УПОР ДЛЯ ОСТАНОВКИ ПАКЕТА ЛИСТОВ НА РОЛЬГАНГЕ Российский патент 1994 года по МПК B21B39/14 

Изобретение относится к оборудованию листопрокатных цехов металлургического производства и касается машин, входящих в состав агрегатных линий, предназначенных для упаковки пакетов листов.

Известно устройство для остановки движущегося проката на рольганге, содержащее шарнирно установленную на основании раму с постелью для проката и выдвижным щитом, перемещающимся возвратно-поступательно в направляющих рамы от привода, смонтированного на той же раме.

Известно выполнение упора для остановки пакета листов на рольганге. Упор содержит основание с шарнирно закрепленными на ней опорной плитой с направляющими для размещения листа. На основании также закреплен корпус силового цилиндра механизма подъема-опускания щита. Его шток шарнирно связан с щитом. Упор содержит механизм амортизации.

Известный упор не позволяет точно остановить пакеты из листов, в том числе, и большой массы. Недостаток заключается в потере формы торца пакета.

Изобретение заключается в том, что упор снабжен механизмом досылки щита в вертикальное положение, выполнением механизмами подъема-опускания щита и его амортизации, а также кинематической связью между ними.

На фиг. 1 изображен предлагаемый упор, вид сбоку; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 - вид по стрелке Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1; на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.1; на фиг.6 - разрез Д-Д на фиг. 1.

Упор для остановки пакетов листов на рольганге содержит плиту 1, на которой на оси 2 шарнирно закреплен корпус с направляющими 3, конструктивно выполненный в виде прямоугольной рамы, в боковых элементах которой со стороны движения пакета листов 4, установленных на поддоне 5, по транспортному рольгангу 6 имеются направляющие пазы с установленными в них выдвижным щитом 7. Направляющие пазы закрыты планками 8 и 9.

В нижней части корпуса направляющей 3 расположен кронштейн 10, на котором в подшипниках скольжения установлен гидроцилиндр 11, входящий в состав механизма подъема-опускания выдвижного щита 7 и механизма досылки пакета в положение, предшествующее удару пакета листов 4 в поднятый в крайнее верхнее положение выдвижной щит 7. На верхнем поперечном элементе рамы корпуса направляющей 3 на поверхности, обращенной в сторону гидроцилиндра 11, расположены два упора 12, а на тыльной поверхности расположен штырь 13.

На выходном конце штока гидроцилиндра 11 установлена вилка 14, в щеках которой расположена ось 15, несущая на себе ролик 16, расположенный между щеками вилки, а на ее концевых частях установлено по сухарю 17. С сухарями 17 жестко связаны тяги 18, каждая из которых проходит через специально предназначный для этой цели открытый паз в нижних элементах кронштейнов 19, расположенных на поверхности выдвижного щита 7, обращенной к гидроцилиндру 11. В свою очередь, каждый сухарь 17 расположен в пространстве между кронштейнами 19, которое закрыто крышками 20, т.е. образуются прямоугольные окна, в которых могут возвратно-поступательно перемещаться сухари 17.

На выходных концах тяг 18 смонтированы составные пружины 21, состоящие из двух пружин правой и левой навивки. Составные пружины 21 предварительно поджаты на одну и ту же величину посредством корончатых гаек 22 до величины суммарного усилия, несколько превышающего вес выдвижного щита 7. Таким образом, предварительно поджатые составные пружины 21, опираясь нижними концами на корончатые гайки 22 через опорные шайбы 23 и стаканы 24, прижимают торцовые поверхности стаканов 25 к заплечикам утолщенной части тяг 18, расположенных в открытых пазах нижних элементов кронштейнов 19 выдвижного щита 7, замыкая тем самым суммарное усилие предварительного поджатия, превышающее вес выдвижного щита 7, на этих заплечиках.

В свою очередь, на торцовые поверхности стаканов 25, прижатые к заплечикам утолщенной части тяг 18, опирается внешними нижними опорными поверхностями кронштейнов 19 выдвижной щит 7, оказываясь тем самым опертым, находясь в направляющих пазах корпуса направляющей 3, на предварительно поджатые составные пружины 21.

