ЛЕТУЧАЯ ПИЛА ДЛЯ РЕЗКИ ДВИЖУЩЕГОСЯ ПРОКАТА Российский патент 2004 года по МПК B23D21/00 B23D25/02 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, предназначено для разрезания движущегося проката на мерные длины и может быть использовано в непрерывных трубоэлектросварочных и профилегибочных агрегатах.

Известна летучая пила для резки труб (см. а.с. СССР №1042917, кл. В 23 D 45/24, заявл. 25.09.81 г., опубл. 23.09.83 г.), содержащая основание, на направляющих которого смонтирована каретка с механизмами зажима и резания. Механизм резания состоит из пильного диска, закрепленного на шпинделе, его привода и механизма поперечной подачи. Каретка снабжена приводом ее осевого перемещения, включающим в себя зубчатую рейку, шарнирно закрепленную на каретке и сопряженную с зубчатой шестерней, установленной на ведомом валу редуктора, и электродвигателя. Для обеспечения гидрозажима трубы и привода поперечной подачи пильного диска пила снабжена отдельно стоящей гидросистемой для подачи рабочей жидкости.

Конструктивные особенности пилы и каретки с пильным диском (дисковой пилой) не позволяют использовать на ней другие режущие инструменты (расширить технологические возможности и область применения), так как их применение требует других кинематических и конструктивных решений.

Значительные габариты, металлоемкость (сплошное основание, отдельно стоящая гидросистема), наличие сложного планетарного редуктора для поперечной подачи пильного диска, использование только одного пильного диска делает летучую пилу дорогостоящей как при изготовлении, так и при ее эксплуатации.

Пильный диск имеет низкую стойкость, а наличие планетарного редуктора для его поперечной подачи делает пилу недостаточно надежной в эксплуатации.

Учитывая значительную массу каретки (1000-1600 кг), высокую скорость ее горизонтального перемещения (1-2 м/с) и динамику (время цикла реза составляют от 3 до 10 секунд), важное значение для надежности работы пилы имеет расстояние от центра ее масс до горизонтальной плоскости направляющих станины. В описываемой конструкции оно составляет около 250 мм. Это в случае несогласования скоростей каретки и скорости транспортировки разрезаемого проката создает при зажиме его и порезке большой опрокидывающий момент, что снижает долговечность оборудования каретки и прежде всего пильного диска.

Размещение маховика на консольном входном валу планетарного редуктора из-за высокой динамики привода вращения пильного диска (360-1200 резов в час) дополнительно резко снижает надежность и долговечность элементов редуктора.

Из известных летучих пил для резки движущегося проката наиболее близкой по технической сущности является летучая пила для резки движущегося проката, описанная в патенте России №2167747, МПК 7 В 23 D 81/00, заявл. 09.06.1997 г., опубл. 20.05.1999 г.

Эта летучая пила для резки движущегося проката содержит основание, на горизонтальных направляющих которого установлена каретка с механизмами зажима и резания, приводной реечный механизм перемещения каретки и гидравлическую систему.

При этом каретка выполнена съемной, а механизм резания содержит пильный диск или надрезающий со ступенчато расположенными зубьями и клинообразный отрезной ножи. Рама съемной каретки с механизмом резания, содержащим надрезающий со ступенчато расположенными зубьями и клинообразный ножи, выполнена с круговыми направляющими для поворота механизмов зажима и резания вокруг продольной оси летучей пилы.

Недостаток известной конструкции летучей пилы для резки движущегося проката заключается в наличии для каждого способа резания своей сменной каретки, сплошного основания и отдельно стоящей гидросистемы, что делает ее металлоемкой, трудоемкой в изготовлении и, как следствие, дорогостоящей при изготовлении и эксплуатации.

Размещение на консольном входном валу маховика, значительное расстояние от центра масс кареток до горизонтальных направляющих резко снижает надежность и долговечность летучей пилы. Кроме того, консольное размещение маховика ограничивает получение маховой (механической) энергии и, как следствие, требует увеличения маховой энергии (мощности и габаритов) у электродвигателя.

