Механізм переміщення каретки подавального апарата пілігрімового стана

Корисна модель відноситься до устаткування трубопрокатних станів, більш конкретно - до механізму переміщення каретки подавального апарата пілігримового стана (пільгерстана) і може бути використане в інших механізмах, де потрібна стабільна подача виконавчого органа, що випробує великі перемінні за знаком динамічні навантаження. Відомий гідравлічний подавальний механізм каретки пільгерстана, що містить зв'язані з корпусом каретки гідроциліндри подачі і відводу. (С.Н. Кожевников, А.В. Праздников, A.M. Иоффе. Обор удование цехов с пилигримовыми трубопрокатными установками. М., "Металлургия", 1974, с.170). У відомій системі в процесі прокатки рідина від насосно-акумуляторної станції (НАС) подається в гідроциліндр подачі і надходить на злив з гідроциліндрів відводу через дросель при перекритому дистрібуторі. У гідравлічному двигуні величина швидкості переміщення виконавчої ланки (у нашому випадку каретка подавального апарата) і її сталість залежить від величини прохідного перетину дроселя, установленого на зливальній магістралі, і перепаду тиску на вході і виході з дроселя при постійному зовнішнім навантаженні. Якщо в результаті зміни зовнішнього навантаження на виконавчу ланку змінюється перепад тиску на дроселі при постійному настроюванні прохідного перетину дроселя, то змінюється і швидкість переміщення виконавчої ланки. Величина подачі на стані нестабільна, тому що на гідравлічну систему крім сил від гідроциліндра подачі діють наступні сили: 1. Сила тертя в ущільненнях гідроциліндрів і повзунів каретки подачі по направляючим (цю силу можна вважати постійною на всій довжині ходу); 2. Перемінна сила від тиску стисненного повітря в повітряному циліндрі подавального апарата, при прокатці і подачі рухливи х мас подавального апарата з оправкою і гільзою, що прокочується, до валків, у період холостого ходу останніх; 3. Динамічний вплив корпуса подавального апарату на каретку подавального апарата, при гідравлічному гальмуванні рухливи х мас в подавальному апараті, при підході гільзи до валків наприкінці холостого ходу валків. Тому на механізм подачі увесь час впливає перемінне в кожнім циклі прокатки технологічне навантаження, що впливає на витрату рідини, що надходить на злив через дросель у різні фази прокатки, величина подачі не стабільна. Якщо гільза, що прокочується, буде подана у валки на величину, більшу за встановлену подачу, то в головній лінії стану виникнуть великі динамічні навантаження, що може привести до аварії, одночасно погіршиться якість труби, що прокочується. Якщо подача менше заданої, то знижується продуктивність стану. Найбільш близьким по технічній сутності і результату, що досягається при використанні, механізму, що заявляється, є механізм переміщення каретки подавального апарата пилигримового стану, що містить зв'язані з корпусом каретки гідроциліндри подачі і відводу і гвинтовий дозатор подачі із приводом обертання, у якому гвинт дозатора з'єднаний із приводом обертання й обхоплений встановленими в поворотних опорах корпусу каретки гвинтовими роликами, вісь одного з яких постачена гальмом. (Авт.св. СССР №440171, М. Кл. В21В21/04, бюл.