RU2547588C1

RU2547588C1 - Feeding mechanism of pilger mill

Info

Publication number: RU2547588C1
Application number: RU2013153035/02A
Authority: RU
Inventors: Юрий Борисович Чечулин; Юрий Антонович Попов; Борис Яковлевич Соколинский; Сергей Николаевич Филатов; Андрей Сергеевич Муратов; Николай Петрович Климов; Павел Борисович Соколинский
Original assignee: Открытое акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод"
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2015-04-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: workpiece feeding mechanism in a pilger mill comprises a casing (1), an air chamber (2) with an air piston (3), a piston (4), a water chamber (5) with a hydraulic piston (6) fitted by longitudinal shank ends (7) and (8). The hydraulic piston 6 is installed with an annular gap in relation to the internal surface of a cushion boss (9). A rod (4) is coupled with the air piston (3) on one side and with a mandrel head (12) on the other side. The hydraulic piston is fitted by longitudinal shank ends, in its extreme positions they extend beyond the water chamber (5) by the value being by 5% of its stroke less, the hydraulic piston is made as a bush and can freely move along the rod.

EFFECT: reduced dimensions of the feeding mechanism and higher reliability of its operation.

1 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к устройствам для перемещения заготовки при ее подаче на прокатку в пилигримовом стане.The invention relates to the processing of metals by pressure, and in particular to devices for moving the workpiece when it is fed for rolling in a pilgrim mill.

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.Known feeding apparatus of the pilgrim mill (49-00.00 SB, Chelyabinsk tube rolling plant ChTPZ TPTs-1), comprising a housing with a pneumatic cylinder and a brake device arranged therein, made in the form of a set of Belleville springs, while a rod is installed inside the housing with the possibility of reciprocating movement connected on the one hand with the piston of the pneumatic cylinder and on the other hand with the mandrel head.

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.A disadvantage of the known feeding apparatus is its low resistance to large power loads on the braking device springs, which quickly become unusable and cease to balance inertia forces as a shock-absorbing device. This causes large shock loads from the piston to the front of the pneumatic cylinder, causing it to wear, as well as the destruction of the springs and the front cover of the brake device and, as a result, the need to repair the supply device.

Наиболее близким по технической сущности 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, стр.175, рис.7.), включающий воздушную камеру с расположенным в ней воздушным поршнем, водяную камеру с гидравлическим поршнем и шток, проходящий через воздушную и водяную камеры и соединенный с одной стороны с воздушным поршнем, с другой стороны - с дорновой головкой.The closest in technical essence is the feeding apparatus (mechanism) of the pilgrim mill (Yu.F. Shevakin, V.P. Kolikov, Yu.N. Raikov. Pipe production. M: "Intermet Engineering", 2005. Feeding apparatus with hydraulic braking , p.175, Fig. 7.), including an air chamber with an air piston located in it, a water chamber with a hydraulic piston and a rod passing through the air and water chambers and connected on one side to the air piston, on the other hand to the mandrel head.

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. При этом не исключены определенные деформации длинного штока, что вызывает кромочный контакт воздушного поршня со стенкой воздушной камеры. Это, в свою очередь, вызывает местные разрушения поршня, что снижает надежность его работы. Кроме того, в известном подающем механизме не гарантировано одновременное касание пневматическим и гидравлическим поршнями передних стенок пневматической и гидравлической камер, что не исключает сильных ударов того или другого поршня о переднюю стенку соответствующей камеры, вызывающих резкое торможение подающего механизма, которое может нарушить контакт трубы с оправкой.Known feed mechanism is more reliable in operation compared to the above counterpart. However, the presence of a long water chamber predetermines a large stem length, which increases the moving masses, and hence the dynamic loads. In this case, certain deformations of the long stem are not excluded, which causes the edge contact of the air piston with the wall of the air chamber. This, in turn, causes local destruction of the piston, which reduces the reliability of its operation. In addition, the known feed mechanism does not guarantee simultaneous contact by pneumatic and hydraulic pistons of the front walls of the pneumatic and hydraulic chambers, which does not exclude strong blows of one or another piston against the front wall of the corresponding chamber, causing a sharp braking of the feed mechanism, which may interfere with the contact of the pipe with the mandrel .

Техническим результатом является уменьшение габаритов подающего механизма и повышение надежности его работы.The technical result is to reduce the size of the feed mechanism and increase the reliability of its operation.

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 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 изобретению гидравлический поршень снабжен продольными хвостовиками, выступающими в крайних положениях гидравлического поршня за пределы водяной камеры на величину, меньшую на 5% величины хода гидравлического поршня, при этом гидравлический поршень выполнен в виде втулки и установлен на штоке с возможностью свободного перемещения вдоль него.The specified technical result is achieved by the fact that in the feed mechanism of the pilgrim mill, which includes a housing with an air chamber with an air piston located therein, a water chamber with a hydraulic piston, and a rod passing through the air and water chambers and connected to the air piston on one side, on the other hand, with a mandrel head, according to the invention, the hydraulic piston is provided with longitudinal shafts protruding in the extreme positions of the hydraulic piston beyond the water chamber by an amount , less than 5% of the stroke of the hydraulic piston, while the hydraulic piston is made in the form of a sleeve and mounted on the rod with the possibility of free movement along it.

