ЛЕТУЧИЕ НОЖНИЦЫ Российский патент 2007 года по МПК B23D25/08 B26D1/08 

Изобретение относится к области металлургического машиностроения, а именно к режущим устройствам, служащим для разделения на ходу движущейся полосы и устанавливаемым в линиях прокатных станов перед чистовой группой клетей для обрезки некондиционных концов полосы.

Известны летучие ножницы (А.А.Королев. Механическое оборудование прокатных цехов черной и цветной металлургии. М., «Металлургия», 1976 г., стр.268-269), в станине которых установлены верхний и нижний барабаны с ножами, связанные между собой цилиндрическими шестернями с косыми зубьями, установленными на концах валов барабанов с приводной стороны. Нижний барабан ножниц является приводным и связан с электромеханическим приводом.

При вращении барабанов ножи получают вращательное движение по круговым траекториям, в определенных точках которых они совмещаются на рез, при этом их горизонтальная скорость совпадает со скоростью движущейся через ножницы полосы.

Недостатки ножниц:

- на ножницах возможна резка только движущейся полосы, т.к. ножи совмещаются на рез при движении по круговым траекториям.

В качестве прототипа выбраны летучие ножницы для отрезки горячекатаной полосы по авторскому свидетельству СССР №1704962 A1, МКИ В 23 D 25/06.

Ножницы содержат размещенный в станине механизм резания, состоящий из верхнего ножедержателя с верхним ножом и связанного с ним через шарниры нижнего ножедержателя с нижним ножом, а также приводного эксцентрикового вала, который связан с верхним ноже держателем. При работе ножниц вращение эксцентрикового вала преобразуется в вертикальное и горизонтальное движение верхнего и нижнего ножедержателей с ножами.

В ножницах по прототипу устранены некоторые недостатки, присущие предыдущей конструкции ножниц.

В этих ножницах связь верхнего и нижнего ножедержателей осуществляется через шарнирно-рычажную систему, что устраняет жесткую зависимость между горизонтальной и вертикальной составляющими скорости ножей, как в описанных барабанных ножницах.

Недостатки ножниц:

- просвет между ножами зависит от эксцентриситета эксцентриков приводного вала и в реальных ножницах не превышает 200 мм;

- ограниченная толщина разрезаемого металла (12-15 мм) в связи с осуществлением вертикального и горизонтального движения ножей от одного эксцентрикового вала. Поэтому захват металла ножами может происходить только тогда, когда их горизонтальная скорость совпадает со скоростью полосы, что возможно только в том случае, если рез начинается в угловом положении эксцентриситета эксцентрикового вала, не более 30-45° от вертикали;

- расположение основного приводного эксцентрикового вала над полосой также ограничивает верхний предел её толщины;

- невозможность в связи с конструкцией привода применять ножницы как для летучего, так и для стационарного реза.

В основу изобретения поставлена задача расширения технологических возможностей летучих ножниц.

Эта задача решена за счет технического результата, который заключается в создании возможности применять летучие ножницы как для летучего, так и для стационарного реза, а также за счет увеличения диапазона обрабатываемых полос по толщине.

Для достижения вышеуказанного результата летучие ножницы, содержащие станину с расположенным в ней механизмом резания в виде верхнего ножедержателя с верхним ножом и соединенного с верхним ножедержателем посредством шарниров нижнего ножедержателя с нижним ножом и основной приводной эксцентриковый вал, согласно изобретению для осуществления летучего и стационарного реза снабжены двумя имеющими корпуса гидроцилиндрами, штоки которых шарнирно связаны с верхним ножедержателем, и дополнительным эксцентриковым валом, связанным посредством двух шатунов с нижним ножедержателем, для обеспечения встречного движения верхнего и нижнего ножедержателей основной эксцентриковый вал связан с нижним ножедержателем и выполнен с двумя дополнительными эксцентриками, на которых установлены с возможностью поворота корпуса цилиндров, при этом основной и дополнительный эксцентриковые валы соединены между собой посредством зубчатых передач с общим передаточным отношением 0,5.

Кроме того, в ножницах верхний и нижний ножедержатели соединены посредством шарниров и эксцентриковых осей, установленных в нижнем ножедержателе с возможностью их поворота.

В результате сравнительного анализа предлагаемого решения с прототипом установлено, что они имеют следующие общие признаки:

- станину;

- верхний ножедержатель с ножом;

- нижний ножедержатель с ножом;

- основной приводной эксцентриковый вал;

а также отличительные признаки:

- два гадроцилиндра;

- дополнительный эксцентриковый вал и два шатуна, связывающие этот вал с нижним ножедержателем;

- основной приводной эксцентриковый вал выполнен с двумя дополнительными эксцентриками;

- основной приводной эксцентриковый вал связан с нижним ножедержателем;

- корпуса гидроцилиндров установлены с возможностью вращения на дополнительных эксцентриках основного эксцентрикового вала;

- штоки гидроцилиндров шарнирно связаны с верхним ножедержателем;

- основной приводной эксцентриковый вал и дополнительный эксцентриковый вал соединены между собой посредством зубчатых передач с общим передаточным отношением 0,5;

- шарниры, соединяющие верхний и нижний ножедержатели, снабжены эксцентриковыми осями, установленными в нижнем ножедержателе с возможностью их поворота.

