Предохранительное устройство

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцнвлистич ескигРеспубпик) Авторыизобретения Цыканов, А. Ф. Крисанов и А. Т. Ес ЕаТ ",1 г ЯЯм:;нс ЩМ 8 райй сесоюзный научно-исследовательскии и проектно хнологический институт механизации труда в чери ремонтно-механических работ 1) Заявитель 54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТ ние относится к прокатке меенно к предохранительным уставных линий от перегрузок и Изобрететаллов, а имройствам глполомок.Известноглавной линщее датчикного в видемеханизма,связано с вредством сегидр авличеслотник 1,предохранительное устройство и прокатного стана, включаю- угла закручивания, выполнен- дифференциально-планетарного дно из ведущих колес которого алом главного двигателя посьсинов, фрикционную муфту, ий цилиндр, управляющий зороиства заключаетсрабатывания изния угла закручиваой связью, вследста валах сельсинов; вания гидроприводлины трубопрововляющий золотник дром привода муфИзвестно т ойство главн одержащее в мую полумуфт кже предохранительное устй линии прокатного стана, дущую с корпусом и ведо-с фрикционными дисками,Недостаток этого уст ся в малой надежности за погрешностей измере ния, вводимых сельсинн вне разности нагрузок н большое время срабать да муфты из-за большой дов, связывающих упра с гидравлическим цилин ты. установленные последовательно с ведущей полумуфтой и ее корпусом упругодемпферные элементы угла закручивания, закрепленный на корпусе ведущей полумуфты блок цилиндров с насосной установкой, резервуаром рабочей жидкости и кулачковыми гидрораспределителями, а также привод вала насосной установки 2.Недостатком этого устройства является то, что в случае возникновения сверх предельно-допуйв 4 мых длительно действующих моментов (заклинивание заготовки в валках и других причин) появятся чередующиеся мгновенные падения давления в цилиндре, проскальзывание фрикционных дисков и восстановление первоначального положения всех элементов предохранительного устройства, что приведет к возникновению больших высокочастотных гидравлических и механических ударов, величина которых может выйти далеко за пределы допустимых, что может стать причиной разрушения предохранительного устройства.1 ель изобретения - повышение надежности защиты главной линии прокатного стана от перегрузок по крутящим моментам.Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое предохранительное устройствоГ. Ростс митет откры ая на Составительехред А. Войкираж 899рственного кобретений и- 35, Раушсг. Ужгород овКорректор В. БутягПодписноеСССРтийб., д. 4/5Проектная, 4главной линии прокатного стана, содержащее ведущую с корпусом и ведомую полу- муфты с фрикционными дисками, установленные последовательно с ведущей полумуфтой и ее корпусом упругодемпферные элементы угла закручивания, закрапленный накорпусе ведущей полумуфты блок цилиндров с насосной установкой, резервуаром рабочей жидкости и кулачковыми гидрораспределителями, а также привод вала насоснойустановки снабжено механизмом угла за-.кручивания предельного момента и механиз Очмом угла закручивания аварииного момента,выполненными в виде рычажных систем передачи углов закручивания, взаимодействующих через профильные секторы с кулачковыми гидрораспределителями, при этом, профильный сектор механизма угла закручивания аварийного момента снабжен упором, взаимодействующим с механизмом отключения, выполненным в виде рычажно-прунжиннои системы заклинивания кулачкового гидрораспределителя и рычага дистанционного включения, взаимодействующим с установленным неподвижно механизмом. дистанционного включения. Кроме того, механизм дистанционного включения выполнен в виде рамы и смонтированных на ней башмака, взаимодействующего с рычагом дистанционного включения механизма отключения предохранительного устройства, рычажно-пружинной системы, контактирующей с башмаком, и пневмоцилиндра с откидным упором, взаимодействующим с рь 1- чажно-пружинной системой, при этом в гидросистеме предохранительного устройства установлен регулятор потока.На фиг.показана схема предохранительного устройства, продольный разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б - Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В - В на фиг. 2; на фиг. 5 - узел 1 на фиг. 3; на фиг. 6 - механизм дистанционного включения; на фиг. 7 - гидравлическая принципиальная схема.