Упор для остановки длинномерного твердого тела

Упор для остановки длинномерного твердого тела

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование остановка длинномерного твердого тела, преимущественно дорна в линии пильгерстана. Сущность: упор содержит корпус, в котором закреплен с возможностью поворота маятник с торцевой рабочей поверхностью, .Маятник выполнен в виде двух плит, установленных з направляющих корпуса параплельно друг доугу, что позволяет поочередно воспринимать нагрузку при соударении с дорчом з случае его пеоекось. Каждая плита смонтирована в направляющих корпуса посредством двух опор, аждая/ из которьи выполнена в виде серьги с двумя осями поворота, при этом верхняя ось серьги закреплена в направляющих, а нижняя - в плите. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕтсНИХ соамлистичесних

-я" РЕСПУБЛИК

?f ь (И) (I1) (51) 5 e Zi В 39/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ЕНИЯ

Н A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСВ В ;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ пО изОБРетен 1ям и ОтнРытиям

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4859725/27 (22) 14,08.90 (46) 15.09 92.Бюл. и 34 (71) Нижнеднепровский трубопрокатный завод им.Карла Либкнехта (72) А.K.Ващенко, А.Я.Коваленко, С.А.Крисанов и Б.Л.Лапидус (5Ь) Авторское свидетельство СССР

И 1174113, кл, В 21 В 39/00, 1983.

Авторское свидетельство ССьР

11 1Ì7457, кл. В 21 В 39/14, 1988, (54) УПОР ДЛЯ ОСТАНОВКИ ДЛИННОИЕРНОГО ТВЕРДОГО ТЕЛА (57) Использование." остановка длинномерного твердого тела, преимущестИзобретение относится к производствам (к трубопрокатному в том числе), использующим упоры для остановки длинномерных твердых, преимущественно тяжеловесных тел, в частности, для остановки на рольганге движущихся в поперечном направлении по решетке дорнов на входной стороне пилигримового стана.

Известен "Упор для остановки проката -на рольганге" (авт.св.М 1174113, кл. В 21 В 39/00, 1983). Этот уь|ор (аналог) содержит подъемно-опускающийся щит и корпус с размещенным в нем амортизатором, установгенный между траверсами рольганга. При этом для улучшения динамических харак2 венно дорна в линии пильгерстана.

Сущность: упор содержит корпус, в котором закреплен с возможностью повсрота маятник с торцевой рабочей поверхностью. Иаятник выполнен в виде двух плит, установленных в направляющих корпуса параллельно друг другу,. что позволяет поочередно воспринимать нагр., зку при соударении с дорном з случае его перекоса, Ka*" дая плита смонтирована в направляют.,их корпус- посры„ством двух опор, каждая, из которых выполнена, в виде серьги с двумя осями поворота, при этом верхняя ось "ерьги закреплена в направляющих, а нижняя - в плите.

1 з.п.ф-лы, 2 ил. теристик упора за счет замыкания еаей усилий от удара проката на рольганг, корпус жестко с: онтирован на тра- Оь, версе рольганга на оси, соединяющей. ® траверсы.

6д

Упор-аналог действует по принципу преобразования энергии осьанавливаемого тела в энергию упругого деформирования рабочих тел (например, пружин), поглощающегс и гасящего ее.

Поэтому аналог имеет следующие а недостатки:

В условиях частой ударной нагрузки, нередко р"-зличного направле-.. ния из-за перекосов останавпиваемых .тел, к тому же горячих (нагретых), имеет место низкий ре.-..уос рабоьоспо3 176 собности пружинных амортизаторов, при этом снижение его, как правило, начинается с функциональных отклонений, искажений и нарушений в работе, так как зачастую усилие упругой отдачи пружин оказывается значительно

/ Ф большим или меньшим заданного (и никакое регулирование усилия предвари". тельного поджатия не спасает), а заканчивается проявлениями эксплуатационной ненадежности и недолговечности пружин, которые либо "садятся" (теряют упругие свойства), либо ломаются. Частая же замена пружин приводит к частым простоям технологической линии и, значит к потере снижению ее производительности °

2. Несмотря на техническое усовершенствование аналога (см.его отличительную часть), призванное снизить-смягчить разрушающее динамическое воздействие упора на ближайшее оборудование и на фундамент (для снижения массы упора и объема фундаментных работ), срабатывание упора протекает - в конечном итоге — не эффективно из-за следующих объективных явлений и их негативных последствий, 2 ° 1. Замыкание ударных усилий на корпус упора, траверсы и рольганг расшатывает и разрушает их, снижает их надежность и ресурс работоспособности, что, в свою очередь, вызывает их быстрый износ, частые простои на восстановительные ремонты и снижение производительности технологической линии, в которой работает все описанное оборудование.