Таким образом, предполагаемая конструкция летучих ножниц имеет новые конструктивные элементы, новые связи узлов и деталей, новые формы выполнения деталей и узлов.

Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь.

Благодаря тому, что ножницы снабжены дополнительным эксцентриковым валом и двумя шатунами, связывающими этот вал с нижним ножедержателем, стало возможным разделить механизмы, сообщающие горизонтальное движение ножам и движение их на рез, и при тех же размерах эксцентриков основного приводного эксцентрикового вала увеличить толщину отрезаемых полос.

Таким образом, расширяется диапазон применения ножниц.

Кроме того, благодаря тому, что ножницы снабжены двумя гидроцилиндрами и двумя дополнительными эксцентриками, выполненными на основном приводном эксцентриковом валу, связанном с нижним ножедержателем, при этом корпуса гидроцилиндров установлены с возможностью вращения на дополнительных эксцентриках, а штоки гидроцилиндров шарнирно связаны с верхним ножедержателем, стало возможным:

- осуществлять как летучий, так и стационарный рез полосы;

- увеличить просвет между ножами в исходном положении при той же величине эксцентриков основного вала и увеличить толщину обрабатываемой полосы.

Это также расширяет диапазон применения ножниц.

Далее, благодаря тому, что основной приводной эксцентриковый вал и дополнительный эксцентриковый вал соединены между собой посредством зубчатых передач с передаточным отношением 0,5, стало возможным оптимально использовать эксцентриковые валы ножниц для сообщения ножам горизонтального и вертикального движения на рез и при той же величине эксцентриков основного вала увеличить толщину отрезаемой полосы, что также расширяет диапазон применения ножниц.

Далее, благодаря тому, что шарниры, соединяющие верхний и нижний ножедержатели, снабжены эксцентриковыми осями, установленными в нижнем ножедержателе с возможностью их поворота, например, связанными через рычаги с гидравлическими цилиндрами, закрепленными на нижнем ножедержателе, стало возможным оперативно менять зазор между ножами и расширять диапазон толщин отрезаемых полос.

Благодаря возможности осуществления как летучего, так и стационарного реза в широком диапазоне толщин полос ножницы могут применяться как в линиях непрерывных и полунепрерывных широкополосных станах, так и в реверсивных станах с моталками в печах, где необходимо отрезать концы полос в широком диапазоне толщин как при движении полосы, так и при её остановках.

Исключение из вышеуказанной совокупности отличительных признаков хотя бы одного, не обеспечивает достижения технического результата.

Заявленное техническое решение имеет изобретательский уровень, т.к. предполагаемая конструкция летучих ножниц для специалистов явным образом не следует из уровня техники.

Заявляемое техническое решение неизвестно из уровня техники, и поэтому оно является новым.

Заявляемое изобретение промышленно применимо, т.к. его технологическое и техническое исполнение не представляет трудностей. По этому техническому решению выполнен технический проект летучих ножниц для стана 1500 ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат».

Таким образом, заявляемому изобретению может предоставляться правовая охрана, т.к. оно является новым, имеет изобретательский уровень и промышленно применимо, т.е. соответствует всем критериям изобретения.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображены:

фиг.1 - кинематическая схема летучих ножниц;

фиг.2 - кинематическая схема механизма резания.

Летучие ножницы состоят из станины 1, механизма резания, включающего верхний ножедержатель 2 с верхним ножом 3, нижний ножедержатель 4 с нижним ножом 5.

Связь верхнего 2 и нижнего 4 ножедержателей осуществляется через шарниры с эксцентриковыми осями 6, 7, связанными через рычаги 8, 9 с гидроцилиндрами 10, 11, (фиг.2), установленными на нижнем ножедержателе.

Нижний ножедержатель 4 установлен на эксцентриках 12, 13 основного приводного эксцентрикового вала 14, связанного с приводом 15 через зубчатую передачу 16.

На дополнительных эксцентриках 17, 18 приводного эксцентрикового вала 14 установлены корпуса гидроцилиндров 19, 20, штоки которых 21, 22 шарнирно связаны с верхним ножедержателем 2.

В станине ножниц 1 установлен дополнительный эксцентриковый вал 23, связанный через шатуны 24, 25 с нижним ножедержателем 4 и через зубчатые передачи 26, 27 с приводом 15.

Общее передаточное отношение зубчатых передач между основным эксцентриковым валом 14 и дополнительным эксцентриковым валом 23, т.е. W14/W23, равно 0,5.

Летучие ножницы работают следующим образом.

1. Режим летучего реза.