На ведущем валу главного двигателя закреплена ведущая полумуфта 1 с водилами 2 и кронштейнами 3.На ведущую полумуфту 1 крепится на двух роликовых двухрядных подшипниках 4 корпус 5 с кронштейнами 6, которые через упругие элементы 7, стянуты болтами с кронштейнами 3 ведущей полумуфты 1, Внутрь корпуса 5 на шлицах вмонтированы ведущие диски 8 и ведомые диски 9, ведомая полумуфта 10 с подшипниками 11 и 12, один из которых 11 - шариковый однорядный наружный, а второй - 12 роликовый однорядный внутренний, обоймами установлены на ведомой полумуфте 10, Снаружи к корпусу 5 крепится блок 13 цилиндров с поршнями 14. Внутри блока 13 цилиндров размещены пятнадцать поршневых полостей 15, кольцевой резервуар 16 рабочей жидкости и кольцевой маслопровод 17, на котором крепятся два масляных фильтра 18. 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 4На блоке 13 цилиндров закреплены двенасосные установки 19, одна из которыхрезервная, со шкивами 20. Один из шкивов 20 соединен ремнем 21 со шкивом 22,который расположен концентрично оси вращения блока 13 цилиндров и закреплен нафундаменте. Кроме того, на блоке 13 цилиндроц смонтированы механизмы угла закручивания предельного и аварийного моментов. На фундаменте закреплен механизм23 дистанционного включения.Механизм угла закручивания предельного момента содержит водило 2, вал 24 срычагом 25 на одном конце и зубчатым сектором 26 на другом, который входит в зацепление с зубчатым колесом 27. В своюочередь, зубчатое колесо 2 входит в зацепление с профильным сектором 28, которыйвзаимодействует с кулачковым гидрораспределителем 29.Механизм угла закручивания аварийногомомента также содержит. водило 2, вал 24 срычагом 25 на одном конце и зубчатымсектором 25 на другом, который входит взацепление с зубчатым колесом 27. Зубчатое колесо 27 входит в зацепление с профильным сектором 28, который взаимодействует с профильным кулачком 30 кулачковогогидрораспределителя 29. На профильномсекторе 28 закреплен упор 31, который взаимодействует с механизмом отключения,Механизм отключения содержит закрепленный на оси 32 рычаг ЗЗ с роликом 34отключения и роликом 35 заклинивания, пружину 36 растяжения и упор 37 исходногоположения. На оси 32 крепится также рычаг 38 дистанционного включения с пружиной 39 сжатия.Механизм 23 дистанционного включениясодержит башмак 40, связанный пружинами 41 и 42 с рычагом 43, контактирующимс пневмоцилиндром 44 через откиднойупор 45,На блоке 13 цилиндров смонтированынапорный гидроклапан 46, предназначенный для поддержания заданного постоянного давления в гидросистеме, и регулятор47 потока, предназначенный для обеспечения устойчивой работы гидросистемы.Предохранительное устройство работаетследующим образом,В начальный период вращения ведущего вала главного двигателя крутящий момент через ведущую полумуфту 1, кронштейны 3, упругие элементы 7, кронштейны 6,передается на корпус 5, с расположенными внутри ведущими дисками 8. Вместе скорпусом 5 начинает вращаться блок 13гидроцилиндров вместе с насосными установками 19 и другими механизмами, шкив20 начинает обкатываться по ремню . 21,который соединен с неподвижным шкивом22.Шкив 20, поворачиваясь вокруг своей осиприводит во вращение вал насосной установки 19,которая начинает забирать масло806184 из кольцевого резервуара 16 рабочей жидкости и подавать его через фильтр 18 вкольцевой маслопровод 17, который соединен с поршневыми полостями 15.При достижении определенных чисел оборотов ведущего вала главного двигателясоздается заданное постоянное давление вкольцевом маслопроводе 7, а, следовательно, и в поршневых полостях 15, необходимое для передачи крутящего момента.