Гидравлическое нажимное устройство с гидрокомпенсацией упругой деформации прокатной клети

Гидравлическое нажимное устройство с гидрокомпенсацией упругой деформации прокатной клети

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5g 4 В 21 В 31/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3866798! 22-02 (22) 13.03.85 (46) 30.08.86. Бюл. М 32 (71) Всесоюзный ордена Ленина научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт машиностроения (72) А.И.Герцев, И.В.Гесслер, В.П.Яланский, В.В.Поваляев, В.Д.Калинин, А.Д.Елишевич, А.И.Клевцов, В.С.Мовшович, С.Х.Сиушев, Л.Д.Пескин, В„Н.>Кагрина и А.В.Усков (53) 621.771.2.06. (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У !028398, кл. В 21 В 31/32, 1980.

Авторское свидетельство СССР

11- 496064, кл. В 21 В 37/08, 1974. (54)(57) ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ НАЖИМНОЕ

УСТРОЙСТВО С ГИДРОКОМПЕНСАЦИЕЙ УПРУ„„SU„„1253687 А1,ГОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПРОКАТНОЙ КЛЕТИ, содержащее установленные по одному с каждой ее стороны гидравлические силовые цилиндры с корпусом и поршнем и плунжер гидрокомпенсатора, имеющий датчик его положения, который сопряжен с корпусом силового цилиндра, а также гидродомкраты, плунжеры которых взаимодействуют с эксцентриками, взаимосвязанными с валками прокатной клети, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности прокатки за счет увеличения степени гидрокомпенсации, оно снабжено установленным между корпусом силового цилиндра и датчиком положения упругим основанием и связанным с гидродомкратами вспомогательным гидроцилиндром, взаимодействующим своим плунжером с датчиком положения.

1253687

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к устройствам снижающим упругую деформацию прокатной клети.

Цель изобретения — повышение точ- 5 ности прокатки путем увеличения степени гидрокомпенсации упругой деформации прокатной клети.

На фиг.l показаны гидравлическое нажимное устройство продольный разрез по одной из его половин (например, левай) и блок гидродомкратов с эксцентриками; на фиг,2 — схема взаимного расположения эксцентриков в каждой из пар в зависимости от величины эксцентриситета опорных валков при любом текущем его значении: на фиг.3 — то же, при максимально возможном значении эксцентриситета

20 валков; на фиг.4 — то же, при отсутствии биения валков, где 0 — ось вращения эксцентриков.

Устройство установлено в нижней поперечине станины прокатной кле25 ти (фиг. 1) 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 контак1 тирует с хвостовиком поршня 3. Укаэанный хвостовик включает упругий элемент в виде растягиваемого стержня 8„ верхний конец которого закреп- 35 лен в поршне 3, а нижний соединен с нижним же концом плужкера 9 гидрокомпенсатора, верхний конец которого установлен в корпусе 2 силового цилиндра и уплотнен по отношению к 40 нему уплотнением 10. Поршень снабжен уплотнением 11.

Следящий золотник 6 представляет .собой дроссельное устройство, вход

l2 которого подключен к источнику постоянного по величине давления (не показан), а выход соединен магистралью 13 с рабочей полостью 14 силового цилиндра, которая в данной конструкции является одновременно и 50 рабочей полостью гидрокомпенсатора.

Подвод 15 золотника соединен на слив.

Между датчиком положения — золотником 6 и стойкой 5, являющейся продол— жением корпуса 2 силового цилиндра, 55 установлено упругое основание, например, в виде резинового кольца 16.

По своей продольной оси датчик поло-(жения взаимодействует с плунжером вспомогательного гидроцилиндра 1 7, соединенного магистралью 18 с блоком !9 гидродомкратов, а точнее с их рабочими полостями 20 и 21, соединенными между собой отверстием 22..

Плунжеры 23 — 26 гидродомкратов взаимодействуют посредством подшипников качения каждый со своим эксцентриком 27 — 30 соответственно, причем каждый эксцентрик приводится во вращение своим электроприводом

31 г 34, выполненным, например, в виде сельсин-приемника. Сельсин-приемники попарно взаимосвязаны с опорны— ми валками: 31 и 32 соединены с сельсин-датчиком, установленным на оси нижнего опорного валка, а 33 и 34 — с сепьсин-датчиком верхнего опорного валка (сельсин-датчики не показаны). Магистралью 35 блок 19 гидродомкратов соединен с вспомогательным гидроцилиндром правой половины гидравлического нажимного устройства (она такая же, как и левая половина и не показана). Утечки масла восполняются из гидроаккумулятора 36 через обратнъ|й клапан 37.

