Механізм установки верхнього валка прокатної кліті

Механізм установки верхнього валка прокатної кліті, що містить гідроциліндр зрівноважування верхнього валка, плунжер якого пов'язаний із гвинтовою передачею натискного механізму, і електрогідравлічну систему керування гідроциліндром зрівноважування, що включає 3 29398 4 клапан і регульований дросель. Акумулятор Для досягнення вищевказаного результату заповнюється робочою рідиною від помпової механізм установки верхнього валка прокатної станції. кліті, що включає гідроциліндр зрівноважування Ме ханізм працює в трьох режимах: натискні верхнього валка, плунжер якого пов'язаний із гвинти нерухомі, натискні гвинти рухаються вниз, гвинтовою передачею натискного механізму, і натискні гвинти рухаються нагору. Зазори між електрогідравлічну систему керування підп'я тником і п'ятої натискного гвинта гідроциліндром зрівноважування що включає, вибираються. При нерухомих натискних гвинтах акумулятор рідини, з'єднаний з помповою механізм зрівноважування верхнього валка установкою, зчленований системою трубопроводів знаходиться під впливом зусилля із двопозиційним розподільником, який з'єднує в перезрівноважування й кліть готова прийняти одній зі своїх позицій порожнину гідроциліндра заготівку. При переустановці верхнього валка з зрівноважування з акумулятором, і бак, відповідно подушками на нове обтиснення після чергового до корисній моделі, механізм постачений, проходу заготівки через кліть відбувається рух установленими в електрогідравлічній системі натискних гвинтів униз, робоча рідина плунжером керування двома помп-моторами, які оснащені, витісняється з гідроциліндра через трубопровід, наприклад, пристроями регулювання робочого розподільник, підпірний клапан, дросель у бак. обсягу рідини, і вали, яких з'єднані між собою, при Зусилля, які діють на підп'ятник і гайки на цьому двопозиційний розподільник у другій своїй натискних гвинтах визначаються настроюванням позиції з'єднує порожнину гідроциліндра через переливного клапана. Підп'ятник і гайки натискних один з помп-моторів з баком, а з'єднання гвинтів розвантажуються при переустановці порожнини гідроциліндра зрівноважування з верхнього валка на нове обтиснення під час пауз акумулятором здійснено через інший помпу-мотор. між проходами металу через валки. Робоча рідина В результаті порівняльного аналізу з акумулятора через напірний трубопровід, пропонованого механізму установки верхнього зворотний клапан, розподільник, редукційний валка із найближчим аналогом установлено, що клапан у гідроциліндр не надходить. Стан вони мають наступні загальні ознаки: механізму установки верхнього валка відповідає - гідроциліндр зрівноважування верхнього режиму - натискні гвинти нерухомі, і кліть готова валка; прийняти заготівку. При переустановці верхнього - гвинтова передача натискного механізму; валка на нові обтиснення цикл роботи механізму - плунжер гідроциліндра зрівноважування, повторюється. Рух натискних гвинтів нагору пов'язаний із гвинтовою передачею; відбувається тоді, коли виконані всі проходи через - електрогідравлічна система керування валки кліті й верхній валок необхідно повернути у гідроциліндром зрівноважування, що включає вихідне положення для прийняття нової заготівки. акумулятор рідини, помпову установку, систему При русі натискних гвинтів нагору робоча рідина з трубопроводів, двопозиційний розподільник, який акумулятора по нагнітальному тр убопроводу через з'єднує в одній зі своїх позицій порожнину зворотний клапан, розподільник, редукційний