Пристрій для маніпулювання рейкою, установка для термічної обробки рейок та спосіб маніпулювання рейкою

Реферат: Пристрій для маніпулювання рейками розташований у складі технологічної лінії безпосередньо далі за технологічним маршрутом відносно прокатного стана, який уможливлює оптимальне затискання рейки по її довжині, таким чином ефективно сприймаючи відхилення та змінювання цього відхилення, у той же час уможливлюючи поздовжній рух рейки, спричинений термічною усадкою, таким чином уникаючи пошкоджень як зовнішньої поверхні рейки, так і маніпуляторів. Також описані установка для термічної обробки рейок та спосіб маніпулювання рейкою, який оптимізує маніпулювання, позиціонування вздовж рольганга та утримування рейки по суті прямолінійною під час термічної обробки, якій її піддають. UA 103352 C2 (12) UA 103352 C2 UA 103352 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Галузь застосування винаходу Винахід має відношення до пристрою для маніпулювання рейками, зокрема, до пристрою, придатного для маніпулювання принаймні однією рейкою в установці для термічної обробки головок рейок, причому згадана установка для термічної обробки розташована у складі технологічної лінії та безпосередньо далі за технологічним маршрутом відносно прокатного стану. Також винахід має відношення до способу маніпулювання рейками із застосуванням пристрою. Рівень техніки Відомі різноманітні технічні рішення систем для термічної обробки прокатаних рейок, зокрема, для гартування головки шляхом прискореного охолодження. Багато э цих пристроїв не розташовані у складі технологічної лінії у безпосередній близькості від виходу прокатного стану. Це викликає необхідність проміжного зберігання прокатаних рейок та їх нагрівання перед подальшою термічною обробкою шляхом прискореного охолодження її значним споживанням енергії та низькою ефективністю. На відміну від них, у інших технічних рішеннях такі системи розташовані далі за технологічним маршрутом відносно прокатного стану: прокатану рейку вивантажують на рольганг, закріплений на підлозі; після нього її знімають маніпуляторами, які включають в себе відповідні системи важелів, які керують рухом рейки під час термічної обробки, якій піддають рейку; насамкінець її вивантажують на холодильний стіл або холодильник із застосуванням відповідних механізмів вивантаження. Рейки, які пройшли нагрівання або безпосередньо надійшли ї прокатного стану, піддають швидкому охолодженню або із застосуванням розбризкувачів, які подають охолоджувальне плинне середовище (воду, повітря або водно-повітряну суміш) на головку рейки, або шляхом її занурення у резервуар, який містить охолоджувальне плинне середовище. Зокрема, при застосуванні резервуара занурення охолоджування є більш рівномірним по довжині, однак у будь-якому випадку різниця температур між основою гарячої рейки та охолоджуваної головки спричиняє угин або згин рейки. Але фактично рейка вже є зігнутою па виході прокатного стану. Зокрема, з причини наявності різниці температур між основою (або підошвою) та головкою рейка вгинається, утворюючи увігнутість з більш гарячого боку. Перед виконанням термітної обробки підошва с холоднішою, ніж головка; з цієї причини підошва маг увігнутий поздовжній профіль. Під час термічної обробки головка охолоджується швидше, ніж підошва, і наприкінці обробки головка є холоднішою, ніж підошва, та має увігнутий поздовжній профіль. Через кілька хвилин підошва знову стає холоднішою, ніж головка рейки; з цієї причини увігнутий профіль знову з'являється з боку підошви. Ці зміни поздовжнього профілю рейки, більш помітні поблизу її кінців, викликають великі вертикальні зусилля на затискачах маніпулятора для рейок; ці зусилля можуть викликати відкривання затискачів як таких з подальшим випаданням рейки. Відомі затискачі мають недолік, який полягає у тому, що вони непридатні для сприймання та обмеження згаданого відхилення та його змінювання під час термічної обробки. Для подолання нього недоліку розроблені маніпулятори з гідравлічними циліндрами для приведення у дію затискачів рейки, які утворюють дуже високі затискні зусилля. З одного боку, ці зусилля забезпечують добре затискання рейки під час її пересування та переміщення поблизу охолоджувального резервуара, однак з іншого боку вони перешкоджають спричиненому термічним скороченням поздовжньому руху рейки, яке сама рейка здійснює під час її охолодження. Па практиці відомо, що прокатана рейка, наприклад, довжиною 100 м, стає під час охолодження коротшою приблизно на 100-120 см. Це скорочення може викликати пошкодження як поверхні рейки, так і самих маніпуляторів з причини високих затискних зусиль затискачів на рейці. Виходячи з цього, існує потреба у створенні пристрою та способу маніпулювання рейками, здатного до подолання вищезгаданих недоліків. Суть винаходу Основною ціллю винаходу є створення пристрою для маніпулювання рейками, розташованого у складі технологічної лінії безпосередньо далі за технологічним маршрутом відносно прокатного стану, який уможливлює оптимальне затискання рейки по її довжині, таким чином ефективно сприймаючи відхилення та його змінювання, на той же час уможливлюючи поздовжнє пересування рейки, спричинене термічною усадкою, таким чином уникаючи пошкоджень як зовнішньої поверхні рейки, так і маніпуляторів. 