Барабан моталки гарячої штаби

Реферат: Барабан моталки гарячої штаби містить зовнішні сектори із дворядними виступами Г-подібної форми, внутрішні сторони яких утворюють Т-подібні пази, порожнистий хрестоподібний вал, у порожнині якого розташована привідна штанга й усередині якого радіально встановлені штовхачі з похилими торцями з боку штанги та плоскими торцями, контактуючими з Тподібними пазами. Штовхачі виконані циліндричної форми й установлені з можливістю осьового провороту в хрестоподібному валу у відповідних наскрізних поперечних отворах, виконаних під вищезгадані штовхачі. На хрестоподібному валу виконані Т-подібні виступи, відповідні внутрішнім Т-подібним пазам секторів. Привідна штанга виконана з конічними проточками із чотирибічними похилими поверхнями з можливістю взаємодії з похилими торцями штовхачів. UA 88331 U (54) БАРАБАН МОТАЛКИ ГАРЯЧОЇ ШТАБИ UA 88331 U UA 88331 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель, яка заявляється, належить до прокатного виробництва, а точніше до намотувальних пристроїв для штабового матеріалу. Відомий барабан моталки гарячої штаби (А.С. № 854943, МПК В21С47/30), що містить порожнистий хрестоподібний вал з розміщеною в його порожнині привідною тягою (штангою), кінець якої прикріплений до диска, і розташовані паралельно поздовжньої осі хрестоподібного вала чотири квадратні штанги із клиновими поверхнями та сектори з відповідними клиновими поверхнями, розташованими на двох рядах місцевих виступів, що утворюють Т-подібний паз. При цьому одні кінці квадратних штанг прикріплені до диска, а інші кінці квадратних штанг розміщені в опорах, виконаних у барабані з боку установки приводу. Працює барабан наступним чином. Перед початком намотування штаби збільшують діаметр барабана. Для цього приводом переміщення тягу з диском переміщають вправо, разом з ними переміщаються вправо також квадратні штанги. При цьому квадратні штанги сковзають із однієї сторони по опорних планках хрестоподібного вала, а з іншого боку їх клинові поверхні взаємодіють із відповідними поверхнями секторів, які рухаються в радіальному напрямку до упору їх місцевих виступів у Т-подібні місцеві виступи вала, збільшуючи діаметр барабана. При переміщенні тяги вліво скріплені з нею штанги теж переміщуються вліво, а сектори під впливом пружин рухаються до центра барабана радіально, зменшуючи діаметр барабана для подальшого вільного зняття рулону. При обертанні барабана сектори вигинаються, набувають бочкуватої форми, вільні кінці штанг відриваються від опорних поверхонь вала, штанги вигинаються, при цьому поперечні перерізи штанг у зоні різьбового сполучення сприймають напруги вигину, що знижує якість змотування, надійність і довговічність штанг. Таким чином, недоліком цього барабана моталки гарячої штаби є незадовільні якість змотування, надійність і довговічність обладнання. Найбільш близьким технічним рішенням (прийнятим за прототип) є конструкція барабана (патент UA 31282 від 28.07.98), у якому вищезгадані недоліки частково усунуті. Барабан моталки складається із секторів з Т-подібними пазами, порожнистого хрестоподібного вала, розташованої в порожнині хрестоподібного вала привідної штанги й вставок трапецеїдальної форми з Т-подібними виступами, що входять у Т-подібні пази секторів. Сектори виконані із дворядними Т-подібними виступами, внутрішні сторони яких утворюють Т-подібні пази, а зовнішні сторони Т-подібних виступів входять в Т-подібні пази хрестоподібного порожнистого вала. Привідна штанга виконана складеною із втулок й упорів з кільцевими виступами, що входять у кільцеві виточення втулок, та з похилими поверхнями з виступами, розташованими перпендикулярно кільцевим виступам. Вставка виконана із двох частин: - штовхача з похилою поверхнею й захвата з похилим пазом, при цьому кожний захват контактує своїми похилими пазами з похилими поверхнями з виступами упорів