УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ В СИСТЕМЕ ЖИДКОЙ СМАЗКИ ПОДШИПНИКОВ ЖИДКОСТНОГО ТРЕНИЯ

Полезная модель относится к прокатному производству, преимущественно к системам жидкой смазки подшипников жидкостного трения (ПЖТ) валков прокатных станов.
Известно устройство для регулирования давления в системе жидкой смазки ПЖТ (аналог), включающее масляный бак, насосную установку с электродвигателем, трубопроводную систему, соединяющую масляный бак и насосную установку с подшипником жидкостного трения, на которой установлены фильтры, обратный, предохранительный клапаны и манометр, и систему управления скоростным режимом электродвигателя насосной установки (А.И.Целиков, П.И.Полухин, В.М.Гребеник и др. Машины и агрегаты металлургических заводов. Том 3. М.: Металлургия, 1981 г., с.180, рис.IV.28).
Недостатком аналога являются низкая надежность устройства из-за применения только одной насосной установки и невозможность регулирования давления смазки в гидросистеме устройства. При выходе из строя насосной установки возникает аварийная остановка прокатной клети и прокатного стана, что приводит к снижению его производительности.
Система управления скоростным режимом электродвигателя насосной установки не обеспечивает возможности регулирования давления смазки в гидросистеме устройства при изменении скорости прокатки. Это приводит к разрыву масляного клина между втулкой-вкладышем и втулкой-цапфой подшипников, нарушению жидкостного трения между втулками, снижению долговечности, выходу из строя и разрушению подшипников. Разрушение подшипников вызывает аварийные простои прокатного стана, снижает его производительность и увеличивает расход подшипников. При нарушении жидкостного трения возникают колебания шеек валков в зазорах между втулками-цапфами и втулками-вкладышами, что отрицательно сказывается на работе прокатных валков, снижает их долговечность, увеличивает расход валков и снижает качество прокатываемого металла.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является устройство для регулирования давления в системе жидкой смазки подшипников жидкостного трения, включающее масляные баки, насосные установки с электродвигателями, трубопроводную систему, на которой установлены задвижки, обратные и предохранительный клапаны, фильтры и теплообменники, соединяющую насосные установки с подшипниками жидкостного трения, и систему управления скоростным режимом электродвигателей насосных установок (Механическое оборудование цехов холодной прокатки, под ред. Г.П.Химича. М.: Машиностроение, 1972, стр.505-506, рис.278).
В отличие от аналога прототип снабжен двумя насосными установками, что повышает его надежность в сравнении с аналогом.
Однако, как и в аналоге, система управления скоростным режимом электродвигателей насосных установок прототипа обеспечивает возможность его работы только в нерегулируемом режиме, что предопределяет наличие в прототипе таких же недостатков, как и у аналога.
Техническим результатом полезной модели является повышение долговечности, сокращение расхода подшипников жидкостного трения и прокатных валков, сокращение аварийных простоев, повышение производительности прокатного стана и качества прокатываемого металла.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для регулирования давления в системе жидкой смазки подшипников жидкостного трения, включающем масляные баки, насосные установки с электродвигателями, трубопроводную систему, соединяющую насосные установки с подшипниками жидкостного трения, на которой установлены задвижки обратные клапаны, аварийный предохранительный клапан, фильтры и теплообменники, и систему управления скоростным режимом электродвигателей насосных установок, система управления скоростным режимом электродвигателей содержит частотный преобразователь, соединенный с электродвигателями насосных установок, контроллер, сигналы от которого поступают на частотный преобразователь, датчик давления, установленный на напорном трубопроводе трубопроводной системы перед коллектором подачи смазки к подшипникам жидкостного трения и соединенный с контроллером, задатчик давления и избирательные ключи включения электродвигателей насосных установок, соединенные с частотным преобразователем.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема устройства для регулирования давления в системе жидкой смазки подшипников жидкостного трения.
Устройство включает масляные баки 1, 2, соединенные через задвижки 3 с перекачным насосом и через задвижки 4, 5 с насосными установками 6, 7, 8. Перекачной насос предназначен для периодической замены масла в масляных баках.
Насосные установки через обратные клапаны 9 и задвижки 10 соединены с отводящим трубопроводом 11 трубопроводной системы, на котором установлен предохранительный клапан 12 и обратный клапан 13. От этого клапана через коллектор 14 и задвижки 15 масло поступает к фильтрам 16, 17, 18. От фильтров через задвижки 19, коллекторы 20, 21 и задвижки 26, 22 масло подается к теплообменникам 23, 24 на охлаждение. Охлаждающая техническая вода к теплообменникам поступает через задвижки 29, 25 и отводится от них через задвижки 26.
1 После охлаждения масло через задвижки 31, напорный трубопровод 28 и коллектор 29 подается к подшипникам жидкостного трения 30, от которых по сливному трубопроводу 31 через задвижки 32 поступает в масляные баки.
