Пути улучшения динамических характеристик главных приводов станов холодной прокатки труб
Проведенными исследованиями показано, что применение на станах холодной прокатки труб уравновешивающих устройств в сочетании с пружинными муфтами способствует повышению плавности работы привода и существенному уменьшению максимальных крутящих моментов на валах....
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
|---|---|
| Дата: | 2006 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
2006
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/21773 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Пути улучшения динамических характеристик главных приводов станов холодной прокатки труб / В.И. Большаков, Ю.И. Черевик, П.И. Штыцко, А.П. Иванова // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2006. — Вип. 13. — С. 390-394. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-21773 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Большаков, В.И. Черевик, Ю.И. Штыцко, П.И. Иванова, А.П. 2011-06-17T11:15:28Z 2011-06-17T11:15:28Z 2006 Пути улучшения динамических характеристик главных приводов станов холодной прокатки труб / В.И. Большаков, Ю.И. Черевик, П.И. Штыцко, А.П. Иванова // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2006. — Вип. 13. — С. 390-394. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. XXXX-0070 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/21773 621.774.37:621.774. Проведенными исследованиями показано, что применение на станах холодной прокатки труб уравновешивающих устройств в сочетании с пружинными муфтами способствует повышению плавности работы привода и существенному уменьшению максимальных крутящих моментов на валах. ru Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии Историческая рубрика Пути улучшения динамических характеристик главных приводов станов холодной прокатки труб Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Пути улучшения динамических характеристик главных приводов станов холодной прокатки труб |
| spellingShingle |
Пути улучшения динамических характеристик главных приводов станов холодной прокатки труб Большаков, В.И. Черевик, Ю.И. Штыцко, П.И. Иванова, А.П. Историческая рубрика |
| title_short |
Пути улучшения динамических характеристик главных приводов станов холодной прокатки труб |
| title_full |
Пути улучшения динамических характеристик главных приводов станов холодной прокатки труб |
| title_fullStr |
Пути улучшения динамических характеристик главных приводов станов холодной прокатки труб |
| title_full_unstemmed |
Пути улучшения динамических характеристик главных приводов станов холодной прокатки труб |
| title_sort |
пути улучшения динамических характеристик главных приводов станов холодной прокатки труб |
| author |
Большаков, В.И. Черевик, Ю.И. Штыцко, П.И. Иванова, А.П. |
| author_facet |
Большаков, В.И. Черевик, Ю.И. Штыцко, П.И. Иванова, А.П. |
| topic |
Историческая рубрика |
| topic_facet |
Историческая рубрика |
| publishDate |
2006 |
| language |
Russian |
| container_title |
Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
| publisher |
Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України |
| format |
Article |
| description |
Проведенными исследованиями показано, что применение на станах холодной прокатки труб уравновешивающих устройств в сочетании с пружинными
муфтами способствует повышению плавности работы привода и существенному
уменьшению максимальных крутящих моментов на валах.
|
| issn |
XXXX-0070 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/21773 |
| citation_txt |
Пути улучшения динамических характеристик главных приводов станов холодной прокатки труб / В.И. Большаков, Ю.И. Черевик, П.И. Штыцко, А.П. Иванова // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2006. — Вип. 13. — С. 390-394. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT bolʹšakovvi putiulučšeniâdinamičeskihharakteristikglavnyhprivodovstanovholodnoiprokatkitrub AT čerevikûi putiulučšeniâdinamičeskihharakteristikglavnyhprivodovstanovholodnoiprokatkitrub AT štyckopi putiulučšeniâdinamičeskihharakteristikglavnyhprivodovstanovholodnoiprokatkitrub AT ivanovaap putiulučšeniâdinamičeskihharakteristikglavnyhprivodovstanovholodnoiprokatkitrub |
| first_indexed |
2025-11-25T21:31:33Z |
| last_indexed |
2025-11-25T21:31:33Z |
| _version_ |
1850558637539328000 |
| fulltext |
390
УДК 621.774.37:621.774.8
В.И.Большаков, Ю.И.Черевик, П.И.Штыцко*, А.П.Иванова*
ПУТИ УЛУЧШЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГЛАВНЫХ
ПРИВОДОВ СТАНОВ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ
Институт черной металлургии
*Днепропетровский институт инженеров транспорта
Проведенными исследованиями показано, что применение на станах холод-
ной прокатки труб уравновешивающих устройств в сочетании с пружинными
муфтами способствует повышению плавности работы привода и существенному
уменьшению максимальных крутящих моментов на валах.
