Устройство для удаления грата

ОПИСАНИЕ 1524615ИЗОБРЕТЕН И ЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(43) Опубликовано 15,08.76. Бюллетень К Государствеииыи комите СССР ло делам изоорет и открытий) Авторы зобретени Мирошниченко В, К, Рочняк, С, М, Пивоварова, А, И,и О Х Охримчук Институт черной металлургии(71) Заявител АТА РОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕН Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в прокатном производстве при конструировании устройств для удаления грата, образующегося после контактной стыковой сварки оплавлением концов двух заготовок при бесконечном прокате.По основному авт. св, 483202 известно устройство для удаления грата с непрерыВно движущейся в потомаке прокатного стана заготовщики, содержащее станину, установленные на ней две фрезерные головки и механизм сведения последних, выполненный из гидроцилиндра и шарнирнстго двухзвенника. Устройство снабжено перемещающимися по направляющим станины четырьмя блоками, каждая пара которых связана между собой, несет шпиндель фрезерной головки и шарнирно соединена через вилкообразную тягу с двухзвенником, причем вилкообразные тяги блокств, в свою очередь, шарнирно связаны между собой, Такое устройство хотя и обеспечивает синхронное сведение головок и выравнивание усилий в кинематических цепях, но имеет малую надежность и эффективность работы.Цель изобретения - повышение надежности и эффективности работы устройства,Это доститается тем, что предлагаемое устройство для удаления грата снабжено двумя идентичными,цилиндрами двухсто,роннего действия с односторонними штоками, один из которых выполнен с неподвижным корпусом, закрепленным на станине, и подвижным поршнем, соединенным через шток шарнирно с одной из фрезерных головок, а другой цилиндр,выполнен с неподвижным поршнем, соединенным через шток со станиной, и подвижным корпусом, соединенным шарнирно с другой фрезерной головкой, причем одноименные, полости цилиндров тидравлически соединены между собой, а также с соответствующими блоками питания и,давления и запитаны под да 1 влением рабочей средой.Каждый блок питания и давления выполнен из пустотелого разъемного корпуса, неподвижно закрепленного на нем плунжерного цилиндра, плунжер которого меха нически связан с регулирующим винтом,подвижно установленным,в корпусе цилиндра, и датчика давления, причем полость, образованная разъемными частями корпуса, разделена в месте разъема элас тичной (гибкой) мембраной на две части,одна из;которых гидравлически соединена с одноименными полостями цилиндров, а другая - с плунжерным цилиндром и датчиком давления, и заполнена рабочеи 0 средой, например минеральным маслом.Одноименные нагруженные полости цилиндров запитаны рабочей средой под давлением, превышающим давление в других одноименных нагруженных, полостях на величину, равную сумме подвижных частей устройства.В качестве рабочей среды иопользованз синтетическая жидкость, например полисилоксановая. Кроме того, в качестве рабочей среды может быть использован гидропласт.На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг, 1; на фиг.3 - разрез Б - Б фиг. 2; на фиг. 4 - блок питания и давления, общий вид в разрезе,Устройство выключает две фрезерные головки 1 и 2, установленные в блоках 3 и 4, подвижных в плоскости, перпендикулярной продольной оси заготовки. Блоки перемещаются в направляющих б станины б, на которой установлен механизм 7 сведения.Каждая фрезерная головка состоит из установленного н корпусе 8 на (подшипниках шпинделя 9, несущего фрезу 10 симмет. ричного профиля. На другом коннице шпинделя установлен маховик 11, соединенный че. :ез муфту 12 с приводом 13 вращения шпинделя.Механизм сведения фрезерных головок устройства установлен параллельно продольной оси заготовки и состоит из гидро- цилиндра 14, шторок которого соединен с долзуном 15, двухзвенника 1 б с равными звеньями, шарнирно соединенных с ползуном, и вилкообразных, равных между собой тяг 17, которые, в евою очередь, шарнирно соединены с блоками и концами,двухзвенника. Вилкообразные тяги шарнирно связаны между собой дополнительной тягой 18, равноудаленной от мест соединения тяг 17 " блоками.