Барабан моталки

Барабан моталки, що включає зчленований із приводом осьового переміщення пірамідальний вал з похилими поверхнями, на яких розміщені сектори із зазорами між своїми торцевими поверхнями і які утворюють з'єднану з приводом обертання розсувну оправку, та засіб для розміщення головної частини штаби у вигляді зіва, який відрізняється тим, що барабан оснащений поздовжньою вставкою із заплечиками, яка розміщена в зазорі між торцевими поверхнями секторів і шарнірно прикріплена до пірамідального вала, при цьому згаданий зів виконаний на зовнішній поверхні поздовжньої вставки, а на торцевих поверхнях секторів, між якими розміщена поздовжня вставка, виконані уступи для вільного розміщення заплечиків останньої та опорні площинки, які виконані з можливістю взаємодії із заплечиками поздовжньої вставки. Винахід відноситься до галузі обробки металів тиском, а саме - до прокатного обладнання, яке може бути використаним у моталках, призначених для змотування в рулон штаби, отриманої на прокатних станах. Відомі штабові стани, у складі встаткування яких є барабанні моталки, встановлювані за останньою кліттю, або ж із двох сторін від реверсивної кліті, призначені для формування в рулон прокатаного металу. Барабан, використовуваний у моталці, є головним елементом, і призначений для захвата переднього кінця штаби на початку змотування і формування наступних витків р улону. Відомий барабан моталки, описаний у [книзі А.А. Корольова, Г.М. Миколаївського «Механічне встаткування прокатних цехів», M., Державне науково-технічне видавництво літератури по чорній і кольоровій металургії, 1953, с 333-335]. Перед барабанною моталкою встановлені тягнучі ролики, призначені для завдання штаби до барабана моталки. Навколо барабана розміщені приводні обмежувальні ролики, призначені для формування штаби на барабані моталки, які встановлюються до початку змотування із зазором відносно барабана, який залежить від товщини штаби, що підлягає змотуванню. По осі барабана розташований шток, встановлений в осьовій порожнині вала, і зчленований із приводом поздовжнього переміщення. Вал пов'язаний із приводом обертання і виконаний з похилими поверхнями. Уздовж вала розташовані сегменти, між торцевими поверхнями яких встановлені клини, внутрішні поверхні яких опираються на похилі поверхні приводного вала. На консольну частин у штока насаджений диск, до якого прикріплені своїми торцями сегменти і клини. У поперечному перерізі сегменти шарнірно зчленовані між собою за допомогою пружинних притискних пристроїв. Працює барабан моталки наступним чином. До початку змотування барабан моталки розтискається, для цього включають привод осьового переміщення штока і переміщають шток з диском вправо. При цьому клини, сковзаючи по похилих поверхнях вала, рухаються в радіальному напрямку і захоплюють за собою сегменти, які зпираються на них. Пружини притискних пристроїв забезпечують контакт клинів із сегментами по торцевих поверхнях. Включають привод обертання вала, за (19) UA (11) 84719 (13) C2 (21) a200606375 (22) 08.06.2006 (24) 25.11.2008 (46) 25.11.2008, Бюл.№ 22, 2008 р. (72) ТІЩЕНКО АНДРІЙ МИКОЛАЙОВИЧ, U A, БУЛАТЕЦЬКИЙ ЮРІЙ ОЛЕКСІЙОВИЧ, UA, ПАНЧЕНКО ВІКТОР МИКОЛАЙОВИЧ, U A (73) ЗАКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "НОВОКРАМАТОРСЬКИЙ МАШИНОБУДІВНИЙ ЗАВОД", U A (56) Королев А. А., Николаевский Г. М. Механическое оборудование прокатных цехов. - М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1953. С. 333-335. UA 71151 A, 15.11.2004 RU 2002127828 A, 10.04.2004 SU 1404139, 23.06.1988 SU 632431, 15.11.1978 3 84719 давальні ролики подають штабу, що вийшла із кліті, у зазор між обмежувальними роликами та барабаном, і формують виток рулону на барабані моталки. Завдяки перевищенню швидкості барабана над швидкістю подачі штаби відбувається захльостування переднього кінця на барабані моталки. По мірі збільшення зовнішнього діаметра рулону, розміщеного на барабані моталки, притискні ролики розводяться. Після завершення змотування привод обертання вала відключають, барабан з рулоном зупиняють. Включають привод осьового переміщення штока і переводять його вліво. При цьому клини, переміщаючись по похилих поверхнях вала разом із сегментами, переміщаються радіально до центра барабана, діаметр барабана зменшується і утворюється зазор між внутрішньою поверхнею рулону і зовнішньою поверхнею