Вальцешлифовальный станок для обработки валков в собственных подшипниках

Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. с 24 В 4/14 2) Заявлено 24.03.75 (21) 2116144/08с присоединением заявки3) Приоритет 51 М. Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений(088,8) публиковано 30,0 ата опубликования описания 20,05.77 рытниаявнтел 4) ВАЛЬЦЕШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВАЛКОВ В СОБСТВЕННЫХ ПОДПИПНИКАХИзобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано, в частности, в тяжелых вальцешлифовальных станках, предназначенных для пере- шлифовки рабочей поверхности валков прокатных станов в собственных подшипниках с опорными подушками,Известны системы, предназначенные для поддержания соответствия между усилием резания и усилием прижима губки люнета к изделию и выполненные в виде люнета, связанного с пинолью задней бабки станка, имеющей гидростатические опоры, в которых поджим губки к изделию осуществляется с помощью гидроцилиндра, штоковая полость которого связана непосредственно с напорной магистралью системы, а в бесштоковую полость поступает управляющий сигнал от редукционного клапана управляющего устройства, давление на выходе которого регулируется пружиной, сжатой толкателем, щуп которого упирается в скос клина. Этот клин связан со штоком другого цилиндра, подача жидкости в полости которого осуществляется под управляющим воздействием реверсивного золотника, а торцы этого золотника в свою очередь находятся под воздействием давления жидкости в камерах гидростатической опоры пиноли задней бабки через сильфонные камеры и толкатели с регулировочными винтами для настройки усилия поджима губки, когда шлифовальный круг не касается изделия 1.Недостатком известной гидравлической системы является то, что она может поддержи вать усилие прижима губки люнета равнымусилию резания во время всего процесса шлифования, так как увеличивает силу прижима губки люнета, если увеличивается сила резания, и не может поддерживать усилие О прижима губки постоянным в процессе шлифования, что ограничивает область ее применения, Кроме того, данная гидравлическая следящая система не обладает достаточной точностью, поскольку управляющий сигнал, 5 возникая в камерах гидростатической опорызадней бабки и проходя через сильфоны, реверсивный золотник, цилиндр, перемещающий клин управляющего устройства, суммирует погрешности этой аппаратуры и выдает ко манду исполнительному органу с запаздыванием.Целью настоящего изобретения являетсяавтоматизация поддержания постоянной силы давления губок гидравлической следящей 5 системы каждого люнета.Эта цель достигается тем, что выход регулятора соединен с напорной магистралью насосной установки, а разделенные мембраной полости управления регулятора соответствен но соединены с левой и правой полостямигидроцилиндра. Кроме того, для повышения точпссти и чувствительности системы шток, поршень и шпонка гидроцплиндра снабкены гидростатическими опорами.Предлагаемый вальцешлифовальный станок поясняется прилагаемыми чертежами, где на фиг. 1 изображена гидравлическая схема вальцешлифовального станка для обработки валков в собственных подшипниках; на фиг. 2 - разрезы по А - А и Б - Б на фиг, 1; на фиг. 3 - разрезы по В - В и Г - Г на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез по Д - Д на фиг. 1.Гидравлическая следящая система вальцешлифовального станка для обработки валков в собственных подшипниках содержит насосную установку, состоящую из бака 1, служащего резервуаром для масла, на крышке которого смонтированы два насоса. Насос 2 предназначен для снабжения системы маслом под давлением, величина которого регулируется напорным золотником 3. В напорную магистраль 4 этого насоса включен фильтр 5, служащий для очистки масла, подаваемого в систему. Параллельно с фильтром в напорную магистраль включен обратный клапан 6, который служит для пропуска масла в напорную магистраль, минуя фильтр, если последний оказывает маслу большое сопротивление ввиду засоренности. Насос 7 служит для отсоса масла из кольцевой проточки 8, выполненной в штоковой расточке корпуса люнета. Люнет 9 состоит из корпуса 10, который установлен на