2 ° 2. Крепление корпуса упора на траверсе, близкое к уровню оси амортизатора„ действительно снижает опрокидывающий момент, действующий на болты крепления, но зато повышает усилие среза и смятия этих болтов и их резьбы.

2.3. Таким образом, по большому счету, избранная авторами аналога теоретическая установка на замыкание усилий от удара проката на окружающее упор механическое оборудование изначально, в корне ошибочна и не приемлема, в особенности для тяжелого, горячего и скоростного (при транспортировании) проката.

Известен "Упор для остановки проката на рольганген (авт.св.N 1447457, кл. В 21 В 39/14„ 1986), Этот упор (прототип) соаержит подвешенную

1326

5 !

I

Муп 1

ЗО

SS на оси плиту с торцовой рабочей поверхностью, которая для повышения надежности и долговечности упора за счет исключения передачи ударного опрокидывающего момента на ось выполнена, выпуклой с двумя граня ми, образующими горизонтальное ребро, расположенное на расстоянии h от оси подвеса плиты, равном где I — момент инерции массы плиты упора относительно оси вращения;

М п- масса упора;

1 - расстояние от центра тяжести плиты упора до оси ее вращения.

Прототип является упором маятникового типа и действует по принципу преобразования кинетической энергии останавливаемого тела (полученной в процессе .отклонения плиты-маятника от этого тела) в потенциальную энергию поднятия массы маятника, что способствует плавному рассеиванию оставшейся энергии удара без существенного воздействия на корпус упора.

Поэтому прототип естественно устраняет все недостатки аналога, кроме одного, излагаемого ниже в и.1 недостатков прототипа. А кроме того, прототип имеет ряд других (своих особых) недостатков.

Недостатки прототипа следующие:

1. Отказы в работе упора при соударениях с ним перекошенного останавливаемого тела, а в целом - ненадежное срабатывание его, т.е. низкая функциональная и эксплуатационная надежность упора, и, следовательно, нестабильная экономическая эффективность работы использующей упор технологической линии, например, снижение ее производительности, ухудшение качества и рост себестоимости продукции, преждевременный износ и выход из строя дорогостоящего технологического инструмента и др. Отказы в работе упора проявляются в виде таких негативных последствий соударений с перекосом, как выбросы останавливаемого тела за пределы рабочей зо ы его перемещения или заданного места остановки, остаточное (после удара) перекошенное положение упора или останав5

176 ливьемого тела в указанной зоне, повреждения узлов, деталей и элементов упора, а также близлежащего оборудования.

Кроме того, йсточником множества недостатков прототипа является ребро на торцевой рабочей поверхности, соударяющееся с останавливаемым телом. Это ребро предполагает (в ка" честве необходимого условия работо" способности упора) контактное совпадение с ним (при ударе) горизонталь" ной плоскости осевой линии центра тяжести останавливаемого тела. Малейшее несовпадение порождает при соударении вредоносную пару сил, вызывающую разрушающее ударное воздействие на другие (кроме маятниковой плиты) элементы упора. Обычно это происходит при остановке тел однотип- I ! ных, но разных типоразмеров, движущихся в поперечном направлении, например, цилиндрических заготовок различного диаметра. Описанный негативный процесс происходит, даже если останавливаемое тело не перекошено,и резко усугубляется при его перекосе.

Из этого также следует, что прототип имеет крайне ограниченную возможность его применения только для остановки какого-либо единственного диаметра останавливаемого тела, даже при односторонней работе упора.

2. Узкий диапазон функциональнотехнологических возможностей из-за невозможности экономически оправдан" ного использования прототипа для разновременной (поочередной) остановки двух встречно подвижных останавливаемых тел. Такая, ограниченная односторонностью, работа npo îòèïà, несмотря на его симметричность, выз" вана нецелесообразностью удвоения вредных последствий era неспособности выправить предударные перекосы останавливаемого тела и предотвратить послеударнь!е перекосы его же и маятника и выбросы первого. К указанным вредным последствиям относятся подлежащие ремонту (или замене на новые) переносившийся маятник, выброс останавливаемого тела, вынуждающий на ходу изменять технологию в линии в ущерб многим технико-экономическим результатам производства, поврежденное выброшенным останавливаемым телом или перекошенным маятником близлежашее пбооудование.

