УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДЕРЖАНИЯ ОПРАВОЧНОГО СТЕРЖНЯ

Полезная модель относится к трубопрокатному производству и может быть использована в станах для получения бесшовных труб методами поперечно-винтовой и продольной прокатки.
Известно устройство для удержания справочного стержня (см. а.с. СССР №605652, кл. B21B 25/02, заявл. 01.09.76 г., опубл. 05.05.78 г.), содержащее раму, роликовые центрователи, задающие ролики и упорно-регулировочный механизм. Упорно-регулировочный механизм включает станину, каретку с упорной головкой, винтовой механизм перемещения каретки, гидравлические цилиндры. Гидравлические цилиндры размещены на станине параллельно винтам механизма перемещения каретки, а штоки гидравлических цилиндров шарнирно связаны с кареткой.
Недостатком этого устройства является то, что в процессе прокатки труб в стане невозможно оперативно изменить положение предварительно настроенных винтов механизма перемещения каретки, которые определяют положение оправки в стане. В упорно-регулировочном механизме перемещение каретки зависит от несвязанных друг с другом гидроцилиндров и винтового механизма перемещения каретки. Винты механизма перемещения каретки выполняют роль подвижных упоров и настраиваются предварительно перед прокаткой в положение, определяющее общий ход каретки, поэтому привод перемещения винтов при настройке на ход каретки используется небольшой мощности. Гидроцилиндры перемещают каретку во время прокатки от первоначального положения до винтов упоров и воспринимают большие осевые усилия от прокатки.
В упорно-регулировочном механизме нет устройств, кроме механизма перемещения винтов, которые могли бы определять ход каретки при прокатке. Если требуется изменить положение каретки во время прокатки заготовки, необходимо остановить весь стан и произвести перенастройку положения винтов, а это снижает производительность стана. Если настройку винтов производить во время прокатки на стане, например уменьшить ход каретки и увеличить скорость подачи каретки, то потребуется другой привод винтов - силовой, который многократно мощнее, чем привод служащий только для настройки упоров, он должен воспринимать осевые нагрузки, а это требует большие расходы мощности и интенсивный износ винтов при их работе под нагрузкой.
Другим недостатком данного устройства является то, что при прокатке на неподвижной оправке всей заготовки, а затем при возвращении к прокатке концов труб требуется время, необходимое для отсоединения штоков гидроцилиндров от каретки и подсоединение винтов с помощью тяг к каретке, а затем возврат к прежней схеме, что увеличивает время перевалки и снижает производительность стана.
Из известных наиболее близким по технической сущности является устройство для удержания справочного стержня, описанное в а.с. СССР №568470, кл. B21B 25/02, заявл. 26.04.76 г., опубл. 15.08.77 г.
Это устройство содержит раму, на которой расположены роликовые центрователи, механизм перехвата стержня, задающие ролики и упорно-регулировочный механизм с приводом осевого перемещения. Упорно-регулировочный механизм включает станину с кареткой и упорной головкой, гидравлические цилиндры перемещения каретки, средство управления перемещением оправочного стержня во время прокатки и гидропривод. Механизм перехвата стержня жестко соединен с кареткой упорно-регулировочного механизма, а привод ее осевого перемещения выполнен в виде связанных с ней поршневых цилиндров, каждый из которых соединен с источником высокого давления жидкости параллельно установленными трубопроводами, в линии одного из которых последовательно установлены дополнительный гидроцилиндр со свободно перемещаемым подпружиненным поршнем и дроссель, а в линии другого - обратный клапан.
Недостатком устройства для удержания оправочного стержня является то, что регулирование скорости перемещения оправочного стержня в процессе прокатки происходит только по ходу перемещения оправочного стержня. В начале прокатки скорость перемещения оправочного стержня на величину, равную величине очага деформации, происходит за счет свободного перемещения каретки и зависит от скорости перемещения поршня дополнительного гидроцилиндра. Когда жидкость из гидроцилиндра под действием силы пружины на поршень вытеснится полностью и произойдет захват заготовки валками и ход свободного перемещения выбран полностью, тогда работает источник высокого давления, который обеспечивает медленное перемещение оправочного стержня при прокатке всей трубной заготовки. Скорость перемещения оправочного стержня производят настройкой дросселя вручную. Если необходимо изменить скорость перемещения оправочного стержня в процессе прокатки, это делают вручную, подбирая нужную скорость. Такая операция занимает время, то есть увеличивает время на настройку оборудования, а, следовательно, и снижает производительность.