Выполнение гидравлического поршня с хвостовиками, выступающими в его крайних положениях за пределы водяной камеры, позволяет в 1, 3 раза уменьшить длину штока, что значительно уменьшает подвижную массу и динамические нагрузки устройства, а также повышает его продольную устойчивость.The implementation of the hydraulic piston with shanks protruding in its extreme positions beyond the water chamber, allows to reduce the stem length by 1, 3 times, which significantly reduces the moving mass and dynamic loads of the device, and also increases its longitudinal stability.

Выступание хвостовиков в крайних положениях гидравлического поршня за пределы водяной камеры на величину, меньшую на 5% величины хода гидравлического поршня, исключает одновременное касание воздушным и гидравлическим поршнями передних стенок соответственно пневматической и водяной камер за счет того, что при ходе штока с воздушным поршнем вперед сначала происходит касание торцом воздушного поршня заднего продольного хвостовика гидравлического поршня. Затем происходит перемещение гидравлического поршня, при этом в период одного цикла работы подающего механизма гидравлический поршень, не доходя до передней крышки водяной камеры на величину 5%, за счет давления оставшейся сжатой жидкости исключает жесткий удар пневматического поршня о переднюю стенку пневматической камеры. Это значительно повышает надежность работы поршней и в целом подающего механизма. Уменьшение хода гидравлического поршня на величину, меньшую 5%, не гарантирует достаточное смягчение удара пневматического поршня о переднюю стенку камеры. Уменьшение хода гидравлического поршня на величину, большую 5%, не обеспечивает необходимое снижение конечной скорости штока с дорновой головкой и тем самым ухудшает условия его торможения.The protrusion of the shanks in the extreme positions of the hydraulic piston beyond the water chamber by an amount less by 5% of the stroke of the hydraulic piston eliminates the simultaneous contact of the front walls of the pneumatic and water chambers with the air and hydraulic pistons, respectively, due to the fact that, when the rod moves forward with the air piston, the end of the air piston touches the rear longitudinal shank of the hydraulic piston. Then, the hydraulic piston moves, while during one cycle of the feed mechanism the hydraulic piston, not reaching the front cover of the water chamber by 5%, eliminates the hard blow of the pneumatic piston against the front wall of the pneumatic chamber due to the pressure of the remaining compressed fluid. This significantly increases the reliability of the pistons and the overall feed mechanism. Reducing the stroke of the hydraulic piston by less than 5% does not guarantee sufficient mitigation of the impact of the pneumatic piston on the front wall of the chamber. Reducing the stroke of the hydraulic piston by an amount greater than 5% does not provide the necessary reduction in the final speed of the rod with the mandrel head and thereby worsens its braking conditions.

Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о ее соответствии условию патентоспособности «новизна».No technical solutions coinciding with the set of essential features of the invention have been identified, which allows us to conclude that it meets the condition of patentability “novelty”.

Заявляемые существенные признаки изобретения, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень».The claimed essential features of the invention, predetermining the receipt of the specified technical result, do not explicitly follow from the prior art, which allows us to conclude that the invention meets the patentability condition "inventive step".

Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного выполнения изобретения.The patentability condition "industrial applicability" is confirmed by the example of a specific implementation of the invention.

На чертеже изображен подающий механизм пилигримового стана.The drawing shows the feed mechanism of the pilgrim mill.

Подающий механизм пилигримового стана включает корпус 1, воздушную камеру 2 с расположенным в ней воздушным поршнем 3, соединенным со штоком 4, водяную камеру 5 с гидравлическим поршнем 6, снабженным хвостовиками 7 и 8. В корпусе 1 установлена тормозная втулка 9 и передняя крышка 10, а также регулировочные клапаны 11. Передний хвостовик 7 герметично уплотнен относительно крышки 10, а задний хвостовик 8 - относительно задней стенки водяной камеры 5. Наружная поверхность поршня 6 расположена с зазором относительно внутренней поверхности тормозной втулки 9. Поршень 6 выполнен в виде втулки и установлен с возможностью свободного перемещения относительно штока 4. Шток 4 проходит через воздушную камеру 2 и водяную камеру 5 и соединен с одной стороны с воздушным поршнем 3, а с другой стороны - с дорновой головкой 12.The feed mechanism of the pilgrim mill includes a housing 1, an air chamber 2 with an air piston 3 located therein, connected to a rod 4, a water chamber 5 with a hydraulic piston 6, equipped with shanks 7 and 8. A brake sleeve 9 and a front cover 10 are installed in the housing 1, as well as control valves 11. The front shank 7 is hermetically sealed relative to the cover 10, and the rear shank 8 is relative to the rear wall of the water chamber 5. The outer surface of the piston 6 is located with a gap relative to the inner surface of the brake ki 9. The piston 6 is designed as a sleeve and is mounted for free movement relative to the rod 4. The rod 4 extends through the air chamber 2 and the water chamber 5 and is connected on the one hand with the air piston 3 and on the other side - with the mandrel head 12.