1326

3.Значительные габариты и металлоемкость упора в целом при его низкой износостойкости и долговечности (ресурсе работоспособности) иэ-за возрастания неустойчивости плоскостного качания плиты маятника и возможного ее поворота-перекоса одновременно и в горизонтальной плоскости и иэза большой амплитуды и круто кривой (по окружности) траектории этого качания, - в сочетании с узким диапазоном функционально-технологических воэможностей упора в связи с его неспособностью одновременно останавливать два встречно подвижных тела и в сочетании с узким диапазоном конструктивных возможностей, например, с невозможностью размещения соседне"

2О го оборудования внутри упора и независимо от него.

Целью настоящего изобретения являются: повышение надежности и расши2 рение функциональных возможностей устройства при обеспечении удобства его расположения в линии пильгерстана, а следовательно, и обеспечение стабильной экономи еской эффек3О тивности работь;,использующей этот упор технологической линии соответственно за счет обретения им способноти выправления предударных перекосов тела и предотвращения послеЗ5 ударных перекосов тела и маятника и выбросов тела и эа счет обеспечения разновременной остановки двух встречно подвижных тел;

2. улучшение эксплуатационных хадО рактеристик упора, а именно уменьшение его габаритов и металлоемкости при росте иэносостойкости и долговечности за счет повышения устойчивости качания плит маятника в плоскости их поворота, сокращения амплитуды и выравнивания траектории этого качания в сочетании с расширением функционапьно-технологических возможностей упора за счет обеспечения одуО новоеменной остановки двух встречно подвижных тел.

Поставленная цель по ее п.1 достигается тем, что упор для остановки длинномерного твердого тела, преимущественно дорна в линии пильгерста— на, содержащий корпус и подвешенный в нем с воэможностью поворота маятник с торцевой рабочей поверхностью, снабжен установленными в корпусе па1761326 8

30 двумя осями 5 и 6 ее поворота, од3. йо обе встречно ударные стороны

5О

55 раллельно друг другу двумя парами направляющих, а маятник выполнен в виде двух плит, размещенных в направ" ляющих с возможностью поворота неза" висимо друг от друга.

Поставленная цель по ее п.2 достигается тем, что в упоре для остановки длинномерного твердого тела каждая плита смонтирована в направляющих посредством двух опор, каждая из которых выполнена в виде серьги с двумя осями поворота, при этом верхняя ось серьги установлена в направляющих, а нижняя в плите.

Сущность изобретения, характеризуемая причинно-следственной связью его отличительных признаков с целью, заключается в следующем.

Изобретение достигает своей цели по ее пп.1 и 2 за счет следующих своих особенных свойств.

1. Цель по ее п.1 (невозможность перекосов останавливаемого тела и плит маятника, и выбросов тела, обеспечение разновременной остановки двух встречно подвижных тел и т.д.) обеспечивают раздробление на несколько (на две) позиций маятниковой массы и широкое рассредоточение их по фронту удара при кратчайшей (в толщину плиты) контактной пинии соударения, а также ограничение-замыкание траектории перемещения-качания каждой плиты маятника благодаря индивидуальным направляющим строго в одной своей плоскости — без смещений в пространстве за ее пределами.

2. Цель по ее п.2 {повышение устойчивости качания плит маятника в плоскости их поворота, обеспечение одновременности остановки двух встречно подвижных тел и т.д.) обеспечивают достигнутые путем изменения. способа подвешивания и качания маятника (с поворотного на плоско-паралг. лельное) укорочение амплитуды и вырав нивание-спрямление траектории качания его отдельных плит, а также сохранение параллельности самой себе встречно-контактной, ударной с останавпиваемым телом, поверхности каждой плиты (с обеих ее рабочих торцевых сторон).

Следовательно, устраняются пол" ностью причины, порождающие недостатки аналога и прототипа, а изобретение обладает существенными отличиями.

На фиг.1 изображен предлагаемый упор, общий вид; на фиг,2 - вид по стрелке А на фиг.1.

Предлагаемый упор предназначен для остановки твердого тела - тяжеловесного и длинномерного дорна - в линии пильгерстана,на участке внестановой зарядки дорнами гильз (заготовок с прошитым осевым продольным отверстием) и охлаждения дорнов °

Упор содержит смонтированные на корпусе 1 (практически поз.1 - это станина дорнозаправочного пресса) две пары направляющих 2, в которых размещены две отдельные двухсторонние маятниковые плиты 3, поворотные внутри этих направляющих 2 независимо друг от друга в параллельных вертикальных плоскостях, перпендикулярных оси останавливаемого тела - дорна и вертикальной плоскости симметрии (обозначенной линией "аа" на фиг.1) механизма его подвешения.