Станы холодной прокатки труб (ХПТ) являются сравнительно не-
большими металлургическими агрегатами, предназначенными для произ-
водства цельнокатаных труб ответственного назначения. В виду ограни-
ченной производительности их устанавливают группами по 10–15 станов
каждого типоразмера. Производительность и качество готовой продук-
ции, полученной на этих станах в значительной мере определяется их
быстроходностью и величиной подачи заготовки.
Практика показывает, что увеличение скорости прокатки труб на ста-
нах ХПТ сопровождается значительным количеством отказов элементов
приводного механизма рабочей клети (приводных валов, муфт, зубчатых
колес, подшипников). Так, анализ статистических данных агрегатных
журналов и журналов ремонта трубоволочильного цеха № 2 Южнотруб-
ного завода показал, что простои станов в ремонте, связанные с отказами
деталей главной линии и приводного механизма рабочей клети, состав-
ляют 25–30 % от величины общих простоев, из них 9÷12 % – связаны с
отказами муфт и валов приводного механизма рабочей клети. Среднеме-
сячные простои у станов ХПТ Первоуральского Новотрубного завода,
связанные с поломками механизмов главного привода, составляют 42,9
% от всех отказов станов.
Экспериментальные исследования станов ХПТ, проведенные в усло-
виях Никопольского Южнотрубного завода показали, что характерной
особенностью их работы являются большие динамические моменты, пе-
редаваемые валами главной линии привода. Эти моменты обусловлены
периодическим воздействием на привод сил инерции клети и технологи-
ческих нагрузок, возникающих при захвате и прокатке заготовки, которые
вызывают появление колебаний, амплитуда которых больше низкочас-
тотной периодической составляющей в 2,2–2,5 раза [1].
Одним из путей снижения величины крутящего момента на главном
валу приводного механизма, формируемого кинематикой привода, стало
использование на станах ХПТ пневматических уравновешивающих уст-
391
ройств (ПУУ), которые позволили резко уменьшить низкочастотную со-
ставляющую этого момента, обусловленную действием инерционных на-
грузок [3]. Из осциллограмм (рис. 1) крутящих моментов, записанных на
приводном валу клети при работе стана ХПТ 32–2 без уравновешивания и
с уравновешиванием сил инерции клети как с технологической нагрузкой,
так и без неё видно, что уравновешивание сил инерции клети незначи-
тельно влияет на высокочастотные динамические составляющие момен-
тов, которые являются одной из основных причин усталостного разруше-
ния валов.
Рис. 1. Осциллограммы экспериментальных исследований работы стана
ХПТ–32–1. I – без технологической нагрузки с уравновешивающим
устройством; II – без технологической нагрузки без уравновешивающего
устройства; III – с технологической нагрузкой с уравновешивающим
устройством; IV – с технологической нагрузкой без уравновешивающего
устройства. Кривая 1 – линия отсчета силы тока; кривая 2 – сила тока в
якорной цепи главного электродвигателя; кривая 3 – крутящий момент на
приводном валу. J1 и J2 – соответственно, сила тока в переднем и заднем
положениях клети.
С целью уменьшения динамической составляющей момента, переда-
ваемого приводным валом клети, предложено применить в соединении
392
главного редуктора с приводным валом вместо существующей упругой
втулочно-пальцевой муфты (МУВП) нелинейную пружинную муфту
(НПМ) с ломаной "мягкой" характеристикой жесткости. При выборе типа
муфты учитывалось, что в существующих станах ХПТ привод клети и
механизма подачи и поворота осуществляется от одного электродвигате-
ля. Работа этих станов построена так, что при нахождении клети в одном
из крайних положений осуществляется подача заготовки, а в другом ее
поворот. При включении предохранительных устройств в главную линию
может произойти рассогласование работы механизмов поворота и подачи
заготовки и привода клети [2]. Однако результаты моделирования работы
привода, а затем и экспериментальные исследования стана показали, что
рассогласования работы механизмов стана в случае применения муфт с
предварительной затяжкой пружин не наблюдается, так как относитель-
ный поворот полумуфт не превышает 50 и происходит при нагрузке,
большей момента предварительной затяжки муфты, то есть вдали от
крайних положений клети. При уменьшении нагрузки в упругих связях,
система с пружинной муфтой возвращается в исходное положение.
В технической литературе в то время отсутствовали рекомендации по
обоснованному выбору и применению нелинейных упругих муфт с пред-
варительной затяжкой пружин в приводах станов ХПТ. Конструктивные
особенности станов, характер приложения нагрузок, а также изменение
моментов на валах не позволяли решать эту задачу известными методами.