1 UA 103352 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Іншою ціллю винаходу є створення установки для термічної обробки рейок, яка включає в себе згаданий вище пристрій для маніпулювання. Ще одною ціллю цього винаходу є запровадження способу маніпулювання рейкою, який оптимізує маніпулювання, позиціонування вздовж рольганга та утримування рейки по суті прямолінійною під час термічної обробки, якій її піддають. Виходячи з цього, за цим винаходом запропоновано досягнення зазначених вище цілей шляхом створення пристрою для маніпулювання рейкою, яка має головку та підошву, який за п. 1 включає в себе: - множину кантувачів, призначених для кантування рейки з першого положення, в якому рейка перекинута на бік, у друге положення, у якому головка рейки обернена догори; - множину маніпуляторів, які включають в себе затискачі для затискання рейки по підошві, для пересування рейки зі згаданого другого положення, у якому головка рейки обернена догори, до третього положення, у якому головка рейки обернена донизу; у якому згадані затискачі включають в себе дві губки, шарнірно встановлені з можливістю повертання навколо відповідних осей шарнірів та виконані так, що затискання рейки відбувається контактними частинами внутрішньої поверхні губок тільки по бічних поверхнях підошви рейки. Другий аспект цього винаходу включає в себе установку для термічної обробки рейок, призначену для піддавання головок піщаних рейок термічній обробці у складі технологічної лінії, у якій рейки виходять з прокатного стану, який має вісь прокатування, причому згадана установка для термічної обробки за п. 6 включає в себе: перший поздовжній рольганг розташований паралельно осі прокатування; перший поздовжній охолоджувальний резервуар, розташований поблизу згаданого першого рольганга паралельно йому; та пристрій для маніпулювання за п. 1, у якому - перші кантувачі розташовані вздовж першого рольганга для кантування рейок з першого положення, в якому рейка перекинута на бік на згаданому першому рольгангу, у друге положення, у якому головка першої рейки обернена вгору на тому ж першому рольгангу; - та першу групу маніпуляторів, які включають, себе затискачі для затискання першої рейки по підошві, для пересування згаданої першої рейки зі згаданого другого положення на першому рольгангу до третього положення вище першого охолоджувального резервуара з головкою, оберненою донизу. Інший аспект цього винаходу включає в себе спосіб маніпулювання рейкою із застосуванням згаданого вище пристрою для маніпулювання, який за п. 13 включає такі операції: - кантування рейки із застосуванням множини кантувачів з першого положення, а якому рейка перекинута на бік, у друге положення, у якому головка рейки обернена догори; - затискання рейки із застосуванням затискачів множини маніпуляторів контактними частинами внутрішньої поверхні губок тільки по бічних поверхнях підошви рейки; - повертання маніпуляторів для пересування рейки зі згаданого другого положення, у якому головка рейки обернена догори, у трете положення, у якому головка рейки обернена донизу, Пристрій та спосіб маніпулювання рейками за цим винаходом за варіантом, якому віддається перевага, також маг такі переваги: - краще натискання увігнутої рейки з одночасним утворенням відносно низьких затискних зусиль під час термічної обробки гартуванням у резервуарі завдяки тому, що точка прикладання зусилля, створеного стисканням затискачів на підошві вигнутої рейки, по суті збігається з опорами, на яких обертаються самі затискачі; - можливість керування гідравлічними циліндрами для приведення у дію затискачів маніпуляторів ч можливістю переходу від - високого затискного зусилля під час маніпулювання рейкою для її переведення з рольганга в положення занурення рейки в охолоджувальний резервуар, щоб втримувати вагу рейки та відцентрове зусилля, яке утворюється під час повертання маніпуляторів; - до достатньо низького затискного зусилля під час занурення для уможливлення скорочення рейки з причини термічної усадки. Пристрій та спосіб маніпулювання запроваджені у компонування установки для термічної обробки, яка включає в себе три охолоджувальні резервуари з такими перевагами: - вона уможливлює отримання високих рівнів продуктивності, виражених кількістю рейок, оброблених за одиницю часу; - вона є гнучкою завдяки тому, що уможливлює вивантаження прокатаних рейок без їх термічної обробки та уможливлює