CN102962255B - 自动芯棒锁紧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种自动芯棒锁紧装置，装设于周期轧管机组的喂料器，包括芯棒卡头、锁紧机构和松开机构，所述芯棒卡头固定连接于所述喂料器并具有连接所述芯棒的开槽，所述锁紧机构设置于所述芯棒卡头上，并包括盖合于所述开槽上的锁紧盖，所述松开机构设置于所述喂料器上，并能够驱动所述锁紧盖打开以露出所述开槽。本发明采用液压缸松开，胶体缓冲器自动锁紧的方式，实现了锁紧盖自动复位锁紧，保证芯棒卡头朝下时芯棒不脱出，使用更加安全、可靠。
Description
技术领域
本发明涉及无缝钢管的生产设备，特别涉及周期轧管机组喂料器的自动芯棒锁紧装置。
背景技术
周期轧管机组是无缝钢管生产中的重要设备，其作用是将穿孔后的空心毛管轧薄管壁，控制内外径壁厚。喂料器是保证周期轧管机生产效率和产品质量的关键设备。喂料器上连接有芯棒卡头，芯棒卡头上连接有芯棒。喂料器将荒管（即管坯）沿着芯棒延伸的方向伸出并套设在芯棒上，并通过轧制工序进行轧制。每轧制一个周期，喂料器将套设在芯棒上的荒管向前送进一定的距离，并且旋转90度，准备下一次轧制。如此经过反复轧制之后形成无缝钢管。
芯棒卡头上具有与芯棒的形状配合的T形槽，T形槽被端盖覆盖，在替换芯棒时，使用者需要手动打开端盖，以将旧的芯棒取出并将新的芯棒置入。由于芯棒卡头在轧制时要旋转和压缩到喂料器中，其尺寸不能太大，空间有限，导致芯棒卡头和芯棒实现锁紧比较困难，芯棒容易晃动和脱落。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中芯棒卡头和芯棒实现锁紧比较困难、芯棒容易晃动和脱落的问题。
为解决上述问题，本发明提出一种自动芯棒锁紧装置，设置于周期轧管机组的喂料器上，包括芯棒卡头、锁紧机构和松开机构，所述芯棒卡头固定连接于所述喂料器并具有连接所述芯棒的开槽，所述锁紧机构设置于所述芯棒卡头上，并包括盖合于所述开槽上的锁紧盖，所述松开机构设置于所述喂料器上，并能够驱动所述锁紧盖打开以露出所述开槽。
在本发明一实施例中，所述锁紧装置还包括导槽、齿轮齿条副和驱动板，所述锁紧盖能够在所述导槽内滑动以盖合或露出所述开槽，所述齿轮齿条副包括齿轮、与所述齿轮啮合的上齿条、与所述齿轮啮合的下齿条以及导杆，所述驱动板连接于所述上齿条，所述下齿条连接于所述导杆，所述导杆连接于所述锁紧盖，所述驱动板受驱动以带动所述上齿条以第一方向运动，并通过所述齿轮带动所述下齿条以第二方向运动，以通过所述导杆带动所述锁紧盖沿所述第二方向运动。
在本发明一实施例中，所述松开机构包括松开液压缸、推杆和导向座，所述导向座包括导向槽，所述推杆设置于所述导向座中，并能在所述松开液压缸的驱动下沿着所述导向槽在一伸出位置和一缩回位置之间移动，所述推杆的一端能够压抵于所述驱动板，并带动所述驱动板朝所述第一方向运动。
在本发明一实施例中，所述锁紧装置还包括弹簧，所述弹簧包括胶体缓冲器，所述胶体缓冲器和所述齿轮齿条副的所述下齿条联接，所述胶体缓冲器能够在被压缩之后产生弹性势能，以驱动所述下齿条沿所述第一方向运动。
在本发明一实施例中，所述导向槽靠近所述驱动板的一端的水平位置低于远离所述驱动板的一端的水平位置，以使所述推杆沿该第二方向运动时，所述推杆的所述一端上升并离开所述驱动板。
在本发明一实施例中，所述芯棒卡头是通过连接销固定连接于所述喂料器。
在本发明一实施例中，所述连接销为斜楔销。
在本发明一实施例中，所述齿轮齿条副还包括回转轴和导向箱，所述回转轴与所述齿轮固定在一起，所述导向箱用于容置所述齿轮、所述上齿条、所述下齿条和所述回转轴，所述导杆能够从所述导向箱中伸出。
本发明自动芯棒锁紧装置主要用于周期轧管机中的喂料器和芯棒的自动锁紧和松开，既方便了芯棒的更换，又能保证芯棒卡头朝下时芯棒不掉出来。本自动芯棒锁紧装置和喂料器采用斜楔连接，方便更换，打开采用液压缸推齿轮齿条驱动上盖打开，液压缸缩回后胶体弹簧驱动齿轮齿条自动锁紧。
附图说明
图1为本发明一实施例的自动芯棒锁紧装置设置于喂料器的主视图；
图2为本发明一实施例的自动芯棒锁紧装置设置于喂料器的俯视图；
图3为本发明一实施例的自动芯棒锁紧装置设置于喂料器的左视图；
图4为沿图2的A-A线的剖视图；
图5为沿图4的B-B线的剖视图；
图6为沿图4的C-C线的剖视图；
图7为沿图4的D-D线的剖视图。
具体实施方式
