RU2721251C1

RU2721251C1 - Cold rolling mill

Info

Publication number: RU2721251C1
Application number: RU2019108284A
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Есаков; Сергей Николаевич Леванович; Николай Степанович Пеньков; Надежда Николаевна Леванович
Original assignee: Открытое акционерное общество "Электростальский завод тяжелого машиностроения"
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2020-05-18

Abstract

FIELD: metal forming.

SUBSTANCE: invention relates to metal forming, particularly, to cold rolling mills with moving reciprocating working stand. Cold rolling mill comprises working stand reciprocating along bed guides, rolls with calibres and gears driven double crank mechanism, vertically arranged in working mill, driven by two connecting rods to working stand. Double crank mechanism includes horizontally located crank and balancing shafts, on which there are gears, additional gears and counterweights for balance of inertia forces from working stand. Two gears are located on ends of additional shaft cantilever and are engaged with gears of crank shaft, and third gear is located in middle of additional shaft and is engaged with gear of drive shaft installed on bearings.

EFFECT: higher uniformity of loading of gearing of both halves of mechanism is ensured by the fact that between crank and drive shafts and parallel to them there is an additional shaft with three gears.

1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а точнее к станам холодной прокатки труб с движущейся возвратно-поступательно рабочей клетью.The invention relates to the field of metal forming, and more specifically to mills for cold rolling pipes with a moving reciprocating working stand.

Известен стан холодной прокатки, см. книгу «Холодная прокатка труб» З.А. Кофф, П.М. Соловейчик, В.А. Алешин, М.И. Гриншпун, Свердловск, 1962 г., стр. 48-63 (рис. 22, 28, 29). Известный стан содержит возвратно-поступательно перемещающуюся по направляющим станины рабочую клеть, горизонтально размещенные в ней валки с калибрами и шестернями, приводной сдвоенный кривошипно-шатунный механизм, соединенный через шатуны с рабочей клетью и включающий горизонтально расположенные кривошипный и ведущий валы с расположенными между шатунами шестернями.Known cold rolling mill, see the book "Cold pipe rolling" Z.A. Coff, P.M. Soloveichik, V.A. Aleshin, M.I. Grinshpun, Sverdlovsk, 1962, pp. 48-63 (Fig. 22, 28, 29). The known mill comprises a working stand reciprocating along the bed guides, rolls with gauges and gears horizontally disposed in it, a double crank gear connected through the connecting rods to the working stand and including horizontally located crank and drive shafts with gears located between the cranks.

Недостатком известной конструкции стана холодной прокатки труб является отсутствие грузового уравновешивания динамических усилий, создаваемых возвратно-поступательно перемещающейся рабочей клетью. Это ведет к существенному росту нагрузок на фундамент и его разрушению особенно при увеличении скорости прокатки, что снижает надежность стана.A disadvantage of the known design of the cold rolling mill is the lack of load balancing of the dynamic forces generated by the reciprocating working stand. This leads to a significant increase in the loads on the foundation and its destruction, especially with an increase in rolling speed, which reduces the reliability of the mill.

Следующим недостатком этого стана является износ зубчатого зацепления, расположенного ближе к приводному концу ведущего вала, обусловленное упругим скручиванием ведущего вала из-за одностороннего приложения момента, что также снижает надежность работы стана.The next disadvantage of this mill is the wear of gearing, located closer to the drive end of the drive shaft, due to the elastic twisting of the drive shaft due to the unilateral application of torque, which also reduces the reliability of the mill.

Из известных наиболее близким по технической сущности является стан холодной прокатки труб, описанный в патенте РФ №2578883, кл. В21В 21/00, заявл. 07.10.2014 г., опубл. 27.03.2016 г.Of the known closest in technical essence is the cold pipe rolling mill described in the patent of the Russian Federation No. 2578883, class. B21B 21/00, claimed 10/07/2014, publ. 03/27/2016

Этот стан холодной прокатки труб содержит возвратно-поступательно перемещающуюся по направляющим станины рабочую клеть, вертикально размещенные в ней валки с калибрами и шестернями, приводной сдвоенный кривошипно-шатунный механизм, соединенный через шатуны с рабочей клетью, включающий горизонтально расположенные кривошипный и уравновешивающий валы с размещенными между шатунами шестернями, дополнительными шестернями и противовесами для уравновешивания сил инерции от рабочей клети и ведущий вал. Приводной кривошипно-шатунный механизм снабжен двумя лабиринтными уплотнениями, каждое из которых размещено между шатуном и зубчатым венцом шестерни кривошипного вала.This cold tube rolling mill contains a working stand reciprocating along the guide rails of the bed, vertically placed rolls with calibers and gears in it, a drive double crank mechanism connected through connecting rods to the working stand, including horizontally located crank and balancing shafts located between connecting rods, additional gears and counterweights to balance the inertia forces from the working stand and the drive shaft. The drive crank mechanism is equipped with two labyrinth seals, each of which is located between the connecting rod and the ring gear of the crank shaft gear.

