CN101817032A - 工字轮收放料机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工字轮收放料机，包括电控系统、支架和安装在所述支架上的主动轴系和顶紧轴系，所述主动轴系包括主动轴，所述支架上方通过铰链连接有门框形支撑臂，所述支撑臂的前端设置为开口，所述支撑臂的后端设有封闭横杠；所述主动轴系和顶紧轴系分别安装在所述支撑臂的两个门框上，所述支撑臂的封闭横杠上铰接有升降机构，所述升降机构与所述机架的底部铰接，所述顶紧轴系与所述铰链之间的距离小于所述升降机构与所述铰链之间的距离。本发明采用支撑臂应用省力杠杆原理用较小的作用力就能把重量较大的工字轮升起。

Description

工字轮收放料机

技术领域

本发明涉及一种焊丝生产设备，特别涉及一种工字轮收放料机。

背景技术

伴随着焊丝行业的迅猛发展，焊丝生产厂家越来越重视减少设备运行的辅助时间以提高生产效率，减少更换工字轮所需的时间和频率是其中的一个重要手段，所以收放线使用的工字轮越来越大，有的焊丝生产厂已经使用1.5～2吨的工字轮进行收放线作业。目前，工字轮的托起一般采用以下方式：在收放料机底部开槽，槽内设有斜面，气缸动作，利用斜面托起其上置有工字轮的托板，从而托起工字轮。现有的普通工字轮重量一般在1吨以内，而对于将近2吨的工字轮，使用以上方法势必大幅增加气缸的尺寸，进而增加开槽的工作量。再有某些焊丝生产厂家不允许破坏地面，所以开槽的方法行不通。

此外，现有收放料机锁紧气缸的止退主要采取两种形式：一种为楔形锁紧块方式，在该方式中由操作者利用丝杠螺母机构将止退楔形块顶到顶紧轴系的滑套上，利用楔形块上的斜面增大摩擦力，保证滑套不会因气缸漏气而倒退，发生工字轮飞轮的生产事故；另一种为双轴气缸止退方式，即利用顶紧轴系的双轴气缸其中一根伸缩杆负责工字轮的顶紧，气缸的另一根伸缩杆由尾部伸出，其上安装有止退板，当气缸把工字轮顶紧到位后，操作者将安装在箱体上的止退螺栓和止退杠放下，使止退螺栓位于止退板之后的孔内，将止退螺栓上的止退杠旋转到位后，利用螺纹的自锁来保证气缸伸缩杆不会因漏气而倒退。

但在收放料机的运行过程中，尤其是放线机在不断的放线过程中，因线材挤压对于工字轮的扩张作用逐渐减弱，而且工字轮的温度也因线材的减少、减薄而不断降低，工字轮的高度势必要比刚刚上轮时减小，所以工字轮在逐渐放线过程中会不断地缩小，工字轮的中心筒嵌入主动轴系的顶尖和被动轴系的顶尖内的深度也不断减小，当这一深度减小到一定值，两顶尖将无法再将工字轮顶住，会发生工字轮飞轮的事故。但上述第一种楔形锁紧块是将顶紧轴系双向锁住，锁住后顶紧轴系双向均无法移动，而且简单的楔形块上锁的方式在机器的不断运转过程中，也很容易被机器自身的振动所振开，第二种双轴气缸止退方式也是只能对顶紧轴系实现防止退，即单向锁紧。而上述两种结构均无法解决上述顶紧不可靠的问题。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种工字轮收放料机，只需较小的作用力就能把重量较大的工字轮升起。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种工字轮收放料机，包括电控系统、支架和安装在所述支架上的主动轴系和顶紧轴系，所述主动轴系包括主动轴，其特征在于，所述支架上方通过铰链连接有门框形支撑臂，所述支撑臂的前端设置为开口，所述支撑臂的后端设有封闭横杠；所述主动轴系和顶紧轴系分别安装在所述支撑臂的两个门框上，所述支撑臂的封闭横杠上铰接有升降机构，所述升降机构与所述机架的底部铰接，所述顶紧轴系与所述铰链之间的距离小于所述升降机构与所述铰链之间的距离。

