Устройство для транспортирования заготовок в проходной нагревательной печи
Полезная модель относится к средствам для нагрева металлических заготовок перед пластической деформацией, в частности, к нагревательным печам с подвижным подом в виде тележек, для нагрева металлических заготовок перед горячей прокаткой. Задачей предложенного изобретения является эффективное использование пода печи при разной ширине заготовок и, как следствие, повышение производительности печи. Устройство, содержащее подводящий и отводящий рольганги, манипуляторы загрузки и выгрузки заготовок, транспортирующие тележки с опорными элементами на подовой части, заслонки с приводами на загрузочном и разгрузочном торцах печи и линию возврата тележек из зоны выгрузки заготовок в зону загрузки. Отличие предлагаемого устройства заключается в том, что транспортирующие тележки с опорными элементами образуют непрерывный подвижный под печи. Манипуляторы загрузки и выгрузки заготовок снабжены захватами вилочного типа, установленными с возможностью их вертикального и горизонтального перемещения вдоль транспортирующих тележек в промежутках между опорными элементами и роликами подводящего и отводящего рольгангов. При этом устройство снабжено системой управления транспортирования заготовок, включающей датчики регистрации горизонтальных перемещений захватов, установленные в зонах загрузки и выгрузки и устройство для замера ширины заготовок, установленное в зоне загрузки, соединенные через блок выработки управляющих сигналов с приводами горизонтального и вертикального перемещений захватов манипуляторов, а также, с приводами заслонок. Система управления транспортирования заготовок обеспечивает перемещение захватов манипуляторов, зависящее от ширины заготовок, расстояния между ними на поде и длины тележек в соответствии с алгоритмами для загрузки и выгрузки. 2 с.п. ф-лы, 5 илл.
Полезная модель относится к средствам для нагрева металлических заготовок перед пластической деформацией, в частности, к проходньм нагревательным печам с подвижным подом для нагрева металлических заготовок перед горячей прокаткой.
Известно устройство для транспортирования заготовок в нагревательной печи, содержащее подводящий и отводящий рольганги, манипуляторы загрузки и выгрузки заготовок, подвижный под печи с опорными элементами на подовой части и подъемными опорньми балками по боковым сторонам [1].
Перемещение заготовок осуществляется за счет возвратно-поступательного перемещения опорных балок. При этом величина перемещений одинакова для всех типов нагреваемых заготовок, попеременно находящихся во время транспортирования на опорных балках или на опорных элементах пода.
Недостатком известного устройства является то, что при перекладывании заготовок по мере перемещения в сторону выгрузки, возможно, их смещение относительно первоначального положения вдоль оси печи. Возможна также деформация заготовок.
Известное устройство предназначено для транспортирования заготовок примерно одинаковой длины.
Конструкция подвижной подовой части и опорные подъемные балки находятся в атмосфере печи, при этом требуется охлаждение конструкций, что, в свою очередь, ведет к усложнению конструкции печи в целом. Значительная часть нижней поверхности нагреваемых заготовок перекрывается от теплового воздействия, при этом снижается эффективность нагрева.
Известно наиболее близкое к заявляемому устройство для транспортирования заготовок нагревательной печи, содержащее подводящий и отводящий рольганги, манипуляторы загрузки и выгрузки заготовок, подвижный под печи в виде тележек с опорньми элементами на подовой части и линию возврата тележек из зоны выгрузки заготовок в зону загрузки. [2]
Известное устройство не требует дополнительного охлаждения конструкций подовой части и коэффициент полезного действия печи весьма высок.
Загрузка и выгрузка заготовок с тележек известного устройства происходит вне печи при разомкнутом поде в зонах загрузки и выгрузки индивидуально на каждой тележке.
Недостатком известного устройства является то, что на каждую тележку загружается целое количество заготовок (одна или несколько), определяемое шириной заготовок и необходимым расстоянием между ними и расстоянием до края тележки. При нагреве заготовок с разной шириной не используется эффективно поверхность пода печи на стыках тележек, из-за чего снижается производительность печи.
