ВИТКОУКЛАДЧИК МОТАЛКИ КРУГЛЫХ ПРОФИЛЕЙ

Полезная модель относится к металлургической промышленности, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано в конструкциях моталок Гаррета с вращающимся бунтом, установленных в линии мелкосортного стана.
Известна конструкция виткоукладчика моталки прокатного стана, содержащая втулку и заключенную в нее укладочную трубу с приводом вращения втулки с трубой, с трехмерно искривленным вспомогательным отрезком, выходной конец которого при вращении очерчивает кольцевую траекторию движения [1].
Недостаток известного устройства состоит в том, что выходной конец вспомогательного отрезка укладочной трубы при взаимодействии со сматываемой полосой, выходящей из него, подвержен интенсивному износу. Это снижает стойкость виткоукладчика и качество намотки бунта.
Известен также виткоукладчик моталки круглых профилей мелкосортного стана с вращающимся при намотке бунтом. Моталка размещена в линии мелкосортного прокатного, содержит приводной барабан и подвижные ролики виткоукладчика, установленные на противоположных плечах шарнирного параллелограмма, со средствами упругого прижима роликов к наматываемому бунту [2].
Недостатки известного виткоукладчика состоят в том, что он не обеспечивает равномерную послойную укладку витками прокатанных круглых сортовых профилей на барабан моталки. Это снижает стойкость виткоукладчика и качества намотки.
Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели является виткоукладчик моталки круглых профилей мелкосортного стана, выполненный в виде изогнутой направляющей трубы, соединенной с подводящей трубой
внутри полого приводного вала, с механизмом ее перемещения (вращения) относительно бунта [3].
Недостатки известного устройства состоят в низкой стойкости направляющей трубы, взаимодействующей с наматываемым профилем, а также в скручивании наматываемого профиля относительно его продольной оси. Это является причиной снижения качества намотки бунта.
Техническая задача, решаемая предлагаемой полезной моделью, состоит в повышении стойкости виткоукладчика и качества намотки бунта.
Для решения поставленной задачи в известной конструкции виткоукладчика моталки круглых профилей мелкосортного стана, выполненной в виде направляющей трубы с механизмом ее перемещения относительно бунта, согласно предложению, на выходном конце направляющей трубы закреплен неприводной ролик, на бочке которого выполнен врез трапециевидной формы со скругленными углами при меньшем основании и с углом наклона боковых стенок трапеции к оси ролика 75-83 градусов, при этом радиус округлений составляет 0,6-2,0 радиуса сматываемых профилей.
Сущность полезной модели состоит в следующем. Сматываемый в бунт профиль в предложенном виткоукладчике направляет и удерживает неприводной ролик с врезом регламентированной формы и размеров. Благодаря этому достигается самоцентрирование сматываемых круглых профилей широкого размерного сортамента (с радиусами, отличающимися в несколько раз), исключается контакт сматываемых профилей с неподвижными элементами виткоукладчика. Благодаря этому повышаются стойкость виткоукладчика и качество намотки бунтов. Точное позиционирование круглых профилей, сбегающих с профилированного ролика, позволяет производить равномерную укладку витков на барабан моталки или на нижележащий слой намотки строго по винтовой линии. Это дополнительно повышает качество намотки бунта.
Экспериментально установлено, что при углах φ наклона боковых стенок трапеции к оси ролика менее 75 градусов имеют место скольжения круглых
профилей вдоль стенок вреза, что снижает стойкость виткоукладчика и качество намотки бунтов. Увеличение углов φ более 83 градусов приводит к сужению размерного сортамента сматываемых круглых профилей, увеличивает усилие намотки и силовые нагрузки на виткоукладчик, что снижает его стойкость.
При радиусе R округления углов при меньшем основании трапеции менее 0,6 от радиуса r сматываемых профилей (R<0,6·r) имеет место локальный неравномерный износ контактных поверхностей ролика; это снижает стойкость виткоукладчика. В случае, когда R>2,0·r, ухудшаются условия для удержания сматываемого круглого профиля роликом с трапециевидным врезом. В результате снижается качество намотки бунта.
На фиг.1 в плане в плане показан виткоукладчик с моталкой; на фиг.2 - ролик виткоукладчика в разрезе, вид спереди.