Недостатком известной конструкции стана холодной прокатки труб является неравномерное нагружение шестерен вследствие упругого скручивания участка ведущего вала между шестернями из-за одностороннего приложения момента от электродвигателя, причем большая часть момента передается ближним к приводному концу зацеплениям, что приводит к износу самого зацепления и снижает надежность работы стана.A disadvantage of the known design of the cold rolling mill is the uneven loading of the gears due to the elastic twisting of the drive shaft section between the gears due to the unilateral application of torque from the electric motor, most of the moment being transmitted to the gears closest to the drive end, which leads to wear of the gearing itself and reduces the reliability of the mill .

Следующим недостатком этого стана является неравномерная загрузка обеих половин кривошипно-шатунного механизма, что ведет к неравномерной работе этих половин, из-за чего повышаются напряжения в шейках кривошипного вала и вала противовесов, увеличиваются уровни вибрации и шума, все это отрицательно сказывается на надежной работе стана. Кроме того в сдвоенном кривошипно-шатунном механизме со стороны приводного конца ведущего вала увеличиваются напряжения во всех элементах: шатуне, пальце кривошипного вала, пальце клети и в их подшипниковых узлах, что ведет к интенсивному износу нагруженных частей механизма, их частым поломкам, увеличению времени простоев.The next disadvantage of this mill is the uneven loading of both halves of the crank mechanism, which leads to uneven operation of these halves, due to which the stresses in the necks of the crank shaft and the counterweight shaft increase, the levels of vibration and noise increase, all this negatively affects the reliable operation of the mill . In addition, in a double crank mechanism from the drive end of the drive shaft, stresses increase in all elements: the connecting rod, crank pin, cage pin and in their bearing assemblies, which leads to intensive wear of the loaded parts of the mechanism, their frequent breakdowns, and increased downtime .

Задача настоящего изобретения состоит в создании стана холодной прокатки труб, позволяющего повысить надежность работы стана за счет обеспечения равномерной загрузки обеих половин сдвоенного кривошипно-шатунного механизма, а также уменьшить количество поломок и простоев, связанных с ними.The objective of the present invention is to create a cold pipe rolling mill, which improves the reliability of the mill by ensuring uniform loading of both halves of the twin crank mechanism, as well as reduce the number of breakdowns and downtime associated with them.

Поставленная задача достигается тем, что стан холодной прокатки труб, содержащий возвратно-поступательно перемещающуюся по направляющим станины рабочую клеть, вертикально размещенные в ней валки с калибрами и шестернями, приводной сдвоенный кривошипно-шатунный механизм, соединенный через шатуны с рабочей клетью и включающий горизонтально расположенные кривошипный и уравновешивающий валы с размещенными между шатунами шестернями, дополнительными шестернями и противовесами для уравновешивания сил инерции от рабочей клети и ведущий вал, согласно изобретению, снабжен расположенным между кривошипным и ведущим валами и параллельно им дополнительным валом с тремя шестернями, две из которых расположены на его концах консольно и находятся в зацеплении с шестернями кривошипного вала, а третья расположена посередине и находится в зацеплении с шестерней ведущего вала.The task is achieved in that the cold pipe rolling mill, comprising a working stand reciprocating along the bed guides, vertically placed rolls with gauges and gears in it, a double crank gear connected through the connecting rods to the working stand and including a horizontally positioned crank and balancing shafts with gears placed between the connecting rods, additional gears and counterweights for balancing the inertia forces from the working stand and the drive shaft, according to the invention, is equipped with an additional shaft with three gears located between the crank and drive shafts and parallel to them, two of which are located at its ends cantilever and are meshed with the gears of the crank shaft, and the third is located in the middle and is meshed with the gear of the drive shaft.

Такое конструктивное выполнение стана холодной прокатки труб позволяет повысить надежность работы стана за счет обеспечения равномерной загрузки обеих половин сдвоенного кривошипно-шатунного механизма, а также уменьшить количество поломок и простоев, связанных с ними.Such a constructive implementation of the cold pipe rolling mill can improve the reliability of the mill by ensuring uniform loading of both halves of the twin crank mechanism, as well as reduce the number of breakdowns and downtime associated with them.

