Тянущий блок волочильного стана, способ волоченияпротягиваемого металла данным тянущим блоком и волочильный стан - RU2252092C2
Код документа: RU2252092C2
Чертежи
Описание
Изобретение относится к тянущему блоку волочильного стана, а также к способу волочения протягиваемого металла, в частности длинномерной металлической детали, тянущим блоком, причем тянущий блок взаимодействует с волокой и имеет, по меньшей мере, одну тянущую тележку с приводными средствами для тянущей тележки, которая совершает возвратно-поступательное движение в направляющей рамы стана.
Волочильные станы служат для протягивания длинномерных металлических деталей, например труб, стержней или прутков, через волоку. Различают непрерывно работающие волочильные станы, в которых длина протягиваемого металла в несколько раз превышает габариты стана, и волочильные станы прерывистого действия.
Пример непрерывно работающего стана прямоточного волочения известен из DE-OS 2852071. В нем раскрывается волочильный стан с тянущей тележкой с тянущим блоком. Этот стан имеет две тянущие тележки, установленные в направляющих скольжения на раме стана параллельно направлению протягивания. Эти обе тянущие тележки, совершающие возвратно-поступательное движение в противоположных направлениях, протягивают металл друг к другу в бесконечном режиме. Для осуществления этого возвратно-поступательного движения каждая из тянущих тележек соединена с двуплечими рычагами, которые совершают возвратно-поступательный встречный поворот с помощью сдвоенного дискового кулачка, установленного на общем валу.
Известна далее приводная система, описанная, например, в ЕР 0371165 А1 и содержащая вращающийся барабан с расположенными на поверхности изогнутыми поперечинами для создания встречных движений тянущих тележек.
В качестве ближайшего аналога настоящего изобретения может быть принято решение в соответствии с документом DD 80421 А, 12.03.1971, в котором известен тянущий блок волочильного стана, взаимодействующий с волокой и включающий тянущие тележки с приводными средствами, совершающие возвратно-поступательное движение вдоль рамы стана, при этом приводные средства содержат управляемый комплекс линейных электродвигателей для независимого процесса движения соответствующей тянущей тележки. Кроме того, из данного документа известен способ волочения протягиваемого материала с использованием в волочильном стане тянущего блока, взаимодействующего с волокой, в котором тянущие тележки перемещают поступательно вдоль рамы стана посредством комплекса линейных электродвигателей, а также непрерывно работающий стан прямоточного волочения.
Короткая и не увеличиваемая длина хода тянущих тележек, базирующаяся на таких приводах, приводит к тому, что ход состоит большей частью из пути ускорения и торможения. Для достижения высокой средней скорости протягивания необходимо работать с очень высокими частотами возвратно-поступательного движения. Но частоту возвратно-поступательного движения невозможно повышать беспредельно, так как она ограничена силами инерции, возникающими в точках возврата тянущих тележек.
В основу изобретения положена задача создать тянущий блок и способ эксплуатации волочильных станов, не имеющих вышеописанных недостатков.
Данная задача решается посредством тянущего блока волочильного стана, взаимодействующего с волокой и включающего тянущие тележки с приводными средствами, совершающие возвратно-поступательное движение вдоль рамы стана, при этом приводные средства содержат управляемый комплекс линейных электродвигателей для независимого процесса движения соответствующей тянущей тележки. При этом комплекс линейных электродвигателей содержит один или несколько блоков линейных электродвигателей, составленных по модульному принципу путем выбора количества и/или приводного усилия блоков линейных электродвигателей, при этом тянущий блок дополнительно имеет тележку для предварительного волочения или комбинацию тележки для предварительного волочения и тянущей тележки, а комплекс линейных электродвигателей для привода тележки для предварительного волочения или комбинации тележки для предварительного волочения и тянущей тележки составлен с приводным усилием, большим по сравнению с приводным усилием тянущей тележки.