Задачей предложенной полезной модели является эффективное использование пода печи при разной ширине заготовок и, как следствие, повышение производительности печи.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для транспортирования заготовок в проходной нагревательной печи, содержащем подводящий и отводящий рольганги, манипуляторы загрузки и выгрузки заготовок, транспортирующие тележки с опорными элементами на подовой части, заслонки с приводами на загрузочном и разгрузочном торцах печи и линию возврата тележек из зоны выгрузки заготовок в зону загрузки, транспортирующие тележки с опорными элементами образуют непрерывный подвижный под печи, манипуляторы загрузки и выгрузки заготовок снабжены захватами вилочного типа, установленными с возможностью их вертикального и горизонтального перемещения вдоль транспортирующих тележек в промежутках между опорными элементами и роликами подводящего и отводящего рольгангов, при этом устройство снабжено системой управления транспортирования заготовок, включающей датчики регистрации горизонтальных перемещений захватов, установленных в зонах загрузки и выгрузки, и устройство для замера ширины заготовок, установленное в зоне загрузки, соединенных через блок выработки управляющих сигналов с приводами горизонтального и вертикального перемещений захватов манипуляторов, а также, с приводами заслонок нагревательной печи в зонах загрузки и выгрузки заготовок, обеспечивающей перемещение захватов манипуляторов в соответствии с алгоритмами:
для загрузки - Lзi-Lз i-1=nLт-0,5(Bзi+Вз i-1)-
зi-1,i
где: Lз i-i - величина горизонтального перемещения манипулятора для «i-1»-ой заготовки в зоне загрузки,
Lз i - величина горизонтального перемещения манипулятора для «i»-ой заготовки в зоне загрузки,
Lт - длина тележки
n - число (1, 2, 3...), равное количеству тележек дополнительно добавленных к поду печи при загрузке «i»-ой заготовки,
Взi - ширина «i»-ой заготовки,
Вз i-1 - ширина «i-1»-ой заготовки,
зi-1,i - расстояние между «i-1»-ой и «i»-ой заготовками на поде печи
для выгрузки
Lв k+1-Lвk=mLт-0,5(Bз k+1+Взk)-вk,k+1
где Lв k+1 - величина горизонтального перемещения манипулятора для «к+1»-ой заготовки в зоне выгрузки,
Lв k - величина горизонтального перемещения манипулятора для «k»-ой заготовки в зоне выгрузки,
Lт - длина тележки,
m - число (1, 2, 3...), равное количеству тележек, выталкиваемых из печи после выгрузки «k»-oй заготовки,
Bз k- ширина «k»-ой заготовки,
Взi+1 - ширина «k+1»-ой заготовки,
Bk,k+1 - расстояние между «k»-ой и «k+1»-oй заготовками на поде печи в зоне выгрузки.
При реализации заявляемого устройства эффективно используется вся поверхность пода печи для размещения нагреваемых заготовок, в том числе, и места стыковки тележек между собой.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами где:
на фиг.1 показан общий вид устройства,
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1,
на фиг.3 - разрез В-В на фиг.1,
на фиг.4 - разрез С-С на фиг.1,
на фиг.5 - разрез D-D на фиг.1.
Устройство для транспортирования заготовок нагревательной печи содержит подводящий 1 и отводящий 2 рольганги, манипуляторы 3, 4 загрузки и выгрузки заготовок 5, подвижный непрерывный под 6 нагревательной печи 7 в виде тележек 8 с опорными элементами 9 на подовой части и линию возврата 10 тележек 8 из зоны выгрузки 11 в зону загрузки 12. Манипуляторы 3, 4 загрузки и выгрузки заготовок 5 снабжены захватами 13, 14 вилочного типа с возможностью их размещения в промежутках между опорными элементами 9 на подовой части тележек 8 и роликами 15, 16 подводящего 1 и отводящего
2 рольгангов с обеспечением диапазонов 17, 18 перемещения захватов 13, 14 вдоль одной или нескольких тележек 8 составленных в непрерывный под 6.
В зонах загрузки 12 и выгрузки 11 заготовок 5 установлены датчики 19, 20 регистрации горизонтальных перемещений захватов 13, 14 и в зоне загрузки 12 установлено устройство 21 для замера ширины заготовок 5. Датчики 19, 20 и устройство 21 соединены через блок выработки управляющих сигналов 22 с приводами горизонтальных 23, 24 и вертикальных 25, 26 перемещений захватов 13, 14 манипуляторов 3, 4, а также, с приводами 27, 28 заслонок 29, 30 нагревательной печи 7 в зонах 12, 11 загрузки и выгрузки заготовок 5.