змінювання виробничої кампанії на виготовлення балок або профілів; 2 UA 103352 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - вона є модульною, тобто уможливлює додавання за необхідності інших охолоджувальних резервуарів для додаткового підвищення годинної продуктивності. Залежні пункти формули описують варіанти здійснення цього винаходу, яким віддається перевага. Стислий опис фігур Особливості та переваги цього винаходу стануть більш зрозумілі з подальшого докладного опису варіантів виконання пристрою для маніпулювання рейками, яким віддається перевага, але які не є виключними та єдино можливими, ілюстрованих лише у вигляді прикладів, які не обмежують суті винаходу, супровідними кресленнями, на яких; Фіг. 1 являє, собою компонування установки для термічної обробки головки рийки іа щт винаходом; Фіг. 2 являє собою вид збоку присірою для маніпулювання рейками за цим винаходом; Фіг. 2а являс собою збільшений місцевий вид першої частини виду збоку, показаного на Фіг. 2 пристрою для маніпулювання, з маніпулятором, який перебуває у положенні занурення головки рейки у резервуар; Фіг. 2b являє собою збільшений місцевий вид другої частини виду збоку, показаного на Фіг. 2 пристрою для маніпулювання, ч маніпулятором у вихідному положенні; На Фіг. 2с, Фіг. 2d та Фіг. 2е показані операції кантування рейки на рольгангу згідно зі способом за цим винаходом; Фіг. 3 являє собою вид зверху першого модуля пристрою для маніпулювання за цим винаходом; Фіг. 4 являє собою вид збоку іншого варіанта пристрою для маніпулювання рейками за цим винаходом; Фіг. 5 являє собою вид зверху модуля, показаного на Фіг. 4; На Фіг. 6-20 показані деякі операції способу маніпулювання рейками за цим винаходом. Докладний опис варіантів здійснення цього винаходу, яким віддасться перевага На Фіг. 2 та Фіг. З показаний варіант виконання пристрою для маніпулювання рейками за цим винаходом, якому віддається перевага. Рейки мають головку, шийку та основу або підошву. У свою чергу підошва має пласку основу, а також бокові та зворотні поверхні, нахилені відносно площини основи. Бічні та нахилені поверхні спряжені сполучним елементом. У першому варіанті такий пристрій включає в себе: - поздовжній рольганг 3', розташований або паралельно осі прокатування, або безпосередньо вздовж осі прокатування для приймання рейки 9, яка виходить з останньої кліті прокатного стану; - поздовжній охолоджувальний резервуар 5, розташований поблизу згаданого рольганга 3' та паралельно йому для термічної обробки рейки 9 шляхом занурення в охолоджувальне плинне середовище, яке міститься у згаданому резервуарі; - множину кантувачів 20, розташованих вздовж рольганга 3' га призначених для кантування рейки 9 з перекинутого положення на одному боці з головкою, оберненою до охолоджувального резервуара 5 (Фіг. 2с) - положення, у якому рейка виходить на рольганг - у положення з головкою, оберненою догори, і підошвою, яка повністю спирається на рольганг 3' (Фіг. 2е); - множину маніпуляторів 10 з затискачами для захоплювання рейки 9 за підошву та її повороту з положення на рольгангу з головкою, оберненою вгору (Фіг. 2е), у положення з головкою, оберненою вниз та зануреною в охолоджувальний резервуар 5. Охолоджувальний резервуар 5 має такий поздовжній розмір, який уможливлює занурення рейки цілком. Після завершення термічної обробки головки, рейки вивантажують з рольганга на холодильний стіл або холодильник. Кожний з кантувачів 20, розташованих вздовж рольганга 3' з кроком, наприклад, 1,5 метри, включає в себе систему важелів, яка приводить у дію дві плити або "руки" 15, 16 для кантування рейки 9. Кожна пара плит 15, 16 кантувачів шарнірно підвішена на осі 22, закріпленій під площиною, визначеною рольгангом. За варіантом, якому віддасться перевага, плити 16 мають по суті L-подібну форму поперечного перерізу у площині, розташованій поперек площини згаданого рольганга перпендикулярно до неї. Кожний з маніпуляторів 10, розташованих вздовж рольганга 3' з кроком, наприклад, 3 метри, включає в себе важіль 12, нерухомо прикріплений з одного свого кінця до вала 11 трансмісії, встановленого у певному положенні між резервуаром 5 та рольгангом 3'. Кожний важіль 12 має з іншого кінця затискач, губки 14 якого шарнірно підвішені на опорах або осях 19 шарнірів. Гідравлічний циліндр 13 або інший відповідний засіб приведення у дію також встановлений па кожній балці для приведення у дію губок 14. Затискачі виконані так, що губки 14. як правило, мають на внутрішній поверхні зношуваний елемент 30, який, як правило, називають "накладкою" та профіль якої по суті відповідач 3 UA 103352 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 профілю рейки приблизно до половини шийки і по суті є придатним для стикування з боків до підошви або основи рейки, натомість залишаючи визначений зазор на зворотній або нахиленій поверхні