По сравнению с приводными системами согласно уровню техники процесс перемещения отдельной тележки становится значительно гибче. Благодаря применению линейных электродвигателей более не ограничена длина хода или путь перемещения отдельной тележки и соответственно расстояния протягивания можно изменять. Линейными электродвигателями можно точно управлять и они обеспечивают быстрое ускорение и быстрый эффект торможения. При использовании в целом большей длины хода в целом увеличивается средняя скорость протягивания, так как соразмерно уменьшается путь ускорения и торможения. Кроме того, становится возможным, что соответствующие тележки на подходе и отходе могут работать с разными и регулируемыми скоростями. Благодаря этому тянущие тележки быстрее приводятся в зацепление для протягивания. Кроме того, преимуществом является также то, что вследствие отсутствия расположенных под тянущими тележками приводных механизмов конструктивная высота волочильного стана может быть в целом ниже.
Предпочтительно комплекс линейных электродвигателей для тележки содержит блок линейного электродвигателя или несколько блоков линейных двигателей, причем такой комплекс составляется по модульному принципу путем выбора количества и/или приводного усилия блоков линейных электродвигателей. Исходя из базисной тележки, которая еще не снабжена блоком линейного электродвигателя или снабжена блоком малой мощности, компонуется тележка необходимой мощности по модульному принципу.
В соответствии с первым вариантом выполнения первичная часть или первичные части блоков линейных электродвигателей, как подвижные первичные части, установлены на тележке по модульному принципу, причем вторичная часть или вторичные части блоков линейных электродвигателей, как неподвижные вторичные части, расположены вдоль рамы стана в качестве механической направляющей и соответственно ходовых рельсов для тележек. Движение тележек по направляющей производится по отдельным направляющим рельсам.
В соответствии с предпочтительным вторым вариантом выполнения, относящимся к принципу возврата линейного электродвигателя, первичная часть или первичные части блоков линейных электродвигателей находятся в качестве неподвижных частей вдоль рамы стана, причем вторичная часть или вторичные части блоков линейных электродвигателей в качестве подвижных вторичных частей соединены с тележкой и, в частности, в качестве рельсов, по которым можно перемещаться вдоль первичных частей. Вторичные части блоков линейных электродвигателей установлены на тележках, а вторичные части стационарно на раме стана.
Необходимое для процесса волочения предварительное волочение начала трубы выполняется или отдельной тянущей тележкой, которая имеет или линейный электропривод, или, например, гидравлический привод, или в соответствии с особенно предпочтительным вариантом выполнения комбинацией тележки для предварительного волочения и тянущей тележки.
Такая комбинация тележки для предварительного волочения и тянущей тележки предпочтительно имеет две установленные друг за другом пары клемм или зажимных кулачков, причем первая пара служит для захвата конца трубы для процесса предварительного волочения и вторая пара для захвата самой трубы.
Тянущий блок только с такой тележкой, а именно с комбинацией тележки для предварительного волочения и тянущей тележки, образует первый основной блок предложенных тянущих блоков. С помощью этого тянущего блока труба предварительно протягивается и затем протягивается далее одной-единственной тележкой, причем тележка постоянно на некотором расстоянии совершает возвратно-поступательное движение и тем самым сама может тянуть трубы большой длины. Этот основной блок пригоден в особенности для производственных установок малой мощности с учетом низких капитальных затрат.
Данный тянущий блок предпочтительно усовершенствуется тем, что такая комбинация тележки для предварительного волочения и тянущей тележки составлена из одной, двух или более других приводимых согласно изобретению тянущих тележек. Комбинация тележки для предварительного волочения и тянущей тележки служит в первой операции для предварительного волочения и затем для собственно волочения.
Этот основной блок тянущего блока образован с помощью отдельной тележки для предварительного волочения, а также одной, двух или более тянущих тележек. Данный основной блок имеет то преимущество, что отдельная тележка для предварительного волочения должна быть оборудована не сдвоенной парой зажимных колодок, а только одной парой зажимных колодок для предварительного волочения начала трубы. Такая тележка для предварительного волочения с одной парой зажимов легче по сравнению с комбинированной тележкой и позволяет более высокие ускорения. Кроме того, преимуществом является также то, что все тележки, то есть тележка для предварительного волочения и чисто тянущие тележки имеют только одну пару зажимов и тем самым соответствующий тип тележки, что уменьшает капитальные затраты.
В обоих случаях возможностей предварительного волочения соответствующая тележка, выполняющая предварительное волочение, исходя из основной тележки выполняется по модульному принципу с комплексом линейного электродвигателя с приводным усилием, более высоким по сравнению с чисто тянущими тележками.