№31 25.08.74.) Недоліками зазначеної конструкції механізму переміщення каретки подавального апарата пільгерстана, є громіздкість гвинтового дозатора, потреба в частому технічному обслуговуванні механізму через швидке зношування гвинтової пари, і - саме головне - неможливість конструктивно забезпечити необхідну жорсткість довгого ходового гвинта (у сучасних станах його довжина повинна досягати 12-13м). В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення конструкції механізму переміщення каретки подавального апарата пільгерстану шляхом автоматичного збереження заданого перепаду тиску на дроселі, незалежно від зміни величини технологічного навантаження, що впливає на механізм. При цьому подача буде залишатися постійною і заданою. Поставлене завдання вирішується тим, що в механізмі переміщення каретки подавального апарата пільгерстану, що включає зв'язані з корпусом каретки гідроциліндри подачі і відводу, відповідно до винаходу, уведені два гідророзподільники, один із яких з'єднаний із гідроциліндром відводу, а інший з'єднаний із гідроциліндром подачі, а також регульований дросель і автоматичний дросель, установлені на зливальній магістралі, при цьому регульований дросель входом з'єднаний із виходом автоматичного дроселя. За наявними в заявника відомостями, пропонована сукупність відомостей, що характеризують сутність винаходу, не відома з рівня техніки. Отже, винахід відповідає критерію "новизна". Введення в схему регульованого дроселя й автоматичного дроселя дозволить підтримувати постійно заданим перепад тиску на регульованому дроселі і тим самим забезпечувати задану швидкість руху виконавчої ланки (каретки), отже, і величину подачі в одиницю часу. При цьому напрямок переміщення потоків рідини в трубопроводах від насосно-акумуляторної станції до порожнин гідроциліндрів і з порожнин на злив можна буде регулювати гідророзподільниками, один із яких встановлений у магістралі між НАС і гідроциліндром подачі, а другий - між НАС і гідроциліндром відводу. Сукупність ознак, що заявляються, не випливає явно з рівня техніки. Сукупність ознак, що характеризують відоме рішення не забезпечує досягнення нових властивостей і тільки наявність відмітних ознак винаходу дозволяє одержати нові властивості, новий те хнічний результат. Отже, пропонований винахід відповідає критерію "винахідницький рівень". Ознаками, загальними як для прототипу, так і для пропонованого винаходу є зв'язані з корпусом каретки подавального апарата, гідроциліндри подачі й відводу. Відмітними ознаками пропонованого винаходу є наявність двох гідророзподільників, один із яких з'єднаний із гідроциліндром відводу, а інший з'єднаний із гідроциліндром подачі, а також регульованого дроселя й автоматичного дроселя, установлених на зливальній магістралі, при цьому регульований дросель входом з'єднаний із виходом автоматичного дроселя. Корисна модель пояснюється графічно, де на фігурі представлена схема пропонованого механізму переміщення каретки подавального апарата пилигримового стану. До корпуса каретки 1 подавального апарата 2 прикріплені плунжер гідроциліндра подачі 3 і плунжер гідроциліндра відводу 4. Гідроциліндри з'єднані з джерелом тиску (НАС - не показана) і зливом гідророзподільниками 5 і 6. Гідророзподільник 6 з'єднай із регульованим дроселем 7 і автоматичним дроселем 8. Корпуси гідроциліндрів подачі 3 і відводу 4 закріплені на фундаменті 9 нерухомо. На корпусі каретки 1 встановлений подавальноий апарат 2, у корпусі якого є повітряна камера 10 пневмопривода плунжера 11 із поршнем 12 і водяна камера 13 гідрогальма 14 плунжера 11 із замком 15, у який вставляється оправка з гільзою 16, що прокочується в пільгервалках 17. Автоматичний дросель 8 містить пружину 18, степінь стиску котрої змінюється регулювальним гвинтом 19, підпоршневу порожнину 20 порожнину дроселювання 21, поршень 22, голку 23, поршневу порожнину 24, що з'єднується з підпоршневою порожниною 20 вузьким каналом 25, а з поршневою порожниною 24 з'єднується перехідним перетином 26, утвореним корпусом дроселя 8 та голкою 23. Розглянемо роботу механізму тільки у фазі безпосередньо прокатки гільзи 16 у валках 17 пільгерстана. Допоміжні операції зміни оправки, підведення і відводу апарата, що подає, до клітини і від клітини не розглядаються, тому що в цей період пропонований у дійсному