Диссертация (1026256), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Валковая клеть с гидроприводом реек [3] 1.3.3 Эксцентриковая установка ведущих шестерен Наиболее простым конструктивным способом, позволяющим снизитьосевые силы во время прокатки, является эксцентриковая установка ведущихшестерен привода валков.При этом способе цилиндрические ведущие шестерни устанавливаютсяэксцентрично на шейке вала (Рисунок 1.20). Это позволяет при 180 угларазворота валков иметь радиус ведущей шестерни, изменяющийся на величинуудвоенного эксцентриситета.

Эксцентриситет выбирается равным половиневеличиныизменениясреднегозначенияпрямогоиобратногоходовдействительного катающего радиуса.Изменение значения катающего радиуса от начала к концу хода рабочейклети являлось основанием для использования эксцентрично посаженыхшестерен. Эффект от применения эксцентриковых шестерен тем больше, чем44 больше уменьшение трубы по диаметру, т.е. чем больше изменения катающегорадиуса по длине хода клети. Следует также отметить, что значение катающегорадиуса изменяется не только по длине хода клети, но и при переходе отпрямого к обратному ходу. Наибольшая разница значения катающего радиусанаблюдается к концам прямого и обратного ходов, следовательно, и максимумосевых усилий приходятся на конец прямого и обратного ходов.Эксцентриковая установка шестерен позволяет приблизить радиусшестерни к катающему радиусу, соответствующему концу прямого и обратногоходов и, следовательно, снизить максимальное значение осевого усилия на этихучастках хода клети (около 25-30%) [92].Но при эксцентричных шестернях несоответствие радиуса шестернидействительному катающему радиусу в обжимной зоне (начало прямого хода) икалибрующемучастком(началообратногохода)можетбытьболеезначительным, чем при обычной установке шестерни.

Поэтому при прокатке наданномстанемаксимальныхиминимальныхразмеровтрубприэксцентриковой установке могут возникать такие же по величине осевые силы,что при обычных шестернях или даже больше.Таким образом, результат при эксцентричной установке шестерендостигается только при узком сортаменте прокатываемых труб. Это являетсяодним из основных недостатков использования эксцентриковых ведущихшестерен.С целью расширения сортамента труб, прокатываемых на одномкомплекте шестерен, зубчатый венец выполнен эксцентричным относительнонаружной поверхности ступицы, причем ступица и венец установлены свозможностью разворота (Рисунок 1.21).

Для их разворота на валке установленашайба, прижатая болтами и ввинченная в резьбовое отверстие ступицыведущего колеса. Эксцентриситет ступицы колеса равен эксцентриситетузубчатого венца и в определенном положении суммарный эксцентриситет равеннулю.Длярегулировкирегулирование [68].угланаклонареекпредусмотреновинтовое45 Приусовершенствованииконструкциитакогоприводаостаетсяневозможным применять эксцентричные шестерня и при углах разворотавалков, значительно превышающих 180 . Другими словами, этот способприменим только для короткоходовых станов для полудисковых калибров.

Внастоящее время в основном используются длиноходные станы, где уголразворота валков превышает 180 . Поэтому такой способ снижения осевых силне возможен в станах современной конструкции. Также за счет эксцентриковойустановки обкатка ведущих шестерен по рейкам проходит в условияхнеправильного зацепления с повышенной величиной бокового зазора набольшей рабочей длине реек. Такое неправильное зацепление передачинарушает стабильность процесса прокатки на стан ХПТ, что недопустимо припрокатке высококачественных труб.Рисунок 1.20. Эксцентрическая установка ведущей шестерни [92]46 Рисунок 1.21.

Схема устройства в крайних положениях валков сбоку (а),Возможный вариант установки шестерни на шейке валка (б). 1рейка, 2-шейка валков, 3- оси вала ступицы, 4 - зубчатый венец,5- упорная шайба, 6 - болты, 7-винтовое устройство [68]47 1.3.4 Некруглые ведущие шестерниНекруглые ведущие шестерни по своему назначению и достигаемомуэффекту аналогичны эксцентриковой установке шестерен. Однако такая формашестерни дает ряд преимуществ по сравнению с эксцентриковой установкой.В качестве некруглых шестерен используются шестерни, радиусделительной окружности которых представляет собой логарифмическуюспираль.

Это позволяет сохранить зацепление нормальным, а изменениерадиуса шестерни по длине хода клети происходит по прямой, угол наклонакоторой зависит от параметра логарифмической спирали. Во время прокаткипривозвратно-поступательномобкатываетсяпонеподвижнойдвижениирейке,рабочейклетипоставленнойподшестерняугломлогарифмической спирали.Рисунок 1.22. Ведущие шестерни с радиусом начальной окружности,изменяющиеся по логарифмической спирали [83]48 Такая шестерня позволяет регулировать величину среднего радиусашестерни за счет ее поворота на шейке валка и соответствующей установкенаклонной зубчатой рейки по высоте (Рисунок 1.22) [83].Но тогда переменный ручей, нарезаемый на рабочих валках стана ХПТ,рассчитывается и нарезается также по логарифмической спирали.

Этозначительно усложняет расчет калибровки рабочего инструмента.1.3.5 Станы ХПТ со свободным обратным ходом клети На станах холодной периодической прокатки ХПТ обжатие трубызаготовки происходит как при прямом, так и при обратном ходе клети. Обжатиеметалла при обратном ходе происходит за счет упругой деформации рабочейклети, которая возникает при прямом ходе. Это является причинойвозникновения значительных осевых сил.Для их уменьшения предложено использовать станы ХПТ со свободнымобратным ходом, что реализуется в рабочей клети новой конструкции (Рисунок1.23). В такой клети под нижними подушки валков установлен подвижныйклин 2.

