Кривошипно-шатунный механизм

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ф,"еЩ/в .Ф,М К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с присоединением заявки Нов р 16 (. 35/00 В 21 В 39/20 Государствеиный комитет СССР ио делам изобретений и открытийОпубликовано 23 02. 83 Бюллетень Р 7 Дата опубликования описания 23.02.83 72 АвторыизобретениШейман и Ю.И.Дунаевский.А.Я.Усв лпинское отделение Всесоюзного ордена Лениучно-исследовательского и проектно-конструститута металлургического машиностроения Заявите(54) КР ПНО-ШАТУННЬЯ МЕХАН Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в приводах кантователей проката, работающих на эаготовочных и круПносортных станах.Известен кривошипно-шатунный механизм подъема и опускания крюков кантователя проката с шатуном, выполненным из двух частей, соединенных между собой предохранительными паль -. цами, В этом механизме шатун работает на сжатие при подъеме крюков и на растяжение - при опускании крюков в исходное положение.Для защиты кантователя при превы шении допустимых нагрузок, действующих на крюки, предохранительные пальцы срезаются 1 3. Недостатком этой конструкции является частое срезание предохранительных пальцев, что вызывает простои стана и приводит к увеличению трудозатрат на замену и изготовление новых пальцев.Кроме того, в предохранительных пальцах в процессе работы кантователя накапливаются усталостные повреждения, что нередко вызывает их разрушение при нагрузках, йе превышающих Наиболее близким по техническойсущности к предложенному являетсякривошипно-шатунный механизм с шатуном, выполненным в виде двух параллельно установленных предохранительных стержней, При этом кривошипношатунный механизм может быть использован как предохранительный меха низм 21При максимальном расстоянии междусте нями шатун имеет сечение, обладающее максимальным моментом инерции.В этом случае шатун передает максимальное усилие без изгиба стержней, 5 При уменьшении расстояния между стержнями момент инерции уменьшается ипередача максимального усилия будетвйзывать продольный изгиб стержней.В случае возникновения на ползуне 2 О усилий, превышающих заданное, шатунне будет работать вследствие потериустойчивости стержней и предохранитустройство от перегрузокНедостаток кривошипно-шатунного 25 механизма соетоит в том, что он необеспечивает воэможность работы шатуна без разрушения после потери ус"тойчивости стержней и, кроме того,в наличии в механизме специального 30 устройства, изменяющего расстояние рж пусмежду стержнями с целью регулированиямомента инерции шатуна.Целью изобретения является обеспечение самовосстановления работоспособности механизма после, перегрузки.Поставленная цель достигается тем,что в кривошипно-шатунном механизме,преимущественно в приводах кантователей проката, с шатуном в виде предохранительных стержней, стержни набраны в пакет, плоскость наименьшей 10жесткости которого совмещена с плоскостью механизма, и выполнены пологогооткрытого тонкостенного профиля.Такое конструктивное выполнениемеханизма позволяет обеспечить защиту 15кантователя от перегрузок и автоматическое восстановление его работоспособности мгновенно после устранения причины перегрузки.Кроме того, выполнение стержней 20пологого профиля. позволяет даже принебольшой массе шатуна значительноповысить его несущую способность,вследствие их упругой деформации взакритической облаСти с депланацией 75этих сечений в прямоугольные, а благодаря большей стреле выпучиваниястержней. обеспечивается полный обороткривошипа при заклинивании ведомогозвена, что исключает необходимость 30сигнализации при перегрузке кантователя,На фиг.1 изображен кривошипношатунный механизм, предназначенныйдля кантователя, встроенного в манипулятор обжимного стана; на фиг.2разрез А-А шатуна на фиг.1.Кривошипно-шатунный механизм кантователя, встроенного в манипуляторобжимного стана, содержит кривошип 1,ишатун в виде предохранительныхстержжней 2 пологого открытого тонкостенного профиля, набранных в пакет, который своими торцами упирается в головки 3 шатуна и защемпен в них припомощи болтов 4, плоскость наименьшей жесткости которого совмещена сплоскостью механизма, при этом площадь поперечного сечения пакета должна быть равной следующему соотношению: 5012"-)) 2623где Е - модуль упругости материаластержней. кг/мм;- длина шатуна, мм 55г - радиус кривошипа, мм,Р - предельно допустимая нагрузкана шатун, кг;- предел упругости материалазстержней, кг/мм2 603,3 - наименьшие моменты инерциистержней, соответственно пологого и равновеликого прямоугольного профиля той же толщины, мм 4,Ь 5 Это соотношение получено из условия достижения максимальными напряжениями в стержнях открытого профиляпри .их наибольшем изгибе в кривошипно-шатунном механизме предела упругости материала 4,Все стержни пакета для обеспечения прогиба в одну сторону стянутыхомутом 5, установленным на серединедлины пакета с возможностью изменениявыпрямления ) профиля поперечного сечения стержней. Одна из головок шатуна связана с корпусом б дифференциально-планетарного редуктороа, поворотного относительно оси ведомой шестерни 7 редуктора, планетарная шестерня 8 которого находится в зацеплениис реечной штангой 9 нантователя скантующими крюками 10, шток 11 которой шарнирно связан с поворотным валом 12 кантователя, установленным налинейке 13 .