книги из ГПНТБ / Шор Э.Р. Новые процессы прокатки
.pdf2
Рис. 182. Принципиальная схема |
управления двигателем главного привода |
336 |
Поперечная прокатка профилей периодического сечения |
|
Принципиальная схема управления двигателем главного при |
вода представлена на рис. 182. Она обеспечивает следующие технологически заданные режимы работы: а) вращение рабочих валков в обе стороны в зависимости от положения управляюще
го аппарата; б) бесступенчатое регулирование скорости; в) при работе в полуавтоматическом режиме периодическое реверсиро
вание валков через каждые 4 -4- 10 оборотов; г) возможность
установки при наладке определенного времени протекания пере ходных процессов.
Перед пуском стана должны быть запущены преобразователь
ные агрегаты и замкнуты рубильники в главной цепи, а также
в цепях возбуждения и управления (1Р,2Р,ЗР). После этого универсальный переключатель выбора режима 2УП ставится в нужное положение (ручной или полуавтоматической работы), а
переключатель 1УП в положение «вперед» или «назад».
При ручной работе и положении 1УП «вперед» через нормаль но закрытые (НЗ) контакты 1РП и 1РВ возбудится катушка кон тактора 1В, контакты которого подают питание задающей обмот ке ЭМУ (U?i — W2). Блокконтакт 1В зашунтирует НЗ контакты
1РВ, обеспечивая питание катушки контактора на все время хода
валков «вперед». Начнется разгон двигателя до скорости, со ответствующей положению регулировочного реостата Кр, поме щенного в цепи обмотки ЭМУ (W3— обеспечивающей об ратную связь по напряжению генератора. Обмотка обратной свя зи по току (W5—W6) ограничивает ток в переходных режимах, контролируя темп ускорения и замедления двигателя. Сила тока
определяется при наладке стана путем подбора соответствующе го напряжения сравнения, снимаемого с потенциометра (SC— ИС), а также подбором последовательного сопротивления 7С.
Для остановки двигателя главного привода переключатель 1УП должен быть установлен в положение «стоп». При этом разо
мкнутся контакты 3—4 этого переключателя, катушка контакто ра 1В потеряет питание и задающая обмотка ЭМУ будет отклю чена от сети. Интенсивное торможение двигателя обеспечивает ся отрицательной обратной связью по напряжению, которая создает гашение поля генератора через ЭМУ. Ток рекуперации, как уже было отмечено, контролируется токовой обмоткой ЭМУ
по падению напряжения в сопротивлении 1 С.
При пуске двигателя «назад» все перечисленные операции про исходят в той же последовательности. Разница будет лишь в том, что питание обмотки ЭМУ, задающей направление вращения, бу дет обеспечиваться контактами контактора 1Н. Питание катушки
1Н происходит через НО контакты реле 1РП, которое в свою
очередь возбуждается через замкнутые в положении «назад»
контакты 7—8 переключателя 1УП и контакты 4(a) 2УП.
Полуавтоматический режим работы задается в том случае,
Прокатка зубчатых колес и подобных им изделий |
337 |
когда прокатка шестерни должна происходить при реверсирова
нии рабочих валков после того, как они сделают в одном направ лении определенное число оборотов. Это число оборотов может
быть от 4 до 10, а задается оно соответствующим положением рукоятки переключателя выбора режима 2УП. Контакты 2УП помещены в цепях шестицепного командо-аппарата КА-4054.
Включающие и выключающие кулачки командо-аппарата рас ставлены в шайбах на различные углы от 120 до 300°, что и со ответствует, согласно выбранному передаточному числу кинема тического редуктора, повороту валков от 4 до 10 оборотов.
Пуск стана, как и при ручном управлении, осуществляется по
воротом рукоятки 1УП в положение «вперед» (или «назад»).