підошви, на практиці кут нахилу зворотної поверхні підошви відносно площини основи підошви с меншим, ніж кут нахилу відповідної внутрішньої поверхні губки 14 у затиснутому положенні. Коли рейка 9 затиснута між губок 14 у затиснутому положенні (Фіг. 2а), угин або згин рейки як такої у поздовжньому напрямку утворює в деяких точках контакт певної частини у перерізу з'єднання з відповідною частиною внутрішньої поверхні губок; зусилля, паралельні площині симетрії рейки, мають величину на один порядок вище, ніж зусилля закривання, утворені губками як такими на цих контактних поверхнях. За варіантом, якому віддасться перевага, рівнодійна згаданих паралельних зусиль має напрямок, який або збігається з віссю відповідного шарніра 14, або проходить на невеликій відстані від неї. Таким чином, плече рівнодійної зусиль, паралельних площині симетрії рейки, утворених згином рейки, коли увігнута рейка затиснута губками, відносно осей 19 шарнірів, дорівнює нулю або г невеликим, наприклад, не перевищує 30 мм, та за варіантом, якому віддається перевага, дорівнює 5 мм, і таким чином момент, утворений згаданими зусиллями, паралельними площині симетрії рейки відносно осей 19 шарнірів закритих губок, або дорівнює нулю, або є нехтовно малим. Фіг. 3 являє собою вид зверху першого модуля пристрою для маніпулювання рейками за цим винаходом. Інші модулі розташовані послідовно один за одним до досягнення погрібної довжини пристрою для маніпулювання. Для кожного модуля передбачена система керування, за варіантом, якому віддається перевага, - синхронний двигун. Вали 11 трансмісії різних модулів керовані відповідними двигунами. Якщо виникають проблеми з трансмісією у будь-якому модулі установки, то ш варіантом, якому віддасться перевага, вали 11 з одного кінця мають з'єднувальний елемент 23 для зчеплення з відповідним заглибленням, виконаним у ближчому кінці наступного вала 11. Спосіб маніпулювання рейками, здійснений із застосуванням згаданого вище першого варіанта виконання пристрою для маніпулювання, включає такі операції: 1) вивантажений рейки 9 на рольганг 3' у перекинутому положенні на одному з боків у поперечному напрямку вздовж поздовжньої середньої площини рольганга 3'; під час виконання ціп операції приймання рейки, плити 15, 16 кантувачів 20 взаємно розташовані так, що разом утворюють L-подібну форму поперечного перерву і довшою полицею, по суті паралельною площині, утвореній рольгангом 3’ (Фіг. 2, Фіг. 2с); 2) приведення у дію плит 15 так, що вони повертаються на 90° у першому напрямку обертання навколо осі 22, а плити 15 та 16 утворюють в цілому по суті U-подібну форму поперечного перерізу, "середині якого рейка 9 перебуває у перекинутому положенні (Фіг. 2d); 3) приведення у дію плит 15 та 16 так, що вони як одне ціле повертаються па 90° у другому напрямку обертання, протилежному до першого, навколо осі 22, а рейка 9 кантується у положення з головкою, оберненою догори, і підошвою, яка повністю спирається на рольганг 3'; причому плити 15 та 16 разом утворюють по суті С-подібну форму поперечного перерізу (Фіг. 2е); 4) можливе центрування рейки 9 на рольгангу З' із застосуванням затискачів маніпуляторів 10 для уникнення проковзування рейки, зокрема, з боку початку та кінця, під час виконання операції стискання затискачів (Фіг. 6-8); 5) вирівнювання рейки шляхом взаємодії маніпуляторів 10 та плит 16 кантувачів; починаючи від вихідного положення, маніпулятори 10 повертаються з відкритими губками так, що піднімають рейку 9 опорною поверхнею 24 до досягнення положення контакту між головкою рейки та плитами 16 кантувачів у піднятому положенні (Фіг. 9); 6) затискання рейки 9 у згаданому положенні контакту між головкою рейки та плитами 16 шляхом повного затискання губок 14, які зіткнулися з боків підошви, залишаючи визначений зазор між губками та верхньою поверхнею підошви (Фіг. 10); 7) приведення удію плит 16 так, що вони повертаються на 90° у першому напрямку обертання навколо осі 22 (Фіг. 11) та підходять від головки рейки; таким чином плити 15 та 16 взаємно розташовані так, що разом утворюють по суті L-подібну форму поперечного перерізу з довшою полицею, по суті паралельною площині, утвореній рольгангом 3', як показано, наприклад, на Фіг. 2с; 8) повертання маніпуляторів 10 у першому напрямку обертання приблизно на 170 з розташуванням голошеи рейки 9 оберненою донизу, на визначеній відстані від охолоджувального резервуара 5 (Фіг. 12); причому рейку 9 утримують у цьому положенні доти, 4 UA 103352 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 доки головка не досягне визначеної температури поверхні щонайменше 720°C під дією повітряного охолодження; 9) ще одне повертання маніпуляторів 10 у першому напрямку обертання до положення занурення головки рейки у резервуар 5 (Фіг. 1З); це охолодження із застосуванням охолоджувального плинного середовища, яке