CN104968468B - 具有可旋转且可逆地将其驱动至及离开坯料的驱动装置的去毛刺设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于去除坯料(20)上的毛刺(22)的设备(25、25’)，该设备(25、25’)包括支承元件(26、26’)、至少两个臂(28、30、28’、30’)、去毛刺装置(24、34、24’、34’)和驱动装置(35)，其中，至少两个臂(28、30、28’、30’)从支承元件延伸；去毛刺装置(24、34、24’、34’)能够被坯料(20)的毛刺(22)驱动旋转，去毛刺装置(24、34、24’、34’)由臂(28、30、28’、30’)支承；驱动装置(35)用于在备用位置与工作位置之间以可旋转且可逆的方式驱动设备(25、25’)，在备用位置中，设备(25、25’)与待去毛刺的坯料(20)间隔开，在工作位置中，去毛刺装置(24、34、24’、34’)靠近待去毛刺的坯料(20)并能够接触毛刺(22)。

Description

具有可旋转且可逆地将其驱动至及离开坯料的驱动装置的去 毛刺设备

技术领域

本发明涉及一种用于在坯料通过焊接接合在一起的连续轧制过程中去除毛刺的设备。

背景技术

在现代轧机中，坯料被焊接在一起以随后被轧制。当坯料通过闪光对接焊而被焊接至彼此时，在焊接位置处通过施加在其上的闪光和压力形成了焊接毛刺。由于焊接毛刺是比较大的，因此其在此后执行的随后的轧制过程中成为缺陷。在焊接过的坯料的轧制期间，甚至存在所轧制的产品在缺陷的位置处被损坏的可能性。

因此，焊接毛刺在坯料轧制之前必须被完全去除。

文献EP 1 057 563公开了一种用于对焊接的坯料去毛刺的方法和设备，其中，位于待清理的表面附近的切割装置朝向该表面平移以截住毛刺并执行毛刺切割。

在此解决方案中，在去毛刺期间，切割器需要沿坯料的宽度平移以操作该切割。这意味着具有驱动机构并因此增加了故障起因。

当该文献的解决方案被实施时，切割装置在切割期间需要通过喷水来进行冷却。这是因为切割装置与处于大约950°的温度的热的坯料接触。假定切割器即使在处于备用位置的情况下靠近坯料，切割器也需要被长期冷却以减轻来自坯料的辐射热量。

持续暴露于高温在机械零件的耐久性及其机械性能方面具有负面影响。这导致了频繁的维修工作并且对磨损零件的寿命具有不利影响。

此外，由于空间狭窄，无法清理切割装置以去除会粘附在切割装置上的金属碎屑，因此，一些碎屑落到坯料上从而在轧制的材料上产生缺陷的潜在风险很高。

另外，当该文献的解决方案被实施时，顶面/底面去毛刺机中的切割装置的数目为4个(2个用于顶面，2个用于底面)，并且在侧面去毛刺机中具有额外的4个切割装置(2个在左侧，2个在右侧)。每个去毛刺机中均安装了4个致动器(液压缸)，并且这两个机器的总重量大约为21吨，用于该系统安装的占地空间大约为4米。

在该现有解决方案中的切割装置的布置意味着：

-对关于泵送站、管道、排水系统、水处理的额外的相关设备使用冷却介质，

-由于将水用在热的钢部件上而产生的腐蚀，

-由于规模而难以更换磨损的切割装置，

-由于无法触及这些零件而难以更换磨损的切割装置。

发明内容

本发明的目的是提出一种关于上述问题的解决方案。

该目的是通过一种用于去除坯料上的毛刺的设备来实现的，该设备包括：

-支承元件，

-从所述支承元件延伸的至少两个臂，

-能够被坯料的毛刺驱动旋转的去毛刺装置，该去毛刺装置由臂支承，

-驱动装置，该驱动装置用于在备用位置与工作位置之间以可旋转且可逆的方式驱动所述设备，在备用位置中，该设备与待去毛刺的坯料间隔开，在工作位置中，去毛刺装置靠近待去毛刺的坯料并能够接触毛刺。

