Намотувальний пристрій для намотування стрічок

1. Намотувальний пристрій (1) для намотування стрічок (2), зокрема тонких металевих стрічок, що містить намотувальний барабан (3), розташований з можливістю обертання навколо осі (4) обертання, а також щонайменше один хитний важіль (5), розташований з можливістю повороту навколо осі (6) і який містить щонайменше один напрямний щит (7) і щонайменше один притискний ролик (8) для спрямування і відповідно притиснення намотуваної стрічки (2), при цьому щонайменше один притискний ролик (8) забезпечений щонайменше одним привідним засобом (9) для переміщення притискного ролика (8) відносно хитного важеля (5), який відрізняється тим, що притискний ролик (8) і хитний важіль (5), або відповідно їх приводи (9, 12), містять кожний систему (13, 14) вимірювання шляху. C2 2 (11) 1 3 строєм захоплюють металеву стрічку, після того, як вона залишає чистову лінію клітей і транспортується відвідним рольгангом, щоб відвести її в мотальний приямок (шахту) і спрямувати на намотувальний барабан. Щоб змотати металеву стрічку в рулон, навколо намотувального барабана розташовані хитні важелі, які направляють металеву стрічку впритул навколо намотувального барабана. Хитні важелі, виконані по суті разом з притискним роликом і напрямним щитом. Моталки, що використовуються, звичайно мають щонайменше три або чотири хитні важелі. Намотувальні пристрої вищеназваного типу розкриті в патентних публікаціях US 4964587, ЕР 0963932А2 і US 5275345. Аналогічні рішення містяться також в патентних документах GB 2092111 A, US 3602448 і DE 202006016209 U1. У моталках першого покоління хитні важелі, приводилися в рух за допомогою пневмоциліндрів, і, крім того, притискні ролики були підпружинені, так що вони могли ухилятися від перепаду в намотуванні, тобто уступу, що виникав за рахунок торця переднього кінця чергової стрічки, що намотується. У протилежність ним, зараз гідравлічна моталка звичайної конструкції уникає перепаду в намотуванні за рахунок пристрою стеження торця переднього кінця стрічки, що змотується, і гідравлічного блоку керування. Це здійснюється таким чином, що розраховується положення торця стрічки, і гідроциліндр підіймає з металевої стрічки хитний важіль, разом з нерухомим притискним роликом і таким чином уникає перепаду в намотуванні. Після того як перепад в намотуванні пропускає ролик, притискний ролик знову встановлюють на верхній виток. Це повторюється з всіма хитними важелями; описаний метод відомий також під назвою "step control". Гідравлічні блоки керування, що використовуються з цією метою, високодинамічні і загалом відповідають своєму призначенню. Проте, важко досить швидко набрати швидкість і загальмувати важкі хитні важелі, що пояснюється відносно високим моментом інерції маси хитних важелів. Зрозуміло, точне керування хитними важелями, як це потрібно зокрема для тонких металевих стрічок, можливе при цьому лише з урахуванням кількості рухів і допусків. Точний, високочутливий технологічний режим міг би забезпечити ту перевагу, що тонка металева стрічка не мала б або мала б лише незначні пошкодження. Тому задача винаходу полягає у вдосконаленні намотувального пристрою вищеназваного типу таким чином, що він забезпечує точне намотування також дуже тонких стрічок, причому дозволяє змотувати їх в щадячому режимі. Ця задача вирішується згідно з винаходом тим, що притискний ролик і хитний важіль або їх приводи мають систему вимірювання шляху. Винахід робить упор серед іншого на те, що істотним для визначення місцеположення щонайменше одного притискного ролика є не тільки положення хитного важеля, але що сам притискний ролик може переміщатися в свою чергу відносно хитного важеля. При цьому необхідна лише не 95128 4 значна кількість руху, що дозволяє здійснити динамічне позиціонування притискного ролика. Передбачена також комплектація згаданими системами вимірювання шляху робить можливим викладений в подальшому описі технологічний процес. При цьому привідний засіб може переважно щонайменше істотно переміщувати притискний ролик в напрямі центра намотувального барабана. Відповідно, притискний ролик переміститься настільки, що здійснює перпендикулярно можливий тиск на стрічку. Притискний ролик може бути розташований на хитному важелі ролика, який встановлений у хитному важелі, при цьому вісь хитного