После того как валки совершат заданное число оборотов, через выбранный контакт КА замкнется цепь катушки реле 1РП. Кон тактами этого реле обесточится катушка 1В и подготовится к включению цепь катушки контактора 1Н. Начнется торможение двигателя до его остановки. Включение двигателя на ход «назад» произойдет не сразу, а с некоторой, создаваемой реле 1РВ вы держкой времени. Эта выдержка необходима для небольшого разведения валков перед реверсом нажимным устройством. Ре верс при зажатой заготовке недопустим, так как может привести
к ее заклиниванию и повреждению. Управляется реле времени
1РВ с помощью реле э. д. с. 1РЭ, которое настроено таким обра
зом, что втягивает при 50 в, а отпускает примерно при 15 в. Та ким образом, уже в период пуска валков на ход «вперед» реле
1РВ возбуждено, и его НЗ контакты в цепях катушек 1В и 1Н
разомкнуты. В процессе снижения напряжения генератора при торможении катушка реле 1РЗ теряет питание, а его НО контак
ты обеспечивают катушку реле 1РВ. НЗ контакты 1РВ в цепи контактора 1Н с выдержкой времени замкнутся, и двигатель валков стана начнет разгоняться в обратном направлении.
После совершения валками заданного числа оборотов в на правлении «назад» контакты соответствующей цепи КА снова разомкнутся и переключением контактного реле 1РП после вы держки времени, создаваемой реле 1РВ, к сети вновь окажется подключенным контактор 1В и так далее. Если в исходном поло жении при пуске стана контакты КА были замкнуты, то валки первоначально получают вращение в направлении «назад», а да
лее работа будет происходить в порядке, описанном выше.
Привод механизма установки валков, с помощью которого осуществляется движение подачи, выполнен по кинематической схеме, представленной на рис. 183. При накатке прутка валки
устанавливаются заранее, и положение их в процессе прокатки остается неизменным. При штучной прокатке зубчатых колес в процессе работы стана происходит постепенное внедрение валков в заготовку, т. е. привод нажимного устройства находится в ра-
22 Э. Р. Шор
J. |
Прокатка зубчатых колес и подобных им изделий |
339 |
|
|
боте. В соответствии с технологическим процессом этот привод и схема управления им должны удовлетворять следующим требо
ваниям: а) при ручном управлении должна быть обеспечена возможность пуска двигателя в обе стороны («вперед» и «гназад»)
в зависимости от положения переключателя; б) при работе, «впе
ред», что соответствует внедрению валков в заготовку, должна быть Обеспечена возможность выбора одной из следующих четы рех ступеней скорости двигателя (в долях от номинальной скоро сти вращения):: ; 0,5 пн; 0,25 пк и 0,125 пн. Это требование от носится к работе привода как при ручном, так и при полуавтомаг тичеоком управлении; в) при полуавтоматическом режиме рабо
ты перед реверсом главного привода валки должны разводиться примерно на 0,01 мм на сторону; г) при ходе валков «назад» Двигатель должен работать ■ только с номинальной скоростыб вращения; д) ход валков в обе стороны должен ограничиваться рутевыми выключателями, причем ограничение, .хода «вперед^
Должно производиться с точностью, соответствующей требовани ем обработки зубьев шестерни. ;Ввиду широкой регулировки скорости двигателя(1 : 8), а так>- же необходимости точной остановки механизма для привода нажимного устройства применена система генератор-двигатель (Г-Д) с электромашинным усилителем в,«качестве возбудителя генератора. Весь диапазон регулирования скорости вращения двигателя обеспечивается за счет изменения напряжения генералтора.
, Построение схемы управления двигателем установку валков,, представленной на рис. 183, аналогично схеме главного привода^ В своей принципиальной части оно отличается!лишь добавочной положительной обратной связью по току главной щспи через ЭМУ. Для этой обратной связи используется стабилизирующая обмотка (№15— №]6), т. е. та же обмотка, которая служит для гашения колебаний, могущих возникнуть в регулирующей систег
ме. Для создания составляющей э. д. с.' ЭМУ, пропорциональной
току главной цепи и компенсирующей, таким образом,'.падение напряжения в двигателе и генераторе, на обмотку подается на пряжение, снимаемое с сопротивления 14С. Таким образом, ме ханическая характеристика двигателя во всем диапазоне скоро стей получается достаточно жесткой. ■
Схема управления нажимным устройством обеспечивает рабо
ту в ручном и полуавтоматическом режиме. Выбор режима рабо
ты производится универсальным переключателем ЗУЛ. При py-t чном управлении после установки ЗУП переключатель 4УП ста? вится в одно из рабочих положений в зависимости от требуемой скорости двигателя и направления его вращения.
