УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ КАТАНКИ ОТ ОКАЛИНЫ Российский патент 2000 года по МПК B21C43/04 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а точнее к метизному производству, и может быть использовано для очистки катанки от окалины.

Известен вращающийся роликовый окалиноломатель, на выходе из которого смонтированы две дисковые иглофрезы, закрепленные на валах, установленных на подшипниковых опорах. На концах валов закреплены ведомые шестерни, находящиеся в зацеплении с ведущей шестерней, установленной на оси вращающегося окалиноломателя. При работе окалиноломателя вращение передается иглофрезам, которые прижаты к очищаемой катанке, вращающейся вокруг своей оси, что позволяет осуществлять удаление оставшейся окалины по всей поверхности катанки (Средства механизации в металлургии. Справочник, том 1, Б.А.Азиков и др. М. Металлургия, 1989 г., с. 289).

Недостатком данного иглофрезерного зачистного устройства является необходимость обязательного вращения обрабатываемой катанки вокруг своей оси, так как отсутствует планетарное движение дисковых иглофрез вокруг катанки.

Известно устройство для очистки круглого проката от окалины, включающее приводной ротор с тремя дисковыми иглофрезами и планетарный механизм для обкатки иглофрез вокруг заготовки с вращением иглофрезы от смонтированной на роторе коробки передач, на входной вал которой насажена шестерня-сателлит, взаимодействующая с приводным солнечным колесом, а также механизмы радиального перемещения иглофрез, выполненные в виде качающихся рычагов с приводом их поворота от пневмоцилиндра (Роспасиенко В.Н. и др. Средства для зачистки проката, М., Машиностроение, 1973 г., с. 130-132, рис. 69).

Недостатки данного устройства:
- сложность и большие габариты из-за наличия двух приводов (для ротора и солнечного колеса) и применения трех пневмоцилиндров для радиального перемещения иглофрез;
- неравномерное давление иглофрез на поверхность заготовки, вызываемое влиянием массы вращающихся двухступенчатых редукторов (коробок передач) в зависимости от углового положения иглофрез относительно заготовки;
- невозможность установки на действующих волочильных станах для очистки катанки от окалины из-за сложности и больших габаритов зачистного устройства;
- сложность подвода компрессорного воздуха к пневмоцилиндрам, установленным во вращающемся роторе.

Известно устройство для очистки круглого проката от окалины, включающее ротор с двумя дисковыми иглофрезами, привод вращения ротора и иглофрез, получающих вращение вокруг своих осей от приводного солнечного колеса посредством шестерен-сателлитов и карданных валов, пневмоцилиндры для радиального перемещения иглофрез, а также механизм уравновешивания иглофрез, выполненный в виде шарнирного параллелограмма (SU 626847 23.07.78).

Недостатки данного устройства:
- требуются значительные размеры диаметра и длины пустотелого ротора для размещения внутри пустотелого ротора двух пневмоцилиндров, шарнирного параллелограмма и двух карданных валов, передающих крутящий момент от сателлитов к валам иглофрез;
- применение механизма уравновешивания иглофрез в виде шарнирного параллелограмма позволяет установить на роторе только две иглофрезы, что снижает производительность зачистки в 1,5 раза по сравнению с трехдисковым устройством;
- наличие двух электроприводов и пневмоцилиндров усложняет устройство и значительно увеличивает его габариты;
- сложность подвода компрессорного воздуха к пневмоцилиндрам, установленным во вращающемся роторе;
- нецелесообразность установки данного устройства для удаления окалины с катанки на волочильных станах из-за больших габаритов и большой его стоимости.

Известно устройство для очистки круглого проката от окалины, включающее пустотелый ротор с иглофрезами и планетарный механизм для обкатки иглофрез вокруг заготовки с вращением иглофрезы от смонтированной на роторе коробки передач, на входной вал которого насажена шестерня-саттелит, взаимодействующая с неподвижным солнечным колесом, а также привод ротора и механизм радиального перемещения иглофрез, при этом прижатие иглофрез к заготовке и отвод после производится посредством смонтированных на роторе приводного обгонного профилированного колеса и системы свободно вращающихся рычагов с пружинами (Распасиенко В.Н. и др. Средства для зачистки проката, М. Машиностроение, 1973 г., стр. 128 - рис.64).