由于以上所述特征，例如切割盘的去毛刺装置在不需要执行切割时远离坯料的散热表面移动：去毛刺装置仅在确实需要执行毛刺切割的时间期间暴露于热材料的辐射热。这增加了设备的寿命并且当然也增加了去毛刺装置的寿命，并且从而减少了维修费用。

此外，由于本发明，去毛刺装置在静置位置中是可触及的，并且不需要具有去毛刺设备的备用单元。切割工具的更换可以跟随其他生产线设置活动而操作。这意味着，在由于其他原因停止生产线(例如由于产品尺寸改变而设置设备)时进行去毛刺设备的更换、修理或者维修时，去毛刺设备的更换、修理或者维修不干扰生产或者不严重影响轧机的生产率或可用性。这之所以是可能的是因为去毛刺装置是可触及的并且更换去毛刺装置可以在比执行轧机中的其他设置所需的时间更短的时间内执行。

根据单独或组合使用的其他特征：

-去毛刺装置包括：

-至少一个水平空转的切割盘(34、34’)，以及

-至少一个竖向空转的切割盘(24、24’)。

-每个盘的直径均大于所述每个盘适于对其去毛刺的坯料的面的宽度，直径优选地为所述宽度的至少两倍大，并且更优选地包含在所述宽度的2倍到3.5倍之间。

-臂成角度地间隔开以使得在将设备从备用位置带到工作位置的旋转结束时，去毛刺装置位于待去毛刺的坯料的表面附近，并且几乎平行于所述表面。

–该设备还包括用于指示去毛刺装置的将首先与毛刺接触的点的精确位置以及用于使切割装置的运动停止的装置。

–所述指示装置中的每个指示装置均包括适于接触坯料的空转止动轮。

–每个去毛刺装置相对于坯料的面略微倾斜，这适于清理，使得所述切割装置的仅一部分接触毛刺。

–该设备还包括用于使每个去毛刺装置沿与坯料的行进方向横向的方向平移的装置，该平移用于调节去毛刺装置相对于潜在的毛刺的位置。

–该设备还包括附接至切割盘支承件的外部部分的清理刮刀，所述刮刀适于接触一个去毛刺装置的边缘的一部分，以清理该部分来除去在去毛刺期间粘附的金属碎屑。

–该设备还包括附接至清理臂的清理刷子，清理臂紧固至支承元件，所述刷子能够在水平备用位置与竖向清理位置之间旋转，其中，所述刷子清理去毛刺装置。

–清理装置还包括板，该板紧固至去毛刺设备的臂，并且在设备从备用位置向工作位置移动时与该臂一起旋转，以及在设备从工作位置向备用位置移动时与该臂一起旋转，所述板接触刷子，该板的旋转引起刷子在所述两个位置之间旋转。