Устройство снабжено двумя идентичными цилиндрами 19 и 20 двухстороннего действия с односторонними штоками, Один из цилиндрОв, преимущесввенно нижний, вылолнен с неподвижным корпусом 21, закрепленным жестко на станине, и подвижным поршнем 22, юдарнирно соединенным через :итог 23 с одной из фрезерных голодовок (нижней). Другой цилиндр, преимущестзенно верхний, вьдполнен с неподвижным поршнем 24, жестко соединенным через штрек 25 со станиной, и подвижным корпусом 2 б, шарнирно соединенным с другой фрезерной головкой (верхней). Одноименные полости цилиндров: бесштековые а и о и штоко 1 вые с и д - гидравлически соединены между собой с помощью трубопроводов 27 и 28, участки 29 и 30 которых в местах подсоединения к,подвижному корпусу цилиндра выполнены из гибких металлических герметичных рукавов. Кроме тото, одноименные полости а и а соединены гидравлически с блоком 31 питания и давления, а полости с и д - с аналогичным бло 5 1 О 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 60 65 ком 32. Указанные блоки предназначены для питания (заполнения) одноименных полостей цилиндров, создания необходимого давления в ник и компенсации утечек рабочей среды.Одноименные полости цилиндров, соединенные через соответствующие трубопроводы с соответствующими блоками питания и давления, образуют две независимые замкнутые и закрытые гидравлические системы (контуры), запитанные рабочей средой лод разными давлениями. Бесштоковые полости а и Ь запитаны рабочей жидкостью,под да 1 влением, превьпшающим давление в штоковых волостях с и д на величину, равную сумме масс, подвижных частей устройства, что обеспечивает их уравновешивание на жидкостной сподушке и исключает влияние последних на распределение усилий в кинематических цепях. Кроме того, такое решение обеспечивает равномерное и зависимое оведение или разведение фрезерных головок.В качестве рабочей среды может быть иепользована любая капельная жидкость, характеризующаяся высоким объемным модулем сжатия и вязкостью, в частности минеральное и растительное масла и их смеси, спирто-глицериновая смесь, а также жидкости на основе органических и кремнийорганичеоких соединений.Однако необходимо учитывать, что устройство должно работать:в тяжелых условиях в зоне высоких температур (удаление грата производится с затотовок с поперечным сечением до 105)(,105 мм и температурой 1100 - 1200 С). Минеральные масла и их смеси пригодны для работы в условиях температур не выкупе 120 С даже,при ограничении срока службы. Однако и при этой температуре резко увеличивается интенсивность их окисления, что потребует добавочных мер, например теплоизоляции или охлаждения цилиндров или ввода инертных газов, а это усложнит конструкцию устройства.Высоцкие температуры приводят к образованию в жидкости кислоты, повышающей коррозию соприкасающегося с ней металла, способствуют полимеризации жидкости и образованию в ней смол, ускоряют испаряемость легких фракций рабочей жидкостиповьшдают давление насыщенных паров последней. Кроме этого, рабочая жидкость, изготовленная на нефтяной основе, при высокотемпературных условиях (выше 150 С) становится взрыво- и пожароопасной.Смена рабочей жидкости затруднена, а зачастую и невозможна, поэтому большое значение приобретает ухудшение с течением ьремени ее характеристики, обусловленное ее старением и разложением, а также укрупнением твердых частиц, загрязняющих рабочую жидкость, Одной из причин укрупнения загрязняющих частиц является слипание (коагуляция) некоторых компонентов рабочей жидкости прп длительном ее хранении. Этот, процесс ускоряется, если рабочая жидкость подвергается вибрациям.В связи с этим наиболее рациональным является использование в качестве рабочей среды вместо минеральной синтетической жидкости. Опыты подсказывают, что из существующих синтетических жидкостей наилучшей для данных условий является полисилоксановая, которая имеет высокиг температурно-вязкостные характеристики, низкую упругость насыщения паров, высокие механическую (прочность и устойчивость против окисления. Кроме того, полисилоксановая жидкость является огнестойкой и отличается стабильностью ;вязкостных характеристик по времени работы.