Таким образом, гидроцилиндр 11, связанный посредством вилки 14 через ось 15, сухари 17 с тягами 18 и составные пружины 21 с выдвижным щитом 7 представляет собой механизм подъема-опускания выдвижного щита.

С другой стороны, составные пружины 21, смонтированные на выходных концах тяг 18, связанных с сухарями 17, надетыми на концевые участки оси 15, пронизывающей щеки вилки 14, установленной на выходном конце штока гидроцилиндров 11, и имеющие возможность благодаря сжатию составных пружин 21 под действием усилия гидроцилиндра 11 перемещаться в прямоугольных окнах кронштейнов 19 выдвижного щита 7, после того, когда он занимает рабочее положение, упираясь кронштейнами 19 в упоры 12 корпуса направляющей 3, в совокупности с перечисленными деталями представляют собой механизм зависания выдвижного щита 7 в рабочем положении.

В хвостовой части фундаментной плиты 1 расположена колонна 26 с кронштейном 27. В верхней части колонны 26 в расточках стоек 28 уложен в подшипниках скольжения синхронизирующий вал 29, на концах которого насажены двуплечие рычаги 30 и 31, плечи которых равны и расположены под прямым углом по отношению друг к другу. Вертикальные плечи рычагов 30 и 31 шарнирно связаны с корпусом направляющей 3 посредством двух пар серег 32, надетых на выходные концы осей 33 и 34 соответственно запрессованных в верхних частях вертикальных плеч рычагов 30, 31 и в специально предназначенные выступы 35, расположенные по концам верхнего поперечного элемента рамы корпуса направляющей 3. Горизонтальные плечи двуплечих рычагов 30 и 31, шарнирно связанные посредством осей 36 с проушинами 37, опираются через них на пружины 38, которые, примыкая своими верхними торцами к торцовым поверхностям проушин 37, нижними торцами опираются на сферические пяты 39, контактирующие со сферическими подпятниками 40, уложенными в специально предназначенные для этой цели на полке кронштейна 27 колонны 26 фиксирующие гнезда. От торцовых поверхностей проушин 37, находящихся в контакте с верхними торцами пружин 38, отходят тяги 41, которые пронизывают сферические пяты 39 через отверстия с запрессованными в них втулками, образующими подшипники скольжения, сферические подпятники 40 и, проходя через открытые пазы в полке кронштейна 27, на своих концах несут фиксирующие втулки 42, которые гайками 43 через нажимную шайбу прижаты к поверхности полки кронштейна 27, обращенной к фундаментной плите 1. Пружины 38 находятся в свободном (неподжатом) состоянии. Фиксирующие втулки 42, контактируя с полкой кронштейна 27 и пружины 38, благодаря своей жесткости, дают возможность выдвижному щиту 7 занимать в исходном и рабочем положениях строго вертикальное положение.

В совокупности выдвижной щит 7 с корпусом направляющей 3, серьги 32, двуплечие рычаги 30 и 31, насаженные на вал 29 и опирающиеся через проушины 37 на пружины 38, входят в состав механизма амортизации, т.е. в механизм, предназначенный для гашения кинетический энергии удара, уложенного на поддоне 5 пакета листов 4 в выдвижной щит 7 и возвращения его в положение, предшествующее удару.

Посередине между двуплечими рычагами 30 и 31 на синхронизирующем валу 29 на подшипниках скольжения установлен трехплечий рычаг 44. В исходном положении одно из плеч этого рычага нависает над роликом 16, расположенным между щек вилки 14, установленной на выходном конце штока гидроцилиндра 11. Второе плечо трехплечего рычага 44, шарнирно связанное посредством оси 45 с проушинами 46, опирается через нее на предварительно сжатую пружину 47, которая, воздействуя своим верхним торцом на торцовую поверхность проушины 46, нижним торцом воздействует на сферическую пяту 48, имеющую как и сферические пяты 39 отверстие с запрессованными в него втулками, образующими подшипник скольжения. Пята 48 контактирует со сферическим подпятником 49, уложенным в предназначенное для него на полке кронштейна 27 колонны 26 фиксирующее гнездо, расположенное между фиксирующими гнездами для подпятников 40 пружин 38 механизма амортизации.

