Летючі барабанні ножиці

Летючі барабанні ножиці, що містять станину з розміщеним у ній різальним механізмом, який складається з верхнього і нижнього барабанів з ножами, зубчастих коліс, установлених на цапфах Винахід відноситься до області металургійного машинобудування, а саме, до пристроїв, що ріжуть смугу під час її переміщення у ЛІНІЯХ прокатних станів перед моталками для поділу смуги при и змотуванні рулони заданої ваги у випадку нескінченної прокатки ВІДОМІ летучі барабанні ножиці (А А Королев Механическое оборудование прокатных цехов черной и цветной металлургии М «Металлургия», 1976 - С 268 - 269), у станині яких установлений верхній і нижній барабани, постачені ножами Барабани приводяться в обертання від електродвигуна, зв'язок між барабанами здійснюється за допомогою зубчастих коліс, установлених на цапфах барабанів Передатне відношення між зубчастими колісьми дорівнює одиниці У випадку використання одного ножа на кожнім барабані різання смуги відбувається при кожнім їхньому обороті і при безупинному обертанні ножиців довжина смуги, що відрізається, не перевищує декількох метрів (обмеження зв'язані з обмеженим конструктивно діаметром барабанів) Межа довжини смуги, що відрізається, може бути розширена у випадку обертання барабанів у режимі «стоп-старт», коли барабани зупинені в розведеному положенні ножів, смуга безперешкодно рухається через ножиці й у заданий момент барабани одержують обертання від приводу, розганяються до швидкості смуги і розділяють її при верхнього і нижнього барабанів і з'єднуючих їх з передатним відношенням 5 4, а також привід ножиць, які відрізняються тим, що ножиці оснащені спареним чотириланковим шарнірним механізмом і привідними задавальними роликами, при цьому кривошипи спареного чотириланкового шарнірного механізму виконані у вигляді ексцентриків, розміщених на цапфах нижнього барабана в одній площині з ножем, їхні ексцентриситети спрямовані у бік ножа цього барабана, а шатуни виконані у вигляді двоплечих важелів, на одному плечі яких установлені привідні задавальні ролики, а друге плече спирається через коромисло на станину сполученні ножів Однак використання таких ножиців для поділу смуги при високих швидкостях и руху, (у випадку «нескінченної прокатки» швидкість досягає 20 м/сек) вимагає установки приводу з потужністю близько 10 тис кВт В якості прототипу обрані летючі барабанні ножиці по патенту Японії № 6092002, МПК 5 В21В15/00, заявка № 62-10054 від 21 01 1987 р Ножиці МІСТЯТЬ розміщені в станині верхній і нижній барабани з одним ножем на кожнім барабані, що зв'язані один з одним механізмом передачі крутильного моменту від приводу до барабанів, виконаним у виді циліндричних зубчастих коліс, установлених на цапфах барабанів, при цьому діаметр верхнього барабана і зубчастого колеса відноситься до діаметра нижнього барабана і зубчастого колеса як 4 5, що дозволяє сполучати ножі на різ тільки після декількох оборотів барабанів, обумовлених передатним відношенням між ними Нижній барабан цих ножиців постачений провідковими роликами, розміщеними на ньому перед і за ножем Ножиці ріжуть смугу в режимі «стоп-старт» При цьому розгін ножиців до різа і гальмування після нього відбуваються за кілька оборотів барабанів (у даному випадку за 5 оборотів верхнього і 4 обороти нижнього) Це дозволяє знизити необ 47171 хідну потужність приводу ножиців до прийнятної величини (близько 1000кВт) Недоліком ножиців по прототипі є наступне Під час розгону барабанів до швидкості смуги перед різом (4 обороти нижнього і 5 оборотів верхнього барабанів) траєкторія провідкових роликів, установлених на нижньому барабані і розташованих трохи вище ріжучої крайки ножа, перетинає рівень смуги, що веде до ударів по смузі знизу при несинхронній з нею швидкості роликів (провідкові ролики не приводні, швидкість барабанів при розгоні відрізняється від швидкості смуги) Аналогічна ситуація спостерігається при гальмуванні барабанів після різа Наступною особливістю конструкції ножиців є те, що після здійснення різа і гальмування (здійснюється також як і розгін за 4 обороти нижнього барабана і 5 оборотів верхнього барабана) ножиці інверсуються для повернення їх