барабана, що забезпечує вільне знімання рулону з барабана моталки. Слід зазначити, що під час формування рулону при обертанні барабана внутрішня поверхня витків рулону проковзує відносно циліндричної зовнішньої поверхні, утвореної секторами через вільне розміщення на ній переднього кінця штаби, у результаті чого на штабі утворюються натири, подряпини, які знижують якість готового продукту. Таким чином, недоліком аналога є незадовільна якість рулонів штабового матеріалу, отриманих на даному встатк уванні. Відомий також барабан моталки по кресленню №56 4790 152 СБ, найбільш близький до заявляємого рішення, і прийнятий у якості прототипу. До його складу входить пірамідальний вал, один кінець якого зчленований із приводом осьового переміщення. Паралельно поздовжньої осі пірамідального вала розміщені сегменти, що утворюють розсувну оправку. При цьому на внутрішніх поверхнях із двох сторін кожного сегмента виконані похилі поверхні, розміщені на відповідних похилих поверхнях пірамідального вала. Крім того, на згаданих похилих поверхнях між пірамідальним валом і сектором розташовані трапецеїдальні шпонки, які забезпечують нерозривність контакту деталей, що сполучають. Сегменти виконані з буртами, які розташовані у відповідній вибірці диска, зчленованого із приводом обертання. Один із сегментів оснащений засобами для заходу переднього кінця штаби, виконаними у вигляді поздовжнього паза, виготовленого на його зовнішній поверхні. До початку змотування барабан моталки розтискається, для цього включають привод осьового переміщення пірамідального вала і переміщають його вправо. При цьому похилі поверхні сегментів, проковзуючи по похилих поверхнях вала, рухаються в радіальному напрямку, збільшуючи діаметр барабана моталки. Штабу, що вийшла із кліті, подають у зазор між формуючим роликом і барабаном, так щоб її головна частина розмістилася у зіві, а потім формуючий ролик притискає штабу до барабана моталки. Надають валу обертання, при цьому штаба, здеформувавшись на ділянці барабана із зівом, продовжує формуватися в наступні витки завдяки притисненню формуючого ролика. По мірі росту зовнішнього діаметра рулону, розміщеного на барабані моталки, формуючий ролик 4 відводиться. Після завершення змотування привод обертання вала відключають, барабан з рулоном зупиняють. Включають привод осьового переміщення пірамідального вала і переводять його вліво. При цьому, рухаючись по похилих поверхнях пірамідального вала, сегменти переміщаються радіально до центра барабана, діаметр барабана зменшується і утворюється зазор між внутрішньою поверхнею рулону та зовнішньою поверхнею барабана, що забезпечує знімання рулону з барабана моталки. На відміну від аналога за рахунок защемлення переднього кінця штаби у зіві барабана при формуванні рулону на описаному барабані відсутня пробуксовка штаби відносно зовнішньої поверхні барабана, що виключає ушкодження поверхні штаби на передніх витках і не позначається негативно на якості готового продукту. Однак, слід зазначити, що при зменшенні діаметра барабана перед зняттям з нього рулону в результаті радіального ходу сегментів до осі барабана має місце відгин першого витка рулону, через защемлення переднього кінця штаби у зіві сегмента, що приводить до збільшення тертя. При знятті рулону з барабана моталки під час його осьового переміщення під впливом збільшеного тертя між поверхнями переднього кінця штаби та зіва сектора, внутрішні витки рулону зміщаються відносно поздовжньої осі рулону, що приводить до утворення телескопічності витків рулону. Подальше транспортування такого рулону приводить до ушкодження виступаючих витків, що негативно позначається на якості готового продукту. Таким чином, недоліком прототипу є незадовільна якість рулону, змотаного на даному барабані моталки. До основи винаходу поставлене завдання створення барабана моталки, що забезпечує одержання рулонів штабового матеріалу більше високої якості. Поставлене завдання вирішується за рахунок технічного результату, який полягає у зменшенні сил тертя між поверхнями зіва барабана та переднім кінцем штаби при знятті рулону з барабана моталки. Для досягнення вищевказаного технічного результату барабан моталки, що включає зчленований із приводом переміщення пірамідальний вал з похилими поверхнями, на яких розміщені сектори із зазорами між торцевими поверхнями, що утворюють розсувну оправку, пов'язану із приводом обертання, і засобу для розміщення головної частини штаби у вигляді зіва, відповідно з винаходом постачений поздовжньою вставкою із заплечиками, розміщеною в зазорі між торцевими поверхнями секторів і шарнірно прикріпленою до пірамідального вала, при цьому згаданий зів виконаний на зовнішній поверхні поздовжньої вставки, а на торцевих поверхнях секторів виготовлені уступи для вільного розміщення заплечиків поздовжньої вставки і опорні площинки, виконані з можливістю періодичної взаємодії із заплечиками поздовжньої вставки. 5 84719 У результаті порівняльного аналізу барабана моталки, що заявляється, і прототипу встановлено, що вони мають наступні загальні ознаки: - пірамідальний вал, зчленований із приводом переміщення; - виконання на пірамідальному валу похили х поверхонь; - виконання секторів з похилими поверхнями, розміщеними на похилих поверхнях пірамідального вала; - розміщення секторів із зазорами між торцевими поверхнями з утворенням розсувної оправки; - зв'язок секторів із приводом обертання; - засобу для розміщення головної частини штаби у ви гляді зіва; і відмітні ознаки: - постачання поздовжньою вставкою із заплечиками; - розміщення поздовжньої вставки в зазорі між торцевими поверхнями секторів; - шарнірне прикріплення поздовжньої вставки до пірамідального вала; - виконання зіва на зовнішній поверхні поздовжньої вставки; - виготовлення на торцевих поверхнях секторів уступів для вільного розміщення заплечиків поздовжньої вставки; - виконання на торцевих поверхнях опорних площинок, виготовлених з можливістю взаємодії із заплечиками поздовжньої вставки. Таким чином, пропонований барабан моталки має нові вузли, нові зв'язки, нові взаємні розміщення елементів і вузлів, нові форми виконання елементів пристрою. Між відмітними ознаками і технічним результатом, що досягається, існує причинно-наслідковий зв'язок. Завдяки тому, що барабан моталки постачений поздовжньою вставкою із заплечиками, розміщеної в зазорі між торцевими поверхнями секторів і шарнірно прикріпленої до пірамідального вала, а також завдяки виконанню зіва на зовнішній поверхні поздовжньої вставки, і виконанню на торцевих поверхнях секторів уступів для вільного розміщення заплечиків поздовжньої вставки та опорних площинок, виконаних з можливістю взаємодії із заплечиками поздовжньої вставки, став можливий вільний проворот при стисканні барабана поздовжньої вставки з розміщеним у зіві переднім кінцем штаби відносно осей шарнірів виконаних на пірамідальному валу, що виключає спільне переміщення внутрішнього витка рулону із секторами при їхньому русі до осі барабана, що супроводжується появою додаткових сил тертя внаслідок пружності внутрішнього витка рулону, а це сприяє вільному переміщенню переднього кінця штаби змотаної в рулон, уздовж зіва через зменшення сил тертя між поверхнями зіва барабана і переднього кінця штаби, що веде до підвищення якості одержуваного рулону. Виключення з перерахованої вище сук упності відмітних ознак хоча б одної не забезпечує досягнення технічного результату. Технічне рішення, що заявляється, має винахідницький рівень, тому що конструкція барабана 6 моталки для фахівця наявним чином не витікає з рівня техніки. Технічне рішення, що заявляється, не відомо з рівня техніки, тому воно є новим. Технічне рішення, що заявляється, промислово застосовно, тому що його технологічне і технічне виконання, наприклад, в умовах 3AT «НКМЗ» не представляє складностей. З використанням технічного рішення, що заявляється, виконаний технічний проект барабана моталки для агрегату беззлиткової прокатки 1600 «Арменал». Таким чином, рішенню, що заявляється, може бути представлена правова охорона, тому що воно є новим, має винахідницький рівень і промислово застосовно, тобто відповідає всім критеріям винаходу. Рішення, що заявляється, пояснюється кресленнями, на яких зображене наступне: Фіг.1 - поздовжній перетин по осі барабана моталки; Фіг.2 - перетин A-A на Фіг.1; Фіг.3 - перетин Б-Б на Фіг.1; Фіг.4 - перетин B-B на Фіг.1. До складу барабана моталки входить пірамідальний вал 1, встановлений по його осі, один кінець якого зчленований із приводом осьового переміщення (на кресленні не показаний). Паралельно поздовжній осі пірамідального вала 1 розташовані сектори 2. Сектори 2 виконані з буртами 3, які розташовані у відповідній вибірці диска 4, зчленованого із