устройство для горизонтального распределения витков катанки в установке для формирования кольцеобразной бухты

Формула изобретения

1. Устройство для горизонтального распределения витков катанки в установке для формирования кольцеобразной бухты, содержащее цилиндрический полый корпус с направляющим элементом, установленный с возможностью вращения по траектории, охватывающей траекторию вертикально опускающихся витков катанки, и с возможностью взаимодействия с витками катанки и их смещения в горизонтальном направлении, отличающееся тем, что направляющий элемент установлен с возможностью вращения вокруг оси, совпадающей с осью накапливающейся кольцеобразной бухты, и выполнен с изогнутым верхним торцом, установленным вдоль части цилиндрического полого корпуса, и с изогнутой направляющей поверхностью, выступающей вниз и внутрь от верхнего торца цилиндрического полого корпуса.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что передний торец направляющего элемента выполнен увеличивающимся внутрь от переднего конца по направлению вращения к заднему концу, задний торец выполнен опускающимся вниз от заднего конца к нижнему концу, при этом передний торец расположен под углом от нижнего конца заднего торца к переднему концу.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что траектория кругового вращения верхнего торца направляющего элемента расположена в верхней части цилиндрической кольцеобразной камеры для приема витков катанки, при этом передний конец направляющего элемента расположен от противоположной внутренней поверхности указанной цилиндрической камеры на первом расстоянии d₁, приближающемся к внутреннему диаметру цилиндрической камеры, а нижний конец расположен от противоположной внутренней поверхности цилиндрической камеры на втором расстоянии d₂, меньшем первого d₁.

4. Устройство по любому из пп. 1 3, отличающееся тем, что направляющий элемент установлен центрально внутри цилиндрического полого корпуса, взаимодействующего с цилиндрической кольцеобразной камерой для приема витков катанки, при этом второе расстояние d₂ определяется из соотношения

d₂ (D_a D_в)/2 + D_в + C,

где D_a наружный диаметр кольцеобразной камеры;

D_в внутренний диаметр кольцеобразной камеры;

C постоянный зазор.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что направляющая поверхность направляющего элемента выполнена по форме поверхности плуга.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что направляющая поверхность выполнена в виде внутренней поверхности перевернутого полого конуса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к установкам формирования бухт катанки в проволочно-прокатном стане и, в частности, касается усовершенствованного распределителя витков катанки, когда они поступают от подающей стороны транспортера с системой охлаждения и накапливаются в бухтах.

В обычном оборудовании проволочно-прокатного стана, которое схематично показано на фиг. 1, заготовки повторно нагревают в печи 10, а затем в разогретом состоянии проходят через участки черновой прокатки 12, промежуточной прокатки 14 и чистовой прокатки 16 стана.

Чистовая катанка затем предварительно охлаждается в водоохлаждающих камерах 18 перед формированием витков L виткообразователем 20. Витки катанки поступают с перехлестом на конвейер с системой охлаждения 22, на котором они подвергаются дальнейшему управляемому охлаждению. Здесь витки катанки спадают с подающей стороны конвейера в установку формирования бухт 24, где они собираются в прямые цилиндрические бухты катанки.

Бухты затем уплотняются, связываются и транспортируются в другие места (на чертеже не показано) для дальнейшей технологической обработки или поставки заказчикам, расположенным в другом месте.

Поскольку витки катанки спадают в установку формирования бухты, то их расположение относительно друг друга влияет на форму и размер сформированной бухты катанки. Например, если витки катанки могут сдвинуться в одну сторону, то бухта катанки, по всей вероятности, должна стать кособокой и неустойчивой.

Следовательно, желательно получить равномерное распределение последовательных витков вдоль окружности бухты, которая получается.

В этом смысле бухта катанки принимает более стабильную форму, а последующее уплотнение приведет к повышению плотности, тем самым уменьшая пространство, занимаемое бухтами катанки во время транспортировки и хранения.