图1为本发明一实施例的自动芯棒锁紧装置设置于喂料器的主视图；图2为本发明一实施例的自动芯棒锁紧装置设置于喂料器的俯视图；图3为本发明一实施例的自动芯棒锁紧装置设置于喂料器的左视图。如图1、图2和图3所示，本发明的自动芯棒锁紧装置用于将芯棒P锁紧固定于喂料器4，并能够从喂料器4上松开。包括芯棒卡头1、锁紧机构2和松开机构3。
芯棒卡头1由卡头本体11和连接销12组成。其中连接销12用于将卡头本体11和周期轧管机中的喂料器4连接在一起。卡头本体11的内部具有和芯棒P的头部配合的开槽，所述开槽一般为T形槽，芯棒P的一端卡入T形槽中并进行固定。同时，卡头本体11的尾部开有销槽11a，以通过连接销12将卡头本体11和喂料器4连接起来。在一实施例中，连接销12和销槽11a均呈楔形，即，连接销12沿着其伸入销槽11a的方向的截面积逐渐变化，同时销槽11a的截面积配合连接销12的截面积逐渐变化，以方便拆装和固定。
关于锁紧机构2的结构，请同时参考图4和图5。图4为沿着图2中的A-A线的剖视图；图5为沿着图4中的B-B线的剖视图。如图2、图4和图5所示，锁紧机构2安装在芯棒卡头1上，并包括锁紧盖21、导槽22、齿轮齿条副23、弹簧24和驱动板25。锁紧盖21能够盖合于T形槽上或者打开，以露出T形槽，供使用者伸入T形槽内安装或拆卸芯棒P。导槽22焊接在卡头本体11的上方，用于导引锁紧盖21前后滑动。齿轮齿条副23安装在卡头本体11上方，作为传动机构，用来带动锁紧盖21前后滑动。
图6和图7所示为齿轮齿条副23以及其连接的锁紧盖21的示意图。如图6和图7所示，齿轮齿条副23包括齿轮231、上齿条232、下齿条233、回转轴234、导杆235、导向箱236。其中齿轮231、上齿条232、下齿条233、回转轴234都装设在导向箱236中，上齿条232和驱动板25通过螺栓固定连接在一起，导杆235和下齿条233固定连接在一起，并能够从导向箱236中伸出。当驱动板25被驱动并向图6中的A方向运动，驱动板25带动上齿条232向第一方向（A方向）前进，由于齿轮231和上齿条232、下齿条233的啮合关系，通过上齿条232驱动齿轮231，可以间接驱动下齿条233向第二方向（B方向）运动。由于下齿条233与导杆235相对固定，则导杆235也向B方向运动，因而可以通过导杆235驱动锁紧盖21向第二方向（B方向）移动打开，以将芯棒P装入。
弹簧24连接于齿轮齿条副23的一端。具体来说，弹簧24包括胶体缓冲器241和固定座242，胶体缓冲器241和齿轮齿条副23的下齿条233联接。当下齿条233向图6中的B方向运动时，固定在固定座242上的胶体缓冲器241被压缩，同时积累弹性势能，以使施加在驱动板25上的驱动力消除之后，下齿条233能够在弹性力的作用下沿着A方向运动，使锁紧盖21回位。
结合图1所示，松开机构3安装在喂料器4上，用于驱动锁紧机构2的驱动板25。结合图1、图2和图4所示，松开机构3包括松开液压缸31、推杆32和导向座33。推杆32包括杆体321和滚轮322，其一端和松开液压缸31联接。松开液压缸31的活塞杆31a连接于推杆32，当活塞杆31a伸出时，推杆32能够由导向座33的导向槽33a导向，沿着图4中虚线S的轨迹在缩回位置和伸出位置之间运动。在缩回位置时，推杆32位于导向座33内，在伸出位置时，推杆32的一端32a压抵于驱动板25之上，以驱动所述驱动板25朝第一方向（A方向）运动。
值得注意的是，导向槽33a在靠近驱动板25的一端33b的水平位置低于远离驱动板25的一端33c的水平位置。当推杆32受到松开液压缸31的驱使沿着导向槽33a向图6中第一方向（A方向）滑动时，推杆32用于压抵驱动板25的一端32a的水平位置下降，直至抵接于驱动板25上，当松开液压缸31的活塞杆31a缩回，推杆32的一端32a的水平位置逐渐上升并离开驱动板25，以避免阻碍后续将芯棒卡头1和锁紧机构2收容到喂料器4中的动作。
综上所述，本发明的动作过程如下：
在需要更换芯棒P时，喂料器4将芯棒卡头11旋转到T形槽面朝上的水平位置（如图2所示的位置），启动松开液压缸31，推动推杆32沿导向座33的导向槽33a前进，推杆32运动轨迹如图1中虚线S所示，向下推动下部的驱动板25向前，驱动板25带动上齿条232向前，通过齿轮231驱动下齿条233向后运动，通过导杆235驱动锁紧盖21打开，这时可以更换芯棒P。此时胶体缓冲器241处于压缩状态。