Используя экспериментальные значения моментов, передаваемых при-
водным валом клети с муфтой типа МУВП, и результаты исследования на
математической модели, по методике предложенной В.И.Большаковым
[4] , была рассчитана, сконструирована и изготовлена пружинная муфта с
регулируемой затяжкой пружин [5]. Стендовые испытания позволили ус-
тановить соответствие действительных характеристик расчетным, прове-
рить прочность основных элементов, а также оценить уменьшение крутя-
щих моментов. При этом была обеспечена идентичность частот стенда и
стана ХПТ 32–2, а жесткость валов стенда была выбрана близкой к жест-
кости валов стана с существующими втулочно–пальцевыми муфтами.
После проверки на стенде муфта была установлена на действующем
стане ХПТ 32–2 ТВЦ–2 Южнотрубного завода в соединении выходного
вала главного редуктора с приводным валом механизма привода клети.
Записаны осциллограммы моментов, передаваемые приводным валом
клети этого стана при прокатке труб из сталей 0Х18Н10Т и 12Х18Н10Т по
маршрутам 38х4,3 – 32х1,6, 42х6,9 – 22х3,0, 38х3,4 – 22х1,45 с использо-
ванием стандартной муфты МУВП и НПМ. Скорость прокатки принима-
лась 80, 90 и 100 двойных ходов клети в минуту, а величины подач заго-
товки при каждой из этих скоростей устанавливались равными 6,8 и 10
мм. В процессе эксперимента принятые режимы работы стана с МУВП и
НПМ выдерживались одинаковыми. Результаты эксперимента показали,
что уменьшение жесткости главной линии привода, вызванное включени-
393
ем НПМ не приводит к рассогласованию работы механизмов стана и
обеспечивает получение готовых труб высокого качества.
Статистическая обработка экспериментальных значений моментов,
передаваемых приводным валом клети, позволила установить двумо-
дельный характер их распределения как при работе стана с МУВП, так и с
НПМ (рис. 2). Аналитическое выражение для определения плотности это-
го распределения описано в работе [6] и использовано авторами для рас-
чета срока службы приводного вала клети.
Рис. 2. Распределение моментов на приводном валу: а – с муфтами типа
МУВП; б – с нелинейной пружинной муфтой; 1 – эмпирическая кривая, 2
– теоретическая кривая;3 – гистограмма, сi , f (M) - соответственно часто-
та и плотность распределения амплитуд моментов.
Сравнение величин математического ожидания значений амплитуд
моментов f (М) на приводном валу при работе стана с МУВП и НПМ по-
казывает, что НПМ позволяет уменьшить f (М) в 1,8 раза. Максимальные
значения моментов при этом уменьшаются в 1,35–1,4 раза (рис. 2), сред-
ний срок службы вала, рассчитанный по методике, предложенной в рабо-
те [5] увеличивается в 2,9 раза.
Заключение. Теоретические и экспериментальные исследования по-
казывают, что применение в главной линии привода нелинейных пружин-
ных муфт с предварительной затяжкой пружин значительно уменьшает
амплитуды крутящих моментов на приводном валу клети, не приводит к
рассогласованию работы механизмов стана. Эти муфты следует рекомен-
довать к применению на станах ХПТ. Применение устройства для уравно-
394
вешивания сил инерции клети в сочетании с пружинными муфтами будет
способствовать повышению плавности работы привода и существенному
уменьшению максимальных крутящих моментов на валах.
1. Большаков В.И., Черевик Ю.И. Уравновешивание сил инерции в машинах
циклического действия // Металлургическая и горнорудная промышленность.
– 2003. – № 3. – С. 98–100.
2. Пути повышения надежности работы главной линии привода станов холод-
ной прокатки труб. / В.М.Гребеник, В.И.Большаков, В.К.Цапко и др.
//Металлургическая и горнорудная промышленность. – 1980. – № 3. – С. 47–
49.
3. Большаков В.И., Черевик Ю.И., Вышинский В.Т. Ближайшие перспективы
создания отечественных станов холодной прокатки труб нового поколения
/Сб. "Наука о машинах в Украине". – Киев. – 2006. – С.100–106.
4. Большаков В.И., Штыцко П.И., Прасолова Л.А. Исследование привода стана
холодной прокатки труб с учетом поворотно–подающего механизма на ма-
шине непрерывного действия. //В сб. Исследование и конструирование дета-
лей и узлов подвижного состава. Тр. ДИИТа, Днепропетровск, 1973. –
Вып.145. – С. 40–65.
5. А.с. 868167 (СССР). Пружинная муфта / В.М.Гребеник, В.И.Большаков,
П.И.Штыцко и др. – Опубл. в Б.И., 1981, № 36.
6. Оценка долговечности приводных валов станов холодной прокатки труб /
В.М.Гребеник, Г.И.Толстиков, В.ЕК.Цапко и др. // Надежность и долговеч-
ность машин и сооружений. – К.: Наукова думка, 1985. – Вып.8. – С.92–98.
|