CN103737104A

CN103737104A - 机械式定尺机

Info

Publication number: CN103737104A
Application number: CN201310743974.4A
Authority: CN
Inventors: 马晓明; 岳杰; 张礼明; 张薇; 郝建伟; 胡典章
Original assignee: Zhongye Jingcheng Engineering Technology Co Ltd; CERI Technology Co Ltd
Current assignee: MCC Capital Engineering and Research Incorporation Ltd; Zhongye Jingcheng Engineering Technology Co Ltd; CERI Technology Co Ltd
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2014-04-23

Abstract

本发明提供了一种机械式定尺机，所述机械式定尺机包括：底座和设置在所述底座上的轨道；定尺小车，设置在所述轨道上，所述定尺小车至少包括车体；传动齿条，设置在所述底座上并位于所述轨道的外侧；检测齿条，设置在所述底座上并位于所述轨道的外侧，所述检测齿条位于所述传动齿条的上方并平行所述传动齿条；传动齿轮，设置在所述定尺小车的车体上并与所述传动齿条相啮合；检测齿轮，设置在所述定尺小车的车体上并与所述检测齿条相啮合，所述检测齿轮位于所述传动齿轮的上方；编码器，设置在所述检测齿轮上。本发明提高了定尺精度。

Description

机械式定尺机

技术领域

本发明涉及冶金领域，具体应用于轧钢厂对中厚板长度进行定位剪切的定尺设备，特别是涉及一种高精度、造价低、便维护的综合性能较高的机械式定尺机。

背景技术

众所周知，定尺精度是影响成材率、废钢率的关键因素，定尺装置是影响钢厂投资成本的关键设备之一。随着国内、外对定尺钢板的需求增加和企业对高质量钢板附加值产品产量的增加，研制高性能、高精度定尺设备具有实际意义。目前，国内轧钢车间中厚板剪切线的定尺方式主要有人工定尺、电气定尺、激光定尺和机械定尺四种，现存的定尺机构存在以下不足之处：

1、人工定尺作为传统的定尺方法不足之处显而易见，人工画线不仅精度低，误差大，浪费人工成本，降低成才率，还会明显影响生产节奏。

2、电气定尺控制技术主要采用定尺剪的前、后测长辊装置，钢板运行带动测长辊的滚轮旋转，进而使安装在测长辊上的编码器旋转、计数实现测长功能。由于测长辊的滚轮依靠气缸推力压紧在钢板的表面，然后根据编码器测得的滚轮旋转圈数计算出钢板在辊道上行走的距离，因此在实际生产过程中，钢板板形的凸凹缺陷会影响定尺精度，特别是薄板，容易发生定尺钢板被切短现象，导致整块钢板报废。此外，气缸压紧力的波动也会导致测长辊打滑，使编码器丢转，进而影响定尺精度，此时容易发生定尺钢板被切长现象，降低废钢率。

发明内容

本发明提供一种机械式定尺机，以解决现有定尺技术中切实存在的定尺误差大、效率低等问题，以提高定尺精度。

为此，本发明提出一种机械式定尺机，所述机械式定尺机包括：

底座01和设置在所述底座上的轨道02；

定尺小车，设置在所述轨道上，所述定尺小车至少包括车体06；

传动齿条04，设置在所述底座上并位于所述轨道的外侧；

检测齿条05，设置在所述底座上并位于所述轨道的外侧，所述检测齿条05位于所述传动齿条04的上方并平行所述传动齿条04；

传动齿轮19，设置在所述定尺小车的车体06上并与所述传动齿条04相啮合；

检测齿轮11，设置在所述定尺小车的车体上并与所述检测齿条05相啮合，所述检测齿轮位于所述传动齿轮19的上方；

编码器12，设置在所述检测齿轮11上。

进一步地，所述机械式定尺机还包括：

电动机13，设置在所述定尺小车的车体上；

齿轮组，连接在所述传动齿轮与所述电动机13之间；

所述齿轮组包括：连接所述电动机13的锥齿轮箱14、与所述锥齿轮箱14的输出轴连接的传动轴16、以及与所述传动轴16连接的蜗轮减速箱18；

所述传动齿轮19同轴连接所述蜗轮减速箱18。

进一步地，所述机械式定尺机还包括：制动机构，所述制动机构包括：设置在所述传动轴16上用于锁紧传动轴16的夹钳式制动器17以及与所述夹钳式制动器17连接的带制动盘联轴器15。

进一步地，所述机械式定尺机还包括：制动机构，所述制动机构还包括：设置在所述车体06上的液压失效保护制动器10，制动状态下，所述液压失效保护制动器的摩擦车片抱紧所述轨道02的侧面，将所述车体06锁紧在所述底座上的轨道02上。

