Встановлювальний циліндр для встановлення прокатних валків у прокатних клітях, зокрема у вертикальних обтискних клітях, та спосіб його експлуатації (варіанти)

1. Встановлювальний циліндр для прокатних валків, що забезпечує їх прискорене і значне за величиною переміщення у прокатних клітях, зокрема у вертикальних обтискних прокатних клітях, який містить щонайменше один поршень (1), виконаний з можливістю впливу зі сторони через опорні подушки щонайменше одного робочого валка або одного проміжного валка на робочий валок, причому поршень (1) оснащений двома оберненими у протилежні сторони штоками (2, 3) і виконаний з можливістю проходження відповідно через днище (5) циліндра і кришку (4) циліндра, які відповідно обладнані співвісно розташованими отворами для проходження штоків (2, 3) поршня, який відрізняється тим, що утворена поршнем (1) і штоком (2) поверхня (31) має менший розмір, ніж поверхня (32), утворена поршнем (1) і штоком (3) поршня. 2. Встановлювальний циліндр за п.1, який відрізняється тим, що у вказаних вище отворах є гнізда для напрямних елементів для штоків поршня, які переважно виконані у вигляді металевих втулок (6, 7) або у вигляді напрямних і переважно закріплені у кришках (8, 9). 3. Встановлювальний циліндр за п.1 або п.2, який відрізняється тим, що у кришках (8) та (9) і у поршні (1) є ущільнення (10, 11, 12), при цьому пере 2 (19) 1 3 89485 4 ної кліті, який відрізняється тим, що для обтиснення із застосуванням великого зусилля тиск здійснюють на поверхні (32) і/або (33). 13. Спосіб експлуатації встановлювального циліндра для прокатних валків за п.1, що містить поршень (1), встановлений у корпусі, який складається щонайменше з двох частин (29, З0), причому поршень (1) виконаний з можливістю переміщення при прикладенні зусилля до поверхонь (31, 32, 33) тиску і здійснення впливу на подушку (28) прокат ної кліті, який відрізняється тим, що для прискореного руху поршня у зворотному напрямі тиск здійснюють на поверхню (31), а поверхні (32) або (33) не піддають впливу тиску. 14. Спосіб за п.13, який відрізняється тим, що для прискореного зворотного ходу поршня застосовують сепаратний циліндр зворотного ходу, за можливості не піддаючи тиску поверхні (32) та (33), причому величина поверхні (31) у випадку плунжерного виконання циліндра знижена до нуля. Винахід відноситься до встановлювальних циліндрів для прокатних валків, що забезпечують їх прискорене і значне за величиною переміщення у прокатних клітях, зокрема у вертикальних обтискних клітях, причому кожний циліндр включає в себе, щонайменше, один поршень, який через опорні подушки щонайменше, одного робочого валка або одного проміжного валка з кожної сторони впливає на робочий валок для його встановлення. Пристрої для встановлення прокатних валків у вертикальних обтискних клітях, як і у горизонтальних клітях, служать для встановлення, регулювання і підтримки необхідного міжвалкового зазору. У вертикальних обтискних клітях відомі пристрої для встановлення прокатних валків у вигляді чисто механічних, чисто гідравлічних або у вигляді комбінації з механічних і гідравлічних встановлювальних пристроїв. Технічно можливим і доцільним є розташування одного або двох встановлювальних пристроїв з кожної сторони. Відомий, наприклад, чисто гідравлічний пристрій для встановлення прокатних валків у вертикальних обтискних клітях при чорновому обтисненні штаби на стані гарячої прокатки. Пристрій виконаний у вигляді класичного диференціального циліндра, що складається з поршня, кришки циліндра і днища циліндра. Цей варіант виконання має, однак, обмеження, що визначаються необхідною подачею масла і тим самим швидкістю пересування, а також чутливістю до поперечних сил при повністю висунутому штоку поршня. Відома проблема до нашого часу, у вертикальних обтискних клітях товстолистових прокатних станів могла бути вирішена лише насилу за допомогою чисто гідравлічного