин (левой или правой); на фиг. 2 — то же, дЛя дополнительного варианта конструкции, который необходим для пояснения принципа действия предлагаемого устройства.

Устройство установлено в нижней поперечине станины 1 прокатной клети и включает корпус 2 гидравлического силового цилиндра, на поршень

3 которого опирается подушка 4 нижнего опорного валка. На корпусе 2 . посредством стойки 5 жестко закреплен следящий золотник 6, подвижная часть 7 которого контактирует с хвостовиком поршня 3. Указанный хвостовик включает упругий элемент в виде растягиваемого стержня 8, верхний конец которого закреплен 20 в поршне 3, а нижний соединен с . нижним концом плунжера 9 гидрокомпенсатора, верхний конец которого установлен в корпусе 2 силового цилиндра (фиг. 1 ),и уплотнен по отношению 25 к нему уплотнением 10. Поршень 3 снабжен уплотнением 11.

Следящий золотник 6 представляет собой дроссельное устройство, вход

12 которого подключен к источи..ку постоянного по величине давления (не показан):, а Выход соединен магистралью 13 с рабочей полостью 14 .силового цилиндра, которая в предлагаемой конструкции является одновременно и рабочей полостью гидро.компенсатора, подвод 15 золотника соединен на слив.

Перемещая подвижную часть 7 следящего золотника сверху вниз в срав- 40 нительно небольших пределах (2030 мкм), можно изменять давление на его выходе, а следовательно, в полости 14 от давления на входе в золотник (максимального ) до давле- 45 ния на его сливе. Такая. особенность золотника в сочетании его работы с силовым цилиндром гидравлического нажимного устройства обеспечивает практически постоянное положение подвижной части 7 золотника вместе с нижней частью нлунжера 9. Наибо.лее широкое распространение следящие золотники получили в гидравлических нажимных устройствах двадцативалковык станов.

Учитывая сложность принципа действия, предлагаемое нажимное устройство рассмотрено на примере дополнительного варианта,(фиг.. 2 ), который отличается тем, что плунжер &0

9 гидрокомпенсатора установлен в поршне 3 силового цилиндра, тем самим рабочая полость 16 гидрокомпен-сатора отделена территориально от рабочей полости "14 силового цилинд-.. 65 ра, но они соединены между собой каналом 17. ытоковая полость 18 сЬединена на слив каналом 19 и отделена от полости 14 уплотнением 20.

Устройство работает следующим образом.

До начала прокатки на поршень 3 " (фиг. 2) воздействуют с одной стороны подушка 4 весом валковой системы, с другой - соответствующее этому весу давление в рабочей полости 14.

С появлением усилия прокатки происходят следующие процессы. Упруго деформируется прокатная клеть, в результате чего прокатные валки раздвигаются и зазор между ними увеличивается, кроме того, усилие, действуя на поршень 3, питается сдвинуть его вниз, а посредством стержня 8 сдвинуть вниз и подвижную часть 7 следящего золотника, который повышает давление в магистрали

13, а следовательно, и в полости

14, удерживая нижний конец плунжера 9 в прежнем положении. Если при этом допустить, что канал 17 перекрыт и давление в полости 16 гидрокомпенсатора отсутствует, то вместе с нижним концом плунжера 9, входящего -в состав хвостовика поршня 3, последний также останется в прежнем положении по отношению к корпусу

2 независимо: от действующего на него усилия. Однако фактически масло, поступая по каналу 17 из полости 14 в полость 16, воздействует на плунжер 9 и упруго растягивает стержень

8, в результате чего. нижний конец плунжера 9 пытается дополнительно сдвинуться вниз, но это лишь приводит к дополнительному повышению давления в полости 14, которое вы двигает вверх поршень 3 на величину упругой деформации стержня 8. Таким образом, в рассматриваемой конструкции гидравлического нажимного устройства плунжер силового цилиндра снабжен хвостовиком, длина которого увеличивается пропорционально действующему на этот плунжер усилию, в результате он выдвигается навстречу действующему на него усилию на ве-, личину удлинения хвостовика, сдвигая валки и уменьшая межвалковый зазор. В этих условиях можно подобрать размеры стержня 8 таким образом, чтобы его удлинение под действием давления в полости 16 было равно растяжению прокатной клети под действием усилия прокатки, тогда межвалковый зазор будет постоянным независимо от усилия прокатки.

Поскольку в варианте (фиг. 2) рабочая полость 14 силового цилиндра и рабочая полость 16 гидрокомпенсатора соединены каналом 17 между

1028398 собой напрямую,,то принцип действия устройства не изменится, если указанные полости совместить в одну, что сделано в основном варианте устройства на фиг. 1. Для этого плунжер 9 гидрокомпенсатора установлен в корпусе 2 силового гидроцилиндра и уплотнен по отношению к нему уплотнением 10.

Все это позволяет исключить перемещение плунжера 9 относительно уплотнения 10, так как рабочие перемещения плунжера 9 состоят иэ перемещений подвижной части 7 следящего золотника и упругой деформации сжатия собственно тела плунжера 9, что составляет десятые доли миллиметра и находится в диапазоне упругих деформаций на сдвиг уплотнения 10.

В результате отсутствия взаимных перемещений плунжера 9 и уплотне- gQ ния 10 потери на трение между ними отсутствуют, что позволяет в 3-4 раза уменьшить ширину зоны нечувствительности гидрокомпенсатора, а это позволяет уменьшить остаточную продольную разнотолщинность прокатываемой полосы.

Например, при прокатке медной полосы остаточная продольная разнотолщинность полосы (после выравнивания ее гидрокомпенсатором известной конструкции) составляет бВ от толщины. Применение предлагаемой конструкции снижает разнотолщинность до 4%, т.е. на 2%, что при прокатке с минусовыми допусками и сдаче продукции по теоретическому весу позволяет сэкономить 1Ъ.

При средней стоимости 1 т медной полосы 1000 руб. и годовом производстве 30 тыс. т суммарная годовая экономия составляет

30000 » 1000 х 0,01 = 300000 руб.

1028398

Составитель Г.Ростов

Техред К,йыцьо

Редактор M. Петрова

Корректор A,Ïîâõ

Тираж 816 Подписное

ВЙИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4852/8

Филиал. ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4