гідроциліндра зрівноважування з акумулятором, і клапан, зворотний клапан надходить у бак; гідроциліндр. Зусилля, які діють на підп'ятник і а також відмінні ознаки: гайки натискних гвинтів при цьому мінімальні й механізм установки постачений в обумовлені настроюванням редукційного клапана. електрогідравлічній системі керування двома Після зупинки натискних гвинтів і виконання кліттю помпами-моторами, які оснащені, наприклад, заданого числа проходів рух натискних гвинтів пристроями регулювання робочого об'єму рідини; нагору буде повторюватися. - з'єднання валів помп-моторів між собою; У найближчому аналогу усунуті недоліки - двопозиційний розподільник у другій своїй аналогу, а саме знижене зношування елементів позиції з'єднує порожнину гідроциліндра через пристрою, тому що розвантажуються від повного один з помп-моторів з баком; тиску гвинтова передача й підп'ятник з з'єднання порожнини гідроциліндра підшипником за рахунок установки в гідросистемі зрівноважування з акумулятором здійснено через редукційного клапана, який регулює зусилля. інший помпу-мотор. Однак у даному технічному рішенні є недоліки: Таким чином, запропонований механізм - значні енерговитрати, обумовлені тим, що установки верхнього валка прокатної кліті, має вся рідина із циліндра зрівноважування при нове конструктивне виконання вузлів і деталей, переміщенні валків униз та розвантаженню гайок нові зв'язки вузлів і деталей, а також нове натискних гвинтів і підп'ятників зливається через розміщення їх відносно один одного. підпірний клапан у бак, внаслідок чого при Між відмінними ознаками й технічним наступному переміщенні валків нагору потрібне результатом, який досягається існує причинновключення помпи для зарядки акумулятора. наслідковий зв'язок. Завдання корисної моделі - зниження Завдяки тому, що механізм установки енергетичних витрат у гідросистемі механізму верхнього валка постачений установленими в установки верхнього валка. електрогідравлічній системі керування двома Це завдання вирішується за рахунок помпами-моторами, які оснащені, наприклад, технічного результату, що складається у пристроями регулювання робочого об'єму рідини, і використанні енергії помп-моторів для часткового вали, яких з'єднані між собою, при цьому наповнення робочою рідиною акумулятора при двопозиційний розподільник у другій своїй позиції переустановці валків. з'єднує порожнину гідроциліндра через один з 5 29398 6 помп-моторів з баком, а через інший помп-мотор При переході на інший сортамент розкату, або з акумулятором, стало можливим, забираючи при інших переміщеннях, робота механізму рідину з порожнини гідроциліндра здійснюється таким чином. Одночасно із зрівноважування за рахунок енергії помпи-мотора включенням натискного гвинта 5 нагору або вниз відразу направляти її не на злив у бак, а гідророзподільник 11 включається в другу позицію. помпувати цю рідину помпою-мотором в При цьому порожнина гідроциліндра 1 з'єднується акумулятор, наповнюючи його обсяг і з однойменними виходами помп-моторів12 й 13. підготовляючи його до здійснення наступної При русі натискних гвинтів нагору плунжер 2 роботи. Крім того, стало можливим забезпечити гідроциліндра 1 переміщається так само нагору, подачу рідини в гідроциліндри не тільки з порожнина гідроциліндра 1 збільшується й акумулятора, а зі зливального бака через помпзаповнюється рідиною із двох джерел: через мотори, тим самим резервується рідина в помпу-мотор 13 з акумулятора 9 і через помпуакумуляторі для наступних операцій по мотор 12 з