летучая пила для резки движущегося проката

Формула изобретения

1. Летучая пила для резки движущегося проката, содержащая основание, на направляющих которого установлена каретка с механизмами зажима и резания, привод перемещения каретки в виде реечной передачи и трансмиссии с зубчатыми передачами, соединенными муфтами с электроприводом, отличающаяся тем, что каретка выполнена съемной, а механизм резания содержит дисковые ножи, или пильный диск, или надрезающий со ступенчато расположенными зубьями и клиновой отрезной ножи.

2. Летучая пила по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена тормозным устройством для фиксации каретки в конце рабочего и холостого ходов, при этом электропривод выполнен в виде двух электродвигателей, имеющих возможность постоянного вращения в разные стороны, а упомянутые выше муфты выполнены в виде управляемых фрикционных муфт постоянно разомкнутого типа.

3. Летучая пила по п.1, отличающаяся тем, что рама съемной каретки с механизмом резания, содержащим надрезающий со ступенчато расположенными зубьями и клиновой ножи, выполнена с круговыми направляющими для поворота механизмов зажима и резания вокруг продольной оси летучей пилы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработкe металлов давлением, предназначено для разрезания движущегося проката на мерные длины и может быть использовано в линиях высокопроизводительных непрерывных трубоэлектросварочных и профилегибочных агрегатов.

Известна летучая пила для резки труб (см. а.с. N 366040, кл. B 23 D 45/20), содержащая основание, по направляющим которого перемещается каретка с закрепленным на ней подвижным в осевом направлении от гидроцилиндров шпинделем, на торце которого закреплена вращающаяся совместно со шпинделем головка, в пазах которой размещены ползуны с дисковыми ножами с возможностью их перемещения в радиальном направлении.

Недостатком известной летучей пилы является осевое перемещение дисковых ножей относительно разрезаемой трубы при радиальной подаче дисковых ножей. В результате этого при врезании дисковых ножей в тело трубы происходит динамическое нагружение ножей и их поломка. Кроме того, в результате такой резки происходит заваливание кромок торца труб.

Другим недостатком известной летучей пилы является ее возможность применения только для резки труб круглого сечения. Это сужает технологические возможности летучей пилы.

Из известных летучих пил для резки труб наиболее близкой по технической сущности является летучая пила для резки движущегося проката, описанная в а. с. N 1042917, кл. B 23 D 45/24. Эта летучая пила для резки движущегося проката содержит основание, на направляющих которого смонтирована каретка с механизмами зажима и резания. Механизм резания состоит из пильного диска, закрепленного на шпинделе, его привода вращения и механизма подачи.

Каретка снабжена приводом ее осевого перемещения, включающего в себя зубчатую рейку, шарнирно закрепленную на каретке и сопряженную с зубчатой шестерней, установленной на ведомом валу редуктора, и электродвигатель.

Недостаток известной конструкции летучей пилы для резки движущегося проката заключается в том, что пильный диск имеет низкую стойкость. Это приводит к частым остановкам пилы для замены пильного диска, что снижает производительность пилы.

Кроме того, пильный диск является дорогостоящим инструментом, его режущая часть по конструкции является сложной. Пильный диск используется только для резки профильных труб, которые невозможно резать другим инструментом, а для резания других труб его использование нецелесообразно.

Однако конструкция каретки с пильным диском не позволяет использовать на ней другой известный режущий инструмент, так как применение его требует других кинематических и конструктивных решений, которые трудно совместить в конструкции одной и той же каретки. Указанный недостаток сужает технологические возможности летучей пилы.

Недостатком известной конструкции является также завышенный расход энергии и затраты времени при разгоне, торможении и реверсировании привода перемещения каретки, поскольку электродвигатель привода работает в повторно-кратковременном режиме с большим числом циклов.

Кроме того, при разгоне и торможении привода перемещения каретки затрачивается значительное время, что увеличивает время цикла одного реза и как следствие снижение производительности непрерывного трубоэлектросварочного агрегата и снижение технологических возможностей стана, так как увеличивается минимально возможная длина отрезаемой трубы.

Задача настоящего изобретения состоит в создании устройства, позволяющего повысить производительность и расширить технологические возможности за счет обеспечения резки различного сортамента труб.

Следующей задачей является создание устройства, позволяющего снизить энергетические затраты и сократить потери времени цикла работы устройства за счет исключения потерь времени на разгон и торможение электродвигателя привода перемещения каретки.

Задачей настоящего изобретения является также создание устройства, которое позволило бы снизить массу каретки с механизмом резания, выполненным в виде надрезающего и клинового отрезного ножей за счет исключения промежуточной поворотной рамы.

