Прокатный стан

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН И 9) 80 (и) 1 В 13/20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 2ПРОКАХНЬЙ СТАНИзобретение относит я к прокат чо к конст ж станов с Р 3 производству, а име ям волновых прокати атическим согласова момента приводного ентом прокатки, и м ьэовано на металлур остроительных завод ССС.,1983.СР1984. с мо й ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОПКРЫТИПРИ ГКНТ СССРтков 2.06 (088,8)е свидетельство В 21 В 13/20,свидетельство С В 21 Б 13/20,(54) (57) ному рукци авто ием крутявигателяжет бытьических их преиму3 1503907 пс.твс но для листовой прокатки труднодеформируемых зоготовок. Цель иэобретени - повьппепие экономической эффективности работы прокатного стана. Скорость вращения ротора-поршня 39 регулируется заслонкой регулятора 12. Гидронасос 13 связан гидро- магистралями 28 и 29 со станом, Рукояткой 30 управляют и регулятором 10 ,2,и кулачком 27, связанным с распределителем 25. Смещение распределителя 25 сказывается на растягивающем усилии пружуны 24. Это влечет перемещение рейки 20 влево, если усилие пружины увеличивается, и вправо под влиянием реактивного момента редуктора 16, В зависимости от этогосрабатывает распределитель 15, кото"рый воздействует на гидроцилиндр 14,связанный с гидронасосом 13, Поддействием гидроцилиндра 14 кольцо56 поднимается или опускается, уменьшая или увеличивая подачу гидронасоса 13. Изменение его работы сказы"вается на работе станаЭто прямоерегулирование работы стана. Возможен обратный вариант,. Возрастаниеусилий прокатки вызывает возрастание давления в гидромагистрали 28.Это влияет на положение кольца 56 идалее по цепочке, обратной описанной вьппе. 3 ил.Изобретение относится к прокат-.ному производству, а именно к конструкциям волновых прокатных станов савтоматическим согласованием крутя 25щ го момента приводного двигателяс моментом прокатки, и может быть использовано на металлургических и мапп 1 ностроительных заводах преимущест.ванно для листовои прокатки трудноЗГдеформируемых заготовок.Целью изобретения является повышение экономической эффективности работы прокатного стана,Ка фиг.1 изображен предлагаемыйстан, обуй вид, поперечный разрез;на Фиг.2 - фрагмент предлагаемогостана, продольный разрез; на Фиг.3гидромеханическая схема регулирова 40ния предлагаемого прокатного стана.Прокатный стан содержит неподвижную станину 1 с размещенными в нейС-образным профилированным вкладышем 2 и нажимными элементами 3 и 4,охватывающими кулачковый генератор5 бегущих волн деформации, несущийрабочие валки б, и образующими вместе с боковыми крьппками 7 и 8 по крайней мере две камеры 9 и 10 переменного объема, размещенные вдоль С-образного профилированного вкладыша 2, иприводной двигатель 11 с регулятором12 крутящего момента.Для повьппения экономической эффек 55 тивности работы прока.тного стана он снабжен гидронасосом 13 с регулятором подачи в виде гидроцилиндра 14 с распредепителем 15, редуктором 16,установленным балансирно и связанным с вь 1 ходным валом 17 приводного двигателя 11 и потором 18 гидронасоса 13, установленной на роликовых опорах 19 зубчатой рейкой 20, кинематически связанной посредством шестерни 21 с корпусом 22 редуктора 16 и соединенной с распределителем 15 гидро- цилиндра 14, и рычагом 23, конец которого кинематически связан через пружину 24 с зубчатой рейкой 20 и с регулятором 12 крутящего момента через распределитель 25 гидроцилиндра 26 и программирующий кулачок 27, при этом гидронасос 13 посредством прямой 28 и обратной 29 гидромагистралей сообщен с камерами 9 и 10 переменного объема станины 1. Предусмотрен также ручной орган 30 управления регулятором 12 крутящего момента,Прокатный стан имеет также моталки 31 и 32 и отклоняющие ролики 33. Рабочие валки б охвачены жестким кольцом 34, Кулачковый генератор 5 бегущих волн деформации смонтирован в подшипниковых опорах 35 и 36.