Это достигается тем, что он снабжен дополнительным валом с тремя шестернями, две из которых расположены на его концах, а третья расположена посередине и находится в зацеплении с шестерней ведущего вала. В процессе работы вращающийся момент от двигателя передается дополнительному валу на шестерню, расположенную посередине, затем равномерно распределяется на две шестерни, расположенные на его концах и входящие в зацепление с шестернями кривошипного вала.This is achieved by the fact that it is equipped with an additional shaft with three gears, two of which are located at its ends, and the third is located in the middle and is meshed with the gear of the drive shaft. During operation, the torque from the engine is transmitted to the additional shaft on the gear located in the middle, then it is evenly distributed on two gears located at its ends and engaged with the gears of the crank shaft.

Динамические моменты, возникающие на кривошипном вале от возвратно поступательного перемещения клети, также симметрично передаются на крайние шестерни дополнительного вала, после чего суммируются на шестерне, расположенной в середине и передаются ведущему валу.The dynamic moments arising on the crank shaft from the reciprocating movement of the stand are also symmetrically transmitted to the extreme gears of the additional shaft, after which they are summed up on the gear located in the middle and transmitted to the drive shaft.

Таким образом, распределение нагрузки на обе половины сдвоенного кривошипно-шатунного механизма происходит симметрично, этим обеспечивается равномерная загрузка зубчатых зацеплений обеих половин механизма.Thus, the load distribution on both halves of the double crank mechanism occurs symmetrically, this ensures uniform loading of gears of both halves of the mechanism.

Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:To explain the invention, a specific embodiment of the invention is provided below with reference to the accompanying drawings, in which:

на фиг. 1 - изображен стан холодной прокатки труб, общий вид;in FIG. 1 - shows a cold pipe rolling mill, general view;

на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1;in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1;

на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2;in FIG. 3 is a section BB in FIG. 2;

на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 3;in FIG. 4 is a section bb in FIG. 3;

на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 3;in FIG. 5 is a section GG in FIG. 3;

на фиг. 6 - разрез Д-Д на фиг. 3.in FIG. 6 is a section DD in FIG. 3.

Стан холодной прокатки труб содержит рабочую клеть 1, возвратно-поступательно перемещающуюся по направляющим 2 станины 3, вертикально размещенные в рабочей клети 1 валки 4 с калибрами 5 и шестернями 6, приводной сдвоенный кривошипно-шатунный механизм 7, соединенный через два шатуна 8 с рабочей клетью 1. Сдвоенный кривошипно-шатунный механизм 7 включает горизонтально расположенные кривошипный 9 и уравновешивающий 10 валы, на которых размещены шестерни 11, 12, дополнительные шестерни 13, 14 и противовесы 15, 16, 17, 18 для уравновешивания сил инерции от рабочей клети 1. Между кривошипным 9 и ведущим 19 валами и параллельно им расположен дополнительный вал 20 с тремя шестернями 21, 22, 23. Две шестерни 21, 22 расположены на концах дополнительного вала 20 консольно и находятся в зацеплении с шестернями 11, 13 кривошипного вала 9, а третья шестерня 23 расположена посередине дополнительного вала 20 и находится в зацеплении с шестерней 24 ведущего вала 19, установленного на подшипниках 25. Все шестерни и противовесы размещены между шатунами 8. Кривошипный вал 9 установлен в подшипниках 26. Уравновешивающий вал 10 установлен в подшипниках 27. Дополнительный вал 20 установлен в подшипниках 28. Оси 29 крепления шатунов 8 размещены на шестернях 11,13 кривошипного вала 9. Между шатунами 8 и зубчатыми венцами шестерен 11, 13 кривошипного вала 9 расположены лабиринтные уплотнения 30, обеспечивающие гидроизоляцию полости с жидкой циркуляционной смазкой от полости, в которую попадает технологическая смазка, применяемая при прокатке труб.The cold tube rolling mill comprises a working stand 1, reciprocating along the guides 2 of the bed 3, vertically placed in the working stand 1 of the roll 4 with gauges 5 and gears 6, a drive double crank mechanism 7 connected through two connecting rods 8 to the working stand 1. The double crank mechanism 7 includes horizontally located crank 9 and balancing 10 shafts, on which gears 11, 12, additional gears 13, 14 and counterweights 15, 16, 17, 18 are placed to balance the inertia forces from the working stand 1. Between crank 9 and drive 19 shafts and parallel to them is located an additional shaft 20 with three gears 21, 22, 23. Two gears 21, 22 are located on the ends of the additional shaft 20 cantilever and are engaged with gears 11, 13 of the crank shaft 9, and the third gear 23 is located in the middle of the additional shaft 20 and is engaged with the gear 24 of the drive shaft 19 mounted on the bearings 25. E gears and balances are placed between the connecting rods 8. The crank shaft 9 is installed in the bearings 26. The balancing shaft 10 is installed in the bearings 27. The additional shaft 20 is installed in the bearings 28. The axles 29 of the connecting rods 8 are mounted on the gears 11,13 of the crank shaft 9. Between the rods 8 and toothed crowns of gears 11, 13 of the crank shaft 9, labyrinth seals 30 are located, which provide waterproofing of the cavity with liquid circulating lubricant from the cavity into which the technological lubricant used for rolling pipes gets.