–该设备还包括用于阻止该设备的、由另一个去毛刺设备的去毛刺装置的调节运动引起的意外旋转的止动装置，所述止动装置能够在设备处于工作位置时接触坯料(20)。

–止动装置包括止动轮(46)。

–止动轮附接至支承元件并且在所述意外旋转的情况下定位成且适于接触(或触摸)坯料。

本发明还涉及一种去毛刺组件，该去毛刺组件至少包括：

–如上文所限定的第一去毛刺设备，以及

–如上文所限定的第二去毛刺设备。

附图说明

通过下面的非限制性的说明书和附图将容易理解本发明的其他优点，在附图中：

图1为本发明中使用的切割原理的示意性三维视图；

图2为图1的纵向横截面；

图3a至图3e示出了根据本发明的去毛刺的示意性顺序；

图4为包括根据本发明的第一实施方式的两个去毛刺设备的组件处于工作位置的三维视图；

图5为图4的去毛刺组件处于备用位置的视图；

图6为包括根据本发明的第二实施方式的两个去毛刺设备的组件处于工作位置的三维视图；

图7为根据本发明的第二实施方式的组件的去毛刺设备的横截面；

图8为图7中示出的设备处于工作位置的俯视图；

图9为图7中示出的设备处于备用位置的侧视图；

图10为组件的另一去毛刺设备的横截面；

图11为图10中示出的去毛刺设备处于工作位置的俯视图，

图12为根据本发明的去毛刺设备的子组件的正视图，其中，该正视图示出了切割盘的清理元件。

在附图中，相同的附图标记用于相同或相似的元件。

具体实施方式

图1为示出了存在于两个坯料的焊接位置上的毛刺20 如何被切割的示意图。根据本发明的设备包括空转盘，在施加适当的转矩时，该空转盘围绕其轴线自由旋转。

如图2可见，该盘定位成使得切割盘在接触毛刺时受到的反作用力使该盘旋转。因此，不需要用于切割的旋转驱动机构(例如马达)。反作用力Fc具有水平分量Fa和竖直分量Fb。切割盘转矩是反作用力的竖直分量Fb与切割盘半径的乘积。

此外，考虑到每个切割盘均是空转的并且仅在其接触毛刺时旋转，或者也就是说，每个切割盘的旋转速度均为坯料速度的结果，因此不需要将坯料速度调节至切割速度。这使得从过程控制以及制造的角度来看，与需要控制坯料速度的现有技术的系统相比，根据本发明的系统较不复杂。

如图2可见，根据本发明，切割盘的直径比待去毛刺的坯料的宽度更大。例如，坯料的宽度可以在100mm与160mm之间变化，而切割盘的直径可以是350mm。以此方式，根据本发明，每个坯料面仅需要一个盘，并且不需要使盘沿着坯料的宽度平移的装置。

图3a至图3e给出了去毛刺的顺序。在焊接的坯料被夹送辊(未示出)驱动而向前(当观看图3a-图3e时从左向右)移动时，毛刺22碰到切割盘24的切割边缘(图3a)。这引起切割盘旋转，切割盘进而逐步地切割毛刺22(图3b至图3e)。如已经提到的，切割装置的尺寸因此已经被设计成覆盖坯料的整个宽度，切割开始时，毛刺的一小部分与切割装置接合，并且该部分在坯料朝向切割装置行进时增大。

图4为根据本发明的第一实施方式的两个去毛刺设备25和25’(观看视图时的左侧和右侧)的组件的视图。每个去毛刺设备均适于安装在行进的坯料22 的两侧。每个去毛刺设备均包括从轧机的底面向上延伸的支承立柱26、26’。两个臂28、28’、30、30’从每个去毛刺设备的每个支承立柱26、26’延伸。每个臂均固定地附接至其支承立柱并与所述支承立柱一起旋转。每个臂28、28’、30、30’进而支承圆筒形支承件32、32’、36(尽管圆筒形支承件为4个，但是图4上能够观察到的仅为3个)，圆筒形支承件进而支承切割盘24、24’、34’、34’。每个切割盘均为空转的，这意味着切割盘可绕其自身的轴线自由旋转。

每个立柱26、26’均经由凸缘38连接至液压缸35、35’。每个液压缸35、35’使其对应的立柱绕立柱的轴线在备用位置与工作位置之间可逆地旋转，在备用位置中，切割盘24、24’、34、34’远离待清理的坯料20，在工作位置中，切割盘如图4所示在待清理的坯料附近。还提供了限制立柱26、26’的旋转以及避免坯料的损坏的安全装置(未示出)。

每个去毛刺设备25、25’均具有水平切割盘34、34’和竖向切割盘24、24’。该特征允许仅使用四个切割盘来对坯料的所有表面去毛刺。

此外，对于每个去毛刺设备而言，组件：臂28、30、28’、30’、圆筒形支承件32、36、32’、36’以及切割盘24、34、24’、34’被设计成使得一旦已经发生从等待位置到工作位置的旋转，则对于将与待切割的毛刺接触的给定的盘的切割边缘而言，仅需要最小的调节或不需要调节。