Выполнение рамы съемной каретки с механизмом резания, содержащим надрезающий со ступенчато расположенными зубьями и клинообразный ножи с круговыми направляющими для поворота механизмов зажима и резания вокруг продольной оси летучей пилы, усложняет и удорожает летучую пилу и снижает ее надежность.

Задача настоящего изобретения состоит в создании летучей пилы для резки движущегося проката, позволяющей уменьшить габариты, металлоемкость, энергоемкость, стоимость изготовления и эксплуатации при сохранении ее технологических возможностей.

Следующей задачей является создание летучей пилы для резки движущегося проката с высокой надежностью и долговечностью.

Поставленная задача достигается тем, что в летучей пиле для резки движущегося проката, содержащей основание, на горизонтальных направляющих которого установлена каретка с механизмами зажима и резания, привод перемещения каретки в виде реечной передачи и гидросистему, согласно изобретению основание выполнено в виде соединенных полыми штангами двух сварных тумб с внутренними емкостями для рабочей жидкости и снабжено размещенными на тумбах стойками для крепления горизонтальных направляющих и площадками для привода перемещения каретки и гидросистемы.

Каретка снабжена вертикальными направляющими для перемещения механизма резания с помощью гидроцилиндра.

Механизм резания выполнен в виде перемещающегося по вертикальным направляющим каретки корпуса, в котором на подшипниках качения установлен шпиндель, один конец которого соединен с электродвигателем, на другом свободном конце которого закреплена дисковая пила, а расположенная между подшипниками часть шпинделя выполнена в виде маховика.

Кроме того, механизм резания выполнен в виде перемещающегося по вертикальным направляющим корпуса с закрепленным на нем фигурным ножом с двумя боковыми режущими кромками и взаимодействующих с упомянутым ножом двух боковых ножей, неподвижно закрепленных на каретке.

Механизм резания может быть выполнен в виде перемещающегося по вертикальным направляющим корпуса с клинообразным отрезным ножом и рейкой, а также кинематически связанного с отрезным ножом надрезающим со ступенчато расположенными зубьями ножом, закрепленным на ползун-рейке, смонтированной с возможностью горизонтального перемещения в направляющих установленного на каретке суппорта, при этом кинематическая связь выполнена в виде смонтированного с возможностью вращения в размещенных на вертикальных направляющих каретки подшипниках вала с двумя шестернями, взаимодействующими с упомянутыми рейкой и ползун-рейкой.

Такое конструктивное выполнение летучей пилы для резки движущегося проката позволит уменьшить габариты и металлоемкость, что достигается за счет выполнения основания в виде соединенных полыми штангами двух сварных тумб с внутренними емкостями для рабочей жидкости, снабжения размещенными на тумбах стойками для крепления горизонтальных направляющих и площадками для привода перемещения каретки и гидросистемы.

Выполнение механизма резания в виде перемещающегося с помощью гидроцилиндра по вертикальным направляющим каретки корпуса, в котором на подшипниках качения установлен шпиндель, один конец которого соединен с электродвигателем, на другом свободном конце которого закреплена дисковая пила, и выполнение в виде маховика части шпинделя, расположенной между подшипниками, позволит уменьшить металлоемкость, трудоемкость изготовления и повысить надежность работы.

Кроме того, размещение маховика между подшипниками качения, выполнение его в виде утолщенной части шпинделя сокращает массу и повышает надежность узла резания, а также за счет более оптимального и надежного размещения маховика дает возможность снизить мощность электродвигателя вращения шпинделя.

Замена только механизма резания, а не целиком каретки, при резке цилиндрических труб диаметром от 6 до 51 мм (рубка с надрезом), от 51 до 114 мм (дисковая пила), прямоугольных и квадратных труб (в зависимости от поперечного сечения рубка с надрезом или дисковая пила), открытые гнутые профили (при ширине заготовки до 360 мм - резка одним подвижным и двумя неподвижными ножами) сокращает состав оборудования, трудоемкость изготовления и, как следствие, стоимость изготовления и эксплуатации.