Поставленная задача достигается тем, что в летучей пиле для резки движущегося проката, содержащей основание, на направляющих которого установлена каретка с механизмами зажима и резания, привод перемещения каретки в виде реечной передачи и трансмиссии с зубчатыми передачами, соединенными муфтами с электроприводом, согласно изобретению каретка выполнена съемной, а механизм резания содержит дисковые ножи или пильный диск, или надрезающий со ступенчато расположенными зубьями и клиновой отрезной ножи.

Кроме того, летучая пила снабжена тормозным устройством для фиксации каретки в конце рабочего и холостого ходов, при этом электропривод выполнен в виде двух электродвигателей, имеющих возможность постоянного вращения в разные стороны, а упомянутые выше муфты выполнены в виде управляемых фрикционных муфт постоянно разомкнутого типа.

Причем в летучей пиле рама съемной каретки с механизмом резания, содержащим надрезающий со ступенчато расположенными зубьями и клиновой ножи, выполнена с круговыми направляющими для поворота механизмов зажима и резания вокруг продольной оси летучей пилы.

Такое конструктивное выполнение летучей пилы для резки движущегося проката позволит повысить производительность и расширить технологические возможности за счет использования сменных кареток с различным режущим инструментом, благодаря чему имеется возможность поставить на основание ту из сменных кареток, у которой режущий инструмент будет иметь наивысшую стойкость при резке данного сортамента. В результате этого будет меньше остановок летучей пилы для замены режущего инструмента и повысится ее производительность.

Использование сменных кареток также расширяет технологические возможности летучей пилы за счет того, что расширяется сортамент разрезаемых изделий благодаря возможности применения различного известного режущего инструмента с наивысшей стойкостью и производительностью для данного сортаменты.

Снабжение летучей пилы тормозным устройством для фиксации каретки в конце рабочего и холостого ходов, выполнение электропривода в виде двух электродвигателей, имеющих возможность постоянного вращения в разные стороны, а соединяющих их с трансмиссией муфт в виде управляемых фрикционных муфт постоянного разомкнутого типа позволяет сократить расход энергии и продолжительность времени цикла работы устройства за счет исключения потерь времени на разгон и торможение ротора электродвигателя, так как перемещение каретки в начале рабочего хода происходит от постоянно вращающегося электродвигателя через управляемую фрикционную муфту. Реверсирование каретки происходит после окончания рабочего хода путем отключения первого электродвигателя с помощью управляемой фрикционной муфты с последующим включением второго электродвигателя от второй фрикционной муфты. Торможение каретки происходит с помощью управляемого тормозного устройства, установленного на трансмиссии.

Время цикла работы летучей пилы сокращается также за счет использования энергии, накопленной в постоянно вращающихся роторах обоих электродвигателей.

Кроме того, сокращается масса летучей пилы за счет выполнения поворота механизма зажима с надрезающим ножом в круговых направляющих рамы сменной каретки с механизмом резания, содержащим надрезающий и клиновой отрезной ножи, вокруг ее продольной оси. Снижение массы каретки позволяет сократить время разгона и торможения каретки.

Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг. 1 изображен общий вид летучей пилы (в разрезе);

на фиг. 2 - то же в плане;

на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2;

на фиг. 4 - главный вид съемной каретки с механизмом резания, содержащим пильный диск;

на фиг. 5 - вид Б той же каретки;

на фиг. 6 - главный вид съемной каретки с механизмом резания, содержащим надрезающий и клиновой отрезной ножи;

на фиг. 7 - разрез В-В на фиг.6;

на фиг. 8 - разрез Г-Г на фиг.6.

Летучая пила для резки движущегося проката содержит основание 1, на направляющих 2 которого своими катками 3 установлена каретка 4. В нижней части каретки параллельно ее оси расположенa зубчатая рейка 5, находящаяся последовательно в зацеплении с шестернями 6, 7, 8, закрепленными на выходных валах редукторов 9, 10, 11 привода 12 перемещения каретки. Каретка выполнена съемной и содержит механизм зажима 13 и механизм резания 14 с дисковыми ножами 15 или с пильным диском, или с надрезающим со ступенчато расположенными зубьями и клиновым ножами. Механизм радиальной подачи дисковых ножей содержит суппорты 16, на которых установлены дисковые ножи 15. Суппорты установлены в планках 17. закрепленных на шпинделе 18, и взаимодействуют с наклонной поверхностью расположенного в шпинделе ползуна 19 при его осевом перемещении от гидроцилиндра 20. Привод вращения шпинделя с дисковыми ножами осуществляется от электродвигателя 21 через текстронную передачу 22.

Привод перемещения каретки включает два постоянно вращающихся в разные стороны электродвигателя 23, 24, трансмиссию 25, содержащую зубчатые 26 и фрикционные 27, 28 муфты, тормозное устройство 29, редукторы 9, 10, 11, установленные на основании 1, с закрепленными консольно на выходных валах шестернями 6, 7, 8.