В соответствии с особенно предпочтительным вариантом выполнения изобретения тянущий блок включает в себя более двух тянущих тележек, причем две или более тянущие тележки находятся в зацеплении с протягиваемым металлом. Функцию тянущей тележки может взять на себя также комбинация тележки для предварительного волочения и тянущей тележки.
В соответствии со способом согласно изобретению тянущая тележка приводится от комплекса линейного электродвигателя и процесс перемещения соответствующей тянущей тележки гибко регулируется путем управления соответствующим комплексом линейного электродвигателя. Это позволяет получить до сих пор невозможную гибкость и разнообразие путей протягивания и функций отдельных тележек.
В соответствии с предпочтительным приемом осуществления процесс перемещения при волочении управляется более чем двумя тянущими тележками так, что две или более тянущие тележки одновременно находятся в зацеплении с протягиваемым металлом.
При этом является предпочтительным, что одна пара тянущих тележек находится в зацеплении с протягиваемым металлом. В данном варианте выполнения по принципу соответствующего “парного волочения с соответственно сменой тянущей тележки-партнера” волочение осуществляется постоянно, по меньшей мере, одной парой тянущих тележек, а освобожденные тележки возвращаются назад. Благодаря этому многократно увеличивается усилие волочения. Расчет тянущих тележек осуществляется в соответствии с их количеством, одновременно воздействующим на протягиваемый металл. Следовательно, если одновременно действует пара тележек, усилие волочения увеличивается в два раза. Аналогично это действительно для одновременного действия трех, четырех и т.д. тележек.
При предпочтительном способе волочения с помощью всего трех тянущих тележек создается следующий процесс волочения: волочение протягиваемого металла с помощью двух находящихся в зацеплении с протягиваемым металлом тянущих тележек, в то время как соответственно третья тянущая тележка перемещается без зацепления в направлении, противоположном направлению протягивания, чтобы в заключение прийти в зацепление снова с протягиваемым металлом в комбинацию с одной из обеих других тянущих тележек в виде пары и протягивать, в то время как другая из обеих тянущих тележек перемещается без зацепления в направлении, противоположном направлению волочения.
В противоположность известным приводам тянущих тележек могут перемещаться невозможные до настоящего времени комбинации тянущих тележек посредством независимого управления процессом перемещения каждой тянущей тележки с применением комплексов линейных электродвигателей. При этом особое преимущество состоит в том, что первоначальное усилие волочения прилагается, по меньшей мере, двумя тянущими тележками, причем, однако, учитывается недостаток предварительного волочения начала трубы.
Предложенные тянущие блоки находят применение в комбинациях в соответствии с изобретением с приводом комплекса линейных электродвигателей в непрерывно работающих станах прямоточного волочения, причем основные тележки составляются в зависимости от требования и оборудуются парами различных зажимов.
Для волочильных станов, работающих прерывисто, тянущий блок составлен из тянущей тележки с тяговой цепью, в которую защелкивается тянущая тележка. В конце волочения тележка снова отсоединяется от продолжающей движение цепи и перемещается снова в свое исходное положение. Для этого возврата тележка предусмотрена с механизмами линейного электродвигателя. При небольших усилиях волочения по следующему варианту выполнения необходимо отказаться от тяговой цепи в пользу тянущей тележки, которая в таком случае предусмотрена как для движения вперед, так и для возврата комплексом линейного электродвигателя для своего привода.
Другие детали и преимущества изобретения вытекают из дополнительных пунктов и нижеследующего описания, в котором представленные варианты выполнения изобретения поясняются более подробно. При этом наряду с вышеприведенными комбинациями признаков для изобретения существенны также признаки в отдельности или в других комбинациях.
