Устройство для транспортирования полосы с натяжением Российский патент 2021 года по МПК B21B39/14 B21C47/00 

Изобретение относится к области производства полосовых материалов и может быть использовано при транспортировании с натяжением по технологической линии агрегата тонкой и тончайшей металлической полосы при ее термообработке, порезке, смотке в рулон, а так же в конструкциях ленточных конвейеров и других технических средств.

Известно устройство для направления полосы, содержащее барабанный разматыватель рулона, снабженный механизмом осевого перемещения барабана с рулоном, оптическую систему слежения за положением кромки полосы, связанную с механизмом осевого перемещения барабана.[1]

Недостатки известного устройства состоят в его сложности, а так же в том, что оно позволяет направлять полосу только в головной части агрегата, что сужает возможности его применения.

Известно устройство для направления движущейся с натяжением полосы, содержащее основание и неприводной поворотный ролик, закрепленный на поворотном коромысле, установленном на основании с возможностью поворота в плоскости, расположенной наклонно к плоскости движущейся полосы. На одной из сторон неприводного ролика на подшипниковой сферической опоре закреплен направляющий диск, а ролик развернут в плоскости движения полосы со смещением его стороны на которой закреплен направляющий диск навстречу направления движения полосы. [2]

Недостатком данного устройства является то, что оно может быть использовано только на горизонтальных участках движения полосы, где полоса находится сверху поворотного ролика. Конструктивные особенности не позволяют использовать устройство на вертикальных участках движения полосы.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является устройство для направления полосы, содержащее основание, направляющий элемент в виде неприводного поворотного ролика, закрепленного в зубьях вилки, размещенной в подшипниках основания с возможностью свободного поворота и бокового упора, установленного с одной из сторон ролика. Для повышения точности направления полосы и исключения возможного травмирования кромки основание зафиксировано на оси, установленной под серединой поворотного ролика с возможностью разворота основания вместе с поворотным роликом в плоскости движения полосы [3].

Недостатком данного устройства является то, что изначально основание с поворотным роликом устанавливают на поворотной оси под идеальную полосу без разноширинности, клиновидности и серповидности. При направлении, например, серповидной полосы будет постоянно меняться положение поворотного ролика в плоскости движения полосы, т.е. будет периодически пропадать перпендикулярность оси ролика с осевой линией полосы, что в свою очередь будет приводить или к потере контакта кромки полосы с упором, или к увеличению давления кромки на боковой упор, что может влиять на ее травмирование и нарушение точности направления полосы.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении точности направления движущейся с натяжением полосы без дополнительных регулировок и полного исключения травмирования кромки полосы.

Для решения технической задачи в известном устройстве для направления полосы, движущейся с натяжением по линии агрегата, содержащего основание и неприводной ролик, закрепленный в зубьях вилки, размещенной в подшипниках основания с возможностью свободного поворота, где с одной из сторон поворотного ролика установлен упор, а под серединой поворотного ролика основание закреплено на оси, позволяющей разворачивать поворотный ролик в плоскости движения полосы.

Согласно изобретению основание установлено на оси под поворотным роликом, с возможностью свободного поворота, где поворотный ролик имеет форму усеченного конуса, а боковой упор находится со стороны утолщения ролика, что обеспечивает его поворот в плоскости движения полосы стороной, где находится боковой упор навстречу направлению движения полосы для создания постоянного контакта кромки полосы с упором.

На фигуре 1 изображено предложенное устройство, вид сбоку, на фигуре 2 - схема силового взаимодействия полосы с поворотным роликом.

Устройство состоит из неприводного поворотного ролика 1 в форме усеченного конуса с осью вращения 2, закрепленного в валике 3 с боковым упором 4, которая находится в подшипниках основания 5, установленного на оси 6 для возможности свободного поворота с целью обеспечения постоянного контакта кромки К полосы 7 с боковым упором 4.

Устройство работает следующим образом. Передний конец стальной полосы 7 толщиной 0,4 мм и шириной 1250 мм, пропущенный через ванну электролитической очистки, заправляют на барабан моталки и транспортируют с натяжением, равномерным по всей ширине по поворотному ролику 1 с небольшим его охватом. Поворотный ролик 1 под действием сил трения приходит во вращение. Поскольку диаметры по краям ролика 1 разные, со стороны бокового упора он больше, чем на противоположной стороне, соответственно отличаются и длины окружностей.

