Трубопрокатный стан поперечновинтовой прокатки

Ь(-;Д ОП ИСАЙЙЙ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сооэ СоветскиСоциалистическиРеспублик щ 713627(51)М. Кл. В 21 В 19/02 В 21 В 13/12 РВяФрствмък квмитвт СССР ае евам изобретений и вткрмтийДата опубликования описания 08.02,80,(72) Авторы изобретения А. А, Малкин и А, С, Ткаченко Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институтИзобретение относится к трубопрокатному производству, в частности к конструкциям трубопрокатных станов поперечновинтовой прокатки, и предназначено дпяиспользования на прошивных и раскатныхстанах трубопрокатных агрегатов,Известен стан поперечно-винтовой прокатки труб, включающий рабочие валки,установленные в рабочей клети, и привод,содержащий универсальные телескопическиешпиндели, соединенные жестко с рабочимивалками и шарнирно с шестеренной клетью,выполненной подвижной относительно рабочей клети 11Эксппуатапия такого стана сопровожда15ется значительными простоями на настройку рабочей клети и перевалку валков, чтосвязано с необходимостью перемещения истопорения шестеренной клети при изменении углов наклона валков н с жестким соединением универсальных телескопическихшпинделей с рабочими валками, а также.сопровождается увеличением експиуатапионных расходов, вызваннъх необходимостью обслуживания и ремонта громоздкого привода перемещения шестеренной клети.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является трубопрокатный стан поперечно-винтовой прокаки груб (поршневой стан), содержащий рабочую клеть, смонтированные в ней барабаны с кассетами и рабочими валками сподушками, и привод вращения валков с универсальными телескопическими шпинделями (2,Недостатками такого стана являются недостаточная работоспособность и нагрузочная способность, а также низкая долговечность универсальных шпинделей. Это связано с тем, что универсальные шпиндели, передающие вращение .рабочим валкам, воспринимают при малых габаритах шарнирных муфт (ограниченных необходимостью максимального сближения рабочих валков) значительные нагрузки, как от передачи крутящего момента, необходимого для деформации металла, так и осевую технологическую нагрузку, дейс твующуюсо стороны метаппа на валки параппепьно оси заготовки и спагающуюся из осевого сопрогивпения оправки и осевой составпяющей сопротивпения пинеек. Передача осевой технопогической нагрузки на универсапьные шпиндепи обусповпена спедую щим. Поскопьку кассеты установпены с возможностью перемещения в барабане, между кассетой и барабаном имеется зазор порядка 2 - 3 мм. Вспедствие ударной задачи заготовки в рабочие вапки, по спедние. совместно с кассетами под действием усипия задачи, создаваемого втапкиватепем заготовки, смонтированным на стороне привода, перемещаются в сторону, д 5 противопопожвую приводу, на вепичину зазора. При этом удлинение соединенного с рабочим вапком шпиндепя свободно.компенсируется тепескопическим устройством, так как в этот момент универсальные шпиндели еще не загружены крутящим моментом и силы трения на рабочих поверхюатях тепескопического устройства .незначитепьны. До встречи заготовки с оправкой осевые телескопические усилия обусловпеиы топько сопротивлением пинеек и мапы (осевая составпяющая сопро щвпейкя пинеек незначитепьна даже при попном запопнении очага деформации), Привстрече заготовки с оправкой осевые технологические усипия достигают большой вепичины и стремятся вернуть кассету с рабочим вапком в попожение, которое она занимала перед задачей заготовки. Однако к атому времени моменты, передаваемые.