Устройство для разрезки сортового проката

 

Сущность изобретения: на станине закреплен неподвижный нож. Подвижный нож установлен на ползуне и соединен с регулируемым приводом его перемещения. Ползун выполнен в виде балки и связан с приводом его перемещения посредством дополнительного эксцентрикового вала. Регулируемый привод перемещения подвижного ножа выполнен в виде корпуса с размещенными в нем и кинематически связанными между собой зубчатым колесом и шестерней. При этом корпус установлен на раме посредством подшипникового узла с возможностью поворота вокруг оси шестерни на угол, меньший или равный 150°. Основной эксцентриковый вал расположен с возможностью вращения в балке. На цапфах этого вала установлены эксцентриковые втулки. Последние посредством вала-шестерни и зубчатой муфты соединены с шестерней регулируемого привода подвижного ножа. А сам основной эксцентриковый вал соединен посредством карданного вала с зубчатым колесом. 10 ил.

Изобретение относится к металлургическому оборудованию, а точнее к конструкции режущих устройств, ножниц и штампов для разделения прокатанного металла на части.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является устройство для разрезки сортового проката.

Это устройство содержит станину с неподвижным втулочным ножом и ползун в виде балки с подвижным ножом, связанный с приводом его перемещения посредством дополнительного эксцентрикового вала, при этом на конце балки ползуна смонтирован основной эксцентриковый вал, на цапфах которого в расточках станины установлены эксцентриковые втулки. Устройство также имеет регулируемый привод перемещения подвижного ножа, выполненный в виде электродвигателя и дифференциала с приводом поворота, которые кинематически связаны с эксцентриковыми втулками посредством вал-шестерни и основным эксцентриковым валом.

Недостатком известного устройства является то, что, из-за установки в регулируемом приводе устройства дифференциала с приводом его поворота происходит усложнение конструкции и увеличение общих габаритов. При этом допустимая нагрузочная способность дифференциала ограничивает производительность.

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства и повышение производительности.

Цель достигается созданием устройства для разрезки сортового проката, содержащего станину с неподвижным ножом, ползун в виде балки, связанный с приводом его перемещения посредством дополнительного эксцентрикового вала, подвижный нож, смонтированный в ползуне, основной эксцентриковый вал, установленный на конце балки с возможностью свободного вращения, на цапфах которого смонтированы эксцентриковые втулки, и смонтированный в установленном на раме корпусе регулируемый привод перемещения подвижного ножа, кинематически связанный с электродвигателем, эксцентриковыми втулками посредством вала-шестерни и основным эксцентриковым валом.

При этом, согласно изобретению, регулируемый привод устройства выполнен в виде кинематически связанных зубчатого колеса и приводной от электродвигателя шестерни, привода поворота корпуса, карданного вала, зубчатой муфты и подшипникового узла, при этом корпус вышеуказанного привода смонтирован на раме посредством подшипникового узла с возможностью поворота вокруг оси шестерни на угол, меньший или равный 150^о, зубчатое колесо соединено с основным эксцентриковым валом посредством карданного вала, а шестерня - с валом-шестерней привода эксцентриковых втулок посредством зубчатой муфты.

На фиг. 1 изображено устройство в горизонтальном разрезе; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид по стрелке Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1 (показано соединение ползуна с эксцентриковыми валами); на фиг. 5 - схема относительного расположения шестерни и колеса при нижнем положении корпуса регулируемого привода; на фиг.6 - то же, для промежуточного положения корпуса регулируемого привода; на фиг.7 - то же, при верхнем положении корпуса регулируемого привода; на фиг.8 - относительное расположение эксцентриковой втулки и основного эксцентрикового вала при нулевом смещении подшипника ползуна; на фиг.9 - то же, для промежуточной величины смещения подшипника ползуна; на фиг.10 - то же, при наибольшей величине смещения подшипника ползуна.

Устройство для разрезки сортового проката содержит станину 1 с неподвижным втулочным ножом 2, который установлен в расточке станины и закреплен полой гайкой 3. В вертикальном пазу 4 станины смонтирован ползун 5, выполненный в виде балки с центральной расточкой, в которой установлен подвижный втулочный нож 6. Один конец ползуна 5 посредством шарнирной оси 7 соединен с тягой 8, которая установлена посредством подшипника 9 на шейке 10 дополнительного эксцентрикового вала 11. В свою очередь, вал 11 смонтирован на подшипниках 12 в горизонтальных расточках станины 1. Дополнительный эксцентриковый вал снабжен приводом его поворота, который выполнен в виде гидроцилиндра 13, смонтированного в станине 1. При этом шток 14 гидроцилиндра шарнирно соединен с рычагом 15, который закреплен на конце дополнительного эксцентрикового вала 11. Второй конец ползуна 5 посредством подшипника 16 смонтирован на шейке 17 основного эксцентрикового вала 18, цапфы которого на подшипниках 19 установлены в расточках двух приводных эксцентриковых втулок 20. В свою очередь, втулки 20 смонтированы на подшипниках 21 в горизонтальных соосных расточках станины 1. При этом обе втулки 20 соединены цилиндрическими зубчатыми передачами 22 с приводной вал-шестерней 23, установленной в горизонтальной расточке станины. Режущее устройство содержит регулируемый привод 24, смонтированный на раме 25. Привод выполнен в виде кинематически связанных между собой зубчатого колеса 26 и шестерни 27, вал которой одним концом через муфту 28 связан с электродвигателем 29, а вторым концом - через удлиненную зубчатую муфту 30 соединен с вал-шестерней 23 привода эксцентриковых втулок 20. При этом вал 31 зубчатого колеса 26 соединен с основным эксцентриковым валом 18 посредством карданного вала 32. Корпус 33 регулируемого привода (содержащий колесо 26 и шестерню 27) имеет цапфы 34, посредством которых он смонтирован на раме 25 в подшипниковых узлах 35 с возможностью поворота вокруг геометрической оси шестерни 27 на угол, меньший или равный 150^о. При этом корпус 33 снабжен приводом его поворота, который выполнен в виде гидроцилиндра 36, закрепленного посредством подшипниковых опор 37 на раме 25. Причем шток 38 гидроцилиндра соединен шарнирной осью 39 с кронштейном 40, смонтированном на корпусе 33 регулируемого привода.

Устройство для разрезки сортового проката работает следующим образом.

Для разрезки на части заготовку из сортового проката размещают со стороны полой гайки 3 в отверстиях втулочных ножей 2 и 6, когда их геометрические оси I-I и II-II совмещены на одной линии. Этому начальному положению подвижного ножа 6 соответствует расположение ползуна 5, представленное на фиг. 1 и фиг.4. Причем взаимное положение колеса 26 и шестерни 27 регулируемого привода соответствует фиг.5, а взаимное положение эксцентриковых втулок 20 и подшипника 16 (ползун - основной эксцентриковый вал) соответствует фиг.8.

Разрезку проката можно производить при работе устройства в одном из трех режимов: 1) путем вращения только основного эксцентрикового вала, 2) путем поворота только дополнительного эксцентрикового вала, 3) путем совместного вращения основного и дополнительного эксцентриковых валов. В первом режиме резания работает электродвигатель 29 и гидроцилиндр 36 регулируемого привода 24. При этом двигатель вращает шестерню 27, которая последовательно передает вращение зубчатому колесу 26, валу 31, карданному валу 32 и основному эксцентриковому валу 18. Одновременно вал шестерни 27 вращает зубчатую муфту 30 и приводную вал-шестерню 23, которая через зубчатые передачи 22 передает вращение двум эксцентриковым втулкам 20. В регулируемом приводе 24 зубчатое колесо 26 и шестерня 27 выполнены таким образом, что эксцентриковые втулки 20 и основной эксцентриковый вал 18 вращаются с одинаковой скоростью и в одном направлении, то есть как единое целое - этому соответствует фиг.8. Резание проката производят путем подачи масла в нижнюю полость гидроцилиндра 36. При этом шток 38 выдвигается из гидроцилиндра и поворачивает (поднимает) корпус 33 регулируемого привода на угол ϕ_max - см. фиг. 3. В результате зубчатое колесо 26 обкатывается по шестерне 27 и поворачивается на угол α_max вокруг собственной оси δ. Это видно их фиг.5...фиг. 7. При повороте на угол ϕ_max осевой плоскости, проходящей через оси вращения шестерни 27 и колеса 26 (из положения П_min в положение П_max) происходит перемещение по дуге центра (оси) колеса из положения δ в положение δ_max^'. Причем точка зацепления на колесе 26 перемещается из положения X_o = a в положение a при равенстве длины дугa X_max и aX_o. Таким образом, угол поворота колеса α_max находится между прямыми δ_max^' X_max и δ_max^' X_o^', где прямая δ_max^' X_o^' параллельна прямой δX_o, а зависимость между углами определяется выражением α = 1+ , где d_шест и D_кол - диаметры делительных окружностей шестерни 27 и колеса 26. Из совместного рассмотрения фиг. 5. . . фиг. 10 видно, что положение колеса 26 регулируемого привода соответствует положению подшипника 16 ползуна, так как поворот колеса на угол α передается основному эксцентриковому валу 18 через карданный вал 32. При этом фиг.8 соответствует фиг.5, фиг.9 - фиг.6, а фиг.10 соответствует фиг. 7. В результате, увеличение угла α от O до α_max приводит к увеличению относительного смещения E оси С вращения подшипника 16 ползуна относительно оси М вращения подшипника 21, установленного в станине 1, от O до E_max - согласно зависимости E = 2Δ·sin . Здесь Δ - величина эксцентриситета оси С шейки 17 относительно оси К цапф 18 основного эксцентрикового вала, которая также равна величине эксцентриситета оси К внутренней расточки относительно оси М внешней цилиндрической поверхности эксцентриковой втулки 20. В начальный момент разрезания заготовки электродвигатель 29 вращает основной эксцентриковый вал 18 и эксцентриковые втулки 20 как единое целое при их взаимном положении согласно фиг. 8, при этом шток 38 втянут в гидроцилиндр 36 (см. фиг. 3). Далее, при плавном выдвижении штока 38 из гидроцилиндра 36 происходит плавное увеличение расстояния (смещения Е) между осями подшипников 21 и 16, которые занимают последовательно положения, изображенные на фиг. 8, фиг.9 и фиг.10. В связи с чем ось С подшипника 16 ползуна описывает некоторую спираль вокруг оси М подшипника 21, установленного в станине (подобную "спирали Архимеда"). В результате, ось II-II подвижного ножа 6, при его планетарном движении, также описывает некоторую спираль вокруг оси I-I неподвижного ножа 2. Увеличение расстояния между осями I-I и II-II ножей 2 и 6 производят до того момента, когда произойдет разделение заготовки на части. Таким образом выполняется кольцевой рез - путем плавного увеличения надреза (смещения) по периметру поперечного сечения заготовки. После разрезки заготовки шток 38 втягивается в гидроцилиндр 36 и подвижный нож 6 возвращается в свое начальное положение до совмещения оси II-II с осью I-I неподвижного ножа 2. Затем отрезанная часть заготовки извлекается и цикл разрезки повторяется.

Во втором режиме резания работает горизонтальный гидроцилиндр 13 (двигатель 29 отключен). Начальное положение штока 14 в гидроцилиндре показано на фиг.3, при котором рычаг 15 находится в вертикальном положении, а оси I-I и II-II ножей 2 и 6 совмещены на одной линии. Односторонний рез заготовки выполняют путем подачи масла в правую полость гидроцилиндра 13 и втягивания в него штока 14. При этом рычаг 15 и дополнительный эксцентриковый вал 11 поворачиваются на угол β₁ (см. фиг.2, фиг.3 и фиг.4), а тяга 8 с шарнирной осью 7 ползуна 5 опускается на величину Н_низ ≈e˙sinβ₁ так как шейка 10 эксцентрично смещена на величину e относительно цапф вала 11). В результате этого подвижный нож 6 опускается вниз относительно неподвижного ножа 2 и происходит разделение заготовки.

Двусторонний рез заготовки выполняют путем подачи масла в левую полость гидроцилиндра 13 и выдвижения из него штока 14. При этом рычаг 15 и дополнительный эксцентриковый вал 11 поворачиваются на угол β₂, а тяга 8 с шарнирной осью 7 ползуна 5 поднимаются вверх на величину H_верх≈e˙sinβ₁. В результате, подвижный нож 6 поднимается вверх относительно неподвижного ножа 2, производя надрез заготовки - не разделяя ее на части.

Затем масло подают в правую полость гидроцилиндра 13, при этом шток 14 полностью втягивается в гидроцилиндр и поворачивает рычаг 15 в крайнее левое положение - на угол β₂+β₁ (см. фиг.3). В результате, подвижный нож 6 опускается вниз, производя окончательное разделение заготовки.

В третьем режиме резания работают электродвигатель 29 и гидроцилиндр 36 регулируемого привода, а также горизонтальный гидроцилиндр 13. В этом случае разделение заготовки на части производят путем совмещения кольцевой резки с двусторонней резкой (или односторонней). Причем такое совмещение можно производить одновременно или последовательно за время одного цикла резки.

Предложенное режущее устройство позволяет упростить его конструкцию, уменьшить габариты и повысить производительность, а также обеспечивает разрезку сортового проката разнообразного профиля как в холодном, так и в нагретом состоянии - из сталей, их сплавов и цветных металлов.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРЕЗКИ СОРТОВОГО ПРОКАТА, содержащее станину с неподвижным ножом, ползун в виде балки, связанный с приводом его перемещения посредством дополнительного эксцентрикового вала, подвижный нож, смонтированный на ползуне, основной эксцентриковый вал, установленный на конце балки с возможностью свободного вращения, на цапфах которого смонтированы эксцентриковые втулки, и смонтированный в установленном на раме корпусе регулируемый привод перемещения подвижного ножа, кинематически связанный с электродвигателем, эксцентриковыми втулками посредством вала-шестерни и основным эксцентриковым валом, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения производительности, регулируемый привод выполнен в виде кинематически связанных зубчатого колеса и приводной от электродвигателя шестерни, привода поворота корпуса, карданного вала, зубчатой муфты и подшипникового узла, при этом корпус указанного привода смонтирован на раме посредством подшипникового узла с возможностью поворота вокруг оси шестерни на угол, меньший или равный 150^o, зубчатое колесо соединено с основным эксцентриковым валом посредством карданного вала, а шестерня - с валом-шестерней привода эксцентриковых втулок посредством зубчатой муфты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10