CN102962256A

CN102962256A - 顶杆小车及顶杆更换装置

Info

Publication number: CN102962256A
Application number: CN2012105122345A
Authority: CN
Inventors: 臧树林
Original assignee: Taiyuan Heavy Industry Co Ltd
Current assignee: Taiyuan Heavy Industry Co Ltd
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2012-12-03
Publication date: 2013-03-13

Abstract

本发明提供一种顶杆小车及顶杆更换装置，顶杆小车包括传动机构、小车主体及夹持机构，传动机构包括上摆杆、下摆杆、连接轴、拉杆及套筒，上摆杆与下摆杆与连接轴固定连接，小车主体与连接轴枢转连接，与套筒固定连接，套筒内设有板簧，拉杆位于套筒内并穿过板簧，且拉杆的两端分别露出套筒外，拉杆的后端连接于夹持机构，顶杆的尾部位于夹持机构上，且尾部的端头容置于小车主体内；当上摆杆以第一转动方向转动时，下摆杆以第一转动方向转动，并推动拉杆在套筒内向第一移动方向运动，并带动夹持机构运动，使得夹持机构上的顶杆与小车主体脱离，此时套筒内的板簧压缩；当板簧复原时，拉杆向第二移动方向运动，夹持机构带动顶杆与所述小车主体结合。

Description

顶杆小车及顶杆更换装置

技术领域

本发明涉及无缝钢管穿孔机设备，尤其与穿孔机顶杆的更换装置有关。

背景技术

管坯穿孔是热轧无缝钢管生产中重要的工序，该工序在无缝钢管生产机组中的作用是将实心坯料穿轧成空心毛管,是金属变形的第一道工序，主要设备是穿孔机。

穿孔过程中主电机带动轧辊旋转，顶头随顶杆小车运行至工作位，顶杆小车预旋转机构带动顶头转动，推坯机推动管坯到穿孔位进行穿孔。在热轧无缝钢管的生产过程中，穿孔顶头作为内变形工具，相当于轧机的“内辊”。当生产多种规格钢管时，需对顶杆进行更换，工具的更换时间长短对毛管生产有很大的影响，提高节奏的同时可以减少人工耗时。

传统的顶杆更换方案如附图1所示，顶杆1的尾部与小车连接处某固定位置加工一圈半圆形凹槽2，在小车顶杆连接套3配合的相同位置加工通孔4，二者通过销轴5进行连接。当某一规格钢管穿孔结束更换顶杆时，需人工将锁紧销轴5抽出，用行车将顶杆抽出，调离轧制线，操作步骤繁琐，且耗时较长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种顶杆小车及顶杆更换装置，便于更换顶杆，提高现场操作的工作效率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种顶杆小车，所述顶杆小车包括传动机构、小车主体及夹持机构，所述传动机构包括上摆杆、下摆杆、连接轴、拉杆及套筒，所述上摆杆与下摆杆与连接轴固定连接；所述小车主体与所述连接轴枢转连接，与所述套筒固定连接，所述套筒内设有板簧，所述拉杆位于所述套筒内并穿过所述板簧，且所述拉杆的两端分别露出所述套筒外，所述拉杆的前端连接于所述夹持机构，顶杆的尾部位于所述夹持机构上，且尾部的端头容置于所述小车主体内；当所述上摆杆以第一转动方向转动时，所述下摆杆以第一转动方向转动，并推动所述拉杆在所述套筒内向第一移动方向运动，并带动所述夹持机构运动，使得所述夹持机构上的顶杆与所述小车主体脱离，此时所述套筒内的板簧压缩；当所述板簧复原时，所述拉杆向第二移动方向运动，所述第二移动方向与第一移动方向相反，所述夹持机构带动所述顶杆与所述小车主体结合。

本发明还提供一种顶杆更换装置，其包括顶杆松开装置和上述的顶杆小车，所述顶杆松开装置包括底座和设置于所述底座上的燕尾板，所述燕尾板具有斜面，所述上摆杆的高度与所述燕尾板高度一致，所述小车主体向所述第二移动方向运动的过程中，所述上摆杆被所述燕尾板推动以第一转动方向转动。

本发明的有益技术效果在于，本装置的顶杆更换装置用于无缝钢管管坯穿孔过程中顶杆更换，通过顶杆松开装置，使顶杆尾部卡头自动与顶杆小车分离，实现顶杆尾部与小车自动脱离，该装置可以减少穿孔过程中工具的更换时间，操作便捷，加快轧制节奏，提高工作效率。