进一步地，所述机械式定尺机还包括：限位挡块03，安装在所述轨道02的两端。

进一步地，所述机械式定尺机还包括：缓冲块07，沿轧制线方向安装在车体06的最外端。

进一步地，所述传动齿条04对称布置在所述轨道的两侧，所述检测齿条05单侧布置，所述传动齿轮19与传动齿条之间啮合于所述底座01的外侧，所述检测齿轮11与检测齿条05之间啮合于所述底座01的外侧。

进一步地，所述传动齿轮19的分度圆直径大于所述检测齿轮11的分度圆直径，所述传动齿轮19的齿数小于所述检测齿轮11的齿数。

进一步地，所述编码器12为绝对值编码器。

本发明的编码器设置在定尺小车上，通过定尺小车上的检测齿轮与底座上的检测齿条之间的啮合传动，实现值编码器的旋转，从而记录定尺小车行走的位移，由于编码器没有设置在测长辊的滚轮上，编码器的转动不受钢板板形的凸凹缺陷的影响，编码器的转动也不会受气缸压紧力的波动的影响，编码器的转动只与定尺小车行走的位移有关，所以，可实现高精度检测定尺小车的当前位置，提高了定尺精度。

进而，底座上的行车轨道与制动共用同一块钢板，（即行车轨道同时用作制动刹车板），本发明轨道变形小、便于制造加工、便于现场安装及检修、大大降低了设备重量，减低成本，节省了设备占地空间，制动稳定、大大提高了定尺小车的位置精度。

进而，限位位置保护装置布置在底座上，通过挡块传递至基础，此结构节省了设备布置空间。

本发明安装维护方便：传动齿轮与传动齿条的啮合位置、检测小齿轮与小齿条的啮合位置均布置在底座外侧，大大增加了操作空间，便于检修。

附图说明

图1为根据本发明实施例的机械式定尺机的俯视方向结构示意图；

图2为根据本发明实施例的机械式定尺机的后视方向结构示意图；

图3为根据本发明实施例的机械式定尺机的侧视方向结构示意图；

图4为图1的X方向结构示意图；

图5为根据本发明实施例的挡板升降机构的结构示意图；

图6为根据本发明实施例的液压失效保护制动器的结构示意图。

附图标号说明：

01-底座；02-轨道；03-限位挡块；04-传动齿条；05-检测齿条；06-车体；07-缓冲块；08-承重车轮；09-制动器支架；10-液压失效保护制动器；11-检测齿轮；12-编码器；13-电动机；14-锥齿轮箱；15-带制动盘联轴器；16-传动轴；17-夹钳式制动器；18-蜗轮减速箱；19-传动齿轮；20-气缸；21-摆轴；22-连杆；23-挡头；24-支座；50盖板60钢板70钢板的运行方向

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2、图3和图4（图2和图4分别从相反的方向示出了机械式定尺机的结构）所示，根据本发明实施例的机械式定尺机包括：

底座01和设置在所述底座上的轨道02，底座安装在定尺剪后输出辊道两侧的基础上，呈平行对称布置，底座01为焊接件，底座01上表面安装两条平行的钢板，一方面用作定尺小车行走轨道02，轨道02的厚度例如为100mm以上，能够承受较大的重量，在工作状态下不会产生影响定尺精度的变形；另一方面用作定尺小车制动锁紧时的制动板，可以与制动机构（见后文）相配合，对定尺小车制动；

定尺小车，设置在所述轨道02上，所述定尺小车至少包括车体06和挡板升降机构20，定尺小车还包括承重车轮08，以便在轨道02上移动；

传动齿条04，设置在所述底座01上并位于所述轨道02的外侧；传动齿轮19，设置在所述定尺小车的车体06上并与所述传动齿条04相啮合；通过传动齿条04与传动齿轮19的啮合，可以实现定尺小车的车体06在轨道02上移动，其中，传动齿条04与传动齿轮19为定尺小车行走的传动部件，传动部件与定尺小车直接行走的承重车轮08是两组分开设置的部件，以达到传动与行走的分开设置，以免相互影响；

检测齿条05，设置在所述底座上并位于所述轨道02的外侧，所述检测齿条05位于所述传动齿条04的上方并平行所述传动齿条04；检测齿轮11，设置在所述定尺小车的车体上并与所述检测齿条05相啮合，所述检测齿轮位于所述传动齿轮19的上方；编码器12，设置在所述检测齿轮11上，并与检测小齿轮11同步旋转，检测齿轮11的转动带动编码器12的旋转，从而记录定尺小车行走的位移。