В патенте США N 26052 раскрывается попытка в достижении улучшенного распределения витков катанки посредством применения поворотного рычага дефлектора, выступающего радиально вовнутрь к центру камеры формирования бухты, причем его самая дальняя внутренняя поверхность удалена от противоположной стороны камеры на расстояние, равное диаметру спадающих витков катанки.

Теоретически такая конструкция может успешно работать, поскольку витки катанки поступают более или менее по постоянной траектории спуска.

Однако в реальных условиях работы на прокатном стане витки катанки могут и часто фактически отклоняются от одной траектории, тем самым представляя опасность, что они будут наматываться на рычаг. Если это случается, последовательные витки катанки будут быстро накладываться поверх поворотного рычага, причем в результате получается неожиданная петля, требующая полного останова оборудования.

Цель предлагаемого изобретения достижение улучшенного распределения витков катанки при выполнении операции формирования бухт без проявления недостатков известного в технике оборудования.

Кроме того, целью изобретения является создание вращающегося трехмерно искривленного дефлектора, который имеет конструкцию, приспособленную для плавного спуска витков катанки в камеру формирования бухт, одновременно обеспечивая сдвиг витков катанки горизонтально в заданном порядке по окружности бухты катанки, тем самым способствуя уплотнению и стабильности положения бухты.

Эти и другие цели, а также преимущества достигаются плавным вращением направляющей, имеющей трехмерно искривленную направляющую поверхность по круговой траектории, повторяющей путь спуска витка катанки.

Направляющая поверхность имеет конфигурацию в основном в форме плуга, предпочтительно включающей сегмент внутренней поверхности в форме перевернутого полого конуса. Верхний край направляющей поверхности проходит по кругу с ее круговой траекторией хода, причем задний край простирается вниз от верхнего края до нижнего конца, а затем проходит вверх под углом к заднему краю, образуя переднюю кромку, заканчивающуюся сзади на верхнем краю переднего конца.

Направляющая поверхность простирается в траекторию спуска витка катанки и устроена таким образом, чтобы быть в скользящем контакте со спадающими витками катанки.

Первое расстояние, измеренное от нижнего конца направляющей поверхности через центр камеры формирования бухт катанки до противоположной стороны камеры, приблизительно равно диаметру камеры и больше, чем второе расстояние, измеренное от самого нижнего конца направляющей поверхности через центр камеры формирования бухт катанки, до противоположной стороны камеры.

Передний конец направляющей поверхности находится в плоскости, вертикально разнесенной над плоскостью нижнего конца, причем второе расстояние больше, чем диаметр витков катанки. Когда витки катанки приходят в контактирование с вращающейся направляющей поверхностью, они плавно и равномерно распределяется по окружности формирующейся бухты катанки.

На фиг. 1 показано схематичное изображение обычного проволочно-прокатного стана; на фиг. 2 вид сверху в увеличенном масштабе просматриваемой вниз установки формирования бухт катанки, в которой используется устройство распределения витков катанки в соответствии с настоящим изобретением; на фиг. 3 и 4 виды сечений, проведенных по линиям 3-3 и 4-4 фиг. 2, соответственно вдоль линий 3-3 и 4-4, изображенных на фиг. 2; на фиг. 5 схематичная иллюстрация, изображающая трехмерно искривленную направляющую поверхность настоящего изобретения как сегмент внутренней поверхности перевернутого полого конуса; на фиг. 6 иллюстрация, изображающая основное положение направляющей поверхности и ее круговой траектории хода относительно траектории витка катанки, спадающего в камеру формирования бухт катанки; на фиг. 7 - схематичная иллюстрация соотношения размеров различных компонентов; на фиг. 8 другие схематичные иллюстрации направляющего действия направляющей поверхности.

Обращаясь первоначально к фиг. 2 4, на которых приведена установка формирования бухт катанки, собранная из корпуса центральной стационарной моталки проволоки 26, объединенной с прямой центральной направляющей 28, для ограничения камеры формирования кольцевых витков катанки 30.

Горизонтальная полка располагается снаружи по кругу моталки. Полка 32 поддерживает кронштейн 34, который, в свою очередь, является несущей конструкцией усеченного конусного входного отверстия 36, через которое витки L поступают с подающего конца конвейера 22. Цилиндрическая втулка 38 располагается между верхним концом моталки 26 и нижним концом входного отверстия 36.

Втулка 38 имеет радиально простирающийся наружу круговой кронштейн 40 с внешним кольцом 42а кругового роликоподшипника 42, причем внутреннее кольцо 42b подшипника прикрепляется к полке 32. Внешнее кольцо 42а имеет зубья 44, сцепляемые с шестерней 46, закрепленной на валу 48, проходящей прямо вниз из корпуса привода 50, установленного на кронштейне 34.

Электродвигатель 52, расположенный внутри корпуса привода 50, соединен с валом 48 и служит в качестве средства привода вращения втулки 38.

Верхний край втулки определяет круговую траекторию Pа, проходящую вокруг траектории Pb спадающего витка катанки в кольцеобразную камеру 30.

На фиг. 6 схематично показано отношение круговой траектории P_a к траектории P_b спадающего витка.

Направляющий элемент 54 установлен посредством внешнего кронштейна 56 на выступе 58, расположенном на втулке 38 для вращения вместе с ним. Направляющий элемент 34 имеет трехмерно искривленную направляющую поверхность 60, простирающуюся вовнутрь траектории спуска витков катанки.

Как лучше всего видно на фиг. 5, направляющая поверхность 60 предпочтительно ограничивает сегмент внутренней поверхности перевернутого полого конуса 62.

В соответствии с фиг. 4 особенно заметно, что направляющая поверхность 60 имеет верхний край 60а, простирающийся от переднего конца 60b до заднего конца 60с вдоль сегмента круговой траектории Р_a.

Задний край 60d простирается вниз от заднего конца 60с к нижнему концу 60е. Передний край 60f простирается вверх от нижнего конца 60е и под углом к заднему краю 60d и переднему концу 60b. Предпочтительно наклон переднего края 60f изменяется в 60g, чтобы ограничивать более заостренно угловую часть, смежную с передним концом 60b.

В соответствии с рис. 7 очевидно, что передний конец 60b направляющей поверхности 60 удален от противоположной поверхности моталки 26 по первое расстояние d₁, которое приблизительно равно внешнему диаметру D_a кольцевой камеры формирования бухт катанки 30. Нижний конец направляющей поверхности 60 удален от внутреннего диаметра моталки на второе расстояние d₂, которое меньше, чем d₁, но немного больше, чем диаметр витков катанки L, принимаемых в камере.

Предпочтительно



где D_a внешний диаметр камеры 30;

D_b внутренний диаметр камеры 30;

C постоянная зазора.

В соответствии с такой конструкцией, когда каждый виток катанки опускается в камеру формирования бухт катанки, он будет спадать свободно с переднего края 60b направляющей поверхности с начальным контактированием с направляющей поверхностью, имеющим место за передним краем и ниже верхнего края 60а, обычно вдоль периферийного сегмента витка катанки, схематично отмеченного на фиг. 7, а также фиг. 8 в L_s.

Когда виток катанки соскальзывает вниз через направляющую поверхность 60 и направляющая поверхность поворачивается в направлении R, периферийный сегмент L_s будет постепенно уменьшаться до тех пор, пока виток катанки не спадет свободно с нижнего края 60е.

Полезным результатом является то, что виток катанки постепенно и ровно спадает с направляющей поверхности на противоположную поверхность стенки моталки. Путем контактирования каждого витка катанки вдоль периферийного сегмента, виткам катанки препятствуют скатываться по направляющей поверхности и таким образом нарушать направляющее действие. Это действие влияет на последовательно поступающие витки катанки, когда направляющая поверхность продолжает поворачиваться вокруг окружности моталки, таким образом, выполняя равномерное распределение витков при управляемом перехлесте.

Передний конец 60b направляющей поверхности остается за пределами спадающих витков катанки, что гарантируют, что передний край 60f не вступает и ухудшает контакт с витками катанки. 2