шпиндепями, достигают значитепьной вепичины, так как бопьшая часть конуса прошивки очага деформации ужезапопнена металлом, Соответственно возрастают силы трения на рабочих поверхкостях телескопического устройства. Устройство не может компенсировать перемещение кассеты с рабочим валком в подезазора до попожения, при котором зазорымежду кассетой и барабаном будут выбра ны и осевые технопогические усипия будут передаваться на станину. В резупьтате,универсапьные шпиндепи нагружаются допопнитепьно осевым технологическим усипием, что снижает их работоспособность, а спедоватепьно, и работоспособность всей пинии и обуспавпивает низкую допговечность шарнирных муфт универсальных шниндепей. Основные технопогические усипия через универсапьные шлиндепи передаются на соединенные с шарнирными муфтами зубчатые копеса шестеренной кпети, увепичивая нагрузку на подшипни 27 ковые узлы осевой фиксации зубчатых копес (при установке в шестерениой кпети косозубых. зубчатых копес). При установке в шестеренной кпети шевронных зубчатых копес без осевой фиксации (фппавающих") происходит их перемещение в сторону епектродвигатепя под действием осевого технологического усипия, передаваемого шпиндепямн. При этом крутящий момент передается топько одной половине колеса, что резко увеличивает натрузку на зубья и явпяется причиной их преждевременного разрушения. Простое умем шение зазоров между кассетой и барабанами не устраняет передачу осевых технопогических усилий на привод (на универсапьные шпиндепи и шестеренную кпеть), а затрудняет перемещение кассет с вапками и приводит к их закпиниванию при настройке рабочей кпети. Цепь изобретения - повышение нагрузочной способности кпети и долговечностипривода путем снижения нагрузки нашпиндепи.Поставленная цепь достигается тем,что трубопрокатный стан поперечно-винтовой прокатки, содержащий рабочуюклеть, смонтированные в ней барабаны скассетами и рабочими вапками с подушками, и привод вращения валков, с универсальными тепескопическими шпинделями снабжен прижимным устройством накаждый валок, имеющим пневматическуюдиафрагменную камеру со штоком, взаимодействующим с подушкой валка, и приводперемещения, и .распопоженным со стороны, противонопожной приводу вапков,Такое испопнение обеспечивает передачу осевых технологических усилий на станину рабочей клети и искпючает передачуэтих усипий на привод (на универсапьныешпиндепи и шестеренную клеть), что увепичивает работоспособность стана и допговечность привода.,Передача осевыхтехнологических усилий на станину неуменьшает ее работоспособность и долговечность, так как она проектируется сбопьшими запасами прочности и долговечности и при ее проектировании учитываются указанные нагрузки, Использование вприжимном устройстве пневматическойдиафрагменной камеры исключаев утечкусжатого воздуха и упрощает конструкциюэтого устройства,На фиг. 1 показан предпагаемый станс разрезом рабочей клети по оси прокатки; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; нака, наклоненного относительно оси прокатки в другую сторону, аналогично и отличается только конфигурацией кронштейна 14.Стан работает следующим образом.Задача заготовок в рабочую клеть при прокатке производится со стороны угривода. После оконцания прокатки труб одного типоразмера при переходе на прокатку труб другого типоразмера производят настройку рабочей клети. Для атого прекращают подачу сжатого воздуха в рабочую полость пневматической диафрагменной камеры, ограниченную корпусом 13 и диафрагмой 16. Возвратной пружиной 18 подпятник 19, связанный со штоком 17, отводится от подушки 4, расположенной на неприводном конце рабочего валка 5. Рабочий валок, подушки 4 которого закреплены в кассете 3, получает возмож ность свободно перемещаться совместно с кассетой 3, скользящей по направляющим барабана 2, и поворачиваться совместно с барабаном. Изменение длины универсального шпинделя при настройке (при изменении расстояния между рабочими валками 5 и углов наклона их к оси прокатки) свободно компенсируется телескопическим устройством путем перемещения хвостовика 11 по шпонкам 12, так как в ато время универсальные шпиндели не нагружены крутящим моментом, После перемещения валков 5 в заданное положение