本装置可使无缝钢管穿孔机顶杆更换更加便捷、可靠，与传统方案相比，减少现场操作人员的工作量，优化了机组的结构设计。

附图说明

图1为现有的穿孔机顶杆小车示意图；

图2为本发明的顶杆更换装置的顶杆松开装置的主视图；

图3为本发明的顶杆更换装置的顶杆松开装置的侧视图；

图4为本发明的顶杆更换装置的顶杆松开装置的俯视图；

图5为本发明的顶杆更换装置的顶杆小车的主视图；

图6为本发明的顶杆更换装置的顶杆小车的左视图；

图7为本发明的顶杆更换装置的顶杆小车的俯视图；

图8为沿图5中A-A线的局部剖视图；

图9为图8的A向视图；

图10为本发明顶杆的示意图；

图11为本发明的顶杆更换装置的示意图；

图12为顶杆松开装置与顶杆小车接触的最初位置意图；

图13为顶杆松开装置与顶杆小车接触的最终位置示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明的顶杆更换装置包括顶杆松开装置10和顶杆小车20，以下分别对顶杆松开装置10和顶杆小车20进行说明。

如图2-4所示，顶杆松开装置10包括底座11和两个燕尾板12。底座11包括四个支腿111和支腿111上方的两个平行的横梁112。燕尾板12对称的设置于横梁112的内侧，燕尾板12具有斜面121，两燕尾板12的斜面121相面对，两燕尾板12之间构成第一开口D1和第二开口D2，第一开口D1的口径小于第二开口D2的口径。

如图5-8所示，顶杆小车20包括传动机构21、小车主体22及夹持机构23。

传动机构21包括上摆杆211、上滚轮212、连接轴213、下摆杆214、下滚轮215、拉杆216、及套筒217。两上摆杆211对称设置，其外侧设有上滚轮212，上滚轮212可绕轴S1在上摆杆211上转动。上摆杆211通过连接轴213与下方的下摆杆214枢接，且上摆杆211、下摆杆214与连接轴213之间由键218固定，因此，当上摆杆211旋转时，下摆杆214能够随之相应旋转。下摆杆214外侧设有下滚轮215，下滚轮215可绕轴S2在下摆杆214上转动。

如图8所示，套筒217内具有板簧2171，板簧2171可为贯通的一套，也可为间隔设置的多套，因此，可根据板簧的长度选择适当数量的板簧。本实施例是以每个套筒217内设有两套板簧2171、2172为例，且板簧2171、2172之间夹设第一滑块2173，板簧2171的左侧设有第二滑块2174，当板簧2171、2172处于自然状态时，第二滑块2174大致位于套筒217的左端。板簧2172的右侧设有固定块2175，其固定于套筒217的右端，因此，当板簧2171、2172受到向右的外力时，固定块2175抵顶板簧2172，使其板簧2171、2172在套筒217内压缩。

如图8所示，拉杆216位于套筒217内，并依次穿过第二滑块2174、板簧2171、第一滑块2173、板簧2172及固定块2175，且拉杆216的两端分别露出套筒217外。拉杆216的左端与螺母2161螺纹连接。螺母2161的右侧抵接定位套2162，定位套2162套设于拉杆216外，并可经由套筒217的端面2176的开口伸入套筒217内，与右侧的第二滑块2174抵顶，因此，当拉杆216受外力向右移动时，带动定位环2163挤压板簧2171、2172；撤销外力后，板簧2171、2172回复原状，向左推动第二滑块2174，使得拉杆216向左移动。由于拉杆216左端设有螺母2161，因此可借助旋转螺母2161改变定位套2162、定位环2163的位置，从而调节第二滑块2174等于板簧2171、2172的挤压量，因此，当板簧2171、2172由于长期使用导致形变能力降低时，可通过旋转螺母2161调节板簧2171、2172的挤压量，使其满足形变要求。

如图7所示，下滚轮215与拉杆216在水平方向上对齐，且与拉杆216的左端接触，因此当下摆杆214顺时针旋转时，下滚轮215会推动拉杆216右移，并且，由于下滚轮215可在下摆杆214上转动，因此，下滚轮215会在旋转的同时与拉杆216接触，减小二者之间的磨损。

如图6、7所示，传动机构还包括连接板219，连接板219上开设两个对称的连接孔2191，两个连接轴213分别套设于连接孔2191内，并可在其中转动，连接板219的右侧与小车主体22的上部通过螺栓固定。如图7所示，小车主体22的上部通过多个连接件221连接于套筒217，两套筒217分别位于小车主体22的两侧。小车主体22的下部具有钢丝绳穿孔222、行进轮223及定位轮224。钢丝绳传动机构40（见图12、13）的钢丝绳经由钢丝绳穿孔222拉动小车主体22，通过行进轮223在轨道（未示出）上运行，并借助小车主体22两侧的定位轮224与两侧轨道（未示出）的配合进行定位，防止跑偏。小车主体22的运动结构、原理与现有技术类似，在此不进行赘述。如图5所示，小车主体22的前端（即图中右端）内凹形成支撑面225，以容纳并支撑前方的顶杆30的尾部，优选的，支撑面225和顶杆30尾部均为锥形，且锥形的中心线与轧制中心线重合，从而提高支撑稳定性、轧制精度。由于小车主体22固定连接于套筒217和连接板219，因此，当车主体22前后运动时，套筒217、上摆杆211、下摆杆214同时运动。