Крепление горизонтальных направляющих на основании (тумбах) с помощью стоек дает возможность в случае необходимости менять расположение направляющих как по горизонтали, так и по вертикали относительно оси разрезаемого проката или горизонтальной оси, проходящей через центр массы каретки.

Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых

на фиг.1 изображена летучая пила для резки движущегося проката;

на фиг.2 - то же, вид в плане;

на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2;

на фиг.4 - вид Б на фиг.1;

на фиг.5 - механизм резания с фигурным ножом и двумя боковыми ножами;

на фиг.6 - механизм резания с надрезающим и клинообразным отрезным ножами;

на фиг.7 - вид В на фиг.6;

на фиг.8 - вид Г на фиг.5.

Летучая пила для резки движущегося проката содержит основание, на горизонтальных направляющих 1 которого установлена каретка 2 с механизмами зажима 3 и резания, приводной механизм 4 перемещения каретки 2, выполненный в виде реечной передачи, и гидросистему 5.

Основание выполнено в виде соединенных полыми штангами 6 двух сварных тумб 7, 8, имеющих внутренние емкости для рабочей жидкости, сообщенные между собой посредством полостей штанг 6.

На сварных тумбах 7, 8 расположены стойки 9, 10, в которых закреплены горизонтальные направляющие 1 основания, служащие для перемещения по ним каретки 2. Кроме того, на тумбе 8 расположены площадки для привода 11 реечного механизма 4 перемещения каретки 2 и гидросистемы 5. На тумбе 7 установлен следящий ролик 12, служащий для замера длины отрезаемых труб.

На каретке 2 установлены ролики 13 для перемещения ее по направляющим 1. Каретка 2 снабжена вертикальными направляющими 14 для перемещения по ним механизма резания с помощью гидроцилиндра 15, расположенного на траверсе 16, соединяющей между собой вертикальные направляющие 14.

Механизм резания выполнен в виде имеющего возможность перемещения по вертикальным направляющим 14 каретки 2 корпуса 17 со встроенными в него роликами 18, 19, в котором на подшипниках качения 20, 21 установлен шпиндель 22, один конец которого соединен с электродвигателем 23, а на другом свободном конце шпинделя 22 закреплена дисковая пила 24. Часть шпинделя 22, расположенная между подшипниками 20, 21, выполнена в виде маховика 25.

Механизм зажима 3 установлен на каретке 2 в ее нижней части между вертикальными направляющими.

Для резки открытых гнутых профилей механизм резания выполнен в виде корпуса 26 со встроенными в него роликами 27 и закрепленного на нем неподвижно фигурного ножа 28 с двумя боковыми режущими кромками "Д" и "Е", имеющего возможность перемещения по вертикальным направляющим 14 каретки 2 с помощью гидроцилиндра 15, расположенного на траверсе 16.

На нижней траверсе 29 каретки 2 установлены неподвижно два боковых ножа 30, 31, выполненные по форме профиля, с зазором между собой "S", равным толщине ножа 28.

Для резки круглых и профильных труб среднего диаметра механизм резания выполнен в виде корпуса 32 со встроенными в него роликами 33, закрепленных на нем неподвижно клинообразного ножа 34 и зубчатой рейки 35, имеющего возможность перемещения по вертикальным направляющим 14 каретки 2 с помощью гидроцилиндра 15, расположенного на траверсе 16.

На нижней траверсе 29 установлена стойка 36, в направляющих которой размещен суппорт 37 с возможностью вертикального перемещения с помощью винта 38. В направляющих суппорта 37 размещена ползун-рейка 39 с закрепленным на ней надрезающим со ступенчато расположенными зубьями ножом 40. На направляющих 14 каретки 2 в подшипниках 41 установлены вал 42 с шестернями 43, 44 с возможностью вертикального перемещения с помощью винтов 45.