бака 14. Це відбувається тому, що переміщенню натискних гвинтів. виникаючий перепад тиску на помпі-моторі 13 при Виключення з вищевказаної сукупності протіканні через нього рідини перетворюється в відмінних ознак хоча б одного не забезпечує крутний момент, який передається на вал помпидосягнення технічного результату. мотора 12, завдяки чому помпа-мотор 12 всмоктує Рішення, що заявляється, промислово рідину з бака 14 і подає її в гідроциліндр 1. Таким придатне, тому що його те хнологічне й технічне чином, при русі валків нагору помпа-мотор 13 виконання не представляє труднощів. По цьому функціонує в режимі мотора, а помпа-мотор 12 - у технічному рішенню виконаний техно-рабочий режимі помпи. проект механізму установки валків стана 2500 Визначимо залежність величини тиску в ММК (Россія). гідроциліндрі 1 при русі натискних гвинтів 5 нагору. Корисна модель пояснюється кресленням, на Відома залежність потужності на валу помпаякому зображено: мотора 13 (гідромотора): Фіг. - механізм установки верхнього валка DNм = Dpм * qм * n * hм, (1) прокатної кліті з електрогідравлічною схемою де Dрм - перепад тиску на гідромоторі 13; керування; qм - робочий об'єм гідромотора 13 (кількість Ме ханізм установки верхнього валка прокатної подаваної рідини за один оберт вала); кліті має гідроциліндр зрівноважування 1 із hм- гідромеханічний к.к.д гідромотора 13; плунжером 2. Подушки 3 контактують через n - частота обертання вала гідромотора 13. підп'я тник 4 із гвинтами 5, які пов'язані з гайками 6 Так само відома залежність потужності та нерухомо встановлені в станині 7. Порожнина споживаної помпою-мотором (помпою) 12: гідроциліндра 1 з'єднана трубопроводом 8 з hн акумулятором 9 і помповою установкою 10. У Nпр = Dрн * qн * n * , hоn (2) трубопроводі 8 установлений двопозиційний золотниковий гідророзподільник 11. В де Dрн - тиск, який розвивається помпою 12; електрогідравлічній схемі керування між qn - робочий об'єм помпи 12 (кількість акумулятором 9 і розподільником 11 установлені подаваноїрідини за один оберт вала); два помп-мотори 12 й 13. Розподільник 11 в одній hн - об'ємний к.к.д помпи 12; своїй позиції забезпечує з'єднання порожнини hон - повний к.к.д помпи 12; гідроциліндра 1 з акумулятором 9 і помповою n - частота обертання вала помпи 12. установкою 10. При перемиканні на другу свою З огляду на те, що практично вся потужність позицію гідророзподільник 11 з'єднує порожнину від вала гідромотора 13 передається на вал помпи гідроциліндра 1 з однойменними виходами помп12 одержуємо: моторів 12 й 13. Для зливу робочої рідини hн встановлений бак 14. Протилежний вихід помпиDрм * qм * hм = D рн * qн * , hон (3) мотора 12 з'єднується з баком 14, а протилежний вихід помпи-мотора 13 з акумулятором 9 і Позначивши сумарний к.к.д. двох помппомповою установкою 10. Помпи-мотори 12 й 13 hн h об = являють собою єдиний гідроагрегат, тому що їхні h м * hон перетворимо моторів 12 й 13 вали з'єднані між собою. Ме ханізм установки рівність (3) у вираження: верхнього валка працює таким чином. При нерухомих гвинта х 5 розподільник 11 Dрм qн = h об займає позицію, яка з'єднує порожнину Dрн qм (4) гідроциліндра зрівноважування 1 з акумулятором 9 Перепад тиску на гідромоторі 13, зневажаючи і помповою установкою 10. Тиск від акумулятора 9 втратами в тр убопроводі, дорівнює: Dрм = Ра - Рц подається в гідроциліндр зрівноважування 1 по де Ра - тиск в акумуляторі 9; трубопроводу 8 через двопозиційний розподільник Рц - тиск у гідроциліндрі зрівноважування 1. 