міститься в резервуарі, триває доти, доки температура поверхні головки рейки не досягне величини, на від 50С до 150°C вищої, ніж температура Аr3, так щоб запобігти фазовому перетворенню і аустеніту на переліт; 10) повертання маніпуляторів 10 у другому напрямку обертання, протилежному першому, з розташуванням головки рейки 9 оберненою донизу, на згаданій визначеній відстані від охолоджувального резервуара 5 (Фіг. 14); причому рейку 9 утримують у цьому положенні доти, доки під дією повітряного охолодження температура поверхні головки не зрівняється з температурою поверхневого шару головки рейки, причому згаданий шap має глибину від 15 мм до 25 мм від поверхні головки; 11) повертання маніпуляторів 10 у першому напрямку обертання до положення занурення головки рейки у резервуар 5 (Фіг. 15); це додаткове охолодження із застосуванням охолоджувального плинного середовища тривас доти, доки температура поверхні головки рейки не досягне величини, нижчої за 500 °C, так щоб відбувається фазове перетворення з аустеніту на перліт; 12) повертання маніпуляторів 10 у другому напрямку обертання приблизно на 170° з розташуванням головки оберненої вгору рейки 9 (Фіг. 16) у положення, у якому було здійснено затискання; 13) приведення у дію плит 16 так, що вони повертаються на 90° у другому напрямку обертання навколо осі 22, захоплюючи головку рейки (Фіг. 17); причому плити 15 та 16 таким чином разом утворюють по суті С-подібну форму поперечного перерізу; 14) відкривання губок 14 та подальше повертання маніпуляторів 10 у другому напрямку обертання для встановлення підошви рейки на рольганг 3' у згадане вище вихідне положення (Фіг. 18); 15) приведення у дію плит 15 та 16 так, що вони як одне ціле повертаються на 90° у першому напрямку обертання навколо осі 22, а рейка 9 кантується у перекинуте положення на боці з головкою, оберненою до охолоджувального резервуара 5 і у поперечному напрямку розташованою вздовж поздовжньої середньої площини рольганга 3; причому плити 15 та 16 таким чином разом утворюють по суті U-подібну форму поперечного перерізу (Фіг. 19); 16) приведення у дію плит 15 так, що вони повертаються на 90° у другому напрямку обертання навколо осі 22, а плити 15 та 16 разом утворюють по суті L-подібну форму поперечного перерізу, з довшою полицею, по суті паралельною площині, утвореній рольгангом 3' (Фіг. 20). У цій точці термічно оброблена рейка готова для подавання на рольганг 3' та подальшого вивантаження на холодильний стіл. За варіантом, якому віддається перевага, після того, як завершено термічну обробку рейки шляхом гартування, яке включає в себе чотири операції охолодження - відповідно на повітрі, у рідині, та на повітрі і у рідині - отримано поверхневий шар головки рейки глибиною від 15 мм до 25 мм, рахуючи від зовнішньої поверхні головки, згаданий поверхневий шар має однорідну тонкозернисту перлітну структуру із зернистістю, яка за варіантом, якому віддасться перевага, становить від 9 до 4 за стандартом СРСР/Росії ГОСТ 8233-56. За варіантом, якому віддасться перевага, рейку 9 вивантажують на рольганг 3' у перекинутому на бік положенні з головкою, оберненого до охолоджувального резервуара 5 та розташованою у бічній частині рольганга ближче до резервуара 5 (випадок, показаний на фігурах); альтернативно, вона може бути навантаженою па рольганг 3’ у перекинутому на бік положенні з підошвою, оберненою до охолоджувального резервуара 5 та розташованою у бічній частині рольганга далі від резервуара 5 (не показаний випадок). Центрування рейки 9 на рольгангу 3' (операція 4) здійснюють таким чином: - невелике повертання маніпуляторів 10 від вихідного положення з відкритими губками (Фіг. 2b) для досягнення по суті горизонтального положення (Фіг. 6); - часткове закривання губок 14 затискачів до контакту з бічними поверхнями основи та центрування рейки 9 на рольгангу 3’ без її затискання (Фіг. 7); - повторне відкривання губок 14. Вимірювання температури поверхні головки рейки може бути здійснено під час виконання операції 8) із застосуванням пірометрів, розташованих на опорних конструкціях маніпуляторів 10. 5 UA 103352 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Перед виконанням операцій 7) та 13), тобто перед приведенням у дію плит 16 так, що вони відповідно затискають або звільнюють головку рейки, може бути здійснено опускання маніпуляторів 10 для уникнення ковзання по поверхні головки рейки. На Фіг. 1 показане компонування певної частини установки для виготовлення рейки, яке включає в себе другий варіант виконання пристрою для маніпулювання, який є предметом цього винаходу, за варіантом, якому віддається перевага. Па цьому прикладі компонування розташування зображені: - установка прокатування заготовок, яка виконана і можливістю виготовлення рейок або балок та профілів і визначає вісь X прокатування (на Фіг. 1 показана тільки остання