От привода 15 через зубчатую передачу 16 получает вращение приводной эксцентриковый вал 14. Одновременно подается давление жидкости в штоковые полости гидроцилиндров 19,20, штоки которых 21,22 опускают в нижнее положение относительно эксцентрикового вала 14 верхний ножедержатель 2 за время, предшествующее началу реза. Усилие гидроцилиндров соответствует усилию резания.

Встречное движение на рез верхний 2 и нижний 4 ножедержатели получают от вращающихся эксцентриков 12, 13 и 17, 18.

Горизонтальную скорость при резе движущейся полосы верхний 2 и нижний 3 ножедержатели получают через шатуны 24, 25 от вращающегося через зубчатые передачи 27, 26 дополнительного эксцентрикового вала 23, скорость вращения которого в 2 раза ниже скорости вращения приводного эксцентрикового вала 14.

В то время, как угол поворота эксцентриков 12, 13, 17, 18 в период реза может составлять 90° (при отрезке полосы большой толщины), угол поворота дополнительного эксцентрикового вала 23 составляет 45°, что позволяет с точностью около 10-15% согласовывать скорость полосы и скорость ножей в период реза и обеспечивать качественный летучий рез. После отрезки полосы основной приводной эксцентриковый вал 14 и дополнительный эксцентриковый вал 23 останавливаются в исходном положении, а гидроцилиндры 19, 20 дополнительно поднимают верхний ножедержатель 2 в верхнее положение для пропуска металла.

2. Режим стационарного реза.

От привода 15 через зубчатую передачу 16 основной приводной эксцентриковый вал 14 поворачивается в положение, при котором эксцентрики 17, 18 опущены вертикально вниз, а эксцентрики 12, 13 подняты вертикально вверх. С помощью дополнительного эксцентрикового вала 23 ножи 3, 5 устанавливаются в вертикальной или близкой к ней плоскости. В этом положении ножницы фиксируются приводом 15.

В штоковые полости гидроцилиндров 19, 20 подается давление, верхний ножедержатель 2 опускается вниз до крайнего положения и после завершения реза полосы верхний ножедержатель 2 поднимается в исходное положение. Эксцентриковые валы 14, 23 также возвращаются приводом 15 в исходное положение.

Настройка зазора между ножами 3, 5 осуществляется вращением эксцентриковых осей 6, 7 через рычаги 8, 9 от гидроцилиндров 10, 11 и их фиксацией от этих же гидроцилиндров в заданном положении.

Из всего вышеизложенного видно, что предлагаемые летучие ножницы позволяют производить разрезание полосы в широком диапазоне толщин и в двух режимах: стационарном и летучем, что позволяет использовать ножницы такой конструкции как в традиционно принятых непрерывных и полунепрерывных станах, так и в реверсивных станах для отрезки дефектных концевых участков полосы, в реверсивных станах с моталками в печах, т.е. они имеют широкие технологические возможности и широкий спектр применения.

Изобретение относится к области металлургического машиностроения. Ножницы содержат станину с расположенным на ней механизмом резания в виде верхнего ножедержателя с верхним ножом и соединенного с верхним ножедержателем посредством шарниров нижнего ножедержателя с нижним ножом и основной приводной эксцентриковый вал. Для осуществления как летучего, так и стационарного реза они снабжены двумя имеющими корпуса гидроцилиндрами, штоки которых шарнирно связаны с верхним ножедержателем, и дополнительным эксцентриковым валом, связанным посредством двух шатунов с нижним ножедержателем. Для обеспечения встречного движения верхнего и нижнего ножедержателей основной эксцентриковый вал связан с нижним ножедержателем и выполнен с двумя дополнительными эксцентриками, на которых установлены с возможностью поворота корпуса гидроцилиндров. Основной и дополнительный эксцентриковые валы соединены посредством зубчатых передач с общим передаточным отношением 0,5. Достигается расширение технологических возможностей летучих ножниц. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Летучие ножницы, содержащие станину с расположенным на ней механизмом резания в виде верхнего ножедержателя с верхним ножом и соединенного с верхним ножедержателем посредством шарниров нижнего ножедержателя с нижним ножом и основной приводной эксцентриковый вал, отличающиеся тем, что для осуществления летучего и стационарного реза они снабжены двумя имеющими корпуса гидроцилиндрами, штоки которых шарнирно связаны с верхним ножедержателем, и дополнительным эксцентриковым валом, связанным посредством двух шатунов с нижним ножедержателем, для обеспечения встречного движения верхнего и нижнего ножедержателей основной эксцентриковый вал связан с нижним ножедержателем и выполнен с двумя дополнительными эксцентриками, на которых установлены с возможностью поворота корпуса гидроцилиндров, при этом основной и дополнительный эксцентриковые валы соединены посредством зубчатых передач с общим передаточным отношением 0,5.2. Летучие ножницы по п.1, отличающиеся тем, что верхний и нижний ножедержатели соединены посредством шарниров и эксцентриковых осей, установленных в нижнем ножедержателе с возможностью их поворота.