продольных направляющих 11 и 12 станины 13. В корпусе люнета выполнен гидроцилиндр 14, в котором смонтирован поршень 15, связанный штоком 16 с губкой 17. Поршень 15 образует с гидроцилиндром 14 две полости - штоковую 18 и бесштоковую 19. Штоковая полость гидроцилиндра при отводе губки люнета от изделия магистралью 20 через золотник 21 с электромагнитом 31 соединяется с напорной магистралью 4, а бесштоковая полость 19 в это время магистралью 22 через золотник 21 и сливную магистраль 23 соединяется с баком. При подводе губки к изделию золотник 21 соединяет штоковую полость со сливной магистралью 23, а бесштоковую - с напорной магистралью 4. С целью уменьшения трения между корпусом гидроцилиндра и штоком в корпусе люнета выполнены четыре пары карманов 24, 25;26, 27; 28, 29; 30 и 31. Карманы 24 - 27 и 28 - 31 разделены между. собой у.плотняющим пояском 32, препятствующим протеканию масла из карманов 24 - 27 в карманы 28 - 31. Диаметрально противоположные карманы, расположенные в двух сечениях, соединены между собой магистралями 33, 34, 35 и 36. С обеих сторон карманов в корпусе люнета выполнены кольцевые проточки 8 и 37, отделенные от них узкими поясками 38 и 39. Фильтр 5, установленный после насоса 2, соединяется с кольцевой проточкой 37 магистралью 40 через общую точку 41, Кольцевая проточка 8 соединяется с насосом 7 магистралью 42.На поршне 15 выполнены 4 пары лысок,которые с гидроцилиндром 14 образуют кар 5 маны 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49 и 50. Карманы47 - 50 и 43 - 46 разделены между собой пояском 51, препятствующим перетеканию маслаиз карманов 47 - 50 в карманы 43 - 46. С обеих сторон карманов на поршне выполнены уз 10 кие пояски 52 и 53. Диаметрально противоположные карманы сечений В - В и Г - Г соединены между собой магистралями 54, 55,56 и 57,От проворачивания в цилиндре поршень15 удерживается шпонкой 58, закрепленной вкорпусе люнета, которая входит в паз 59поршня.Шпонка 58 имеет две камеры 60, .симметрично расположенные с обеих сторон шпонки,20 к которым по магистрали 61 через дроссель62 подводится масло под давлением из напорной магистрали 4, создавая гидростатическую опору шпонки. Для поддержания постоянного давления в бесштоковой полости гид 25 роцилиндра с высокой точностью (до0,1 кг/см), что необходимо для прижатиягубки 17 люнета к валку 63 с постоянным усилием в процессе шлифования, система снабжена следящим мембранным регулятором30 давления 64, управление которым осуществляется за счет обратной связи - перепададавлений в бесштоковой 19 и штоковой 18полостях гидроцилиндра. Мембранный регулятор давления включает однокромочный зо 35 лотник 65, который смонтирован в расточкекорпусе 66 и состоит из втулок 67 и 68 иплунжера 69. Плунжер 69 имеет кольцевуювыточку 70, Во втулке 68 на торце выполненсквозной паз 71, а во втулке 67 в сквозн от 40 верстие 72, Паз 71 совпадает с кольцевой выточкой 73 втулки 68, отверстие 72 - с кольцевой выточкой 74 втулки 67. Кольцевая выточка 74 магистралью 75 постоянно сообщаетсяс баком, а кольцевая выточка 73 магистралью45 76 - с напорной магистралью 4. С правой стороны (по схеме) плунжер 69 закрыт крышкой 77, прикрепленной к корпусу 66, а с левой - мембраной 78, которая также крепится к корпусу 66 и в которую своим выступом50 упирается плунжер 69.Крышка 77 имеет выточку, в которую входит пружина 79, поджимающая плунжер 69 кмембране. Торцы плунжера с мембраной икрышкой образуют две камеры 80 и 81, сое 55 диненные между собой магистралью 82 и магистралью 83 - с бесштоковой полостью 19гидроцилиндра 14. Для обеспечения автоматического поддержания требуемого давлениямасла, настроенного напорным золотником 3,60 к мембране 78 крепится корпус 84, в которомвыполнена расточка 85, В этой расточкесмонтирован стакан 86, во внутренней полости которого установлена пружина 87, опирающаяся на шайбу 88, которая через шарик 8965 взаимодействует с мембраной 78. Стакан 86с мембраной 78 образует камеру 90, которая магистралью 91 сообщается со штоковой полостью 18 гидроцилцндра 14 и реагирует на происходящее в цей изменение давления, Для установки требуемого давления в системе в корпусе 84 имеется резьбовое отверстие, в которое ввернут регулировочный винт 92.