На фиг.1 показан тянущий блок волочильного стана согласно одному из вариантов выполнения с отдельной тележкой для предварительного волочения и двумя тянущими тележками в начале процесса волочения;
фиг.2 - тянущий блок по фиг.1 в положении в начале волочения;
фиг.3 - тянущий блок волочильного стана согласно одному из вариантов выполнения с отдельной тележкой для предварительного волочения и тремя тянущими тележками в начале процесса волочения;
фиг.4 - тянущий блок по фиг.2 с раздвинутыми тележками для предварительного волочения;
фиг.5 - тянущий блок по фиг.2 в положении начала волочения;
фиг.6 - тянущий блок по фиг.2 в положении волочения с помощью одной пары тянущих тележек;
фиг.7 - тянущий блок по фиг.2 после смены находящейся в зацеплении с протягиваемым металлом тянущей тележки, а также обратное перемещение тележки;
фиг.8 - изображение процессов перемещения трех тянущих тележек тянущего блока по фиг.2;
фиг.9 - тянущий блок волочильного стана согласно варианту выполнения с комбинацией тележки предварительного волочения и тянущей тележки;
фиг.10 - тянущий блок по фиг.9 еще с одной тянущей тележкой;
фиг.11 - тянущий блок по фиг.9 с двумя другими тянущими тележками в начале процесса волочения;
фиг.12 - тянущий блок по фиг.10 с выдвинутой комбинацией тележки предварительного волочения и тянущей тележки;
фиг.13 - тянущий блок по фиг.10 в положении начала волочения;
фиг.14 - тянущий блок по фиг.10 в положении волочения с парой тянущих тележек;
фиг.15 - тянущий блок по фиг.10 после смены находящейся в зацеплении с протягиваемым металлом тянущей тележки, а также движение возврата первой комбинации тележки предварительного волочения и тянущей тележки;
фиг.16 - вид в аксонометрии комбинации тележки предварительного волочения и тянущей тележки;
фиг.17 - частичное изображение комбинированной тележки по фиг.16 с горизонтальным надрезом;
фиг.18 - частичное изображение комбинированной тележки по фиг.16 с вертикальным надрезом;
фиг.19 - схематическое изображение волочильного стана с тянущим блоком с тянущей тележкой и тяговой цепью;
фиг.20 - схематическое изображение трех вариантов выполнения комплекса линейных электродвигателей, содержащих два линейных электродвигателя с одной общей или двумя стационарными вторичными частями;
фиг.21 - схематическое изображение блока вычисления и управления для приводных средств тянущего блока;
фиг.22 - схематическое изображение основной структуры блока линейного электродвигателя;
фиг.23 - тянущий блок с двумя тянущими тележками с приводом с линейным электродвигателем с подвижными вторичными частями в двух различных стадиях волочения.
На фиг.1 показан тянущий блок 1 с тележкой предварительного волочения 2 и двумя тянущими тележками 3, 4. Тянущий блок 1 содержит раму 5 стана с проходящими параллельно направляющими рельсами 6, 7. Сами тележки 2, 3, 4 снабжены каждая направляющими роликами 8 (в качестве примера обозначен только один направляющий ролик), установленными вдоль направляющих рельсов 6, 7 в направлении направляющей скольжения. Тележка для предварительного волочения 2, а также только тянущие тележки 3 и 4 имеют каждая пару зажимных колодок (9а, b; 21а, b; 22а, b). Речь идет о клиновидных зажимных колодках, которые могут сходиться под управлением для того, чтобы тележки могли входить в зацепление с протягиваемым металлом и освобождаться от него.
Сам тянущий блок 1 взаимодействует с волокой 10, установленной в начале тянущего блока. Через волоку 10, в данном случае волочильную матрицу, пропускают конец трубы 11, то есть начало протягиваемого металла 12, например, прутка, трубы или проволоки, который перед волочением был уменьшен в радиусе настолько, что он проходит через волочильную матрицу, чтобы у тележки для предварительного волочения 2 была возможность его захвата. Конец трубы 11 представляет собой в данном случае участок начала трубы, который вне волочильного стана был сжат на прессе или ротационно-ковочной машине и вставлен в волочильную матрицу. Тележка для предварительного волочения 2 имеет функцию захвата этого конца трубы 11. Так как конец трубы 11 имеет меньший диаметр по сравнению с трубой 25 за ним, тележка для предварительного волочения 2 имеет зажимные колодки 9а,b с меньшим раскрытием.
Тележка для предварительного волочения 2 и обе тянущие тележки 3, 4 с целью приведения в действие и совершения движения снабжены вдоль направляющих рельсов 6, 7 комплексом линейных электродвигателей 13 (ср. фиг.20). В показанном тянущем блоке вторичная часть 15 комплекса 13 линейного электродвигателя установлена жестко в направлении направляющей между направляющими рельсами 6, 7, установленными в направлении протяжки.