и установки их на заданный угол относительно оси прокатки включают двигатель 22 механизма перемещения кронштейна, приводящий во вращение червячный вал редуктора 21. Червячный вал вращает червячное колесо этого редуктора, связанное резьбой с винтом 20. Винт перемещается, перемещая соединенную с ним стойку, на которой закреплен кронштейн 14 с пневматической диафрагменной камерой. После перемещения кронштейна с диафрагменной камерой в положение, при котором ось штока 17 совпадает (или пересекается) с осью рабочего валка 5, отключают двигатель 22 и подают сжатый воздух в рабочую полость камеры, ограниченную корпусом 13 и диафрагмой 16, Давлением воздуха перемещается диафрагма 16, сжимая пружину 18 и перемещая вначале шток 17 со сферическим подпятником 19 до соприкосновения его с торцом подушки 4, расположенной на неприводной стороне рабочего валка 5 (точнее с крышкой этой подушки), а после соприкосновения подпят 5 . 713627фигф 3 - узел 1 фиг, 1; на фигРеэ Е-Б нг. 3,Трубопрокатный стан включает рабочуюклеть, состоящую из станины 1, установленных в ней двух барабанов 2, В направляющих размещены кассеты 3 с закрепленными в них подушками 4 рабочихвалков 5. Подшипниковые узлы подушеквыполнены исключающими возможностьперемещения рабочих валков в сторону, 10противоположную приводу. Привод рабочихвалков содержит алектродвигатель главного привода (на чертеже не показан), шестеренную клеть 6, быстроходный вал 7которой соединен с алектродвигателем 15главного привода, и универсальные телескопические шпиндели, включаЮщие шарнирную муфту 8, связанную с приводнымконцом рабочего валка и шарнирную муфту 9, связанную с тихоходным валом шес теренной клети. Шарнирные муфты 8 и 9соединены между собой промежуточнымвалом 10, снабженным телескопическимустройством в виде хвостовика 11, выполненного с лысками, скользящими по шпон кам 12, установленным в полости ведомой полумуфты шарнирной муфты 9. Снеприводной стороны рабочей клети на отдельном основании смонтированы два прижимных устройства. Каждое прижимноеустройство включает пневматическую диа.фрагменную,камеру с корпусом 13, закрепленным на кронштейне 14. К корпусу13 крышкой 15 прижата диафрагма 18,связанная с основанием штока 17. Рабочая полость диафрагменной камеры,-ограниченная корпусом и диафрагмой, соединена с цеховой магистралью сжатого воздуха. Между основанием штока, связанно,го с диафрагмой, и крышкой установленавозвратная пружина 18, Шток выполненсо сферическим хвостовиком, контактирующим через сферический подпятник 19, закрепленный хомутом на штоке, с торцомподушки рабочего валка, Кронштейн 14снабжен приводом перемещения его в направлении, совпадающим с направлениемперемещения рабочего валка при изменении расстояния между валками, осуществляемого при настройке стана, Приводперемещения содержит винт 20, связанный резьбой с червячным колесом червячного редуктора 21, червячный валкоторого соединен с валом двигателя 22.На. чертеже показано прижимное устройство, взаимодействующее с подушкой одного валка. Прижимное устройство, взаимодействующее с подушкой другого валника 19 с подушкой, перемешал квссегу 3, в которой закреплены подушки, в крайнее положение в поле эвэорв в сторону привода. Если между барабаном 2 и станиной 1. также имеется зазор, го переме щение кассеты 3 продолжается до тех пор, пока этот зазор не будет выбран. Изменение длины универсального шпинделя, связанного с рабочим валком 5 при перемещении кассеты с валком в поле зазора сво бодно компенсируется телескопическим усгройс твом,. путем перемещения хвоотоаика 11 по шпонкам 12, гак как в аго время универсальные шпиндели не нагружены крутящим моментом, Если угол нвк лона валков, установленный для прокатки труб очередного типоразмера, отличен от угла наклона их при прокатке труб предыдущего типоразмера, то после соприкосновения сферического подпятника 19 с торцом подушки 4 он