До начала работы устройства его необходимо настроить на компенсацию имеющегося биения опорных валков. Величину этого биения определяют на штатном участке подготовки валков; прокручивая собранный с подушками опорный валок в стенде механизированной сборки. При этом эксцентричное смещение бочки валка устанавливают в нижнее положение, фиксируя тем самым фазу эксцентриситета валка. После завалки в прокатную клеть данного комплекса опорных валков и подсоединения сельсин-датчиков валков к сельсин приемникам вращают статоры сельсинприемников 31 и 32 таким образом, чтобы эксцентрики 27 и 28 заняли положение, показанное на фиг.2, т.е. их эксцентрическое смещение в противофазе к смещению валка должно соответствовать измеренной величине биения нижнего опорного валка.

Аналогично поступают и с сельсиндатчиками 33 и 34, устанавливая в соответствии с измеренным биением верхнего валка эксцентрики 29 и 30 в положение, аналогичное показанному на фиг.2, но с углами = Ч, =У

3 125368 где У вЂ” абсолютная величина углов в и Ч {то же самое и для углами„) в е

f II I

Величину углов у ., г, Ч и "

u H 8 в можно определить из уравнений, полученных иэ геометрических соображений: (7) 1

cos g м 1, Йгц (— --) гЬ (8) Для того, чтобы назначить величину эксцентриситета эксцентриков, которая является конструктивным параметром и регулированию не подлежит, принимаем, что эксцентриситет каждого из опорных валков на среднем по величине листовом стане не превышает значения !нв = = 0,1 мм, а соотношение площадей вспомогательного гидроцилиндра и гидродомкрата равно (с1, /Й,ь ) = 10 (указанное соотношение должно быть не менее десяти, что позволяет избежать повышенных требований к точности изготовления эксцентриков) .

Расположение эксцентриков, например нижнего опорного валка при компенсации максимально-возможной величины биения {для двух валков она составляет в нашем случае А

Мцкс

= 2(1 + 1 ) 0 4 мм показано на нв вв фиг.3, из которой следует, что ц н

= О, à cos 4 = 1. Тогда из выражений (7) к (8), получаем, что эксцентриситет эксцентриков должен быть равен = I м, Если измеренный эксцентриситет нижнего опорного валка оказался равным, например e,в s0,05 мм, то для его компенсации эксцентрики 29 и 30 нужно повернуть по отношению к вертикальной оси на угол К „, косинус которого согласно выражению (7) равен 0,5, т.е. Y = 60 ; именно это положение и показано ка фиг.2. в (d) а (5) 8В гц гп 1.а

З5

1 = 1,„(соз У„+ cos l„); (1) 1 = 1 (сов + совЧ ); (2) где f, — эксцентриситет эксцентриков 27 — 30 н в Ф и — суммарная эксцентричность

Е Е нижней пары эксцентриков 15

27 и 28 и верхней пары 29 и 30 соответственно необходимая для компенсации биения валков.

Поскольку Ч„Ч„= Ч„и Чв = Ч

= Ч, то выражение (1) и (2) можно записать: и эк (3)

1, = 2 1, cjs<в. (4)

Необходймая для компенсации биения валков суммарная эксцентричность обеих пар эксцентриков может быть найдена из кинематических условий: где 1,„и 1 — измеренный эксцентриситет верхнего и нижнего опорных вал- 40 ков соответственно;

- учитывающий сжимаемость масла коэффициент полезного действия гидропередачи 45 образованной рабочей полостью вспомогательного гидроцилинд-. ра 17, полостями 20 и 21 блока 19 гидро- 50 домкратов и магистралью 18 с1 и с{ — диаметры плукжеров г„ra вспомогательного гидроцилиндра и гидро 55 домкрата.

Приравняв попарно выражения (3) и (5), а также (4) к (6) и приняв

7 4 1= 0,5, получаем, что угол наклона к вертикали осей эксцентрикдв висходном положении может быть рассчитан по формулам: сов = - — (- э — ) .

1 d 1.а

В случае, когда при измерении эксцентриситета опорных валков таковой ке обнару ен. т.е. !.в =Гвв = О, из выражений (7) и (8) получаем

cos g = cos = О, а Р„= Ч = 90

Это Доложение эксцентриков показано на фиг.3; в этом же положении эксцентрики изображены и на фиг.l. Это значит, что при вращении опорных валков и при синхронном с ними вращении сельсин-приемников 31 — 34 эксцентрики 27 и 28, а также 29 и 30, 1253687

5 l0

40 х45

55 находящиеся в каждой паре в противофазе один относительно другого, перемещают плунжеры 23 — 26 таким образом, что масло из полости 20 переливается в полость 21 через отверстие 22 и обратно, но суммарный объем масла в блоке 19 сохраняется: неизменным, расход в магистрали !8 отсутствует и плунжер гидроцилинд.ра 17 находится в постоянном положении, Рассмотрим вначале работу нажимного устройства для рассмотренного выше случая, когда биение валков ответствует и поэтому плунжер вспомогательного гидроцилиндра 17 зафиксирован на месте.

