SU944765A1 - Исполнительный механизм поддержани заданного положени стопора металлургической емкости - Google Patents

Description

Изобретение относится к области непрерывной разливки металлов, в частности к устройствам автоматизации процессов разливки стали при стопорном дозировании из металлургической емкости. ⁵

Известен исполнительный механизм для управления стопором металлургической емко-сти содержащий корпус, поршень с силовым штоком, совершаю- ц щим возвратно-поступательное движение, и механизм управления £ 1 ].

Недостатком этого устройства является низкая точность поддержания заданного положения стопора, связанная с отсутствием датчика положения, а также большие весогабаритные характеристики, вызванные сложностью конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является исполнительный механизм с датчиком положения стопора металлургической ем2 кости, содержащий корпус, силовой шток, совершающий возвратно-поступа· тельное движение, механизм управления и датчик положения J2J.

Недостаток известного устройства состоит в низкой надежности, связанной с использованием открытого исполнения измерительных элементов, и в низкой точности поддержания заданного положения стопора, связанной с применением механической передачи винт-гайка от силового штока до стопора и датчика положения, которая обладает большими люфтами и кинематическими погрешностями. Кроме того, . при соединении исполнительного механизма к стопору, а также в процессе работы происходит разворот силового штока, вызывающий изменение сигнала датчика положения и, следовательно, изменение положения стопора, приводящее к аварийной ситуации, е связи с чем понижается надежность работы. К тому же функциональная зависимость показаний датчика положения от перемещения силового штока требует их совместного размещения, что приводит к увеличению габаритов и веса исполнительного механизма.

Целью изобретения является повышение надежности, повышение точности поддержания заданного положения стопора, улучшение обслуживания, а также расширение функциональных возможностей датчика положения.

Поставленная цель достигается тем, что в исполнительном механизме поддержания заданного положения стопора металлургической емкости, содержащем корпус, поршень с силовым штоком возвратно-поступательного движения, механизм управления и датчик положения, силовой шток поршня исполнительного механизма снабжен безлюфтовым функциональным преобразователем и безлюфтовым развязывающим шарикоподшипником, при этом безлюфтовый функциональный преобразователь связывает силовой шток с датчиком положения и соединен с силовым штоком через безлюфтовый развязывающий шарикоподшипник, причем датчик положения и безлюфтовый развязывающий шарикоподшипник размещены в полости поршня, а безлюфтовый функциональный преобразователь размещен в полости штока, при этом безлюфтовый функциональный преобразователь выполнен в виде валика с косыми шлицами и шарит ковой гайки, а угол подъема шлицев по всей длине валика выполнен в соответствии с законом изменения сигнала датчика положения.

На фиг. 1 представлена металлургическая емкость; на фиг. 2 - исполнительный механизм.

Исполнительный механизм присоединен к стопорному устройству 2 металлургической емкости 1 при помощи узлов верхнего 3 и нижнего 4 креплений .

Исполнительный механизм 5 содержит корпус 6, в котором расположены механизм 7 управления,датчик 8 положения, поршень 9 и силовой шток 10, уплотненные манжетами 11. Полости нагнетания и слива исполнительного механизма 5 соединены с питающей установкой при помощи гидроразъемов 12. Обмотки управления датчика 8 положения и механизма 7 управления соединены через штепсельный разъем 13 с системой управления.

Силовой шток 10 соединен с датчиком 8 положения через безлюфтовый функциональный преобразователь поступательного движения во вращатель5 ное, выполненный в виде валика 14 с косыми шлицами 15 и гайки 16, в корпусе которой расположены подпружиненные шарики 17, обеспечивающие контакт с косыми шлицами 15, а также 10 подпружиненный шарик 18 для контакта с призматическим стержнем 19, жестко соединенным с корпусом 6. Корпус гайки 16 центрируется в полости поршня 9 посредством безлюфто15 вого развязывающего шарикоподшипника, образованного радиально-упорным шарикоподшипником 20 с разъемным подпружиненным наружным кольцом.

Датчик 8 положения жестко без люфта соединен с валиком 14, удерживаемым от о'севого смещения радиально-рупорным шарикоподшипником 21 с разъемным и подпружиненным наружным кольцом.

Исполнительный механизм работает следующим образом.

В процессе разливки требуемая подача металла в кристаллизатор осуществляется при определенном положении стопора, что соответствует заданному положению силового штока 10, который совершает в процессе работы возвратно-поступательное движение л за счет изменения перепада давлении в полостях исполнительного механизма, осуществляемого механизмом 7 управления. Каждому положению силового штока 10 соответствует единственно возможное положение гайки 16, совершающей вместе с силовым штоком ⁴⁰ 10 возвратно-поступательное движение.

При этом шарики 17, перемещающиеся в косых шлицах 15, придают валику 14, а вместе с ним и датчику 8 положения вращательное движение, приводящее ⁴⁵ к изменению сигнала на обмотках управления датчика 8 положения.

