АСИММЕТРИЧНЫЙ НАКОПИТЕЛЬ РУЛОНОВ
ASYMMETRIC ROLL ACCUMULATOR

Изобретение относится к устройству в транспортных установках для перегрузки намотанных в рулоны металлических полос, в частности изготовленных из высокопрочных или сверхвысокопрочных сортов стали, при этом рулоны для транспортировки из неподвижного положения на накопителе рулонов могут подниматься и опускаться посредством регулируемого по высоте подъемного устройства рулонов, причем накопитель рулонов содержит два расположенных по бокам на расстоянии относительно друг друга опорных элемента, а подъемное устройство имеет два опорных зубца.
В современном прокатном стане обрабатывают различные сорта стали, которые грубо могут быть разделены на три основные группы. Они включают:
1. Нормальные, по большей части горячекатаные конструкционные стали, которые при намотке пластически деформируют. Свободный конец полосы, т.е. открыто лежащий конец полосы, практически плотно прилежит снаружи к рулону, так что этот конец полосы, например, чтобы подать его в ножницы, требуется отделять от рулона.
2. Высокопрочные мелкозернистые конструкционные стали, которые при термомеханической прокатке наматывают в среднетемпературном диапазоне. Из-за высокой прочности стали пластическая деформация листового металла происходит лишь частично. Свободный конец полосы выступает из рулона более толстым диаметром, так что не требуется отделять его.
3. Сверхвысокопрочные стали, которые термически улучшаются в процессе прокатки и обладают исключительно высокой прочностью. Эти материалы с соответствующими толщинами полосы, которые максимально не превышают 15 мм, при намотке пластически больше не деформируются, а подвергаются лишь упругой деформации. Поэтому свободный конец полосы без действующих на него сил в процессе прокатки вновь принимает полностью вытянутую прямую форму.
В стальных рулонах высокопрочных и сверхвысокопрочных типов, которые не обвязаны, конец полосы может выталкивать рулон из накопителя, поскольку создаваемая свободным концом полосы силовая нагрузка в определенных случаях достаточна для того, чтобы оторвать рулон, по меньшей мере, от одного элемента накопителя рулонов.
Известные рулонные седловины или накопители рулонов могут противодействовать распушиванию рулона, однако лишь при достаточно больших в диаметре рулонах, так как последние соответственно за счет своей большей частичной окружности вплоть до боковой наружной зоны могут быть уложены соответственно большим опорным основанием на рулонной седловине, так что распушиванию противодействуют геометрически обусловленные более длинные рычажные плечи собственного веса рулона от середины уложенного рулона до боковой опорной зоны. Наоборот, этот эффект не может быть использован в рулонах меньшего диаметра, которые уложены лишь небольшой частичной окружностью и концентрированной скорее в центральной зоне рулонной седловины, то есть из-за соответственно меньшего опорного основания.
В международной заявке РСТ/ЕР 2011/006036 по этому вопросу уже предлагалось изменить форму накопителя рулонов таким образом, что могут быть уложены рулоны с различными диаметрами, и при этом без всяких дополнительных мер создается противодействие распушиванию рулонных слоев для любого возможного диаметра рулона. Однако на практике оказалось, что описанные здесь накопители рулонов для рулонов из сверхвысокопрочных сортов стали и с небольшим диаметром рулона еще не полностью соответствуют желаемым эффектам.
Поэтому задача изобретения состоит в том, чтобы предложить устройство в транспортных установках для перегрузки намотанных в рулоны металлических полос, которое в состоянии и, в частности, способно устранить известные из уровня техники недостатки, а также позволяют надежно удерживать на накопителях рулонов рулоны из сверхвысокопрочных сортов стали и небольшого диаметра.
Эта задача решается согласно изобретению за счет устройства, включающего признаки по пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные формы осуществления изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно изобретению, по меньшей мере, элементы накопителя рулонов расположены асимметрично вертикали через центр вращения рулона, что гарантирует наложение рулона на накопитель рулонов, в которой элементы накопителя рулонов находятся на различном удалении от центра уложенного на них рулона. Следствием этого является, кроме того, что за счет смещения точки тяжести рулона на один элемент накопителя рулонов, один из элементов накопителя рулонов подвергается увеличенной опорной нагрузке, чем при симметричном опирании, так что эта возросшая опорная нагрузка может сильнее прижимать конец полосы к рулону. В результате, при одинаковом диаметре рулона может быть уложена или также транспортироваться более толстая полоса или более прочный материал или оба в комбинации, чем в случае сравниваемых, симметрично выполненных накопителей рулонов.