一个去毛刺设备25设置有用于使其切割盘平移的装置。例如，在图4的实施方式中设置了两个液压缸40、42。每个缸均使对应的切割盘24、34平移以使盘接触毛刺。

根据本发明，一个去毛刺设备25’设置有附接至立柱26’并与该立柱一起旋转的水平止动轮46。在正常的工作位置中，该止动轮位于坯料附近但是不接触坯料。该止动轮被设计成使由另一去毛刺设备25的侧向(也称作竖向)切割盘24的调节平移引起的去毛刺设备25’的意外的逆时针旋转停止，而去毛刺设备25’的意外的逆时针旋转将会冲击坯料20。在此情况下，去毛刺设备25’的旋转通过与坯料20接触的轮46而停止，并且这阻挡了去毛刺设备25’的进一步旋转。

图5为图4中示出的去毛刺系统处于备用位置的视图。如该图中可以更好地看到，每个外部立柱26、26’均包括固定的内部圆筒形件和可旋转的外部圆筒形件。臂固定至外部圆筒形件并与该圆筒形件一起旋转。

去毛刺设备25、25’的臂成角度地间隔开以使得在将立柱从备用位置带到工作位置的旋转结束时，切割盘24、34或切割盘24’、34’位于待去毛刺的坯料的表面附近，并且几乎平行于所述表面。

图6至图12示出根据本发明的去毛刺设备的第二实施方式。在该实施方式中，清理装置已经被添加到上一实施方式。由于该实施方式与上一个实施方式类似，因此现在将仅详细讨论不同之处。

在此实施方式中，如图6和图7中可以看到的，将被称为第一去毛刺设备25’的去毛刺设备25’中的一个去毛刺设备还设置有支承刷子54的附加清理臂50。附加臂借助于凸缘52固定至立柱26’的顶部(其不旋转移动)。在附加臂的相对末端处设置了刷子54。两个铰链将刷子链接至清理臂以使得刷子54能够绕水平轴线自由旋转。竖向板58固定地连接至支承臂30’。竖向板具有带有圆形边缘的盘部形状。该板用作使刷子在臂30’的旋转期间移动的凸轮。在图6中示出的工作位置中，板使刷子保持处于水平位置。当液压缸35’推动凸缘38时，立柱26’、支承臂30’和板58逆时针旋转。这引起刷子54围绕水平轴线从水平位置逐渐旋转至竖向位置。在支承臂30’结束旋转之前并且在下方的切割盘34’经过之前，刷子到达其竖向位置。因此，刷子54在盘34’返回其备用位置时清理该盘34’(通过接触盘34’)。以此方式，刷子从切割盘的表面上清理在去毛刺期间积聚的金属碎屑。当缸拉动凸缘38时，过程被倒转，并且板58使刷子54从竖向清理位置移回至水平备用位置。

图7还示出了相同的去毛刺设备可以对具有不同横截面的不同类型的坯料20去毛刺。

如图8和图9所示，第一去毛刺设备25’设置有附接至切割盘支承件并与支承件一起绕立柱26’的轴线旋转的小的第一空转止动轮60’、62’。在第一设备25’的旋转期间，止动轮60’或62’和对应的切割盘24’或34’同时接触坯料20(这是因为每个止动轮均定位成使得其切平面中的一个切平面经过对应的切割盘的切割点)。这些第一止动轮60’、62’还使相对的去毛刺设备(在这种情况下为第二去毛刺设备25)的切割设备的调节平移停止。这在相对的第二去毛刺设备25行进太远的情况下是一种附加的安全措施。在此情况下，调节平移装置40或42推动相对的切割盘24或34，切割盘24或34转而推动坯料，而坯料将通过第一去毛刺设备的第一止动轮60’或62’止挡。每个空转止动轮60’、62’的轴线几乎平行于对应的切割盘24’或34’的轴线(如将在下面说明的，切割盘24’或34’略微倾斜)。这意味着第一去毛刺设备25’设置有水平止动轮60’和竖向止动轮62’。

