НАМОТОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ВОЛОЧИЛЬНОГО СТАНА Российский патент 1997 года по МПК B21C1/12 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к волочильному производству, и может быть использовано для приема на катушки проволоки, преимущественно медной проволоки, после волочильного стана или при перемотке.

Известно намоточное устройство [1] содержащее приводную катушку, блокировочный ролик, наложенный на натянутую нить и связанный с датчиком, и дополнительный ролик, прижимающий витки проволоки на катушке после срабатывания блокировочного ролика при обрыве проволоки или окончании волочения.

Однако данное устройство характеризуется недостаточной надежностью прижима конца проволоки подпружиненным роликом. Из-за неравномерности намотки наружная поверхность может иметь бочкообразную или седлообразную форму с впадинами и выступами, т.к. ролик прижимает проволоку только после срабатывания блокировочного ролика, к тому же только на выступах.

Известно намоточное устройство [2] содержащее катушку с приводом и механизм укладки витков, установленный на траверсе и выполненный в виде двух направляющих роликов, один из которых подпружинен к другому. Недостатком известного устройства является то, что проволока в процессе намотки подвергается постоянному давлению со стороны подпружиненных направляющих роликов и в результате возникающего между проволокой и роликами трения испытывает дополнительные растягивающие усилия, а также то, что в случая обрыва проволоки, окончания волочения или размотки зажим конца проволоки осуществляется не на катушке, а между направляющими роликами механизма укладки витков.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является намоточное устройство [3] содержащее катушку с приводом, механизм укладки витков установленный на траверсе и выполненный в виде двух направляющих роликов, один из которых подпружинен к другому, механизм блокировки предотвращения размотки или распущенности проволоки в случае обрыва проволоки или окончания намотки, выполненный в виде установленного на траверсе рычага с роликом и ступицей, смонтированный с возможностью поворота вокруг продольной оси траверсы, втулкой и конечным выключателем, установленным на втулке и электрически связанным с приводом, и упором конечного выключателя, причем торцевые части втулки и ступицы выполнены в виде профильных копирных поверхностей, а один из направляющих роликов и ступица установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения продольной оси и траверсы и т. д. в результате чего при срабатывании механизма блокировки проволока плотно оказывается зажата между направляющими роликами механизма укладки.

Однако известное намоточное устройство конструктивно сложно, недостаточно надежно и при его использовании производится недостаточно качественная намотка, т. к. зажим конца проволоки осуществляется не на катушке, а между роликами укладки витков, в то время, как обрыв проволоки может произойти между ними и катушкой. В этом случае конец проволоки окажется не зажатым, что приведет к распушенности намотки, спутыванию прокатываемой проволоки, поскольку блокировочный механизм не сработает, и катушка будет продолжать вращение. Кроме того одним из основных недостатков, влияющих на надежность работы устройства и качественность намотки проволоки, является то, что при все увеличивающейся линейной скорости проволоки в результате увеличивающегося диаметра намотки при постоянной угловой скорости вращения катушки и при постоянной скорости движения проволоки при прокате неизбежно возникновение разности скоростей движения проволоки на первичном участке и на участке намотки, что приведет либо к прогибу проволоки и останову проката и намотки от срабатывания блокировочного механизма, либо к обрыву проволоки в результате чрезмерного натяжения проволоки.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности намоточного устройства, упрощение всех его механизмов, техническим результатом чего является уменьшение метериалоемкости устройства, повышение производительности при намотке, повышение качества намотки, возможность быстрой переналадки устройства для намотки различной по толщине проволоки на различные по величине катушки, в том числе, по ширине.