винаході механізм із двома дроселями не працює. Ме ханізм працює таким чином. Клапани (не показані) гідророзподільника 5 сполучають гідроциліндр подачі 3 із НАС (не показано). Клапани (не показані) гідророзподільника 6 відтинають порожнину гідроциліндра відводу 4 від джерела тиску (НАС) і прямого зливу і з'єднують порожнину на злив через порожнину дроселювання 21 автоматичного дроселя 8 та регульований дросель 7. Дросель 7 настроєний на забезпечення заданої швидкості подачі гільзи 16 у валки 17 при прокатці. На поршень 20, зв'язаний із голкою 19 впливає сила стиснутої пружини 18 з одного боку, та тиск робочої рідини РЗ у поршневій порожнині 24 з іншого боку. Поршень з голкою перебувають у становищі рівноваги, що досягається регулюванням гвинта 19. Прохідний перетин 26 відкрито і робоча рідина надходить з поршневої порожнини 24 до порожнини дроселювання 21. Каретка 1 з подавальним апаратом 2 і гільзою 16 задається у валки 17 і починається прокатка. Валки захоплюють ділянку гільзи 16, поданої до очагу деформації, розкочують порцію металу й одночасно відкочують плунжер 11 праворуч, стискаючи повітря в повітряній камері 10 корпуса подавального апарата. Каретка подачі 1 із корпусом подавального апарата 2 за допомогою гідроциліндра 3 продовжує рух до валків. Через те, що тиск повітря P1 у повітряній камері від стиску повітря поршнем 12 плунжера 11 зростає, зменшується результуюча сила Рр, що діє на плунжер гідроциліндра подачі 3 і тиск Р2 у гідроциліндрі відводу падає, падає також тиск Р3 на вході в а втоматичний дросель та в його поршневій камері 24. При цьому сила стиснутої пружини 19 перевищує тиск рідини Р3, поршень 22 із голкою 23 опускаються, прохідний перетин 26 розширюється і рідина надходить з поршневої порожнини 24 до порожнини дроселювання 21 інтенсивніше. Перепад тисків ( DP = P3 - P4 ) на дроселі 8 залишається постійним і швидкість подачі залишається заданою. Після закінчення прокатки валки відпускають гільзу і за час холостого ходу валків плунжер 11 із гільзою 16 під дією тиску P1 стиснутого повітря в камері 10 подається до валків на величину відкоту при прокатці і величину переміщення каретки подавального апарата гідроциліндром подачі 3 у період прокатки. При підході плунжера 11 до крайнього лівого становища, він загальмовується за допомогою гідравлічного гальма 14. При цьому в гальмі виникає різкий зріст тиску води P5 і виникає гальмова сила тиску, що впливає на плунжер 11 і реактивно на корпус подавального апарата 2; остання передається через корпус на каретку 1 механізму подачі, що впливає на плунжер гідроциліндра відводу 4. Тиски Р2 і Р3 зростають і знову зміниться перепад тиску ( DP = P3 - P4 ) і величина подачі. Але цього не відбувається, тому що зрослий тиск Р перевищує силу стиснутої 3 пружини 18, піднімає поршень 22 і голку 23 автоматичного дроселя 8. Прохідний перетин 26 дроселя 8 звужується і перепад тиску ( DP = P3 - P4 ) залишається незмінним, подача не змінюється. Якщо деяка кількість рідини потрапила до підпоршневої порожнини 20 крізь ущільнення поршню 23, вона буде надходити до порожнини 21 за допомогою каналу 25 та не створить перешкод переміщенню поршня 22. Коли плунжер 11 із гільзою 16 за допомогою гідрогальма 14 загальмується і під дією тиску Р1 повітря в камері 10 займе переднє ліве крайнє становище, відбудеться захоплення металу гільзи валками і цикл повториться. Зразок пропонованого винаходу буде випробуваним на Нижньодніпровськом трубопрокатному заводі. Пропонований корисна модель може бути багаторазово відтворена і використана як механізм переміщення каретки подавального апарата пільгерстана, тому винахід відповідає критерію "промислова прийнятність". Корисна модель може становити інтерес для закордонного патентування - Росії.