所述顶紧轴系和所述主动轴系位于所述升降机构与所述铰链之间。

所述支架设有底座，所底座上开设有槽口，所述槽口内安装有工字轮托板总成。

所述升降机构为带锁气缸。

所述主动轴系包括变频调速电机和蜗轮蜗杆减速机，所述变频调速电机通过所述蜗轮蜗杆减速机与所述主动轴连接。

所述顶紧轴系包括顶紧机构，所述顶紧机构包括通过连接附件固装在所述支撑臂上的顶紧气缸、被动顶尖和与所述被动顶尖固接的被动轴，所述被动轴安装在套筒轴承室内，所述被动轴远离所述被动顶尖的端部安装有调心滚子轴承，所述套筒轴承室的外面套装有与所述支撑臂固接的套筒，所述套筒与所述套筒轴承室通过导向键连接；所述顶紧气缸的伸缩杆上自靠近所述顶紧气缸侧始依次安装有压盖、弹性部件、锁紧螺母和顶盘，所述顶盘的前端与所述调心滚子轴承外圈的一侧邻接，所述顶盘的后端与所述压盖的前端邻接，所述调心滚子轴承外圈的另一侧邻接在所述套筒轴承室内设置的定位台阶上，所述弹性部件被夹压在所述压盖和所述锁紧螺母之间，所述压盖与所述套筒轴承室固接。

所述顶紧轴系还包括止退机构，所述压盖的后端面上设有斜面，所述止退机构包括与所述支撑臂固接且与所述顶紧气缸垂直布置的止退气缸，所述止退气缸的伸缩杆上固接有止退销轴，所述止退销轴的前端部加工有与所述压盖后端面上斜面吻合的斜面；所述连接附件上设有与所述止退销轴对应的通孔。

所述被动轴上自所述调心滚子轴承始依次安装推力轴承和深沟球轴承；所述主动轴上安装有与所述被动轴对称的调心滚子轴承、推力轴承和深沟球轴承。

所述支撑臂的封闭横杠上安装有测量料卷直径的距离传感器，所述距离传感器为超声波距离传感器，所述超声波距离传感器对准所述工字轮的中心线，并与该中心线垂直，所述超声波距离传感器通过检测其与所述料卷最外层料之间的距离，向所述电控系统反馈所述料卷的卷径信号。

所述弹性部件为碟形弹簧。

本发明具有的优点和积极效果是：采用支撑臂应用省力杠杆原理用较小的作用力就能把重量较大的工字轮升起；可以不用在地面上开槽；当由于各种原因工字轮的尺寸收缩时，止退气缸也可继续推进止退销轴，保证止退销轴时刻顶紧压盖，不会发生工字轮飞轮的事故；此外，由于止退销轴的斜面角度已经考虑到摩擦自锁因素，即使顶紧气缸和止退气缸都发生漏气，也不会导致顶紧轴系退回发生工字轮飞轮的事故，从而提高了生产的安全性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的右视图；

图3是图2的俯视图。

图中：100、主动轴系，101、主动轴，102、变频调速电机，103、蜗轮蜗杆减速机；

200、工字轮；

300、工字轮托板总成；

400、顶紧轴系，401、套筒，402、压盖，403、连接附件，404、顶紧气缸，405、弹性部件，406、锁紧螺母，407、顶盘，408、调心滚子轴承，409、推力轴承，410、深沟球轴承，411、套筒轴承室，412、被动顶尖，413、被动轴，414、止退气缸，415、止退销轴；

500、支架，501、底座，502、槽口；

600、铰链；

700、支撑臂，701、封闭横杠，702、门框；

800、升降机构；

900、距离传感器。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1～图3，本发明一种工字轮收放料机，包括电控系统(图中未示出)、支架500和安装在支架500上的主动轴系100和顶紧轴系400，主动轴系100包括主动轴101，支架500的上方通过铰链600连接有门框形支撑臂700，支撑臂700的前端设置为开口，支撑臂700的后端设有封闭横杠701；主动轴系100和顶紧轴系400分别安装在支撑臂700的两个门框702上，支撑臂的封闭横杠701上铰接有升降机构800，升降机构与支架500的底部铰接，顶紧轴系400与铰链600之间的距离小于升降机构与铰链之间的距离。