Виткоукладчик состоит из направляющей трубы 1, которая посредством шарниров 2 закреплена на основании моталки. На входной стороне трубы 1 посредством электросварного соединения закреплена воронка 3 улавливания переднего конца полосы. На выходной стороне трубы 1 закреплен роликодержатель 4 в виде двух пластин с оппозитно расположенными отверстиями, сквозь которых пропущена и закреплена ось 5. На ось 5 посажен с возможностью вращения ролик 6. Сматываемый профиль 7 круглого сечения проходит внутри трубы 1, выходная сторона которой обращена к секционированному барабану 8 моталки. Барабан 8 моталки механически связан с приводным электродвигателем. На барабане 8 моталки формируется бунт 9 из сматываемого профиля 7.
Труба 1 виткоукладчика соединена с гидравлическим цилиндром двойного действия (на фигуре не показан), который обеспечивает повороты трубы 1 в шарнире 2 в вертикальной плоскости, и, следовательно, перемещение вверх и вниз выходной стороны трубы 1 с роликом 6 по высоте секционированного барабана 8 моталки.
Устройство работает следующим образом. На мелкосортном стане 250 производят прокатку круглых стальных профилей 7 с радиусом r=8,0 мм. Намотку прокатанных профилей в бунты осуществляют с использованием моталок Гаррета (с вращающимся бунтом). Ролик 6 виткоукладчика имеет врез трапециевидной формы со скругленными углами. Наклон боковых стенок трапеции к оси ролика φ=79 градусов, радиус скруглений углов R=10,0 мм, то есть R=l,25·r.
Передний конец круглого профиля 7 проталкивают в воронку 3, которая направляет его во внутренний канал трубы 1. На выходной стороне трубы 1 передний конец профиля 7 проходит по трапециевидному врезу на нижней стороне ролика 6 и закрепляется на барабане 8 моталки в нижней его части. Барабан 8 моталки приводят во вращение с помощью электродвигателя и осуществляют намотку бухты 9. При этом ролик 6 вовлекается во вращение вокруг оси 5 движущимся по его нижней стороне профилем 7. Ролик 6 удерживает профиль 7 от неконтролируемого подъема вверх по барабану 8 моталки. Необходимый для плотной смотки мотка шаг намотки определяется перемещением ролика 6 за один оборот барабана.
1
По мере намотки мотка 9, с помощью гидроцилиндра двойного действия производят поворот трубы 1 в шарнирах 2 относительно оси O-O, что сопровождается плавным подъемом выходной стороны трубы 1. При этом также происходит подъем закрепленных на трубе 1 роликодержателей 4, оси 5 и ролика 6. В результате вертикального перемещения ролика 6 осуществляется плотная укладка витков бунта 9.
При достижении крайнего верхнего положения ролика 6, гидроцилиндр двойного действия реверсируется. Труба 1 начинает поворачиваться в шарнирах 2 в противоположную сторону. При этом роликодержатели 4 с осью 5 и роликом 6 перемещаются вниз с регламентированной скоростью, благодаря чему достигается плотная укладка витков сматываемого профиля 7.
Циклы подъема и опускания ролика 6 виткоукладчика повторяют по мере заполнения слоев намотки до полного окончания смотки всего профиля
7. Благодаря применению предложенной конструкции достигается повышение стойкости виткоукладчика и качества намотки бунта (табл.).
Таблица.
Конструктивные параметры виткоукладчиков и их эффективность
№ п/п
R/r
φ, угловых градусов
Стойкость виткоукладчика,тыс. т проката
Колич. мотков с некачественной смоткой, %
1.
0,5
74
170
6,1
2.
0,6
75
300
0,2
3.
1,25
79
310
0,1
4.
2,0
83
300
0,2
5.
2,10
84
225
5,5
6.
--
--
155
9,9
Из таблицы следует, что использование предложенного устройства (варианты №2-4) обеспечивает повышение стойкости виткоукладчика и качества намотки бунта. При запредельных значениях заявленных параметров (варианты №1 и №5) стойкость виткоукладчика снижается, увеличивается количество мотков с некачественной смоткой. Также более низкие стойкость виткоукладчика и качество смотки бунта имеют место при использовании прототипа (вариант №6).
В качестве базового объекта при определении технико-экономических преимуществ предложенного устройства принят виткоукладчик по прототипу. Использование предложенного виткоукладчика обеспечит повышение рентабельности производства круглого профильного проката на мелкосортном стане 250 на 0,5-0,7%.
Литературные источники, использованные
при составлении описания полезной модели:
1. Заявка на изобретение №95106502 (РФ), МПК В21С 47/00, 1996 г.;
2. Заявка на изобретение №2005141424 (РФ), МПК В21С 47/00, 2006 г.;
3. Целиков А.И. и др. Машины и агрегаты металлургических заводов, том 3, М., металлургия, 1981 г., с.412-414 - прототип.