В качестве примера для всех других тянущих блоков на фиг.1 показано управление отдельными тележками. Отдельные тележки 2, 3 и 4 соединены каждая по сигнальным проводам 16, 17, 18а с вычислительным устройством 19. В данном вычислительном устройстве регулируется необходимый процесс перемещения отдельных тележек по скорости, положению и усилию и процессы перемещения визуализируются с помощью монитора 20. В варианте выполнения принципа реверсирования, то есть первичные части стационарные, соответственно регулируются движения вторичных частей, на которых закреплены тележки.
В начале процесса предварительного волочения тележка для предварительного волочения 2 перемещается в направлении волочения и при этом тянет конец трубы 11. Затем тележка для предварительного волочения 2 снова возвращается в свое исходное положение непосредственно на волочильной матрице, за ней следует первая тянущая тележка 3. Обработанное начало трубы 25 после процесса предварительного волочения протягивается в направлении волочения настолько, что оно в данном положении проходит через тележку для предварительного волочения 2 и через первую тянущую тележку 3 (фиг.2). Первая тележка 3 начинает собственный процесс волочения. Когда первая тележка 3 прошла заранее заданное расстояние, приводятся в действие зажимные колодки 21а второй тележки 4 для того, чтобы она могла войти в зацепление с предварительно обработанным началом трубы 25. Зажимные колодки 22а, b первой тележки 3 отпускаются. Первая тележка 3 перемещается назад, а вторая тележка 4 производит движение волочения. Этот переменный процесс волочения постоянно повторяется. Обе тянущие тележки 3, 4 управляемо перемещаются в обе стороны таким образом, что создается непрерывный процесс волочения с равномерной скоростью волочения, в данном варианте выполнения тележка для предварительного волочения 2 может приводиться или от комплекса линейного электродвигателя 13, или, например, от гидроцилиндра.
На фиг.3-7 показан процесс предварительного волочения и собственно процесс волочения и соответственно тянущий блок в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, причем по паре тянущих тележек тянут за начало трубы и позднее за протягиваемый металл, а третья тянущая тележка отходит назад. Тянущий блок 101 отличается от тянущего блока 1 по фиг.1 тем, что вместо двух имеется три тянущие тележки 103, 104, 123. Тележка для предварительного волочения (102) и три тянущие тележки 103, 104, 123 по конструкции одинаковы с вариантом выполнения по фиг.1. Детали тянущего блока по варианту выполнения на фиг.3 обозначены аналогично деталям варианта выполнения на фиг.1. Ниже описывается способ волочения.
Проведенный через волоку 110 и соответственно волочильную матрицу конец 111 трубы захватывается тележкой 102 для предварительного волочения или ее зажимными колодками 109а, 109b (фиг.3) и подвергается предварительному волочению в направлении волочения (фиг.4). При этом длина предварительного волочения х соответствует длине, которая создается из длины тележки для предварительного волочения и суммы тянущих тележек, включая длину конца 111 трубы. В данном варианте выполнения длина предварительного волочения х соответствует расстоянию от конца трубы до задней кромки зажимных колодок 124а, b третьей тянущей тележки 123 за вычетом длины конца 111 трубы, если бы все тележки были установлены рядом друг с другом на волочильной матрице в направлении волочения (ср. фиг.5).
Затем тележка 102 для предварительного волочения перемещается снова в свое исходное положение на волоке 110. Обе первые тянущие тележки 103, 10 4, то есть тележки, расположенные ближе всего к тележке 102 для предварительного волочения, перемещаются вместе с тележкой 102 для предварительного волочения или затем в направлении волоки 110 так, что предварительно подвергнутое волочению начало трубы 25 проходит через тележку 102 для предварительного волочения и первую и вторую тянущие тележки 103, 104. На фиг.5 показано это положение, которое соответствует собственно началу процесса волочения. Обе первые тянущие тележки 103, 104 входят в зацепление с предварительно подвергнутым волочению началом трубы 25 и перемещаются в направлении волочения. При этом состоится процесс волочения. Выступающий участок у начала трубы 25 вводится в третью тележку и зажимается ее зажимными колодками 124а, b. В тот момент, когда захватывает третья тележка 123, первая тележка 103 отсоединяется. Дальнейшее продвижение волочения принимается второй и третьей тележками 104, 123, а первая тележка 103 снова отходит назад (фиг.7). Для движения волочения зажимные колодки 121а, b второй тележки, а также зажимные колодки 124а, b третьей тележки 123 находятся в зацеплении с началом трубы 25, а зажимные колодки 122а, b первой тележки свободны.