Поставленная задача достигается тем, что намоточное устройство содержит станину, катушку с приводом, механизм укладки витков проката, преимущественно медной проволоки, с направляющими элементами, устройства захвата начального конца проволоки, предотвращения распушения бочкообразной или седлообразной намотки, закрепления конца проволоки после намотки и электромеханическое устройство выключения привода при обрыве или окончании волочения, причем на станине по ходу волочения смонтированы последовательно расположенные с возможностью вращения пара горизонтальных желобчатых роликов и пара вертикальных цилиндрических валиков продольной ориентации проката с зазорами между ними, соответствующими толщине проволоки, механизм укладки валиков, включающий пару вертикальных валиков, смонтированных с возможностью вращения и с зазором между ними, соответствующим толщине проволоки на возвратно-поступательной каретке, установленной в горизонтальном поперечном направляющем пазу, кинематически связанной посредством вертикального пальца, жестко закрепленного на каретке, с одноплечей качалкой, шарнирно установленной на оси, закрепленной на станине, через один из продольных пазов на качалке, причем качалка кинематически связана через второй ее продольный паз с кривошипом, имеющим вертикальную ось вращения, посредством вертикального пальца кривошипа, установленного на ползуне в радиальном пазу кривошипа с возможность его жесткого закрепления на любом расстоянии от кривошипа в пределах паза, при этом катушка выполнена легкосъемной с возможностью ее жесткого закрепления на приводном валу катушки и точного совмещения ее срединной плоскости с вертикальной плоскостью проката посредством элементов закрепления, а приводной вал катушки консольно закреплен на станине и кинематически связан прерывисто-фрикционно с приводом, установленным на станине и имеющем горизонтальную ось вращения, при этом вдоль консоли приводного вала катушки выполнен ряд диаметральных сквозных каналов, а сам вал снабжен лекгосъемными удерживающими шайбами и штырями, и на поверхности консоли приводного вала жестко закреплена продольная шпонка, а на внутренней поверхности центральной втулки катушки выполнен ответный указанной шпонке продольный паз, а торцевые бортовые диски катушки жестко установлены по концам ее центральной втулки и скреплены между собой посредством жестких стержней устройства захвата начального конца проволоки, расположенных параллельно ее поверхности по кругу на расстоянии, равном 3-4 толщинам проволоки и с зазорами между ними, соответствующими толщине проволоки, а устройство закрепления конца проволоки после намотки выполнено в виде сквозных отверстий по периферии торцевых дисков катушки. На приводном валу катушки жестко закреплен маховик, снабженный цилиндрической фрикционной поверхностью, а привод катушки содержит приводной диск, установленный на станине, в котором радиально симметрично размещены упругие фрикционные пальцы, закрепленные в подпружиненных наружу направляющих с возможностью регулировки поджатия наружной торцевой поверхности пальцев к фрикционной поверхности маховика приводного вала катушки посредством регулировочного элемента, имеющего по периферии зубья пилообразного сечения соответственно числу пальцев. Устройство предотвращения распушения, бочкообразной или седлообразной намотки проволоки выполнено в виде прикаточного механизма, содержащего шарнирно установленный на станине рычаг, на конце которого укреплен поперечный ложемент, в котором горизонтально вставлен с возможностью свободного вращения и контакта его цилиндрической поверхности с витками проволоки под действием собственного веса или подпружиненности легкосъемный прикаточный валик, длина которого соответствует величине междискового расстояния катушки. Ложемент прикаточного механизма может быть укреплен горизонтально шарнирно и в него параллельно друг другу и один за другим вставлены два прикаточных валика. Электромеханическое устройство включения привода включает невращающийся вертикальный стержень или вертикальную рамку, смонтированные на станине, с возможностью свободного перемещения вниз под действием своего веса, на поперечной горизонтальной ветви которых установлен с возможностью вращения валика и возможностью контакта его цилиндрической поверхности с поверхностью натянутой проволоки, а сверху снабженных лапкой нажатия на кнопку конечного выключателя, причем указанное электромеханическое устройство, предпочтительно, размещено и закреплено на станине между горизонтальной и вертикальными парами роликов и валиков продольной ориентации проволоки. Ролики и валики продольной ориентации и валики укладки установлены на шпильках с возможностью регулировки расстояния между роликами и валиками путем замены роликов и валиков на ролики и валики другого диаметра.