При перемещении клети в крайнее переднее положение шток клинанадвигается на упор 3 станины, перемещает клин влево и разводит валки. Вконце обратного хода противоположный шток клина надвигается на упор 1 исводит валки в исходное положение [77]. Однако при этом усложняетсяконструкция клети и снижается производительность стана.49 Рисунок 1.23. Схема экспериментальной рабочей клети [77]1.3.6 Станы с рычажным механизмом перемещения клетиДля снижения осевых усилий при прокатке труб был предложен станновой конструкции (Рисунок 1.24).

Такой стан холодной прокатки трубсодержит раму 1 с направляющими 2, установленную на них рабочую клеть 3,подвижную силовую станину 4 с опорными рельсами 5 и зубчатыми рейками 6,подвижную кассету 7, расположенные в ней рабочие валки 8 с ведущимишестернями, а также привод 9 возвратно-поступательного перемещения клети3. Подвижная кассета 7 содержит сменные калибры с нарезанным на них ручьяпеременного сечения, и как следствие, значение катающего радиуса переменнов процессе прокатки.Синхронизация перемещения подвижной силовой станины 4 и кассеты 7достигается применением двуплечий рычаг 10, соединенный шатуном 11 идополнительным шатуном 12 с подвижной силовой станиной 4 и шатунами 13постоянной длины с подвижной кассетой 7.50 Рисунок 1.24. Общий вид стана холодной прокатки труб с рычажныммеханизмом перемещения [88]51 Сменные пары двухопорных стоек 14 обеспечивают соединение шатунов11, 12 со станиной 4 клети 3 имеются.

Верхняя опора выполнена в видезакрепленной на станине 4 цилиндрической штанги 15, на которой закрепленастойка 14. Каждая пара сменных двухопорных стоек 14 выполнена сотверстиями под оси 17 крепления шатунов 11, 12, расположенным от осипрокатки на высоте h, соответствующей интервалу прокатываемых труб снесовпадениемпринудительногокатающегорадиусасменногокалибракатающему действительному в пределах ±5% от диаметра прокатываемых труб.При прокатке труб рабочая клеть 1 совершает возвратно-поступательноедвижение, причем в клети 3 силовая станина 4 движется по направляющим 2 сосвоей скоростью и на свою длину, а кассета 7 перемещается по направляющим16 со своей скоростью и на свою длину хода.

При этом их движениясинхронизированы. Станина 4 и кассета 7 перемещаются посредствам шатунов11,12,13, соединёнными с двуплечим рычагом 10 с приводом 9. В кассете 7валки 8 совершают качательное движение и калибры прокатывают трубу 18 наоправке 19.Для каждого маршрута трубы существует своя точка крепления шатуна крычагу. Высота крепления определяется стойками с отверстиями на высоте h.Для каждого интервала маршрутов существуют своя пара сменных стоек.Регулируя точку крепления, мы можем регулировать величину катающегодиаметратак,чтобыпоследнийвозрасталпридвижениивпереди,соответственно, уменьшался при движении назад от готовой трубы к заготовке,добиваясь тем самым минимального несовпадения значений катающихдиаметров и калибровки инструмента [88].Даже по приведенным рисункам видно, насколько сложна конструкция,настройка и эксплуатация такого стана.

Также в станах такой конструкциивозникают значительные дополнительные динамические нагрузки.52 1.3.7 Рейка с переменным углом наклона зубьев и шагомПри решении вопроса о снижении осевых усилий конструктивнымспособом в приводе клети стонов ХПТ была предложена рейка новойконструкции с переменным углом наклона зубьев и переменным шагом.Использование реечно-зубчатого привода валков, в котором ведущаяшестерня с постоянным шагом зубьев взаимодействует с неподвижной зубчатойрейкой с изменяющимися по ее длине шагом и углом наклона боковыхповерхностей зубьев, должно было обеспечить валкам рабочей клети переменнуюскорость по длине хода клети. Изменение шага и наклона зубьев определялосьтолько в некоторых сечениях положением рабочей клети стана ХПТ и только вних было обеспечено отношение линейной скорости возвратно-поступательногоперемещения клети к угловой скорости вращения валка, равное катающемурадиусу [13]. В этом случае скорость клети меняется не линейно, а скачкообразно.Как уже говорилось, расчет ведется для некоторых сечений, а во всех остальныхточках по всей длине хода клети не обеспечивается необходимое соотношениескоростей клети и валков.

Значит, при прокатке все равно возникают осевыесилы. Также из-за того, что боковая поверхность зубьев линейная и ее уголнаклона постоянно меняется, может произойти либо заклинивание передачи, либоее замыкание с ударом при переходе на каждую последующую пару зубьевшестерни и рейки, что делает рейку такой конструкции неработоспособной.Выводы по первой главе:1.Сцельювыявлениявозможностиповышенияпроизводительности при производстве тонкостенных труб высокогокачества проведен анализ конструкции станов холодной периодическойпрокатки валкового и роликового типов (ХПТ и ХПТР).

Основноеотличие этих станов заключается в конструкции рабочего инструмента.Кроме того, клеть стана ХПТР имеет более жесткую конструкцию, что53 позволяетпрокатыватьособотонкостенныетрубыспециальногоназначения. Рычажная регулировка обоймы и роликов для каждогомаршрута прокатки позволяет снижать осевые силы при прокатке настанах такой конструкции. Однако конструкция стана, обусловленнаяспособомпрокаткитрубнаХПТР,непозволяетповыситьпроизводительность.

Характеристики

Список файлов диссертации