如图11可见，将被称为第二去毛刺设备25的另一去毛刺设备25也设置有小的第二空转止动轮64(在图上只能看到一个轮)，第二空转止动轮64指示盘24或34的切割边缘的切割末端的精确位置(见图12)。每个止动轮64均链接至其对应的切割盘24、34并且在施加调节平移时与该切割盘一起平移。每个第二止动轮64均具有与其对应的切割盘24或34(如将在下面说明的，切割盘24或34略微倾斜)的轴线几乎平行的轴线。这意味着第二去毛刺设备25设置有水平止动轮和竖向止动轮64。在调节平移期间，止动轮和对应的切割盘同时接触坯料，并且止动轮以机械的方式在用于毛刺切割的最佳位置处使调节平移停止(这是因为每个止动轮均定位成使得其切平面中的一个切平面经过对应的切割盘的切割点)。每个止动轮还因为其使调节平移停止并避免盘陷入坯料中而具有安全功能。

图12为第二去毛刺设备25的切割组件的纵向横截面。如在该图上可看到的，第二去毛刺设备25还包括清理刮刀65(尽管在该图中仅示出了一个，但是应该理解的是另一切割盘24也设置有这种刮刀)。该清理刮刀65附接至盘支承件36的外部部分(借助于两个螺钉62、63)并相对于该支承件固定。当切割盘通过液压缸42收回时，清理刮刀65接触切割盘34的边缘的一部分并清理该部分以去除在去毛刺期间粘附的金属碎屑。由于切割盘在去毛刺期间旋转，因此盘的切割边缘的不同部分将接触刮刀65并将被清理。

在该图上还可以看到的是，切割盘34相对于水平平面略微倾斜(例如2°)。这是为了更有效地切割毛刺并且还确保了切割盘的仅一部分(见图12)与坯料接触并且避免损坏坯料。该倾斜应用于第一去毛刺设备25’和第二去毛刺设备25的所有切割盘。

鉴于现有技术的解决方案，如以上描述已经示出的，根据本发明的去毛刺设备具有以下优点：

1)成本节约：

本结构非常轻并且与现有技术的构型相比包括较少的零件，毛刺切割由4个切割装置(坯料的每个面各一个)来执行，而不是用于现有技术的解决方案中的6个。切割装置的支承装置的总重量已经从现有解决方案的21吨减少至大约4.3吨，系统的复杂度也已降低。

2)不需要冷却系统：

根据本发明，切割装置远离热区移动并且护罩(图上未示出)防止热辐射，因此不需要冷却系统；

3)更简单且更快的维修/更换：

切割盘易于触及、拆卸以及处理；

由于轧制线与盘之间的距离(例如700mm)，因此在正常生产期间(没有焊机)，维修操作更简单、更快以及可行；

在等待阶段期间在不停止轧机的情况下可以进行人工干预：对操作者而言在备用阶段期间接近本发明是可能的。

4)在切割以及自身清理操作期间更容易目测检查：

在任何位置都可以看到盘；

盘边缘将在切割之后的运动期间被清理掉任何残留的毛刺。

Claims (17)

1.一种用于去除坯料上的毛刺的去毛刺设备(25、25’)，所述坯料沿连续轧机的向前的方向行进，其特征在于，所述去毛刺设备(25、25’)包括：

-支承元件(26、26’)，

-从所述支承元件延伸的至少两个臂(28、30、28’、30’)，

-去毛刺装置，所述去毛刺装置能够被坯料的毛刺驱动旋转，所述去毛刺装置由所述至少两个臂支承，

-驱动装置(35)，所述驱动装置(35)用于在备用位置与工作位置之间绕从所述连续轧机的底面向上延伸的所述支承元件的轴线以可旋转且可逆的方式驱动所述去毛刺设备，在所述备用位置中，所述去毛刺设备与待去毛刺的坯料间隔开，在所述工作位置中，所述去毛刺装置靠近所述待去毛刺的坯料并能够接触毛刺。

