СПИРАЛЬНЫЙ НАКОПИТЕЛЬ ПОЛОСЫ Российский патент 2013 года по МПК B21B41/12 

Изобретение относится к области прокатного и трубного производства, а точнее к спиральным накопителям полосы, и может быть использовано в непрерывных агрегатах обработки полосового проката, преимущественно тонкой полосы с пониженными механическими свойствами.

Известен спиральный накопитель полосового проката, см. пат. СССР №1215784, кл. В21В 41/12, заявл. 25.01.84 г., опубл. 07.03.86 г.

Этот спиральный накопитель содержит приводной горизонтальный стол, наружную и внутреннюю роликовые проводки, снимающий ролик внутренней проводки и выводной, наклонный к оси ролик. Снимающий и выводной ролики установлены таким образом, что общая касательная плоскость, проведенная к обоим роликам, параллельна плоскости наклона выводного ролика.

Недостатком этого накопителя является то, что выводное устройство выполнено в виде наклонного ролика и за счет его вращения имеет винтовую подачу полосы, что вынуждает изгибаемую полосу относительно этого ролика стремится подняться вверх, для чего устанавливают дополнительные ролики, которые ограничивают вертикальное смещение полосы. При взаимодействии кромки полосы с роликами происходит их интенсивный износ и повреждение кромок, что снижает надежность работы накопителя.

Из известных спиральных накопителей полосы наиболее близким по технической сущности является спиральный накопитель, описанный в пат. РФ №2227074, кл. В21В 41/12, заявл. 26.12.2001 г., опубл. 20.04.2004 г.

Этот спиральный накопитель полосы содержит наружную роликовую проводку, горизонтальный стол для наружного и внутреннего колец накапливаемого металла, на котором установлены холостые горизонтальные ролики, привод вращения стола, задающие и выдающие ролики, внутреннюю стационарную проводку с вертикальными холостыми роликами, выводную наклонную роликовую проводку и снимающий ролик.

Недостаток известной конструкции спирального накопителя полосы является то, что ролики установлены на наклонной роликовой проводке по спирали таким образом, что их оси перпендикулярны оси транспортируемой по ним полосы. При этом образующая роликов пересекается в центре полосы с образующей цилиндра выводной наклонной проводки. При этом поверхности роликов и огибающей их полосы выходят за пределы цилиндра выводной проводки. В связи с этим крайние точки по ширине полосы стоят от оси проводки на расстоянии, превышающем радиус R цилиндра проводки. Полоса, транспортируемая по роликам наклонной проводки, по ширине приобретает коробоватость. На кромках возникают пластические деформации. Нежелательная пластическая деформация кромок на тонкой полосе приводит к браку при формовке ее и сварке тонкой полосы в трубную заготовку.

Этот спиральный накопитель используется в работе с узкой полосой, обладающей высокими механическими свойствами, из-за возникающей вытяжки металла.

Задача настоящего изобретения состоит в создании спирального накопителя полосы, позволяющего обеспечить надежную работу с тонкой полосой с пониженными механическими свойствами.

Поставленная задача достигается тем, что в спиральном накопителе полосы, содержащем горизонтальный стол для наружного и внутреннего колец накапливаемого металла, на котором установлены холостые горизонтальные и вертикальные ролики, привод вращения стола, задающие и выдающие ролики, внутреннюю стационарную проводку с вертикальными холостыми роликами, выводную наклонную проводку с цилиндрическими роликами, расположенными по отношению друг к другу со смещением по высоте и образующими косую винтовую поверхность, и снимающий ролик, согласно изобретению, выводная наклонная проводка имеет корпус в виде эллиптического цилиндра с круговым основанием, на поверхности которого установлены цилиндрические ролики, причем все ролики, кроме первого расположены со смещением по высоте на величину Δh, определяемую по формуле

где τ - шаг винтовой поверхности,

n - количество роликов,

и каждый ролик, кроме первого, относительно его центра установлен с разворотом на угол α_n, определяемый по формуле

где α - угол подъема косой винтовой поверхности,

n - количество роликов,

причем угол подъема косой винтовой поверхности, образованный цилиндрическими роликами, равен углу наклона оси выводной наклонной проводки, угол контакта полосы с роликами равен π (180°), а угол наклона последнего ролика выводной наклонной проводки совпадает с углом наклона оси этой проводки.