Недостатки данного устройства:
- сложность и громоздкость механизма радиального перемещения иглофрез из-за наличия на роторе приводного обгонного профилированного колеса и системы вращающихся рычагов с пружинами, и электропривода;
- значительные габариты и масса качающегося одноступенчатого редуктора (коробки передач), на выходном валу которого закреплена иглофреза, ограничивают скорость вращения ротора;
- значительные габариты, обусловленные применением трех электродвигателей с редукторами и большим диаметром пустотелого ротора;
- нецелесообразность установки на волочильных станах для удаления окалины с катанки из-за больших габаритов и сложности устройства.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является известное устройство для очистки круглого проката от окалины, включающее пустотелый ротор с иглофрезами и планетарный механизм для обкатки иглофрез вокруг заготовки с вращением иглофрезы от смонтированной на роторе коробки передач, на входной вал которой насажена шестерня-сателлит, взаимодействующая с неподвижным солнечным колесом, а также привод ротора и механизм радиального перемещения иглофрез, при этом прижатие иглофрез к заготовке и отвод после зачистки осуществляется с помощью кольцевого копира с внешним зубчатым зацеплением, смонтированного на роторе и управляемого отдельным приводом с применением электрического торможения. (SU 471914, 09,09.75).

Недостатки данного устройства:
- сложность и громоздкость механизма радиального перемещения иглофрез из-за наличия приводного кольцевого копира со следящим роликом и системой рычагов с пружинами, а также применение схемы электрического торможения привода копира;
- значительные габариты и масса качающейся коробки передач, на выходном валу которой закреплена дисковая иглофреза, ограничивают скорость вращения ротора;
- значительные габариты, обусловленные применением двух электродвигателей с редукторами и большим диаметром пустотелого ротора;
- нецелесообразность установки данного устройства для зачистки катанки от окалины на волочильных станках из-за больших габаритов и сложности устройства.

Технической задачей изобретения является упрощение конструкции, уменьшение габаритов и массы устройства, повышение скорости зачистки, а также возможность его установки в потоке барабанных волочильных станов.

Поставленная задача достигается тем, что ротор выполнен в виде вала с центральным отверстием и диском на конце, на котором выполнены радиальные пазы для свободного перемещения опор выходных валов коробок передач, шестерни которых находятся в зацеплении с шестернями-сателлитами и могут обкатываться вокруг последних, а подшипниковая опора выходного вала коробки передач смонтирована в П-образной серьге, щеки которой шарнирно закреплены на подшипниках входного вала, установленных в диске ротора. Кроме этого в диске ротора выполнена цилиндрическая расточка для установки и крепления центрирующей проволоки, диаметр которой превышает диаметр обрабатываемой заготовки на 0,2 - 0,3 мм, а радиальный паз в диске ротора закрыт сверху съемной крышкой, в которой установлен нажимной винт, взаимодействующий с опорной частью П-образной серьги, в нижней части паза выполнено гнездо для установки цилиндрической пружины сжатия.

На фиг. 1 изображено устройство для очистки катанки от окалины (вид со стороны щеток); на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг.3; на фиг. 5 - разрез серьги (вид сверху); на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 5.

Устройство для очистки катанки от окалины состоит из станины 1, в цилиндрической расточке которой на подшипниках 2 смонтирован ротор, выполненный в виде вала 3 с центральным отверстием 4 и диском 5 на конце. На валу 3 установлен шкив 6, связанный ременной передачей с приводом. На диске 5 ротора выполнены цилиндрические расточки 7 и радиальные пазы 8, с помощью которых на диске 5 ротора смонтированы коробки передач 9. Входной 10 и выходной 11 валы каждой коробки передач 9 связаны между собой П-образной серьгой 12, при этом входной вал 10 жестко закреплен на подшипниках 13 в цилиндрической расточке 7 диска 5. Подшипники выходного отвала 11 смонтированы в подвижной опорной части 14 серьги 12, щеки 15 которой установлены на подшипниках 13 входного вала 10, а опорная часть 14 серьги 12 размещается в радиальном пазу 8 диска 5. На валах 10 и 11 коробки передач консольно закреплены ведущая 16 и ведомая 17 шестерни. Такое выполнение позволяет поворачивать на некоторый угол опорную часть 14 серьги 12 относительно оси входного вала 10, при этом ведомая шестерня 17 не выходит из зацепления с ведущей шестерней 16, а обкатывается по ней. Ведущая шестерня 16 коробки передач одновременно выполняет функцию шестерни-сателлита, так как постоянно связана с солнечным колесом 18 с внутренним зубом, установленным неподвижно на станине 1. Дисковая иглофреза 19 закреплена на выходном валу 11 коробки передач, а при повороте П-образной серьги 12 вверх или вниз относительно оси входного вала 10 дисковая иглофреза 19 отходят от обрабатываемой заготовки 20 или прижимается к ней.