привідної штанги, а кожний штовхач контактує своїми похилими поверхнями з похилими поверхнями упорів привідної штанги з однієї сторони й горизонтальними поверхнями із секторів з іншої сторони. Працює барабан для змотування гарячої штаби наступним чином. Для стиснення барабана привідна штанга переміщається вправо. Разом із привідною штангою переміщаються упори, які своїми похилими Т-подібними виступами переміщають захвати до осі барабана. Захвати, у свою чергу, Т-подібними виступами переміщають сектори до осі барабана - барабан стискується. При розтисненні барабана привідна штанга разом з упорами переміщається вліво. При цьому похилі поверхні упорів через штовхачі впливають на сектори, переміщаючи їх від осі барабана. Барабан розтискається до упора Т-подібних виступів секторів у Т-подібні пази вала барабана. На відміну від аналога, у цьому технічному рішенні сектори виконані із суцільними дворядними Т-подібними виступами, хрестоподібний порожнистий вал виконаний теж із суцільними Т-подібними пазами, усунені квадратні штанги з їхнім різьбовим кріпленням до диска, отже при обертанні барабана зменшується вигин секторів, бочкуватість форми їх зовнішньої поверхні, зменшується прогин вала. Крім того, виключений відрив кінців від поверхонь хрестоподібного вала, усунуті пов'язані із цим додаткові згинаючі напруги, що викликали поломки різьбових кріплень, що сприяє підвищенню якості змотування, надійності й довговічності барабана моталки гарячої штаби. Слід зазначити, що при експлуатації прокатного стана барабан моталки формує рулон за 30-60 секунд і доводиться багаторазово здійснювати його стиснення та розтиснення. У процесі роботи при повторюваних стисненнях та розтисненнях барабана переміщають привідну штангу із закріпленими на ній упорами, які при стисненні своїми похилими Т-подібними виступами переміщають захвати до осі барабана, і які, у свою чергу, Т-подібними виступами переміщають 1 UA 88331 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сектори до осі барабана, а при розтисненні привідна штанга разом з упорами переміщається вліво, похилі поверхні упорів через штовхачі впливають на сектори, переміщаючи їх від осі барабана до упору Т-подібних виступів секторів у Т-подібні пази вала барабана. Слід також зазначити, що при змотуванні сектори й вал барабана випробовують значний вплив від рулону, при вході штаби в моталку барабан випробовує значні динамічні впливи удари з боку штаби й формуючих роликів, прискорення з боку привода при запуску, розгоні й гальмуванні. При обертанні барабана сектори вигинаються від впливу відцентрової сили й набувають бочкуватої форми замість циліндричної, вал вигинається від маси рулону, при вході штаби в моталку під впливом штаби упори й штовхачі зміщаються в тангенціальному напрямку в межах, передбачених технологічних зазорів до упору їх зовнішніх поверхонь у відповідні поверхні прямокутних пазів хрестоподібного вала щодо останнього, у результаті відбувається погіршення якості змотування рулону, зношування тертьових поверхонь вала, упорів і штовхачів з утворенням збільшеного зазору між ними. У межах цього збільшеного зазору елементи барабана перекошуються, зміщаються в тангенціальному напрямку, що викликає випадки заклинювання упорів і штовхачів, спричиняє зниженню довговічності, надійності зазначених елементів і барабана моталки в цілому. Привідна штанга виконана складеною, багатоелементною, із втулками з кільцевими виточеннями, упорами з кільцевими виступами, що входять у кільцеві виточення втулок, які мають можливість зсуву, у межах передбачених технологічних зазорів щодо внутрішньої поверхні втулок з кільцевими виточеннями й опорної поверхні упорів з кільцевими виступами, що входять у кільцеві виточення втулок. Зсув буде зростати в міру зношування опорних поверхонь штанги й упорів, що спричинить зниження довговічності й надійності зазначених елементів і