В этом случае возникающие в процессе работы внешние воздействия, ⁵⁰ связанные с переустановкой исполнительного механизма 5 на емкость 1 и направленные на разворот силового штока 10, не влияют на показания датчика 8 положения, так как при ⁵⁵ этом гайка 16 удерживается от вращения посредством призматического стержня 19, а вместе с силовым штоком 10 вращается лишь наружное коль-.

шарикоподшипникаждому положению соответствует цо развязывающего ка 20.

Таким образом, силового штока 10 определенное значение сигнала датчика 8 положения, функционально зависимое от угла подъема шлицев 15 по •длине валика 14. Изменение угла наклона шлицев 15 позволяет в широких пределах изменять характеристики применяемых в качестве датчика положения 8 электрических приборов, линеаоизовывая их нелинейные хаоактеристики или наоборот, в зависимости от конкретных условий построения системы, преобразовать линейную хаоактеоистику в соответствии с желаемым за коном изменения сигнала датчика положения.

Конструкция предлаг^ мого исполнительного механизма с датчиком положения позволяет облегчить обслуживание и повысить надежность работы за счет размещения измерительных элементов непосредственно в рабочей полости без изменения энергетических и габаритных характеристик и повысить при этом точность поддержания заданного положения стопора.К тому же в изобретении исключено влияние внешних воздействий на показания датчика положения, направленных на разворот силового штока, что полностью устраняет возможность аварийной ситуации при переустановке исполнительного механизма во время' разливки и тем самым повышает надежность работы установки непрерывного литься заготовок.