До начала прокатки на поршень

3 (Лиг.1) воздействует 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 прокатки, действуя на поршень 3, пытается сдвинуть его вниз, а посредством стержня 8 пытается сдвинуть вниз и подвижную часть 7 следующего золотника, который повышает давление в магистрали 13, а следовательно, и в полости 14, удерживая нижний конец плунжера 9 в прежнем положении. Одновременно с воздействием на поршень 3 давление масла воздействует и 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 повьш ению давления в полости 14, которое выдвигает ввер поршен 3 на величину упругой деформации стержня 8. Таким образом, в рассматриваемой конструкции гидрав.— лического нажимного устройства плунжер силового цилиндра снабжен хвосто виком, длина которого увеличивается пропорционально действующему на этот плунжер усилию; в результате он выдвигается навстречу действующему на него усилию на величину удлинения хвостовика, сдвигая валки и уменьшая межвалковый зазор — в этом и заключается гидрокомпенсация упругой деформации прокатной клети. Такая компенсация может быть частичной, т.е. повьппающей жесткость прокатной клети, но можно подобрать размеры стержня 8 и таким образом, чтобы его удлинение под действием давления в полости 14 было бы равно упругому растяжению прокатной клети под действием усилия прокатки; тогда будет достигнута полная компенсация ее упругой деформации, а межвалковый зазор, а следовательно, и толщина прокатываемой полосы будут постоянными независимо от колебаний усилия прокатки.

Описанное справедливо для случая, когда биение валков отсутствует. В реальном случае, при наличии биения валков гидрокомпенсация упругой деформации клети приведет к тому, что вся величина этого биения будет полностью отпечатываться на прокатываемой полосе в виде продольной разнотолщинности, если не приняты дополнительные меры к компенсации самого биения. В описанной конструкции гидравлического нажимного устройства роль компенсатора биения выполняет блок 19 совместно с гидроцилиндром

17, который работает следующим об— разом.

Как указывалось ранее, при настройке устройства перед началом работы эксцентрические смещения бочек верхнего и нижнего опорных валков были установлены в противофазе с такими же смещениями в каждой из пар эксцентриков, взаимосвязанных с этими валками, В результате при взаимном раздвигании валков, вызванном их биением, плунжеры 23 — 26 взаимно сдвигаются, выталкивая некоторую порцию масла иэ полостей 20 и 21 в полость гидроци— линдра 17; давление в этой полости повьыается, а плунжер гидроцилиндра

17, нажимая на золотник 6, сжимает упругое кольцо 16 и перемещает золотник 6 вверх. Это приводит к смещению подвижной части 7 золотника и сопро †: вождается повышением давления, которое перемещает вверх поршень 3, сдвигающий валки и восстанавливающий прежний межвалковый зазор, HB рушенный биением валков. И наоборот, при взаимном сдвигании валков, вызванном биением, плунжеры гидродомкратов движутся в обратном направлении и, отсасывая масло из полости

1253б87

° гидроцилиндра 17, обеспечивают компенсацию биения. Такая компенсация биения валков создает условия для повышения степени компенсации упругой деформации прокатной клети и, тем самым, позволяет повысить точность прокатки.

В случаях, когда биение опорных валков в сборе измерить почему-либо затруднительно (например, еслк отсутствует механизированный стенд для сборки опорных валков и их собирают вручную), уменьшить влияние биения на точность можно косвенным путем. В частности, вместо блока 19 гидродомкратов, отражающих биения опорных валков, к гидроцилиндру 17 подключают гидросистему, в которой давление изменяют синхронно с колебаниями толщины полосы на входе в валки. Наиболее оптимальным распре—

5 делением по степени участия в выравнивании продольной разнотолщинности полосы является такое: половина эффекта Постигается от гидрокомпенсации упругой деформации прокатной клети и вторая половина †. от коррекции системы по входной толщине полосы; тем самым, косвенно повьппается примерно вдвое степень гидрокомпенсации упругой деформации кле15 ти, но без увеличения влияния биения на продольную разнотолщинность полосы

1253687

Составитель Г.Ростов

Редактор М.Келемеш Техред Л.Сердюкова Корректор А.Тяско

Закаэ 4663/13 Тираж 518 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4