барабана моталки в цілому, а також приводить до заклинювання барабана. Однак, у відомому барабані не виключена можливість вигину його секторів та вала, а також перекосу й тангенціального зсуву упорів і штовхачів, що приведе до зниження якості змотування, довговічності, надійності зазначених елементів і барабана моталки в цілому. Таким чином, недоліком прототипу є незадовільні якість змотування, довговічність і надійність обладнання. В основу корисної моделі поставлена задача збільшення міцності й підвищення надійності конструкції барабана. Ця задача вирішується за рахунок технічного результату, який полягає в збільшенні жорсткості щодо згинання вузлів барабана. Для досягнення вищевказаного результату барабан моталки гарячої штаби, що містить зовнішні сектори із дворядними виступами, внутрішні сторони яких утворюють Т-подібні пази, порожнистий хрестоподібний вал, у порожнині якого розташована привідна штанга й усередині якого радіально встановлені штовхачі з похилими торцями з боку штанги та плоскими торцями, контактуючими з Т-подібними пазами, згідно з корисною моделлю, дворядні виступи зовнішніх секторів виконані Г-подібними, штовхачі виконані циліндричної форми й установлені з можливістю осьового провороту в хрестоподібному валу у відповідних наскрізних поперечних отворах, виконаних під вищезгадані штовхачі, крім того, на хрестоподібному валу виконані Тподібні виступи, відповідні внутрішнім Т-подібним пазам секторів, при цьому привідна штанга виконана з конічними проточками із чотирибічними похилими поверхнями з можливістю взаємодії з похилими торцями штовхачів. У результаті порівняльного аналізу пропонованого барабана моталки із прототипом установлено, що вони мають наступні загальні ознаки: - зовнішні сектори із дворядними виступами, внутрішні сторони яких утворюють Т-подібні пази; - порожнистий хрестоподібний вал; - у порожнині вала розташована привідна штанга; - усередині вала радіально встановлені штовхачі з похилими торцями з боку штанги і плоскими торцями, контактуючими з Т-подібними пазами; а також ознаки, які відрізняються: - дворядні виступи зовнішніх секторів виконані Г-подібними; - штовхачі виконані циліндричної форми й установлені з можливістю осьового провороту в хрестоподібному валу у відповідних наскрізних поперечних отворах, виконаних під вищезгадані штовхачі; - на хрестоподібному валу виконані Т-подібні виступи, відповідні внутрішнім Т-подібним пазам секторів; 2 UA 88331 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 - привідна штанга виконана з конічними проточками із чотирибічними похилими поверхнями, з можливістю взаємодії з похилими торцями штовхачів. Таким чином, запропонований барабан моталки гарячої штаби має нове конструктивне виконання вузлів і деталей, нові зв'язки вузлів і деталей, а також нове розміщення їх один відносно одного. Між сукупністю суттєвих ознак запропонованого рішення і технічним результатом, що досягається, існує причинно-наслідковий зв'язок. Завдяки тому, що в барабані дворядні виступи зовнішніх секторів виконані Г-подібними, стало можливим збільшити його жорсткість в перерізі. Завдяки тому, що в барабані штовхачі виконані циліндричної форми й установлені радіально з можливістю осьового провороту в хрестоподібному валу у відповідних наскрізних поперечних отворах, виконаних під вищезгадані штовхачі, є можливість штовхачам самовстановлюватися, збільшує довговічність роботи вузлів і деталей барабана й поліпшує експлуатаційну надійність барабана. Завдяки тому, що на хрестоподібному валу виконані Т-подібні виступи, відповідні внутрішнім Т-подібним пазам секторів, при цьому привідна штанга виконана з конічними проточками із чотирибічними похилими поверхнями з можливістю взаємодії з похилими торцями штовхачів, стало можливим підвищити навантажувальну здатність і поліпшити експлуатаційну надійність барабана в цілому. Виключення з зазначеної