пристрою для встановлення валків. Оскільки є важливим, щоб з дуже великою швидкістю здійснювався дуже довгий хід, оскільки після повороту листа протягом короткого часу треба перейти від мінімального міжвалкового зазору до максимального міжвалкового зазору. У документі US 3624958 описується пристрій керування позиціонуванням для вертикальних обтискних клітей для регулювання по ширині матеріалу, що прокатується, за допомогою електричного пристрою переміщення за допомогою ходового гвинта, скомбінованого з гідравлічними, регульованими сервоклапаном циліндровими пристроями для настройки навантаження на валки. Циліндри розташовані по боках на поперечках станин верти кальних клітей і за допомогою з'єднувальної пластини зв'язані з пересувними гайками пристрою переміщення за допомогою ходового гвинта. Документ DE-OS 3212525 A1 описує електрогідравлічний пристрій встановлення і регулювання міжвалкового зазору, зокрема, для валків вертикальної кліті, що складається з встановлювального циліндра, переміщуваний поршень якого може переміщуватися у робочій рідині у внутрішньому просторі циліндра під впливом зміни тиску, і з плунжера, який занурюється у робочу рідину і рухи якого, керовані гідравлічним встановлювальним пристроєм, викликають переміщення переміщуваного поршня, причому гідравлічний встановлювальний пристрій керується сервоклапаном, а також з контактним пристроєм для реєстрації сил при прокатці шляхом вимірювання тиску, вимірювальним пристроєм для визначення фактичного положення плунжера і компаратором, що обробляє задане і фактичне положення плунжера з метою отримання сигналу зміни. Встановлювальний шпиндель утворений у вигляді порожнистого корпусу з осьовим крізним отвором з ділянками різного діаметра, причому крізний отвір встановлювального шпинделя включає в себе гідравлічні системи поршень-циліндр для регулювання ширини і/або товщини. Документ US-PS 4658622 А описує прокатний стан для обтиснення бічних кромок з парою розташованих у протилежному напрямі вертикальних валків. Кожний валок обладнаний приводом, який включає в себе дві секції приводу, направлені, загалом, паралельно. Перша секція приводу за допомогою дрібношліцьового профілю зв'язана з привідним колесом, зокрема, для встановлення відносно більшого міжвалкового зазору, коли кліть не знаходиться під навантаженням. Друга секція приводу зв'язана з першою секцією приводу, також за допомогою дрібношліцьового профілю, який дозволяє встановлювати менший міжвалковий зазор, коли прокатна кліть працює під навантаженням. У документі ЕР 0493430 В1 описується прокатний стан для обтиснення кромок з розташованою по вертикалі, рухомою парою корпусів, а також із засобами для переміщення кожного рухомого корпусу у горизонтальному напрямі до іншого корпусу і від нього, і з парою валків, поздовжні осі яких розташовані по вертикалі. Валки встановлені з можливістю обертання у відповідних касетах. Ка 5 сети закріплені відповідно у рухомих корпусах таким чином, що вони рухаються разом з ними і знаходяться всередині корпусу. Далі, передбачені засоби для переміщення кожної касети у вертикальному напрямі відносно рухомого корпусу, що відноситься до неї. У документі ЕР 0491785 В1 описується вертикальний прокатний стан з двома переміщуваними по вертикалі рухомими корпусами, двома розташованими своїми поздовжніми осями по вертикалі і закріпленими з можливістю обертання у відповідних касетах валками, причому касети підтримуються у рухомих корпусах і розташовані всередині корпусів. Передбачений пристрій для переміщення кожного рухомого корпусу і доданої йому касети у горизонтальному напрямі до іншого корпусу або від нього і пристрій для переміщення кожної касети відносно її корпусу у горизонтальному напрямі до іншої касети і від неї. Кожний корпус має привідний механізм, вихідна сторона якого знаходиться у привідних зв'язках з нижнім кінцем валка у відповідній касеті