Диссертация (Совершенствование технологии и конструкции стана для прокатки прецизионных труб малого диаметра), страница 9

При этом трубазаготовка фиксируется при помощи пневматического прижима.Разложенные в один слой на стеллаже стола загрузки 1 трубы-заготовкипередаются по одной на стол загрузки 2. Далее заготовка подающими роликами3 транспортируется через патроны зажима стержня оправки (№1 и №2).Патроны зажима стержня оправки обеспечивают поворот и положениеоправки в требуемом положении в зоне прокатки, фиксируя стержень оправки восевом направлении во время прокатки.Два патрона подачи, расположенные на раме секции промежуточной 4,поочередно подают трубу-заготовку к линии рабочей 6, обеспечивая процесснепрерывной прокатки.

Поворот и подача трубы-заготовки за каждый двойнойход осуществляется патроном подачи.Линия рабочая (Рисунок 3.2) состоит из станины 1, по направляющимкоторой рабочая клеть 3 совершат возвратно-поступательное движение,передаваемое кривошипно-шатунным механизмом. Валки, расположенные врабочейклети,черезпередачурейка-шестерняполучаютвозвратно-поступательное движение и обеспечивают деформацию трубы-заготовкисогласно заданным размерам трубы-заготовки и готовой трубы. За каждыйдвойной ход валков новая порция трубы подается в очаг деформации патрономподачи.

Для поворота прокатанной части трубы служит передний патрон 4,расположенный в линии рабочей. Во всех патронах труба фиксируются припомощи кулачков. Кулачки являются сменными и соответствуют размерампрокатываемых труб.70 Рисунок 3.1. Линия стана ХПТ 10-45 [62]71 Рисунок 3.2. Линия рабочая стана ХПТ конструкции АО «АХКВНИИМЕТМАШ» [62]72 После прокатки готовая труба поступает к вытяжному ролику 7 (Рисунок 3.1),который ускоряет перемещение трубы в приемный желоб. Далее готовая трубаперемещается в приемный желоб 8, откуда сбрасывается в карманы 9. Такоерасположение оборудования обеспечивает стабильный, непрерывный процесспрокатки, необходимый для промышленного производства прецизионных труб.Сложность выбора места расположения месдозы для измерения величиныи направления осевых сил в линии стана заключается в том, чтовспомогательное оборудование станов холодной периодической прокаткивалкового типа вовлечено в процесс прокатки.

Месдоза должна располагаться влинии стана таким образом, чтобы измерять действительное значения осевыхсил, возникающих при прокатке. Действительное значение осевых сил – этофактическое значение осевых сил, возникающих при прокатке, по всей длинехода клети. Также необходимо принимать во внимание, что измерительноеустройство должно вписываться в конструкцию стана и не изменятьтехнологию производства прецизионных труб.Еще одна трудность заключалась в том, что пробная прокаткапроизводилась на промышленном прокатном стане ХПТ. Из этого следовало,что никакие дополнительные изменения в конструкции оборудования линиистана были не допустимы. Мездоза должна располагаться в линии какотдельный сборочный узел. При этом ее размещение не должно мешать ходустабильного процесса прокатки и протеканию вспомогательных операций.Месдоза должна максимально близко располагаться к рабочей линии, так какпатрон подачи компенсирует осевые силы.Исходя из выше перечисленного, наилучший вариант размещениямесдозы - это размещение между линией рабочей и подающим патроном.Проведя анализ технологии прокатки труб на станах ХПТ и расположенияоборудования в линии стана, было решено располагать медозу междупрокатываемой трубой и патроном подачи секции промежуточной (Рисунок3.3).73 Рисунок 3.3.

Расположение месдозы в линии стана.1- линия рабочая станаХПТ 10-45; 2- прокатываемая труба; 3- месдоза; 4- патронподачи74 При проведении эксперимента для измерения силовых параметров(осевые сил) использовались проволочные тензодатчики. Тензодатчики – этоустройства, которые могут преобразовать механическую деформацию тела вэлектрический сигнал, позволяющий определить уровень растяжения и сжатияконкретного предмета. Они отличаются простотой установки и изготовления,малыми габаритами, безинерционностью, хорошей линейностью и малымгистерезисом. Цепь из таких датчиков может быть устроена так, что не зависитот колебаний напряжения.Рисунок 3.4. ТензодатчикиКонструктивно проволочный тензодатчик выполняется в виде плоскойспирали из тонкой проволоки, которая вклеивается между полосками тонкойбумаги (Рисунок 3.4).К измерительной цепи тензодатчик подключаетсямедными проводниками, приваренными к концам спирали. Принцип действиятаких датчиков основан на изменении их сопротивления от деформации R,которая вызывает изменение длины l и сечения q, а так же влияет на удельносопротивление ρ.Rlq(3.1)75 Такой тензодатчик наклеивается на месдозу и после определенногопериода представляет собой одно целое с месдозой.