сукупності хоча б однієї з відмінних ознак не забезпечує досягнення технічного результату. Запропоноване рішення не відоме з рівня техніки й тому воно є новим. Запропоноване рішення промислово застосовне, тому що визначене для використання у промисловості. По цьому технічному рішенню розроблені проекти барабана моталки для станів 1700 і 2000 Череповецького металургійного комбінату. Технічна суть запропонованого рішення пояснюється кресленнями, на яких зображені: фіг. 1 - поздовжній розріз барабана моталки; фіг. 2 - А-А на фіг. 1. Барабан моталки (фіг. 1, 2) складається із чотирьох зовнішніх секторів 1 із дворядними Гподібними суцільними виступами 2, внутрішні сторони яких утворюють Т-подібні пази 3. На хрестоподібному валу 4 виконані Т-подібні виступи 5 під відповідні Т-подібні пази 3. У порожнині хрестоподібного вала 4 співвісно розташована привідна штанга 6, на якій виконані конічні проточки 7 із чотирибічними похилими поверхнями 8. Усередині вала 4 установлені циліндричні штовхачі 9, які розташовані перпендикулярно осі барабана. Циліндричні штовхачі 9 з однієї сторони виконані з похилими торцями 10, а з іншого боку - із плоскими торцями 11, які контактують з Т-подібними пазами 3. Штовхачі 9 установлені в поперечних отворах 12 хрестоподібного порожнистого вала 4. Привідна штанга 6 з'єднана з механізмом розтиснення барабана (на фіг. 1, 2 не показаний). Робота барабана виконується наступним чином. Для стиснення барабана привідна штанга 6 переміщається вправо. Разом із привідною штангою 6 переміщаються її конічні проточки 7 з похилими поверхнями 8, з якими контактують похилі торці 10 штовхачів 9. Штовхачі 9 зі своїми перпендикулярними торцями 11 переміщаються до осі барабана, разом з постійно контактуючою з ними за рахунок зусилля пружин (на фіг. 1, 2 не показані) горизонтальною поверхнею Т-подібного паза 3 кожного сектора 1. Сектори 1 радіально переміщаються до осі барабана й барабан стискується, між його зовнішньою поверхнею й внутрішньою поверхнею рулону утворюється зазор, завдяки якому вільно знімають рулон з барабана моталки. При розтисненні барабана привідна штанга 6 разом з конічними проточками 7 з похилими поверхнями 8 переміщається вліво. При цьому похилі поверхні 8 штанги 6 через циліндричні штовхачі 9 впливають на сектори 1, переміщаючи їх радіально від осі барабана й стискаючи пружини (на фіг. 1, 2 не показані). Барабан розтискається до упору Г-подібних виступів 2 на секторах 1 у Т-подібний виступ 5 на хрестоподібному валу 4 барабана. Із усього вищевикладеного видно, що виготовлення барабана моталки гарячої штаби, згідно з формулою корисної моделі, дозволяє збільшити жорсткість секторів барабана і вала барабана, підвищити навантажувальну здатність, що, у свою чергу, приведе до збільшення довговічності роботи вузлів і деталей та підвищить експлуатаційну надійність барабана в цілому. 3 UA 88331 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Барабан моталки гарячої штаби, що містить зовнішні сектори із дворядними виступами, внутрішні сторони яких утворюють Т-подібні пази, порожнистий хрестоподібний вал, у порожнині якого розташована привідна штанга й усередині якого радіально встановлені штовхачі з похилими торцями з боку штанги та плоскими торцями, контактуючими з Т-подібними пазами, який відрізняється тим, що дворядні виступи зовнішніх секторів виконані Г-подібними, штовхачі виконані циліндричної форми й установлені з можливістю осьового провороту в хрестоподібному валу у відповідних наскрізних поперечних отворах, виконаних під вищезгадані штовхачі, крім того, на хрестоподібному валу виконані Т-подібні виступи, відповідні внутрішнім Т-подібним пазам секторів, при цьому привідна штанга виконана з конічними проточками із чотирибічними похилими поверхнями з можливістю взаємодії з похилими торцями штовхачів. 4 UA 88331 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5