і вхідна сторона якого знаходиться у привідному зв'язку з горизонтальним привідним валом. Кожний привідний механізм має універсальний шарнір, який робить можливим привід, що передає рух з вала на валок, навіть якщо касета зміщена по горизонталі відносно свого корпусу на визначену величину. У документі DE-OS 2047240 розкритий спосіб прокатки у вертикальній кліті, причому міжвалковий зазор автоматично регулюється під час прокатки. Спочатку профіль з плоскими кромками по своїх бічних краях обтискається у вертикальній кліті, а потім прокатується завширшки у горизонтальній кліті. Міжвалковий зазор вертикальної кліті при прокатці кінцевих елементів профілю з плоскими кромками автоматично змінюється таким чином, що його розміри трохи відхиляються від розмірів іншого профілю з плоскими кромками. У документі ЕР 0868946 А2 розкрита обтискна кліть, встановлена після установки безперервного лиття і перед лінією чистової обробки. Вона повинна настроюватися таким чином, щоб чорнова штаба могла надійно входити у першу кліть, причому щоб уникнути тріщин в області кромок штаби потрібно забезпечити структурне перетворення в області кромок штаби. Для цього пропонують, щоб на контур регулювання положення для обтискної кліті накладалися контури регулювання тиску для контролю ступеня обтиснення, а також обмеження від перевантажень і контроль диференціальних навантажень. Документ ЕР 0450294 В1 розкриває пристрій установки для прокатних валків, що забезпечує настройку зазору у прокатних клітях, зокрема, у клітях для холодної або гарячої прокатки штаби, з, щонайменше, двома гідравлічними встановлювальними циліндрами, які за допомогою вмонтованих елементів і у конкретному випадку встановленого проміжного опорного валка впливають з двох сторін на відповідно встановлюваний робочий валок. Кожний встановлювальний циліндр має стаканоподібний поршень, що відповідно направляється у корпусі циліндра на цапфі циліндра і у кінцевому виступі циліндра, при цьому утворена 89485 6 внутрішнім днищем стакана центральна поверхня поршня і утворена краєм стакана кільцева поверхня поршня можуть навантажуватися середовищем тиску незалежно одна від одної або окремо, або спільно. Виходячи з названого вище рівня техніки винахід ставить задачу удосконалення відомих чисто гідравлічних пристроїв для встановлення прокатних валків, причому число встановлювальних циліндрів не повинно бути регламентоване, так щоб технічно можливим залишалося також розташування лише одного циліндра на сторону. Рішення поставленої задачі забезпечується відповідно до винаходу, за допомогою встановлювальних циліндрів, з ознаками обмежувальної частини п.1 формули винаходу, за допомогою того, що встановлювальний циліндр оснащується другим штоком поршня таким чином, що кожний встановлювальний циліндр має поршень, який оснащений двома штоками поршня, повернутими у протилежні сторони, і поршень вставлений у відповідно один отвір у днищі циліндра або кришці циліндра, причому вони мають розташовані співвісно отвори для направлення штоків поршня. Виконання встановлювального циліндра відповідно до винаходу передбачає однакову по всьому ходу циліндра довжину опори, причому поверхня поперечного перерізу другого штока поршня значно знижує необхідну маслоємність і таким чином реалізовується більш висока швидкість переміщення при однаковій продуктивності насоса. Тим самим застосування винаходу також не обмежується вертикальною обтискною кліттю у товстолистових прокатних станах, а може використовуватися з перевагою також в інших клітях на інших установках. Подальші переваги даного винаходу дозволяють оптимізувати маслоємність і швидкість переміщення. Переважні приклади реалізації винаходу наведені у залежних пунктах формули винаходу. Запропоноване капсулювання другого штока поршня реалізовується у вигляді додаткової масляної камери циліндра. За допомогою відповідного керування під час руху