Съемная каретка 30 с механизмом резания, имеющим пильный диск, содержит раму 31, на которой установлены опорные катки 32, механизм зажима 33, кожух 34, две стойки 35, 36, связанные сверху траверсой 37. В нижней части рамы каретки закреплена зубчатая рейка 38. Пильный диск 39 установлен на валу 40, закрепленном в корпусе 41. Привод вращения пильного диска включает в себя упомянутый вал 40, на противоположном конце которого закреплен маховик 42, зубчатую муфту 43 и электродвигатель 44, закрепленный на корпусе 41. Корпус 41 вместе с пильным диском 39 и его приводом шарнирно закреплен на стойках 35, 36 с помощью осей 45, 46. Механизм поперечной подачи пильного диска содержит гидроцилиндр 47, установленный на опорах 48, 49, закрепленных на траверсе 37. Шток 50 гидроцилиндра 47 соединен шарнирно с корпусом 41 с помощью оси 51.

Съемная каретка 52 с механизмом резания, имеющим надрезающий со ступенчато расположенными зубьями и клиновой отрезной ножи, содержит раму 53 с катковыми опорами 54, в которой на подшипниковых опорах смонтирован пустотелый коленчатый вал 55 с установленными на нем перпендикулярно относительно друг друга шатунами 56, 57 с эксцентриситетом "e", фрикционную пневматически управляемую муфту 58, тормозное устройство 59, устройства для подвода воздуха 60. Рама 53 каретки 52 выполнена с круговыми направляющими 61. В круговых направляющих 61 рамы 53 установлен механизм зажима труб 62 с ползунами 63, 64 и закрепленными в них соответственно надрезающим 65 и клиновым 66 ножами. Надрезающий нож 65 выполнен со ступенчато расположенными зубьями. Круговые направляющие 61 обеспечивают поворот механизмов зажима и резания вокруг продольной оси устройства. Привод перемещения ножей содержит электродвигатель 67, установленный на раме каретки, и клиноременную передачу 68, один из шкивов которой, совмещенный с корпусом фрикционной муфты, закреплен жестко на коленчатом валу 55. В нижней части рамы закреплена зубчатая рейка 69.

Летучая пила работает следующим образом.

При порезке круглых труб среднего и большого диаметров в летучей пиле используют каретку с механизмом резания, содержащим дисковые ножи.

Каретка 4 находится в исходном положении (крайнем левом). Шпинделю 18 с дисковыми ножами сообщают вращательное движение с помощью электродвигателя 21 и текстронной передачи 22. Двигателю 23 привода перемещения каретки 4 сообщают такую частоту вращения, при которой скорость перемещения каретки окажется равной скорости движения трубы. При этом обе фрикционные муфты отключены, а тормоз на трансмиссию включен. После получения команды на рез отключают тормоз 29, включают фрикционную муфту 27 и шестерням 6, 7, 8 передается вращение через редукторы 9, 10, 11 и соединяющую их трансмиссию 25. Вращающаяся шестерня 6, находясь в зацеплении с рейкой 5, закрепленной на каретке 4, начинает перемещать каретку 4 по направляющим основания, при этом рейка последовательно входит в зацепление с другими вращающимися шестернями. После достижения равенства скоростей между трубой 70 и кареткой 4 система управления приводами подает команду на включение механизма зажима 13, который производит зажим трубы на каретке 4 перед местом реза.

После срабатывания механизма зажима и прохождения заданной длины отрезаемой трубы включают гидроцилиндр 20 механизма радиальной подачи дисковых ножей 15. При этом ползун 19 перемещается в шпинделе 18 в осевом направлении, взаимодействуя с наклонными поверхностями суппортов 16, и перемещает радиально суппорты 16 с дисковыми ножами 15 в направляющих планках 17, перерезая стенку трубы дисковыми ножами 15. По окончании реза шток гидроцилиндра 20 возвращается в исходное положение, перемещая при этом ползун 19 и суппорты 16 с дисковыми ножами 15 в исходное положение. После этого открывают механизм зажима 13 трубы, отключают электродвигатель 23 от трансмиссии 25 с помощью фрикционной муфты 27. Затем включают тормозное устройство 29 и после остановки каретки 4 с помощью управляемой фрикционной муфты 28 подключают к трансмиссии второй постоянно вращающийся в противоположном направлении электродвигатель 24 для привода редукторов 9, 10, 11 с шестернями 6, 7, 8 и возврата каретки 4 в исходное положение.

К концу движения каретки 4 с помощью управляемой фрикционной муфты 28 отключается электродвигатель 24. Все это время двигатели 23, 24 работают в режиме непрерывного вращения, трансмиссия 25 отключена от двигателей с помощью управляемых фрикционных муфт 27, 28 и заторможена с помощью тормозного устройства 29.

