Гідравлічний зрівноважуючий пристрій валків прокатної кліті

Гідравлічний зрівноважуючий пристрій валків прокатної КЛІТІ, що включає гідроциліндри зрівноважування, які через систему тяг підтискають подушки валків до гвинтів натискного механізму КЛІТІ, гідроакумулятор, трубопровід і розподільник рідини, а також зливальну магістраль, який відрізняється тим, що гідроциліндри зрівноважування виконані двохпорожнинними, причому їхні штокові порожнини за допомогою розподільника рідини з'єднуються з трубопроводом, що приєднаний до гідроакумулятора, або із зливальною магістраллю Винахід відноситься до прокатного виробництва і може бути використаний в робочих клітях прокатних станів , а саме, у конструкціях зрівноважуючих пристроїв робочих валків Відома конструкція гідравлічного пристрою, що зрівноважує, (Машины и агрегаты металлургических заводов Под ред Целикова А И - М Металлургия,1988р т 3, С 249 - 251), який містить гідроциліндри зрівноважування, розташовані у верхній частині робочої КЛІТІ або між подушками прокатних валків, що з'єднані за допомогою трубопроводу з вантажним або пневматичним гідроакумулятором Недоліком відомої конструкції є неможливість зменшення зусилля зрівноважування при обертанні натискних гвинтів, що створює підвищений момент тертя в гвинтових парах натискного механізму В наслідок цього збільшується необхідна потужність двигунів натискного механізму та його металомісткість, тому що виникає потреба у важких редукторах, що спроможні передати великі обертаючі моменти Через цю ж причину збільшується знос різі гвинтових пар Відома конструкція механізму встановлення верхнього валка прокатної КЛІТІ (авторське посвідчення СРСР № 827201, В21В31/24), що включає натискний гвинт та гайку, підп'ятник, систему зрівноважування валків з гідроциліндрами, балки зрівноважування і додатковий гідроциліндр, який змо нтований на станині і взаємодіє з балками зрівноважування Ця конструкція дозволяє регулювати зусилля зрівноважування при русі натискних гвинтів нагору, вниз і при їх зупинці Внаслідок цього статичний момент приводу натискного механізму може бути мінімізованим, отже мінімізовані витрати електроенергії привода та знос різі гвинтових пар Недоліком цієї конструкції є підвищені металота енергомісткості через наявність балок зрівноваження та необхідності у джерелі регульованого тиску (тобто насосі) для живлення додаткового гідроциліндра Відомо (Башта Т М , Руднев С С , Некрасов Б Б Гидравлика, гидромашины и гидроприводы Учебник для вузов - М Машиностроение, 1982 - С 422), що использование насосов в гидросистемах, где требуется большую часть времени поддерживать постоянное давление, а расходы жидкости велики и носят пиковый характер, нерентабельно Це якраз і має місце в зрівноважуючи пристроях і тому в них застосовуються не насоси, а гідроакумулятори Найбільш близьким технічним рішенням до пристрою, що заявляється, є гідравлічний зрівноважуючий пристрій валків прокатних клітей по авторському посвідченню СРСР № 1219188, В21В31/32 До його складу входять зрівноважуючи гідроциліндри, плунжери яких через систему тяг і по (О о (О 44606 льника рідини з'єднані з трубопроводом, що душки валків взаємодіють із гвинтовою передачею приєднаний до гідроакумулятора, або із зливальнатискного механізму, акумулятор рідини, система ною магістраллю з'єднувальних трубопроводів, насосна станція та, У результаті порівняльного аналізу запропопідключений паралельно акумулятору рідини напінованого технічного рішення з прототипом встанорний клапан, з'єднаний з гідроциліндрами зрівновлено, що вони мають загальні технічні ознаки важування и акумулятором через розподільник рідини - гідроциліндри зрівноважування і гідроакумуРобота пристрою здійснюється наступним чилятор, ном При переміщенні валка нагору і його зупинці - систему тяг для підтискання подушок до нарозподільник з'єднує акумулятор і гідроциліндри тискних гвинтів, Відбувається звичайне зрівноважування, як у ві- трубопровід, що з'єднує гідроциліндри з гіддомому пристрої - аналогу При русі валка вниз роакумулятором, розподільник рідини з'єднує гідроциліндри з напір- двох порожнинний розподільник рідини, ним клапаном, а трубопровід, що йде до акумуля- зливальну магістраль, тора, відсікається Рідина з гідроциліндрів через і ВІДМІТНІ ознаки напірний клапан йде на злив Настроюванням на- гідроциліндри зрівноважування виконані пірного клапана забезпечується будь-яке необхіддвохпорожнинними, не