важеля, і вісь хитного важеля ролика, розташовані паралельно одна одній. Відповідно, значить хитний важіль, встановлений у хитному важелі. Однак альтернативно притискний ролик може бути розташований також на лінійному виконавчому механізмі, який закріплений на хитному важелі. У цьому випадку притискний ролик переміщається, отже, прямолінійно відносно хитного важеля. Уявляється можливою також комбінація обох рішень (зворотнообертальний рух і прямолінійний рух). Привідний засіб для руху притискного ролика може бути встановлений у самому хитному важелі. Він може бути виконаний як гідравлічна або пневматична поршнева система. У той же час допустимі також рішення, які передбачають, наприклад, механічний привідний засіб. У більшості випадків декілька хитних важелів, переважно три або чотири хитні важелі, взаємодіють з намотувальним барабаном. При цьому щонайменше один хитний важіль, може переміщатися за допомогою одного привідного елемента, причому також тут використовуються переважно гідравлічні або пневматичні системи. Корисним виявився також розташований на хитному важелі упор для притискного ролика. Зокрема, при більш товстих стрічках, що намотуються, які створюють пологі перепади в намотуванні (у вигляді похилих переходів), притискні ролики відповідними привідними елементами підтягаються до жорсткого упора. На кресленні представлений приклад здійснення винаходу. Єдина фігура схематично показує на вигляді збоку намотувальний пристрій для намотування тонкої металевої стрічки. На фігурі видно намотувальний пристрій 1, за допомогою якого здійснюється намотування металевої стрічки 2. Для цього передбачений намотувальний барабан 3, який обертається навколо горизонтальної осі обертання 4. Стрічка 2 надходить з не показаної чистової прокатної кліті і за допомогою шахтної заслінки 17 прямує в розташовану глибше зону, в якій встановлений намотувальний барабан 3. Щоб стрічку 2, що намотується, оптимально намотати на намотувальний барабан 3, передбачені напрямний щит 7 і притискний ролик 8 (або декілька розташованих паралельно один одному напрямних щитів 7 і притискних роликів 8), які забезпечують максимально добре укладання стрічки 2 на окружну поверхню намотувального барабана 5 або на вже намотаний стрічковий матеріал. Напрямний щит 7, так само як і притискний ролик 8 розташовані на хитному важелі 5, який встановлений навколо осі 6 обертання, яка розташована паралельно осі 4 обертання намотувального барабана 3. Хитний важіль 5, приводиться в рух привідним елементом 12, в цьому випадку виконаним у вигляді гідравлічної поршневої системи. Проте, привідний елемент 12 служить для придания руху хитному важелю 5, загалом, разом з всіма розташованими на ньому деталями. Таким чином, хитний важіль 5, має високий момент інерції маси (зокрема високодинамічний момент інерції маси навколо осі 6). Разом з тим, дуже важко забезпечити високодинамічний рух, зокрема притискного ролика 8, що дає переваги в плані щадячого маніпулювання, зокрема тонких стрічок 2. Тому передбачені привідні засоби 9, за допомогою яких лише притискний ролик 8 може переміщатися відносно хитного важеля 5. Ці привідні засоби позначені схематично в прикладі здійснення як гідравлічна або пневматична поршнева система. Далі, в прикладі здійснення передбачено, що притискний ролик 8 розташований у хитному важелі 10 ролика (також зображеному лише схематично), який встановлений в місці шарніра у хитному важелі 5, а саме в осі 11, розташованій паралельно осі 6. При цьому розташування хитного важеля 10 ролика, у хитному важелі 5, здійснене таким чином, що при зворотно-обертальних рухах хитного важеля 10 ролика, притискний ролик 8 переміщається по суті у бік середньої точки Μ намотувального барабана 3 і таким чином оптимально притискає стрічку 2. Тому основний аспект рішення полягає в тому, що необхідний для руху притискного або притискних роликів 8 момент інерції маси меншає відносно відомих раніше рішень, що забезпечує динамічний режим експлуатації намотувального пристрою 1. Щоб уникнути перепаду в намотуванні 16, переміщається по суті лише притискний ролик 8, який закріплений на своєму власному хитному важелі 10. Крім того, він має свій окремий привід 9, завдяки якому він може переміщатися в напрямі намотувального барабана 3 і назад від нього. Цей привід 9 може бути