Перед наклейкой датчикаповерхность медозы была предварительно зачищена (6 квалитет) и обезжирена.А проволока решетки была перпендикулярно направлению обработки. Придеформировании месдозы под действием осевого усилия датчик сопротивлениятакже деформируется под действием того же значения осевого усилия.Изменение сопротивления датчиков прямо пропорционально их деформации,следовательно сигнал, передаваемый датчиком, изменяется линейно.

Благодаряэтому свойству тензодатчиков получаемый сигнал является точным инадежным. Что необходимо для получения достоверных результатов припроведении эксперимента.При проведении измерений осевых усилий данные с тензодатчиков,наклеенных на месдозу, поступают на усилительную аппаратуру, а потом накомпьютер.Точность и стабильность работы выбранных датчиков зависит от:- линейного коэффициента сопротивления;- совершенства внутренней связи проволоки датчика с подложкой идатчиком с поверхностью месдозы;- ползучести датчиков;- защиты от влаги;- колебания физических свой проволоки датчика;- электрической нагрузки датчиков;- рабочей температуры;- температуры компенсации;- качества припоя или сварки выводов;- стабильности источника питания [47].При проведении и планировании эксперимента были учтены все этифакторы.На месдозе датчики были соединены в мост Уинстона (Рисунок 3.5).76 Рисунок 3.5.

Схема соединения тензодатчиков в мост УинстонаРисунок 3.6. Усилитель ADAM-3016 [102]77 ВкачествеусилительнойаппаратурыиспользовалсяADAM-3016(Рисунок 3.6). Модификация 3016 предназначена для преобразования входногонапряжения от первичного преобразователя тензосигнала мостового типа ввыходной сигнал напряжения или силы постоянного тока.Измерение осевых сил, действующих на трубу при прокатке, проводилосьс помощью спроектированной месдозы.При конструкции месдозы были учтены следующие требования:1) месдоза должна быть достаточно прочной и иметь как можно меньшедеталей и соединений;2) электрическая часть месдозы: тензодатчики, соединяющие ихпроводники и выводные провода должны быть надежно защищены отвоздействия на них влаги и масла;3) месдоза должна быть как можно более чувствительна к измеряемойнагрузке и иметь линейную градуировочную характеристику;4) показания месдозы не должны зависеть от неточностей установки,перекосов, эксцентричного приложения нагрузки, приложения нагрузки не повсей площади контактов, т.

е. от перераспределения нагрузки по контактнымплощадкам;5) месдоза должна быть нечувствительной к градиенту температур пообъему [94].Месдоза любой конструкции состоит из трех основных частей: упругогоэлемента, преобразователя упругой деформации или изменения напряженногосостояния в изменение какой-либо электрической величины (в нашем случаетензодатчики) и вспомогательных элементов. Вспомогательные элементыслужат для установки и закрепления месдозы, для передачи усилия к упругомуэлементу, для вывода проводов, для охлаждения и герметизации месдоз.Основное назначение упругого элемента — это преобразование силовогопараметра в упругую деформацию.

В качестве упругих элементов могутиспользоваться: детали исследуемой машины (станины рабочих клетей приизмерении давления металла на валки и шпиндели прокатных валков при78 измерении крутящих моментов), упругие элементы специальной конструкции,помещаемые в зону действия измеряемых сил.На чувствительный элемент кольцевого сечения не действовали боковыесилы, поэтому расчетные напряжения находятся по формуле [94]: 4Ps, (D 2  d 2 )(3.2)Где Р – давление на упругий элемент;D, d – наружный и внутренний диаметры чувствительного элемента; s - предел текучести материала.Месдоза была спроектирована с учетом ее расположения в линии стана.Месдоза состоит из корпуса (чувствительного элемента) и кожуха (Рисунок3.7).Накорпусеобработанаповерхностьдляустановкидатчиков.Тензодатчики устанавливаются на обработанную по 6 классу точности частькорпуса месдозы как показано на Рисунке 3.8. От внешнего воздействиядатчики защищены кожухом.Месдоза сконструирована для конкретного маршрута, однако стоялазадача измерить осевые силы для различных маршрутов.