底座01外侧下方沿轧制线方向安装两条对称布置的传动齿条04，底座01外侧上方沿轧制线方向安装一条检测齿条05，此结构布置紧凑，便于安装检修。本发明将检测齿条05与传动齿条04分开设置，检测齿轮11与传动齿轮19分开设置，可以实现传动与检测功能的分开，同时通过设置检测齿轮11为小圆周、多齿数可以使得检测精度更高；另一方面，还可以保证定尺调整时或定尺小车移动时的速度。

进一步地，如图1所示，所述机械式定尺机还包括：

电动机13，设置在所述定尺小车的车体06上；

齿轮组，连接在所述传动齿轮19与所述电动机13之间；

所述传动齿轮19同轴连接所述蜗轮减速箱18；传动齿轮19安装在蜗轮减速箱18的下方，与蜗轮减速箱18的蜗轮轴同步旋转；

电动机13驱动锥齿轮箱14旋转，锥齿轮箱14通过传动轴16带动两端的蜗轮减速箱18同步旋转，传动齿轮19与底座01外侧下方的传动齿条04啮合，实现定尺小车的承重车轮08在底座01的轨道02上移动，实现无级定尺。这样，传动稳定可靠。

进一步地，如图1所示，所述机械式定尺机还包括：制动机构，所述制动机构包括：两组相互独立的制动组，这两组制动组可以分别单独存在，也可以共同存在。例如，第一组制动装置用于高速传动轴和/或电动机的制动，第二组制动装置用于移动的车体的制动，当钢板撞击挡头时，冲击力由挡头传递至气缸，最终传递至车体，因此第二组制动装置用于抵抗钢板的冲击力，实现车体的平稳，进而保证定尺小车的位置精度。

第一组制动组包括：设置在所述传动轴16上的夹钳式制动器17以及与所述夹钳式制动器17连接的带制动盘联轴器15。夹钳式制动器17与带制动盘联轴器15配合使用，用于制动传动轴16。第一组制动装置用于高速传动装置的制动，一方面用于消除高速传动轴16的转动惯量，另一方面用于制动电动机；

如图6所示，第二组制动组包括：制动器支架09、液压失效保护制动器10以及轨道02。制动器支架09安装在沿轧制线方向的车体06端部，介于缓冲块07与车体06之间，液压失效保护制动器10安装在制动器支架09下方，共两件，与轨道02配合使用，刹车时，液压失效保护制动器的摩擦车片抱紧轨道侧面，用于保证定尺时车体06的平稳。与现有技术相比，这种制动方式是将轨道作为制动板，其优越性主要体现在：轨道既作为支撑定尺小车的支撑部件，又作为对车体06的一个制动部件，或起到制动作用，做到了一举两得，而且这种制动，轨道变形小、便于制造加工、便于现场安装及检修、大大降低了设备重量，减低成本，节省了设备占地空间，制动稳定、大大提高了定尺小车的位置精度。

进一步地，如图1和图5所示，所述机械式定尺机还包括：挡板升降机构，所述挡板升降机构包括：气缸20、连杆22、支座24、摆轴21、以及挡头23；

所述气缸20，设置在所述车体06上；

所述连杆22，连接所述气缸20；

支座24，连接在所述车体06上；

气缸支架，连接在所述车体06上并支撑气缸20；

挡头23，一端与通过连杆22与所述气缸20铰接，另一端与所述支座24连接。当钢板撞击挡头23时，冲击力通过连杆22传递至气缸20，由气缸20吸收冲击，当钢板冲击力过大而导致挡头23后退时，气缸20的作用力足以将钢板及挡头23推回至挡头23的初始定尺位置，提高定尺精度。

进一步地，如图1和图5所示，所述挡板升降机构还包括：摆轴21，设置在挡头23上并与所述支座24铰接。图5中，可以看出，挡头23绕摆轴21转动。

如图6，当钢板60沿着运行方向70在辊道40（辊道40上覆盖有盖板50）上撞击挡头23时，冲击力通过挡头23传递至气缸20，由气缸20吸收冲击，当钢板冲击力过大而导致挡头23后退时，气缸20的作用力足以将钢板及挡头23推回至挡头23的初始定尺位置，提高定尺精度。

进一步地，如图1和图3所示，所述机械式定尺机还包括：限位挡块03，安装在所述轨道02的两端，通过限位挡块03将冲击力传递至基础，执行机械限位保护。

进一步地，如图1和图3所示，所述机械式定尺机还包括：缓冲块07，沿轧制线方向安装在车体06的最外端。缓冲块07安装在沿轧制线方向的车体06最外端，共四块，当定尺小车移动至极限位置时，若电气失控，定尺小车上的缓冲块07会撞击底座01上的限位挡块03，通过限位挡块03将冲击力传递至基础，执行机械限位保护。所述机械式定尺机还包括：制动器支架09和液压失效保护制动器10。制动器支架09安装在沿轧制线方向的车体06端部，介于缓冲块07与车体06之间，液压失效保护制动器10安装在制动器支架09下方，共两件，用于保证定尺时车体06的平稳。

