РЕГУЛИРУЮЩЕЕ ЗАГИБАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2001 года по МПК B21C47/00 B21C47/02 

Изобретение относится к прокатным станам для изготовления горячей прокаткой прутков, полос и других способных изгибаться длинномерных изделий, и касается, в частности, устройства для направления таких изделий при их продольном перемещении с высокими скоростями по изогнутой траектории.

В обычном современном проволочном стане скорости подачи составляют приблизительно от 5 до 150 м/сек при диаметрах прутков приблизительно от 5,0 до 22,4 мм. Когда полученное горячей прокаткой изделие выходит из стана, его направляют продольно по горизонтальной траектории через последовательно расположенные водяные камеры, пока оно не будет направлено вниз "загибающим" устройством в наклонную укладывающую головку. Укладывающая головка укладывает прутки последовательными кольцами, которые со смещением и взаимным наложением размещаются на конвейере. Находясь на конвейере, кольца подвергаются различным тепловым обработкам, после чего они, наконец, будут доставлены в преобразующую камеру, в которой они собираются большими спиралями.

В известных приспособлениях для изгиба обычно используются пары направляющих роликов, между которыми изделие направляется по изогнутой вниз траектории, ведущей к укладывающей головке. Зазор между направляющими роликами не регулируется для прохождения изделий различного диаметра. В таком случае, когда программа прокатки требует смены размеров изделий, например с 5 на 10 мм, стан следует остановить для того, чтобы заменить направляющие ролики приспособления для изгиба на ролики другого диаметра для прохождения изделия следующего размера. В альтернативном варианте приспособление для изгиба должно быть снабжено несколькими парами направляющих роликов разного диаметра, установленных соосно на одном опорном валу. В таких случаях все приспособление для изгиба должно смещаться по направлению оси роликов, чтобы выровнять пары роликов разного диаметра относительно траектории перемещения.

В соответствии с программой прокатки требуются направляющие ролики разного диаметра, что приводит к значительным затратам. Кроме того, возникают непроизводительные затраты времени при замене направляющих роликов одного диаметра на ролики другого диаметра для пропускания изделий разных размеров.

Кроме того, известно устройство для направления длинномерных изделий, содержащее опорную конструкцию, первый и второй направляющие ролики, расположенные соответственно вдоль внутренней и наружной сторон изогнутой траектории с образованием пары с зазорами и закрепленные на противоположных сторонах рамы, закрепленной к опорной конструкции и приводное средство вращения направляющих роликов, при этом наружный ролик установлен с возможностью вертикального регулирования относительно внутреннего ролика, а приводное устройство выполнено в виде двигателей, закрепленных на опорной конструкции (US 3777964, B 65 H 17/22, 11.12.1973).

Целью изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, присущих решениям согласно уровню техники, и создание усовершенствованного устройства для направления длинномерных изделий, которое способно работать в широком диапазоне размеров изделий с применением роликов одного размера.

Другой целью изобретения является создание устройства для направления длинномерных изделий, которое легко подгоняется под изделия разных размеров, благодаря чему снижаются до минимума потери времени при одновременном повышении производительности прокатного стана.

Эта задача решается согласно изобретению за счет того, что устройство содержит не более двух пар направляющих роликов, распределенных вдоль изогнутой траектории, и регулирующее средство выполнено в виде средства для симметричного смещения направляющих роликов каждой из указанных пар в противоположных относительно траектории направлениях.

Согласно предпочтительному варианту выполнения первый и второй направляющие ролики установлены соответственно на первом и втором элементах рамы, при этом регулирующее средство выполнено с возможностью воздействия на элементы рамы;
приводное средство содержит двигатели, установленные на элементах рамы, каждый из которых соединен с одним из направляющих роликов;
регулирующее средство содержит муфты с противоположной резьбой, прикрепленные к элементам рамы, причем муфты выполнены с возможностью взаимодействия с имеющими противоположную резьбу резьбовыми частями шпиндельных валов, проходящих между элементами рамы, находясь в резьбовом соединении с ним;
регулирующее средство дополнительно содержит средство для одновременного вращения шпиндельных валов;
устройство дополнительно содержит неподвижную опорную конструкцию, причем элементы рамы входят в механическое зацепление с опорной конструкцией и имеют возможность перемещения относительно нее;
устройство дополнительно содержит зажимное средство для разъемного закрепления элементов рамы на опорной конструкции и
дополнительно содержит направляющее средство, проходящие вдоль указанной траектории между зазорами.