Стан холодной прокатки труб работает следующим образом.The cold pipe rolling mill operates as follows.

При прокатке труб вращающийся кривошипный вал 9 сдвоенного приводного кривошипно-шатунного механизма 7 сообщает через шатуны 8 рабочей клети 1 с валками 4 возвратно-поступательное движение в стационарной станине 3, при этом калибры 5 периодически обкатывают трубу профилями своих ручьев, осуществляя ее деформацию, в крайних положениях клети, в периоды раскрытия ручьев калибров 5 труба прерывисто поворачивается и подается вперед.When rolling pipes, the rotating crank shaft 9 of the double drive crank mechanism 7 communicates through the connecting rods 8 of the working stand 1 with the rolls 4 reciprocating motion in a stationary frame 3, while gauges 5 periodically run the pipe with the profiles of their streams, deforming it, in the extreme stand positions, during periods of opening of streams of calibers 5, the pipe is intermittently rotated and fed forward.

В процессе работы вращающий момент от двигателя через ведущий вал 19 передается дополнительному валу 20 на шестерню 23, расположенную посередине, откуда равномерно распределяется на две шестерни 21 и 22, расположенные консольно на его концах, и входящие в зацепление с шестернями 11 и 13 кривошипного вала 9.In the process, the torque from the engine through the drive shaft 19 is transmitted to the additional shaft 20 to the gear 23 located in the middle, from where it is evenly distributed on two gears 21 and 22 located cantilever at its ends and engaged with gears 11 and 13 of the crank shaft 9 .

Динамические моменты, возникающие на кривошипном вале 9 от возвратно-поступательного перемещения клети 1, также симметрично передаются на крайние шестерни 21 и 22 дополнительного вала 19, после чего суммируются на шестерне 23, расположенной посередине и передаются ведущему валу 19.The dynamic moments arising on the crank shaft 9 from the reciprocating movement of the stand 1 are also symmetrically transmitted to the extreme gears 21 and 22 of the additional shaft 19, after which they are summed up on the gear 23 located in the middle and transmitted to the drive shaft 19.

Предложенная конструкция стана холодной прокатки труб по сравнению с известными позволяет повысить надежность его работы за счет обеспечения равномерной загрузки обеих половин сдвоенного кривошипно-шатунного механизма, снизить количество поломок и простоев, связанных с ними.The proposed design of the cold pipe rolling mill in comparison with the known ones allows to increase the reliability of its operation by ensuring uniform loading of both halves of the double crank mechanism, to reduce the number of breakdowns and downtime associated with them.

Claims

Стан холодной прокатки труб, содержащий возвратно-поступательно перемещающуюся по направляющим станины рабочую клеть, вертикально размещенные в ней валки с калибрами и шестернями, приводной сдвоенный кривошипно-шатунный механизм, соединенный через шатуны с рабочей клетью и включающий горизонтально расположенные кривошипный и уравновешивающий валы с размещенными между шатунами шестернями, дополнительными шестернями и противовесами для уравновешивания сил инерции от рабочей клети и ведущий вал, отличающийся тем, что между кривошипным и ведущим валами и параллельно им расположен дополнительный вал с тремя шестернями, две из которых расположены на его концах консольно и находятся в зацеплении с шестернями кривошипного вала, а третья расположена посередине и находится в зацеплении с шестерней ведущего вала.A cold tube rolling mill containing a working stand reciprocating along the bed guides, vertically placed rolls with gauges and gears in it, a drive double crank mechanism connected through connecting rods to the working stand and including horizontally located crank and balancing shafts located between connecting rods, additional gears and counterweights to balance the inertia forces from the working stand and the drive shaft, characterized in that between the crank and drive shafts and parallel to them there is an additional shaft with three gears, two of which are cantilevered at its ends and are engaged with gears of the crank shaft, and the third is located in the middle and is meshed with the gear of the drive shaft.