进一步地，所述传动齿轮19的分度圆直径大于所述检测齿轮11的分度圆直径，所述传动齿轮19的齿数小于所述检测齿轮11的齿数；所述检测齿轮11的分度圆直径小（例如为63mm），齿数少（例如为42），且编码器12采用绝对值编码器。这样，一方面可以通过大的传动齿轮满足定尺小车快速行走的速度要求，另一方面，可以通过在保证定尺小车快速调整的同时，可以通过小的检测齿轮保证高检测精度。

与现有技术相比，本发明具有以下特点和优点：

造价低：底座上的行车轨道与制动结构共用同一块钢板，大大减轻设备重量，减低成本；

结构轻巧：极限位置保护装置（限位挡块）布置在底座上，通过挡块传递至基础，此结构节省了布置空间；

极限位置保护装置（限位挡块）布置在底座上：结构轻巧，节省了设备布置空间；

底座上的行车轨道与制动结构共用同一块钢板：大大减轻设备重量，减低成本，便于制造加工、便于现场安装及检修，节省了设备占地空间，制动稳定、大大提高了定尺小车的位置精度；

位置精度高：由于小齿轮直径小，齿数少，且采用绝对值编码器，因此，可实现高精度检测定尺小车的停车位置；

定尺精度高：有效利用气缸的缓冲特性，使钢板最终停止在理想的定尺位置；

维护方便：传动齿轮与传动齿条的啮合、检测小齿轮与小齿条的啮合均布置在底座外侧，便于检修。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种机械式定尺机，其特征在于，所述机械式定尺机包括：

底座（01）和设置在所述底座上的轨道（02）；

定尺小车，设置在所述轨道上，所述定尺小车至少包括车体（06）；

传动齿条（04），设置在所述底座上并位于所述轨道的外侧；

检测齿条（05），设置在所述底座上并位于所述轨道的外侧，所述检测齿条（05）位于所述传动齿条（04）的上方并平行所述传动齿条（04）；

传动齿轮（19），设置在所述定尺小车的车体（06）上并与所述传动齿条（04）相啮合；

检测齿轮（11），设置在所述定尺小车的车体上并与所述检测齿条（05）相啮合，所述检测齿轮位于所述传动齿轮（19）的上方；

编码器（12），设置在所述检测齿轮（11）上。

2.如权利要求1所述的机械式定尺机，其特征在于，所述机械式定尺机还包括：

电动机（13），设置在所述定尺小车的车体上；

齿轮组，连接在所述传动齿轮与所述电动机（13）之间；

所述齿轮组包括：连接所述电动机（13）的锥齿轮箱（14）、与所述锥齿轮箱（14）的输出轴连接的传动轴（16）、以及与所述传动轴（16）连接的蜗轮减速箱（18）；

所述传动齿轮（19）同轴连接所述蜗轮减速箱（18）。

3.如权利要求2所述的机械式定尺机，其特征在于，所述机械式定尺机还包括：制动机构，所述制动机构包括：设置在所述传动轴（16）上用于锁紧传动轴（16）的夹钳式制动器（17）以及与所述夹钳式制动器（17）连接的带制动盘联轴器（15）。

4.如权利要求3所述的机械式定尺机，其特征在于，所述机械式定尺机还包括：制动机构，所述制动机构还包括：设置在所述车体（06）上的液压失效保护制动器（10），制动状态下，所述液压失效保护制动器的摩擦车片抱紧所述轨道（02）的侧面，将所述车体（06）锁紧在所述底座上的轨道（02）上。

5.如权利要求1所述的机械式定尺机，其特征在于，所述机械式定尺机还包括：限位挡块（03），安装在所述轨道（02）的两端。

6.如权利要求1所述的机械式定尺机，其特征在于，所述机械式定尺机还包括：缓冲块（07），沿轧制线方向安装在车体（06）的最外端。

7.如权利要求1所述的机械式定尺机，其特征在于，所述传动齿条（04）对称布置在所述轨道的两侧，所述检测齿条（05）单侧布置，所述传动齿轮（19）与传动齿条之间啮合于所述底座（01）的外侧，所述检测齿轮（11）与检测齿条（05）之间啮合于所述底座（01）的外侧。

8.如权利要求1所述的机械式定尺机，其特征在于，所述传动齿轮（19）的分度圆直径大于所述检测齿轮（11）的分度圆直径，所述传动齿轮（19）的齿数小于所述检测齿轮（11）的齿数。

9.如权利要求1所述的机械式定尺机，其特征在于，所述编码器（12）为绝对值编码器。