Двигатель 21 привода шпинделя 18 с дисковыми ножами 15 все это время работает также в режиме непрерывного вращения.

Все механизмы летучей пилы находятся в исходном положении и готовы к следующему резу.

При порезке профильных труб в летучей пиле устанавливают каретку с механизмом резания, содержащим пильный диск.

Каретка 30 находится в исходном положении на основании 1 (крайнем левом).

Пильному диску 39 с помощью двигателя 44 сообщают требуемую окружную скорость. Корпус 41 с пильным диском 39 находится в исходном положении, при котором пильный диск расположен вне зоны резания проката 71.

Двигателю 23 привода 12 перемещения каретки сообщают такую частоту вращения, при которой скорость перемещения каретки окажется равной скорости движения проката. При этом обе фрикционные муфты 27, 28 отключены, а тормоз 29 включен на трансмиссию 25. После получения команды на рез отключают тормоз 29, включают фрикционную муфту 27, и шестерням 6, 7, 8 передается вращение через редукторы 9, 10, 11 и соединяющую их трансмиссию 25. Вращающаяся шестерня 6, находясь в зацеплении с рейкой 38, закрепленной на каретке 30, начинает перемещать каретку по направляющим 2 основания 1, при этом рейка 38 последовательно входит в зацепление с другими шестернями 7,8. После достижения равенства скоростей между прокатом 71 и кареткой 30 система управления приводами подает команду на включение механизма зажима 33, который производит зажим проката 71 на каретке около места реза. После срабатывания механизма зажима и прохождения заданной длины отрезаемого проката 71 включают гидроцилиндр 47 механизма поперечной подачи пильного диска 39 и корпус 41 начинает поворачиваться вокруг оси О, а пильный диск 39, пересекая прокат 71, разрезает его. При этом корпус 41 приходит в крайнее положение, а пильный диск оказывается вне зоны резания Е, готовым для следующего реза. Затем открывают механизм зажима 33 проката, а каретку останавливают и возвращают в исходное положение в упомянутом выше порядке.

Все это время двигатель 44 работает в режиме непрерывного вращения, и благодаря наличию маховика 42 пильный диск 39 к началу следующего реза вновь запасает необходимую для резания проката энергию.

Все механизмы летучей пилы находятся в исходном положении и готовы к следующему резу.

Следующий рез происходит при обратном ходе гидроцилиндра 47 и корпуса 41.

При порезке круглых труб малого сечения и профильных труб в летучей пиле используют съемную каретку с механизмом резания, содержащим надрезающий и клиновой отрезной ножи. Работа летучей пилы в этом случае происходит следующим образом.

Каретка 52 находится в исходном положении на основании 1 (в крайнем левом положении) при этом надрезающий 65 и клиновой 66 ножи находятся в крайних положениях, обеспечивая свободный проход проката 72. Фрикционной пневматически управляемой муфте 58 с помощью двигателя 67 через клиноременную передачу 68 сообщают вращение с постоянной скоростью, при этом муфта 58 разомкнута. Так как наружный корпус муфты является одновременно маховиком, то ее режим постоянный. Перемещение каретки 52 производится аналогично перемещению кареток 4, 30, описанному выше.

При получении сигнала на рез происходит включение фрикциона муфты 58, диски которой жестко соединены с коленчатым валом 55, на котором расположены шатуны 56, 57, перемещающие ползуны 63, 64 с надрезным 65 ступенчатым и клиновидным 66 ножами.

Цикл реза происходит за один оборот коленчатого вала 55. Механизм зажима 62 кинематически связан с ползуном 64 клинового ножа. При перемещении ползуна 64 вниз происходит зажим проката. При возврате ползунов 63, 64 в исходное положение калибр зажима размыкается и одновременно подается сигнал на размыкание фрикциона 58, при этом наружный корпус муфты (маховик) продолжает вращаться с такой же частотой.

При отключении фрикциона муфты 58 одновременно включается ленточный тормоз 59, шкив которого жестко связан с коленчатым валом 55.

После завершения реза проката (цикла) подается сигнал на возврат каретки в исходное положение. Далее цикл повторяется.

При резке профильного проката механизм зажима 62 с надрезающим ножом 65 поворачивается в круговых направляющих 61 рамы 53 каретки на угол, соответствующий профилю проката, таким образом, чтобы рез происходил по диагонали профиля.

Предложенная летучая пила для резки движущегося проката по сравнению с известными позволит повысить производительность и расширить технологические возможности за счет обеспечения резки различного сортамента труб.

Кроме того, эта конструкция летучей пилы позволит снизить энергетические затраты и сократить потери времени на разгон и торможение электродвигателя привода перемещения каретки.

Выполнение рамы каретки с механизмом резания, содержащим надрезающий и клиновой отрезной ножи с круговыми направляющими позволило снизить массу.