Как видно из схемы замыкания контактов 4УП, каждому по-: ложению... рукоятки «вперед» соответствует определенная._вели-
22*
ЛВоготель ПН-45 |
|
|
ггов.гвнвт. юооов/мин |
||
й? |
|
-гл |
?л |
|
|
|
|
14С |
|
|
Кохеме |
|
|
мроОлепия |
овив |
рроп |
етШпм |
ариВоВом |
||
гн
B3C
►дглг
Ж
г
|
17С |
бвсгл |
|
ш isc ж^~йг~ -*-1г- |
|
ш/г |
|
■4*1 Г" |
?П |
ввс!В |
|
|
5Г О----1 |
гл |
. . л |
гв |
|
|
|
|
1Й5^'''ййд |
|
|
■'■ВВС |
• ■ВВС |
|
/tfl В5С |
ВВС |
|
ггс
1Ж гкол |
гл |
|
Г7 КВ-1
гв
тг
вал г--------- |
. |
—? ?——
f 7 dB_-^S
ИзсхемытлаВления \ главного приВоВо
КР |
ТМ |
К7 |
-----------г------- |
----------- |
11- |
Рис. 184. Элементная схема управления двигателем для уста новки валков
Прокатка зубчатых колес и подобных им изделий |
341 |
чина сопротивления в обмотке напряжения ЭМУ, что создает со ответствующее напряжение генератора. Для остановки двигате
ля рукоятка 4УП ставится в положение «стоп». При этом тормо жение происходит как за счет гашения поля генератора, так и за счет наложения механического тормоза, катушка которого ТМ теряет питание при всяком возврате 4УП в нулевое положение. Для работы механизма установки валков в полуавтоматическом режиме ЗУП ставится в положение «авт» вследствие чего замы каются его контакты в цепи катушки реле 2РП. Переключатель 4УП ставится в одно из рабочих положений «вперед», и валки на чинают внедряться в заготовку с заданной скоростью.
При каждом реверсе двигателя главного привода имеет место определяемый выдержкой реле 1РВ промежуток времени, когда НЗ контакты 1В и 1Н замкнуты. При этом возбуждается реле 2PI7, которое своими НО и НЗ контактами отключает контактор
2В и подключает катушку контактора 2Н. Происходит кратко
временный реверс двигателя установки валков, обеспечивающий разведение их перед изменением направления вращения главно го привода. После размыкания НЗ контакты 1В (или 1Н) катуш ка реле 2РП теряет питание, нажимное устройство снова ревер сируется, и внедрение валков в заготовку продолжается.
Для получения более точного размера зуба остановка двига теля происходит с помощью системы двух конечных выключате лей. Система грубого отсчета пройденного валками пути осущест
вляется с помощью рычажного путевого выключателя типа ВК-211, на который воздействует кулачок. Ось кулачка связана с механизмом нажимного устройства кинематическим редуктором,
передаточное число которого выбрано с таким расчетом, что по ворот кулачка «а 300° соответствует полному рабочему ходу вал ков. Изменением положения кулачка относительно рычага вы
ключателя ВК-211 создают разную длину рабочего хода валков.
В качестве путевого выключателя точного отсчета пройден ного валком п>ти применен вращающийся командо-аппарат ти па КА-4024. Передаточное число редуктора, связывающего на жимные винты с валом командо-аппарата, подобрано таким, что один оборот последнего соответствует 1 мм хода валков. Отклю чающие контакты КА заблокированы до определенного хода
валков контактами ВК и только когда остается около 1 мм хода, что более возможной погрешности системы грубого отсчета, кон такты ВК размыкаются и первое же размыкание контактов КА приводит к остановке двигателя нажимного устройства. Для ус тановки вала КА на требуемый угол при наладке стана на дан ный сортамент его вал связан с редуктором посредством регу лируемой червячной муфты, имеющей диск с делениями по ок ружности.
342 Поперечная прокатка профилей периодического сечения
Механизмы зажима и подачи заготовки имеют, как уже было отмечено, гидравлический привод. Кинематические схемы этих механизмов представлены на рис. 184. Подача масла в гидро систему осуществляется.двумя насосами, имеющими общий при водной асинхронный двига
тель с короткозамкнутым ро тором мощностью 5 кет. Один из насосов ПР-1416 работает только при наполнении систе мы до давления 25 атм, а за тем переключается на работу на «слив». Второй насос мень шей производительности (тип
Рис. 185. Кинематическая схема ме ханизма зажима и подачи заготовки:
I — заготовка; 2 — цилиндр зажима; 3 — цилиндр подачи
ПР-140 — на давлении 60 атм) работает после наполнения си стемы.