Тяга 50, отходящая от торцовой поверхности проушины 46, контактирующей с торцовой поверхностью предварительно сжатой пружины 47, пронизывает сферическую пяту 48, подпятник 49 и, проходя через открытый паз полки кронштейна 27, несет на своем конце нажимную втулку 51, которая через сферический подпятник 49, воспринимая на себя усилие предварительного сжатия пружины 47, передает его через опорную шайбу 52 на гайки 53, навернутые на резьбовой конец тяги 50.

Третье вертикальное плечо рычага 44 шарнирно связано посредством серег 54 с толкателем 55, надетым на штырь 13, запрессованный в верхний поперечный элемент рамы корпуса направляющей 3. Серьги 54 надеты на выходные концы осей 56 и 57, соответственно запрессованные в концевую часть третьего плеча трехплечего рычага 44 и в корпус толкателя.

Гидроцилиндр 11 с роликом 16, установленным в междущековом пространстве вилки 14, закрепленной на выходном конце штока гидроцилиндра, трехплечий рычаг 44, установленный на синхронизирующем валу 29 и опирающийся одним из своих плеч через шарнирно связанную с этим плечом проушину 46 на предварительно сжатую пружину 47, а следующим плечом шарнирно связанный посредством серег 54 с толкателем 55, надетым на штырь 13, запрессованный в верхнем поперечном элементе корпуса направляющей 3, в совокупности представляют собой механизм досылки пакета в положение, предшествующее удару уложенного на поддоне 4 пакета листов 4, поднятый в рабочее положение выдвижной щит 7.

Упор для остановки пакетов листов на рольганге работает следующим образом.

Для остановки уложенного пакета листов 4, движущегося по транспортному рольгангу 6, верхняя кромка выдвижного щита 7 должна быть поднята над верхними образующими бочек роликов рольганга от ее исходного положения на высоту Н.

При включении гидроцилиндра 11 механизма подъема-опускания выдвижного щита 7 с момента начала движения поршня гидроцилиндра ось 15 увлекает за собой сухари 17 с тягами 18 и проушинами 21, усилие предварительного сжатия которых, превышающее вес выдвижного щита 7 приблизительно на 5-7%, замыкается на заплечиках утолщенных участков тяг 18 через торцовую поверхность стаканов 25, на которые опирается выдвижной щит 7. Таким образом, при поступательном движении поршня гидроцилиндра 11 в крайнее верхнее положение пружинная подвеска, сохраняя свою первоначальную высоту, поднимает на себе выдвижной щит 7 и до тех пор, пока наружные поверхности верхних элементов кронштейнов 19 выдвижного щита 7 не приходят в соприкосновение с упорами 12, расположенными на верхнем поперечном элементе рамы корпуса направляющей 3. Выдвижной щит 7 останавливается, поднимаясь от исходного положения, которое он занимает до включения гидроцилиндра 11, на требуемую высоту Н₁.

В связи с тем, что ход поршня гидроцилиндра 11 больше, чем необходимая высота Н подъема выдвижного щита 7, то при дальнейшем движении поршня гидроцилиндра 11 протекают одновременно следующие процессы.

Во-первых, продолжающееся движение оси 15 влечет за собой начало перемещения сухарей 17 с тягами 18 в прямоугольных окнах кронштейнов 19 остановившегося выдвижного щита 7, т.е. начало приведения в рабочее состояние механизма зависания выдвижного щита. С момента начала движения сухарей 17 с тягами 18 заплечики утолщенной части тяг 18, на которых замыкается усилие предварительного сжатия составных пружин 21 за вычетом силы тяжести выдвижного щита 7 при подъеме его в рабочее положение, отходят от торцовых поверхностей стаканов 25, оставляя их в начальный момент отхода от них прижатыми к наружным поверхностям нижних элементов кронштейнов 19 с этим усилием. По мере движения сухарей 17 с тягами 18 в прямоугольных окнах кронштейнов 19 стаканы 25 прижимают кронштейны 19 со все более возрастающим усилием от воздействия на них начинающих сжиматься составных пружин 21. Дополнительное сжатие составных пружин 21 заканчивается, когда сухари 17 с тягами 18 поднимаются в прямоугольных окнах кронштейнов 19 на величину λ, не приходя в соприкосновение с верхними элементами кронштейнов 19. При этом усилие прижатия составными пружинами 21 через стаканы 25 кронштейнов 19 выдвижного щита 7 к упорам 12 достигает за вычетом силы тяжести выдвижного щита величины около 40% от его силы тяжести.

