устройство для размотки или намотки рулонов металлоизделий

Формула изобретения

1. Устройство для размотки или намотки рулонов металлоизделий, содержащее станину, в которой на подшипниках качения смонтирован двухконсольный пустотелый вал, на одном конце которого жестко закреплен съемный намоточно-размоточный барабан, кинематически связанный с гидроцилиндром зажима, отличающееся тем, что съемный намоточно-размоточный барабан выполнен в виде корпуса с внутренней поверхностью скольжения, внутри которого с возможностью осевого перемещения установлен ползун с клиновыми плоскостями и, по крайней мере, одним рядом радиальных отверстий с размещенными в них зажимными башмаками, планками, пружинами и толкателями, взаимодействующими своими клиновыми плоскостями с клиновыми плоскостями ползуна.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на свободном торце станины установлена крышка, на которой смонтирован регулируемый вручную колодочный тормоз, взаимодействующий с тормозным шкивом, установленным на свободном конце пустотелого вала.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на свободном конце станины установлен привод вращения, выполненный в виде редуктора с электроприводом или гидромотора, при этом свободный конец пустотелого вала выполнен в виде зубчатого колеса, взаимодействующего с зубчатой шестерней редуктора или гидромотора.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что станина выполнена с внутренним отверстием и снабжена установленным в нем с возможностью перемещения от гидроцилиндра полым корпусом для размещения на подшипниках пустотелого вала, при этом привод вращения смонтирован на торце полого корпуса.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено погрузочно-разгрузочным средством, а станина выполнена с двумя соосно расположенными частями с внутренними отверстиями и установленными в них с возможностью перемещения от гидроцилиндров полыми корпусами для размещения на подшипниках качения пустотелого вала, а также Т-образным основанием для размещения погрузочно-разгрузочного средства.

6. Устройство по любому из пп.1 и 5, отличающееся тем, что погрузочно-разгрузочное средство выполнено в виде установленной на Т-образном основании с возможностью перемещения по вертикали от гидроцилиндра рамы с внутренними боковыми направляющими и перемещающейся по ним тележки.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что намоточно-размоточный барабан выполнен с двумя рядами толкателей, а ползун - с двумя клиновыми плоскостями, при этом зажимные башмаки выполнены общими и съемными, а два соседних из них кинематически связаны между собой через серьги и вал одноплечими зажимными рычагами.

8. Устройство по любому из пп.1 и 5, отличающееся тем, что оно снабжено боковыми щеками с прижимным роликом, закрепленными на обращенных друг к другу соосно расположенных частях станины с внутренними отверстиями.

9. Устройство по любому из пп.1 и 7, отличающееся тем, что на свободных торцах корпусов намоточно-размоточных барабанов выполнены элементы кулачковой муфты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а точнее к устройствам для размотки или намотки рулонов металлоизделий, и может быть использовано в профилегибочных, трубоэлектросварочных агрегатах, в агрегатах продольной резки полосы и в мелкосортных агрегатах.

Качество, себестоимость и объем производства являются определяющими показателями любого производства. Наибольших успехов в условиях рыночных отношений достигают коллективы, имеющие, прежде всего, мобильное, универсальное, конкурентоспособное оборудование с оригинальным конструктивным выполнением как отдельных деталей, так и узлов, и машин, в том числе за счет придания им нескольких потребительских свойств (технологических возможностей), степени унификации, гибкой компоновки, снижения затрат при их изготовлении и эксплуатации.

Широко распространенным оборудованием трубоэлектросварочных, профилегибочных, мелкосортных агрегатов, а также агрегатов продольно-поперечной резки и защитного покрытия металлоизделий являются разматыватели и моталки, которые в большинстве своем совершенно по-разному выполнены конструктивно и имеют больше недостатков, чем преимуществ.

Известно разматывающее устройство, содержащее консольно установленный в опорах полый вал, барабан с шарнирными звеньями для зажима. Зажим рулонов листового материала осуществляется винтовой передачей с использованием электропривода (см. а.с. СССР № 948483, М.кл. В 21 С 47/18, заявл. 29.12.89, опубл. 10.08.82).

Барабан с шарнирными звеньями не может быть использован для намотки металлоизделий, так как его конструкция не способна передавать значительные крутящие моменты и не имеет большой пространственной жесткости. Винтовая передача из-за заклинивания при работе "на упор" в сочетании с механическим приводом делает размоточное устройство неработоспособным.