Как видно из фиг.1, двухстороннюю работу упора, как разно- так и одновременную, обеспечивают симметричность упора относительно плоскости, вмещающей линии "аа" и "ЬЬ", и плоскопараллельность движения-качания его плит. Каждая поворотная плита 3 подвешена на двух опорах, а каждая опора выполнена в виде серьги 4 с

35 на - верхняя 5, из которых смонтирована - установлена в направляющих 2 вверху, а другая — нижняя 6 - в плите упора симметрично установлены внутри щ корпуса 1 (т.е.внутри станины дорнозаправочного пресса) принимающие дорн 7 столы 8 их приема с ложементами, снабженные пневмоамортизаторами 9, и примыкающие к корпусу 1 нак g лонные решетки 10, на которые после ванн охлаждения (не показаны) поступают дорны 7.

ВнутРи упора между его корпусами и направляющими 2 размещен-установлен рольганг 11, транспортирующий через глубокий Ч-образный вырез в плитах 3 горячие гильзы на позицию зарядки их дорнами.При этом пространственное пересечение направляющих 2 и плит 3 с рамой рольганга 11 не являются помехой для их функционирования и и существенно экономит производственную площадь.

1326

"0

g+c

9

176

Предлагаемый упор работает следующим образом.

В исходном положении плиты 3 упора неподвижны, их ударные торцевые поверхности "с" перпендикулярны плоскостям их качания, столы 8 приема дорнов 7 находятся а крайнем верхнем положении {как показано на чертеже) и готовы к приему дорна 7, на решетках 10 дорнов нет, Односторонняя работа упора происходит следующим образом, После выброса дорна из ванны охлаждения,. напр..1мер, на правую наклонную решет".ó 10 дорн двигается по ней самотеком (под действием силы своей тяжести, ударяется о плиты 3, приводит их в движение, теряет свою энергию и останавливается в ложементе стола 8 приема, 20 при этом удар дорна о стол смягчается пневмоамортизатором 9. После возврата стола 8 с дорном 7 в исходное положение дорн готов к передаче его толкателем дальше по технологической линии на позицию зарядки им гильзы (эта позиция и толкатель не показаны), Если дорн перед ударом «е перекошен, т.е. соударяется с упором параллельно фронту последнего, то соударение происходит одновременно с обеими плитами 3, дорн двигается к упору (и от него) параллельно фронту ударных поверхностей его плит отклоняет их в направлении, перпендикулярном своей оси, и затем энергией их подъема и силой их отдачи сдвигаться чуть назад и останавливается а ложементе стола 8.

Различия функциональных возможностей прототипа и предлагаемого угора видны при сравнении их работы с пеоекошенным останааливаемым TQJioN — дорном.

При соударении с перекошенным дорном (одна) плита прототипа, имея широкий фронт соударения (равный горизонтальной длине плиты по фронту) и не имея направляющих, стремится развернуться в горизонтальной плоскости всем .своим широким фронтом и не только Hp может выправить перекос дорна, но еще может далеко выбитьвыбросить его (за пределы ложемента и даже за пределы решетки).

Каждая же иэ двух плит предлагаемого упора, имея узкий (а толщине плиты по фронту) фронт соударения и направляющие, а ситуации с перекошенным дорном и дорн не сбрасывает, и сама не стремится к горизонтальному развороту, а, главное не может горизонтально развернуться (ибо направляющие 2 не позволяют) и, значит, не может быть выброшен перекошенный дорн, тем более, что энергии подъема .

1 и силы отдачи сначала одной плиты, а затем только второй недостаточно для выброса, зато достаточно для правки положения дорна.

B предлагаемом упоре предударный перекос дорна гасится-выправляется следующим образом. Две его плиты 3 предусмотрительно расставлены на таком расстоянии друг от друга, что при любом перекосе дорна его центр тяжести находится между ними. Перекошенный дорн, соударяясь одним из своих концов с ближайшей .з плит, отклоняет ее точно в аер-::1кальной плоскости ее расположения и качания-поворота, а сам (эа счет отдачи) слегка повора .иаается в горизонтальной плоскости а направлении, проти/ воположном своему перекосу, приближаясь другим, отдаленным от упора, концом к другой его плите, и наконец, сталкива=тся и с ней, именно этим другим концом. ибо она, буду" чи независимой, оставалась после первого удара с угором v8 отклоненной. В период колебания (отклонени сначала вверх-вперед и затем внизназад) второй плиты, первая плита,, оставаясь короткое мгновение поднятой, успевает повернуться обратно и еще больше доворачивает дори иэ перекошенного а правильное положение.