Подъем сухарей 17 с тягами 18 на величину λ означает тот факт, что поршень гидроцилиндра 11 достигает своего крайнего верхнего положения и упирается в верхнюю крышку своего корпуса, пройдя путь, равный Н = Н₁ + λ. Во-вторых, начало движения сухарей 17 и сопровождающееся с этим началом дополнительного сжатия составных пружин 21 на величину λ сопровождается приблизительно через 1. ..2 мм началом момента соприкосновения ролика 16, находящегося в междущековом пространстве вилки 14 на оси 15 с нависающим над ним плечом трехплечего рычага 44 механизма досылки пакета листов 4 в положение, предшествующее удару пакета листов и поднятый в рабочее положение выдвижной щит 7. Подъем ролика 16, также как и сухарей 17 с тягами 18 на величину хода поршня гидроцилиндра 11, равную λ, влечет за собой поворот трехплечего рычага 44, установленного на подшипниках скольжения на синхронизирующем вале 29, что сопровождается, с одной стороны, сжатием предварительно сжатой пружины 47, на которую опирается через шарнир связанную с ним проушину 46 второе плечо трехплечего рычага 44, а с другой стороны, отводом толкателя 55 от корпуса направляющей 3 по штырю 13 третьим плечом трехплечего рычага 44 на величину λ.

Величина начального усилия предварительно сжатой пружины 47, установленной на полке кронштейна 27 колонны 26, с которого начинается ее дополнительное сжатие при повороте трехплечего рычага 44 под воздействием ролика 16, выбрана из такого расчета, чтобы, учитывая передаточное число механизма досылки пакета, усилием воздействия толкателя 55, входящим в состав этого механизма, на выдвижной щит 7, можно было преодолеть силы сопротивления движения пакета листов 4, установленного на поддоне 5, по транспортному рольгангу 6 для пакета предельно допустимой массы, пропускаемого через агрегат упаковки.

Величина l отвода толкателя 55 по штырю 13 трехплечим рычагом 44 от корпуса направляющей 3 выбрана такой, чтобы она была несколько больше, чем предельно возможная величина отклонения поверхности контакта корпуса направляющей 3 с толкателем 55 в направлении движения пакета листов 4 предельно допустимой массы с максимально возможно скоростью при движении его к упору по транспортному рольгангу 6 после удара пакета листов 4 в выдвижной щит 7 и до полной его остановки механизмом амортизации в этом направлении.

После занятия выдвижным щитом 7 рабочего положения, дополнительного сжатия предварительно сжатой пружины 47 трехплечим рычагом 44 и отводом им толкателя 55 от корпуса направляющей 3 по штырю 13 заканчивается подготовительная операция по приведению упора в положение полной готовности для остановки движущегося к нему по транспортному рольгангу 6 пакета листов 4 и возвращения его в положение, предшествующее моменту удара этого пакета в выдвижной щит 7.

Протекание первой половины полупериода остановки пакета листов 4 выдвижным щитом 7 заканчивается падением скорости движения пакета до нуля сжатием пружин 38, которые теперь начинают воздействовать через элементы механизма амортизации на выдвижной щит 7 в обратном направлении. Выдвижной щит 7 начинает воздействовать на остановленный пакет листов 4 при максимальном начальном усилии пружин 38, величина которого определяется величиной потенциальной энергии, накопленной ими при гашении кинематически энергии остановленного пакета листов 4 конкретной массы. Это уменьшающееся по мере движения в обратную сторону пакета листов 4 усилие опять вызывает нежелательные последствия на сдвиг листов в пакете в том же направлении, что и при протекании первого полупериода остановки пакета выдвижным щитом 7. Но, учитывая влияние сил пробуксовки между бочками по-прежнему еще замедляющих свое вращение роликов транспортного рольганга 6 и поддоном 5, которые теперь направлены против направления движения пакета, протекает вновь эффект сглаживания нарастания ускорения разгона пакета листов 4 под воздействием усилия со стороны выдвижного щита 7.