Отличительными признаками предлагаемого намоточного устройства являются следующие:
последовательно расположенные пары горизонтальных роликов и вертикальных роликов с зазорами между ними обеспечивают беспрепятственный пропуск проволоки и в то же время его точную ориентацию в срединной плоскости волочения, что способствует повышению качества намотки;
механизм укладки, состоящий из пары вертикальных валиков и зазором между ними, соответствующим толщине проката, смонтированных на каретке с возможностью ее горизонтально-поперечного движения непосредственно перед катушкой, обеспечивают равномерную раскладку его витков в катушке;
вертикальные цилиндрические валики механизма раскладки не препятствуют укладке витков при изменяющемся диаметре намотки;
продольный паз на качалке и радиальный паз на кривошипе, в котором закрепляется ползун с пальцем кривошипа, дает возможность переналадки механизма укладки на работу с катушками различной ширины;
приводной вал катушки, укрепленный консольно на станине, позволяет производить быструю замену катушек, а элементы удержания катушки в виде удерживающих шайб и штырей совместно со сквозными диаметральными каналами в консоле приводного вала катушки обеспечивают точную ориентацию срединной плоскости катушек разной толщины, что способствует качеству намотки;
приводной вал катушки, оснащенный продольной шпонкой дает возможность при легкозаменяемости катушек жестко передавать крутящий момент с вала на катушку, обеспечивая тем самым постоянный натяг проволоки;
стержни, посредством которых закреплены на центральной втулке торцевые диски катушки, являются в то же время устройством захвата и удержания начального конца проволок и путем его защемления между стержнями, а отверстия по периферии дисков устройством удержания конца проката после окончания намотки. Подобная конструкция позволяет объединить разные функции устройств при предельной простоте и способствует надежности устройства;
привод катушки, выполненный в виде дискового элемента с радиальными упругими пальцами, совместно с маховиком, укрепленным на приводном валу катушки, обеспечивает прерывисто-фрикционную приводную связь с приводным валом катушки, за счет которой обеспечивается принудительное вращение катушки с изменяющейся (уменьшающейся по мере намотки) угловой скоростью, постоянный натяг проката и предотвращение его чрезмерного натяжения;
применение механизма раскатки витков проволоки в виде поперечных прикаточных валиков, установленных на шарнирном рычаге с постоянным плотным контактом их цилиндрической поверхности с витками, обеспечивает ровную раскладку витков, исключает бочкообразную или седлообразную намотку и распушение при обрыве проволоки или окончании намотки, а легкозаменяемость прикаточных валиков позволяет проводить указанные операции при различной ширине катушек;
блокировочное электромеханическое устройство, выполненное в виде невращающегося вертикального стержня с возможностью его перемещения вниз, с поперечным горизонтальным валиком снизу, опирающимся на натянутую проволоку и с нажимной лапкой на верхнем конце над концевым выключателем, установка его пред парой вертикальных валиков продольной ориентации проката обеспечивает блокировку намоточного устройства при обрыве проволоки в любом месте до катушки или при окончании волочения;
установкой на шпильках роликов и валиков ориентации проката и механизма укладки с возможностью из легкозаменяемости на пары другого диаметра обеспечивается возможность регулировки зазора между парными роликами и валиками, чем достигается безлюфтовое с минимальным зазором свободное продвижение проволоки между ними, способствуя высокой качественности намотки.

На фиг. 1 изображен с частичным разрезом вид сбоку устройства; на фиг. 2 вид устройства сверху, причем некоторые элементы изображены условно прозрачными.