В предпочтительной форме осуществления устройства согласно изобретению, как элементы накопителя рулонов, так и опорные зубцы, расположены асимметрично вертикали через центр вращения рулона. Таким образом, обеспечивается то, что описанные эффекты достигаются также, когда рулон поднимается подъемным устройством и укладывается исключительно на опорные зубцы тележки для перевозки рулонов. Следовательно, устройство согласно изобретению может надежно и без распушивания переносить при перегрузке также рулоны сверхвысокопрочных сортов стали и с небольшим диаметром, поскольку свободный конец полосы, как в неподвижном положении, так и в положении подъема, прижимается к рулону с большей силой, чем при традиционной подъемной тележке. Кроме того, это гарантирует, что при перегрузке рулона смещение вертикали рулона ограничено до минимума или вовсе исключено.
Кроме того, предпочтительно, если точки опоры для рулона на элементах накопителя рулонов, а также предпочтительно точки опоры на опорных зубцах, имеют вертикальное расстояние относительно друг друга, чтобы соответствовать принципу асимметрии.
Также предпочтительно, если опорные зубцы имеют проходящие со скосом друг к другу поверхности вершин, чтобы таким образом рулоны различного диаметра уложить на рулонной седловине не только со сравнительно небольшим опорным основанием, как правило, по центру или на поверхности по обеим сторонам от центра, но также на одинаково удаленных между собой опорных зубцах для каждого рулонного диаметра. Они опирают в этом случае в равной мере как меньшие в диаметре, так и большие в диаметре рулоны постоянно с максимально возможным опорным основанием, т.е. лежащим максимально наружу по обе стороны относительно центральной оси рулонной седловины. Следовательно, такая рулонная седловина очень выгодна для необвязанных рулонов. При этом глубина между опорными зубцами может быть измерена лишь так, что рулон с минимальным диаметром может быть опущен между опорными зубцами, не соприкасаясь, однако, с дном углубления между опорными зубцами.
Проходящие наклонно друг к другу поверхности вершин позволяют центрировать положение принимаемых или поднимаемых и перемещаемых рулонов на подъемном устройстве. Устройства тележек для перевозки рулонов могут представлять собой, например, тележку с грузоподъемным устройством, шагающую балку или аналогичные средства.
Предпочтительно, если обращенный от свободного конца полосы элемент накопителя рулонов расположен выше на вертикальное расстояние, чем обращенный к концу рулона элемент накопителя рулонов в устройстве. Также предпочтительно, если обращенный от свободного конца полосы опорный зубец подъемного устройства расположен выше на вертикальное расстояние, чем обращенный к концу рулона опорный зубец в устройстве. При этом подгонка осуществляется соответственно по свободному концу полосы на наружной окружности рулона, а также по точкам опоры для рулона на элементах накопителя рулонов или на опорных зубцах. Таким образом, гарантируется, что рулон укладывают асимметрично вертикали через центр вращения рулона в рамках устройства согласно изобретению и один накопитель подвергается большей силовой нагрузке, чем другой.
В этой связи, в частности, предпочтительно, когда отношение вертикального расстояния между элементами накопителя рулонов к сумме расстояний между вертикалями по точкам опоры для рулона на элементах накопителя рулонов и вертикалью через центр вращения рулона принимает постоянно значение от 0,1 до 0,5. Также предпочтительно, когда отношение вертикального расстояния между опорными зубцами к сумме расстояний между вертикалями через точки опоры для рулона на опорных зубцах и вертикалью через центр вращения рулона постоянно принимает значение от 0,1 до 0,5. Таким образом, создается устройство, которое соответствует цели стабилизации рулона для особенно большого числа различных рулонных диаметров и для всех сортов стали, включая сверхвысокопрочные.
На фиг. 1-5, изобретение описывается более детально на основе примеров, причем на этих фигурах представлены предпочтительные формы осуществления изобретения, которые не ограничивают область защиты изобретения, как она изложена в прилагаемых пунктах формулы изобретения.
Фиг. 1 – вид в разрезе устройства согласно изобретению в неподвижном положении,
Фиг. 2 - вид в разрезе устройства согласно изобретению в положении перегрузки,
Фиг. 3 – вид в разрезе одной из деталей устройства согласно изобретению в двух различных изображениях сбоку, и
Фиг. 4 - вид в разрезе другой из деталей устройства согласно изобретению в двух различных изображениях сбоку, и
Фиг. 5 – воздействующие на элементы накопителя рулонов и опорные зубцы силы при опирании и транспортировке рулона.
1
На фиг. 1 показан вид устройства 1 согласно изобретению для перегрузки рулонов 2. В представленном неподвижном положении рулон 2 уложен на двух элементах 3а, 3b накопителя рулонов, из которых обращенный от конца полосы 2b элемент 3b накопителя рулонов вертикально смещен на величину Δh относительно рулонов обращенного к концу полосы 2b элемента 3а накопителя рулонов. Таким образом, рулон 2 помещен на элементах 3а, 3b накопителя рулонов так, что элементы 3а, 3b накопителя рулонов расположены асимметрично относительно пересекающей центр вращения 2а рулона 2 вертикали 5. В представленном здесь неподвижном положении содержащая два опорных зубца 4а, 4b подъемная тележка 4, которая посредством подъемного цилиндра 10 может перемещаться вверх и вниз, опущена.