Точный процесс перемещения трех тянущих тележек 103, 104 и 123 в процессе волочения, которые в такой последовательности обозначены как тележки 1, 2 и 3, показан на фиг.8. Процесс перемещения представлен с помощью кривой скорость-время, причем штриховой линией показан процесс перемещения первой тележки или тележки №1 (103), сплошной линией процесс перемещения второй тележки или тележки №2 (104) и пунктирной линией процесс перемещения третьей тележки или тележки №3 (123).
В начале процесса волочения обе первые тележки, то есть тележки 103 и 104, соответственно №1 и №2, получают синхронное ускорение и перемещаются. Это начало волочения представлено на фиг.5. Третья тележка (123) ускоряется по истечении приблизительно 10 секунд для того, чтобы быть на одной скорости при смене с первой тянущей тележкой. В точке передачи, обозначенной буквой I, третья тележка (123) берет на себя часть тяги вместе со второй тележкой (104), а первая тележка (103) отключается, тормозится и возвращается назад. Затем первая тележка (103) снова ускоряется и доводится до скорости волочения для того, чтобы во второй точке передачи II выполнять волочение вместе с третьей тележкой (123), в то время как вторая тележка (104) отходит назад. Этот процесс волочения по принципу постоянной смены партнера при проведении процесса волочения с двумя тележками, в то время как третья тележка отходит назад, продолжается столько времени, пока протягиваемый материал не пройдет полностью через матрицу. Скорость волочения составляет в показанном примере выполнения 4,17 м/с, а скорость возврата составляет 10 м/с. Путь тележки составляет 5000 мм. Этот процесс волочения, который вызывает необходимость в отводе, а также ускорении до скорости волочения тележки, когда обе другие тележки задействованы, возможен благодаря применению линейных электродвигателей, управляемых индивидуально и независимо друг от друга с помощью вычислительного блока 119 по управляющим линиям 116, 117, 118а и 118b. При этом ход соответствует волоченной длине трубы.
Описанный вариант выполнения тянущего блока основан на тележке предварительного волочения, которая имеет только задачу предварительного волочения и затем остается в положении ожидания вблизи волоки. В последующем будет показан вариант выполнения тянущего блока, который имеет комбинацию тележки для предварительного волочения и тянущей тележки, приводы которой содержат отдельно управляемый и приводимый электрическим током комплекс линейного электродвигателя.
Основной блок этого варианта выполнения изображен на фиг.9. Сам тянущий блок 201 по конструкции и приводу соответствует показанному на фиг.1 тянущему блоку. Так как единственная тележка 226 должна выполнять задачу как предварительного волочения, так и собственно волочения, она снабжена двумя парами зажимных колодок 221а, b, а также 228а, b, причем зажимные колодки 227а, b могут захватывать концы 211 труб. Точное описание такой тележки показано на фиг.16, 17 и 18. С таким тянущим блоком создается прерывисто работающий волочильный стан. После того как предварительно протянуто достаточно длинное начало трубы, тележка 226 снова перемещается в направлении волочения и в противоположном ему направлении и тем самым тянет трубу прерывисто. При этом длина пути движения определяется различными техническими методами, например скоростью и усилием волочения. Кроме того, согласно фиг.9 возможен также прерывисто работающий тянущий блок только с одной тянущей тележкой и только с одной парой зажимных колодок, в которой труба подвергается чистовому волочению за один цикл.
Аналогично варианту выполнения по фиг.1 и 2 можно расширить такой тянущий блок второй тянущей тележкой 304, ср. фиг.10. Тянущий блок 301 состоит из двух тянущих тележек 326, 304, причем одну тянущую часть также принимает на себя комбинация тележки для предварительного волочения и тянущей тележки 326, когда закончена операция предварительного волочения. Такой тянущий блок 301 работает в данном случае как непрерывное правильно-тянущее устройство. Комбинированная тележка 326 захватывает своей первой парой зажимных колодок 327а, b конец трубы 311 и протягивает трубу на некоторое расстояние через волоку 310. Затем комбинированная тележка 326 отходит назад, захватывает второй парой зажимных колодок 328а, b предварительно подвергнутое волочению начало трубы и протягивает его еще на некоторое расстояние, причем это представляет собой непрерывный режим работы с пониженной скоростью. Так как комбинированная тележка 326 может перемещаться вперед и назад неоднократно для подтягивания трубы пошаговым методом, то ей нужен лишь небольшой шаг по сравнению с тележкой только для предварительного волочения. Затем начинается непрерывный режим волочения с участием обеих тележек 326 и 304.
