Манипуляторы

Манипуляторы служат для поперечного перемещения металла по рабочему рольгангу, чтобы обеспечить требуемое положение его по отношению к валкам. Манипуляторы обжимных станов кроме того могут осуществлять правку изогнутой полосы.

Манипуляторы обжимных станов (рисунок 81) располагаются перед и за рабочей клетью, выполняются в виде двух пар подвижных линеек: задних и передних. Движение линеек между собой согласуются посредством трасмиссионных валов.

Манипулятор состоит из четырех линеек, опирающихся на опорные ролики, штанг, реечных передач, трансмиссионных валов и приводов. Штанги с помощью клиньев прикреплены к линейкам, а к тем, в свою очередь, снизу прикреплены рейки. Рейки опираются на бандажи реечных шестерен. Привод перемещения линеек осуществляется через трансмиссионные валы, он может быть односторонним или двухсторонним, безредукторным от специальных тихоходных двигателей или через редуктор.

1- удлинительная линейка; 2- штанга тянущая; 3- линейка; 4- штанга толкающая; 5- рейка; 6- опорный ролик; 7- реечная шестерня.

Рисунок 81– Манипулятор обжимного стана

Для предотвращения схода роликов линеек с направляющих и штанг с реечных шестерен от действия сил трения слитка о линейки и утыкания его в торцевую часть линейки, в нижней части каждой линейки закреплен штырь, а под рольгангом специальная направляющая для его движения.

С целью манипулирования коротким слитком вблизи стоек станин на линейках со стороны валков установлены подпружиненные удлинительные линейки (открылки). В случае запаздывания отключения привода манипулятора при контакте удлинительных линеек со стойкой станины, они поворачиваются на определенный угол, что препятствует поломке манипулятора и дает дополнительное время для срабатывания конечного выключателя.

В отличие от манипулятора обжимного стана назначением манипулятора листового стана является центрирование сляба относительно оси клети во время захвата и прокатки. Для этой цели линейки должны занимать симметричное положение относительно оси клети независимо от расстояния между ними.

Листовой манипулятор (рисунок 82) состоит из тянущих и толкающих линеек, штанг с рейками и реечной шестерни, расположенной между ними. Для направления движения линеек и штанг используются направляющие ролики. Перемещение толкающих штанг осуществляется пневматическим цилиндром, а движение тянущих – за счет передачи крутящего момента через реечную шестерню. Так как манипулятор преодолевает только силу трения сляба о рольганг, то оптимальным в этом случае является применение пневмопривода.

ось клети ось сляба

Рисунок 82- Манипулятор листового стана с пневмоприводом

1- линейка; 2-рольганг; 3- рейка; 4- шестерня; 5- пневмоцилинд.

5.5.1. Расчет манипулятора обжимного стана.

Привод манипулятора работает в режиме разгон-торможение и должен преодолеть как статические, так и динамические нагрузки (рисунок 83).

Статические нагрузки – это сила трения слитка по роликам рольганга Fтр, силы сопротивления в опорных роликах WA и WB, усилие необходимое для правки раската Pпр :

Fтр = Gfск ; ; ;

Динамические нагрузки F_ин1, F_ин2 и М_ин возникают в период разгона (торможения) поступательно движущихся масс (линейки, штанги, слиток) и вращающихся масс (двигатели, муфты, валы, реечные шестерни):

Рисунок 83– Схема к расчету манипулятора обжимного стана

; ; .

В этих формулах:

G – вес слитка;

Gм – полный вес поступательно движущихся частей манипулятора;

a – линейное ускорение линеек манипулятора;

f_ск- коэффициент трения слитка о рольганг;

σ_s – предел текучести выправляемого металла;

R_A и W_A – соответственно реакция и сила сопротивления в роликах линеек манипулятора;

R_B и W_B - соответственно реакция и сила сопротивления в роликах штанг манипулятора;

D₁ и d₁ - соответственно диаметр роликов и подшипников манипуляторных линеек;

D₂ и d₂ - соответственно диаметр роликов и подшипников штанг манипулятора;

β – коэффициент, учитывающий трение реборд роликов о направляющие;

I ­­– момент инерции вращающихся частей манипулятора, приведенный к валу реечной шестерни;

ε и v – соответственно угловое ускорение и окружная скорость реечных шестерен.

Для нахождения окружной силы на реечной шестерни (Рок ) необходимо рассмотреть условия динамического равновесия:

; ; ; _.

Совместное решение этих уравнений определит величину Рок и необходимую мощность двигателя: