Грузозахватное устройство для листовых материалов Советский патент 1992 года по МПК B66C1/02 

Изобретение относится к подъемно- транспортной технике, в частности к вакуумным захватам для перегрузки листовых материалов.

Известны грузозахватные устройства вакуумного действия, включающие траверсу и смонтированные на ней вакуумные захватные органы и упоры.

Известны также грузозахватные устройства, в которых, задачуупора выполняют сами вакуумные грузозахватные органы-присоски, смонтированные на разных уровнях.

Наиболее близким к предлагаемому является грузозахватное устройство, которое включает раму и грузозахватные органы, смонтированные на каретках с возможностью перемещения относительно рамы.

Недостатком указанных устройств является необходимость статической деформации захватываемого листа с целью отделения его от нижележащего в пачке. Вакуумные грузозахватные органы при этом испытывают сложную деформацию: растяжение с изгибом, что значительно уменьшает срок их службы.

Цель изобретения - исключение одновременной подачи захватными органами нескольких листов из пачки.

Поставленная цель достигается тем, что грузозахватное устройство, включающее траверсу и вакуумные грузозахватные органы, смонтированные на каретках с возможностью перемещения относительно траверсы, дополнительно снабжено индукторами, питаемыми короткими единичными импульсами электрического тока высокой мощности, причем индукторы укреплены с возможностью перемещения относительно траверсы.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройство; на фиг. 2 - вид. А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - схема распространения ударной волны.

Грузозахватное устройство для листовых материалов содержит раму 1, на которой крепятся каретки 2, несущие вакуумные грузозахватные органы, выполненные в виде тарелок 3, и индукторы 4. Управление вакуумными тералками 3 осуществляется

ио

с

xj

ы о

00

ю

09

управляющим устройством 5, обеспечивающим как захват листов, так и их перемещение по заданному маршруту. Управление индукторами 4 осуществляется управляющим устройством 6. Индуктор А состоит из обмотки 7 возбуждения, выполненной в виде плоской спирали и заключенной в корпус 8, имеющий цилиндрическую форму и являющийся якорем. Сверху на обмотку 7 возбуждения помещена прокладка 9. Корпус 8 закрыт крышкой 10. Крепление индуктора 4 к каретке 2 осуществляется при помощи пружины 11.

Предлагаемое грузозахватное устройство работает следующим образом.

После установки пачки листов в исходное положение оператор, обслуживающий грузозахватное устройство, перемещает карет ки индивидуально с целью установки их на край листа. По команде управляющего устройства 5 грузозахватное устройство опускается до соприкосновения вакуумных тарелок 3 с поверхностью листа. При этом последний крепится к вакуумным тарелкам 3 с оследующим подъемом на заданную высоту, Грузозахватное устройство может поднять один, два м более листов. При этом верхний лист удерживается вакуумными тарелками 3, а второй и последующие при слипании удерживаются за счет сцепления смазки и атмосферного давления. Вне зависимости от того слипались листы или нет, окончании подъема листа или нескольких листов управляющее устройство 6 подает ток на обмотку 7 возбуждения. Возникает переменный магнитный поток, который индуцирует в корпусе 8 мощное радиальное магнитное поле. Корпус 8 и обмотка 7 возбуждения под действием магнитного поля отталкиваются друг от друга с силами Pi и Р2, равными по величине и имеющими противоположные направления. Воздействие силы PI передается пружине 11, являющейся амортизатором и регулятором усилия прижатия индуктора 4 к листу. Воздействие силы Р2 передается поднимаемым листам в виде короткого удара. В первый момент возникает сжатие бесконечно малого элемента, непосредственно примыкающего к торцу индуктора. Это сжатие передается следующему элементу и т.д, причем этот процесс развивается постепенно во времени до тех пор, пока не достигнет слоя смазки между двумя листами. Когда волна переходит из одной среды в другую, часть энергии отражается, а часть преломляется. Доля отраженной энергии зависит от импедансов двух сред и от угла падения. Импеданс - величина, пропорциональная корню квадратному из произведения модуля обьемного сжатия среды и ее плотности. Для нулевого угла падения или в случае одного измерения отношение амплитуды отраженной волны к амплитуде падающей волны

R (Zi-Z2)/(Zi+Z2),

где Zi - импеданс первой среды, кг/м2 с; 2г - импеданс второй среды, кг/м2 с;

R - отношение амплитуды отраженной волны к амплитуде падающей.

Чтобы заметная часть энергии волны передавалась из одной среды в другую, их импедансы должны быть согласованы, В

описываемом процессе передачи волны от верхнего листа к нижнему угол падения волны равен нулю, а импедансы масляной пленки и материала листов различны. Поэтому на границе металл - пленка происходит переход волны из металла в пленку с частичным отражением ее. Интенсивность отраженной и перешедшей в новую среду волн пропорциональна квадрату амплитуд, т.е.

I 0.5ZW2 А2,

где I - интенсивность, Вт/м;

Z - импеданс, кг/(м2 с); W-частота, Гц;

А - амплитуда, м.

На основании изложенных данных производим расчет интенсивности волн падающих и отраженных в металлических листах и смазке между листами.