Поршни 14 прижимают с заданным усилием ведущие диски 8 к ведомым 9, которые через шлицы передают крутящий момент на ведомую полумуфту 10, соединенную с кинематической цепью главной линиипрокатного стана. Стан готов к работе. Усилие затяжки упругих элементов 7 определяет величину крутящего момента, при котором предохранительное устройство работает как жесткая система. Крутящий момент в этом случае будет номинальным. Привеличине крутящего момента, незначительно превышающего номинальное значение,упругие элементы 7 сжимаются, полумуфта1 с водилами 2 совершают угловое перемещение на двух роликовых двухрядныхподшипниках 4 относительно корпуса 5. Одновременно с этим водила 2, через рычаги25, валы 24, зубчатые секторы 26 и зубчатые колеса 27, поворачивают профильныесекторы 28 на угол, при котором они невключают гидрораспределители 29 на сбросмасла из кольцевого маслопровода 17 ипоршневых полостей 15 в кольцевой резервуар рабочей жидкости 16. В гидросистемеподдерживается заданное давление. Припадении крутящего момента на ведущемвалу до номинального упругие элементы 7восстанавливают первоначальное относительное положение ведущей полумуфты 1 сводилами 2, которые восстанавливают исходное положение профильных секторов 28.В этом случае предохранительное устройство работает как упругодемпферная система. При достижении предельного момента на ведущем валу главного двигателя 4упругие элементы 7 сжимаются на такуювеличину, при которой полумуфта 1 поворачивается на двухроликовых друхрядныхподшипниках 4 относительно корпуса 5 натакой угол, при котором водила 2 через рычаги 25, валы 24, зубчатые секторы 26 изубчатые колеса 27, поворачивают профильные секторы 28 так, что они включают кулачковые гидрораспределители 29 на сбросмасла из кольцевого маслопровода 17 ипоршневых полостей 15 в кольцевой резервуар 16 рабочей жидкости.50Давление масла в кольцевом маслопроводе 17 и поршневых полостях 15 падает.Усилие прижатия поршнями 14 ведущихдисков 8 к ведомым дискам 9 также падаетдо величины проскальзывания ведущих дисков отнссительно ведомых дисков 9,Происходит проскальзывание ведущейполумуфтыс корпусом 5 на подшипни 6кахи 12 относительно ведомои полумуфты 10. При падении момента на ведущем валу главного двигателя до номинального упругие элементы 7 восстанавливают первоначальное относительное положение ведущей полумуфты 1 с водилами 2 которые через рычаги 25, валы 24, зубчатые секторы 26 и зубчатые колеса 27 восстанавливают исходное положение профильных секторов 28.Профильные секторы 28 освобождают 10 кулачки гидрораспределителей 29, которыевыключаются, прекращая сброс масла из кольцевого маслопровода 17 и поршневых полостей 15 в кольцевой резервуар 16 рабочей жидкости.Давление в кольцевом маслопроводе 17и поршневых полостях 15 повышается до заданного, поршни 14 прижимают ведущие диски 8 к ведомым дискам 9.Проскальзывание ведущих дисков 8 относительно ведомых дисков 9 прекращается.20 Ведомая полумуфта 10 начинает вращаться с одинаковой угловой скоростью с ведущей полумуфтой 1, передавая заданный крутящий момент в кинем атическую цепь главной линии прокатного стана.При возникновении сверхпредельно-допустимых длительно действуюших моментов на ведущем валу главного двигателя (заклинивание заготовки в валках и других причин) упругие элементы 7 сжимаются на величину большую, чем при возникновении предельного момента. Угол закручивания ведущей полумуфты 1 с водилами 2 увеличивается до такой величины, при которой водила 2 через рычаги 25, валы 24 зубчатые секторы 26 и зубчатые колеса 2 поворачивают профильные секторы 28 на такой угол, при котором упор 3 нажимает на ролик 34 отключения, поворачивая рычаг 33 с роликом 35 заклинивания на оси 32.Как только рычаг 33 перейдет нейтральное положение пружины 36 растяжения, последняя подхватит рычаг 33, поворачи вая его до тех пор, пока ролик 35 заклинивания не заклинит профильный кулачок 30 кулачкового гидрораспрделителя 29. Кулачковые гидрораспределители 29 включаются, сбрасывая масло из кольцевого маслопровода 17 и поршневых полостей 15 в кольцевой резервуар 16 рабочей жидкости.Давление масла в кольцевом маслопроводе 17 и поршневых полостях 15падает, Усилие прижатия поршнями 14 ведущих дисков 8 к ведомым дискам 9 также падает.Ведущие диски начинают проскальзывать относительно ведомых дисков 9, Ведомая полумуфта .10 останавливается.