顶紧轴系400和主动轴系100位于升降机构800与铰链600之间，使结构更加稳定，同时本结构设计可减小铰链的负荷。

支架500上设底座501，在底座501上开槽口502。将工字轮托板总成300安装在槽口502内，可以不用破坏地面。

工字轮托板总成300与现有技术相同，包括托板，在托板左右两端的上面对称安装有4～8个双耳座，每个双耳座内穿装有轮轴，每个轮轴上安装有滚轮。滚轮位于托板的前后两侧。

升降机构800采用带锁气缸，便于连接，方便实现。当工字轮200被抬起后，只要带锁气缸的进气与出气方向不发生变化，带锁气缸就可始终保持对支撑臂700的抬起作用，保证工字轮200不会在运转过程中突然下落。

主动轴系100包括变频调速电机102和蜗轮蜗杆减速机103，变频调速电机102通过蜗轮蜗杆减速机103与主动轴101连接，便于调速，能够减小设备体积。

顶紧轴系400包括顶紧机构，顶紧机构包括通过连接附件403固装在支撑臂700上的顶紧气缸404、被动顶尖412和与被动顶尖固接的被动轴413，被动轴安装在套筒轴承室411内，被动轴413远离被动顶尖412的端部安装有调心滚子轴承408，套筒轴承室411的外面套装有与支撑臂700固接的套筒401，套筒与套筒轴承室411通过导向键连接；顶紧气缸404的伸缩杆上自靠近顶紧气缸侧始依次安装有压盖402、弹性部件405、锁紧螺母406和顶盘407，顶盘的前端与调心滚子轴承408外圈的一侧邻接，顶盘407的后端与压盖402的前端邻接，调心滚子轴承408外圈的另一侧邻接在套筒轴承室411内设置的定位台阶上，弹性部件405被夹压在压盖402和锁紧螺母406之间，压盖402与套筒轴承室411固接。

弹性部件405采用碟形弹簧。在弹性变形量需求相同的情况下，体积小，可减少设备的整体体积。

顶紧轴系400还包括止退机构，压盖402的后端面上设有斜面，止退机构包括与支撑臂700固接且与顶紧气缸404垂直布置的止退气缸414，止退气缸的伸缩杆上固接有止退销轴415，止退销轴415的前端部加工有与压盖402后端面上的斜面吻合的斜面；连接附件403上设有与止退销轴415对应的通孔。

止退销轴415的斜面角度应考虑摩擦自锁因素，即使顶紧气缸404和止退气缸414都发生漏气，工字轮200运转时的振动带来的对顶紧轴系400的推力也会最终转化为止退销轴415对气缸连接附件403上通孔的压力，由此压力导致的止退销轴415与通孔之间的静摩擦力应大于由压紧斜面转化而来的将止退销轴415推出的推力，止退销轴不会退出，从而避免了顶紧轴系400退回发生工字轮200飞轮的事故。本设计可保证顶紧工字轮200的可靠性较高。

被动轴413上自调心滚子轴承408始依次安装推力轴承409和深沟球轴承410；主动轴101上安装有与被动轴413对称的调心滚子轴承、推力轴承和深沟球轴承。上述结构可避免采用普通的圆锥滚子轴承容易导致的抱死问题。

支撑臂700的封闭横杠701上安装有测量料卷直径的距离传感器900，距离传感器900为超声波距离传感器，超声波距离传感器对准工字轮的中心线，并与该中心线垂直，超声波距离传感器通过检测其与料卷最外层料之间的距离，向电控系统反馈料卷的卷径信号。当操作者上轮时卷径传感器测量出当时的卷径大小，电控系统根据卷径大小和后续设备的设定速度控制驱动电机的初始转速，从而及时准确地实现本机与后续设备之间的速度匹配。

上述工字轮200上缠绕的卷料可以钢带也可以是线材。

本发明的动作原理为：

当操作者装工字轮200时，带锁气缸收缩，带动支撑臂700下降，顶紧气缸404收缩，带动顶紧轴系400退回到支撑臂700内；当支撑臂700下降到位后，操作者用天车将工字轮200吊到主动轴系100和顶紧轴系400之间的位置，或手动把工字轮200推到上述位置，此时工字轮200的重量由托板总成300支撑；然后顶紧气缸404伸出，推动顶紧轴系400，顶紧轴系推工字轮200，工字轮拖动托板总成300并与其一起移动，最终由被动顶尖412将工字轮200顶住；然后止退气缸414伸出，推动止退销轴415穿过连接附件403上的通孔使其斜面与压盖402顶紧，保证顶紧轴系400不会发生倒退；最后带锁气缸伸出，通过支撑臂700以及主动轴系100和顶紧轴系400将工字轮200抬起，完成工字轮的上轮作业。