поворачивается относительно центра сферы до положения, при котором его поверхность плотно прижимается к горцу (крышке) подушки 4, Таким образом, изменение углового положения оси штока 17 диафрагменной камеры при изменении угла наклона валков не требуется, так как изменение углов наклона производится в небольших пределах (относительно некоторого среднего угла на 30 клона) и линейное перемещение точки оси рабочего валка, лежащей на горце подушки 4, также незначительно, Следовательно, при любом угловом положении валков вся опорная поверхность подпягника 19 З 5 находится в пределах плошади, ограниченной крышкой подушки 4, При прокатке рабочие валки 5, осуществляющие деформацию металла, приводятся во вращение40 электродвигателем главного привода через шесгеренную клеть 6 и универсальные телескопические шпиндели, содержащие шарнирные муфты 8 и 9 и промежуточный вал 10. Осевые технологические усилия, возникающие из-за сопротивления оправки45 и линеек, действующие на рабочий валок передаются на подушки 4, закрепленные в кассете 3, и через кассету и барабан 2 на станину 1 рабочей клети, На универсальные шпиндели и шестеренную клеть50 6 технологические осевые усилия не передаются. В процессе прокатки давления воздуха в рабочей полости пневматической диафрагменной камеры, ограниченной кор 55 пусом 13 и диафрагмой 6, поддерживается постоянным, достаточным дпя гого, чтобы создаваемое им усилие, передаваемое через шток 17 и подпятник 19,исключало возможность перемещения сисгемы барабан-кассета-подушки-рабочийвалок в сторону, противоположную приводу при ударной задаче заготовки или гильзы.Наличие нового элеменга - прижимного устройства - позволяет исключить передачу осевых технологических усилий,возникающих при прокатке на оправочныхстанах поперечно-винтовой прокатки, наэлементы привода и увеличить работоспособность стана, долговечность универсальных шпинделей и шестеренкой клети. Это позволит сократить простои. грубопрокатных агрегатов, связанные с разрушениемуниверсальных шпинделей и деталей шестеренной клети станов доперечно-винтовойпрокатки, а также уменьшить расходы наих эксплуатацию путем сокращения расхода запасных частей и времени на их замену. Исключение, благодаря прижимномуустройству, перемещения сисгемы барабанкассета-рабочий валок как в, сторону прогивоположную приводу так и в сторонупривода, положительно скажется на качестве труб, гак как положение носка оправки относительно пережима валков припрокатке будет стабильным и точно соответствовать заданному при настройке.Это также уменьшит износ направляющихбарабанов и кассет,В настоящее время расход универсалных шпинделей по прошивному стануТПА 350 Никопольского Южногрубногозавода по отчетным данным цеха сосгавляег 8 штук в год,Стоимость одного шпинделя по счетамЭЗТИ составляет 8000 руб, Реализацияданного изобретения позволит уменьшитьрасход шпинделей до 2 штук в год,Экономический аффект составит 8000 хХ 6 = 48000 руб.формула изобретенияТрубопрокатный стан поперечно-винтовой прокатки, включающий рабочую кпегь, смонтированные в ней барабаны с . кассетами и рабочими валками с подушками, и привод вращения валков с универсальными телескопическими шпинделями, о г п и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения нагрузочной способности клети путем снижения нагрузки на шпиндели, он снабжен прижимным устройством на.каждый валок, имеющим пневматическую диафрагменную камеру. со штоком, взаимодействующим с подушкой валка, и привод перемещения, и расположен ным со стороны, противоположной приводу млков.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 713627 10 1. Авторское свидетельство СССР Ж 332872, В 21 В 35/06, 1970. 2. Гладышев Р, МПанычев В. В. Механическое и транспортное оборудование 5 трубных цехов. М., фМеталлургияф, 1975,с. 25-28 (прототип).ЦНИИПИ ЗахФилиал ППП П 70/5 Тираж 986 Подписноет", г. Ужгород, уд. Проехтная,