Другим недостатком данного устройства является то, что нельзя изменять направление перемещения оправочного стержня во время прокатки трубной заготовки, а также изменять ход оправки, так как нет средства, которое бы управляло перемещением оправочного стержня, меняло оперативно скорость перемещения оправочного стержня, его ход и направление, а в процессе прокатки распределяло усилия, действующие на инструмент, что смогло бы автоматизировать процесс прокатки, расширить технологические возможности оборудования, повысить качество труб и повысить стойкость рабочего инструмента.
Недостатком также является сложный процесс управления при работе оправочным стержнем, который требует дополнительного оборудования в виде третьего гидроцилиндра с пружиной внутри, действующим на поршень, который при многократной работе снижает ее жесткость и усилие пружины уменьшается. Это связано со свободным перемещением поршня. Время на перемещение поршня в цилиндре увеличивается, а значит увеличивается цикл прокатки и требуется замена пружины, что снижает ремонтопригодность оборудования.
Задача настоящей полезной модели состоит в создании устройства для удержания оправочного стержня, позволяющего расширить технологические возможности стана путем автоматического регулирования скорости движения оправочного стержня по ходу и против хода прокатки, регулировать величину его хода, что повысит качество труб, увеличит стойкость рабочего инструмента и снизит время на настройку перед прокаткой другого типоразмера труб, а, следовательно, повысит производительность.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для удержания оправочного стержня на линии трубопрокатного стана, содержащее раму, на которой расположены роликовые центрователи, задающие ролики и упорно-регулировочный механизм, включающий станину с кареткой и упорной головкой, гидравлические цилиндры перемещения каретки, средство управления перемещением оправочного стержня во время прокатки и гидропривод, согласно полезной модели, средство управления перемещением оправочного стержня во время прокатки выполнено в виде кодового датчика и зубчато-реечной передачи, рейка которой установлена на каретке, а вал-шестерня установлена на подшипниковых опорах в корпусе кронштейна, закрепленного на станине, и соединена муфтой с валом кодового датчика, закрепленного посредством стакана на кронштейне, при этом гидропривод снабжен регулятором рабочей жидкости с электронным пропорциональным управлением и выполнен с возможностью управления гидравлическими цилиндрами сигналом от кодового датчика, кроме того, на станине закреплены индуктивные датчики, контролирующие крайнее положение каретки.
Такое выполнение устройства для удержания оправочного стержня позволит расширить технологические возможности стана и обеспечить прокатку тонкостенных труб по различным технологическим схемам за счет автоматического регулирования перемещения оправочного стержня в необходимых регулируемых пределах с возможностью менять его величину и направление во время прокатки, что позволит получать качественные тонкостенные трубы. Это достигается за счет того, что средство управления перемещением оправочного стержня во время прокатки выполнено в виде кодового датчика и зубчато-реечной передачи, установленных определенным образом, а перемещение каретки с необходимой скоростью при прокатке осуществляется от гидропривода, снабженного регулятором рабочей жидкости с электронным пропорциональным управлением и получаемого сигнал от кодового датчика. Кроме того, данное устройство позволит увеличить стойкость рабочего инструмента, снизить время настройки и автоматизировать процесс прокатки, меняя параметры такие, как ход оправочного стержня и скорость его подачи, не останавливая стан на настройку технологических параметров, что позволит увеличить его производительность. Выполнение предлагаемого устройства позволит вести прокатку трубной заготовки на стане, не останавливая его, в случае наличия в партии трубных заготовок короче по длине, чем основные.
Для пояснения полезной модели ниже приводится конкретный пример выполнения полезной модели со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг. 1 - изображено устройство для удержания оправочного стержня;
на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1;
на фиг. 3 - место Б на фиг. 2;
на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1;
на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 1;
на фиг. 6 - разрез Д-Д на фиг. 1;
на фиг. 7 - вид по стрелке Е на фиг. 1.