Устройство работает следующим образом.
У заготовок 5 замеряют ширину В с помощью устройства 21. Сведения о проведенных замерах поступают в блок выработки управляющих сигналов 22. Далее заготовка 5 центрируется по оси O1-O 1, подводящего рольганга 1, с помощью которого, подается в зону загрузки 12. Затем с помощью захватов 13 манипулятора 3 посредством привода 25 вертикального перемещения снимается с роликов рольганга 1 и передается с помощью привода 23 горизонтального перемещения из зоны загрузки 12 во внутреннее пространство нагревательной печи 7 при открытой заслонке 29 в зоне 12 загрузки заготовки. Сигнал на открывание заслонки 29 поступает на привод 27 от блока выработки управляющих сигналов 22 после обработки сигнала о начале перемещения захватов 13 манипулятора 3, поступивших от датчика 19 горизонтальных перемещений. Управляющий сигнал на остановку привода 23 горизонтального перемещения при загрузке первой заготовки 5 поступает с учетом измеренной ширины В заготовки и необходимого расстояния зт от края заготовки 5 до края тележки 8. После остановки захватов 13 манипулятора 3 в необходимом положении, поступает сигнал на привод 25 вертикальных перемещений на опускание захватов 13 манипулятора 3 до контакта заготовки 5 с опорными элементами 9 на подовой части тележек 8, после чего захваты 13 с помощью привода 23 выводятся из-под заготовки 5 в исходное положение по оси O1-O1 подводящего рольганга 1. При этом заслонка 29 закрывается. Загрузку каждой последующей заготовки производят в соответствии с алгоритмом.
Lзi-Lзi-1=nL т-0,5(Взi+Взi-1 )-зi-1,i
где Lз i-1 - величина горизонтального перемещения манипулятора для «i-1»-ой заготовки в зоне загрузки,
Lз i - величина горизонтального перемещения манипулятора для «i»-ой заготовки в зоне загрузки,
Lт - длина тележки,
n - число (1, 2, 3... ), равное количеству тележек, дополнительно добавленных к поду печи при загрузке «i»-ой заготовки,
Взi - ширина «i»-ой заготовки,
Взi-1 - ширина «i-1»-ой заготовки,
зi-1,i - расстояние между «i-1»-ой и «i»-ой заготовками на поде печи
Так, например, при
Lт=1650 мм,
n=2,
Bз i=Взi-1=2700 мм,
зi-1,i=400 мм
Lз i-Lзi-1=21650-0,5(2700+2700)-400=0 мм,
то есть все заготовки загружаются при одной величине горизонтального перемещения манипулятора.
При Вз i-1=2700 мм,
Bзi=2400 мм,
зi-1,i=400 мм
L3 i-L3i-1=21650-0,5(2700+2400)-400=150 мм, горизонтальный ход манипулятора на «i»-ой заготовке увеличивается на 150 мм по сравнению с прототипом.
После загрузки заготовки 5 и возврата манипулятора 3 в исходное положение заслонки 29, 30 в зонах 12, 11 загрузки и выгрузки заготовок 5 поднимают на величину, необходимую для проталкивания тележек 8 на величину, равную длине тележки Lт, через внутреннее пространство нагревательной печи 7 совместно с дополнительной тележкой 8, поступившей с линии возврата 10. При этом одна из тележек 8 выталкивается из внутреннего пространства нагревательной печи 7 с противоположной стороны зоны разгрузки 11.
При необходимости, для размещения очередной заготовки 5 к подвижному поду 6 нагревательной печи 7 в зоне загрузки 12 добавляют еще дополнительную тележку 8 с линии возврата 10.
Выгрузку заготовок 5 из нагревательной печи 7 производят следующим образом.
Захваты 14 манипулятора 4 из исходного положения по оси О 2-O2 отводящего рольганга 2 перемещают во внутреннее пространство нагревательной печи 7 на величину, соответствующую положению «к»-ой заготовки 5 относительно края тележки необходимую для проталкивания тележки - зтkв зоне за в 12.
При этом положение «k»-ой заготовки 5 относительно края тележки 8 со стороны зоны выгрузки будет:
втk=mLт-Bk-зтk
где:
L т - длина тележки
m - число (1, 2, 3...), соответствующее количеству тележек 8 в зоне выгрузки 11, на которых лежит заготовка 5,
Bk - ширина «k»-ой заготовки, зтk - положение «k»-ой заготовки относительно края тележки в зоне загрузки,
втk - положение «k»-ой заготовки относительно края тележки в зоне выгрузки.
