ПАТРОН СТЕРЖНЯ СТАНА ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ

Полезная модель относится к области прокатного производства, а точнее к патронам стержня станов холодной прокатки труб, предназначенным для зажима стержня с оправкой при прокатке и его поворота в момент раскрытия зева валков рабочей клети.
При работе стана холодной прокатки труб рабочая клеть совершает возвратно-поступательные движения, при этом калибры деформируют заготовку на неподвижной оправке. Для достижения геометрических размеров прокатываемых труб и равномерного обжатия металла по периметру трубы предусмотрен поворот трубы, заготовки и оправки, закрепленной на стержне. Основную динамическую нагрузку, возникающую при повороте, осуществляемом в импульсном режиме, воспринимает патрон стержня. Это приводит к ограничению быстродействия патрона, а также уменьшению его надежности и долговечности. Полезная модель направлена на устранение этих недостатков.
Известен патрон стержня стана холодной прокатки труб, см. бюллетень «Черная металлургия» статья «Модернизация станов холодной прокатки труб путем оснащения новым механизмом подачи и поворота с сервоприводом», ОАО «Черметинформация», №1, 2004 г., стр.31-34., установленный в механизме подачи и поворота и расположенный между серводвигателями подачи и поворота. Вращение патрону стержня передается от серводвигателя поворота через муфту и вал поворота.
Основным недостатком конструкции патрона стержня стана холодной прокатки труб является то, что в вале поворота возникают колебания и вибрации, из-за чего становится невозможным увеличение быстродействия механизма.
Из известных патронов стержня стана холодной прокатки труб наиболее близким по технической сущности является патрон, описанный в патенте РФ №2376086, кл. B21B 21/00, заявл. 22.07.08 г., опубл. 20.12.09 г. Этот патрон стержня стана холодной прокатки труб содержит корпус с планками, установленный в направляющих станины механизма фиксации стержня, вращающийся внутри корпуса в подшипниковых опорах через систему зубчатых зацеплений шпиндель с зажимными кулачками, радиально перемещающимися от привода, и установленный на корпусе патрона двигатель поворота стержня.
Основным недостатком конструкции известного патрона стержня стана холодной прокатки труб является применение для поворота стержня одного двигателя, характеристики которого ограничивают увеличение быстродействия патрона.
Другим недостатком конструкции рассматриваемого патрона является то, что при одном двигателе нагрузка на направляющие станины механизма фиксации стержня распределяется неравномерно, что увеличивает износ этих направляющих и планок корпуса патрона. Кроме того, при повороте стержня в зубчатом колесе шпинделя возникают усилия, которые передаются на подшипниковые опоры шпинделя, что увеличивает их износ и отрицательно влияет на надежность и долговечность патрона.
Задачей настоящей полезной модели является создание патрона стержня стана холодной прокатки труб, позволяющего увеличить его быстродействие, а также повысить надежность и долговечность.
Поставленная задача достигается тем, что в патроне стержня стана холодной прокатки труб, содержащем установленный в направляющих станины корпус с планками, вращающийся внутри корпуса шпиндель с зажимными кулачками, радиально перемещающимися от привода, и расположенный на корпусе патрона привод поворота стержня, согласно изобретению, привод поворота стержня выполнен в виде двухпоточного сервопривода, включающего два двигателя, расположенных симметрично относительно оси прокатки.
Такое конструктивное выполнение предлагаемого патрона стержня позволяет увеличить его быстродействие, а также повысить надежность и долговечность.
Увеличение быстродействия патрона стержня достигается благодаря тому, что суммарный момент инерции двух применяемых в данном решении двигателей двухпоточного сервопривода меньше момента инерции одного двигателя с мощностью, равной суммарной мощности этих двух двигателей. Учитывая то, что приведенный к валам двигателей момент инерции включает момент инерции самих двигателей, то уменьшая последние, сокращается время поворота стержня и всей системы стержень-заготовка-труба в целом.
Повышение надежности и долговечности конструкции патрона стержня достигается благодаря расположению двигателей двухпоточного сервопривода симметрично относительно оси прокатки. Это позволяет избежать опрокидывания патрона стержня, уменьшить нагрузку на подшипниковые опоры шпинделя за счет частичной компенсации усилий и выровнять нагрузку на направляющие станины, что уменьшает их износ и износ планок корпуса патрона.
Для пояснения полезной модели ниже приводится конкретный пример выполнения полезной модели со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг.1 - изображен патрон стержня стана холодной прокатки труб, общий вид,
на фиг.2 - то же, вид сбоку,
на фиг.3 - тоже, разрез А-А на фиг.2,
на фиг.4 - то же, разрез Б-Б на фиг.1.
Патрон стержня стана холодной прокатки труб содержит корпус 1 с планками 2, установленный в направляющих 3 станины 4 механизма фиксации стержня, расположенный внутри корпуса 1 и вращающийся в подшипниковых опорах 5 шпиндель 6 с зажимными кулачками 7, радиально перемещающимися от привода 8.
Для исключения вертикального смещения и опрокидывания корпуса 1 патрона стержня на станине 4 механизма фиксации стержня выполнены ограничительные планки 9.
Для поворота стержня 10 предусмотрены два двигателя 11 двухпоточного сервопривода, установленные на корпусе 1 патрона симметрично относительно оси прокатки. Двигатели 11 связаны с вращающимся шпинделем 6 посредством приводных валов 12, соединенных с валами двигателей 11 муфтами 13, систему зубчатых шестерен 14 и зубчатое колесо 15 шпинделя 6.
Поворот стержня с оправкой осуществляют следующим образом:
Перед началом процесса прокатки очередной заготовки кулачки 7 шпинделя 6 патрона под воздействием привода 8 зажимают стержень 10, удерживая закрепленную на нем оправку в очаге деформации. Для совершения поворота стержня с оправкой в момент раскрытия зева валков рабочей клети вращение от двигателей 11 передается шпинделю 6 через приводные валы 12, систему зубчатых шестерен 14 и зубчатое колесо 15 шпинделя 6.
Благодаря применению двух двигателей поточного сервопривода в конструкции патрона стержня время поворота стержня сокращается, увеличивается быстродействие патрона, что повышает производительность стана, а симметричное расположение двигателей относительно оси прокатки повышает надежность и долговечность патрона и механизма фиксации стержня в целом.