Шестерни 43, 44 находятся соответственно в зацеплении с зубчатой рейкой 35 и ползуном-рейкой 39.

Механизм зажима содержит зажимные губки 46, 47, установленные в направляющих нижней траверсы 29 с возможностью перемещения от гидроцилиндра 48, корпус которого соединен с губкой 46, а шток с губкой 47.

Устройство работает следующим образом.

При порезке круглых труб большого диаметра, а также профильных труб в каретке летучей пилы используют механизм резания, содержащий дисковую пилу 24.

Каретка 2 находится в исходном положении (крайнем левом) на направляющих 1. Шпинделю 22 вместе с дисковой пилой 24 сообщают вращательное движение с помощью электродвигателя 23. Корпус 17 с дисковой пилой 24 находится в исходном положении, при котором дисковая пила 24 расположена вне зоны резания трубы 49. Двигателю привода 11 перемещения каретки 2 сообщают такую частоту вращения, при которой скорость перемещения каретки становится равной скорости движения трубы. После достижения равенства скоростей между трубой и кареткой, подается команда на включение механизма зажима 3, который производит зажим трубы на каретке перед местом реза. После срабатывания механизма зажима и прохождения заданной длины отрезаемой трубы включается гидроцилиндр 15 механизма резания. В результате этого корпус 17 с дисковой пилой 24 перемещается вниз по вертикальным направляющим 14, перерезая стенку трубы дисковой пилой. При этом корпус 17 с дисковой пилой 24 оказывается в крайнем нижнем положении, когда режущая часть пилы находится за пределами нижней образующей разрезаемой трубы. Затем корпус 17 с дисковой пилой 24 с помощью гидроцилиндра 15 возвращается в исходное положение. Открывается механизм зажима 3, каретку останавливают и возвращают в исходное положение. Все это время двигатель 23 механизма резания работает в режиме непрерывного вращения. Благодаря наличию маховика 25 дисковая пила 24 к началу следующего реза вновь запасает необходимую энергию для резания трубы.

Все механизмы летучей пилы находятся в исходном положении и готовы к следующему резу.

При порезке открытых профилей на вертикальных направляющих каретки 2 устанавливают механизм резания, выполненный в виде корпуса 26 с закрепленным на нем фигурным ножом 28 с двумя боковыми режущими кромками и двух боковых ножей 30, 31, закрепленных на каретке и выполненных по форме разрезаемого профиля.

При поступлении команды на разрезку профиля двигателю привода 11 перемещения каретки 2 сообщают такую частоту вращения, при которой скорость перемещения каретки равна скорости движения разрезаемого профиля. Включается гидроцилиндр 15 механизма резания, перемещающий корпус 26 с закрепленным на нем фигурным ножом 28, который, взаимодействуя с боковыми ножами 30, 31, разрезает движущийся в промежутке между ними профиль 50 по ширине. По окончании реза гидроцилиндром 15 корпус 26 с фигурным ножом 28 возвращается в исходное положение. Двигатель привода перемещения каретки возвращает ее также в исходное положение и выключается. Цикл разрезки профиля заканчивается.

При порезке круглых и профильных труб среднего диаметра в каретке летучей пилы используют механизм резания, имеющий надрезающий 40 со ступенчато расположенными зубьями и клинообразный 34 отрезной ножи.

Каретка находится в исходном положении. При поступлении сигнала на разрезку трубы двигателю привода 11 перемещения каретки 2 сообщают такую частоту вращения, при которой скорость перемещения каретки окажется равной скорости движения трубы. После достижения равенства скоростей между трубой и кареткой включается механизм зажима, который зажимными губками 46, 47 посредством гидроцилиндра 48 зажимают трубу на каретке в месте реза. После срабатывания механизма зажима и прохождения заданной длины отрезаемой трубы включается гидроцилиндр 15 механизма резания, перемещающий корпус 32 с клинообразным отрезным ножом 34 и зубчатой рейкой 35. При движении корпуса 32 зубчатая рейка 35 находится в зацеплении с шестерней 43 вала 42. При вращении вала 42 происходит также перемещение ползуна-рейки 39 с закрепленным на ней надрезающим ножом 40 со ступенчато расположенными зубьями, которая взаимодействует с шестерней 44 этого вала. Внедрение в разрезаемую трубу надрезающего ножа 40 и клинообразного ножа 34 происходит последовательно.