Применение указанного исполнительного механизма позволяет поддерживать заданное положение стопора с точностью до 0,2 мм и увеличить выход годного металла за счет сокращения аварийных ситуаций на 2~3%.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к области непрерывной разливки металлов, в час ности к устройствам автоматизации процессов разливки стали при стопорном дозировании из металлургической емкости. Известен исполнительный механизм дл  управлени  стопором металлургической емко-сти содержащий корпус, поршень с силовым штоком, совершающим возвратно-поступательное движение , и механизм управлени  1 . Недостатком этого устройства  вл етс  низка  точность поддержани  заданного положени  стопора, св занна  с отсутствием датчика положени , а также большие весогабаритные харак теристики, вызванные сложностью конструкции. Наиболее близким по технической сущности к изобрет.ению  вл етс  исполнительный механизм с датчиком положени  стопора металлургической емКОСТИ , содержащий корпус, силовой шток, совершающий возвратно-поступз тельное движение, механизм управлени  и датчик положени  i2j. Недостаток известного устройства состоит в низкой надежности, св занной с использованием открытого исполнени  измерительных элементов, и в низкой точности поддержани  заданного положени  стопора, св занной с применением механической передачи винт-гайка от силового штока до стопора и датчика положени , котора  обладает большими люфтами и кинематическими погрешност ми. Кроме того, , при соединении исполнительного механизма к стопору, а также в процессе работы происходит разворот силового штока, вызывающий изменение сигнала датчика положени  и, следовательно, изменение положени  стопора, привод щее к аварийной ситуации, в св зи с чем понижаетс  надежность работы. К тому же функциональна  зависимость 39 показаний датчика положени  от перемещени  силового штока требует их совместного размещени , что приводит к увеличению габаритов и веса исполнительного механизма. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности, повышение точности поддержани  заданного положени  стопора , улучшение обслуживани , а также расширение функциональных возможностей датчика положени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в исполнительном механизме поддержани  заданного положени  стопора металлургической емкости, содержащем корпус, поршень с силовым штоком возвратно-поступательного дви жени , механизм управлени  и датчик положени , силовой шток поршн  исполнительного механизма снабжен безлюфтовым функциональным преобразоват лем и безлюфтовым разв зывающим шарикоподшипником , при этом безлюфтовый функциональный преобразователь св зывает силовой шток с датчиком положени  и соединен с силовым штоком через безлюфтовый разв зывающий шарикоподшипник, причем датчик положени  и безлюфтовый разв зывающий шарикоподшипник размещены в полости поршн , а безлюфтовый функциональный преобразователь размещен в полости штока, при этом безлюфтовый функциональный преобразователь выполнен в виде валика с косыми шлицами и шариг ковой гайки, а угол подъема шлицев по всей длине валика выполнен в соот ветствии с законом изменени  сигнала датчика положени . На фиг. 1 представлена металлурги ческа  емкость; на фиг. 2 - исполнительный механизм. Исполнительный механизм присоеди нен к стопорному устройству 2 металлургической емкости 1 при помощи узлов верхнего 3 и нижнего Ц креплений . Исполнительный механизм 5 содержит корпус 6, в котором расположены механизм 7 управлени ,датчик 8 положени , поршень 9 и силовой шток 10, уплотненные манжетами 11. Полости нагнетани  и слива исполнительного механизма 5 соединены с питающей установкой при помощи гидроразъемов 12. Обмотки управлени  датчика 8 положени  и механизма 7 управлени  соединены через штепсельный разъем 1 с .системой управлени . Силовой шток 10 соединен с датчиком 8 положени  через безлнх1)товый функциональный преобразователь поступательного движени  во вращательное , выполненный в виде валика 14 с косыми шлицами 15 и гайки 16, в корпусе которой расположены подпружиненные шарики 17 обеспечивающие контакт с косыми шлицами 15, а также подпружиненный шарик 18 дл  контакта с призматическим стержнем 19, жестко соединенным с корпусом 6. Корпус гайки 16 центрируетс  в полости поршн  9 посредством безлюфтового разв зывающего шарикоподшипника , образованного радиально-упорным шарикоподшипником 20 с разъемным подпружиненным наружным кольцом. Датчик 8 положени  жестко без люфта соединен с валиком , удерживаемым от осевого смещени  радиально- ,упорным шарикоподшипником 21 с разъемным и подпружиненным наружным кольцом. Исполнительнь|й механизм работает следующим образом. В процессе разливки требуема  подача металла в кристаллизатор осуществл етс  при определенном положении стопора, что соответствует заданному положению силового штока 10, который совершает в процессе работы возвратно-поступательное движение за счет изменени  перепада давлений в полост х исполнительного механизма , осуществл емого механизмом 7 управлени . Каждому положению силового штока 10 соответствует единственно возможное положение гайки 16, совершающей вместе с силовым штоком 10 возвратно-поступательное движение. При этом шарики 17, перемещающиес  в косых шлицах 15, придают валику , а вместе с ним и датчику 8 положени  вращательное движение, привод щее к изменению сигнала на обмотках управлени  датчика 8 положени . В этом случае возникающие в процессе работы внешние воздействи , св занные с переустановкой исполнительного механизма 5 на емкость 1 и направленные на разворот силового штока 10, не вли ют на показани  датчика 8 положени , так как при этом гайка 16 удерживаетс  от вращени  посредством призматического стержн  19, а вместе с силовым штоком 10 вращаетс  лишь наружное коль-. . . 5 цо разв зывающего шарикоподшипника 20. Таким образом, каждому положению силового штока 10 соответствует определенное значение сигнала датчи ка 8 положени , функционально зависимое от угла подъема шлицев 15 по длине валика Н. Изменение угла нак на шлицев 15 позвол ет в широких пределах измен ть характеристики примен емых в качестве датчика поло жени  8 электрических приборов, линеаоизовыва  их нелинейные хлоактеристики или наоборот, в зависимости от конкретных условий построе ни  системы, преобразовать линейную хаоактеоистику в соответствии с желаемым з коном изменени  сигнала датчика положени . Конструкци  предлаг мого исполнительного механизма с датчиком положени  позвол ет облегчить обслужи вание и повысить надежность работы за счет размещени  измерительных элементов непосредственно в рабочей полости без изменени  энергетических и габаритных характеристик и повысить при .этом точность поддержани  заданного положени  стопора.К тому же в изобретении исключено вли ние внешних воздействий на показани  датчика положени , направленных на разворот силового штока, что полностью устран ет возможность аварий ной ситуации при переустановке исполнительного механизма во врем  разливки и тем самым повышает надеж ность работы установки непрерывного литьс  заготовок. Применение указанного исполнител ного механизма позвол ет поддерживать заданное положение стопора с точностью до О,2 мм и увеличить выход годного металла за счет сокращени  аварийных ситуаций на 2-}%. 5 Формула изобретени  1.Исполнительный механизм поддержани  заданного положени  стопора металлургической емкости, содержащий корпус,поршень с силовым штоком возвратно-поступательного движени , механизм управлени  и датчик положени , отличающийс  тем, что. Сцелью повышени  надежности , точности поддержани  заданного положени  стопора и улучшени  обслуживани , силовой шток поршн  исполнительного механизма снабжен безлюфтовым функциональным преобразователем и безлюфтовым разв зывающим шарикоподшипником , при этом безлюфтовый функциональный преобразователь св зывает силовой шток с датчиком положени  и соединен с силовым штоком через безлюфтовый разв зывающий шари- . коподшипник, причем датчик положени  и безлюфтовый разв зывающий шарикоподшипник размещены в полости поршн , а безлюфтовый функциональный преобразователь размещен в полости штока. 2.Исполнительный механизм по п.1, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей датчика положени ,- безлюфтовый функциональный преобразователь выполнен в виде валика с косыми шлицами и шариковой гайки,, причем угол подъема шлицев по всей длине валика выполнен в соответствии с законом изменени  сигнала датчика положени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР If /+i/t77, кл. В 22 О 39/00,
2. 2.Патент Японии W 51-62, кл. ПВ091, 11С1, 1976.