Вальцешлифовальный станок для обработки валков в собственных подшипниках работает следующим образом.В исходном положении электромагнит Э 1 золотника 21 включен и плунжер золотника соединяет напорную магистраль 4 с магистралью 20, а магистраль 22 через магистраль 23 с баком, Поршень 15 гидроцилиндра 14 при этом находится в отведенном положении и губка 17 люнета не касается изделия 63, как показано на схеме. При включении насосной установки 2 напорным золотником 3 настраивается требуемое давление в системе. При этом насос 2 будет подавать масло под давлением по напорной магистрали 4 через фильтр 5 в точку 41. Из точки 41 по магистрали 40 масло будет поступать в кольцевую проточку 37, из которой через зазор между штоком 16 и пояском 39 - в карманы 28 - 31 и далее по магистралям 33 - 36 - в карманы 24 - 27 гидростатической опоры штока. Масло, вытекающее цз карманов 24 - 27, через зазор между штоком 16 и пояском 38 поступит в кольцевую проточку 8, откуда по магистрали 42 будет отсасываться насосом 7 в бак.Масло из точки 41 по продолжению напорной магистрали 4, через золотник 21, по магистрали 20, через штоковую полость 18, магистраль 91 поступит в камеру 90 мембранного регулятора давления 64 и, прогибая мембрану 78 и сжимая пружину 79, переместит плунжер 69 вправо настолько, что паз 71 будет перекрыт пояском плунжера 69. При этом слив масла в бак из напорной магистоали 4 через магистраль 76 будет перекрыт, Масло, поступающее из напорной магистрали через золотник 20, в штоковую полость 18 гидроцилиндра 14, переместит поршень 15 вправо, как показано на фиг. 1. Перемещаясь вправо по схеме, поршень 15 будет вытеснять масло из бесштоковой полости 19 по магистрали 22 через золотник 21, магистраль 23 на слив в бак, При перемещении мембраны 78 вправо масло из камер 80, 81 по магистрали 83 через бесштоковую полость 19 гидроцилиндра 14, магистраль 23 будет также вытеснено на слив в бак.Кроме того, масло из напорной магистрали 4 по магистрали 61 через дроссель 62 будет поступать в камеры 60 шпоцки 58, уменьшая трение между последней и пазом 59 поршня 15. Таким образом, вальцсшлцфовальный станок будет подготовлен к работе,Поскольку вальцешлифовальный станок предназначен для поддержания постоянного усилия прижима губки люнета к обрабатываемому валку при перешлифовке рабочей поверхности валков в собственных подшипниках с опорными подушками, мембранный регулятор перед началом работы настраивают ца поддержание требуемого давления в беси.токовой полости 19 гцдроцилиндра 14, соответствующего горизонтальной составляющей от силы веса валка, которая возникает при смещении оси вращения валка на некоторую величину относительно центра опорного подшипника этого валка при подводе губки люнета, Для подвода губки 17 люнета к изделию (валку) 63 включают электромагнит Э 1 золотника 21, Золотник 21 соединяет магистрали 22 ц 83 с напорной магистралью 4, а магистрали 20 и 91 в чер слцвную магистраль 23 с баком насосной установки. В этом случае масло от насоса 2 по напорной магистрали через фильтр 5, золотник 21, магистраль 22, бссштоковую полость 19 гидроцилиндра 14, магистрали 83 и 82 поступит в камеры 80 20 и 81 мембранного регулятора давления, и, деформируя мембрану 78. сжимая пружину 87, переместит влево плунжер 69 золотника 65 в положение, при котором откроется паз 71.Прц этом масло из камеры 90 по магистрали 2 д 91 через штоковую полость 18, магистраль 20,золотник 21 поступает в магистраль 23 на слил в бак, Вращением винта 92 в ту или другую сторону устанавливают давление. несколько мегпшее давления настройки напорЗ 0 ного золотника 3, но соответствующее величине усилия поджцма губки 17 люнета к изделию 63 конкретного веса, увеличивают или уменьшают рабочий зазор между кромкой плунжера 69 и тооцом втулки 67, т. е. увеличивают или уменьшают оасход масла, вытекающего на слив через мембранный регулятор 64 из напооной магистрали 76 на слив в бак, Масло, поступающее из напооной магистрали 4 через золотник 21, магистраль 22 в 40 бесштоковую полость 19 гидроцилиндра 14 идалее через зазор между пояском 52 и цилиндром, пооходцт в карманы 47 - 50, из которых по магистралям 54 - 57 - в карманы 43 - 46 Гидростатической опоры поршня 15, а цз ццх через зазор между пояском 53 ц цилцндпом - в 1 птоковуо полость 18. Поступая в бесштоковую полость, масло переместит поргеги 15 со ц 1 током 16 и губкой 17 до 1 пора последней в изделие 63 и сдвинет его на некоторую вслцчццу зазора в опорных подшипниках в направлении шлифовальногокруга. Прц этом масло пз итоковой полости 18 по магистрали 20 через золотник 21 поступает в магистраль 23 на слив в бак.