上述顶紧机构的工作原理：

顶紧气缸404伸出，带动与其伸缩杆固接的顶盘407前移，顶盘407的前端通过调心滚子轴承408的外圈推动套筒轴承室411，套筒轴承室411带动被动轴413和被动顶尖412前行，实现工字轮200的顶紧；顶紧气缸404收缩，带动与其伸缩杆固接的顶盘407后移，顶盘407拉动压盖402后移，压盖402拉动套筒轴承室411后移，套筒轴承室411带动被动轴413和被动顶尖412后移回缩。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种工字轮收放料机，包括电控系统、支架和安装在所述支架上的主动轴系和顶紧轴系，所述主动轴系包括主动轴，其特征在于，所述支架上方通过铰链连接有门框形支撑臂，所述支撑臂的前端设置为开口，所述支撑臂的后端设有封闭横杠；所述主动轴系和顶紧轴系分别安装在所述支撑臂的两个门框上，所述支撑臂的封闭横杠上铰接有升降机构，所述升降机构与所述机架的底部铰接，所述顶紧轴系与所述铰链之间的距离小于所述升降机构与所述铰链之间的距离。

2.根据权利要求1所述的工字轮收放料机，其特征在于，所述顶紧轴系和所述主动轴系位于所述升降机构与所述铰链之间。

3.根据权利要求1所述的工字轮收放料机，其特征在于，所述支架设有底座，所底座上开设有槽口，所述槽口内安装有工字轮托板总成。

4.根据权利要求1所述的工字轮收放料机，其特征在于，所述升降机构为带锁气缸。

5.根据权利要求1所述的工字轮收放料机，其特征在于，所述主动轴系包括变频调速电机和蜗轮蜗杆减速机，所述变频调速电机通过所述蜗轮蜗杆减速机与所述主动轴连接。

6.根据权利要求1所述的工字轮收放料机，其特征在于，所述顶紧轴系包括顶紧机构，所述顶紧机构包括通过连接附件固装在所述支撑臂上的顶紧气缸、被动顶尖和与所述被动顶尖固接的被动轴，所述被动轴安装在套筒轴承室内，所述被动轴远离所述被动顶尖的端部安装有调心滚子轴承，所述套筒轴承室的外面套装有与所述支撑臂固接的套筒，所述套筒与所述套筒轴承室通过导向键连接；所述顶紧气缸的伸缩杆上自靠近所述顶紧气缸侧始依次安装有压盖、弹性部件、锁紧螺母和顶盘，所述顶盘的前端与所述调心滚子轴承外圈的一侧邻接，所述顶盘的后端与所述压盖的前端邻接，所述调心滚子轴承外圈的另一侧邻接在所述套筒轴承室内设置的定位台阶上，所述弹性部件被夹压在所述压盖和所述锁紧螺母之间，所述压盖与所述套筒轴承室固接。

7.根据权利要求6所述的工字轮收放料机，其特征在于，所述顶紧轴系还包括止退机构，所述压盖的后端面上设有斜面，所述止退机构包括与所述支撑臂固接且与所述顶紧气缸垂直布置的止退气缸，所述止退气缸的伸缩杆上固接有止退销轴，所述止退销轴的前端部加工有与所述压盖后端面上斜面吻合的斜面；所述连接附件上设有与所述止退销轴对应的通孔。

8.根据权利要求6所述的工字轮收放料机，其特征在于，所述被动轴上自所述调心滚子轴承始依次安装推力轴承和深沟球轴承；所述主动轴上安装有与所述被动轴对称的调心滚子轴承、推力轴承和深沟球轴承。

9.根据权利要求1所述的工字轮收放料机，其特征在于，所述支撑臂的封闭横杠上安装有测量料卷直径的距离传感器，所述距离传感器为超声波距离传感器，所述超声波距离传感器对准所述工字轮的中心线，并与该中心线垂直，所述超声波距离传感器通过检测其与所述料卷最外层料之间的距离，向所述电控系统反馈所述料卷的卷径信号。

10.根据权利要求6所述的工字轮收放料机，其特征在于，所述弹性部件为碟形弹簧。

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