Механизм зажима, удержи
вающий заготовку при прокат,-
ке, управляется реверсивным
электромагнитным золотником типа РМ-19 завода «Гидро привод». Зажимающие шайбы имеют возможность вращать ся вместе с заготовкой вокруг своей вертикальной оси. Меха
низм подачи заготовки, пере мещающий ее вдоль оси про катки, управляется реверсив ным электромагнитным золот ником РПС-19. Скорость
подачи может регулироваться посредством гидравлического
регулятора скорости Г-5512.
Схема управления механиз
мами с гидроприводом представлена на рис. 186. Двигатель масляных насосов управляется с помощью контакторного блока ■и кнопок управления, помещенных в цепи катушки контактора. >Управление электромагнитами золотников производится опе ратором с поста: универсальными переключателями 5УП и 6УП. При положении 5УП, соответствующем замкнутым контактам 1—2 и 5—6, возбуждается электромагнит СПЗ, который откры вает подачу масла в: цилиндр для зажима заготовки. Одновре--
менно возбуждается электромагнит СБ, открывающий клапан подачи, масла в систему. Для подачи заготовки на прокатку
(«вверх?) универсальный переключатель 6УП ставится в поло жение «вверх». При этом замыкаются его контакты 1—2 в цепи
И4
Рис. |
186. |
Элементарная схема управления механизмами и гидроприводом: |
/ — двигатель МА203-1/4, 220/389 |
в, 22 |
кет, 1450 об/мин; 2 — двигатель АД42/8, 220/380 в, 7,2 кет, 2935 об/мин; 3 — двигатель АД 51/6, 220/380 а. |
|
|
5 кет, 970 об/мин |
344 |
Поперечная прокатка профилей периодического сечения |
|
||
электромагнита СПП золотника привода |
подачи |
и контакты |
||
7—8, подающие питание электромагниту СБ для подачи |
масла |
|||
в систему. Одновременно размыкаются |
контакты |
5—6 |
в цепи |
|
электромагнита СОЗ и тем самым предотвращается возможность
освобождения цилиндра зажима заготовки во время прокатки.
Для обратной подачи рукоятка 6УП переводится в положе ние «'вниз» и заготовка выводится из валков. Регулирование ско рости при подаче производится предварительной установкой гид равлического регулятора скорости Г-5512.
На основании опыта эксплуатации станов шрокатки шестерен
ЦКБММ-13 и ЦКБММ-22 были спроектированы и изготовлены новые станы ЦКБММ-58 и ЦКБММ-61 с некоторым отличием в кинематике. Основное изменение, которое внесено в новые станы, сводится к принудительному вращению заготовки, что позволяет получить более качественный профиль зубьев шестерен. Скоро сть принудительного вращения должна соответствовать переда точному числу между валками и прокатываемой шестерней. Ки нематические схемы механизмов с электроприводом, к кото рым относятся главный привод и прижимное устройство, пред
ставлены на рис. 187. Вращение заготовки от двигателя главно го привода передается через сменные шестерни, которые подби
раются соответственно передаточному числу между рабочими валками и заготовкой.
3. ПРОКАТКА КОНИЧЕСКИХ ШЕСТЕРЕН
Изготовление конических шестерен весьма трудоемкий про
цесс, связанный с применением дорогостоящего оборудования и инструмента. Поэтому применение высокопроизводительного и дешевого способа прокатки для изготовления конических шесте
рен является исключительно перспективным, особенно при изго товлении крупномодульных шестерен.
Исследования, выполненные во В.НИИМЕТМАШ канд. техн, наук М. В. Барбаричем, позволили разработать способ про катки конических шестерен с прямыми и спиральными зубьями- В основу процесса прокатки конических шестерен зубчатыми валками положен принцип обкатки, при котором два конуса со пряженных колес зубчатого валка и заготовки катятся друг по
другу по образующим без скольжения.
Процесс нарезания зубьев на зубообрабатывающих станках производится таким образом, что инструмент внедряется сразу на полную высоту зуба, а затем начинается обкатка заготовки по воображаемому плоскому колесу. При этом вершины образу ющих конусов плоского колеса и заготовки совпадают в общей
точке.