Предохранительный клапан 12 предназначен для аварийного отключения двигателей насосных установок, например при засорении фильтров 16, 17, 18 или в других случаях внезапного повышения давления в отводящем трубопроводе 11. Сигнал на предохранительный клапан 12 для аварийного отключения насосных установок поступает от электроконтактного манометра 33, установленного на коллекторе 14, на котором также установлен видовой манометр 34. В этом случае масло через клапан 12 и задвижки 32 поступает в масляные баки 1, 2. Заправка баков новым маслом производится через задвижки 35.
На коллекторе 20 установлен электроконтактный манометр 36 и видовой манометр 37. Манометр 36 предназначен для передачи сигнала на включение одного из насосов при падении давления в гидросистеме из-за отказа или неисправности работающего насоса или падения давления после фильтров.
На напорном трубопроводе 28 установлены электроконтактный манометр 38 и перед коллектором 29 датчик давления 39.
Напорный трубопровод 28 через задвижку 40 соединен с коллектором 20, что позволяет с помощью электроконтактного манометра 36 также регулировать давление в напорном трубопроводе и на ПЖТ при падении давления на фильтрах.
Устройство снабжено системой управления скоростным режимом электродвигателей насосных установок, включающей частотный преобразователь (ЧП) 41, соединенный с электродвигателями, контроллер 42, датчик давления (ДЦ) 39, соединенный с контроллером, задатчик давления (ЗД) 43 и избирательные ключи (K1, K2, К3) 44 включения электродвигателей насосных установок, соединенные с частотным преобразователем.
Для промывки трубопроводной системы масляные баки через задвижку 45 непосредственно соединены с отводящим трубопроводом 11.
На принципиальной схеме устройства электрические соединения 46 электродвигателей насосных установок с частотным преобразователем выделены более жирными линиями, чем линии трубопроводной системы, а соединения элементов системы управления скоростным режимом двигателей показаны пунктирными линиями.
Устройство для регулирования давления в системе смазки ПЖТ обеспечивает возможность поддержания требуемого давления для создания масляного клина между втулками-вкладышами и втулками-цапфами в зависимости от скорости вращения валков и усилия прокатки.
Регулирование давления выполняется с помощью системы управления скоростным режимом электродвигателей насосных установок 6, 7, 8. Каждый из двигателей при регулировании может работать от частотного преобразователя, а остальные двигатели находятся в резерве или включаются для работы с постоянной скоростью без регулирования.
При регулировании давления возможны три режима работы насосных установок: ручной, регулируемый и автоматический. Включение электродвигателей насосов на заданный режим выполняется с помощью избирательных ключей K1, K2, К3 (на схеме - поз.44).
В качестве примера работы устройства на различных режимах рассмотрим работу устройства для регулирования давления в системе смазки ПЖТ чистовой клети №12 стана 2000 горячей прокатки ОАО "Северсталь". В устройстве используются три насосные установки 6, 7, 8.
При работе на ручном режиме включается установка 8, которая работает с постоянной скоростью электродвигателя без регулирования давления. Отключение гидросистемы происходит по сигналу задатчика давления 43, который выдает задание на частотный преобразователь 41 при отклонении давления в гидросистеме от заданных пределов изменения давления.
При работе в регулируемом режиме регулирование давления в гидросистеме смазки ПЖТ осуществляется от насосной установки 7, двигатель которой управляется от частотного преобразователя. Остальные двигатели с насосами находятся в резерве. При отклонении давления от заданного сигнал от датчика давления 39 поступает на контроллер 42, обрабатывается, и контроллер выдает команду на частотный преобразователь на увеличение или уменьшение скорости вращения электродвигателя насосной установки 7, благодаря чему поддерживается заданное давление в коллекторе 29 подачи смазки к подшипникам жидкостного трения 30.
При остановке клети на ремонт, перевалку, по другим причинам или при работе клети на низкой скорости двигатель работает с минимальной частотой и давление масла в системе по сигналу от задатчика давления 43 автоматически возрастает до заданного. При увеличении скорости валков давление масла в системе понижается, и электродвигатель увеличивает скорость вращения для поддержания заданного давления.
При работе устройства в автоматическом режиме работает насосная установка 6. Установка включается от электроконтактного манометра 33 при падении давления в системе смазки ниже заданного или при отказе или неисправности насосных установок 7 или 8. Это обеспечивает резервирование, повышение надежности и безаварийную работу системы смазки ПЖТ.
Благодаря применению предлагаемого устройства для регулирования давления, повышается надежность системы смазки ПЖТ, исключаются разрывы масляного клина между втулками ПЖТ, повышается долговечность и сокращается расход подшипников жидкостного трения. Улучшаются условия работы прокатных валков, повышается их долговечность, сокращается расход валков и повышается качество прокатываемого металла. Сокращаются аварийные простои и повышается производительность прокатного стана.