В диске 5 ротора соосно центральному отверстию 4 выполнена цилиндрическая расточка 21, в которой установлена и закреплена центрирующая проводка 22, диаметр которой превышает диаметр обрабатываемой заготовки 20 на 0,2 - 0,3 мм. Радиальный паз 8 в диске 5 закрыт сверху съемной крышкой 23, в которой установлен нажимной винт 24, постоянно взаимодействующий с опорной частью 14 П-образной серьги 12, а в нижней части паза 8 выполнено гнездо 25 для установки цилиндрической пружины сжатия 26.

Применение ротора, выполненного в виде вала 3 с центральным отверстием 4 и диском 5, на конце позволяет упростить конструкцию станины 1, а также уменьшить длину и высоту устройства в целом.

Консольное крепление ведущей 16 и ведомой 17 шестерен в коробке передач 9, использование ведущей шестерни 17 в качестве шестерни-сателлита, а также установка выходного вала 11 коробки передач в подвижной серьге 12, шарнирно закрепленной на подшипниках входного вала 10, позволяют существенно уменьшить габариты и массу коробки передач, при этом механизм прижатия иглофрезы к заготовке осуществляется посредством нажимного винта 24, что значительно упрощает устройство в целом, резко уменьшая маховый момент вращаемого ротора.

Применение в устройстве солнечного колеса 18 с внутренним зубом в сравнении с солнечным колесом, имеющим внешние зубья, при прочих равных условиях повышает передаточное отношение между солнечным колесом и шестерней-сателлитом, что позволяет значительно увеличить скорость вращения дисковых иглофрез 19 при равных оборотах ротора.

Центрирующая (удерживающая) проводка 22, установленная на выходе из центрального отверстия ротора, предназначена для удержания круглой заготовки 20 на оси ротора в процессе ее зачистки. Диаметр проходного отверстия проводки 22 должен превышать диаметр обрабатываемой заготовки на 0,2 - 0,3 мм для обеспечения беспрепятственного протягивания заготовки через зачистное устройство. Увеличение диаметра проходного отверстия проводки свыше 0,3 мм приводит к появлению интенсивной вибрации обрабатываемой заготовки под воздействием прижатых быстровращающихся дисковых иглофрез 19, совершающих планетарное движение вокруг продольной оси заготовки, что увеличивает расход энергии и износ дисковых иглофрез 19. В связи с этим центрирующая проводка 22 выполнена съемной и для каждого размера обрабатываемой заготовки устанавливается своя проводка.

В целом совокупность отличительных признаков, предложенных в техническом решении, позволяют существенно упростить устройство для зачистки круглого проката от окалины и значительно уменьшить его габариты и массу. Для работы устройства необходим только один привод для вращения ротора. Кроме этого уменьшение махового момента вращающегося ротора позволяет повысить скорость его вращения и тем самым повысить скорость зачистки.

Упрощение устройства, уменьшение его габаритов и массы, а также возможность повышения скорости зачистки позволяют устанавливать данное устройство в потоке барабанного волочильного стана для зачистки от окалины исходной катанки.

Устройство работает следующим образом. Исходная бухта катанки устанавливается на разматыватель и вытягивается передний конец, который задается в устройство для очистки катанки от окалины, при этом вывинчивают нажимные винты 24 и под действием цилиндрических пружин сжатия 26 разводятся дисковые иглофрезы 19, а затем передний конец фиксируется на вытяжном барабане волочильного стана. Дисковые иглофрезы 19 подводятся к катанке нажимными винтами 24 до необходимой величины прижатия, обеспечивающее качественную зачистку катанки, и включается вытяжной барабан волочильного стана и привод устройства. Величину прижатия по мере выработки иглофрез 19 к катанке регулируют нажимными винтами 24, а задний конец бухты катанки и передний конец последующей бухты соединяют стыковой сваркой.