Известное устройство из-за последовательного размещения элементов по направлению оси вращения имеет значительные габариты и металлоемкость. Сам барабан для зажима из-за шарнирных звеньев имеет также значительные размеры по оси и поэтому при работе с рулонами шириной до 100 мм его рабочая поверхность не используется полностью.

Известно также устройство для намотки и размотки полосового материала, содержащее станину, установленный в подшипниковых опорах барабан, привод барабана и два тормозных механизма (см. а.с. СССР № 691224, М.кл. В 21 С 47/06, заявл. 27.07.77, опубл. 20.10.79).

Сначала на барабан наматывается рулон значительной массы за счет стыковки отдельных исходных полос в бесконечную полосу, подлежащую подаче в зону обработки непрерывного агрегата. Для бесперебойной работы в агрегате устанавливаются два таких устройства. Во время работы одного из них в рабочем режиме разматывателя второе работает в режиме намотки накапливаемой полосы.

Основной недостаток устройства - большие габариты и материалоемкость. Все механизмы устройства скомпонованы последовательно в одну линию.

Недостатком этого устройства является узкое технологическое назначение. Отдельные узлы и детали этого устройства не унифицированы, их нельзя скомпоновать для другого технологического использования.

Из известных устройств для размотки или намотки рулонов металлоизделий наиболее близким по технической сущности является устройство, описанное в а.с. ЧССР № 175717, М.кл. В 65 Н 54/07, заявл. 21.03.74, опубл. 15.12.78.

Это устройство для размотки или намотки рулонов металлоизделий содержит станину, в которой на подшипниках качения смонтирован двухконсольный пустотелый вал, на одном конце которого жестко закреплен съемный намоточно-размоточный барабан, кинематически связанный с гидроцилиндром зажима.

Основными недостатками устройства являются его значительные габариты и материалоемкость из-за последовательного размещения узлов. Длина устройства по оси пустотелого вала дополнительно увеличивается за счет размещения на нем одновременно двух зубчатых шестерен различных диаметров привода вращения намоточно-размоточного барабана, а также за счет наличия двухопорного корпуса, на торце которого жестко закреплен гидроцилиндр зажима.

Другим недостатком этого устройства является недостаточная надежность в работе и ремонтопригодность из-за того, что шток гидроцилиндра конструктивно сложно выполнен и участвует при работе в двух движениях - осевом и вращательном.

Третьим недостатком устройства являются узкие технологические возможности из-за конструктивного выполнения отдельных деталей и узлов. Устройство может быть использовано только в агрегатах с осевой загрузкой рулонов при намотке и выгрузкой рулонов при размотке. Конструкция барабана не позволяет использовать устройство для намотки металлоизделий, когда требуется зажим конца, например в моталках агрегатов продольной резки, агрегатов по производству обычной или порошковой проволоки.

Габариты, материалоемкость и стоимость изготовления и эксплуатации этого устройства резко возрастают при использовании рулонов шириной более 1000 мм и массой более 8000 кг из-за консольного размещения рулона.

Задача настоящего изобретения состоит в создании устройства для размотки или намотки рулонов металлоизделий с минимальными габаритами, материалоемкостью, расходами на изготовление и эксплуатацию.

Следующей задачей является создание устройства, которое бы за счет унификации его деталей и узлов и их гибкой компоновки позволит разматывать как узкие, так и широкие рулоны металлоизделий различной массы и сматывать как широкие, так и более узкие металлоизделия или одновременно несколько узких.

Задачей настоящего изобретения является также создание устройства для размотки или намотки рулонов с боковой или осевой их задачей или выдачей.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для размотки или намотки рулонов металлоизделий, содержащем станину, в которой на подшипниках качения смонтирован двухконсольный пустотелый вал, на одном конце которого жестко закреплен съемный намоточно-размоточный барабан, кинематически связанный с гидроцилиндром зажима, согласно изобретению съемный намоточно-размоточный барабан выполнен в виде корпуса с внутренней поверхностью скольжения, внутри которого с возможностью осевого перемещения установлен ползун с клиновыми плоскостями и, по крайней мере, одним рядом радиальных отверстий с размещенными в них зажимными башмаками, планками, пружинами и толкателями, взаимодействующими своими клиновыми плоскостями с клиновыми плоскостями ползуна.

Для размотки рулонов шириной до 300 мм, массой до 2,5 т, когда возможна и экономически целесообразна ручная задача конца рулона металлоизделий в агрегат, на свободном торце станины установлена крышка, на которой смонтирован регулируемый вручную колодочный тормоз, взаимодействующий с тормозным шкивом, установленным на свободном конце пустотелого вала.