Приводной двигатель 11 выполнен в виде роторно-поршневой машины внутреннего сгорания и содержит связанный с выходным валом 17 эксцентриковый вал 37, на котором посредством подшипника 38 установлен треугольный ротор-поршень 39 с синхронизирующими шестернями 40, охваченный двухэпитрохоидной рабочей камерой 41, впускной 42 и выпускной 43 патрубки, свечу 44 зажигания и прерыватель 45.15 20 25 30 35 40 45 50 55 Регулятор 12 крутящего момента выполнен в виде установленной во впускном патрубке 42 поворотной заслонки,изменяющей подачу топливовоэдушнойсмеси в двухэпитрохоидную рабочуюкамеру 41. Профиль программирующегокулачка 27 подобран экспериментально таким образом, чтобы приведенныйк выходному валу 17 приводного двигателя 11 момент нагрузки от ротора18 гидронасоса 13 соответствовал оптимальному числу оборотов. Редуктор16 выполнен волновым и содержит гибкое колесо 46, жесткое колесо 47 игенератор 48 бегущих волн деформации, кинематически связанный с -вы"ходным валом 17 приводного двигателя 11 посредством зубчатых муфт 49 и50 и шпинделя 51. Выходной вал 52редуктора 16 кинематически связан сротором 18 гидронасоса 13 посредством зубчатых муфт 53 и 54 и шпинделя 55.Гидронасос 13 содержит статорноекольцо 56 с направляющими 57 и 58,смещение которого относительно осиротора 18 регулируется посредствомпервого гидроцилиндра 14, что позволяет изменять подачу гидронасоса13 в широких пределах от минимального значения при холостом ходе прокатного стана, когда статарное кольцо 56 смещено вверх, до максимального значения при работе приводногодвигателя 11 по внешней скоростнойхарактеристике и максимальном значении мемента прокатки стана, когдастаторное кольцо 56 смещено вниз.В радиальных прорезях 59 ротора 18размещены с возможностью возвратнопоступательного перемещения вытеснительные пластины 60, образующие рабочие камеры 61 гидронасоса 13. В качестве рабочей жидкости гидронасоса13 при высоких рабочих температурахмогут быть использованы синтетические жидкости на кремнийорганическойосновеПрокатный стан Функционирует следующим образом,После задачи заготовки одним изизвестных способов прокатываемый металл образует внутри станины 1 деформационную петлю С-образной Формы, охватывающую жесткое кольцо 34 по наружной поверхности, Производится запуск приводного двигателя 11 в соответствии с заданным режимом. 645В приводном двигателе 11 осушествляется термодинамический цикл, результатом которого является трансфортация топлива, которое в распыленном состоянии в виде топливовоздушной ,смеси поступает в двухэпитрохоидную рабочую камеру 41 через впускной патрубок 43 и регулятор 12 крутящего момента. В сжатом состоянии топливовоздушная смесь периодически поджигается свечой 44 зажигания, управляемойпрерывателем 45. В прецессе расширения продуктов сгорания топлива и горячего воздуха на треугольном роторе-поршне 39 возникает крутящий момент, передаваемый через синхронизирующие шестерни 40 и эксцентриковыйвал 37 выходному валу 17 и далее через зубчатые муфты 49 и 50 и шпиндель 51 генератору 48 бегущих волндеформации редуктора 16. Отработавшие газы удаляются через выпускнойпотрубок 43. В редукторе 16, благодаря взаимодействию бегущих волн деформации гибкого колеса 46 с жестким колесом 47, происходит трансформация крутящего момента, передаваемого с выходного вала 52 через зубчатые муфты 53 и 54 и шпиндель 55 ротору 18 гидронасоса 13. Вследствие вращения ротора 18 в рабочих камерах 61, расположенных слева от вертикальной плоскости, создается нагнетание, а справа - разрежение. Возникает разность давлений, и рабочая жидкость по прямой гидро- магистрали 28 поступает под высоким давлением в левую камеру 9 переменного объема станины 1, а из правой камеры 10 переменного объема станины 1 - в обратную гидромагистраль 29 под пониженным давлением, В результате кулачковый генератор 5 бегущих волн деформации приводится во вращение, При этом объем левой камеры 9 переменного объема увеличивается, а объем правой камеры 