11, завдяки чому плунжер 2 гідроциліндра 1 Тиск, що розвивається помпою 12, переміщаючись нагору підтискає подушку 3 з зневажаючи витратами в трубопроводі, дорівнює підп'я тником 4 до п'яти гвинта 5. Таким чином, Dрн = Ра. зазори в сполученнях підп'ятник-п'ята та гвинтПідставляючи значення Dрм та Dрн у гайка вибираються, і кліть готова виконувати вираження (4) і перетворив його, одержимо прокатку. Підживлення акумулятора 9 залежність тиску в гідроциліндрі 1 від здійснюється помповою установкою 10. 7 29398 8 співвідношення робочих об'ємів помпи-мотора 12 і гідроциліндра 1 в акумулятор 9. Таким чином, при помпи-мотора 13 та вихідного тиску в акумуляторі русі валків униз помпа-мотор 12 функціонує в 9. режимі мотора, а помпа-мотор 13 у режимі помпи. Визначимо залежність величини тиску в æ qн ö Rц = Rаç1 h об÷ гідроциліндрі при русі натискних гвинтів униз. ç ÷ qм è ø (5) Перепад тиску на помпі-моторі 13, зневажаючи Зважаючи на те, що при русі натискних гвинтів втратами в тр убопроводі, дорівнює: нагору в режимі помпи функціонує помпа-мотор Dрм = Рц1 - рб = Рц1 (11) 12, а режимі гідромотора - помпа-мотор 13, з де Рц1 - тиск у гідроциліндрі зрівноважування вираження (5) одержуємо 1 при переміщенні гвинтів униз; Рб = 0 тиск у трубопроводі зливу в бак 14. æ q12 ö Rц = Rаç1hоб÷ Тиск, що розвивається помпою-мотором 13, ç ÷ q13 è ø (6) зневажаючи втратами в трубопроводі, дорівнює: де q12 - робочий об'єм помпи-мотора 12; Dрн = Ра - Рц1 (12) q13 - робочий об'єм помпи-мотора 13. Підставляючи значення (11) і (12)у вираження Даний механізм установки валка при русі (4) і зважаючи на те, що при русі натискних гвинтів натискних гвинтів нагору забезпечує зниження униз у режимі помпи функціонує помпа-мотор 13, а тиску в гідроциліндрі 1 у порівнянні з тиском в у режимі гідромотора - помпа-мотор 12 акумуляторі 9 і тим самим знижується одержуємо: навантажень на підп'ятник 4 у сполученні гвинтRа Rц1 = (13) гайка 5-6 до величини залежної від обраного æ q12 ö співвідношення робочих об'ємів помп-моторів 12 й ç + 1÷ ç q13 * hоб ÷ 13. Одночасно, з рішенням завдання зниження è ø навантаження на елементи вузлів 4, 5, 6 при русі Таким чином, механізм установки валка при натискних гвинтів нагору, даний механізм русі натискних гвинтів униз залежно від обраного забезпечує подачу робочої рідини в гідроциліндр співвідношення робочих об'ємів (q12/q13) помпне тільки з акумулятора 9, а з бака 14, тим самим, моторів 12 й 13 забезпечує зниження тиску в знижуючи витрату рідини з акумулятора 9 і гідроциліндрі 1 у порівнянні з тиском в акумуляторі резервуючи її для наступних операцій, наприклад, 9 і тим самим зниження навантажень на підп'ятник по переміщенню натискних гвинтів униз. 4 і сполучення гвинт-гайка 5-6. Визначимо залежність розподілу об'єму рідини Одночасно з рішенням завдання зниження подаваної в гідроциліндр між помп-моторами 12 й навантаження на елементи вузлів 13. Об'єм рідини, що подається помпою-мотором зрівноважування при русі натискних гвинтів униз (помпою) 12, тобто з бака 14 у гідроциліндр 9 даний механізм забезпечує часткову рекуперацію становить: енергії за рахунок подачі робочої рідини з гідроциліндра в акумулятор, тим самим у цілому V12= q12*m*hо12 (7) знижуючи споживання гідравлічної енергії в де hо12 - об'ємний к.к.д помпи-мотора 12; гідросистемі. m - кількість обертів вала помпи-мотора 12. Визначимо залежність розподілу об'єму Об'єм рідини, що подається гідромотором 13 з рідини, яка витісняється з гідроциліндра через акумулятора 9 у гідроциліндр 1, становить: помпу-мотор 13 в акумулятор і через помпу-мотор q13 * m V13 = , 12 на злив у бак. ho13 (8) Об'єм рідини, що подається помпою 13, тобто де hо13 - об'ємний к.