устройство привода клетей прокатного стана с выбираемым соотношением скоростей

Формула изобретения

1. Устройство привода клетей с выбираемым соотношением скоростей в прокатном стане с двумя клетями, расположенными последовательно вдоль линии прокатки прокатного стана, в котором привод каждой клети осуществляется от входного вала, содержащее пару приводных валов и, по меньшей мере, один промежуточный вал, средства для обеспечения опоры приводных валов и промежуточного вала на подшипники для вращения вокруг параллельных осей, средства для сцепления каждого из приводных валов с одним из входных валов, средства для привода одного из приводных валов, отличающееся тем, что на каждом приводном валу установлено с возможностью свободного вращения первое ведущее зубчатое колесо, на промежуточном валу неподвижно закреплено первое промежуточное зубчатое колесо, причем первые ведущие зубчатые колеса и первое промежуточное зубчатое колесо находятся во взаимном зацеплении с возможностью обеспечения первой зубчатой передачи, на каждом приводном валу установлено с возможностью свободного вращения второе ведущее зубчатое колесо, на промежуточном валу неподвижно закреплено второе промежуточное зубчатое колесо, причем вторые ведущие зубчатые колеса и второе промежуточное зубчатое колесо находятся во взаимном зацеплении с возможностью обеспечения второй зубчатой передачи, и имеются средства сцепления для избирательного сцепления ведущих зубчатых колес первого и второго редукторов с соответствующими им приводными валами.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства сцепления выполнены с возможностью обеспечения сцепления либо первого, либо второго ведущего зубчатого колеса с соответствующим приводным валом.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ведущие зубчатые колеса каждого редуктора находятся в зацеплении друг с другом, а промежуточное зубчатое колесо каждого редуктора сцеплено только с одним из ведущих зубчатых колес.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что промежуточное зубчатое колесо каждого редуктора установлено между ведущими зубчатыми колесами.

5. Устройство привода двух входных валов с различными выбираемыми соотношениями скоростей с помощью одного выходного вала, содержащее пару приводных валов и, по меньшей мере, один промежуточный вал, причем опоры приводных валов и промежуточного вала на подшипники выполнены с обеспечением вращения валов вокруг параллельных осей, средства для сцепления каждого приводного вала с соответствующим входным валом, средства для сцепления одного из приводных валов с выходным валом, отличающееся тем, что на каждом приводном валу установлено с возможностью свободного вращения ведущее зубчатое колесо, на промежуточном валу неподвижно закреплено первое промежуточное зубчатое колесо, причем первые ведущие зубчатые колеса и первое промежуточное зубчатое колесо находятся во взаимном зацеплении с возможностью обеспечения первой зубчатой передачи, на каждом приводном валу установлено с возможностью свободного вращения второе ведущее зубчатое колесо, на промежуточном валу неподвижно закреплено второе промежуточное зубчатое колесо, причем вторые ведущие зубчатые колеса и второе промежуточное зубчатое колесо находятся во взаимном зацеплении с возможностью обеспечения второй зубчатой передачи, и имеются сцепления для избирательного сцепления ведущих зубчатых колес первого и второго редукторов с соответствующими им приводными валами.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение в общем относится к непрерывным прокатным станам тех типов, на которых изготавливают прутки, брусы и т.п., а в частности, касается усовершенствованного устройства для привода последовательно расположенных клетей прокатного стана с различными выбираемыми соотношениями скоростей.

Описание известного уровня техники

Для современных прокатных станов, работающих в разных рабочих режимах на чрезвычайно высоких скоростях, превышающих 100 м/с, растет потребность в осуществлении привода последовательных клетей с различными выбираемыми соотношениями скоростей. Это в особенности справедливо для проволочных прокатных станов, в которых дальнейшая доводка и/или обработка по размеру всего семейства продукции осуществляется с помощью так называемых мини-блоков посредством избирательного перевода в нерабочее состояние или холостой режим предшествующих клетей по линии прокатки. Коробки передач существующих редукторов имеют ряд недостатков и либо их невозможно приспособить для удовлетворения множества требований, предъявляемых современными режимами прокатки, либо они чрезмерно громоздки и дороги.