кліть прокатного стану 2); - установку 1 для термічної обробки, яка призначена для піддавання рейок: термічній обробці головки та включає в себе згаданий пристрій для маніпулювання; - холодильний стіл або холодильник 8, на який вивантажують оброблені рейки 9, Можливо далі за технологічним маршрутом відносно холодильного стола 8 може бути передбачена правильна машина, призначена для отримання допусків на прямолінійність, потрібних на ринку, а також вихідний рольганг у напрямку до зони зберігання. Установка 1 для термічної обробки включає в себе: - перший поздовжній рольганг З', розташований паралельно осі X прокатування на визначеній відстані від неї: - другий поздовжній рольганг 3, розташований вздовж осі X прокатування і призначений для приймання та подавання рейок, які виходять з останньої кліті прокатного етану; - перший перевантажувальний візок 4, призначений для передавання рейок 9, прийнятих з другого рольганга 3, на перший рольганг 3'; - перший поздовжній охолоджувальний резервуар 5, розташований поблизу першої початкової частини рольганга 3’ та паралельно йому для термічної обробки головки першої рейки; - другий поздовжній охолоджувальний резервуар 6, розташований поблизу другої частини першого рольганга 3’ та паралельно йому, причому згадана друга частина розташована за першою частиною для термічної обробки головки другої рейки; - третій поздовжній охолоджувальний резервуар 7, розташований поблизу згаданої другої частини з протилежного бику відносно другого резервуара 6 для термічної обробки головки третьої рейки; - другий перевантажувальний візок 4', який призначений для передавання термічно оброблених рейок 9 з першого рольганга 3' на другий рольганг 3 та здійснює їх вивантажування на холодильний стіл 8, Охолоджувальні резервуари 5, 6, 7 мають такий поздовжній розмір, який уможливлює занурення рейки цілком. і Обрізні ножиці також можуть бути передбачені між другим перевантажувальним візком 4 та холодильним столом 8. Другий рольганг 3 може бути застосований для безпосереднього вивантаження на плиту 8 або рейок, які не повинні проходити обробку, або балок чи профілів, які виготовлені протягом спеціальних виробничих процесів та не вимагають будь-якої обробки. Фіг. 5 являє собою вид зверху першого модуля пристрою для маніпулювання за цим винаходом у зоні, де розташовані два охолоджувальні резервуари 6 та 7. Інші модулі, встановлені у цій зоні, розташовані послідовно один за одним, покриваючи довжину, яка принаймні дорівнює довжині перевантажуваних та оброблюваних рейок. Множина кантувачів 20 також розташована вздовж другої частини рольганга 3' та призначена для кантування рейки 9 з перекинутого положення на одному боці з головкою, оберненою до охолоджувального резервуара 6 - у положення, у якому рейка виходить на другу частину рольганга 3' - у положення з головкою, оберненою вгору і підошвою, яка повністю спирається на рольганг 3’. Встановлені дві групи маніпуляторів 10: перша група розташована між рольгангом 3’ та другим охолоджувальним резервуаром 6 для затискання рейки та її повертання так, що рейка занурена у згаданий резервуар 6; а друга група розташована між рольгангом 3' та третім охолоджувальним резервуаром 7 душ затискання рейки та її повертання так, що рейка занурена у згаданий резервуар 7. Маніпулятори 10 цих двох груп за варіантом, якому віддасться перевага, взаємно розташовані на одній лінії по довжині установки: ця конфігурація спричиняє зменшення кількості отворів вздовж бічних крайок рольганга 3', що сприяє зменшенню небезпеки залипання рейки. 6 UA 103352 C2 5 10 15 20 25 30 35 Виходячи з цього, передбачені дві і руни валів 11 трансмісії, кожна з яких встановлена у псиному положенні відповідно між резервуаром 6 га рольгангом 3’, а також між резервуаром 7 та цим же рольгангом 3', Штовхач 21 (Фіг. 4 та Фіг. 5) за варіантом, якому віддається перевага, розташований вздовж другої частини рольганга 3': згаданий штовхач шляхом повертання навколо осі його шарніра 21’ на визначений кут, наприклад, 30°, може повертати рейку 9, яка перебуває у перекинутому положенні на одному з боків, до бічної частини рольганга 3', ближчої до другого резервуара 6, якщо небажані пересування рейки сталися під час подавання з першої до другої частини. Якщо перший охолоджувальний резервуар 5 вільний, то після передавання рейки 9 на перший рольганг 3' із застосуванням першого перевантажувального візка 4, спосіб маніпулювання за цим винаходом включає такі операції: - рейку 9 перекидають на першу частину рольганга 3' ч головкою, оберненою вгору так, що рейка спирається тільки на підошву, як описано вище стосовно операцій 2) та 3); - ітерації під 4) до 16) виконують у зоні установки, де розташовані охолоджувальний резервуар 5 та відповідна перша частина рольганга 3'; - подавання рейки 9 вздовж другої частини рольганга 3’, поблизу якої розташовані