зменшення зусилля зрівноважування Втрати - розподільник рідини з'єднує з гідроакумулярідини закумулятора за цикл роботи пристрою тором або зливальною магістраллю штокові поро/цикл прокатки сляба/ дорівнюють робочому об'жнини і, тому його встановлено не в ланцюзі труєму гідроциліндрів зрівноважування Вони компенбопроводу, а поміж штоковими порожнинами суються насосною станцією гідроциліндрів і трубопроводом У порівнянні з аналогом у цьому пристрої заМіж сукупністю суттєвих ознак запропонованобезпечується зменшення зусилля зрівноважування го рішення та завданим технічним результатом є при русі натискних гвинтів униз, що зменшує знос причинно-наслідковий зв'язок різі гвинтової пари натискного механізму Завдяки застосуванню двохпорожнинних гідроциліндрів зрівноважування з'явилася можлиОднак зменшити необхідну потужність двигувість зменшувати зусилля зрівноважування поданів натискного механізму, отже, витрати електрованням робочої рідини одночасно в поршневі і енергії, а також його металомісткість, цей пристрій штокові порожнини не дозволяє, тому що при русі вгору момент тертя у гвинтових парах залишається настільки ж велиЗавдяки встановленню розподільника рідини ким, як і в звичайних пристроях - аналогах, а потуміж штоковими порожнинами гідроциліндрів і тружність двигунів та параметри редукторів вибирабопроводом з'явилася можливість з'єднувати штоються по максимальному моменту кові порожнини з трубопроводом або, в разі потреби, зі зливальною магістраллю В останньому Крім того, необхідність компенсування значних випадку забезпечується зусилля зрівноважування, втрат робочої рідини з акумулятора вимагає встанеобхідне для усунення зазорів у силовому ланновлення спеціальної насосної станції, що збільцюзі робочої КЛІТІ перед захопленням металу валшує металомісткість і вартість зрівноважуючого ками пристрою Таким чином, до недоліків описаного пристрою Виключення із сукупності суттєвих ознак хоча відносяться підвищені, у порівнянні з мінімально б одного не забезпечить досягнення технічного можливими, витрати електроенергії через завищерезультату ну необхідну потужність двигунів натискного мехаТехнічне рішення має винахідницький рівень нізму, велика металомісткість і неможливість досятому, що запропонований гідравлічний зрівновагти максимально можливого зменшення зносу різі жуючий пристрій для фахівця наявним чином не натискних гвинтів і гайок через те, що зусилля зрівипливає з рівня техніки вноважування зменшується тільки при їхньому русі Запропоноване рішення може бути реалізовавниз, тобто недостатня ДОВГОВІЧНІСТЬ вузлів прине в промисловості, виготовлення його в умовах строю машинобудівного заводу, наприклад, НКМЗ, можливе В основу винаходу покладене завдання зниження енергомісткості натискного механізму проЗ використанням запропонованого технічного катної КЛІТІ з одночасним підвищенням ДОВГОВІЧНОрішення розроблений проект робочої КЛІТІ стану СТІ його вузлів 2800 AT "Алчевського металургійного комбінату" Це завдання вирішується за рахунок технічноТаким чином, запропонованому рішенню може го результату, який полягає в зменшенні зусилля бути надана правова охорона, тому що воно є ноперезрівноважування в натискному пристрої вим, має рівень винаходу і промислово застосовано Для досягнення вищезгаданого технічного результату в гідравлічному зрівноважуючому приТехнічна сутність запропонованого рішення строї валків прокатної КЛІТІ, ДО складу якого вхопояснюється кресленням, на якому зображена дять гідроциліндри зрівноважування, що через схема пристрою систему тяг підтискають подушки валків до гвинтів Гідравлічний зрівноважуючий пристрій валків натискного механізму КЛІТІ, гідроакумулятор, трупрокатної КЛІТІ складається з гідроциліндрів зрівбопровід і розподільник рідини, а також зливальну новажування 1 (на кресленні показаний один гідмагістраль, згідно з винаходом гідроциліндри зрівроциліндр із двох), які за допомогою тяг 2 підтисноважування виконано двопорожнинними, причокають подушки 3 валків до натискних гвинтів 4 му їхні штокові порожнини за допомогою розподіГідроциліндри 1 за допомогою трубопроводу 5 44606 з'єднані з гідроакумулятором 6 їхні штокові пороЗлитий через розподільник 7 незначний об'єм жнини за допомогою двохпозиційного розподільробочої рідини повертається в гідроакумулятор 6 ника рідини 7 з'єднуються з трубопроводом 5 або за допомогою насосів, що компенсують витоку із зливальною магістраллю 8 рідини і завжди встановлюються