механічним, електричним, пневматичним, гідравлічним або здійснюватися шляхом комбінації привідних можливостей. Хитний важіль 5, заздалегідь позиціонується привідним елементом 12 відповідно так, що від перепаду 16 в намотуванні може відхилитися лише притискний ролик 8. Один тільки притискний ролик 8 володіє істотно меншою інерцією, ніж хитний важіль 5, загалом. Завдяки цьому можлива більша динаміка. Ця висока динаміка дає перевагу особливо при намотуванні тонких металевих стрічок, оскільки тут мають місце висока швидкість і невеликі перепади 16 в намотуванні. Позиціонування притискного ролика 8 здійснюється, отже, загалом за допомогою обох привідних елементів 9 і 12. Обидва привідних елемента 95128 6 9, 12 з'єднуються один з одним за допомогою не показаного блоку керування або регулювання (з відповідно заданим алгоритмом для обліку геометрії пристрою). Блок керування або регулювання враховує розтиск намотувального барабана, товщину стрічки 2, швидкість намотування, положення торця стрічки і кінця стрічки, число витків, діаметр рулону, а також геометрію хитних важелів 5, 10. Таким чином, з відповідних елементарних геометричних відношень блок керування або регулювання негайно визначає, яким чином необхідно настроїти привідні засоби 9, 12, щоб одержати бажане або необхідне положення притискного ролика 8. Щоб забезпечити роботу системи в замкненому контурі автоматичного регулювання привідні засоби 9, 12 забезпечені відповідними системами вимірювання шляху 13, 14, що забезпечує точну автоматичну установку заданого положення притискного ролика 8. Якщо приводи 9, 12 (в прикладі здійснення гідроциліндри) забезпечити динамометричною системою, притискний ролик 8 може бути позиціонований і із заданим регулюванням зусилля підтискати металеву стрічку 2 або намотувальний барабан (наприклад, для калібрування). Це дає ту перевагу, що всі пристрої і металева стрічка 2 працюють в щадячому режимі. Це означає менше пошкоджень і більший термін служби. При товстих стрічках швидкість намотування відносно повільна і перепади 16 в намотуванні пологі, так що вимоги до динаміки притискного ролика 8 або хитних важелів, відносно невелики. Крім того, може так трапитися, що при товстих стрічках необхідні високі притискні зусилля. У цій робочій ситуації переважним є підтягнення притискного ролика 8 за допомогою привідного засобу 9 до жорсткого упора 15, який розташований на хитному важелі 5. Вісь 11 притискного ролика 8 може бути виконана таким чином, що вона не має зазора або має дуже незначний зазор. Це може бути реалізоване в конструкції з конусного гнізда на болті і конусної втулки, які утворюють фрикційне замикання відносно опорного отвору. Обертальний рух може здійснюватися за допомогою підшипника з дуже обмеженим або регульованим зазором. У випадку використання гідравлічного або пневматичного приводу 9 притискний ролик 8 виправдовує своє призначення, якщо передбачений не тільки один, а два циліндри. Якщо притискний ролик 8 переміщається за допомогою лише одного циліндра 9, притискний ролик 8 необхідно встановити на рамі, яка крутильно-жорстко з'єднує між собою точки обертання. Таким чином, забезпечується паралельне підведення притискного ролика 8 до намотувального барабану 3. Якщо притискний ролик 8 на кожній стороні (тобто з боку приводу і з боку обслуговування) забезпечений приводом 9 (наприклад, відповідним гідроциліндром), який підводить або відводить ролик 8, синхронізація здійснюється засобами електроніки без з'єднання або лише з крутильно-жорстким з'єднанням. 7 95128 Якщо не передбачено або передбачено лише крутильно-м'яке з'єднання сторони приводу відносно сторони обслуговування, притискний ролик 8 може використовуватися за допомогою цілеспрямованого прикладення сил (регулювання сил) на сторону приводу і на сторону обслуговування з метою впливу на рух стрічки (тобто на намотування рулону без зміщення по кромці). Перелік позицій на кресленні 1 Намотувальний пристрій 2 Стрічка 3 Намотувальний барабан 4 Вісь обертання Комп’ютерна верстка І. Скворцова 8 5 Хитний важіль 6 Вісь 7 Напрямний щит 8 Притискний ролик 9 Привідний засіб 10 Хитний важіль ролика 11 Вісь 12 Привідний елемент 13 Система вимірювання шляху 14 Система вимірювання шляху 15 Упор 16 Перепад в намотуванні 17 Шахтна заслінка Μ Середня точка Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601