Если же ручная задача конца рулона нецелесообразна по экономическим соображениям или по соображениям техники безопасности, например лента имеет толщину более 3 мм, то на свободном конце станины установлен привод вращения, выполненный в виде редуктора с электроприводом или гидромотора, при этом свободный конец пустотелого вала выполнен в виде зубчатого колеса, взаимодействующего с зубчатой шестерней редуктора или гидромотора.

В перечисленных выше конструктивных выполнениях предложенного устройства задача рулона на позицию размотки может осуществляться только по направлению оси съемного намоточно-размоточного барабана.

При боковой задаче рулона на позицию размотки станина выполнена с внутренним отверстием и снабжена установленным в нем с возможностью перемещения от гидроцилиндра полым корпусом для размещения на подшипниках пустотелого вала, при этом привод вращения смонтирован на торце полого корпуса.

При боковой задаче рулонов шириной более 1000 мм и массой 7,5 т на позицию размотки устройство снабжено погрузочно-разгрузочным средством, а станина выполнена с двумя соосно расположенными частями с внутренними отверстиями и установленными в них с возможностью перемещения от гидроцилиндров полыми корпусами для размещения на подшипниках качения пустотелого вала, а также Т-образным основанием для размещения погрузочно-разгрузочного средства.

При этом погрузочно-разгрузочное средство выполнено в виде установленной на Т-образном основании с возможностью перемещения по вертикали от гидроцилиндра рамы с внутренними боковыми направляющими и перемещающейся по ним тележки.

Намоточно-размоточный барабан выполнен с двумя рядами толкателей, а ползун - с двумя клиновыми плоскостями, при этом зажимные башмаки выполнены общими и съемными, а два соседних из них кинематически связаны между собой через серьги и вал с одноплечими зажимными рычагами.

При намотке или размотке крупногабаритных рулонов металлоизделий устройство снабжено боковыми щеками с прижимным роликом, закрепленными на обращенных друг к другу соосно расположенных частях станины с внутренними отверстиями.

Кроме того, на свободных торцах корпусов намоточно-размоточных барабанов выполнены элементы кулачковой муфты.

Выполнение заявленного устройства для размотки или намотки рулонов металлоизделий согласно формуле изобретения позволило сократить габариты, материалоемкость, уменьшить стоимость изготовления и эксплуатации.

Это достигается за счет компактного конструктивного выполнения и расположения одних деталей и узлов внутри других и их многофункционального применения.

Кроме того, выполнение большинства узлов унифицированными позволило за счет их различной компоновки использовать устройство для размотки или намотки как узких, так и широких рулонов металлоизделий различной массы, а также одновременно несколько узких металлоизделий, например в качестве моталки в агрегате продольной резки рулонной полосы.

Выполнение предложенного устройства позволило использовать его как с осевой, так и с боковой задачей (выдачей) рулонов на позицию размотки (намотки).

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

на фиг.1 изображен общий вид устройства для размотки или намотки рулонов металлоизделий;

на фиг.2 - то же, вид по стрелке А;

на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1;

на фиг.4 - то же с двумя рядами зажимных башмаков;

на фиг.5 - то же, что и на фиг.4, с приводом вращения размоточного барабана;

на фиг.6 - то же, что и на фиг.3, с осевой и боковой задачей на позицию размотки среднегабаритных рулонов;

на фиг.7 - то же, что и на фиг.6, для крупногабаритных рулонов с боковой задачей;

на фиг.8 - разрез В-В на фиг.7;

на фиг.9 - то же для намотки среднегабаритных рулонов с осевой и боковой выдачей;

на фиг.10 - вид по стрелке Г на фиг.9;

на фиг.11 - то же для намотки крупногабаритных рулонов с боковой выдачей;

на фиг.12 - разрез Д-Д на фиг.11;

на фиг.13 - разрез Е-Е на фиг.8;

на фиг.14 - вариант выполнения привода вращения в виде гидромотора.

Устройство для размотки или намотки рулонов металлоизделий содержит станину 1, в которой на подшипниках качения 2 смонтирован двухконсольный пустотелый вал 3. На одном конце пустотелого вала 3 жестко закреплен съемный намоточно-размоточный барабан 4, кинематически связанный с гидроцилиндром 5 зажима рулона. Второй конец пустотелого вала 3 выполнен в виде тормозного шкива 6 и взаимодействует с колодками 7 регулируемого вручную тормоза 8, жестко смонтированного на крышке 9, закрепленной на свободном торце станины 1.