у подібних гідросистемах Але, на відміну від прототипу, не буде Запропонований пристрій працює наступним потрібно збільшувати їхньої потужності чином При зрівноважуванні, коли натискний механізм Після прокатки одного розкату весь вищезгане працює, розподільник 7 вмикається у верхню даний цикл повторюється при прокатці наступних позицію і штокові порожнини гідроциліндрів 1 з'єдрозкатів нуються зі зливальною магістраллю 8 3 них злиСлід зазначити, що саме завдяки зменшенню вається об'єм робочої рідини, який дорівнює стисзусилля зрівноважування до Рн з'являється можнутому об'єму в штокових порожнинах під тиском ливість зменшити необхідну потужність двигунів гідроакумулятора 6 Внаслідок цього тиск стає рівнатискного механізму, тому що вона завжди вибиним атмосферному Діаметри поршнів гідроцилінрається по максимальному навантаженню Змендра 1 вибрані таким чином, щоб під тиском гідрошення потужності двигунів при заданих максимаакумулятора РГА виникало зусилля льні швидкості і прискоренні натискних гвинтів зрівноважування, що ВІДПОВІДНО ДО загальноприйприведе до зменшення витрати електроенергії при нятих норм , дорівнює роботі натискного механізму з запропонованим зрівноважуючим пристроєм Ро = (1.2±1.4)(тВк + 2mB)g, Завдяки зменшенню моментів тертя в різі у де гпвк, гпв - маси верхнього валкового комплевсіх фазах руху натискного механізму зменшуютькту і натискних гвинтів, ся і обертаючі моменти, що передаються редуктоg - прискорення земного тяжіння рами натискного механізму Тому їх можна буде Під ДІЄЮ зусилля Ро вибираються зазори в сивиконати полегшеними, з меншими моментами ловому ланцюзі робочої КЛІТІ перед захопленням інерції зубчастих коліс і шестірень Це приведе до металу валками зменшення і динамічного моменту натискного меПри збільшенні розчину валків, коли натискні ханізму , а також до зменшення його металомістгвинти рухаються нагору, розподільник 7 перемикості кається у нижню позицію, внаслідок чого штокові Крім того, зменшення тертя в різі гвинтових порожнини гідроциліндрів 1 з'єднуються з трубопар зменшить їхній знос, що дасть можливість збіпроводом 5 і тиск у них стає рівним ргд Діаметри льшити термін служби цих досить дорогих деташтоків обрані таким чином, щоб з урахуванням лей, тобто їхню ДОВГОВІЧНІСТЬ утрат тиску в трубопроводі при русі гвинтів нагору При використанні винаходу в проекті реконстрезультуюче зусилля гідроциліндра 1 дорівнюварукції чорнової КЛІТІ товстолистного стану 2800 ло було встановлено, що статична складова потужРв = ( m B K + 2m B )(g + К), ності кожного з двох двигунів натискного механізму де К -прискорення поступального руху натискможе бути зменшена з 14,1кВт до 5,0кВт при русі них гвинтів натискних гвинтів нагору і з 39кВт до 22,3кВт при Завдяки зусиллю Рв момент тертя в різі гвинрусі натискних гвинтів униз унаслідок того, що зутових пар при розгоні натискних гвинтів із прискосилля перезрівноважування на підп'ятниках при ренням К теоретично буде дорівнює нулю, а при ході нагору зменшилися з 84,7кН до 41,2кН, на різі сталому процесі і гальмуванні з уповільненням К - з 44,5кН до 1кН При русі вниз - з 148,8кН до близьким до нуля Момент тертя в підп'ятниках 95,8кН на підп'ятниках, і з 108,6кН до 55,6кН на буде обумовлений тільки масою натискних гвинтів різі При зменшенні розчину валків, коли натискні Унаслідок зменшення моментів тертя і незнагвинти рухаються вниз, розподільник 7 залишаєтьчним об'ємом робочої рідини, що зливається, ідеся в нижній позиції Результуюче зусилля гідроциальний ( без урахування тертя подушок об напраліндра 1 Рн тепер буде більше Рв, що забезпечить вляючі стояки станин) коефіцієнт корисної дії мінімізацію моменту тертя в різі натискних гвинтів, системи "натискний механізм - зрівноважуючий оскільки тиск у гідроциліндрах збільшується до пристрій" підвищиться в 1,45 разів - з 33% в існую(РГА + ДРн), Де ДРн - збільшення тиску в гідро цичої системи зі зрівноважуванням (по прототипу) до ліндрах внаслідок опору в трубопроводі 5 Однак 48% із запропонованим зрівноважуючим пристрозусилля Рн буде все ж менше Ро , тому що ефекєм тивна площа поршнів гідроциліндра 1 зменшиться Таким чином запропонована конструкція гіддо площі штоків і буде дорівнювати равлічного зрівноважую чого пристрою дозволить знизити енергомісткість натискного механізму проРГА катної КЛІТІ при одночасному підвищенні ДОВГОВІЧР Р Н= Е НОСТІ його вузлів 44606 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90