Поэтому, при движении полосы 7 по ролику 1, за один его оборот кромка К со стороны бокового упора 4 проходит путь больший, чем кромка К с противоположной стороны.

В итоге со стороны полосы 7 по ее краям возникают разнонаправленные силы F_тр1 и F_тр2, которые разворачивают ролик 1 вместе с основанием 5 на оси 6 стороной, где находится боковой упор 4 навстречу направлению движения полосы 7. При этом повороте возникает поперечная составляющая F_п от сил трения F_тр1 и F_тр2.

Далее эта сила передается через кромку К полосы 7 на боковой упор 4. В результате появляется усилие Р, которое разворачивает основание 5 с роликом 1 на оси 6 в обратную сторону, уменьшая действие силы F„. Далее силы F_п и Р уравновешиваются, что обеспечивает постоянный контакт кромки К полосы 7 с боковым упором 4.

При дальнейшем движении полосы 7 по поворотному ролику 1 имеют место ее отклонения в направлении, перпендикулярном направлению движения.

При отклонении полосы 7 вправо, правая кромка К фиксируется боковым упором 4, а левая кромка К, давит на поворотный ролик 1 с большим усилием, чем правая. В результате, левая сторона ролика 1 отклоняется по направлению движения полосы 7. Одновременно, через поворотный ролик 1 это усилие передается на основание 5, которое поворачивается против часовой стрелки на оси 6.

Аналогично и при отклонении полосы 7 влево ролик 1 перемещается в той же последовательности, но в обратную сторону, а основание 5 поворачивается на оси 6 по часовой стрелке.

В обоих случаях угол а между осью ролика 1 и осевой линией агрегата O-O₁ все время стремится к 90°, что обеспечивает постоянный контакт кромки К полосы 7 с боковым упором 4 при любых отклонениях полосы 7.

Таким образом, за счет отклонений ролика 1, имеющего форму усеченного конуса, в вилке 3, закрепленной в подшипниках основания 5 и его поворотов на оси 6 происходит саморегуляция направления кромки К полосы 7 при постоянном контакте с боковым упором 4, что обеспечивает абсолютную точность ее направления.

Благодаря свободному повороту основания 5 на оси 6 исключается травмирование кромки К полосы 7.

Использование предложенного устройства позволяет исключить телескопичность при смотке рулона за счет абсолютной точности направления кромки полосы, не зависимо от скорости ее движения, что обеспечивает повышение рентабельности на 10-12% за счет увеличения выхода годного и увеличение производительности труда.

Литературные источники

1. А.И. Целиков и др. «Машины и агрегаты металлургических заводов». Т.З. Машины и агрегаты для производства отделки проката. М. Металлургия, 1981 г. с 407-408.

2. Патент Российской Федерации №2499642 МПК В21В 39/14, 2013 г.

3. Патент Российской Федерации №2663670 МПК В21В 39/14, 2018 г.

Изобретение относится к устройствам для транспортирования полосы с натяжением. Устройство содержит барабан моталки и средство направления полосы. Средство направления полосы выполнено в виде неприводного поворотного ролика, закрепленного в зубьях вилки, размещенной в подшипниках основания с возможностью свободного поворота, бокового упора, установленного с одной из сторон ролика, и основания, зафиксированного на оси, установленной под серединой поворотного ролика с возможностью поворота основания вместе с поворотным роликом в плоскости движения полосы. Поворотный ролик имеет форму усеченного конуса, утолщение которого расположено со стороны бокового упора, и выполнен с возможностью обеспечения его свободного поворота в плоскости движения полосы стороной ролика, у которой установлен боковой упор, навстречу направлению движения полосы. В результате повышается точность направления кромки полосы при транспортировании полосы с натяжением. 2 ил.

Устройство для транспортирования полосы с натяжением, содержащее барабан моталки и средство направления полосы, выполненное в виде неприводного поворотного ролика, закрепленного в зубьях вилки, размещенной в подшипниках основания с возможностью свободного поворота, бокового упора, установленного с одной из сторон ролика, и основания, зафиксированного на оси, установленной под серединой поворотного ролика с возможностью поворота основания вместе с поворотным роликом в плоскости движения полосы, отличающееся тем, что поворотный ролик имеет форму усеченного конуса, утолщение которого расположено со стороны бокового упора, и выполнен с возможностью обеспечения его свободного поворота в плоскости движения полосы стороной ролика, у которой установлен боковой упор, навстречу направлению движения полосы.