Однако полисилоксановая жидкость, обладакицая вследствие недостаточной прочности сцепления с твердыми поверхностями цилиндров плохими смазывающими свойствами, требует выполнения скользящих пар из металлов определенного сочетания, например сталь - бронза. Кроме тото, она обладает высокой текучестью и склонна к 1 пенообразованию, что требует надежной герметизации и полного устранения ее контакта с воздухом или газом. В частности, для исключения вытекания жидкости наружу и перетекания ее из одной полости цилиндра в другую, необходимо осуществлять герметизацию стыков металлических поверхностей с помощью специальных эластичных (гибких) уплотнений (разделителей) мембранного или сильфонного типа, применение которых полностью устраняет утечки, Другие уплотнения, как показь ерзают опыты, непригодны. Места подсоединений трубопроводов должны быть опаяны,В качестве рабочей среды может быть иапользован также гидропласт марки ДМ и ТУ МХП 2742-53, при этом;подогрев его до температуры 110 - 120 С осуществляется теплом, излучаемым от раскаленных заготовок, что исключает необходимость в специальном подогреве. Для защиты от чрезмерных тепловых потоков цилиндры могут быть покрыты слоем теплоизоляции, например,шнуровым асбестом, виток к витку в необходимое число слоев, огнеупорными массами, керамическими, углеродистыми, графитированными или волокнистыми материалами, жаростойким бетоном. Для улучшения теплоизоляции покрытие может быть выполнено пористым. Защита цилиндров от твплоизлучения может быть также осуществлена тепловыми экранами, которые для повышения теплозащиты;выполнены водоохлаждаемыми. Использование в качестве рабочей среды гидропласта позволяет резко снизить требования к уплотнительным узлам цилиндров и гидравлически5 10 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 60 65 связанных с ним деталей. Для герметичности подвижных соединений, как показывают опыты, практичеаки пригодны любые уплотнения, при этом утечки среды не наблюдастся. При эксплуатации с температурой до 60 С уплотнение вообще не требуется.Кроме то. о, в качестве рабочей среды может быть иапользован любой газ, например сжатый воздух. Однако при этом следует учитывать, что воздух обладает высокой сжимаемостью, ввиду чего он при сжатии накапливает энергию, которая при известных условиях может превратиться в ,кинетическую энергию движущихся масс и вызывает ударные нагрузки.При иапользовании соединений, не обеспечивающих абсолютной герметичности, надежность работы устройства в значительной степени зависит от соблюдения герметичности соединений, и 1 в первую очередь, от соблюдения, герметичности подвижных соединений тяпа поршень - цилиндр, шток - крышка цилиндра и т. д. С другой стороны, надежность, работы устройства зависит от величины,перекосов сопряженных деталей в процессе их;взаимного пере. мещения. Это приводит к повышенным требованиям к точности изготовления и сборки узлов и деталей, к выходу из строя уплотнительных узлов, преждевременному износу сопрягаемых деталей цилиндров, к опасности заклинивания и даже поломки, Поэтому для уменьшения величины утечек и перекоса сопрягаемых деталей, а также упрощения изготсзления и сборгл необходимо принимать длину сопряжения максимально допустимой и, во всяком случае, не меньше двух диаметров сопряжения, а также улучшить направленпе штока за счет увеличения базы его заделки в цилиндре, т, е, увеличить расстояние от средней части поршня до средней части направляющей буксы штока при крайнем выдвинутом его положении. Это повышает надежность и эффективность работы устройства.Для дальнейшето снижения требований к точности изготовления, упрощения сборки и наладки и повышения надежности и эффективности работы устройства, соединения ,подвижных частей цилиндров с фрезерными головками выполнены шарнирными, а соединение неподвижных частей их со станиной выполнено через элементы 33 и 34 (приспособления)подвижные относительно трех взаимно перпендикулярных осей цилиндров, которые зафиксированы в необходимом положении после настройки.