Величина импеданса среды определяется по формуле:

Z уТЗуэ

где В - модуль объемного сжатия, Па;

р - плотность, кг/м , а) для материала смазки В 20,0 109 Па;

.3.7

р 900 кг/мг; 2 V20,0-109900

0,42-107кг/(м2 с);

6} для стали В 1,6 1011 Па; р 7800 кг/м3;

Z Vi,6-1011-7800 3,5-107кг/(м2 с).

Определение отношения амплитуды отраженной волны к амплитуде падающей волны R. а) участок N-N, переход волны из верхнего

листа в слой смазки; Zi 3,5 10 кг/(м2 с); Z2 - 0,42 107 кг/(м2 с); R (3.5 - 0,42)7(3,5 + 0,42)0,79;А0тр/Апад 0,79/1. Следовательно, величина отраженной энергии соответствует 0.62 части от энергии падающей

волны (А отр 0,79 0,62). В масляную пленку переходит 0,38 часть энергии падающей волны (1 - 0,62 0,38). б) участок М-М, переход волны из слоя смазки в нижний лист; Zi 0,42 107 кг/(м2 с); Z2 3,5 107 кг/(м2 с); R (0,42 - 3,5)/(0,42 + 3,5) -0,79; Аотр/Апад - -0,79/1.

Так как величина энергии отраженной волны соответствует 0,62 части от энергии падающей волны (А20тр 0,7Э2 0,62), то ЕотР 0,38 0,62 0,24, Следовательно, в нижний лист переходит 0,14 часть энергии волны (0,38 - 0,24 0,14).

Таким образом, величина энергии волны, отраженной от границы N-N составляет 0,62 части энергии удара. При этом волна направлена в верхний лист. От границы М-М по направлению в нижний лист распространяется волна, энергия которой составляет 0,14 части энергии удара. Указанные волны вызывают деформации листов в соответствующих направлениях, что способствует разрушению межмолекулярных связей материала листов и смазки на участках N-N и М М, т.е. процесс разделения листов начи- нается с участков, непосредственно расположенных под индукторами.

При установке индукторов у краев листа процесс разделения листов начинается с краев и распространяется на остальную по- верхность. При этом нейтрализуется фактор атмосферного давления, влияющий на слипание листов.

Величина сил Pi и Ра, генерируемых индукторами 4, пропорциональна величине то- ка возбуждения, что позволяет, изменяя ток возбуждения, регулировать величину указанных сил. Необходимая величина сил Pi и Р2 зависит от силы сцепления листов, веса листов и устанавливается для каждого кон- кретного типа листов на основании опытных данных. Верхняя граница допустимого усилия/удара ограничена двумя факторами: во- первых, недопустимостью отрыва верхнего листа от вакуумных тарелок 2; во-вторых, недопустимостью пластической деформации листов вследствие удара.

Пример. Предлагаемое грузозахватное устройство для листовых материалов ис- пользуют для подачи из пачки листов тонколистового проката как обычной углеродистой, так и нержавеющей стали а клеть прокатного стана или на агрегат резки. При подаче двух слипшихся листов технологическое оборудование выходит из строя, что

сопряжено с большими материальными потерями,

Грузозахватное устройство включает траверсу 1, на которой крепятся каретки 2, несущие четыре вакуумные тарелки 3 диаметром D 120 мм и четыре индуктора 4 диаметром d 160 мм. Расстояние между вакуумными тарелками составляет соответственно Б 800 мы, В 1200 мм. Расстояние между индукторами составляет соответственно Б 800 мм, Г 1500 мм. Обмотки возбуждения индукторов 4 выполнены из медного провода сечением 10 мм. Грузозахватное устройство предназначено для подъема и подачи листов размерами: длина 2000 - 6000 мм; ширина 1000 - 1250 мм; толщина 1,5-3 мм, Величина тока возбуждения регулируется от 0 до 2000 А. Длительность ударного импульса не превышает с.

Грузозахватное устройство является быстродействующим, что особенно важно при работе предлагаемого устройства в составе робото-технологических комплексов, так как пои малой высоте подъема заготовки позволяет предотвратить распозициониро- вание падающей заготовки. Использование вакуумного грузозахватного устройства, снабженного индукторами, позволяет автоматизировать процесс подачи листового материала на агрегат резки или в клеть прокатного стана, а также улучшить условия работы вакуумных тарелок и существенно увеличить срок их эксплуатации. Замена в предлагаемом устройстве статического вида деформации листа на динамическую деформацию позволяет расширить диапазон размеров.

Формула изобретения Грузозахватное устройство для листовых материалов, содержащее связываемую с грузоподъемным механизмом траверсу, установленные на траверсе с возможностью продольного перемещения каретки и смонтированные на последни вакуумные захватные органы, отличающееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем обеспечения отделения одного листа, оно снабжено смонтированными на каретках подпружиненными в вертикальном направлении индукторами, подключенными к источнику коротких единичных импульсов тока высокой мощности, для воздействия на верхнюю поверхность верхнего листа.

Oo

f

N

. Фиг. 4

Изобретение относится к подъемно- транспортной технике, в частности к вакуумным захватам для перегрузки листовых материалов, и позволяет исключить одновременную подачу захватными органами нескольких листов из пачки. Грузозахватное устройство содержит индукторы, питаемые короткими единичными импульсами электрического тока высокой мощности, причем индукторы укреплены с возможностью перемещения относительно траверсы. 4 ил.