книги из ГПНТБ / Кожевников С.Н. Гидравлический и пневматический приводы металлургических машин

Возможно также дистанционное управление каждого из срав­ ниваемых механизмов с пульта управления.

Напряженный темп работы механизма перемещения упорного подшипника раскатного стана вызывает частый выход из строя

преимущества в данном случае пневматического механизма, как более простого и надежного.

Пневматические механизмы могут быть использованы в слу­ чаях, когда внешние силы сопротивления или перемещаемые с определенным ускорением массы сравнительно невелики. Огра­ ниченное применение пневматических механизмов в металлур­ гических машинах обусловлено малым рабочим давлением воздуха — 6—8 кгс/см2 , поэтому при необходимости преодоления больших сопротивлений или сил инерции размеры пневматиче­ ских цилиндров получаются большими и применение их нецеле­ сообразно.

Вакуумные механизмы в металлургических машинах приме­ няются реже, чем механизмы, работающие па сжатом воздухе, и используются главным образом в питателях листовым мате­ риалом, например в жестелудильных автоматах п автоматах для вакуумной отливки труб. В вакуумных механизмах шпателей листовым материалом вакуум в присосках создается либо при помощи вакуум-насоса с соответствующим механизмом распре­

для устранения вакуума после перемещения листа в требуемую позицию.

Т Р Е Б О В А Н И Я , П Р Е Д Ъ Я В Л Я Е М Ы Е К П Н Е В М А Т И Ч Е С К И М М Е Х А Н И З М А М

Расчет пневматических механизмов сводится обычно: 1) к оп­ ределению размеров поршня, воздействуя на который сжатый воздух преодолевает технологические сопротивления и силы трения; 2) к определению времени хода поршня исполнительно­ го механизма из одного крайнего положения в другое, если механизм работает эпизодически по получении команды;

260

3) к определению времени цикла, если механизм работает не­ прерывно. Во многих случаях необходимо определять скорость и перемещение поршня в функции времени и, наконец, опреде­

Почти во всех случаях применения пневматических механиз­ мов возникает необходимость вычислять время их срабатывания для определения производительности, для взаимной увязки работы отдельных исполнительных механизмов и пр. В связи

Рис. 170

с этим следует иметь в виду, что работа пневматических меха­ низмов сопровождается перемещением воздуха от воздухосбор­ ника к цилиндру исполнительного механизма по магистралям, включающим различного вида переходы (уголки, закругления, разветвления, изменения сечения и пр.), управляющую и регу­ лирующую аппаратуру и другое оборудование, создающее опре­ деленные сопротивления.

Несколько иначе обстоит дело, когда требуется сохранить определенное время цикла работы механизма, которое должно быть увязано с работой других механизмов. В качестве примера можно привести подающий аппарат стана пилигримовой про­ катки труб (рис. 170), сообщающий возвратно-поступательное движение стержню (дорну) 1 с заготовкой, прокатываемой в валках с переменным калибром. Время цикла работы подаю­ щего аппарата должно быть строго равным времени одного оборота валков. Кроме того, заготовка должна быть подана вперед н занять строго определенное крайнее положение в мо­ мент образования наибольшего катающего калибра во избежа­

261

с заданной конечной скоростью ведомого звена; роторного типа.

В качестве пневматического механизма может быть исполь­ зован поступательный механизм, в котором движущаяся масса остается постоянной, или же стержневые механизмы, которые при расчете могут быть сведены к поступательному механизму

спеременной массой, являющейся функцией положения поршня.

Всвязи с этим каждая из перечисленных выше групп механиз­

мов может быть подразделена на механизмы с постоянной и переменной движущимися массами.

Закон движения ведомого звена, а также время срабатыва­ ния механизма зависят от того, какие фазы работы воспроиз­ водятся в каждом конкретном механизме.

Подготовительное время зависит от типа пневматического распределителя, длины воздушных коммуникаций от распреде­ лителя до рабочего пневматического цилиндра, вредного пространства в цилиндре и внешних сопротивлений, приложен­ ных к поршню. Если пневматический распределитель управляет­ ся соленоидами, то время его включения зависит от постоянной времени катушки.

С момента начала открытия впускного отверстия пневмораспределителя начинается наполнение воздушной магистрали и полости цилиндра при неизменном объеме. С момента трогания поршня с места движение его будет происходить при напол­ нении камеры давления и опорожнении камеры противодавле­ ния с переменными объемами. Тот и другой процессы могут происходить в подкритической и надкритической областях. Поршень движется с ускорением, определяемым величиной из­ быточной силы, а время движения поршня определяется длиной хода в этой фазе.