Для устранения ударных нагрузок и гашения колебаний цилиндры снабжены демпфирующими устройствами (любыми из известных, на чертеже не показаны), 1 которые позволяют полностью поглотить избыток кинетической энергии подвижных масс и тем самым обеспечить, плавность движе5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ния,в конце хОда, за счет изменения ее состояния (превращение в тепло).Каждый блок питания и давления выполнен из пустотелото разъемного корпуса 35, составные части 3 б и 37 которого образуют сферическую полость, разделенную в месте разъема эластичной (гибкой или мяпкой) мембраной 38 на две составные части е и . На корпусе блока неподвижно за(креплен плунжерный цилиндр 39, плунжер 40 которого одним концом введен в одну нз частей полости, а другим - зафиксирсван регулирующим (нажимным) винтом 41, подвижно установленным в корпусе цилиндра. Другая часть полости корпуса гидравлически соединена через соответствующий трубопровод с одноименными полостями цилиндра,Для регистрации давления в соответствующей гидравлической замкнутой системе корпус блошка снабжен датчиком 42 давления, гидравлически связанным через кран 43 для спуска воздуха с частью полости, в которую введен плунжер цилиндра. Часть полости, связанная гидравлически с одноименными полостями цилиндров, заполнена рабочей средой, а другая часть полости, соединенная гидравлически с плунжерным насосом и датчиком давления, - рабочим телом. В связи с тем, что указанные блоки могут быть размещены в зоне, удаленной от раскаленных заготовок, и надежно защищены от теплового воздействия, в качестве рабочего тела могут быть использованы минеральные или растительные масла, смеси минеральных масел, смеси маловязких нефтепродуктов с высоковязкими компонентами или гидропласт.Таская конструкция блока, питания и давления позволяет его выполнитыкомпактным и с малой массой, что обуславливается особенностями сферической формы полости. При этом налряжения, создаваемые давлением в стенках корпуса, в два раза меныше напряжений, возникающих в указанных стенках при других формах выполнения полости. Диаметр полости 100 - 250 мм.Эластичная мембрана может быть изготовлена из естественного или синтетичедсого каучука, из металла (бронзы или нержавеющей стали), а также из резины или резинотканевых материалов. Мембрана и ее крепления выполнены так, что деформируется лишь ее нижняя:половина, причем сама деформация происходит при минимальной кривизне изгиба. Для этого верхняя часть д мембраны, расположенная ближе к месту разъема, выполнена толще нижней части и снабжена в месте,разъема утол;цениями Ь в виде круглого кольца-пояса. Для устранения возможности выдавливания мембраны в отверстиепрн .аксимальной разрядкс голости ) ,последняя снабжена утолщением 1 или металлической шайбой. Для уменьшения нагрузки на элементы, соединяющие полусферические части корпуса, разъем последнего может быть выполнен не,по плоскости максимального сечения, а,по,возможно малой его .величине.Разделение полости эластичной мембраной позволяет заполнять ее части различными рабочими средами или телами даже такими, как жидкость и газ, при этом непосредственный контакт газа с жидкостью исключается, что предотвращает растворение газа в жидкости, обеспечивает установку блоков в любом положении и упрощает запитку и разряднику замкнутых гидросистем. Мембрана при этом не подвержена воздействию сил давления, так как обе части, полости заполнены рабочей средой и,рабочим телом,под равным давлением, т. е, перепад давления равен нулю.Блоки питания и давления позволяют довольно просто решить вопрос заполнения одноименных полостей различными рабочими средами, компенсировать утечки и создавать необходимые давления рабочей среды в одноименных полостях цилиндров, а также необходимый перепад давления меж. чу чнмиПредлагаемое устройство работает следующим образомУстанавливают размер между фрезами 10,при сведенных головках 1 и 2 в зависимости от поперечного сечения заготовок и включают приводы 13 вращения шпинделей 9. В нерабочем положении при разведенных фрезерных головках происходит аккумулирование энергии маховиками 11 от посто- янко работающих электродвигателей приводов шпинделей с фрезамн. При подходе грата сваренных встьи заготовок 44 фрезерные головки 1 и 2 с фрезами 10 синхронно сводятся до рабочего поло."