10 переменного объема уменьшается. Кулачковый генератор 5 бегущих волн деформации вращается по часовой стрелке, а жесткое кольцо 34 вращается против часовой стрелки, обеспечивая волновую прокатку, при этом прокатываемый металл движется с правой моталки 3 1 на левую моталку 32 и происходит его обжатие в рабочем калибре, образованном наружной поверхностью жесткогокольца 34 и внутренней рабочей поверхностью С-образного профилированного вкладьпна 2,В установившемся режиме крутящиймомент приводного двигателя равен5моменту прокатки, приведенному к выходному валу 17, и приводной двига".тель 11 настроен на оптимальное число оборотов частичной скоростной характеристики, заданной положениемповоротной заслонки регулятора 12крутящего момента. Посредством программирующего кулачка 27, радиус пщ 15филя которого соответствует оптималь- .ному числу оборотов, и отслеживающего его профиль распределителя 25 гидроцилиндра 26 пружина 24 через конецрычага 23 получает определенное растяжение и через зубчатую рейку 20 и 20шестерню 21 создает на корпусе 22 редуктора 16 усилие, направленное вле-,во и соответствующее ее упругой ха"рактернстике. Это усилие уравновешивается постоянным реактивным моментом на корпусе 22 редуктора 16, соответстующим установившемуся числу оборотов, и зубчатая рейка 20 вместе сраспределителем 15 гидроцилиндра. 14остаются неподвижньки. Подача гидронасоса 13 пан этом соответствует некоторому среднему значению. При необходимости увеличения скорости прокатки органом 30 управления поворотная заслонка регулятора 1235 крутящего момента приоткрывается и подача топливовоздушной смеси в двухэпитрохоидную рабочую камеру 41 уве" личивается. Величина усилия пружины 40 24, прикладываемого к корпусу 22 редуктора 16, увеличивается при пока неизменном реактивном моменте на корпусе 22 редуктора 16. Поэтому распределитель 15 гидроцилиндра 14 сме щается влево, и статорное кольцо 56 опускается. Подача гидронасоса 13 увеличивается, и нагрузка на выходной вал 17 приводного двигателя 11 повьппается. Возрастает скорость прокатки и реактивный момент на корпусе 22 редуктора 16 повьппается. Распределитель 15 гидроцилиндра 14 перемещается вправо и останавливается, занимая новое положение, когда сила растяжения пружины 24 уравновешивается реактивным моментом. Приводной двигатель оказывается настроенным на оптимальное число оборотов более высокой частичной скоростной характеристики.При необходимости уменьшения скорости прокатки органом 30 управления поворотная заслонка регулятора 12 крутящего момента прикрывается и подача топливовоздушыой. смеси в двухэпитрохоидную рабочую камеру 4 1 уменьшается, Величина усилия пружины 24, прикладываемого к корпусу. 22 редуктора 16, уменьшается при пока неизменном реактивном моменте на корпусе 22 редуктора 16. Поэтому распределитель 15 гидроцилиндра 14 смещается вправо и статорное кольцо.56 поднимается вверх. Подача гидронасоса 13 уменьшается и нагрузка на выходной вал 17 приводного двигателя 11 снижается, Уменьшается скорость прокатки и реактивный момент на корпусе 22 редуктора 16 снижается, Рас" пределитель 15 гидроцилиндра 14 перемещается влево и останавливается, занимая, новое положение, когда сила растяжения пружины 24 уравновешивается реактивным моментом. Приводной двигатель 11 оказывается настроенным на оптимальное число оборотов более низкой частичной скоростной характеристики. Если при неизменном положении поворотной заслонки регулятора 12 крутящего момента момент прокатки в силу каких-либо причин увеличивается, то усилие на зубчатой рейке 20 от реактивного момента на корпусе 22 редуктора 16 превышает в данном случае неизменное усилие растяжения пружины 24 и зубчатая рейка 20 смещается вправо. Распределитель 15 гидро- цилиндра 14 смещается вправо и статорное кольцо 56 поднимается. Подача гидронасоса 13 уменьшается и нагрузка на выходной вал 17 приводного дви - гателя .11 снижается. Уменьшается скорость прокатки, и реактивный момент на корпусе 22 редуктора 16 снижается. Распределитель 15 гидроцилиндра 14 перемещается и останавливается, занимая новое положение, когда сила растяжения пружины 24 уравновешивается реактивным моментом. Приводнбй двигатель 11 продолжает работать при оптимальном числе оборотов заданной частичной скоростной характеристики, несмотря на увеличение момента прокатки, так как в силууменьшения подачи гидронасоса 13 момент прокатки, приведенный к выходному валу 17, оказывается равным крутящему моменту приводного двигателя 11.