Кинематическая цепь главной линии прокатного стана разрывается. Крутящий момент на ведущем валу главного двигателя падает до величины, потребной только на вращение ведущей полумуфты 1 с корпусом 5 и блоком 13 цилиндров со всеми смонтированными на нем механизмами, которыевращаются на подшипниках 1 и 12, а также на преодоление незначительных трений, возникающих между вращающими ведущими дисками 8 относительно неподвижных ведомых дисков 9. Крутящий момент на ведущем валу главного двигателя в этом случае будет минимальным.Цпругие элементы 7 восстанавливают первоначальное относительное положение ведущей полумуфты 1 с водилами 2. Водила 2 через рычаги 25, валы 24, зубчатые секторы 26 и зубчатые колеса 27 восстанавливают исходное положение профильных секторов 28, Проифльные секторы освобождают кулачкигидрораспределителей 29, одни из которых выключается, прекращая сброс масла из кольцевого маслоц 17 и поршневых полостей 15 в кольцевой резервуар 16 рабочей жидкости, второй же остается в заклиненном положении, продолжая сброс, масла из кольцевого маслоцровода 7 и поршневых полостей 15 в кольцевой резервуар 16 рабочей жидкости,Для восстановления кинематической, цепи главной линии прокатного стана необходимо остановить главный двигатель, устранить причину перегрузки стана и. перевести рычаг 33 с роликом заклинивания 35 в исходное положение до упора 37 исходного вложения, тем самым расклинивания профильный кулачок 30 кулачкового гидрораспределителя 29, который выключается, прекращая сброс масла из кольцевого масло- провода 17 и поршневых полостей 15 в кольцевой резервуар 16 рабочей жидкости,После пуска главного двигателя предохранительное устройство вновь начинает работать во всех описанных режимах,Другой метод выключения кулачкового гидрораспределителя 29 и прекращения сбро са масла из кольцевого маслопровода 17 и поршневых полостей 1 о в кольцевой резервуар 16 рабочей жидкости - это, ие останавливая главный двигатель, устранить причины перегрузки станаперевести рычаг 33 с роликом заклинивания ЗБ до упора 37 исходного положения при помощи механизма дистанционного включения 23,Механизм дистанционного включения 23 работает следующим образом,Оператор стана поворачивает ручку кра .на управления на включение пневмоыилинд.ра 44, который, преодолевая усилие пружины 41, нажимает откидным упором 45 иа рычаг 43, освобождая пружину 42. Ролик рычага 43 переходит по профильному пазу башмака 40 из исходного положения в рабочее, Пружина 42 выдвигает башмак 40 на заданную величину. Профильный паз башмака 40 выполнен так, чтобы рычаг 43 мог повернуться на такую величину, прн, которой откидной упор 45 при движении штока пневмоцилиндра Й вышел бы из койтакта с рычагом 43. 8Таким образом башмак 40 удерживаетсяопределенным усилием в рабочем положении только пружиной 42,Так как ведущая полумуфта 1 с корпусом 5 и блоком гидроцилиндров 3 продолжает вращаться, то вращается н рычаг 38включения, который закреплен на оси 32и удерживается в исходном положении пружиной 39 сжатия.Как только ролик рычага включения 38соприкоснется с башмаком 40 рычаг 38 вклю 0 чення, преодолевая усилие пружины 39 сжатия, начинает поворачиваться вокруг осн 32,нажимая роликом на другом конце на рычаг 33, переводя его до упора 37 исходногоположения. Ролик 35 заклинивания выходитиз-под профильного кулачка 30 кулачковогогидрораспределнтеля 29.Кулачковый гидрораспределитель 29 выключается, прекращая сброс масла из кольцевого маслопровода. 17 и порошковых полостей 5 в кольцевой резервуар 16 рабо-.20 чей жидкости.Рычаг 38,включения, дойдя до упора,в свою очередь нажимает на башмак 40,и, преодолевая усилие пружины 42, отжимает его на величину, при которой ролик, рычага 43 под действием пружины 41 поР ворачивается по профильному пазу башма-ка 40 до исходного положения. Оператор поворачивает ручку крана управления на выключение пиевмоцилиндра 44, шток которого втягивается. При обратном ходе штокаоткидной упор 45 свободно проходит рычаг43, позволяя штоку пиевмоцилиндра 44 вер- ,нуться в исходное положение, Механизм дистанционного включении 23 приведен в исходное положение.Гидросистема предохранительного усти ройства работает следующим образом.При вращении блока 13 цилиндров вокруг .своей оси шкив 20 обкатывается поремню 21, который соединен с неподвижнымшкивом 22. Шкив 20, поворачиваясь вокругсвоей оси, приводит во вращение вал насос 401 ной установки 19, которая забирает маслоиз кольцевого резервуара 16 рабочей жидкости и через масляный фильтр 18 подаетв кольцевой маслопровод,17, который соединен пятнадцатью отверстиями с поршневыми полостями 15.