Такое конструктивное выполнение спирального накопителя полосы позволяет обеспечить надежную работу с тонкой полосой с пониженными механическими свойствами.

Это достигается за счет того, что крайние точки по ширине полосы ложатся полностью на образующие цилиндрических роликов, развернутых на угол α_n, компенсирующий деформацию полосы по ширине, что позволяет исключить деформацию кромок и обеспечить надежную работу накопителя с тонкой полосой с пониженными механизмами свойствами.

При угле контакта полосы с роликами π (180°) обеспечиваются наилучшие условия выборки полосы из накопителя. При угле контакта полосы с роликами более или менее 180° усложняется конструкция накопителя, в связи с затруднением выборки полосы из него.

Кроме того, накопитель можно использовать в производстве, где применяется полоса с пониженными механическими свойствами за счет установки внутри стационарной роликовой проводки дополнительных вертикальных роликов, обеспечивающих необходимый радиус изгиба полосы. При этом исключаются нежелательные пластические деформации кромок на тонкой полосе.

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

на фиг.1 - изображен спиральный накопитель полосы;

на фиг.2 - то же, разрез А-А на фиг.1,

на фиг.3 - то же, разрез Б-Б на фиг.2,

на фиг.4 - то же, вид В на фиг.3,

на фиг.5 - то же, место Г на фиг.4,

на фиг.6 - то же, разрез Д-Д на фиг.5.

Спиральный накопитель полосы содержит горизонтальный стол 1, на котором установлены холостые горизонтальные 2 и вертикальные 3 ролики, и привод 4 вращения стола. В одном ряду с вертикальными роликами 3 на горизонтальном столе 1 установлен холостой укладывающий ролик 5. Перед спиральным накопителем установлены задающие вертикальные ролики 6, а на выходе из накопителя - горизонтальные выдающие ролики 7. По оси стола 1 в опорной раме 8 жестко установлен вал, на котором закреплена внутренняя стационарная проводка 9 с вертикальными холостыми роликами 10, один из которых, большего диаметра, является снимающим 11. Внутри корпуса внутренней стационарной проводки 9 установлены дополнительно вертикальные 12 и горизонтальные 13 холостые ролики. На одном и том же валу соосно с внутренней стационарной проводкой 9 установлена выводная наклонная роликовая проводка 14. Холостые ролики 15 выводной наклонной роликовой проводки 14 установлены на корпусе 16 эллиптического цилиндра с круговым основанием на бонках 17-23. Все ролики 15, кроме первого, установлены выше предыдущего на величину Δh, определяемую по формуле

где τ - шаг винтовой поверхности,

n - количество роликов,

и каждый ролик, кроме первого, относительно его центра установлен с разворотом на угол α_n, определяемый по формуле

где α - угол подъема косой винтовой поверхности,

n - количество роликов,

Угол подъема косой винтовой поверхности α, образованный цилиндрическими роликами, равен углу наклона α₁ оси выводной наклонной проводки, угол контакта полосы с роликами равен π(180°), а угол наклона последнего ролика выводной наклонной проводки совпадает с углом наклона α₁ оси этой проводки.

Опорные поверхности бонок 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 выполнены по радиусу корпуса 16 эллиптического цилиндра с учетом разворота роликов. Привод 4 вращения стола выполнен реверсивным. На стационарной части роликового стола 24 установлены холостые горизонтальные ролики 25. Стационарная часть роликового стола 24 размещена на стойках 26. Наружная проводка 27 с холостыми вертикальными роликами 28 установлена на стойках 29.

Спиральный накопитель работает следующим образом.