Кроме того, вышеуказанная задача решается в устройстве согласно второму варианту его выполнения за счет того, что оно снабжено зажимным средством для разъемного закрепления элементов рамы к опорной конструкции, и регулирующее средство выполнено с возможностью воздействия на элементы рамы для симметричного смещения направляющих роликов каждой пары в противоположных относительно траектории направлениях.

На фиг. 1 схематически изображено приспособление для изгиба согласно изобретению, расположенное со стороны подачи проволочного стана;
фиг. 2 - вид спереди на приспособление для изгиба со снятыми частями поворотного кожуха;
фиг. 3 - вид с торца приспособления для изгиба при взгляде слева направо на фиг. 2 со снятыми частями поворотного кожуха и другими компонентами, в небольшом увеличении;
фиг. 3A - в небольшом увеличении фрагмент регулирующего механизма, обведенный кружком на фиг. 3;
фиг. 4 - вид сверху в плане приспособления для изгиба также со снятыми частями поворотного кожуха;
фиг. 5 - вид сзади на приспособление для изгиба;
фиг. 6 - разрез по линии 6-6 на фиг. 3;
фиг. 7 - зажимной узел в разрезе по линии 7-7 на фиг. 5;
фиг. 8 - вид по линии 8-8 на фиг. 7;
фиг. 9 - разрез зафиксированного направляющего узла по линии 9-9 на фиг. 2; и
фиг. 10 - вид спереди, на открытый направляющий узел, показанный на фиг. 9, со снятыми с него направляющими элементами.

На фиг. 1 показан подающий конец проволочного стана, содержащий чистовой блок 10 с клетями, из которого полученный горячей прокаткой стальной пруток выходит по горизонтальной траектории P_н. Пруток обычно направляют через одну или более охлаждающих водяных камер 12 к приспособлению для изгиба 16 согласно изобретению. Приспособление для изгиба направляет изделие вниз по изогнутой траектории P_с через сжимающий роликовый узел 14 в укладывающую головку 18, которая укладывает пруток в серию колец 20. Кольца поступают со смещением и взаимным наложением на конвейер 22. При движении по конвейеру кольца подвергаются различным тепловым обработкам, например регулируемому охлаждению, и затем доставляются в преобразующую камеру 24, где они собираются спиралями.

Как дополнительно показано на фиг. 2-5, приспособление 16 для изгиба установлено на опорной конструкции 26, наклоненной под углом приблизительно 10-20^o или более относительно горизонтальной траектории P_н подачи. Само собой разумеется, что этот угол наклона может изменяться в разных установках в зависимости, например, от типа, расположения и относительной высоты установки, расположенной дальше по ходу подачи укладывающей головки 18, которая частично показана пунктирными линиями на фиг. 2.

Приспособление для изгиба включает опорную плиту 28, которая лучше видна на фиг. 5, с прямыми стойками 30 на обоих концах и с зажимными опорными стойками 32, разнесенными на определенное расстояние между ними.

Первый и второй элементы 34a, 34b рамы установлены с возможностью вертикального перемещения в противоположных направлениях относительно стоек 30. При обращении дополнительно к фиг. 3A и 6 видно, что элементы рамы снабжены соответственно вертикальными ребрами 36a, 36b, прикрепленными к их задним сторонам болтами 38. Ребра 36a, 36b имеют вертикальные сквозные отверстия 37, в которых находятся муфты 40a, 40b с противоположной резьбой. Шпиндели 42 имеют резьбовые части 44a, 44b с противоположной резьбой, ввинченные в муфты 40a, 40b для обеспечения механического соединения между элементами 34a, 34b рамы. Шпиндели 42 зависят от прямоугольных зубчатых передач 46, установленных на верхних концах стоек 30. Зубчатые передачи 46 механически соединены горизонтально друг с другом горизонтальным шпинделем 48 и совместно приводятся в действие маховиком 50. Ребра 36a, 36b имеют относительно узкие сегменты 36a', 36b', которые проходят назад в вертикальные выемки 52 в стойках 30.