Цель настоящего изобретения - предоставить усовершенствованную систему зубчатой передачи, которая легко приспосабливается для привода последовательно расположенных клетей с несколькими различными выбираемыми соотношениями скоростей приводов.

Сопутствующие цели включают в себя предоставление коробки передач с несколькими передаточными числами, одновременно и компактной и недорогой по сравнению со стандартными конструкциями.

Краткое изложение настоящего изобретения

Система зубчатой передачи, соответствующая настоящему изобретению, включает в себя пару приводных валов и, по меньшей мере, один промежуточный вал, причем опоры всех валов на подшипниках выполнены таким образом, что они вращаются вокруг параллельных осей. Предусмотрена возможность сцепления приводных валов с входными валами двух последовательно расположенных клетей линии прокатки, а для одного из приводных валов или промежуточного вала, кроме того, предусмотрена возможность привода от внешнего источника, например, выходного вала связанной с ним коробки передач или приводного двигателя. И первая и вторая зубчатые передачи содержат свободно вращаемые на приводных валах ведущие зубчатые колеса, а промежуточное зубчатое колесо закреплено на промежуточном валу и вращается вместе с ним. По меньшей мере, некоторые из зубчатых колес в каждой зубчатой передаче имеют разные количества зубцов. Для избирательного сцепления ведущих зубчатых колес каждой зубчатой передачи с соответствующими ведущими валами используются муфты сцепления, в результате чего осуществляется привод с различными выбираемыми соотношениями скоростей приводов ведущих валов, сцепленных с входными валами двух последовательно расположенных клетей.

Эти и другие отличительные признаки, цели и преимущества настоящего изобретения станут более понятны из нижеследующего описания со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1 изображает схематически коробку передач согласно настоящему изобретению с приводными валами, сцепленными с входными валами двух последовательно расположенных клетей прокатного стана;

фиг. 2 - разрез в увеличенном масштабе одного из узлов сцепления, показанных на фиг. 1;

фиг. 3A-3D - кинематические схемы для различных соотношений, которые могут быть установлены между двумя выходными валами коробки передач, изображенной на фиг. 1;

фиг. 4A и 4B - кинематические схемы коробки передач, альтернативный вариант расположения промежуточного вала и зубчатых колес;

фиг. 5 - кинематическую схему коробки передач, другой вариант осуществления, включающий в себя несколько промежуточных валов;

фиг. 6 - кинематическую схему прокатного блока из четырех клетей с коробкой передач, согласно изобретению.

Подробное описание показанных на примерах вариантов осуществления изобретения

Обратимся сначала к фиг. 1 и 2, на которых показаны две клети 10, 12, расположенные последовательно вдоль линии Р прокатки прокатного стана. В типовом случае клети группируются в "блок" 14, и каждая из них содержит пару рабочих валков 16. Рабочие валки установлены с помощью кронштейнов на свободных концах осей валков, находящихся в корпусах клетей. Привод осей валков осуществляется с помощью внутренней зубчатой передачи через входные валы 18. Несмотря на то что это не показано на чертежах, подразумевается, что для проката без закручивания оси рабочих валков последовательно расположенных клетей развернуты на 90^o. Все это, включая компоновку внутренних приводов клетей, хорошо известно квалифицированным специалистам в данной области техники и, следовательно, не требует каких-либо дальнейших пояснений. Смотри, например, патенты США N 5577405 и 5280714, включенные в данное описание путем ссылки.

Позицией 20 обозначена коробка передач, содержащая систему передачи в соответствии с настоящим изобретением. Данная коробка передач включает в себя пару приводных валов 22 и в данном варианте осуществления - один промежуточный вал 24. Подшипники, занимающие в общем случае положение, показанное позицией 26, служат в качестве опор приводных и промежуточных валов 22, 24, обеспечивающих вращение последних вокруг параллельных осей.

Соединительные муфты 28 соединяют приводные валы 22 с входными валами 18 клетей, а один из приводных валов 22 дополнительно соединен посредством муфты 30 с выходным валом 32 другой, связанной с ним коробки передач или приводного двигателя (не показаны).