Таким образом, выправление перекоса дорна происходит "".à счет ослаб" ленности рассредоточенных ударов и поочередности как соударений с дорном, так и колебаний отдельных плит.

Этих факторов не может обеспечить прототип, ибо не имеет - чем, т,к. у него не дае, а только одна, притом длинная по фронту удара, плита.

Конечным, определяющим правильную способность упора, фактором является параллельность самой себе каждой ударной поверхности "с" маятниковых плит 3 — при любых углах их подъема по сравнению с исходным, положением.

При двухсторонней работе упора происходит встречное соударение двух

11 17б132 дорнов с ним - по обе стороны от него (фиг.1)..Это соударение может быть как одновременным, так и разновременным. При этом оборудование обе1 их сторон упора - правой и левойтехнологически и физически функционируют аналогично, как и при односторонней работе упора.

Предлагаемый упор своими конструктивными особенностями (отличиями) обеспечивает нормальную и безопас. ную работу (при перекосах дорнов) беэ остаточных перекосов и выбивания маятниковых плит и дорнов за счет факторов, изложенных выше в разделе "Цель" и "Сущность", а также в конце части раздела "Пример" об односторонней работе упора.

За базовый, а точнее, за сравни- 20 тельный объект, принят упрощенный упор типа аналога, не имеющий щита (дорн для остановки соударяется непосредственно с пружинным амортизатором). 25

По сравнению с базовым объектом, предлагаемый упор: уменьшает количество простоев линии на исправление технологической ситуации с дорном в рабочей зоне 3() упора и на восстановительные ремонты механического оборудования и упора в том числе, тем самым повышает производительностb линии пильгерстана; значительно снижает потери ресурса работоспособности дорнов,и их расход, вызванные перекосами дорнов в рабочей зоне упора, снижает их расходный коэффициент и себестоимость прокатанных труб на крупную величину 40 (в связи с дороговизной дорнов и их материала).

Происходит это следующим образом, S практике эксплуатации базового объекта нередко бывает так, что измеряемая минутами и часами задержка извлечения выброшенного упором дорна, выправления его положения (вручную) или замены его новым посредством груэоподъемного средства оказывается слишком продолжительной, И тогда, чтобы не потерять темп, производительность прокатки и объем производства эа смену, прокатку ведут повтор- >

6 12 но (еще два-три раза) одним и тем же неохлажденным дорном. В результате этот дорн перегревается, покрывается сеткой разгара и становится полностью непригодным к дальнейшему (после обработки 3-х, 4-х гильз) использованию. A ему положено (при регулярном - после каждой гильэыохлаждении) откатать 40...45 гильз.

Вот так положительно, неожиданно весомо и "далеко" от упора отзывается на стабильной экономической эффективности работы линии повышение надежности упора в части автоматического выправления перекошенных дор" нов.

Таким образом, по сравнению с базовым объектом, предлагаемый упор обеспечивает достижение экономического эффекта в технологической линии . пильгерстана при прокатке труб, благодаря только что изложенным в пп.1 и 2 факторам, в основном за счет экономии дорогостоящих дорнов и сокращения ремонтных затрат.

Формула изобретения

1. Упор для остановки длинномерного твердого тела, преимущественно дорна в линии пильгерстана, содержащий корпус и подвешенный в нем с возможностью поворота маятник с торцевой рабочей поверхностью, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей устройства при обеспечении удобства его расположения в линии пильгерста» на, он снабжен установленными в корпусе параллельно друг другу двумя парами направляющих, а маятник выполнен в виде двух плит, размещенных в направляющих с воэможностью поворота независимо друг от друга.

2. Упор по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения его эксплуатационных характеристик, каждая плита смонтирована в направляющих посредством двух опор, каждая из которых выполнена в виде серьги с двумя осями поворота, при этом верхняя ось серьги установлена в направляющих, а нижняя - в плите

Составитель А.Вашенко

Техред M.Норгентал Корректор 1.Демчик едактор

Заказ 3212 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж"35, Раушская иаб., д. 4/5

Производственно-иэдатепьский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,101