После получения сигнала от блока выработки управляющих сигналов 22 привод 24 горизонтального перемещения захватов 14 манипулятора 4 останавливается, после чего захваты 14 поднимаются с помощью привода 26 вертикальных перемещений и заготовка 5 снимается с опорных элементов 9 пода 6 и заготовка 5 извлекается из внутреннего пространства нагревательной печи 7 и передается на отводящий рольганг 2 для последующей горячей прокатки.
Разгрузка всех последующих заготовок 5 с пода 6 производят в соответствии с алгоритмом:
LB k - величина горизонтального перемещения манипулятора для «к»-ой заготовки в зоне выгрузки,
Lт - длина тележки,
m - число (1, 2, 3...), равное количеству тележек, выталкиваемых из печи после выгрузки «k»-ой заготовки,
Bзk - ширина «k»-ой заготовки,
Bзi+1 - ширина «k+1»-ой заготовки,
вk,k+1 -расстояние между «k»-ой и «k+1»-ой заготовки
Заявляемое устройство позволяет эффективно использовать всю поверхность пода печи для размещения нагреваемых заготовок. При этом на одинаковой площади пода печи по сравнению с известным способом размещается большее количество заготовок и достигается большая производительность печи.
Реализация предложенной полезной модели позволит повысить коэффициент использования пода печи при нагреве заготовок разной ширины и, тем самым увеличить производительность печи для толстолистового стана «5000» примерно на 18...20%.
Устройство для транспортирования заготовок в проходной нагревательной печи, содержащее подводящий и отводящий рольганги, манипуляторы загрузки и выгрузки заготовок, транспортирующие тележки с опорными элементами на подовой части, заслонки с приводами на загрузочном и разгрузочном торцах печи и линию возврата тележек из зоны выгрузки заготовок в зону загрузки, отличающееся тем, что транспортирующие тележки с опорными элементами образуют непрерывный подвижный под печи, манипуляторы загрузки и выгрузки заготовок снабжены захватами вилочного типа, установленными с возможностью их вертикального и горизонтального перемещения вдоль транспортирующих тележек в промежутках между опорными элементами и роликами подводящего и отводящего рольгангов, при этом устройство снабжено системой управления загрузки и выгрузки заготовок, включающей датчики регистрации горизонтальных перемещений захватов, установленные в зонах загрузки и выгрузки, и устройство для замера ширины заготовок, установленное в зоне загрузки, соединенные через блок выработки управляющих сигналов с приводами горизонтального и вертикального перемещений захватов манипуляторов, а также с приводами заслонок нагревательной печи в зонах загрузки и выгрузки заготовок, обеспечивающей перемещение захватов манипуляторов в соответствии с алгоритмами:
для загрузки:
Lзi-Lз i-1=nLт-0,5(Bзi+Вз i-1)-зi-1,i,
где Lз i-1 - величина горизонтального перемещения манипулятора для “i-1”-й заготовки в зоне загрузки,
Lз i - величина горизонтального перемещения манипулятора для “i”-й заготовки в зоне загрузки,
Lт - длина тележки,
n - число (1, 2, 3...), равное количеству тележек дополнительно добавленных к поду печи при загрузке “i”-й заготовки,
Вз i - ширина “i”-й заготовки,
Взi-1 - ширина “i-1”-й заготовки,
зi-1,i - расстояние между “i-1”-й и “i”-й заготовками на поде печи,
для выгрузки:
Lв k+1-Lвk=mLт-0,5(Bз k+1+Взk)-вk,k+1,
где Lв k+1 - величина горизонтального перемещения манипулятора для “к+1”-й заготовки в зоне выгрузки,
Lв k - величина горизонтального перемещения манипулятора для “k”-й заготовки в зоне выгрузки,
Lт - длина тележки,
m - число (1, 2, 3...), равное количеству тележек, выталкиваемых из печи после выгрузки “k”-й заготовки,
Bз k - ширина “k”-й заготовки,
Взk+1 - ширина “k+1”-й заготовки,
вk,k+1 - расстояние между “k”-й и “k+1”-й заготовками на поде печи в зоне выгрузки.