Первая зубчатая передача содержит взаимно сцепленные ведущие зубчатые колеса G₁ и G₂, свободно вращающиеся на приводных валах 22, и промежуточное зубчатое колесо G₃, установленное неподвижно относительно промежуточного вала 24 и сцепленное с ведущим зубчатым колесом G₂. Аналогично вторая зубчатая передача содержит взаимно сцепленные ведущие колеса G₄, G₅, свободно вращающиеся на приводных валах 22, и промежуточное зубчатое колесо G₆, установленное неподвижно относительно промежуточного вала 24 и сцепленное с ведущим зубчатым колесом G₅. Между свободно вращающимися ведущими зубчатыми колесами на каждом из приводных валов расположены узлы сцепления 34.

Как можно видеть на фиг. 2, на приводном валу 22 каждого узла сцепления есть круговой зубчатый буртик 36 с внешними зубцами. Смежные ведущие зубчатые колеса имеют цилиндрические втулки 38, которые завершаются подобным образом оформленными круговыми зубчатыми буртиками 40 с внешними зубцами. Зубчатая муфта 42 с внутренними зубцами постоянно находится в зацеплении с внешними зубцами буртика 36 на валу 22 и, как показано стрелкой 44, может смещаться по оси в противоположных направлениях для избирательного сцепления с тем или иным зубчатым буртиком 40 с внешними зубцами смежных ведущих зубчатых колес, приводя тем самым к избирательному взаимоисключающему сцеплению ведущих зубчатых колес с соответствующими приводными валами.

Ведущие зубчатые колеса G₁ и G₂ имеют разное число зубцов, как и ведущие колеса G₄ и G₅ и промежуточные зубчатые колеса G₃ и G₆. На фиг. 3A-3D показаны различные соотношения приводов, которые могут устанавливаться в показанной на фиг. 1 системе передачи. Например, если муфты сцепления 42 смещены в позиции, показанные на фиг. 3A, то результирующее соотношение приводов обеспечивается зубчатыми колесами G₁ и G₂. На фиг. 3B соотношение приводов обеспечивается зубчатыми колесами G₄ и G₅. На фиг. 3C соотношение приводов обеспечивается ведущими зубчатыми колесами G₂ и G₄, а на фиг. 3D - ведущими зубчатыми колесами G₁ и G₅.

Таким образом, ясно, что при компактном размещении трех валов и шести зубчатых колес простым перемещения двух муфт сцепления избирательно достигаются четыре различные соотношения приводов между двумя выходными валами.

Настоящее изобретение легко приспосабливается для различных схем компоновки оборудования, как изображено, например, на фиг. 4A и 4B, на которых показаны различные расположения промежуточного вала 24. Кроме того, как изображено на фиг. 5, добавляя дополнительный промежуточный вал 46 с промежуточными зубчатыми колесами G₇, G₈ и муфтой сцепления 48 и обеспечивая свободное вращение промежуточных зубчатых колес G₃, G₆ на промежуточном валу 24 с помощью дополнительной установленной между ними муфты сцепления 50, можно получить шесть различных передаточных чисел. Добавляя дополнительные промежуточные валы, промежуточные зубчатые колеса и муфты сцепления, можно еще больше увеличить число возможных комбинаций. Многократное использование раскрытых здесь примеров осуществления настоящего изобретения или измененных примеров осуществления, охваченных объемом прилагаемой формулы изобретения, позволяет получить другие расширенные варианты применения. Например, как изображено на фиг. 6, три системы зубчатой передачи A, B и C описанных выше типов могут быть соединены вместе, при этом один входной вал 48 обеспечивает привод четырех валов 50_a, 50_b, 50_c и 50_d, которые приводят в действие четыре последовательно расположенные клети (не показаны). Такое расположение дает четыре передаточных числа между валами 50_a и 50_b, между валами 50_b и 50_c и между валами 50_c и 50_d, а всего шестьдесят четыре различных сочетания скоростей для данной последовательности из четырех клетей.