Полоса 30 в вертикальном положении задающими роликами 6 направляется на горизонтальный стол 1. Далее полоса огибает укладывающий ролик 5, внутреннюю стационарную проводку 9, через снимающий ролик 11 заводится внутрь накопителя, перемещается вокруг выводной роликовой проводки 14 по холостым роликам 13,15 и выводится за габарит наружной проводки 27 на горизонтальные выдающие ролики 7 и далее в стан. После чего производится нагон полосы в накопитель. Нагон полосы производится вращением стола 1 от привода 4 и задающими вертикальными роликами 6, при этом укладывающий ролик 5, установленный на горизонтальном столе 1, образует из полосы 30 петлю, внутренняя ветвь которой укладывается на внутреннюю стационарную проводку 9, выходя с внутреннего витка стационарного стола 24, а наружная ветвь - на стационарный роликовый стол 24. После набора необходимого запаса полосы, накопитель работает в 3-х режимах: нормальном, накоплении запаса и извлечении запаса.

В режиме нормальной работы, когда скорость нагона полосы и скорость выборки полосы равны, полоса проходит транзитом через накопитель, не сбрасывая и не накапливая витки.

В режиме накопления стол 1 вращается в противоположную сторону линии подготовки и за каждый оборот производится укладка по одному витку на стационарный роликовый стол 24 и стационарную проводку 9, при этом скорость нагона полосы больше скорости выборки полосы в два и более раза.

Укладка витков осуществляется с натяжением, создаваемым опережением вращения стола 1 относительно подачи лент полосы вертикальными тянущими роликами 6.

В режиме извлечения запаса полосы, горизонтальный стол 1 вращается в сторону линии подготовки, при этом за каждый оборот стола производится смотка по одному витку со стационарного стола 24 и стационарной проводки 9.

Предложенная конструкция спирального накопителя полосы по сравнению с известными позволяет обеспечить надежную работу с тонкой полосой с пониженными механическими свойствами.

Изобретение предназначено для повышения надежности накопителя при намотке тонкой полосы с пониженными механическими свойствами, используемой в прокатном, в том числе трубном производстве, точнее в непрерывных агрегатах обработки полосового проката. Спиральный накопитель содержит горизонтальный стол для наружного и внутреннего колец накапливаемого металла, на котором установлены холостые горизонтальные и вертикальные ролики, привод вращения стола, задающие и выдающие ролики, внутреннюю стационарную проводку с вертикальными холостыми роликами, выводную наклонную проводку с цилиндрическими роликами, расположенными по отношению друг к другу со смещением по высоте и образующими косую винтовую поверхность, и снимающий ролик. Исключение деформации кромок полосы обеспечивается за счет того, что проводка имеет корпус в виде эллиптического цилиндра с круговым основанием, на поверхности которого установлены ролики, каждый ролик, кроме первого, установлен выше предыдущего на величину Δh, регламентированную математической зависимостью, и развернут относительно его центра на угол α_n, также регламентированный. 6 ил.

Спиральный накопитель полосы, содержащий горизонтальный стол для наружного и внутреннего колец накапливаемого металла, на котором установлены холостые горизонтальные и вертикальные ролики, привод вращения стола, задающие и выдающие ролики, внутреннюю стационарную проводку с вертикальными холостыми роликами, выводную наклонную проводку с цилиндрическими роликами, расположенными по отношению друг к другу со смещением по высоте и образующими косую винтовую поверхность, и снимающий ролик, отличающийся тем, что выводная наклонная проводка имеет корпус в виде эллиптического цилиндра с круговым основанием, на поверхности которого установлены цилиндрические ролики, причем все ролики, кроме первого, расположены со смещением по высоте на величину Δh, определяемую по формуле

и каждый ролик, кроме первого, относительно его центра установлен с разворотом на угол α_n, определяемый по формуле

где τ - шаг винтовой поверхности;
α - угол подъема косой винтовой поверхности;
n - количество роликов;

причем угол подъема косой винтовой поверхности, образованный цилиндрическими роликами, равен углу наклона оси выводной наклонной проводки, угол контакта полосы с роликами π=180°, а угол наклона последнего ролика выводной наклонной проводки совпадает с углом наклона оси этой проводки.