Автореферат (1026255), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Ранее для этого предлагались следующие конструктивные решения: использование в приводе клети шестерни с дробным числом зубьев, перемещение рейки в направлении прокатки, эксцентриковую установку шестерен, некруглые шестерни, рычажный механизм перемещения клети стана ХПТ и другие. Одним из последних предложенных способов по снижению осевых усилий было применение в приводе клети стана ХПТ рейки с переменным наклоном зубьев и шагом. При использовании рейки такой конструкции в некоторых точках по длине хода клети может произойти заклинивание передачи или ее замыкание с ударом при переходе контакта на каждую следующую пару зубьев шестерни. Вышеуказанные сбои при прокатке прецизионных труб недопустимы. Исходя из вышеизложенного возникла необходимость провести комплекс исследований по созданию нового привода вращения валков рабочей клети стана ХПТ.
Задачей данного комплекса исследований было обеспечить вращение валка с переменной угловой скоростью, пропорциональной величине действительного катающего радиуса. Новый конструктивный способ снижения значения осевых сил предложен во второй главе. В настоящее время самый распространенный вариант привода валков клети стана ХПТ состоит из неподвижной рейки и круглой шестерни, имеющих постоянный угловой шаг зубьев (Рисунок 2). При использовании стандартной рейки угловая скорость вращения валков, пропорциональна радиусу начальной окружности ведущей шестерни. Однако валок стремится вращаться со скоростью, пропорциональной действительному катаю щему радиуса.
Несовпадения действительного катающего радиуса и радиуса начальной окружности ведущей шестерни, а следовательно и рассогласование скоростей, приводит к возникновению осевых сил. Исследования показали, что самым простым и эффективным решением было бы использование в конструкции привода клети станов ХПТ рейки с переменным линейным шагом зубьев и круглой шестерни с постоянным угловым шагом зубьев.
Это способ позволит поддерживать равенство катающего радиуса и радиуса полюсов зацепления в системе шестерня-рейка. Рисунок 2. Привод клети стана ХПТ. 1- валок с переменным ручьем калибра, 2 — ведущая шестерня, 3 — нижняя рейка, 4- верхняя рейка На Рисунок 3 показаны фактический контур, описываемый катающим радиусом валка (К„,), с которым связана система координат ХвОвтв, и уравнение центроиды шестерни (К,), которое совпадает с уравнением (1) катающего радиуса валка. а) б) Рисунок 3. Контур, описываемый катающим радиусом валка (а); круглая шестерня с центроидой.1 — шестерня; 2 — центроида шестерни; 3 — основная окружность шестерни (б) Уравнение центройды шестерни в полярной системе координат: Кц Ккат КВ( ~у ).
(1) Переменный шаг зубьев рейки позволяет валку вращаться с переменной скоростью, пропорциональной действительному катающему радиусу, по всей длине хода клети. Это должно обеспечить снижение осевых сил, возникающих при прокатке. Подробно представлено в диссертации. Процесс изготовления новой рейки с переменным линейным шагом зубьев происходит на станке для нарезания зубчатых реек с постоянным шагом, оснащенным оригинальным приспособлением (Рисунок 4). Рисунок 4.
Специальное приспособление для нарезания рейки с переменным шагом (в разобранном виде) Шаг рейки должен быть не только переменным, но и изменяющимся по определенному закону. Необходимый закон изменения зубьев заложен в профиле кулачка, который установлен в специальном приспособлении.
При вращении кулачка рейке сообщается дополнительное продольное перемещение. Поэтому эффективность работы новой рейки напрямую зависит от корректности расчета профиля кулачка, в алгоритм расчета которого входит определение величины катающего радиуса по длине хода клети.
Пробная прокатка с использованием рейки с переменным шагом не привела к снижению осевых сил, возникающих при прокатке на стане ХПТ. Исходя из выше перечисленного был сделан вывод о необходимости проверки методики расчета катающего радиуса. В третей главе дается описание и результаты экспериментального исследования по снижению осевых сил, которое проводилось на серийном стане ХПТ. Целью эксперимента было: а) измерение действительных осевых сил, действующих на трубу при прокатке, используя рейку с постоянным шагом для различных маршрутов прокатки, подачи трубы-заготовки в зону деформации и числа двойных ходов клети в минуту; б) получение данных о значении и распределении величины осевых сил. Этапы проведения работы представлены в блок-схеме (Рисунок 5).
