Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ УРАВНОВЕШИВАНИЯ ШПИНДЕЛЕЙ ПРОКАТНЫХ СТАНОВ

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для уравновешивания шпинделей прокатных станов.

Известно устройство для уравновешивания шпинделей прокатных станов (аналог), включающее шпиндельный стул и траверсы с подшипниками для шпинделей, опирающиеся на пружины, подвешенные на болтах к шпиндельному стулу (см. Королев А. А. Прокатные станы и оборудование прокатных цехов. Атлас. - М.: Металлургия, 1981, лист VIII-86). Недостатком аналога является просадка пружин при эксплуатации, что вызывает нарушение уравновешивания шпинделей, их расцентровку с прокатными валками, повышенный износ шарниров шпинделей, подшипников шпиндельного стула и валков и быстрый выход их из строя.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является устройство для уравновешивания шпинделей прокатных станов, включающее шпиндельный стул с установленными на нем гидроцилиндрами уравновешивания шпинделей и пружинами, которые удерживают траверсы с подшипниками шпинделей (см. а.с. СССР N 1731318, МКИ B 21 B 35/14, 1991). В известном устройстве траверса подшипника верхнего шпинделя жестко связана с синхронизатором, выполненным в виде двуплечего рычага, опирающимся на пружины, установленные по обе стороны продольной оси устройства. Сама траверса при этом опирается на два гидроцилиндра уравновешивания, расположенные по обе стороны от оси шпинделей.

Несмотря на то, что применение в прототипе пружин с синхронизатором способствует некоторому выравниванию хода плунжеров гидроцилиндров, в практических условиях невозможно добиться полного выравнивания хода, исключить перекосы синхронизатора и заклинивание штоков в цилиндрах вследствие неравномерной просадки пружин, расположенных по обе стороны от продольной оси устройства. Перекосы синхронизатора и заклинивание штоков в гидроцилиндрах вызывают разрушение уплотнений и выход из строя гидроцилиндров. Это приводит к недоуравновешиванию шпинделей, их расцентровке с прокатными валками, радиальным биениям валков, поломке их шеек, периодической продольной разнотолщинности прокатываемых полос и снижению их качества.

Недостатком прототипа также является отсутствие устройства для фиксации положения шпинделей при перевалках. Фиксация шпинделей в прототипе осуществляется с помощью гидроцилиндров уравновешивания. При этом точно установить шпинделя в положение для перевалки практически невозможно. В результате этого при завалке валков их приводные хвостовики не попадают в зевы головок шпинделей. Возникают удары хвостовиков о головки, что приводит к разрушению шарниров шпинделей и снижает их надежность. Увеличивается продолжительность и трудоемкость перевалок, возрастают непроизводительные простои стана и снижается его производительность.

Техническим результатом изобретения является повышение качества прокатываемого металла, долговечности прокатных валков, надежности шпинделей и производительности прокатного стана.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для уравновешивания шпинделей прокатных станов, включающем шпиндельный стул с установленными на нем гидроцилиндрами уравновешивания шпинделей и пружинами, которые удерживают траверсы с подшипниками, шпиндельный стул выполнен в виде двух тумб с полками, имеющих общее основание и расположенных по обе стороны от продольной плоскости симметрии устройства, совпадающей с осью шпинделей, на полках одной трубы закреплены гидроцилиндры уравновешивания шпинделей, на полках другой - установлены пружины, траверсы шарнирно подвешены на тягах, опирающихся гайками с шайбами на их верхних хвостовиках с одной стороны на пружины, с другой - через балансиры на штоки гидроцилиндров уравновешивания, подшипники шпинделей шарнирно смонтированы в траверсах также на осях, в проеме между тумбами в направляющих с возможностью вертикального перемещения установлена каретка с выполненными в ее верхней части наружными боковыми открылками, которыми она через регулировочные шпильки опирается на штоки перевалочных гидроцилиндров, закрепленных на верхних полках тумб, в каретке смонтированы перевалочные опоры шпинделей, опора нижнего шпинделя закреплена в каретке жестко, опора верхнего шпинделя установлена с возможностью регулирования ее положения по высоте с помощью регулировочных винтов.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображены:
фиг. 1. - устройство для уравновешивания шпинделей прокатных станов, боковой вид со стороны установки гидроцилиндров уравновешивания,
фиг. 2 - вид по стрелке "К" на фиг. 1,
фиг. 3 - разрез по А-А на фиг. 1,
фиг. 4 - разрез по Б-Б на фиг. 2,
фиг. 5 - разрез по В-В на фиг. 3,
фиг. 6 - разрез по Г-Г на фиг. 3.