На фиг. 2 показано устройство 1 в положении перегрузки, в которой рулон 2 больше не расположен на элементах 3а, 3b накопителя рулонов, а после активации подъемного цилиндра 10 уложен на опорных зубцах 4а, 4b подъемной тележки 4. Аналогично элементам 3а, 3b накопителя рулонов, опорные зубцы 4а, 4b также расположены асимметрично вертикали 5 и расположены на расстоянии по вертикали между собой, так что обращенный к концу полосы 2b опорный зубец 4а расположен глубже, чем обращенный от конца полосы 2b опорный зубец 4b.
На фиг. 3 показана подъемная тележка 4 из устройства 1 согласно фиг. 1 и 2 в изображении сбоку и снизу. Подъемная тележка 4 после активации подъемного цилиндра 10 несет рулон 2, при этом в виде сбоку справа на фиг. 3 показано, что подъемная тележка 4 проходит в продольном направлении, так что отдельные опорные зубцы 4а, 4b покрывают не всю ширину намотанной в рулон 2 полосы. Подъемное устройство 10 для подъемной тележки 4 состоит из центрального рабочего цилиндра, а также установленных сбоку от рабочего цилиндра 10 двух направляющих цилиндров, которые могут надежно воспрепятствовать опрокидыванию подъемной тележки 4 при перегрузке рулона 2.
На фиг. 4 показаны изображения сбоку устройства 1 согласно изобретению в альтернативной форме осуществления, показанной на фиг. 3, которая отличается от представленной на фиг. 3 тем, что ширина опорных зубцов 4а, 4b больше, чем интервал между обоими накопителями рулонов 3а, 3b. Поэтому опорные зубцы 4а, 4b подъемной тележки 4 выполнены в форме гребня, чтобы гарантировать подъемное движение подъемной тележки 4 вопреки небольшому просвету между элементами 3а, 3b накопителя рулонов. Таким образом, при перегрузке рулона 2 с элементов 3а, 3b накопителя рулонов на опорные зубцы 4а, 4b подъемной тележки 4 отсутствует боковое смещение вертикали 5 рулона, как представлено слева на фиг. 4.
1
2
1
1
2
3
4
2
На фиг. 5 показаны воздействующие на элементы 3а, 3b накопителя рулонов и опорные зубцы 4а, 4b силовые нагрузки при опирании рулона на элементы 3а, 3b накопителя рулонов или опорные зубцы 4а, 4b. Рулон 2 грузом своего веса G уложен на отдельные элементы 3а, 3b накопителя рулонов, при этом расстояние между вертикалью 5 через центр вращения 2а рулона и вертикалью через точку опоры на элементе 3а накопителя рулонов, который обращен к концу полосы 2b, обозначено как е, а расстояние между вертикалью 5 и вертикалью через точку опоры рулона 2 на элементе 3b накопителя рулонов как е. Расстояние по высоте между обоими элементами 3а, 3b накопителя рулонов составляет Δh. На основе этого асимметричного исполнения расположения элементов 3а, 3b накопителя рулонов, действующая на элемент 3а накопителя рулонов сила тяжести больше, чем сила тяжести рулона 2, действующая на обращенный от конца полосы 2b элемент 3b накопителя рулонов. Следовательно, создаваемая элементом 3а накопителя рулонов силовая нагрузка R превышает силовую нагрузку R, создаваемую элементом 3b накопителя рулонов. При опоре рулона 2 на опорные зубцы 4а, 4в подъемной тележки 4, расстояние между вертикалью 5 по центру вращения 2а рулона 2 и вертикалью через точку опоры на обращенном к концу полосы 2b опорного зубца 4а обозначено как е, а расстояние между вертикалью 5 и вертикалью через точку опоры на обращенном от конца полосы 2b опорного зубца 4b обозначено как е. Вертикальное расстояние между точками опоры на опорных зубцах 4а, 4b обозначено Δh. На основе этого асимметричного расположения опорных зубцов 4а, 4b относительно вертикали 5, создаваемая опорным зубцом 4а удерживающая нагрузка R3 превышает удерживающую нагрузку R4, создаваемую опорным зубцом 4b. В соответствии с вышеизложенным, при одинаковых весовых нагрузках рулона в сравнении с традиционными устройствами для перегрузки рулонов на конец полосы 2b может действовать большая силовая нагрузка.
Перечень позиций к чертежу
1 Устройство
2 Рулон
2а Центр вращения рулона
2b Конец полосы
3а Элемент накопителя рулонов
3b Элемент накопителя рулонов
4 Подъемное устройство
4а Опорные зубцы
4b Опорные зубцы
5 Вертикаль
10 Подъемный цилиндр
G Сила тяжести
Δh1 Вертикальное расстояние между элементами накопителя рулонов
Δh2 Вертикальное расстояние между опорными зубцами