другий 6 та третій 7 охолоджувальні резервуари, не утворюючи перешкод маніпуляторам та кантувачам, встановленим вздовж згаданої другої частини рольганга 3’; - вивантаження рейки 9 з термічно обробленою головкою на другий перевантажувальний візок 4’, який повертає її на другий рольганг 3, який у свою чергу вивантажує її на холодильний стіл 8. Якщо ж перший охолоджувальний резервуар 5 зайнятий попередньою рейкою, то замість цього рейку 9 передають на другу частину рольганга 3' та: - якщо другий охолоджувальний резервуар 6 вільний, то рейку кантують, затискають та виконують термічну обробку головки в згаданому другому резервуарі 6, як описано стосовно операцій від 2) до 16); - якщо другий охолоджувальний резервуар б зайнятий, то рейку кантують, затискають та виконують термічну обробку головки у третьому резервуарі 7, як описано стосовно операцій від 2) до 16); Основна перевага, досягнута цим другим варіантом виконання пристрою для маніпулювання, полягає у продуктивності 27 рейок на годину та годинній продуктивності 180 тон на годину. Цикл термічної обробки, яку викопують у зоні гартування, тобто у зоні, де розташований рольганг 3' та охолоджувальні резервуари, триває приблизно 130 секунд на рейку. Повний цикл процесу від вивантаження на рольганг 3 на виході з останньої кліті прокатного стану до вивантаження знову на той же рольганг 3 після завершення термічної обробки триває 270 секунд. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 60 1. Пристрій для маніпулювання рейкою (9), яка має головку та підошву, який включає в себе: - множину кантувачів (20), призначених для кантування рейки (9) з першого положення, в якому рейка перекинута на бік, у друге положення, у якому головка рейки обернена догори, - множину маніпуляторів (10), які включають в себе затискачі, виконані для затискання рейки (9) по підошві, у якому кожний зі згаданих затискачів включає в себе дві губки (14), шарнірно встановлені з можливістю повертання навколо відповідних осей (19) шарнірів та виконані так, що затискання рейки відбувається контактними частинами (31', 31") внутрішньої поверхні губок (14) тільки по бічних поверхнях підошви рейки (9), у якому кожний зі згаданих кантувачів (20) включає в себе системи важелів для приведення у дію відповідної першої плити (15) та відповідної другої плити (16), причому кожна пара з першої та другої плит (15, 16) шарнірно підвішена на одній осі (22), який відрізняється тим, що маніпулятори (10) для пересування рейки (9) зі згаданого її другого положення, у якому головка рейки обернена догори, у третє положення, у якому головка рейки обернена донизу, причому перша та друга плити (15, 16) з кожної пари виконані з можливістю кантування рейки (9) з першого положення, в якому рейка перекинута на бік, у якому згадані перша та друга плити з кожної пари взаємно розташовані так, що разом утворюють L-подібну форму поперечного перерізу, у друге положення, у якому головка рейки обернена догори, а згадані перша та друга плити з кожної пари разом утворюють С-подібну форму поперечного перерізу, причому другі плити (16) у згаданому другому положенні виконані з можливістю взаємодії з маніпуляторами (10) так, що перед затисканням рейки (9) відбувається вирівнювання рейки шляхом повертання маніпуляторів (10) - починаючи 7 UA 103352 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 з початкового положення - для піднімання рейки (9) та досягнення положення контакту між головкою рейки та другими плитами (16). 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що кожний з маніпуляторів (10) включає в себе важіль (12), нерухомо прикріплений першим своїм кінцем до вала (11) трансмісії з можливістю обертання разом зі згаданим валом (11) трансмісії. 3. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що губки (14) згаданих затискачів розташовані на другому кінці важеля (12). 4. Пристрій за п. 3, який відрізняється тим, що засоби для приведення у дію губок (14) розташовані на кожному важелі (12). 5. Установка для термічної обробки рейок, яка призначена для піддавання головок згаданих рейок термічній обробці та входить до складу технологічної лінії, у якій рейки виходять з прокатного стана, який має вісь (X) прокатування, причому згадана установка для термічної обробки включає в себе: - перший поздовжній рольганг (3'), розташований паралельно осі (X) прокатування, - перший поздовжній охолоджувальний резервуар (5), розташований поблизу згаданого першого рольганга (3') паралельно йому, та пристрій для маніпулювання рейкою (9) за п. 1, у якому - перші кантувачі (20) розташовані вздовж першого рольганга (3') для кантування рейок (9) з першого положення, в якому рейка перекинута на бік на згаданому першому рольгангу (3'), у друге положення, у якому головка першої рейки обернена вгору на тому ж першому рольгангу (3'), - та перша група маніпуляторів (10), які включають в себе затискачі для затискання першої рейки по підошві, для пересування згаданої першої рейки зі згаданого другого положення на першому рольгангу (3') до третього положення вище першого охолоджувального резервуара (5) з головкою, оберненою донизу та зануреною у згаданий охолоджувальний резервуар (5). 