ПОДАЮЩИЙ МЕХАНИЗМ ПИЛИГРИМОВОГО СТАНА

Полезная модель относится к обработке металлов давлением, а именно, к устройствам для перемещения и торможения заготовки при ее подаче на прокатку в пилигримовом стане.
Известен подающий аппарат пилигримового стана (49-00.00 СБ, Челябинский трубопрокатный завод ЧТПЗ ТПЦ-1), содержащий корпус с расположенными в нем пневмоцилиндром и тормозным устройством, выполненным в виде набора тарельчатых пружин, при этом внутри корпуса с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлен шток, соединенный с одной стороны с поршнем пневмоцилиндра и с другой стороны - с дорновой головкой.
Недостатком известного подающего аппарата является низкая устойчивость к большим силовым нагрузкам на пружины тормозного устройства, которые довольно быстро приходят в негодность и перестают уравновешивать силы инерции в качестве амортизирующего устройства. Это вызывает большие ударные нагрузки со стороны поршня в переднюю часть пневмоцилиндра, вызывающие его износ, а также разрушение пружин и передней крышки тормозного устройства, и как следствие, необходимость ремонта подающего аппарата.
Наиболее близким по назначению и выполняемому техническому результату является подающий аппарат (механизм) пилигримового стана (Ю.Ф.Шевакин, В.П.Коликов, Ю.Н.Райков. Производство труб.: М. «Интермет Инжиниринг» 2005, Подающий аппарат с гидравлическим торможением с.175, рис.7.), включающий воздушную камеру с расположенным в ней поршнем, водяную камеру с регулировочными клапанами, тормозную втулку, взаимодействующую с гидравлическим поршнем, шток, проходящий через воздушную и водяную камеры и соединенный с одной стороны с поршнем и с другой стороны с дорновой головкой.
Известный подающий механизм более надежен в работе по сравнению с вышеуказанным аналогом. Однако наличие длинной водяной камеры предопределяет большую длину штока, что увеличивает подвижные массы, а следовательно, и динамические нагрузки. Кроме того, не исключены определенные деформации длинного штока, что вызывает кромочный контакт поршня с передней стенкой воздушной камеры. Это, в свою очередь, вызывает местные разрушения поршня, а следовательно, снижает надежность его работы.
Техническим результатом является уменьшение габаритов подающего механизма и повышение надежности его работы.
Указанный технический результат достигается тем, что в подающем механизме пилигримового стана, включающем корпус с расположенными в нем воздушной камерой с воздушным поршнем, водяной камерой с регулировочными клапанами и тормозной втулкой, взаимодействующей с гидравлическим поршнем, а также штоком, проходящим через воздушную и водяную камеры и соединенным с одной стороны с воздушным поршнем, с другой стороны с дорновой головкой, согласно полезной модели гидравлический поршень выполнен в виде поршневой втулки, установленной на штоке с возможностью свободного перемещения вдоль него, выступая в соответствующих крайних положениях за пределы водяной камеры на величину ее хода.
Выполнение гидравлического поршня в виде поршневой втулки, установленной на штоке с возможностью свободного перемещения вдоль него, выступая в соответствующих крайних положениях за пределы водяной камеры на величину ее хода, позволяет в 1,5 раза уменьшить длину штока, что значительно повышает его жесткость, уменьшает подвижную массу устройства и уменьшает динамические нагрузки, что значительно повышает надежность работы устройства в целом, исключает частые ремонты по его замене, как это было в аналоге.
Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков полезной модели, не выявлено, что позволяет сделать вывод о ее соответствии условию патентоспособности «новизна».
Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного выполнения полезной модели.
На чертеже изображен подающий механизм пилигримового стана.
Подающий механизм заготовки в пилигримовом стане включает корпус 1, воздушную камеру 2 с расположенным в ней воздушным поршнем 3, водяную камеру 4 с регулировочными клапанами 5 и передней крышкой 6, тормозную втулку 7, взаимодействующую с поршневой втулкой 8, установленной с возможностью перемещения вдоль штока 9 с кольцевым зазором 10 по отношению к внутренней поверхности тормозной втулки 7. Шток 9, соединенный с одной стороны с воздушным поршнем 3, а с другой стороны - с дорновой головкой 11, проходит через воздушную камеру 2 и водяную камеру 4. Водяная камера 4 в передней крышке бив задней части ее корпуса имеет отверстия для циркулирующей воды (не обозначены на чертеже). Воздушная камера 2, водяная камера 4 и шток 9 снабжены герметичными уплотнениями (не обозначены на чертеже).
Подающий механизм пелигримового стана работает следующим образом.
После очередной подачи в процессе раскатки трубной заготовки в рабочей клети пилигримового стана (не показана на чертеже), заготовка вместе с дорновой головкой 11 и воздушным поршнем 3 движется назад, в сторону воздушной камеры 2, сжимая в ней воздух. При этом поршневая втулка 8 находится в крайнем переднем положении, упираясь поршневой частью в крышку 6 и выступая передним концом за пределы крышки 6 водяной камеры 4 на величину, соответствующую длине ее хода в водяной камере 4. В результате контакта с приближающейся дорновой головкой 11 поршневая втулка перемещается в сторону воздушной камеры, выступая в полость воздушной камеры 2 на длину ее хода в водяной камере 4. По окончании хода штока в крайнее заднее положение, благодаря освобождению трубной заготовки от взаимодействия с прокатным инструментом, (не показан) дорновая головка вместе со штоком ускоренно перемещается вперед под действием давления на воздушный поршень 3 сжатого воздуха. Воздушный поршень 3, приближаясь к поршневой втулке тормозного устройства, достигает максимальной скорости поступательного движения. В результате контакта с выступающей в воздушную камеру частью поршневой втулки воздушный поршень перемещает ее в крайнее переднее положение, испытывая дополнительное сопротивление воды, вытекающей через узкий кольцевой зазор 10 между наружной поверхности поршневой втулки 8 и внутренней поверхностью тормозной втулки 7. В этот период совместное замедленное движение воздушного поршня с поршневой втулкой тормозной камеры сопровождается падением скорости штока 9, соединенного с дорновой головкой 11, защищая механизм от ударных нагрузок.
Таким образом, предлагаемая конструкция поршневой втулки и ее взаимодействие с остальными существенными признаками полезной модели позволяет значительно уменьшить длину штока с присоединенными к нему массами пневматического, гидравлического поршней и дорновой головки, а, следовательно, и снизить ударные нагрузки, что повышает надежность работы подающего механизма. Кроме того, уменьшение длины штока соответствует увеличению его продольной жесткости и снижению деформаций изгиба, повышая износостойкость деталей воздушной камеры и продольную устойчивость к поперечным колебаниям.