更换完芯棒P后，松开液压缸31缩回，推杆32沿导向座33的导向槽后退，推杆32升起，脱离驱动板25，胶体缓冲器241弹出，推动下齿条233向前运动，通过导杆235驱动锁紧盖21向前锁紧，实现自动锁紧。
本发明的有益效果在于：
1.采用液压缸松开，胶体缓冲器自动锁紧的方式，实现了锁紧盖自动复位锁紧，保证芯棒卡头朝下时芯棒不脱出，使用更加安全、可靠。
2.松开液压缸和芯棒卡头分离，独立安装在喂料器上，不占用芯棒卡头空间，轧制过程中液压缸不随芯棒卡头旋转和伸缩，保证工作可靠。
3.芯棒卡头和喂料器采用斜楔销连接，方便更换和锁紧。
虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离本发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在所附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为所附权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种自动芯棒锁紧装置，用于周期轧管机组的喂料器，其特征在于，包括芯棒卡头(1)、锁紧机构(2)和松开机构(3)，所述芯棒卡头(1)固定连接于所述喂料器(4)，所述芯棒卡头(1)具有卡头本体(11)，所述卡头本体(11)的内部具有与芯棒(P)的头部配合的开槽，所述开槽为T形槽，所述锁紧机构(2)设置于所述卡头本体(11)的侧部且位于所述芯棒(P)的一侧，并包括盖合于所述开槽上的锁紧盖(21)，所述松开机构(3)设置于所述喂料器(4)上，并能够驱动所述锁紧盖(21)打开以露出所述开槽。
2.如权利要求1所述的自动芯棒锁紧装置，其特征在于，所述锁紧机构(2)还包括导槽(22)、齿轮齿条副(23)和驱动板(25)，所述锁紧盖(21)能够在所述导槽(22)内滑动以盖合或露出所述开槽，所述齿轮齿条副(23)包括齿轮(231)、与所述齿轮(231)啮合的上齿条(232)、与所述齿轮(231)啮合的下齿条(233)以及导杆(235)，所述驱动板(25)连接于所述上齿条(232)，所述下齿条(233)连接于所述导杆(235)，所述导杆(235)连接于所述锁紧盖(21)，所述驱动板(25)受驱动以带动所述上齿条(232)以第一方向运动，并通过所述齿轮(231)带动所述下齿条(233)以第二方向运动，以通过所述导杆(235)带动所述锁紧盖(21)沿所述第二方向运动。
3.如权利要求2所述的自动芯棒锁紧装置，其特征在于，所述松开机构(3)包括松开液压缸(31)、推杆(32)和导向座(33)，所述导向座(33)包括导向槽(33a)，所述推杆(32)设置于所述导向座(33)中，并能在所述松开液压缸(31)的驱动下沿着所述导向槽(33a)在一伸出位置和一缩回位置之间移动，所述推杆(32)的一端(32a)能够压抵于所述驱动板(25)，并带动所述驱动板(25)朝所述第一方向运动。
4.如权利要求3所述的自动芯棒锁紧装置，其特征在于，所述锁紧机构(2)还包括弹簧(24)，所述弹簧(24)包括胶体缓冲器(241)，所述胶体缓冲器(241)和所述齿轮齿条副(23)的所述下齿条(233)联接，所述胶体缓冲器(241)能够在被压缩之后产生弹性势能，以驱动所述下齿条(233)沿所述第一方向运动。
5.如权利要求4所述的自动芯棒锁紧装置，其特征在于，所述导向槽(33a)靠近所述驱动板(25)的一端(33b)的水平位置低于远离所述驱动板(25)的一端(33c)的水平位置，以使所述推杆(32)沿该第二方向运动时，所述推杆(32)的所述一端(32a)上升并离开所述驱动板(25)。
6.如权利要求1所述的自动芯棒锁紧装置，其特征在于，所述芯棒卡头(1)是通过连接销(12)固定连接于所述喂料器(4)。
7.如权利要求6所述的自动芯棒锁紧装置，其特征在于，所述连接销(12)为斜楔销。
8.如权利要求2所述的自动芯棒锁紧装置，其特征在于，所述齿轮齿条副(23)还包括回转轴(234)和导向箱(236)，所述回转轴(234)与所述齿轮(231)固定在一起，所述导向箱(236)用于容置所述齿轮(231)、所述上齿条(232)、所述下齿条(233)和所述回转轴(234)，所述导杆(235)能够从所述导向箱(236)中伸出。
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