6. Установка за п. 5, яка відрізняється тим, що у ній передбачений додатковий другий поздовжній рольганг (3), розташований вздовж осі (X) прокатування для приймання рейок (9), які виходять зі згаданого прокатного стана, а перший поздовжній рольганг (3') розташований на визначеній відстані від осі (X) прокатування, причому у межах згаданої визначеної відстані розташований перший перевантажувач (4), призначений для передавання рейок, які виходять з прокатного стана, з другого рольганга (3) на перший рольганг (3'). 7. Установка за п. 6, яка відрізняється тим, що перший поздовжній охолоджувальний резервуар (5) розташований поблизу першої частини першого рольганга (3') для термічної обробки головки першої рейки, та яка включає в себе: - додатковий другий поздовжній охолоджувальний резервуар (6), розташований поблизу другої частини першого рольганга (3') та паралельно їй, причому згадана друга частина розташована за першою частиною для виконання термічної обробки головки другої рейки, - та додатковий третій поздовжній охолоджувальний резервуар (7), розташований поблизу згаданої другої частини з протилежного боку відносно другого резервуара (6) для виконання термічної обробки головки третьої рейки. 8. Установка за п. 7, яка відрізняється тим, що перша група маніпуляторів (10) розташована між згаданим першим охолоджувальним резервуаром (5) та згаданою першою частиною першого рольганга (3'), де розташовані: - друга група маніпуляторів (10), розташована між згаданим другим охолоджувальним резервуаром (6) та згаданою другою частиною першого рольганга (3'), призначена для маніпулювання другою рейкою та піддавання її термічній обробці у другому резервуарі (6), - третя група маніпуляторів (10), розташована між згаданим третім охолоджувальним резервуаром (7) та згаданою другою частиною першого рольганга (3'), призначена для маніпулювання третьою рейкою та піддавання її термічній обробці у третьому резервуарі (7). 9. Установка за п. 8, яка відрізняється тим, що маніпулятори (10) з другої групи та з третьої групи розташовані на одній лінії вздовж згаданої другої частини першого рольганга (3'). 10. Установка за п. 6, яка відрізняється тим, що передбачений додатковий другий перевантажувач (4'), призначений для передавання рейок, головки яких пройшли термічну обробку, з першого рольганга (3') на другий рольганг (3). 11. Установка за п. 7, яка відрізняється тим, що вздовж другої частини першого рольганга (3') розташований штовхач (21), встановлений з можливістю повертання навколо осі шарніра (21') з можливістю регулювання у згаданій другій частині положення рейок, перекинутих на бік. 12. Спосіб маніпулювання рейкою з застосуванням пристрою для маніпулювання за п. 1, який включає такі операції: 8 UA 103352 C2 5 10 15 - кантування рейки (9) з застосуванням множини кантувачів (20) з першого положення, в якому рейка перекинута на бік, у друге положення, у якому головка рейки обернена догори, - затискання рейки (9) з застосуванням затискачів множини маніпуляторів (10) контактними частинами (31', 31") внутрішньої поверхні губок (14) тільки по бічних поверхнях підошви рейки (9), - повертання маніпуляторів (10) для пересування рейки (9) зі згаданого другого положення, у якому головка рейки обернена вгору, у третє положення, у якому головка рейки обернена вниз, у якому під час виконання операції кантування рейки (9) передбачено приведення у дію кожної пари з першої та другої плит (15, 16) відповідними системами важелів для кантування рейки (9) з першого положення, у якому рейка перекинута на бік, у якому згадані перша та друга плити з кожної пари взаємно розташовані так, що разом утворюють L-подібну форму поперечного перерізу, у друге положення, у якому головка рейки обернена догори, а згадані перша та друга плити з кожної пари разом утворюють С-подібну форму поперечного перерізу, та у якому перед виконанням операції затискання рейки (9) передбачено вирівнювання рейки шляхом повертання маніпуляторів (10) - починаючи з початкового положення - для піднімання рейки (9) та досягнення положення контакту між головкою рейки та другими плитами (16) у згаданому другому положенні. 13. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що під час виконання операції вирівнювання рейку (9) піднімають з застосуванням опорної поверхні (24). 9 UA 103352 C2 10 UA 103352 C2 11 UA 103352 C2 12 UA 103352 C2 13 UA 103352 C2 14 UA 103352 C2 15 UA 103352 C2 16 UA 103352 C2 17 UA 103352 C2 18 UA 103352 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 19