Намоточное устройство содержит станину, катушку с приводом, механизм укладки витков проволоки, преимущественно медной проволоки, с направляющими элементами, устройства захвата начального конца проволоки, предотвращения распушения, бочкообразной или седлообразной намотки, закрепления конца проката после намотки, электромеханическое устройство выключения привода при обрыве или окончании волочения, причем на станине 1 по ходу волочения смонтированы последовательно расположенные с возможностью вращения пара горизонтальных желобчатых роликов 2 и 3 и пара вертикальных цилиндрических валиков 4 и 5 продольной ориентации проволоки с зазорами между ними, соответствующими толщине проката, механизм укладки витков проволоки, включающий пару вертикальных валиков 6 и 7, смонтированных с возможностью вращения и с зазором между ними, соответствующим толщине проволоки на возвратно-поступательной каретке 8, установленной в горизонтальном поперечном направляющем пазу 9, кинематически связанной посредством вертикального пальца 10, жестко закрепленного на каретке, с одноплечей качалкой 11, шарнирно установленной на оси 12, закрепленной на станине, через один из продольных пазов 13 на качалке, причем качалка кинематически связана через второй ее продольный паз 14 с кривошипом 15, имеющим вертикальную ось 16 вращения, посредством вертикального пальца 17 кривошипа, установленного на ползуне 18 в радиальном пазу 19 кривошипа с возможностью его жесткого закрепления на любом расстоянии от кривошипа в пределах паза, при этом катушка 20 выполнена легкосъемной с возможностью ее жесткого закрепления на приводном валу 21 катушки и точного совмещения ее срединной плоскости с вертикальной плоскостью проката посредством элементов 22 и 23 закрепления, а приводной вал катушки консольно закреплен на станине и кинематически связан прерывисто-фрикционно с приводом 24, установленным на станине и имеющим горизонтальную ось вращения, при этом вдоль консоли приводного вала катушки выполнен ряд диаметральных сквозных каналов 25, а сам вал снабжен легкосъемными удерживающими шайбами и штырями, и на поверхности консоли приводного вала жестко закреплена продольная шпонка 26, а на внутренней поверхности центральной втулки катушки выполнен ответный указанной шпонке продольный паз, а торцевые бортовые диски 27 катушки жестко установлены по концам ее центральной втулки 28 и скреплены между собой посредством жестких стержней 29 устройства захвата начального конца проката, расположенных параллельно ее поверхности по кругу на расстоянии, равном 3 4 толщинам проволоки и с зазорами между ними, соответствующими толщине проката, а устройство закрепления конца проката после намотки выполнено в виде сквозных отверстий 30 по переферии торцевых дисков катушки. На приводном валу катушки жестко закреплен маховик 31, снабженный цилиндрической фрикционной поверхностью 32, а привод катушки содержит приводной диск 33, установленный на станине, в котором радиально симметрично размещены упругие фрикционные пальцы 34, закрепленные в подпружиненных наружу направляющих 35 с возможностью синхронной регулировки поджатия наружной торцевой поверхности пальцев к фрикционной поверхности маховика приводного вала катушки посредством регулировочного элемента 36, имеющего по переферии зубья 37 пилообразного сечения соответственно числу пальцев. Устройство предотвращения распушения, бочкообразной или седлообразной намотки проволоки выполнено в виде прикаточного механизма, содержащего шарнирно установленный на станине рычаг 38, на конце которого укреплен поперечный ложемент 39, в котором горизонтально вставлен с возможностью свободного вращения и контакта его цилиндрической поверхности с витками проволоки под действием собственного веса или подпружиненности легкосъемный прикаточный валик 40, длина которого соответствует величине междискового расстояния катушки. Ложемент прикаточного механизма может быть укреплен горизонтально шарнирно и в него параллельно друг другу и один за другим вставлены два прикаточных валика 40 и 41. Электромеханическое устройство выключения привода включает невращающийся вертикальный стержень 42 или вертикальную рамку, смонтированные на станине, с возможностью свободного перемещения вниз под действием своего веса, на поперечной горизонтальной ветви который установлен с возможностью вращения валик 43 и возможностью контакта его цилиндрической поверхности с поверхностью натянутой проволоки, а сверху снабженных лапкой 44 нажатия на кнопку конечного выключателя 45, причем указанное электромеханическое устройство, предпочтительно, размещено и закреплено на станине между горизонтальной и вертикальными парами роликов и валиков продольной ориентации проката. Ролики и валики продольной ориентации и валики укладки установлены на шпильках 46 с возможностью регулировки расстояния между роликами и валиками путем замены роликов и валиков на ролики и валики другого диаметра.

Намоточное устройство работает следующим образом.