Устройство для уравновешивания шпинделей включает шпиндельный стул, состоящий из двух тумб 1 и 2, имеющих общее основание 3. Тумбы расположены по обе стороны от продольной плоскости симметрии 4 устройства, совпадающей с осью шпинделей. На тумбах выполнены верхние и нижние полки 5 и 6. На полках тумбы 1 закреплены гидроцилиндры 7 уравновешивания шпинделей. На полках тумбы 2 установлены пружины 8. К гидроцилиндрам и пружинам на тягах 9 и 10 через оси 11 шарнирно подвешены траверсы 12 и 13, в которых на осях 14 шарнирно смонтированы подшипники 15 верхнего и нижнего шпинделей 16 и 17. На верхних и нижних хвостовиках тяг 9 и 10 нарезана резьба. Тяги через шайбы и навинченные на их верхние хвостовики гайки опираются с одной стороны на пружины 8, с другой - на балансиры 18, шарнирно закрепленные на штоках гидроцилиндров 7. Траверсы 12 и 13 опираются на тяги 9, 10 через оси 11, шайбы и гайки, навинченные на их нижние хвостовики. Оси траверс расположены в поперечной плоскости симметрии 19 устройства.

В проеме между тумбами 1 и 2 со смещением " δ " относительно поперечной плоскости симметрии 19 в направляющих 20 с возможностью вертикального перемещения установлена каретка 21. В верхней части каретки выполнены наружные боковые открылки 22, в которые ввинчены регулировочные шпильки 23. Этими шпильками каретка опирается и удерживается на штоках перевалочных гидроцилиндров 24, закрепленных на верхних полках 5 тумб 1 и 2. В каретке смонтированы перевалочные опоры 25 и 26 верхнего и нижнего шпинделей 16 и 17. Опора 26 нижнего шпинделя 17 закреплена жестко на внутренних стенках 27 тумб с помощью болтов 28. Опора 25 верхнего шпинделя установлена во внутренних направляющих 29 каретки. По бокам опоры 25 установлены регулировочные винты 30, которыми она установлена на верхних торцах 31 внутренних стенок 27 тумб.

При работе устройства уравновешивание шпинделей и их поддерживание на требуемом уровне осуществляется с помощью гидроцилиндров 7. Благодаря одностороннему расположению гидроцилиндров, их шарнирному соединению через балансиры 18 с тягами 9 и шарнирному соединению траверс 12 и 13 с тягами 9 и 10 через оси 11, при просадке пружин 8 исключаются заклинивания штоков в гидроцилиндрах, разрушение их уплотнений и выход гидроцилиндров из строя. Это обеспечивает точную установку и центровку шпинделей относительно прокатных валков. Благодаря этому исключаются радиальные биения шпинделей и валков, их поломки, повышается надежность шпинделей, снижается периодическая продольная разнотолщинность и повышается качество прокатываемого металла. Шарнирное крепление подшипников 15 шпинделей к траверсам 12 и 13 исключает отрицательное влияние момента трения в подшипниках, неточности монтажа устройства и установки шпинделей в линии привода валков на перекосы траверс, соответственно уменьшает вероятность их бокового смещения и заклинивания штоков гидроцилиндров 7 в уплотнениях.

Конструкция устройства обеспечивает возможность точной подстройки положения траверс 12 и 13 с помощью гаек, навинченных на хвостовики тяг 9 и 10, в случае некоторой просадки пружин 8 в процессе эксплуатации. Это позволяет поддерживать точное положение шпинделей относительно прокатных валков и также способствует повышению точности прокатки, снижению биений шпинделей и валков и повышению их надежности.

Применение в устройстве регулируемой по высоте каретки 21 обеспечивает точную установку шпинделей в требуемое положение для перевалки. Положение нижнего шпинделя 17 в зависимости от диаметра нижнего прокатного валка и уровня прокатки устанавливается с помощью регулировочных шпилек 23. При этом верхнее положение штоков перевалочных цилиндров остается неизменным. Положение верхнего шпинделя 16 устанавливается с помощью регулировочных винтов 30. При перевалках каретка 21 с помощью перевалочных гидроцилиндров 24 поднимается в верхнее положение, а положение перевалочных опор 25 и 26 регулируется с помощью шпилек 23 и винтов 30. Верхнее положение штоков гидроцилиндров 24 ограничивается с помощью кольцевых буртов на нижних концах штоков, упирающихся в грундбуксы уплотнений гидроцилиндров.

Применение каретки 21 со средствами регулирования положения перевалочных опор 25 и 26 по высоте обеспечивает точную установку в положение для перевалки. Исключаются непопадания приводных хвостовиков валков в зевы головок шпинделей и удары хвостовиков о головки при завалке. Устраняются связанные с этим разрушения шарниров шпинделей. Снижаются продолжительность и трудоемкость перевалок, непроизводительные простои прокатного стана и повышается его производительность.

Таким образом, применение предложенного изобретения обеспечивает достижение поставленной цели - повышает качество прокатываемого металла, долговечность прокатных валков, надежность шпинделей и производительность прокатного стана.