манипулятора.Кантователь работает следующимобразом,При перемещении линейки 13 манипулятора с той же скоростью перемещается реечная штанга 9 за счет вращенияпланетарнойшестерни 8 ведомой шестерней 7, вращающейся от привода манипулятора не показан ), т.е, поворотный вал 12 с крюками 10 не вращается. Для кантовки проката включаетсяпривод кривошипно-шатунного механизма не показан ), коленчатый вал которого совершает полоборота и через шатун в виде предохранительных стержней 2 пологого открытого профиля поворачивает корпус б дифференциальнопланетарного редуктора влево. Приэтом планетарная шестерня 8, обкатываясь на ведомой шестерне 7, перемещает вперед (влево) реечную штангу 9,реечная штанга через шток 11 воздействует на рычаг поворотного вала 12,при этом кантующие крюки 10 поднимаются, кантуя прокат.При опускании крюков в исходноеположение.вал кривошипно-шатунногомеханизма совершает вторую половинуоборота, при этом корпус редуктора иреечная штанга перемещаются вправо,а вал под действием сил тяжести рычагов с. крюками возвращается в исходноеположение,При подъеме крючковшатун работает на сжатие, при этом усилие передается от головки к головке через,торцы пакета стержней, характеристика которого обеспечивает передачу рабочих нагрузок без потери устойчивости пакета, т.е, шатун работает как монолитный жесткий элемент, В случае, когда при подъеме крюков усилие кантовки превышает допустимое, например, при кантовке проката, защемленного между линейками манипулятора, пакет стержней в шатуне. теряет устойчивостьпрогибается и тем самым действующие к ликвидации трудозатрат на восстана .кантователь усилияостаются в пре- новление работоспособности кантователя после перегрузки, к облегчениюБлагодаря прогибу пакета в плоскос- условий работы оператора. ти качания шатуна исключается возмож"- В среднем на каждый обжимный стан ность перекоса и защемления головок приходится около 4-х часов простоя в шатуна на коленчатом валу и оси шар-год из-за срезания предохранительных нира корпуса редуктора. пальцев, .трудозатраты на восстановЕсли причина перегрузки не устра- ление работоспособности составляют няется в течение всего цикла кантовки, около 8 человеко-часов,расход пальколенчатый вал все равно совершает . цев - около 1,т.Ополный оборот, при этом на первой по- Принимая часовую производитель.ловине оборота стрела прогиба пакета ность блюминга около 750 т/ч и расхостержней достигает максимума, а на . ды по пределу одной тонны проката второй половине оборота стержни вы,5 руб/т, находим, что годовая эко 15 номия текущих затрат за счет увеличеВ случае устранения причины:пере- ния производительности стана при исгрузки в течение первой половины цик- пользовании предлагаемого изобретения ла вращения коленчатого вала(напри- составит 8250 руб. на одном стане. мер, при разведении линеек) кантовка С учетом сокращения трудозатрат может быть осуществлена при выпрямле-Я на ремонты, изготовление новых пальцев, нии стержней за счет накопленной в и ликвидацию расхода материала на .них потенциальной энергии деформации. них,годовая экономия эксплуатационПри возникновении-перегрузки во ных издержек составит около 9000 руб время опускания кантующих крюков на- Отсюда, ожидаемый гарантированный пример, при упоре крюков в прокат, 25 экономический эффект в народном хонаходящийся между линейками) крюки зяйстве, определяемый по известной останавливаются, а реечная штанга под Формуле с учетом капитальных затратдействием привода продолжает передви- на новое оборудование, составит по гаться вправо,: перемещаясь ло штокУ одному стану около 35000 .руб, в год. тем самым разрывается силовая связьмежду крюками и приводом, что исключает поломку кантователя; . Формула изобретенияПосле устранения причины перегрузки крюки опускаются в исходное поло- Кривошипно-шатунный механизм, прежение под действием силы тяжести. ПриЗ 5 имущественно в приводах кантователей этом благодаря тому, что длина штока проката, с шатуном в виде предохрани- превышает ход штанги, автоматически тельных стержней, о т л и ч а ю щ и йвосстанавливается силовая связь крю- с я тем, что, с целью обеспечения ков с приводом кантователя. самовосстановления работоспособностиТаким образом, предлагаемая кон- механизма после перегрузки, стержни струкция кантователя обеспечивает за- набраны в пакет, плоскос ь40 т наименьшей щиту кантователя от перегрузок и ав- жесткости которого совмещена с плостоматическое вос аст новление его рабо-. .костью механизма, и выполнены пологого тоспособности практически мгновенно открытого тонкостенного проФиля. после устранения причины перегрузки.Источники информации,Использование предлагаемого кри принятые во .внимание при экспертизе вошипно-шатунного механизма в канто-1, Целиков А.И. и Смир онов В.В. вателях проката приводит к сокращению Прокатные станы. И., Иетуллургиздат .продолжительности. простоев стана при 1958, с.350, рис.419. перегрузке кантователя и, тем.самым, 2. Авторское свидетельство СССР к повышению производительности стана,.50 9 227811, кл. Г 16 ;.35/00, 196 7.998807 фиг, -4 подерну фи Составитель Н.Умнягинадактор А.Шандор Техред О.Неце, Корректор И.Ватрушкина ак 4/ филил ПНП "Патент", г. У ород, ул, Про ная,119/60 . Тираж 923ВНИИПИ Государственнопо делам изобретений113035 Москва, Ж,Подписикомитета СССРи открытийущская наб., д