Катушку 20 насаживают и закрепляют на консоле приводного вала 21, совмещая ее срединную плоскость с вертикальной продольной плоскостью проволоки путем постановки на вал с обеих торцов катушки удерживающих шайб 22 и штырей 23.

Начальный конец проката, подлежащего намотке, пропускают в желобчатый зазор между горизонтальными роликами 2 и 3 продольной ориентации проката, под горизонтальный валик 43 электромеханического устройства выключения привода, в зазор между вертикальными валиками 4 и 5 продольной ориентации, в зазор между вертикальными валиками 6 и 7 механизма укладки и вставляют в зазор между двумя рядом расположенными стержнями 29 захвата конца проволоки до упора, придерживая конец проволоки, проворачивают вручную катушку по ходу намотки на 1/4 1/2 оборота до момента прохода проволоки под прикаточными валиками 40 и 41 и натяжения проволоки, после чего включают привод.

Под воздействием поступающего проката и приводного диска 33 катушка вращается, механизм укладки раскладывает витки поперек катушки, причем необходимая корректировка раскладки витков рядом друг с другом осуществляется самими витками, возможный прогиб поступающей к катушке проволоки компенсируется принудительным вращением катушки за счет вращающегося приводного диска через его гибкие пальцы 34 и маховик 31 приводного вала, а чрезмерный натяг проката предотвращается за счет свободного замедления проворачивания приводного диска в момент прекращения контакта гибких пальцев с фрикционной поверхностью 32 маховика. То же самое происходит по мере увеличения диаметра намотки. Вертикальный стержень 42 или рамка электромеханического устройства выключения привода, опираясь через свой валик на натянутую проволоку, находится в верхнем положении, кнопка концевого выключателя 45 не нажата, намоточное устройство работает.

При обрыве проката или окончании намотки проволока, свободно проскальзывая вниз в зазоре между вертикальными валиками продольной ориентации, провисает или уходит из него на катушку, стержень опускается, и его лапка 44 нажатием на кнопку выключает намоточное устройство. Но и в случае продолжения вращения катушки распушения намотки не происходит, т.к. витки постоянно оказываются прижатыми прикаточными валиками. Они же предотвращают бочкообразную или седлообразную намотку, поскольку витки ими прижаты на всем поперечном расстоянии от одного торцевого диска катушки к другому, а т.к. валики съемные, заменяемые на валики другой длины, то это дает возможность работы устройства с катушками различной длины.

По окончании намотки конец проволоки пропускают в одно из отверстий на переферии торцевого диска и закрепляют его там путем изгибания, а катушку заменяют на другую.

Перед намоткой зазоры между роликами и валиками устанавливают путем их замены на ролики и валики других диаметров с тем, чтобы обеспечить свободный пропуск проволоки без его пережатия, но и без излишних люфтов.

Внедрение указанного намоточного устройства в производство обеспечивает качественную и надежную намотку проволоки на катушки различной величины, исключает повреждение проката путем его пережатия роликами и валиками при достаточной конструктивной простоте устройства в целом.