переміщення у напрямі матеріалу, що прокатується, і за відсутності зусиль прокатки може виникати з'єднання між такою, що спустошується, і додатковою, такою, що заповнюється, масляною камерою циліндра. Внаслідок цього знижується необхідна продуктивність насоса. Під час прокатки може виникнути з'єднання між обома масляними камерами на додатковій стороні штоку. Завдяки цьому можна створювати необхідне зусилля прокатки всією поверхнею поршня. Винахід описується на основі схематичних зображень, які показують: Фіг.1 - у схематичному зображенні встановлювальний циліндр з поршнем, штоком поршня, ущільненнями і т. п., Фіг.2 - у схематичному зображенні керуючий пристрій для встановлювального циліндра для прискореного руху подачі, обтиснення і прискореного руху у зворотному напрямі, Фіг.3 - встановлювальний циліндр у змонтованому положенні, наприклад, в обтискній прокатній кліті, 7 Фіг.4 - встановлювальний циліндр з двома камерами тиску, Фіг.5 - встановлювальний циліндр з трьома камерами тиску, Фіг.6 - плунжерний циліндр з однією камерою тиску, Фіг.7 - плунжерний циліндр з двома камерами тиску. На Фіг.1 показаний встановлювальний циліндр що складається з поршня (1) зі штоком (2) і другим штоком (3). Поршень вставлений у кришку (4) циліндра і днище (5) циліндра, які обладнані співвісно розташованими отворами для проведення штоків поршня. В обох зазначених отворах знаходяться гнізда для напрямних елементів для поршня, які тут виконані у вигляді металевих втулок (6) і (7). Обидві металеві втулки (6), (7) підтримуються у відповідних кришках (8), (9). Ущільнення (10-12), що відносяться до циліндра, знаходяться у кришці (8), у поршні (1) та у днищі (5) циліндра. Днище (5) циліндра і кришка (4) циліндра з'єднані між собою за допомогою гвинтів (13). Повністю укомплектований встановлювальний циліндр гвинтами (14) пригвинчений до станини прокатної кліті. У надставці штока (2) знаходиться натискний елемент (15). Шток (2) захищений гофрованим кожухом (16). Гофрований кожух (16) або спирається на шток (2) за допомогою ковзних шайб, або підтримується за допомогою петель на не показаних напрямних штангах. Поршень циліндра має пристрій блокування проти провертання, який виконаний у вигляді не представленого тут рамного з'єднання між натискними елементами (15) двох розташованих один над одним встановлювальних циліндрів або складається з виступів натискного елемента (15), які проведені у вже згаданих напрямних штангах. У продовженні днища (5) циліндра знаходиться капсула (17), яка, з одного боку, захищає шток (3), а, з іншого боку, володіє можливістю використовуватися як додаткова масляна камера (18). У надставці капсули (17) знаходиться пристрій вимірювання шляху, тут виконаний у вигляді датчика (19) положення, який реєструє положення поршня циліндра. Доцільним є виконання встановлювального циліндра відповідно до Фіг.4 і Фіг.5. У варіанті виконання як плунжерний циліндр (Фіг.6 і 7) кришка циліндра і днище циліндра є однією деталлю (20) і поршень (1) складається лише зі штоків (21, 22) встановлювального циліндра. Показані на Фіг.5 масляні камери (18', 18", 18) утворюють в залежності від варіанту виконання важливі у відношенні сприйняття зусиль кільцеві поверхні 31 і 32 або поверхню 33, що має форму кола. На Фіг.2 за допомогою схематичного зображення пояснений керуючий пристрій для прискореної подачі і прискореного зворотного ходу встановлювального циліндра з невеликою об'ємною витратою або обтиснення матеріалу, що прокатується, із застосуванням великого зусилля. Окремі робочі етапи 1-3, тобто прискорений рух подачі, обтиснення із застосуванням великого зусилля і прискорений рух у зворотному напрямі добре зрозумілі з Фіг.2. 