приводом обертання. Завдяки розміщенню буртів 3 у вибірці диска 4 виключаться можливість осьового переміщення секторів 2 по осі барабана. Кожний із секторів 2 виготовлений з похилими поверхнями «Г», розташованими на внутрішній стороні, зверненій до пірамідального вала, із двох його кінців. Похилі поверхні «Г» секторів 2 призначені для контакту з відповідними похилими поверхнями «Д», виконаними на зовнішній поверхні пірамідального вала 1. Для забезпечення контакту пірамідального вала 1 із секторами 2 на похилих поверхнях «Д» пірамідального вала 1 розміщені трапецеїдальні вставки 5, встановлені у відповідних трапецеїдальних поздовжніх пазах 6 виконаних на похилих поверхнях «Г» секторів 2. На зовнішній поверхні пірамідального вала 1 на шарнірах 7 встановлена поздовжня вставка 8, виготовлена із заплечиками 9, розташована між торцевими поверхнями секторів 2. На зовнішній поверхні поздовжньої вставки 8 виконаний зів, призначений для заходу переднього кінця штаби. Крім того, на торцевих поверхнях секторів 2, між якими розміщена поздовжня вставка 8, виготовлені уступи для вільного розміщення заплечиків 9 поздовжньої вставки 8 і опорні площинки «Е», виконані з можливістю взаємодії із заплечиками 9 поздовжньої вставки 8. Намотування штаби відбувається на розціплений барабан. Для цього приводом осьового переміщення зміщають пірамідальний вал 1 вліво. Разом з пірамідальним валом 1 переміщаються вліво також закріплені на похилих поверхнях «Д» трапецеїдальні вставки 5. При цьому трапецеїдальні вставки 5 просковзують по опорних внутрішніх 7 похилих поверхнях пазів 6 секторів 2, забезпечуючи контакт похилих поверхонь «Д» пірамідального вала 1 з відповідними похилими поверхнями «Г» секторів 2. При цьому сектори 2 рухаються в радіальному напрямку від центра барабана до упору зовнішніх поверхонь буртів 3 секторів 2 у внутрішній край вибірки диска 4. При цьому поздовжня вставка 8, повертаючись на шарнірах 7 і взаємодіючи упорними площинами 9 з відповідними упорними поверхнями «Е» секторів 2, займає робоче положення, що відповідає розціпленому барабану. Штаба подається по проводковій системі (не показана) у зазор між формуючим роликом (на фіг.2 показаний тонко) і нерухомим барабаном. Після входження переднього кінця штаби у зів поздовжньої вставки 8 барабан приводиться в рух приводом обертання, формуючий ролик здеформувавши передній кінець штаби на ділянці розміщення зіва, притискає штабу до барабана, формує витки рулону, автоматично відсуваючись від центра барабана по мірі збільшення діаметра рулону. Після закінчення змотування рулону барабан разом з рулоном зупиняється. Колиска візказнімача рулонів (не показана) піднімається до упору в зовнішню поверхню рулон у і фіксується в цьому положенні. Для вільного знімання рулону барабан стискають. Для цього приводом осьового переміщення пересувають пірамідальний вал 1 вправо. Разом з пірамідальним валом 1 перемі 84719 8 щаються вправо також закріплені на похилих поверхнях «Д» трапецеїдальні вставки 5. При цьому трапецеїдальні вставки 5 проковзують по опорних внутрішніх поверхнях пазів 6 секторів 2, захоплюючи сектори 2 до центра барабана до впирання внутрішніх горизонтальних поверхонь секторів 2 у зовнішні горизонтальні поверхні пірамідального вала 1. При цьому поздовжня вставка 8, припиняє взаємодіяти заплечиками 9 з упорними площинками «Е» секторів 2 і провертаючись, займає положення, яке забезпечує вільне витягання переднього кінця штаби із зіва. Безперешкодне осьове переміщення переднього кінця штаби разом з рулоном, що р ухається в осьовому напрямку, забезпечується за рахунок вільного проворота вставки 8 на шарнірах 7, що сприяє зменшенню сили тертя між поверхнями переднього кінця штаби і внутрішньою поверхнею зіва поздовжньої вставки 8. Після знімання рулону з барабана моталки візокзнімач передає рулон на прийомний пристрій. Із усього вищевикладеного видно, що виконання барабана моталки відповідно з формулою винаходу дозволяє при знятті рулону з барабана моталки після завершення змотування вільно витягати передній кінець штаби, виключивши її защемлення в зіві барабана, деформацію ділянок штаби і утворення телескопічності рулону, що приводить до підвищення якості рулону, сформованого на даному барабані моталки. 9 Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко 84719 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601