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 _max - см. фиг. 3. В результате зубчатое колесо 26 обкатывается по шестерне 27 и поворачивается на угол _max вокруг собственной оси . Это видно их фиг.5...фиг. 7. При повороте на угол _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 в положение _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 _max находится между прямыми _max^' X_max и _max^' X_o^', где прямая _max^' X_o^' параллельна прямой X_o, а зависимость между углами определяется выражением = 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 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 от O до _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 = 2sin . Здесь - 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 ₁ (см. фиг.2, фиг.3 и фиг.4), а тяга 8 с шарнирной осью 7 ползуна 5 опускается на величину Н_низ esin₁ 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 ₂, а тяга 8 с шарнирной осью 7 ползуна 5 поднимаются вверх на величину H_верхesin₁. 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 ₂+₁ (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