По окончании реза гидроцилиндром 15 корпус 32 с клинообразным ножом 34 и ползун-рейка 39 с надрезающим ножом 40 возвращаются в исходное положение. Зажимные губки 46, 47 гидроцилиндром 48 открываются. Каретка 2 возвращается в исходное положение. Электродвигатель привода 11 перемещения каретки выключается. Далее цикл повторяется.

Предложенная летучая пила для резки движущегося проката по сравнению с известными позволяет уменьшить габариты, металлоемкость и энергоемкость, а также снизить стоимость изготовления и эксплуатации при сохранении ее технологических возможностей.

Кроме того, эта конструкция летучей пилы позволит повысить ее надежность и долговечность.

Изобретение может быть использовано в непрерывных трубоэлектросварочных и профилегибочных агрегатах для разрезания движущегося проката на мерные длины. Пила содержит основание, на горизонтальных направляющих которого установлена каретка с механизмами зажима и резания, привод перемещения каретки в виде реечной передачи и гидросистему. Основание выполнено в виде соединенных полыми штангами двух сварных тумб с внутренними емкостями для рабочей жидкости и снабжено размещенными на тумбах стойками для крепления горизонтальных направляющих и площадками для привода перемещения каретки и гидроонстемы. Каретка снабжена вертикальными направляющими для перемещения механизма резания посредством гидроцилиндра. Механизм резания согласно изобретению имеет три варианта исполнения. Изобретение позволяет уменьшить габариты, металлоемкость, энергоемкость пилы, снизить стоимость её изготовления и эксплуатации при сохранении технологических возможностей, а также повысить ее надежность и долговечность. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Летучая пила для резки движущегося проката, содержащая основание, на горизонтальных направляющих которого установлена каретка с механизмами зажима и резания, привод перемещения каретки в виде реечной передачи и гидросистему, отличающаяся тем, что основание выполнено в виде соединенных полыми штангами двух сварных тумб с внутренними емкостями для рабочей жидкости и снабжено размещенными на тумбах стойками для крепления горизонтальных направляющих и площадками для привода перемещения каретки и гидросистемы.2. Пила по п.1, отличающаяся тем, что каретка снабжена вертикальными направляющими для перемещения механизма резания с помощью гидроцилиндра.3. Пила по п.2, отличающаяся тем, что механизм резания выполнен в виде перемещающегося по вертикальным направляющим каретки корпуса, в котором на подшипниках качения установлен шпиндель, один конец которого соединен с электродвигателем, на другом, свободном конце, закреплена дисковая пила, а расположенная между подшипниками часть шпинделя выполнена в виде маховика.4. Пила по п.2, отличающаяся тем, что механизм резания выполнен в виде перемещающегося по вертикальным направляющим корпуса с закрепленным на нем фигурным ножом с двумя боковыми режущими кромками и взаимодействующих с упомянутым ножом двух боковых ножей, неподвижно закрепленных на каретке.5. Пила по п.2, отличающаяся тем, что механизм резания выполнен в виде перемещающегося по вертикальным направляющим каретки корпуса с клинообразным отрезным ножом и зубчатой рейкой, а также кинематически связанного с клинообразным отрезным ножом надрезающим ножом со ступенчато расположенными зубьями, закрепленным на ползун-рейке, смонтированной с возможностью горизонтального перемещения в направляющих установленного на каретке суппорта, при этом кинематическая связь выполнена в виде смонтированного с возможностью вращения в размещенных на вертикальных направляющих каретки подшипниках вала с двумя шестернями, взаимодействующими с упомянутыми рейкой и ползун-рейкой.