кения, обеспечивающего полное удаление (срезание) грата и (если это требуется по ТУ на изготовление) местное усиление шва (валика) штоком гидроцилиндра 14 через ползун 1 б, двухзвенник 1 б, вилкообразные тяги 17, поворачивающиеся вокруг шарниров дополнительной тяги 18.Сведение фрезерных головок вызывает перемещение (вытеснение) рабочей среды из полости а цилиндра 20 в полость Ь цилиндра 19, а из полости д цилиндра 19 в полость с,цилиндра 20, Такое .перемещение рабочей среды обеспечивает постоянное уравновешивание подвижных масс устройства и исключает влияние,последних на распределение усилий в кинематических ,цепях. Кроме того, это обеспечивает равномерно" н зависимое сведение или разведенке фрезерных головок благодаря,выравниванию,давлений в одноименных полостях цилиндров и резко снижает нагрузки на механизм 7 сведения. При разведении фрезерчых головок перемещение рабочей среды происходит в обратном порядке.Плавность перемещения, подвижных масс устройсвва и гашение инерционных колебаний их обеспечивается демпфирующими устройствами цилиндров, которые превращают кинетическую энергию указан ных масс в тепло, Для надежной и эффективной работы устройства необходимо, чтобы рассеиваемая в виде тепла демпфером гидравличеакого сопротивления кинетическая энергия превышала потенцированную при упругих деформациях компонентов гидросистемы. Это позволяет исключить удары при остановках фрезерных головок, преждевременный износ и поломки устройства,15Фиксация фрезерных головок 1 и 2 с фрезами в рабочем положении производится двухзвенником 16 в момент совпадения центра шарнира 45 с плоскостью, проходящей через центры шарниров 4 б. 20После удаления грата фрезерные головки разводятся в первоначальное положени: обратным ходом штока гидроцилиндра 14,Использование 1 предлагаемого устройст ва для удаления грата обеспечивает уменьшение динамических нагрузок до незначительных величин, исключает удары в конце хода фрезерных головок, предотвращает поломки узлов и преждевременный износ ЗО трущихся деталей, исключает влияние подвижных масс на раапределение усилий в кинематических цепях, что повышает надежность и эффективность работы устройства в целом. 35Формула изобретения1. Устройство для удаления грата по авт. св.483202, от л ич а ю ще еся тем, 40что, с целью повышения надежности и эффективности работы устройства, оно снабжено двумя идентичными цилиндрами двухстороннего действия с односторонними штоками, один из которых выполнен с неподвижным:корпусом, закрепленным на станине, и подвижным поршнем, соединенным через шток шарнирно с одной из фрезерных головок, а другой - с неподвижным поршнем, соединенным через шток со станиной, и подвижным корпусом, соединенным шарнирно с другой фрезерной головкой, причем одноименные полости цилиндров гидравлически соединены между собой, а также с соответствующими блоками питания и давления и заполнены под давлением рабочей средой.2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е еся тем, что каждый блок питания и давления выполнен из пустотелого разъемного корпуса, неподвижно закрепленного на нем плунжерного цилиндра, плунжер которого механически авязан с регулирующим винтом, подвижно установленным в корпусе цилиндра, и датчика давления, причем полость, образованная разъемными частями корпуса, разделена в месте разъема эластичной мембраной на две части, одна из которых .гидр авлически соединена с одноименнь 1 ми полостями цилиндров, а другая - с плунжерным цилиндром и датчиком давления и заполнена рабочей средой, например минеральным маслом.3. Устройство го пп. 1 и 2, отличаю щ е е с я тем, что одноименные натруженные полости цилиндров заполнены рабочей средой под давлением, превышающим давление в других одноименных нагруженных полостях на величину, равную сумме масс подвижных частей устройства.524615 8 идА Уца 4 Составитель Н. филатов Месропова Техред Е. Митрофано(орректор С. фай кт Заказ 900 Л 503 НПО Государст Изд.333 Тираж 1136 венного комитета СССР по делам изобретени 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ип. Харьк, фил. пред. Патент Подписноеоткрытий