Движение пакета листов 4 продолжается под воздействием разгружающихся пружин 38 механизма амортизации до тех пор, пока усилие этих пружин, воздействующих на выдвижной щит 7, не уравновешивается силами сопротивления от пробуксовки, а это значит, что пакет листов 4 останавливается, не достигая того положения, при котором он ударяется в выдвижной щит 7, и пружины 38 не разгружаются до нуля.

В момент достижения угловой скорости вращения роликов транспортного рольганга 6 до нуля подается импульс на включение гидроцилиндра 11 на обратный ход. При движении поршня гидроцилиндра 11 в исходное положение одновременно начинают протекать следующие процессы. Во-первых, ролик 16, двигаясь вниз, дает возможность трехплечему рычагу 44 поворачиваться под действием усилия пружины 17 механизма досылки пакета дополнительно сжатой этим рычагом при подъеме выдвижного щита 7 в рабочее положение. Поворот трехплечего рычага 4 сопровождается поступательным движением толкателя 55 по штырю 13.

Разгрузка пружины 47 при наличии постоянного контакта соответствующего плеча трехплечего рычага 44 с роликом 16 продолжается до тех пор, пока толкатель 55, перемещаясь по штырю 13, не входит в соприкосновение с корпусом направляющей 3. Наблюдавшееся до момента соприкосновения толкателя 55 с корпусом направляющей 3 силовое замыкание пружин 47 через трехплечий рычаг 44 на ролик 16 переходит на корпус направляющей 3 (выдвижной щит 7, пакет листов 4), что дает возможность при уходящем в это время вниз ролике 16 присоединить усилие разгружающейся пружины 47 механизма досылки пакета к усилию недоразгрузившихся до нуля пружин 38 механизма амортизации.

Таким образом, приостановившийся было пакет листов 4 начинает досылаться выдвижным щитом 7 в положение, предшествующее его удару, под действием совместного усилия продолжающих разгружаться до нуля пружин 38 механизма амортизации и разгружающейся до усилия предварительного сжатия пружины 47 механизма досылки, которое выбрано таким, что оно оказывается достаточным для преодоления сил сопротивления перемещению по транспортному рольгангу 6 пакета листов 4 предельной массы. При досылке пакета листов 4 под воздействием суммарного усилия пружин 38 и пружины 47 ролик 16 теперь является тем элементом в механизме досылки пакета, который не дает возможности приобрести пакету листов 4 недопустимо большое ускорение (сохраняется условие исключения сдвига листов) и не позволяет пакету приобрести достаточно большой запас кинематической энергии, так как это сказывается на точности его остановки относительно положения в момент удара в выдвижной щит 7.

В тот момент, когда выдвижной щит 7 с корпусом направляющей 3 занимает вертикальное положение, процесс досылки пакета листов 4 заканчивается, так как пружины 38 механизма амортизации разгружаются до нуля, и фиксирующие втулки 42, войдя в контакт с поверхностью полки кронштейна 27, обращенной к фундаментной плите 1, фиксирует это положение. Толкатель 55 механизма досылки пакета также прекращает свое воздействие на корпус направляющей 3 в силу того, что нажимная втулка 51 входит в контакт со сферическим подпятником 49, на котором установлен узел пружины 47, и ее силовое воздействие через нажимную втулку 51 замыкается на сферический подпятник 49.

Таким образом, пружина 47, содействуя досылке пакета, не только разгружается до усилия предварительного поджатия, с которым она установлена на упоре, но и приводит трехплечий рычаг 44 в исходное положение.