Рисунок 5. Блок-схема основных этапов проведения эксперимента Сложность выбора места расположения месдозы в линии стана заключается в том, что вспомогательное оборудование станов холодной периодической прокатки валкового типа вовлечено в процесс прокатки.
Также необходимо принимать во внимание, что эксперимент проводился на промышленном прокатном стане ХПТ 10-45. Это значит, что изменения в конструкции стана, связанные с расположением месдозы, недопустимы. Исходя из всего вышеперечисленного и необходимости максимально точно измерить осевые силы, месдоза располагалась между рабочей линией и патроном подачи. Один конец месдозы был зажат в патроне подачи секции промежуточной, вторым концом месдоза соединялась с прокатываемой трубой- заготовкой (Рисунок б, 7). Рисунок 6. Расположение месдозы в линии стана Рисунок 7.
Месдоза с патроном подачи Месдоза была спроектирована с учетом ее расположения в линии стана. Месдоза такой конструкции воспринимает сжимающие и растягивающие осевые силы и может быть использована для любых типоразмеров труб- заготовок ~Рисунок 8). Тарировка месдозы осуществлялась на устройстве, позволяющем проводить тарировку как на растяжение, так и на сжатие (Рисунок 9). Рисунок 8. Месдоза с хвостовиком и переходной гайкой Рисунок 9. Тарировочное устройство с месдозой. 1-нижнее основание, 2- верхнее основание, 3-упорная гайка, 4-ось, 5-направляющая, 6 — гайка; тарировка на сжатие (а); тарировка на растяжение (б) При прокатке на трубу начинают действовать осевые силы, которые передаются на месдозу.
Сигнал с тензодатчиков, размещенных на месдозе, поступает на тензоуселитель, а с него на компьютер. На Рисунок 10 приведены значения осевых усилий для самого «тяжелого» из рассматриваемых маршрутов прокатки. Размеры заготовки: диаметр 60мм, толщина стенки 6 мм, диаметр готовой трубы 30 мм с толщиной стенки 3 мм, материал - сталь 08х18н9т. Во время проведения эксперимента при получении из заготовки диаметром 20мм с толщиной стенки 1,6мм в трубу с диаметром 10.4мм с толщиной стенки 0.8мм процесс прокатки был невозможен, потому что труба сильно изгибалась в зоне между патроном подачи и линией рабочей (Глава 3. Рисунок 3.16) В полученных экспериментальных данных направление действия осевых сил по длине хода клети не соответствовало общепринятой теории периодической прокатки.
Анализ результатов эксперимента показал, что причиной такого несоответствия является методика расчета катающего радиуса, которая дает приблизительные результаты. 'Хаким образом, необходимо было внести корректировки, позволяющие максимально приблизить значение расчетного катающего радиуса к действительному. Рисунок 10. Экспериментальные данные для маршрута 60хб-30хЗ для стали 08х18н9т (а); График изменения осевых сил при установившемся режиме прокатки (б) В четвертой главе приводится скорректированная методика расчета калибровки рабочего инструмента. Последовательность корректировки расчета выполнялась по приведенной блок-схеме (Рисунок 11). Проведенный эксперимент показал, что при прокатке по всей длине хода клети были замечены сжимающие осевые силы (Рисунок 9). Согласно теории периодической прокатки в начале хода клети должны наблюдаться сжимающие осевые силы, а в конце — растягивающие.
Анализируя полученные экспериментальные данные и основные положения теории холодной периодической прокатки, был сделан вывод, что значение катающего радиуса в начале хода клети занижено. Рисунок 11. Блок-схема основных этапов корректировки методики расчета катающего радиуса. Для корректировки методики расчета катающего радиуса, был проведен анализ уже существующих методик его расчета. Двумя основными принятыми методиками являются методики П.Т. Емельяненко и Ю.Ф.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