Использование: повышение надежности и упрощение намоточного устройства в волочильном производстве. Сущность: намоточное устройство содержит станину, катушку с приводом, жестко устанавливаемую на консольном валу, горизонтальные ролики и вертикальные валики продольной проволоки, вертикальные валики укладки витков, смонтированные на поперечной возвратно-поступательной каретке, кинематически связанной с приводом через кривошип и качалку, причем вал снабжен элементами закрепления катушки на нем и ориентации ее серединной плоскости с вертикальной плоскостью проволоки, а катушка снабжена стержнями захвата начального проката и отверстиями фиксации конца проволоки после окончания намотки, устройством предотвращения распушения, бочко- или седлообразной намотки, электромеханическим устройством включения привода при обрыве проволоки или после окончания его намотки. При этом привод выполнен прерывисто-фрикционным, т. е. катушка принудительно вращается под воздействием периодического подталкивающего фрикционного контакта упругих пальцев, установленных в приводе с возможностью регулировки их поджатия к приводному маховику посредством регулировочного элемента, а ролики и валики установлены на шпильках с возможностью из замены на ролики и валики других диаметров для регулировки зазоров между ними в соответствии с толщиной проволоки, 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Намоточное устройство волочильного стана, содержащее станину, катушку с приводом, средства укладки витков с направляющим механизмом, средства захвата переднего конца проволоки, предотвращения распушения, бочко- или седлообразности намотки, закрепления заднего конца проволоки после намотки и электромеханические средства выключения привода, отличающееся тем, что на станине перед катушкой последовательно с возможностью вращения установлены пара желобчатых горизонтальных роликов и пара вертикальных цилиндрических валиков с зазорами между ними в каждой паре, соответствующими толщине проволоки, механизм укладки витков выполнен в виде пары вертикальных валиков, установленных с возможностью вращения и с зазором между ними, соответствующим толщине проволоки на каретке с жестко закрепленным на ней вертикальным пальцем, установленной в горизонтальном пазу станины с возможностью возвратно-поступательного движения перпендикулярно направлению намотки, в станине закреплена ось, на которой шарнирно установлена одноплечая качалка с двумя продольными пазами, в одном из которых размещен палец каретки, в другом вертикальный палец, закрепленный на ползуне, установленном в paдиaльнoм пазу кривошипа с вертикальной осью вращения, при этом катушка выполнена легкосъемной и имеет средства ее жесткого закрепления на приводном валу с совмещением середины ее плоскости намотки с центральным направлением движения проволоки. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приводной вал катушки выполнен консольным, вдоль него выполнен ряд диаметральных сквозных каналов, а средства закрепления на нем катушки выполнены в виде шайб и штырей. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что на поверхности приводного вала жестко закреплена продольная шпонка, а на внутренней поверхности центральной втулки катушки выполнен продольный паз ответной формы. 4. Устройство по пп.1 3, отличающееся тем, что средства захвата переднего конца проволоки выполнены в виде жестких стержней, расположенных по окружности, соосной с цилиндрической поверхностью катушки на расстоянии, равном 3 4 толщинам проволоки и с зазором между ними, соответствующим толщине проволоки, при этом стержни своими торцами жестко соединены с торцевыми боковыми дисками катушки, размещенными на торцах ее центральной втулки, а средства закрепления конца проволоки после намотки выполнены в виде сквозных отверстий по периферии торцевых дисков. 5. Устройство по пп.1 4, отличающееся тем, что на приводном валу катушки жестко закреплен маховик с цилиндрической фрикционной поверхностью. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что на станине закреплен приводной диск с радиально симметрично размещенными упругими фрикционными пальцами, установленными в подпружиненных наружу направляющих с возможностью синхронного регулирования поджатия наружной торцевой поверхности пальцев к фрикционной поверхности маховика посредством регулировочного элемента с выполненными по его периферии зубьями пилообразного сечения соответственно количеству пальцев. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства предотвращения распушения, бочко- или седлообразности намотки выполнены в виде прикаточного механизма, содержащего шарнирно установленный на станине рычаг, на конце которого укреплен поперечный ложемент, в котором горизонтально закреплен по меньшей мере один легкосъемный прикаточный валик с возможностью свободного вращения и контакта его цилиндрической поверхности с витками проволоки под действием собственного веса, при этом длина валика соответствует междисковому расстоянию катушки. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что ложемент прикаточного механизма закреплен горизонтально шарнирно, при этом в нем закреплены последовательно друг за другом два прикаточных валика. 9. Устройство по п.1 или 8, отличающееся тем, что электромеханические средства выключения привода закреплены на станине между горизонтальной и вертикальной парами роликов и валиков и выполнены в виде невращающихся вертикального стержня с горизонтальной перекладиной на конце или вертикальной рамки, закрепленных на станине с возможностью свободного перемещения вниз под действием своего веса, на горизонтальной перекладине которых установлен валик с возможностью вращения и контакта его цилиндрической поверхности с поверхностью натянутой проволоки, при этом в верхней части стержня или рамки закреплена лапка нажатия на кнопку конечного выключателя. 10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ролики и валики продольной ориентации и укладки установлены на шпильках с возможностью замены на ролики и валики другого диаметра.