Намоточно-размоточный барабан 4 выполнен в виде корпуса 10 с внутренней поверхностью скольжения, внутри которого с возможностью осевого перемещения установлен ползун 11 с клиновыми плоскостями 12. В радиальных отверстиях 13 корпуса 10 с возможностью перемещения размещены толкатели 14 с зажимными башмаками 15, пружинами 16 и планками 17, взаимодействующие своими клиновыми плоскостями с клиновыми плоскостями ползуна 11.

Кинематическая связь гидроцилиндра зажима 5 с намоточно-размоточным барабаном 4 выполнена в виде подшипникового узла 18, размещенного внутри штока 19 гидроцилиндра зажима 5, тяги 20 и гаек 21.

На свободном конце станины 1 установлен привод вращения, выполненный в виде редуктора 22 с электроприводом или гидромотора 23, при этом свободный конец пустотелого вала выполнен в виде зубчатого колеса 24, взаимодействующего с зубчатой шестерней 25 редуктора или гидромотора.

При боковой подаче рулонов на позицию размотки станина 1 выполнена с внутренним отверстием 26 и снабжена установленным в нем с возможностью перемещения от гидроцилиндра 27 полым корпусом 28 для размещения на подшипниках качения 2 пустотелого вала 3, при этом редуктор 22 с электроприводом или гидромотором 23 смонтирован на торце полого корпуса 28. Гидроцилиндр 27 большей частью размещен внутри гидроцилиндра зажима 5 и закреплен на его торцевой крышке 29.

При размотке крупногабаритных рулонов с боковой задачей их на позицию размотки станина 1 выполнена с двумя соосно расположенными частями 30 с внутренними отверстиями 26, 31 и установленными в них с возможностью перемещения от гидроцилиндров 27 полыми корпусами 28 для размещения в каждом из них пустотелого вала 3, а также Т-образным основанием 32 для перемещения погрузочно-разгрузочного средства 33. Погрузочно-разгрузочное средство 33 выполнено в виде установленной на Т-образном основании 32 с возможностью перемещения по вертикали от гидроцилиндра 34 рамы 35 с внутренними боковыми направляющими 36, по которым перемещается тележка 37 с помощью гидроцилиндра 38.

При намотке среднегабаритных рулонов с осевой их выдачей намоточно-размоточный барабан 4 выполнен с двумя рядами зажимных башмаков 39, толкателей 14, пружин 16 и планок 17, а ползун 40 - с двумя клиновыми плоскостями, при этом зажимные башмаки 39 выполнены общими и съемными, а два соседних из них связаны между собой через серьги 41 и вал 42 с одноплечими зажимными рычагами 43. При этом между концами зажимных рычагов 42 и боковым торцом зажимного башмака 38, на котором смонтирован вал 41, имеется щель 44.

При намотке крупногабаритных рулонов с боковой выдачей устройство снабжено обращенными друг к другу боковыми щеками 45 с прижимным роликом 46, закрепленными на соосно расположенных частях 30 станины 1, а на свободных торцах корпусов 10 намоточно-размоточных барабанов 4 выполнены элементы 47 кулачковой муфты.

Устройство для размотки или намотки рулонов металлоизделий работает следующим образом.

При размотке малогабаритных рулонов металлоизделий рулон 48 с помощью электромостового крана (не показан) одевается оператором на намоточно-размоточный барабан 4, затем при подаче от гидросистемы (не показана) давления в штоковую полость гидроцилиндра 5 производится его зажим. Далее оператор вручную снимает обручку и задает конец металлоизделия (полосы) в тянущие ролики трубосварочного, профилегибочного агрегата или агрегата продольной резки. Колодочный тормоз 8 обеспечивает постоянное натяжение полосы и препятствует образованию недопустимой петли при остановках агрегатов.

При размотке среднегабаритных рулонов с осевой подачей их на позицию размотки устройство работает аналогичным образом. Сменный намоточно-размоточный барабан 4 с двумя рядами зажимных башмаков более качественно базирует и зажимает рулон перед размоткой.

Для размотки толстостенных полос (более 3 мм) при механизированной задаче конца рулонной полосы в агрегат включается привод вращения намоточно-размоточного барабана 4.