262

На рис. 171 показано тормозное устройство пневматического

ше — через регулируемый игольчатый дроссель / — в атмосферу.

Рис. 171

в короткоходовых цилиндрах. При перемещении поршня вправо воздух из камеры противодавления свободно выходит в атмос­ феру по пути, указанному стрелками. Как только втулка / пе-

263

рекроет отверстие b, воздух сбрасывается в атмосферу через отверстие а и игольчатый дроссель 2, вследствие чего противо­ давление возрастает, следовательно, растет и сила торможения поршня.

Г л а в а II

КОНСТРУКЦИИ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ

ЦИЛИНДРЫ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ

Цилиндры пневматических исполнительных механизмов металлургических машин могут быть стационарными и подвиж­ ными, в частности качающимися, одинарного или двойного дей­ ствия. Кроме того, пневматические цилиндры условно можно разделить на короткоходовые и длннноходовые. Последние с целью уменьшения габаритов иногда выполняются с двумя тандем-цилиндр амп.

Конструкции головок цилиндров зависят от типа тормозного устройства, предохраняющего крышку от удара поршнем. Кор­

как стационарный (при неподвижном закреплении корпуса) или как качающийся.

В длинноходовых стационарных цилиндрах механизмов пере­ мещения упорных подшипников прошивных трубных станов, механизмов вталкивателей и других обычно предусматривают специальные тормозные устройства, пневматические или гидрав­ лические.

ляется величиной пути торможения, так как поршень в крайнем положении должен перекрывать выпускное отверстие а чтобы исключить сообщение левой полости цилиндра с атмосферой при крайнем положении поршня.

Практически, при ручном управлении пневматическим механизмом торможение большей частью производится проти­ водавлением в результате отключения от магистрали полости цилиндра с увеличивающимся объемом и подключения полости с уменьшающимся объемом. Это дает возможность сократить время цикла работы механизма при прошивке коротких заго­ товок труб.

264

На рис. 173 показана конструктивная схема пневматического механизма вталкивателя прошивного и автоматического станов трубопрокатного агрегата 140 конструкции Уралмашзавода. Здесь при движении поршня слева направо воздух сначала вы­ тесняется через пластинчатый обратный клапан /, пока поршень не перекроет выпускные отверстия а. При дальнейшем переме-

Рис. 174

щении воздух из образовавшейся воздушной подушки вытесняет­ ся через дроссель 2. Наполнение полости цилиндра при обрат­ ном ходе происходит через обратный клапан 3.

Механизм вталкивателя автоматического стана трубопрокат­ ного агрегата 400 с ходом поршня 15500 мм схематически изображен на рис. 174. В этом механизме перемещение вперед вследствие наличия больших сопротивлений и большой массы трубы происходит с меньшей конечной скоростью, чем при об­ ратном ходе. Поэтому торможение поршня в правом крайнем положении, которое при нормальном режиме работы механизма поршень обычно не занимает, осуществляется так же, как и в

265

цилиндре, показанном на рис. 173. В левом крайнем положении поршня, даже при его меньшей активной площади, конечная скорость может быть большой, поэтому необходимо более интен­ сивное торможение, чем это может быть при помощи воздушной подушки. Повышение интенсивности торможения достигается при помощи гндропневматического тормоза, состоящего из сдвоенного поршня 1, в средней части которого заключена тор­ мозная жидкость.

-LHJ-

ления. Активные площади поршня при этом должны быть оди­

вталкивателя прошивного стана трубопрокатного агрегата 400. Этот механизм (рис. 175) служит для подачи заготовки в валки прошивного стана и выталкивания пробки в охлаждающую ван­

В металлургических машинах находят применение также и обращенные пневматические механизмы, в которых поршень неподвижен, а цилиндр совершает поступательное движение от­ носительно неподвижных направляющих.

Качающиеся цилиндры в пневматических механизмах обыч­ но выполняются короткоходовыми, в их полости воздух подво­ дится посредством гибких шлангов. Не исключена также возможность подвода воздуха в полости через полую ось вра­ щения. Последний способ подвода воздуха требует установки на конце оси специальной распределительной головки.