к.д помпи-мотора 13; з гідроциліндра в акумулятор 9 становить: m - кількість обертів вала помпи-мотора 13. V13 = q13 * m * ho13 (14) Співвідношення об'ємів рідини подаваних де hо13 - об'ємний к.к.д помпи 13; помпою 12 і гідромотором 13 складе: m - кількість обертів вала помпи 13. V12 q12 Об'єм рідини, що подається мотором 12 з = ho12 * ho13, (9) гідроциліндра в бак, становить: V13 q13 q12 * m Таким чином, розподіл об'єму рідини, що V12 = , подається в гідроциліндр 1 при переміщенні ho12 (15) натискних гвинтів 5 нагору, між помпою-мотором де hо12 - об'ємний к.к.д помпи-мотора 12. (помпою) 12 і помпою-мотором (мотором) 13 m - кількість обертів вала помпи 12. перебуває в прямої залежності від співвідношення Співвідношення об'ємів рідини помпою 13 і робочих об'ємів цих помп-моторів. гідромотором 12 складе: При русі натискних гвинтів униз подушка 4 V13 q13 впливає на плунжер 2 гідроциліндра 1, що = ho13 * ho12, (16) V12 q12 переміщається так само вниз, при цьому порожнина гідроциліндра зменшується й рідина Таким чином, розподіл об'єму рідини, що перетікає з гідроциліндра 1 частково через помпуподається в гідроциліндр при переміщенні мотор 13 в акумулятор 9, і частково через помпунатискних гвинтів униз, між помпою 13 і мотор 12 у бак 14. Це відбувається тому, що гідромотором 12 перебуває в прямій залежності виникаючий перепад тиску на помпі-моторі 12 при від співвідношення робочих обсягів цих помппротіканні через нього рідини перетвориться в моторів. крутний момент, що передається на вал помпимотора 13, завдяки чому останній помпує рідину з 9 29398 Залежності (6) і (13) показують, що при застосуванні помп-моторів з регульованими робочими об'ємами (q12 й q13), даний механізм при переміщенні натискних гвинтів нагору й униз здатний варіювати діапазон установних тисків у гідроциліндрі 1, що необхідно при зміні маси валків, наприклад, після їхнього переточування. При цьому змінюється розподіл протікальної рідини через помпи-мотори 12 й 13 згідно залежностей (9) і (16). Таким чином, при русі натискних гвинтів нагору забезпечується резервування рідини в акумуляторі 9 за рахунок використання помпмоторів 12 й 13 для часткового помпування рідини з бака 14. А при русі натискних гвинтів униз забезпечується часткове повернення рідини з гідроциліндра 1 в акумулятор 9, то втрати рідини з акумулятора за цикл роботи механізму зведені до мінімуму й у гідросистемі не потрібно потужна помпова установка 10 для підживлення гідравлічного контуру, тобто виконується завдання зниження енерговитрат. У даному механізмі зниження тиску в гідроциліндрі досягається за рахунок регулювання об'ємів гідромашин, і в електрогідравлічній системі керування відсутні передбачені у прототипі для цієї мети дроселі, редукційні й підпірні клапана, тому виключається нагрівання рідини в даному технічному рішенні при зниженні тиску. У зв'язку із цим не потрібно додаткових заходів по охолодженню робочої рідини в гідросистемі. Таким чином, із усього вищевикладеного видно, що оснащення прокатної кліті механізмом установки верхніх валків, виго товленим згідно формули корисної моделі, дозволяє використати енергію помп-моторів для часткового наповнення робочою рідиною з гідроциліндра зрівноважування для дозарядження акумулятора й підготовки його до здійснення наступної роботи при переустановці валків, що дозволяє знизити енергетичні витрати. 10