Первый и второй направляющие ролики 54a, 54b расположены соответственно вдоль внутренней и наружной сторон изогнутой направляющей траектории P_с и установлены, соответственно, на первом и втором элементах 34a, 34b рамы. Направляющие ролики индивидуально приводятся в действие двигателями 56, установленными на элементах 34a, 34b рамы, и расположены парами, с образованием между ними зазоров 58, распределенных вдоль изогнутой направляющей траектории P_с.

В таком устройстве вращение маховика 50 благодаря зубчатым передачам 46, соединенным с горизонтальным шпинделем 48, вызывает одновременное вращение вертикальных шпинделей 42. Это, в свою очередь, приводит к одновременному регулированию элементов 34a, 34b рамы в противоположных направлениях, при этом производятся соответствующие регулировки зазоров 58, образованных между взаимодействующими парами направляющих роликов 54a, 54b. В зависимости от направления вращения маховика 50 зазоры 58 будут либо увеличиваться, либо сужаться для размещения прокатанных на стане изделий с измененным размером. Эта регулировка может производиться быстро и без необходимости смены индивидуальных направляющих роликов. Направляющие ролики закрыты крышкой 59, которая может открываться в положение, показанное пунктирной линией 59' на фиг. 3.

При прокатке и между регулировками зазоров 58 элементы 34a, 34b рамы закрепляются (с возможностью освобождения) зажимными узлами 60 (см. фиг. 5), установленными на стойках 32. Как показано на фиг. 7 и 8, обычный зажимной узел 60 содержит U-образный кронштейн 62, имеющий ветви 62a, прикрепленные к раздвоенному верхнему концу соответствующей опорной стойки 32 болтами 64, проходящими через соединительную пластину 66, и имеет основание 62b, примыкающее к одному или обоим элементам 34a, 34b рамы. Соединительные болты 68 проходят горизонтально через вертикальные удлиненные прорези 70 в элементах 34a, 34b рамы, через отверстия 72 в основании 62b кронштейна 62 и через отверстия 76 в головке Т-образного плунжера 78. Корончатые гайки 80 навинчены на концы болтов 68, и предназначенные для работы в тяжелом режиме пружинящие шайбы 82 закреплены на болтах 68 между основанием 62b кронштейна 62 и головкой плунжера 78. Цилиндр 84 с выдвигаемым поршнем 85 расположен между соединительной пластиной 66 и основанием плунжера 78. В зажатом состоянии поршень 85 задвинут, позволяя пружинящим шайбам 82 разжаться и прижать элементы 34a, 34b рамы к основанию 62b кронштейна 62, посредством чего силой трения предотвращается их движение относительно траектории P_с. При приведении в действие цилиндр 84 выдвигает поршень 85, который действует на плунжер 78, сжимая пружинящие шайбы 82 и, таким образом, освобождая элементы 43a, 43b для движения относительно основания 62b неподвижного кронштейна 62. Элементы рамы могут затем регулироваться вращением маховика 50, как описано ранее. Пределы возможного регулирования определяются прорезями 70 в элементах рамы. Когда необходимая регулировка выполнена, цилиндр 84 выключают, позволяя пружинящим шайбам 82 разжаться и вновь прижать элементы 34a, 34b к основанию 62b неподвижного кронштейна 62. При рассмотрении фиг. 5 ясно, что зажимные узлы могут воздействовать как на оба элемента 34a, 34b, так и на один или другой из элементов рамы.

На фиг. 2, 9 и 10 можно видеть, что неподвижные направляющие узлы 86 расположены вдоль изогнутой траектории P_с для направления изделия из одного зазора 58 между роликами к следующему. Каждый направляющий узел включает U-образный кронштейн, имеющий разнесенные по вертикали фланцы 88a, 88b, соединенные основанием 88c, причем последнее прикреплено к пластине 88d, прикрепленной к верхнему элементу 34b рамы. Направляющие сегменты 90a, 90b захвачены между фланцами 88a, 88b и удерживаются на месте пятой 92 шпинделя 94, ввинченного в поворотный запор 96 и вручную приводимого в действие маховиком 97.

Как показано на фиг. 10, когда шпиндель 94 отпущен, запор 96 может поворачиваться вверх, и это освобождает проход для удаления одного комплекта направляющих сегментов для замены другим комплектом, соответствующим измененному размеру изделия. Направляющие узлы 86 движутся с верхним элементом 34b, но это не имеет значения ввиду относительно малых пределов требуемых регулировок, обычно составляющих ±0,5 мм.