266

Телескопический пневматический механизм находит приме­ нение в металлургических машинах. В качестве примера рас­ смотрим механизм центрирования стержня прошивного стана трубопрокатного агрегата 140 (рис. 176). Два нижних ролика перемещаются стержневыми механизмами, приводимыми в дви­ жение трехплечим рычагом /, вращение которому сообщается пневматическим качающимся цилиндром 2 двойного действия. Механизм верхнего ролика приводится в действие телескопиче­ ским механизмом с качающимся цилиндром. При центрирова­ нии оправки оба его поршня 3 и 4 находятся в верхнем положе-

Рис. 176

ипп. При подходе гильзы к центрирующим роликам поршень 3 перемещается сначала вниз, увеличивая расстояние между осями центрирующих роликов, а затем вверх, зажимая при этом прокатываемую трубу между роликами.

ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ

Пневматические механизмы, работающие на избыточном давлении, и вакуумные, нашедшие применение в металлургиче­

с пульта управления или от управляющего механизма того или иного типа. Перемещение в противоположном направлении начинается после получения нового командного сигнала от управляющих механизмов. Между фазами движения вперед и назад имеет место некоторый промежуток времени покоя (выстоя), определяемый характером протекания технологического

267

процесса или, иначе, принятой цикловой диаграммой работы машины. При автоматическом управлении пневматическими механизмами этого типа время выстоя в крайнем положении вполне определенное, а при ручном управлении может изме­ няться в некоторых пределах.

Фиксация поршня в крайнем положении может быть осуще­ ствлена давлением воздуха в соответствующей полости цилин­ дра, прижимающего поршень к крышке; силой тяжести специальных противовесов или звеньев механизма или же силой упругости пружин. В некоторых случаях фиксация поршня в крайнем положении производится при помощи специальных механизмов — фиксаторов.

Характер протекания процессов в полостях цилиндра зави­ сит, таким образом, от начальных значений параметров, опре­ деляемых способом фиксации поршня в крайнем положении. При фиксации давлением воздуха в соответствующей полости цилиндра движение поршня будет сопровождаться истечением воздуха из одной полости при начальном давлении, равном давлению воздуха в воздухосборнике, и наполнением другой полости при начальном давлении, равном атмосферному. Время движения поршня из одного крайнего положения в другое скла­ дывается из подготовительного времени, времени ускоренного движения н времени торможения.

При фиксации поршня в крайнем положении силой тяжести противовесов пли же силой упругости пружины начальное дав­ ление в полости противодавления равно пулю. Закон движения масс, связанных с поршнем, зависит только от характера напол­ нения в полости давления и действующих сил, в частности силы упругости пружин.

механизмов сбрасывателей, отсекателей, зажимов и захватов,

доменной печи, перемещения затворов бункеров и в ряде других случаев.

На рис. 177 приведена конструкция механизма захвата заготовки загрузочной машины, расположенной у кольцевой печи с вращающимся подом. Пневматический механизм с качаю­

с коромыслом 4 пневматического механизма. Обратное переме­ щение поршня ограничивается при помощи упорного винта 5.

268

Захват п освобождение заготовки производится путем впуска воздуха в соответствующую полость цилиндра 3. Назначение механизма в загрузочной машине — захват заготовки на подаю­ щем рольганге и освобождение ее в соответствующей точке пространства печи.

На рис. 178 показана конструкция устанавливаемого у на­ клонного стеллажа пневматического питателя, позволяющего

реплен на качающемся вокруг неподвижной оси 3 коромысле 4, которое шарниром 6 связано с шатуном 7. Длины звеньев четырехзвенного шарнирного механизма подобраны таким образом, что при рабочем положении упора, воспринимающего удар в процессе остановки движущейся заготовки, механизм находит­ ся в мертвом положении, как это показано на рис. 179, б штри­ ховой линией, в результате чего упор не может перемещаться под действием останавливаемой заготовки.

В механизмах для продольной и поперечной транспортировки труб при помощи рольгангов и шлепперов в ряде случаев необ­ ходимо осуществить операцию сбрасывания труб. Конструкция сбрасывателя выбирается в зависимости от диаметра прокаты­ ваемых труб. Ниже рассмотрен ряд конструкций сбрасывателей с пневматическим приводом.

На рис. 180 показаны вспомогательные механизмы, регла­ ментирующие передачу труб в трубопрокатном агрегате 140 между автоматстаном и раскатной машиной. Механизм отсекателя 1 удерживает поступившую по наклонной решетке проши­ тую на прошивном стане заготовку, если в автоматстане прокатывается труба. Этот механизм срабатывает после выбра-

269