В результате приведенного анализа предложенного устройства для очистки катанки от окалины выявлены следующие преимущества в сравнении с прототипом:
- упрощается механизм прижатия иглофрез к заготовке, выполненный в виде нажимного винта;
- применение солнечного колеса с внутренним зубом позволяет значительно увеличить скорость вращения дисковых иглофрез при равных оборотах ротора:
- уменьшаются габариты и масса коробки передач, на выходном валу которой закреплена дисковая иглофреза, что позволяет увеличить скорость вращения ротора;
- уменьшаются габариты устройства из-за использования ротора в виде вала с диском, на котором смонтированы коробки передач с иглофрезами, а также из-за применения одного электродвигателя;
- возможность установки в линии волочильных станов для очистки катанки от окалины из-за уменьшения габаритов.

На ОАО "ЧСПЗ" в соответствии с данным техническим решением выполнен рабочий проект устройства для очистки катанки от окалины в потоке волочильного стана. Габариты устройства: длина - 450 мм, высота - 400 мм, ширина в плане - 850 мм; масса 240 кг, мощность двигателя 2,2 кВт, обороты ротора n = 500 об/мин, обороты иглофрез n= 2800 об/мин, диаметр иглофрез 180 мм.

Изобретение относится к оборудованию для обработки металлов давлением, а точнее к метизному производству, и может быть использовано для очистки катанки от окалины. Сущность изобретения: устройство для очистки катанки от окалины состоит из станины, в которой на подшипниках установлен ротор, выполненный в виде вала с центральным отверстием и диска на конце. На диске шарнирно закреплены коробки передач, выходные валы которых с иглофрезами могут обкатываться вокруг входных валов при помощи нажимных винтов, а шестерни-сателлиты входных валов постоянно находятся в зацеплении с шестернями выходных валов и солнечным колесом с внутренним зубом, установленным неподвижно на станине. В диске ротора установлена центрирующая проводка, диаметр которой превышает диаметр обрабатываемой заготовки на 0,2 - 0,3 мм. Технический результат: упрощается механизм прижатия иглофрез к заготовке, уменьшаются габариты и масса коробки передач, на выходном валу которой закреплена дисковая иглофреза, что позволяет увеличить скорость вращения ротора, уменьшаются габариты устройства из-за использования ротора в виде вала с диском на конце, а также из-за применения одного электродвигателя, возможность установки в линии волочильных станов для очистки катанки от окалины. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для очистки катанки от окалины, содержащее ротор и планетарный механизм для вращения иглофрез и обкатки их вокруг оси заготовки, включающий смонтированные на роторе коробки передач, на входном валу которых насажены шестерни-сателлиты, взаимодействующие с установленным неподвижно на станине солнечным колесом, а также механизмы прижатия иглофрез к заготовке, отличающееся тем, что ротор выполнен в виде вала с центральным отверстием и диском на конце, на котором выполнены радиальные пазы для свободного перемещения опор выходных валов коробок передач, шестерни которых находятся в зацеплении с шестернями-сателлитами и могут обкатываться вокруг последних, кроме этого в диске ротора выполнена цилиндрическая расточка для установки и крепления центрирующей проводки, диаметр которой превышает диаметр обрабатываемой заготовки на 0,2 - 0,3 мм. 2. Устройство для очистки катанки от окалины по п.1, отличающееся тем, что подшипниковая опора выходного вала коробки передач смонтирована в П-образной серьге, щеки которой шарнирно закреплены на подшипниках входного вала, установленных в диске ротора. 3. Устройство для очистки катанки от окалины по п.1, отличающееся тем, что радиальный паз в диске ротора закрыт сверху съемной крышкой, в которой установлен нажимной винт, взаимодействующий с опорной частью П-образной серьги, а в нижней части паза выполнено гнездо для установки цилиндрической пружины сжатия. 4. Устройство для очистки катанки от окалины по п.1, отличающееся тем, что солнечное колесо выполнено с внутренним зубом и закреплено на стойке станины.