В случае необходимости такой непрерывный стан прямоточного волочения можно варьировать путем применения других тянущих тележек. На фиг.11-15 показан тянущий блок 401 с комбинированной тележкой для предварительного волочения и тянущей тележкой 426, а также с двумя тянущими тележками 404 и 423, которые, как только будет закончен процесс предварительного волочения, работают аналогично процессу волочения, описанному с помощью фиг.3-7. Соответствующие детали обозначены в соответствии с фиг.3-7. Различие состоит только в том, что комбинированная тележка 426, а также тележка для предварительного волочения, как и позднее, принимает участие в волочении. После того как комбинированная тележка 426 в достаточной мере протянула трубу (фиг.12), разжимаются ее зажимные колодки 427а, b, соответствующие диаметру конца трубы 411. Комбинированная тележка 426 снова перемещается назад к волоке 410 в сопровождении второй тянущей тележки 404 (фиг.13). Процесс волочения начинается (фиг.13 и 14). После того как начало трубы 425 и соответственно затем протягиваемый металл дойдет до третьих тележек 423, комбинированная тележка отсоединяется, процесс волочения переходит к тележкам 404 и 423. Во время процесса волочения зажимные колодки 427а, b комбинированной тележки 426 постоянно находятся в отодвинутом положении (ср. фиг.14 и 15), а зажимные колодки 428а, b зажимаются и освобождаются.
Подробный вид такой комбинации тележки для предварительного волочения и тянущей тележки, соответственно комбинированной тележки 426, представлен на фиг.16-18.
Комбинированная тележка состоит из основного корпуса 429 и первой и второй частей 430, 431, причем вторая часть 431 установлена в направлении волочения. Первая часть 430 принимает зажимные колодки 427а, b для процесса предварительного волочения, которые в зажатом положении имеют меньший диаметр для захвата конца трубы. Для этого клиновидные зажимные колодки перемещаются усилием волочения вдоль скошенных сходящихся канавок 432 и тем самым сжимаются и могут жестко и без проскальзывания зажать конец трубы. Во второй части 431 установлены зажимные колодки 428а, b для собственно процесса волочения. Они удерживаются нажимными пружинами 433 в сомкнутом положении. Эти механические средства для зажатия можно заменить электронными управляемыми манипуляторами.
На фиг.19 показан пример выполнения волочильного стана, тянущий блок 501 которого состоит по существу из тележки 537 и цепи 538. Тележка 537 может перемещаться по направляющей по направляющим рельсам 506, 507 (на чертеже не видно). Собственно процесс волочения осуществляется с помощью цепи 538, которая тянет тележку 537, находящуюся в зацеплении с концом 511 трубы, вдоль направляющей. Тележка снабжена комплексом линейного электродвигателя, который в данном варианте выполнения служит для обратного перемещения тележки 537 после высвобождения цепи 538. При небольших усилиях волочения можно отказаться от цепи 538, передав тележке 537, снабженной комплексом электродвигателей, процесс волочения для того, чтобы в заключение снова переместиться в исходное положение.
На фиг.20 схематически показаны три различных варианта выполнения блоков линейных электродвигателей, образующих один комплекс линейных электродвигателей. В соответствии с расположением по фиг.20а стационарная вторичная часть 15 содержит два соседних горизонтальных рельса 39, 40, причем две первичные части 14а, b (в направлении стрелки) перемещаются вдоль этих рельсов 39, 40 как по направляющей. Всего имеется два блока 41, 42 линейных электродвигателей комплекса 13 линейных электродвигателей. Такая установка возможна только с таким рельсом 39, а первичные части 14а, b устанавливаются одна за другой (фиг.20b). На фиг.20с показана установка с двумя направленными вертикально рельсами 39, 40, которые окружены двумя первичными частями 14 а, b. Первичные части всех трех установок соединены общей поверхностью 43, образующей площадь для останова каждой тянущей тележки (не показано).