С момента занятия трехплечим рычагом 44 исходного положения, которое совпадает с моментом занятия выдвижным щитом 3 вертикального положения, начинается отход ролика 16 от плеча трехплечего рычага 44, бывшего с ним в контакте. Отход ролика 16 от плеча трехплечего рычага 44 на 1...2 мм совпадает с окончанием процесса "зависания" выдвижного щита 7 в рабочем положении, в котором он находится в течение всего периода работы механизма досылки пакета листов, начиная с момента включения гидроцилиндра 11 на обратный ход. Этот период "зависания" выдвижного щита 7 обеспечивается усилием разгрузки составных пружин 21 механизма зависания до усилия предварительного поджатия, с которым они установлены на тягах 18 сухарей 17. В тот момент, когда сухари 17, сидящие с роликом 16 на одной и той же оси 15, ведомой выходным концом штока гидроцилиндра 11, занимают исходное положение в прямоугольных окнах кронштейнов 19 выдвижного щита 7, которое они занимают до включения гидроцилиндра 11 на подъем выдвижного щита 7 в рабочее положение и до момента остановки его в рабочем положении, заплечики утолщенной части тяг 18 входят в контакт со стаканами 25 и усилие предварительного поджатия составных пружин 21 замыкается на этих плечиках. Стакан 25 своими наружными торцовыми поверхностями перестает прижимать кронштейны 19 выдвижного щита 7 к упорам 12 рамы корпуса направляющей 3, выдвижной щит 7 вновь опирается на торцовые поверхности стакана 25 и начинает опускаться в исходное положение, оставляя в требуемом положении для проведения следующей технологической операции пакет листов 4 на транспортном рольганге 6. Момент начала отхода выдвижного щита 7 (кронштейнов 1) от упоров 12 фиксируется путевым датчиком, который установлен на корпусе направляющей 3. От него подается импульс на ускоренное движение поршня гидроцилиндра 11 в крайнее нижнее положение. После прихода поршня гидроцилиндра, а вместе с ним и выдвижного щита 7 в крайнее нижнее положение все механизмы, входящие в состав упора для остановки движущегося пакета листов на рольганге, занимают исходное положение. На этом процесс остановки пакета 4, уложенного на поддоне 5, заканчивается, а упор готов к началу проведения операции для остановки следующего пакета листов.

Сущность изобретения: упор содержит основание с опорной плитой, выполненной с направляющими. Щит установлен в направляющих. Механизм подъема-опускания щита содержит силовой цилиндр. На его штоке закреплена ось, несущая в средней части ролик и размещенные по обе его стороны сухари. На щите жестко установлены две пары кронштейнов, между которыми установлены сухари, подпружиненные относительно наружнего торца нижнего кронштейна. Наружние торцы верхнего кронштейна взаимодействуют с упорами, выполненными на опорной плите. Механизм досылки щита в вертикальное положение выполнен в виде трехплечего рычага, шарнирно установленного на основании. Одно плечо рычага оперто о основание, другое кинематически связано с штоком цилиндра механизма подъема-опускания щита. Механизм амортизации выполнен в виде соосно установленных двуплечих рычагов. Одно плечо рычагов оперто о основание через пружины, а другое через шарнирные рычаги связан с опорной плитой. Трехплечий и двуплечие рычаги расположены на общей оси. Двуплечие рычаги жестко связаны с осью. 6 ил.

УПОР ДЛЯ ОСТАНОВКИ ПАКЕТА ЛИСТОВ НА РОЛЬГАНГЕ, содержащий основание с шарнирно закрепленными на ней опорной плитой с направляющими для размещения щита и корпусом силового цилиндра механизма подъема-опускания щита, шток которого шарнирно связан с щитом, механизм амортизации, отличающийся тем, что, с целью повышения качества листов путем исключения потери формы пакета листов в направлении его движения и обеспечения точности остановки пакетов листов различной массы, он снабжен механизмом досылки щита в вертикальное положение, выполненным в виде трехплечего рачага, шарнирно установленного на основании, одно плечо которого оперто через предварительно сжатую пружину о основание, второе - кинематически связано со штоком цилиндра механизма подъема - опускания щита, а опорная плита выполнена со штырем, на котором установлен ползун, шарнирно связанный рычагами с третьим плечом упомянутого рычага, механизм подъема-опускания щита снабжен установленными на общей оси, закрепленной на штоке цилиндра, двумя сухарями и роликом между ними, взаимодействующим со вторым плечом трехплечего рычага, двумя парами кронштейнов, жестко связанных со щитом, между которыми установлены сухари, подпружиненные относительно наружнего торца нижнего кронштейна, предварительно сжатыми составными пружинами встречной навивки, а также снабжен упорами, взаимодействующими с наружними торцами верхнего кронштейна, механизм амортизации выполнен в виде соосно установленных двуплечих рычагов, одно плечо которых оперто об основание через пружины, а другое - через шарнирные рычаги связано с опорной плитой, причем трехплечий и двуплечие рычаги расположены на общей оси и двуплечие рычаги жестко связаны с ней.