Устройство для удержания оправочного стержня на линии трубопрокатного стана содержит раму 1, на которой расположены роликовые центрователи 2, задающие ролики 3 и упорно-регулировочный механизм. Упорно-регулировочный механизм включает станину 4 с кареткой 5 и упорной головкой 6, которая удерживает оправочный стержень 7, средство управления перемещением оправочного стержня 7, гидропривод 8, гидравлические цилиндры 9, штоки 10 которых закреплены на станине 4, а корпуса 11 установлены на каретке 5 и зафиксированы крышками 12. Средство управления перемещением оправочного стержня 7 выполнено в виде кодового датчика 13 и зубчато-реечной передачи 14, рейка 15 которой установлена на каретке 5, а вал-шестерня 16 установлена на подшипниковых опорах 17 в корпусе кронштейна 18, закрепленного на станине 4 и соединена муфтой 19 с валом кодового датчика 13, закрепленного посредством стакана 20 на кронштейне 18. При этом гидропривод 8 имеет регулятор рабочей жидкости с электронным пропорциональным управлением и выполнен с возможностью управления гидравлическими цилиндрами 9 сигналом от кодового датчика 13. Кроме того, на станине 4 закреплены индуктивные датчики 21, контролирующие крайнее положение каретки 5.
Устройство для удержания оправочного стержня на линии трубопрокатного стана работает следующим образом.
Каретка 5 упорно-регулировочного механизма перед прокаткой устанавливается в крайнее заднее положение по отношению к поступлению трубной заготовки 22. Крайнее положение каретки 5 фиксируется индуктивным датчиком 21. Роликовые центрователи 2, задающие ролики 3 и тянущие ролики 23 раскрыты. С левой стороны по ходу прокатки на линию стана подается нагретая до 1100-1250°C трубная заготовка 22. После подачи трубной заготовки 22 на линию стана закрываются роликовые центрователи 2, одновременно тянущими роликами 23, установленными на станине 4 упорно-регулировочного механизма подается оправочный стержень 7, который проходит через полую трубную заготовку 22 и поступает в клеть 24 на величину, равную пяти длинам очага деформации и тянущие ролики 23 раскрываются, после чего трубную заготовку 22 задающие ролики 3 подают в валки 25 клети 24 и начинается процесс прокатки. Каретка 5 с упорной головкой 6, в которой установлен оправочный стержень 7 совершает перемещение при помощи гидравлических цилиндров 9, штоки 10 которых закреплены на станине 4, а их корпуса 11 закреплены с помощью крышек 12 на каретке 5. Перемещение каретки 5 с необходимой скоростью при прокатке трубной заготовки 22 обеспечивает гидропривод 8, сигналы команд ему передает, то есть управляет им средство управления перемещением оправочного стержня 7 с помощью кодового датчика 13, закрепленного посредством стакана 20 на кронштейне 18, установленного на станине 4 и соединенного муфтой 19 с вал-шестерней 16 зубчато-реечной передачи 14. Вал-шестерня 16 установлена на подшипниковых опорах 17 в корпусе кронштейна 18, а рейка 15 зубчато-реечной передачи 14 установлена на каретке 5. Управление гидроприводом 8 осуществляется по специальной программе, но можно дублировать команды и в ручном режиме с пульта управления. В процессе прокатки каретка 5 может совершать движения, обратные поступлению трубной заготовки 22 в валки 25 клети 24, например когда процесс прокатки трубной заготовки 22 входит в заключительную фазу, каретка 5 с установленным в упорной головке 6 оправочным стержнем 7 на заданной скорости перемещается в противоположную сторону движения трубной заготовки 22 и выводится из зоны валков 25 клети 24. Роликовые центрователи 2 и задающие ролики 3 раскрываются, а тянущие ролики 23 захватывают оправочный стержень 7 и выводят его в исходное положение. Нагретая трубная заготовка 22 поступает на линию стана. Процесс повторяется.
Если для прокатки поступает заготовка короче по длине, но того же сортамента, то ход каретки 5 и ее положение корректируется перед прокаткой средством управления перемещением оправочного стержня 7, которое подает команду гидроприводу 8.
Предложенное устройство для удержания оправочного стержня по сравнению с известными позволяет расширить технологические возможности стана путем автоматического регулирования скорости движения оправочного стержня по ходу и против хода прокатки, регулировать величину его хода, что повысит качество труб, увеличит стойкость рабочего инструмента и снизит время на настройку перед прокаткой другого типоразмера труб, а, следовательно, повысит производительность.