у вихідне положення перед наступним різом При цьому провідкові ролики на нижньому барабані кілька разів перетинають траєкторію смуги при їхньому русі в зворотному напрямку Удари провідкових роликів по натягнутій смузі приводять до появи дефектів на и поверхні, особливо при прокатці низьковуглецевих марок сталей В основу винаходу поставлена задача поліпшення якості поверхні смуги, що розрізається ножицями Задача поліпшення якості поверхні смуги вирішена за рахунок технічного результату, що полягає у виключенні взаємодії вузлів ножиців зі смугою до і після різа Для досягнення вищевказаного технічного результату летючі барабанні ножищ, що містять станину з розміщеним у ній ріжучим механізмом, який складається з верхнього і нижнього барабанів з ножами, зубчастих коліс, установлених на цапфах верхнього і нижнього барабанів і з'єднуючих їх з передатним відношенням 5 4, а також привід ножиці, ВІДПОВІДНО до винаходу оснащені спареним чотириланковим шарнірним механізмом і приводними роликами, що задають, при цьому кривошипи спареного чотириланкового шарнірного механізму виконані у вигляді ексцентриків, розміщених на цапфах нижнього барабана в одній площині з ножем, їхні ексцентриситети спрямовані убік ножа цього барабана, а шатуни виконані у вигляді двоплечих важелів, на одному плечі яких установлені приводні ролики, що задають, а друге плече спирається через коромисло на станину У результаті порівняльного аналізу пропонованого рішення з прототипом установлено, що вони мають наступні загальні ознаки - станину, - верхній барабан з ножем, - нижній барабан з ножем, - привід обертання барабанів, - зубчасті колеса, установлені на цапфах верхнього і нижнього барабанів і з'єднуючих їх передатним відношенням 5 4, а також ВІДМІННІ ознаки - спарений чотириланковий шарнірний механізм, - приводні ролики, що задають, - кривошипи спареного чотириланкового шар нірного механізму виконані у вигляді ексцентриків, розміщених на цапфах нижнього барабана в одній площині з ножем, - ексцентриситети ексцентриків спрямовані убік ножа цього барабана, - шатуни спареного чотириланкового шарнірного механізму виконані у вигляді двоплечих важелів, - приводні ролики, що задають, установлені на одному плечі двоплечих важелів, - друге плече цих важелів спирається на станину Таким чином, запропонована конструкція летючих барабанних ножиців має нові конструктивні елементи, нові зв'язки вузлів і деталей, нові форми виконання деталей і вузлів Між ВІДМІННИМИ ознаками і технічним результатом, що досягається, існує причиннонаслідковий зв'язок Завдяки тому , що ножиці постачені спареним чотириланковим шарнірним механізмом і приводними роликами, що задають, у якому кривошипи виконані у вигляді ексцентриків, установлених на цапфах нижнього барабана з розташуванням ексцентриситету убік ножа цього барабана, стало можливим відвести смугу, що знаходиться в задаючих роликах, від нижнього ножа при наближенні його до смуги, при цьому ролики не травмують смугу, тому що вони приводні й обертаються з кутовою швидкістю, що забезпечує синхронізацію зі смугою Після проходження нижнього ножа під смугою вона опускається разом з роликами, що задають, і при проходженні верхнього ножа над смугою він також не травмує и поверхню В такому разі виключений контакт ножа зі смугою в процесі розгону ножиць, що забезпечує високу якість смуги Виключення з вищевказаної сукупності ВІДМІТНИХ ознак хоча б одного не забезпечує досягнення технічного результату Технічне рішення, що заявляється, невідомо з рівня техніки і тому воно є новим Технічне рішення, що заявляється, має винахідницький рівень, тому що пропоновані конструкція ножиців летючих барабанних для фахівців явно не випливає з рівня техніки Винахід, що заявляється, промислове застосовно, тому що його технологічне і технічне виконання не представляє труднощів По цьому рішенню виконаний ескізний проект для стану гарячої прокатки 1700 металургійного комбінату їм Ілліча (м Маріуполь) Таким чином, винаходу, що заявляється, може надаватися правова охорона, тому що воно є новим, має винахідницький рівень і промислове застосовно, тобто відповідає всім критеріям винаходу Винахід пояснюється