В свете изложенного выше, специалистам в данной области техники будет понятно, что данное изобретение представляет заметное усовершенствование по сравнению с обычными приспособлениями для изгиба. Способность быстро регулировать зазоры между направляющими роликами устраняет какую бы то ни было необходимость замены направляющих роликов роликами другого размера при изменении размера изделия. Это приводит к значительному сокращению простоев в работе. Дополнительная экономия осуществляется за счет исключения необходимости иметь комплекты направляющих роликов разных размеров.

Описанный вариант выполнения изобретения может подвергаться различным изменениям и модификациям не выходя за рамки прилагаемой формулы изобретения. Только в качестве не ограничивающего изобретения примера выполнения для симметричной регулировки элементов рамы могут применяться другие механизмы, включая, например, линейный привод. Регулирующие механизмы могут управляться дистанционно при помощи силовых приводов. Направляющие ролики на каждом элементе рамы могут иметь общий, а не индивидуальный привод.

Использование: изобретение относится к прокатным станам для изготовления горячей прокаткой прутков, полос и других способных изгибаться длинномерных изделий. Сущность: приспособление для изгиба длинномерных изделий имеет первый и второй направляющие ролики, расположенные соответственно вдоль внутренней и наружной сторон изогнутой траектории, по которой с высокой скоростью движутся изгибаемые изделия, например полосы, прутки и т.п. Направляющие ролики расположены парами, образуя зазоры, распределенные вдоль изогнутой траектории, и снабжены механизмом для симметричной регулировки зазоров, образованных между направляющими роликами, для размещения в них изделий разных размеров. Изобретение обеспечивает возможность снижения до минимума потери времени при одновременном повышении производительности прокатного стана за счет легкой подгонки под изделия разных размеров. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Устройство для направления длинномерных изделий, содержащее опорную конструкцию, первый и второй направляющие ролики, расположенные соответственно вдоль внутренней и наружной сторон изогнутой траектории с образованием пары с зазорами и закрепленные на противоположных сторонах рамы, закрепленной к опорной конструкции, и приводное средство вращения направляющих роликов, при этом наружный ролик установлен с возможностью вертикального регулирования относительно внутреннего ролика, а приводное устройство выполнено в виде двигателей, закрепленных на опорной конструкции, отличающееся тем, что оно содержит не более двух пар направляющих роликов, распределенных вдоль изогнутой траектории, и регулирующее средство выполнено в виде средства для симметричного смещения направляющих роликов каждой из указанных пар в противоположных относительно траектории направлениях. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый и второй направляющие ролики установлены соответственно на первом и втором элементах рамы, при этом регулирующее средство выполнено с возможностью воздействия на элементы рамы. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что приводное средство содержит двигатели, установленные на элементах рамы, каждый из которых соединен с одним из направляющих роликов. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что регулирующее средство содержит муфты с противоположной резьбой, прикрепленные к элементам рамы, причем муфты выполнены с возможностью взаимодействия с имеющими противоположную резьбу резьбовыми частями шпиндельных валов, проходящих между элементами рамы, находясь в резьбовом соединении с ним. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что регулирующее средство дополнительно содержит средство для одновременного вращения шпиндельных валов. 6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит неподвижную опорную конструкцию, причем элементы рамы входят в механическое зацепление с опорной конструкцией и имеют возможность перемещения относительно нее. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит зажимное средство для разъемного закрепления элементов рамы на опорной конструкции. 8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит направляющие средства, проходящие вдоль указанной траектории между зазорами. 9. Устройство для направления длинномерных изделий, содержащее опорную конструкцию, первый и второй направляющие ролики, расположенные соответственно вдоль внутренней и наружной сторон изогнутой траектории с образованием пары с зазорами и закрепленные на противоположных сторонах рамы, закрепленной к опорной конструкции, и приводное средство вращения направляющих роликов, при этом наружный ролик установлен с возможностью вертикального регулирования относительно внутреннего ролика, а приводное устройство выполнено в виде двигателей, закрепленных на опорной конструкции, отличающееся тем, что оно снабжено зажимным средством для разъемного закрепления элементов рамы к опорной конструкции и регулирующее средство выполнено с возможностью воздействия на элементы рамы для симметричного смещения направляющих роликов каждой пары в противоположных относительно траектории направлениях.