В случае отсутствия под агрегат необходимой производственной площади устройство для размотки или намотки металлоизделий выполняется с боковой задачей рулонов на позицию размотки или намотки. Это становится возможным благодаря тому, что намоточно-размоточный барабан 4 с помощью гидроцилиндра 27 убирается внутрь станины 1. После подачи рулона 48 на ось устройства намоточно-размоточный барабан 4 с помощью гидроцилиндра 27 вводится внутрь рулона, а с помощью гидроцилиндра 5 зажимается. Далее технологические операции повторяются. После размотки всего рулона зажимные башмаки 15 сводятся, намоточно-размоточный барабан убирается внутрь станины 1.

При размотке крупногабаритных рулонов металлоизделий с боковой задачей на линию размотки рулон 48 электромостовым краном укладывают на тележку 37, которая гидроцилиндром 38 перемещается до совмещения оси рулона с осью намоточно-размоточных барабанов 4 в горизонтальной плоскости.

С помощью гидроцилиндров 34 рама 35 поворачивается до совмещения в вертикальной плоскости оси рулона 48 с осью намоточно-размоточных барабанов 4. Далее с помощью гидроцилиндров 27 намоточно-размоточные барабаны 4 вводятся внутрь рулона с двух сторон, а с помощью гидроцилиндров 5 зажимают его. Освободившаяся от рулона тележка 37 опускается гидроцилиндрами 34 и с помощью гидроцилиндра 38 возвращается в исходное положение. После включения приводов вращения намоточно-размоточных барабанов 4 производится задача конца полосы в агрегат. После окончания размотки рулона зажимные башмаки 39 намоточно-размоточных барабанов 4 сводятся, а сами барабаны убираются в исходное положение (внутрь станины 1).

При намотке среднегабаритных рулонов металлоизделий в исходном положении зажимные башмаки 39 сведены, намоточно-размоточный барабан 4 выдвинут из станины 1, а между концами зажимных рычагов 43 и боковым торцом зажимного башмака 39, на котором смонтирован вал 42, имеется щель 44, в которую задается конец полосы или другого металлоизделия. После подачи рабочей жидкости в штоковую полость гидроцилиндра 5 этот конец зажимается. Затем включают привод вращения намоточно-размоточного барабана и осуществляется намотка металлоизделий в рулон.

После окончания намотки рулона его последний виток закрепляют механически или вручную и производят обвязку рулона. Намотанный и обвязанный рулон после подачи жидкости в поршневую полость гидроцилиндра 5 и поршневую полость гидроцилиндра 27 освобождается от зажима и снимается с намоточно-размоточного барабана 4 после того, как намоточно-размоточный барабан 4 с помощью гидроцилиндра 27 убирается внутрь станины 1.

Далее технологический цикл повторяется.

Для намотки крупногабаритных рулонов металлоизделий с боковой выдачей в исходном положении зажимные башмаки 39 сведены, намоточно-размоточные барабаны 4 выдвинуты из соосно расположенных частей 30 станины 1 до торцевого соприкосновения соответствующих элементов 47 кулачковой муфты, а щели 44 обоих намоточно-размоточных барабанов 4 располагаются на одной линии. Тележка 37 находится в крайнем отведенном положении. Конец металлоизделия направляют в щель 44 и после подачи рабочей жидкости в штоковые полости гидроцилиндров 5 зажимают, включается один из приводов вращения намоточно-размоточного барабана 4. После намотки двух витков включаются на рабочую скорость оба привода вращения намоточно-размоточных барабанов. Производится намотка рулона. Тележка 37 гидроцидиндром 38 перемещается на ось намотки. В конце намотки подпружиненный ролик 46 прижимается к наружной поверхности рулона 48. Заканчивается намотка в тот момент, когда конец металлоизделия окажется под прижимным роликом 46. Рама 35 с помощью гидроцилиндра 34 поднимается до упора рабочих поверхностей тележки 37 к нижней части рулона 48. Производится фиксация конца металлоизделия от распушивания (тонких, до 0,8 мм - липкой лентой, более толстых - с помощью обручки). Зажимные башмаки 39 сводятся, рулон 48 металлоизделия разжимается, намоточно-размоточные барабаны 4 гидроцилиндром 27 убираются в соосно расположенные части 30 станины 1. Далее цикл повторяется.

Предложенное устройство для размотки или намотки рулонов металлоизделий по сравнению с известными позволяет сократить габариты, материалоемкость, уменьшить стоимость изготовления и эксплуатации.

Кроме того, выполнение большинства узлов унифицированными позволило за счет их различной компоновки использовать устройство для размотки или намотки как узких, так и широких рулонов металлоизделий, а также одновременно несколько узких металлоизделий.

Предложенное устройство возможно использовать как с осевой, так и с боковой задачей (выдачей) рулонов на позицию размотки (намотки).