кресленням, на якому зображена фіг - кінематична схема летючих барабанних ножиців Летючі барабанні ножиці складаються зі станини 1, у якій установлений верхній барабан 2 з ножем 3, нижній барабан 4 з ножем 5, а також спарений чотириланковий механізм 6 На цапфі вала верхнього барабана 2 і цапфі 47171 вала нижнього барабана 4 установлені зубчасті колеса 7, 8, що мають передатне відношення 5 4 З валом верхнього барабана 2 зв'язаний привід ножиців 9 Спарений чотириланковий механізм 6 складається з ексцентриків 10, 11, установлених на цапфах валу нижнього барабана 4, шатунів 12 13, виконаних у виді двоплечих важелів, на одному плечі яких установлені ролики, що задають, 14, 15 Нижній ролик, що задає, 14 зв'язаний через карданну передачу 16 з електродвигуном 17, установленим на станині Верхній ролик, що задає, 15 зв'язаний з нижнім роликом 14 через пневмоциліндри 18, 19 Шатуни 12, 13 спираються на станину 1 через коромисла 20, 21 Летучі барабанні ножиці працюють таким чином У вихідному положенні ножиці зупинені таким чином, що нижній ніж 5 знаходиться в горизонтальному положенні (90° від вертикалі) убік, протилежну роликам, що задають, 14, 15 Верхній ніж З спрямований також убік, протилежну роликам, що задає, 14, 15 і відхилений від вертикалі на кут (90° х 5 / 4 = 112,5°) Лиски, зрізані на нижньому барабані 4, розташовані у вихідному положенні горизонтально і нижній барабан 4 не перешкоджає проходженню смуги через ножиці Напрямок ексцентриситету ексцентриків 10, 11 збігається з напрямком убік нижнього ножа 5 і у вихідному положенні визначає таке положення роликів 14, 15, у якому вони забезпечують необхідний рівень руху смуги в ножицях При цьому нижній ролик 14 одержує синхронне з рухом смуги обертання від електродвигуна 17 через карданну передачу 16 Верхній ролик 15 притиснутий до смуги за допомогою пнемоциліндрів 18, 19 При необхідності поділу смуги ножиці розганяються до швидкості смуги від приводу 9, при цьому до сполучення ножів на різ нижній барабан 4 повернеться на кут (4 х 360° - 90° = 1350°) Верхній барабан 2 повернеться на кут (5 х 360° 112,5°= 1687,5°) Верхній барабан 2 встановлений у станині 1 на такій відстані від смути, що при його обертанні ніж 3 проходить над смутою на відстані 10 - 15мм, не стосуючись її поверхні Контакт нижнього ножа 5 зі смугою аж до самого різа, виключається в такий спосіб Завдяки тому, що ексцентриситет ексцентриків 10, 11 збігається з напрямком убік нижнього ножа 5 і ексцентрики обертаються синхронно з ножем 5, найвище положення ролики, що задають, 14, 15 займають тоді, коли нижній ніж 5 підходить до смузі За рахунок підйому роликів, що задають, 14, 15 від ексцентриків 10, 11 через шатуни 12, 13, смута, яка знаходиться в роликах, що задають, піднімається над нижнім ножем 5 у момент його проходження під смугою, чим виключається нанесення дефектів на смугу Необхідна величина підйому роликів, що задають, 14, 15 досягається визначеною величиною ексцентриситету ексцентриків 10, 11, а також співвідношенням довжин ланок спареного чотириланкового шарнірного механізму Після проходження нижнього ножа 5 під смугою ексцентрики 10, 11 через шатуни 12, 13 і ролики, що задають, 14, 15 опускають смугу до рівня, при якому вона не травмується минаючим верхнім ножем З Ці ЦИКЛИ повторюються до розрізування смуги, а потім до повного зупинення ножиців (зупинення здійснюється за 1350° повороту нижнього барабана після різа і за 1687,5° повороту верхнього барабана) Для повернення ножиців у вихідне положення вони одержують реверсивне обертання від приводу 9 При цьому нижній барабан 4 повернеться в зворотну сторону на кут (1350° - 90° = 1260°), а верхній барабан 2 на кут 1597,5° При цьому травмування смуги ножами виключається, завдяки дії механізмів, описаній вище У вихідному положенні ножиці знаходяться до наступного різа З усього вищевикладеного видно, що летючі барабанні ножиці, виконані зі спареним шарнірним чотириланковим механізмом і роликами, що задають, при роботі не травмують поверхню смуги, що дозволяє одержати якісну товарну продукцію в необхідному розмірному і ваговому діапазоні 47171 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71