Вышеописанное вычислительное устройство 19 представлено подробнее на фиг.21 и в комбинации с установкой линейных электродвигателей согласно фиг.20а с двумя установленными рядом подвижными первичными частями 14 а, 14b, которые перемещаются вдоль двух рельсов 39, 40 и стационарных вторичных частей. Обе первичные части 14а, b соединены отдельной линией сигнализации 17а, b с вычислительным блоком 19, причем блок управления привода 44 изображен как отдельный блок. Между рельсами 39, 40 в качестве направляющей установлена параллельно им направляющая дорожка 45, с которой взаимодействует механический соединительный блок (на чертеже не виден).
Показанный принцип линейного электродвигателя с подвижной первичной частью, а также стационарной вторичной частью можно также реверсировать, что изображено на фиг.22 и 23. Сама основная структура пояснена на фиг.22. Подвижная вторичная часть 15, на которой установлена тянущая тележка, состоит из постоянных магнитов 46 с переменными полями "N" и "S". Стационарная первичная часть 14 содержит трехфазную обмотку. Подвод тока осуществляется с помощью кабеля 47. Предусмотренное водяное охлаждение не показано. Данное решение имеет то преимущество, что подвод тока и подключение охлаждающей воды могут быть подсоединены к стационарной части. Обе части (14, 15) выполнены как детали большой длины, расположенные рядом друг с другом.
Особенно предпочтительный вариант выполнения тянущего блока согласно изобретению изображен на фиг.23. Тянущий блок 1 содержит жесткую раму 5 машины, на которой установлены стационарные первичные части 14a-d в виде жестких направляющих рельсов. Вдоль этих направляющих рельсов 14a-d установлены также направленные вертикально подвижные части 15a-d. Для хода тележек 3, 4 отдельные рельсы скользят друг по другу. Подвижные вторичные части 15a-d установлены на выполненном угольником несущем элементе 48a-d, причем тележки 3, 4 закреплены на горизонтальной несущей поверхности несущего элемента. В верхней части фиг.23а показан тянущий блок 1 с двумя тянущими тележками 3, 4, причем первая тележка 3 находится в концевом и вторая тележка 4 в начальном положении. Вследствие перемещения соответствующего несущего элемента 48с, d вторая тележка 4 захватывается в направлении волочения. Когда вторая тележка 4 перемещается, первая тележка 3 с открытыми зажимными колодками аналогичным образом перемещается в направлении, противоположном направлению волочения.
Предложенные согласно изобретению приводные средства для тянущих тележек волочильного стана, а именно отдельно управляемые или регулируемые и приводимые электрическим током комплексы линейных электродвигателей для независимого процесса перемещения соответствующей тянущей тележки, позволяют получить привод с большими скоростями и ускорениями, привод с хорошим качеством управления и хорошей позиционной характеристикой, привод с прямой передачей энергии без механических передаточных элементов, например, вращающихся барабанов или рычагов, по существу не требующий техобслуживания привод, простоту конструкции и высокую гибкость в согласовании с движением процесса волочения.
Реферат
Изобретение относится к области волочильного производства. Задача изобретения - увеличение скорости волочения, гибкости и согласованности управления процессом волочения. Тянущий блок для волочильного стана, взаимодействующий с волокой, имеет тянущие тележки с приводными средствами для их независимого движения, дополнительно - тележку для предварительного волочения или комбинацию тележки для предварительного волочения и тянущей тележки. Приводные средства имеют отдельно управляемые и приводимые электрическим током комплексы линейных электродвигателей для независимого процесса перемещения соответствующей тянущей тележки. Приводные усилия комплексов электродвигателей регламентированы. Способ волочения характеризуется тем, что обеспечивают одновременное нахождение в зацеплении с протягиваемым металлом двух или более тянущих тележек. Непрерывный и прерывисто работающие прокатные станы характеризуется тем, что тянущий блок в них выполнен указанным образом. Прерывисто работающий прокатный стан характеризуются тем, что имеет тянущую тележку, выполненную с возможностью защелкивания ее в волочильную цепь. Группа изобретений обеспечивает возможность осуществления волочения с высокой скоростью с гибким управлением технологическим процессом. 5 с. и 7 з.п. ф-лы, 23 ил.