89485 8 Етап 1: прискорений рух подачі із застосуванням зниженого зусилля: тиск на поверхню 32; поверхні 31 і 33, за можливістю, не піддані тиску (р2»0; p1»0), оптимально: 31»33; трубопроводи 34 і 36 можуть бути з'єднані, масло перетікає тоді від трубопроводу 34 у трубопровід 36 або доцільна зміна поверхонь 32 і 33. Етап 2: обтиснення із застосуванням великого зусилля тиск на поверхню 32 і поверхню 33; поверхня 31 при цьому менша суми поверхонь 32 і 33. Етап 3: прискорений рух у зворотному напрямі тиск на поверхню 31; поверхні 32 і 33 не піддані впливу тиску або навантажені невеликим тиском. На Фіг.3 показане розміщення чотирьох різних конструктивних форм встановлювальних циліндрів в обтискній кліті. Спільним для всіх конструктивних форм є виконання поршня з двома штоками. При застосуванні встановлювального циліндра в обтискній кліті, він відповідно до Фіг.3 встановлений чотири рази; з кожної сторони розташовано по два встановлювальних циліндри, які встановлені над і під центральною площиною (23) станини. Технічно можливим є, однак, також розташування тільки одного встановлювального циліндра на сторону. Циліндри вставлені у відповідні отвори у станинах (24) обтискної кліті і впливають на обтискні валки (25). У поєднанні з балансувальною траверсою (26) за допомогою балансувального циліндра (27) ліквідується вільний хід у всій системі. Балансувальний циліндр (27) може також прийняти на себе функцію циліндра відведення. На Фіг.4-7 показані наступні форми виконання циліндра: Фіг.4 показує встановлювальний циліндр з двома камерами тиску і ефективними поверхнями 31 і 32, Фіг.5 показує встановлювальний циліндр з трьома камерами тиску і ефективними поверхнями 31, 32 і 33, Фіг.6 показує плунжерний циліндр з однією камерою тиску і ефективною поверхнею 32, Фіг.7 показує плунжерний циліндр з двома камерами тиску і ефективними поверхнями 32 і 33. Спосіб роботи окремих конструкцій можна вибрати відповідно до необхідних приписаних величин, наприклад, відповідно до Фіг.4: Циліндр подвійної дії з навантаженням тиском кільцевої поверхні 32 для прискореного руху подачі і для створення зусилля прокатки, кільцева поверхня 31 навантажена тиском для зворотного ходу циліндра, Фіг.5: Циліндр подвійної дії з навантаженням тиском кільцевої поверхні 32 і/або кругової поверхні 33 для прискореного руху подачі і застосування кільцевої поверхні 32 і/або кругової поверхні 33 для створення зусилля прокатки, кільцева поверхня 31 навантажена тиском для зворотного ходу циліндра, Фіг.6: Плунжерний циліндр з навантаженням тиском кільцевої поверхні 32 для прискореного руху подачі і для створення зусилля прокатки, додатковий балансувальний циліндр функціонує як циліндр зворотного ходу, 9 Фіг.7: Плунжерний циліндр для навантаження тиском кільцевої поверхні 32 і/або кругової поверхні 33 для прискореного руху подачі і застосування кільцевої поверхні 32 і/або кругової поверхні 33 для створення зусилля прокатки, додатковий балансувальний циліндр функціонує як циліндр зворотного ходу, або Фіг.5: Циліндр простої дії з навантаженням тиском кільцевої поверхні 32 і/або кругової поверхні 33 для прискореного руху подачі і застосування кільцевої поверхні 32 і/або кругової поверхні 33 для створення зусилля прокатки, кільцева поверхня 31 не навантажена тиском, додатковий балансувальний циліндр функціонує як циліндр зворотного ходу, 89485 10 або Фіг.4: Циліндр простої дії з навантаженням тиском кільцевої поверхні 32 для прискореного руху подачі і для створення зусилля прокатки, кільцева поверхня 31 не навантажена тиском, додатковий балансувальний циліндр функціонує як циліндр зворотного ходу. Диференціальні підключення камер 31 і/або 32 і/або 33 тиску, наприклад, для введення необхідних кількостей масла, також можливі. Створення тиску в окремих камерах тиску здійснюється за допомогою магнітних клапанів, сервоклапанів, зворотних клапанів, насосів, резервуарів, балонів високого тиску, колекторів і т.д. відповідно до рівня техніки. 11 89485 12 13 Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 89485 Підписне 14 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601