Подающий механизм пилигримового стана работает следующим образом. После очередной подачи в процессе раскатки трубной заготовки в рабочей клети пилигримового стана (не показана), заготовка вместе с дорновой головкой 12, штоком 4 и воздушным поршнем 3 движется назад, в сторону воздушной камеры 2, сжимая в ней воздух. После перемещения штока на расстояние, равное разности длин воздушной 2 и водяной 5 камер, дорновая головка 12 входит в контакт с передним хвостовиком 7, выступающим за пределы крышки 10, и синхронно перемещает гидравлический 6 и воздушный 3 поршни на величину, соответствующую длине хода гидравлического поршня 6 в водяной камере 5. При этом задний хвостовик 8 выступает в полость воздушной камеры 2 на длину хода гидравлического поршня 6 в водяной камере 5. По окончании хода штока 4 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 сжатого воздуха на воздушный поршень 3. Воздушный поршень 3, приближаясь к заднему хвостовику 8 гидравлического поршня 6, достигает максимальной скорости поступательного движения и в результате контакта с хвостовиком 8, выступающим в воздушную камеру 2, перемещает гидравлический поршень 6 в крайнее переднее положение. В этот период происходит торможение воздушного поршня 3 за счет дополнительного сопротивление воды, вытекающей через узкий кольцевой зазор между наружной поверхностью гидравлического поршня 6 и внутренней поверхностью тормозной втулки 9, что защищает подающий механизм от ударных нагрузок. В этот период совместное замедленное движение воздушного 3 и гидравлического 6 поршней сопровождается падением скорости штока с дорновой головкой. Дополнительное торможение воздушного поршня и предотвращение удара его о переднюю стенку воздушной камеры 2 обеспечивают за счет давления оставшейся сжатой жидкости между передней стенкой 10 и гидравлическим поршнем 6 при уменьшении на 5% величины его хода. В процессе работы подающего механизма дополнительное управление давлением в водяной камере 5 проводят при помощи регулировочных клапанов 11.The feed mechanism of the pilgrim mill operates as follows. After the next feeding in the process of rolling the tube billet in the working stand of the pilgrim mill (not shown), the billet together with the mandrel head 12, the rod 4 and the air piston 3 moves backward towards the air chamber 2, compressing the air in it. After moving the rod to a distance equal to the difference between the lengths of the air 2 and water 5 chambers, the mandrel head 12 comes into contact with the front shank 7, protruding beyond the cover 10, and synchronously moves the hydraulic 6 and air 3 pistons by an amount corresponding to the stroke length of the hydraulic piston 6 in the water chamber 5. In this case, the rear shank 8 projects into the cavity of the air chamber 2 by the stroke length of the hydraulic piston 6 in the water chamber 5. At the end of the stroke of the rod 4 to its extreme rear position, due to the release of the tube stock from interaction with a rolling tool (not shown), the mandrel head together with the rod accelerates forward under the action of compressed air pressure on the air piston 3. The air piston 3, approaching the rear shank 8 of the hydraulic piston 6, reaches a maximum translational speed and as a result of contact with a shank 8 protruding into the air chamber 2, moves the hydraulic piston 6 to its extreme forward position. During this period, the air piston 3 decelerates due to the additional resistance of water flowing through a narrow annular gap between the outer surface of the hydraulic piston 6 and the inner surface of the brake sleeve 9, which protects the feed mechanism from shock loads. During this period, the combined slow motion of the air 3 and hydraulic 6 pistons is accompanied by a drop in the speed of the rod with the mandrel head. Additional braking of the air piston and preventing its impact on the front wall of the air chamber 2 is provided due to the pressure of the remaining compressed fluid between the front wall 10 and the hydraulic piston 6 with a 5% decrease in its stroke. In the process of the feed mechanism, additional pressure control in the water chamber 5 is carried out using the control valves 11.

Таким образом, предлагаемая конструкция подающего механизма позволяет значительно уменьшить длину штока и ударные нагрузки, что повышает надежность работы подающего механизма.Thus, the proposed design of the feed mechanism can significantly reduce the length of the rod and shock loads, which increases the reliability of the feed mechanism.

Claims

The feed mechanism of the pilgrim mill, comprising a housing with an air chamber with an air piston located therein, a water chamber with a hydraulic piston, and a rod passing through the air and water chambers and connected to the air piston on one side and the mandrel head on the other. characterized in that the hydraulic piston is provided with longitudinal shanks protruding in the extreme positions of the hydraulic piston beyond the water chamber by an amount less than 5% of its stroke, while The piston is made in the form of a sleeve and is mounted on the rod with the possibility of free movement along it.