Давлением в кольцевом маслопроводе17 и поршневых полостях 15 поддерживаетсй напорным гидроклапаном 46. Изменениедавления в кольцевом маслопроводе 17 ипоршневых полостях 15 влечет за собой из менеиие .усилия прижатия поршнями 14 ведущих дисков 8 к ведомым дискам 9, а, следовательно, и величины передаваемого пре.дохранительным устройством крутящего момента.Для обеспечения устойчивой работы гидЫ росистемы и регулировки скорости сбрасывания масла из кольцевого маслопровола 17и поршневых полостей 15, а, следовательно,и скорости сброса давления, часть масла вовремя работы предохранительного устройства постоянно сбрасывается регулятором 4 г потока иэ кольцевого маслопровода 17 в кольцевой резервуар 16 рабочей жидкости.Изменение расхода масла обеспечивается с помощью лимба регулятора 47 потока. При увеличении количества сбрасываемого масла через регулятор 47 потока уменьшается количество сбрасываемого масла через гидроклапан 46, а при включении кулачковых гидрораспределителей 29через них,В этом случае для падения давления в 1 О поршневых полостях 15 до нуля сбрасывается меньшее количество масла на величину сбрасываемого масла через регулятор 47 потока, чем достигается более быстрое снятие усилия прижатая поршнями 14 ведущих дисков 8 к ведомым дискам 9.Чем больше будет сбрасываться масло через регулятор 47 потока, тем чувствитель. нее к перегрузкам будет предохранительное устройство. С другой стороны, чрезмерно большой сброс масла через регулятор 47 потока увелячивает время восстановления давления в кольцевом маслопроводе 7 и поршневых полостях 5, следовательно, увеличивается и время восстановления работоспособности кинематической цепи главной линии прокатного стана после срабатывания з предохранительного устройства. Кроме того, появляется возможность возникновения неустойчивой работы напорного гидроклапа-. на 46, Поэтому регулировку оптимального количества сбрасываемого масла через регулятор 47 потока необходимо производить при наладке предохранительного устройства.Применение предлагаемого предохранительного устройства надежно защищает прокатный стан от аварий, исключает время простоев и затраты на замену разрушаю- ц шихся предохранительных элементов (брехшпинделей, пальцев и др.).Формула изобретения1. Предохранительное устройство, глав ной линии прокатного стана, содержащее ведущую с корпусом и ведомую полумуфты с фрикционными дисками, установленные последовательно с ведущей полумуфтой и ее корпусом упругодемпферные элементы угла закручивания, закрепленный на корпусе ведущей полумуфты блок цилиндров с насосной установкой, резервуаром рабочей жидкости и кулачковыми гидрораспределнтелямн, а также привод вала насосной уста. новки, отличающееся тем, что, с целью повышения, надежности зашиты главной линии прокатного стана от перегрузок по крутя. щим моментам, оно снабжено механизмом угла закручивания предельного момента и механизмом угла закручивания аварийного момента, выполненными в виде рычажных систем передачи углов закручивания, взаимодействующих через профильные секторы с кулачковыми гидрораспределителями, при этом, профильный сектор механизма угла закручивания аварийного момента снабжен упором, взаимодействующим с механизмом отключения, выполненным в виде рычажнопружинной системы заклинивания кулачкового гидрораспределителя и ры.ага дистанционного включения, взаимодействующим с установленным неподвижно механизмом дистанционного включения.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм дистанционного включения выполнен в виде рамы и смонтированных на ней башмака, взаимодействующего с рычагом дистанционного включения механизма отключения предохранительного устройства, рычажно-пружинной системы, контактирующей с башмаком, и пневмоцилиндра с откидным упором, взаимодействующим с рычажно.пружинной системой,3. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что в его гидросистеме установлен регулятор потока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР498986, кл. В 2 В 35/00, 1975.2. Авторское свидетельство СССР позаявке2452639/02, кл. В 21 В 35 ЮО,1977