2.根据权利要求1所述的去毛刺设备，其中，所述去毛刺装置包括：

-至少一个水平空转的切割盘(34、34’)，以及

-至少一个竖向空转的切割盘(24、24’)。

3.根据权利要求2所述的去毛刺设备，其中，每个切割盘(24、34、24、34’)的直径大于每个切割盘适于对其去毛刺的所述坯料(20)的面的宽度。

4.根据权利要求3所述的去毛刺设备，其中，所述直径是所述宽度的至少两倍大。

5.根据权利要求4所述的去毛刺设备，其中，所述直径包含在所述宽度的2倍到3.5倍之间。

6.根据权利要求1-5中的任一项所述的去毛刺设备，其中，所述至少两个臂(28、30、28’、30’)成角度地间隔开，使得在将所述去毛刺设备(25、25’)从所述备用位置带到所述工作位置的旋转结束时，所述去毛刺装置位于所述待去毛刺的坯料的表面附近，并且几乎平行于所述表面。

7.根据权利要求1-5中的任一项所述的去毛刺设备，还包括用于指示所述去毛刺装置的将首先与毛刺接触的点的精确位置以及用于使另一相对的去毛刺设备的去毛刺装置的调节平移运动停止的指示装置。

8.根据权利要求7所述的去毛刺设备，其中，所述指示装置中的每个指示装置均包括适于接触所述坯料的空转止动轮(64、60’和62’)。

9.根据权利要求1-5中的任一项所述的去毛刺设备，其中，每个去毛刺装置均相对于所述坯料的面略微倾斜，这适于清理，使得所述去毛刺装置的仅一部分接触毛刺。

10.根据权利要求1-5中的任一项所述的去毛刺设备(25)，还包括用于使每个去毛刺装置沿与所述坯料(20)的行进方向横向的方向平移的装置(40、42)，所述平移用于调节所述去毛刺装置相对于潜在的毛刺的位置。

11.根据权利要求2-5中的任一项所述的去毛刺设备(25)，还包括附接至切割盘支承件(36)的外部部分的清理刮刀(65)，所述清理刮刀适于接触所述水平空转的切割盘(34)的边缘的一部分，以清理该部分来去除在去毛刺期间粘附的金属碎屑。

12.根据权利要求1-5中任一项所述的去毛刺设备(25’)，还包括附接至清理臂(50)的清理刷子(54)，所述清理臂紧固至所述支承元件(26、26’)，所述清理刷子能够在水平备用位置与竖向清理位置之间旋转，其中，所述清理刷子清理去毛刺装置。

13.根据权利要求12所述的去毛刺设备(25’)，其中，所述去毛刺设备还包括板(58)，所述板(58)紧固至所述去毛刺设备的所述至少两个臂中的一个臂(30’)，并且所述板(58)在所述去毛刺设备(25’)从所述备用位置向所述工作位置移动时与所述一个臂一起旋转，以及所述板(58)在所述去毛刺设备(25’)从所述工作位置向所述备用位置移动时与所述一个臂一起旋转，所述板接触所述清理刷子，所述板的旋转引起所述清理刷子在所述水平备用位置与所述竖向清理位置之间旋转。

14.根据权利要求1-5中任一项所述的去毛刺设备(25’)，包括用于使所述去毛刺设备的、由另一个去毛刺设备(25)的去毛刺装置的调节运动引起的意外旋转停止的止动装置，所述止动装置能够在所述去毛刺设备(25’)处于工作位置时接触所述坯料(20)。

15.根据权利要求14所述的去毛刺设备，其中，所述止动装置包括止动轮(46)。

16.根据权利要求15所述的去毛刺设备，其中，所述止动轮(46)附接至所述支承元件(26’)，并且在所述意外旋转的情况下定位成且适于接触所述坯料(20)。

17.一种去毛刺组件，至少包括：

-第一去毛刺设备，所述第一去毛刺设备是根据权利要求1至11中的任一项所述的去毛刺设备，以及

-第二去毛刺设备，所述第二去毛刺设备是根据权利要求1至10或12至16中的任一项所述的去毛刺设备。