Если при неизменном положении поворотной заслонки регулятора 12 крутящего момента момент прокатки в силу каких-либо причин уменьшается, то усилие на зубчатой рейке 20 от реактивного момента на корпусе 22 редуктора 1 б становится меньше неизменного в данном случае усилия растяжения пружины 24 и зубчатая рейка 20 смещается влево. Распределитель 15 гидроцилиндра 14 смещается влево и статорное кольцо 56 опускается, Подача гидронасоса 13 увеличивается, и нагрузка на выходной вал 17 привоцного двигателя 11 повышается. Увеличивается скорость прокатки, и реактивный момент на корпусе 22 редуктора 16 повышается. Распределитель 15 первого гидроцилиндра 14 перемешается и останавливается, занимая новое положение, когда сила растяжения пружины 24 уравновешивается реактивным моментом. Приводной двигатель 11 продолжает работать при оптимальном числе оборотов заданной частичной скоростной характеристики, несмотря на уменьшение момента прокатки, так как в силу увеличения подачи гидронасоса 13 момент прокатки, приведенный к выходному валу 17, оказывается равным крутящему моменту приводного двигателя 11. Таким образом, предлагаемый про- катный стан обеспечивает работу приводного двигателя 11 при оптимальном числе оборотов заданной частичной скоростной характеристики при изменениях в широких пределах как скорости прокатки, так и момента прокатки, Работа приводного двигателя 11 в оптимальном режиме при различных режимах прокатки характеризуется мак 10 Формула 15 20 25 повьппения экономической эффективнос 30 ти его работы, он снабжен связанным 35 40 45 симальным термическим КПД осуществляемого термодинамического цикла иминимальной цикловой подачей жидкоготоплива. Это повышает ресурс работыприводного двигателя 11, сокращаетпростои прокатного стана из-за профилактических ремонтов приводногодвигателя 11 и снижает потреблениежидкого топлива, что существенно повьппает экономическую эффективностьработы прокатного стана. изобретения Прокатный стан, содержащий неподвижную станину с размещенными в ней С-образным профилированным вкладышем и нажимными элементами, охватывающими кулачковый генератор бегущих волн деформации, несущий рабочие валки, и образующими вместе с боковыми крышками по крайней мере две камеры переменного объема, размещенные вдоль С-образного профилированного вкладьппа, и приводной двигатель с регулятором крутящего момента, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью с камерами переменного объема станины посредством прямой и обратной магистралей роторным гидронасосом, рецуктором, связывающим ротор гидронасоса с упомянутым двигателем, кинематически связанной с корпусом гидронасоса зубчатой рейкой, установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения, и двумя управляющими гидроцилиндрами, оборудованными распределителями; при этомодин из гидроцилиндров связан с гидронасосом, а его распределитель кинематически связан с одним из концов рейки, другой гидроцилиндр кинематически связан с другим концомрейки, а его распределитель оборудован кулачком, который связан с регулятором крутящего момента двигателя.1503907 Фиг. Составитель Г.Ростовдактор Т.Парфенова Техред М.Моргентал Коррект М.Самборскаяе % ГКНТ СССР аушская на изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгоро Гагарина, 10 Заказ 5181/11ВНИИПИ Государс Тираж 459 Пецного комитета по13035, Москва, Жписноеобретениям ткрытиям д. 4/5