如图8、9所示，夹持机构23包括夹板231、凸台232、加强板233及连接架234。连接架234具有呈倒八字形的凹入部2341，凹入部2341的相对两倾斜侧面上各凸设一凸台232。凸台232右侧，于连接架234上设有夹板231，夹板231呈U形。加强板233连接于夹板231的右侧，同样呈U形，但其张角大于夹板231的张角，加强板233的两端螺栓连接于拉杆216的右端。

如图8、10所示，顶杆30尾部的端头呈锥形，中部及前部呈圆柱形，锥形底面圆周直径D1、中部及前部的圆周直径D2、D3呈以下关系：D2＜D1，D2＜D3，即中部圆柱直径最小。顶杆30被托在夹持机构23上，且顶杆30的中部夹在两凸台232之间，夹板231位于顶杆30的中部，夹板231的张角大于D2，小于D3，且抵触中部与后部之间的过渡面31。因此，当夹持机构23右移时，夹板231推动过渡面31，带动顶杆30右移。当夹持机构23左移时，凸台232推动顶杆30的端头，带动顶杆30左移。

以下对本发明的顶杆更换装置的工作过程进行详细说明。

如图12所示，顶杆松开装置10固定于工作基础（未示出）上，顶杆小车20位于顶杆松开装置10的右侧，并与两燕尾板12之间的第二开口D2对准，上摆杆211的高度与燕尾板12高度一致。顶杆小车20受到钢丝绳传动机构40的牵引（例如卷筒顺时针转动）向第一开口D1行进，行进过程中，由于两燕尾板12之间的距离逐渐减小，上滚轮212开始与燕尾板12的内侧接触，随着顶杆小车20的持续左移，上滚轮212被燕尾板12推抵，带动图12中上方的上摆杆211顺时针摆动，同轴连接的下摆杆214也顺时针摆动，因此连接于下摆杆214的下滚轮215顺时针摆动，开始向右推拉杆216，拉杆216右移过程中，套筒217内的板簧2171、2172压缩（图12中位于下方的上摆杆211、下摆杆214的转动方向与上述转动方向相反）。如图13所示，顶杆小车20行进过程中，上摆杆211不断受燕尾板12推挤，从图12中与水平成θ1顺时针旋转至与水平成θ2的夹角。此运动过程中，使得拉杆216右移距离D，因此，固定在拉杆216右端的夹持机构23也右移距离D，夹持机构23上夹板231带动顶杆30右移，从而脱离支撑面225，离开小车主体22，钢丝绳传动机构40停止，完成顶杆的顶出作业。随后可以用起重行车直接将顶杆30吊离轧制中心线更换新顶杆。待新顶杆安装完毕后，钢丝绳传动机构40启动，卷筒逆时针转动，板簧2171、2172回弹，使得第二滑块2174左移，带动拉杆216相对于套筒217左移，因此，夹持机构23左移，凸台232向左推动顶杆30的锥形端头，带动顶杆30朝小车主体22运动，最终使顶杆30的锥形前端被缩紧在锥形支撑面225内，与小车主体22结合，完成顶杆30尾部的安装，可以进行下阶段穿孔。

另外，当顶杆小车20运动至顶杆松开装置10时，顶杆松开装置10并不仅限于用来顶出顶杆，也可进行其他作业，此时，两燕尾板12被收纳在顶杆松开装置10中，具体结构为：如图2所示，顶杆松开装置10还包括折叠板13，本实施例中折叠板13为4片，其通过轴14枢转连接于横梁112的两端。折叠板13的下方螺栓连接燕尾板12，如图3所示，燕尾板12的左右两端各连接一片折叠板13。在横梁112左端下方的两根支腿111上各设置一液压缸16，液压缸的活塞杆连接于燕尾板12的左端，因此，当活塞杆收缩时，燕尾板12绕轴14旋转，呈图3虚线所示的收纳位置，因此，不会与进入的顶杆小车20干涉。

另外，由于顶杆小车20长期推挤燕尾板12，可能导致顶杆松开装置10变形，因此，可在两横梁112之间设置加强杆15，其两端分别连接两横梁112，确保顶杆松开装置10的稳定性，防止变形。

本装置的顶杆更换装置用于无缝钢管管坯穿孔过程中顶杆更换，通过顶杆松开装置，使顶杆尾部卡头自动与顶杆小车分离，实现顶杆尾部与小车自动脱离，该装置可以减少穿孔过程中工具的更换时间，操作便捷，加快轧制节奏，提高工作效率。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims

1.一种顶杆小车，其特征在于，所述顶杆小车包括传动机构、小车主体及夹持机构，所述传动机构包括上摆杆、下摆杆、连接轴、拉杆及套筒，所述上摆杆与下摆杆与连接轴固定连接；所述小车主体与所述连接轴枢转连接，与所述套筒固定连接，所述套筒内设有板簧，所述拉杆位于所述套筒内并穿过所述板簧，且所述拉杆的两端分别露出所述套筒外，所述拉杆的前端连接于所述夹持机构，所述顶杆的尾部位于所述夹持机构上，且尾部的端头容置于所述小车主体内；当所述上摆杆以第一转动方向转动时，所述下摆杆以第一转动方向转动，并推动所述拉杆在所述套筒内向第一移动方向运动，并带动所述夹持机构运动，使得所述夹持机构上的顶杆与所述小车主体脱离，此时所述套筒内的板簧压缩；当所述板簧复原时，所述拉杆向第二移动方向运动，所述第二移动方向与第一移动方向相反，所述夹持机构带动所述顶杆与所述小车主体结合。

2.如权利要求1所述的顶杆小车，其特征在于，所述上摆杆、下摆杆、套筒及拉杆的数量均为两个，所述上摆杆外侧设有上滚轮，所述上滚轮可绕第一轴在所述上摆杆上转动，所述下摆杆外侧设有下滚轮，所述下滚轮可绕第二轴在所述下摆杆上转动，所述下滚轮与所述拉杆在水平方向上对齐，且与所述拉杆的一端接触，所述拉杆的另一端位于所述套筒的外部。

3.如权利要求2所述的顶杆小车，其特征在于，所述套筒内设有至少一根板簧，所述板簧的一端与滑块接触，另一端与固定块接触，所述滑块邻近于所述套筒的一端，通过定位件与所述拉杆的一端连接，所述固定块固定于所述套筒的另一端，当所述拉杆向所述第一移动方向运动时，所述拉杆的一端推动所述滑块挤压所述板簧。

4.如权利要求3所述的顶杆小车，其特征在于，所述拉杆的一端与螺母螺纹连接，所述螺母抵接所述定位件，通过旋拧所述螺母，使得所述滑块运动。

5.如权利要求3所述的顶杆小车，其特征在于，所述夹持机构包括夹板、凸台、加强板及连接架，所述连接架具有呈倒八字形的凹入部，所述凹入部的相对两倾斜侧面上各凸设一凸台，所述凸台一侧，于所述连接架上设有所述夹板，所述夹板呈U形，所述加强板连接于所述夹板的一侧，所述加强板的两端螺栓连接于所述拉杆的另一端，所述顶杆尾部的端头呈锥形，中部及前部呈圆柱形，中部直径小于端头呈底面直径，且小于前部直径，所述夹板的张角大于所述顶杆中部的直径，且小于前部直径。

6.如权利要求3所述的顶杆小车，其特征在于，所述小车主体的前端内凹形成用于容置所述顶杆端头的支撑面，所述支撑面为锥形，且与所述顶杆端头形状吻合，锥形的中心线与轧制中心线重合。

7.如权利要求3所述的顶杆小车，其特征在于，所述小车主体具有钢丝绳穿孔，钢丝绳传动机构的钢丝绳经由所述钢丝绳穿孔拉动所述小车主体。

8.一种顶杆更换装置，其特征在于，其包括顶杆松开装置和如权利要求1-7中任一项所述的顶杆小车，所述顶杆松开装置包括底座和设置于所述底座上的燕尾板，所述燕尾板具有斜面，所述上摆杆的高度与所述燕尾板高度一致，所述小车主体向所述第二移动方向运动的过程中，所述上摆杆被所述燕尾板推动以第一转动方向转动。

9.如权利要求8所述的顶杆更换装置，其特征在于，所述燕尾板的数量为两个，所述底座包括四个支腿和支腿上方的两个平行的横梁，所述燕尾板对称的设置于所述横梁的内侧，所述两燕尾板的斜面相面对，所述两燕尾板之间构成第一开口和第二开口，所述第一开口的口径小于第二开口的口径，所述第一移动方向为第一开口朝向第二开口的方向。

10.如权利要求9所述的顶杆更换装置，其特征在于，所述顶杆松开装置还包括折叠板，其枢转连接于所述横梁的两端，所述折叠板的下方螺栓连接所述燕尾板，所述支腿上设有液压缸，所述液压缸的活塞杆连接于所述燕尾板，当所述活塞杆收缩时，所述燕尾板向下方旋转，不与进入的顶杆小车干涉，所述横梁之间设有加强杆，所述加强杆的两端分别连接所述横梁。