ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
Филимошиной Дарьи Викторовны
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УРАВНОВЕШИВАНИЯ ШПИНДЕЛЯ ПРИВОДА ПРОКАТНОЙ КЛЕТИ
Л.И.Один, В.П.Сидоров, О.Л.Бортник, А.Н.Пластун
Авторское свидетельство СССР № 1592069, В 21 В 35/14, Опубл. 1990, Бюл. № 34
Изобретение относится к прокатному производству.
Цель изобретения – повышение точности уравновешивания за счет снижения амплитуды колебаний величины уравновешивающего усилия. Уравновешивание шпинделя 2 производится посредством уравновешивающей пружины 7, шарнирно соединенной с концом двуплечего рычага 3, другой конец которого шарнирно соединен с подушкой 1 шпинделя 2. Шарнирное соединение пружины 7 с концом рычага 3 осуществляется посредством ползуна 8, который также с помощью дополнительного рычага шарнирно связан со шпиндельным стулом 5. Шарнир, связывающий дополнительный рычаг с ползуном 8, выполнен в виде цапф 14, закрепленных на ползунах, концы которых размещены в пазах 16 дополнительного рычага. На концах цапф 14 установлены камни 15, контактирующие со стенками пазов 16, выполненными параллельно оси пружины 7. Это позволяет уменьшить амплитуду колебаний величины уравновешивающей силы путем предоставления дополнительной степени свободы ползуну, имеющему возможность перемещаться в пазах дополнительного рычага.
Изобретение относится к прокатному производству, а именно к устройствам для уравновешивания шпинделей привода валков клетей прокатных станов.
Цель изобретения – повышение точности уравновешивания путем снижения амплитуды колебаний величины уравновешивающего усилия.
На фиг.1 схематически изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.1 – разрез А-А на фиг.1.
Устройство состоит из подушки 1 шпинделя 2 и двуплечего рычага 3, закрепленного на шарнире 4 шпиндельного стула 5. Подушка 1 подвешена к рычагу 3 при помощи тяги 6 и имеет возможность перемещения в вертикальных направляющих шпиндельного стула 5. Уравновешивание шпинделя осуществляется пружиной 7, соединенной с противоположным подушке 1 плечом рычага 3 с помощь ползуна 8, подвижного вдоль продольной оси рычага 3. Пружина 7 установленная в стакане 9, закрепленном 25 на шпиндельном стуле шарниром 10, и соединена с ползуном 8 тягой 11. Ползун 8 установлен шарнирно на конце дополнительного рычага (коромысла) 12. Противоположный конец коромысла соединен со шпиндельным стулом 5 шарниром 13» расположенным посередине отрезка, соединяющего шарниры 4 и 10. Длина коромысла 12 равна половине длины этого отрезка. При таком выполнении коромысла ось пружины 7 всегда перпендикулярна рычагу 3, так как они являются сторонами угла, опирающегося на диаметр окружности, описываемой коромыслом 12. Усилие пружины благодаря этому полностью передается на ползун 8 и рычаг 3, не нагружая коромысла 12. Соединение ползуна 8 с коромыслом 12 выполнено в виде цапф 14, жестко закрепленных на ползуне, и камней 15, шарнирно установленных на концах цапф и размещенных в пазах 16 коромысла 12, параллельных оси пружины 7. Длина паза 16 превышает длину камня 15 на удвоенную наибольшую амплитуду колебаний центра масс шпинделя 2, определяющуюся допустимым износом трущихся элементов шарниров шпинделя и представляющую собой величину второго порядка малости по сравнению с длинами рычагов и рабочей деформации пружины 7.
Устройство работает следующим образом.
В исходном (как правило, горизонтальном) положении двуплечего рычага 3 производят настройку пружины 7 на усилие уравновешивания, равное весу шпинделя 2. При изменении раствора .валков шпиндель, перемещаясь из положения "а" в положение "б", поворачивает двуплечий рычаг 3, дополнительно сжимая пружину 7. Одновременно рычаг 3 воздействует через ползун 8 на коромысло 12 и поворачивая его вокруг шарнира 13, вызывает перемещение ползуна 8 я направлении шарнира 4, уменьшая тем самым плечо приложения усилия пружины 7 таким образом, что момент силы относительно шарнира 4, а следовательно, и уравновешивающее усилие, приложенное к подушке 1, остаются неизменными.
Если при вращении шпинделя центр его масс вследствие износа трущихся элементов универсальных шарниров совершает колебания в вертикальной плоскости, рычаг 3, соединенный с подушкой 1 шпинделя 2 тягой 6, покачивается вокруг шарнира 4, При этом, поскольку силы трения между ползуном 8 и рычагом 3, нагруженными усилием пружины 7, значительно больше, чем между ползуном и ненагруженным коромыслом 12, ползун остается неподвижным относительно рычага, а его камни 15 совершают возвратно-поступательное движение в пазах 16 коромысла, параллельных оси пружины 7. Неподвижность ползуна 8 относительно рычага 3 исключает влияние сил трения, действующих в их сопряжении на величину настроенного усилия уравновешивания. В то же время циклические изменения усилия пружины 7, вызванные малыми перемещениями ползуна 8 вдоль ее оси в пазах коромысла, а также переменные по знаку силы трения, действующие в сопряжений ползуна с ненагруженным коромыслом, являются величинами соответственно второго и третьего порядков малости по сравнению с номинальным усилием пружины и практически не влияют на величину уравновешивающего усилия.
При этом выполнение пазов 16 параллельными оси пружины 7 исключает возможность передачи какой-либо части усилия пружины на коромысло 12 и, кроме того, исключает качание коромысла при малых перемещениях камней 15 в пазах 16 вследствие биения шпинделя, в результате чего повышается долговечность шарниров коромысла.
Исследования экспериментальной модели предлагаемого устройства для уравновешивания шпинделей показывают, что амплитуда колебаний величины уравновешивающего усилия при соединении дополнительного рычага (коромысла) с ползуном относительно коромысла вдоль оси уравновешивающей пружины снижается с 20 – 15% веса шпинделя до 2 – 5%, что исключает раскрытие зазоров на холостом ходу в шарнирах шпинделя и позволяет снизить динамические нагрузки при захвате металла валками и повысить точность уравновешивания.
Формула изобретения
Устройство для уравновешивания шпинделя привода прокатной клети, содержащее шпиндельный стул, двуплечий рычаг, шарнирно установленный на шпиндельном стуле, одним концом связанный с подушкой шпинделя, а другим – со средством для поддержания постоянного усилия уравновешивания, включающим ползун. установленный на двуплечем рычаге, и связанную с ним уравновешенную пружину, шарнирно соединенную со шпиндельным стулом, а также дополнительный рычаг, шарнирно срединенный одним концом с ползуном, а другим – со шпиндельным стулом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности уравновешивания за счет снижения амплитуды колебаний величины уравновешивающего усилия, соединение дополнитнльного рычага с ползуном выполнено в виде закрепленных на ползуне цапф, концы которых размещены с возможностью перемещения в параллельных оси уравновешивающей пружины пазах дополнительного рычага.
Фиг.1 – Устройство для уравновешивания шпинделя привода прокатной клети
Фиг.2 – Разрез А-А на фиг.1