В процессе поджпма гбки 17 люнета квалку 63 и" сцсходит смс 1 ение (сдвиГ) еГО в наппяплгццц шлцфовальпого круга до техпоп, пока горизонтальная составляющая от силы веса валка, появившаяся в результате того, что при смещении точка контакта подшцпника с подушкои валка переместится из самого нижнего положения поперечного сечения подуцки в положение под некоторым углом к вертикали, уравновесит силу поджима губки к валку (произойдет сдвиг оси валка5 и 15 20 25 зо 35 на некоторую величину зазора в подшипниках),Включают валок бЗ. Поскольку рабочая поверхность валка может иметь неправильную (например, овальную) форму поперечного сечения в месте контакта ее с губкой люнета, а также поскольку ось поперечного сечения валка может быть неконцентрична оси вращения, то при вращении валка губка 17 будет перемещаться вперед или назад. При этом усилие поджима будет оставаться постоянным и соответствовать настройке мембранного регулятора, а положение оси вращения валка оставаться неизменным, поскольку точка контакта подшипника с подушкой будет оставаться неизменной за счет равенства усилия поджима губки люнета и горизонтальной составляющей от силы веса валка.При съеме припуска в зоне контакта губки с изделием губка будет автоматически подходить к изделию на величину снятого припуска (величину изменения радиуса валка), а положение оси вращения валка по той же причине, что и из-за неправильной формы поперечного сечения, будет оставаться неизменным.Аналогичным образом при использовании двух описанных гидравлических следящих систем с люнетами, расположенными по краям рабочей поверхности бочки, по мере съема припуска в зоне контакта губок люнета с валком не будет происходить перекоса оси вращения валка относительно направления продольного формообразующего движения шлифовального круга - положение оси вращения валка будет оставаться неизменным по мере съема припуска, что обеспечит высокую точность обработки. 8Постоянство усилия поджима обеспечивается постоянством поддержания давления в гидросистеме при перемещениях поршня 15, которое обеспечивается тем, что рабочие полости 18 и 19 гидроцилиндра сообщаются соответственно с камерами 90, 80 и 81 мембранного регулятора. Всякое изменение давления в полостях гидроцилиндра вызывает изменение давления в упомянутых камерах мембранного регулятора, вследствие чего плупжер б 9 смещается в ту или другую сторону, открывая или закрывая паз 71 рабочей кромкой и увеличивая или уменьшая, расход масла, уходящего на слив через регулятор, а значит, уменьшая или увеличивая давление в напорной магистрали 4 гидросистемы и под. держивая его постоянным с высокой точностью. Формула изобретения Вальцешлифовальный станок для обрабо ки валков в собственных подшипниках, включающий два люнета, каждый из которых снабжен следящей гидравлической системой, выполненной в виде силового двухполостного гидравлического цилиндра, с поршнем которого связана губка люнета, запитанного по напорной магистрали от насосной станции через золотник, и мембранного регулятора давления с разделенными мембраной полостями управления с однокромочным золотником, отличающийся тем, что, с целью автоматического поддержания постоянной силы давления губок, выход регулятора давления связан с напорной магистралью насосной станции, а разделенные мембраной полости управления регулятора соединены с полостями силового гидроцилиндра.556029 ф Ч63 У 7 636 т 393116 Э 5 Я 5,а 6 Х 1 ХР 16 авитель Э, Алехинред Л. Котова Коррек едактор Т, Ларина. Брахни Изд. Ъо 404 И Государственного коми по делам изобрете 113035, Москва, Ж, ПодписнР Тираж 1106тета Совета Министровний и открытийРаушская наб., д. 4/5 аказ 998/2ЦНИИ ипография, пр. Сапунова, 2