CN105921518A - 一种定尺机系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种定尺机系统及其使用方法，包括进给工作台、链轮机构、承载机构、滑动螺旋机构和定尺机，承载机构包括导槽、托板和上摩擦板；进给工作台通过立辊装配滑动设置在所述导槽上，所述下压板固定连接在进给工作台上、且其上表面与上摩擦板的下表面接触；滑动螺旋机构包括相互匹配的固定在进给工作台上的焊接螺母以及底部与托板接触的紧定螺栓；链轮机构包括滚子链以及与滚子链啮合的第一链轮和第二链轮；定尺机固定连接在进给工作台上。在使用过程中，调节滑动螺旋机构，使得上摩擦板与下压板配合，具有高静摩擦力，从而保证在高载荷冲击下定尺机不会发生位移，提高定尺精度；而且链轮机构具有高精度、不易磨损、空间尺寸小等优点。

Description

一种定尺机系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及轧钢设备技术领域，特别是涉及一种定尺机系统及其使用方法。

背景技术

在轧钢领域，按照规定尺寸生产产品，使得钢材的生产和使用等部门能有效地节约金属，并且便于组织生产、充分利用设备潜能、简化包装以及方便运输。钢材定尺方法随生产规模、机械化自动化程度以及钢材品种的不同而变化。

定尺机是一种常用的定尺装置，位于冷剪机或锯齿机等剪切设备之后，配合冷剪机或锯齿机的使用实现轧件定尺剪切。现有的定尺机主要是通过传动机构带动齿轮条装置沿辊道平移，挡板在齿轮条装置的带动下移动，当挡板移动到定尺位置时，将挡板落下阻止轧件的继续输送，以保证轧件伸出冷剪机的距离等于定尺长度，并由冷剪机完成剪切工作，将轧件剪切成符合定尺长度规格要求的成品定尺轧件。

现有技术中，由于轧件在冷剪输送辊道上输送时具有一定的速度，且轧件的自重较大，因此挡板在轧件的大动量冲击下很容易造成移位，进而造成定尺不准；另外，齿轮条定尺装置结构复杂、摩擦系数大易磨损、造价高、维护工作量大、轧件对挡板的冲击也极易对齿轮定尺装置造成损坏。

发明内容

本发明实施例中提供了一种定尺机系统及其使用方法，以解决现有技术中的定尺不准确、定尺机结构复杂，造价高、易磨损、维护工作量大等问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

一种定尺机系统，包括进给工作台、链轮机构、承载机构、滑动螺旋机构和定尺机；

所述承载机构包括：固定于地面的导槽，所述导槽外侧设置有托板，所述导槽内固定连接有与地面平行的上摩擦板；

所述进给工作台滑动设置于所述导槽上，所述进给工作台的底部固定连接有与地面平行的下压板，所述下压板在所述上摩擦板的下方，所述上摩擦板的下表面与所述下压板上表面接触，所述下压板固定连接立辊装配，所述进给工作台通过所述立辊装配能够与所述导槽相对滑动；

所述滑动螺旋机构包括相互匹配的焊接螺母和紧定螺栓，所述焊接螺母固定在所述进给工作台上，所述紧定螺栓的底部与所述托板刚性接触；

所述链轮机构包括滚子链以及与所述滚子链啮合的第一链轮和第二链轮，所述滚子链与所述进给工作台的两端固定连接、且沿所述进给工作台的进给方向设置，所述第二链轮通过可调式张紧板结构与所述导槽固定连接，所述可调式张紧板结构包括与所述第二链轮的链轮轴固定连接的张紧板、焊接于所述导槽翼缘内侧的张紧板滑动托座，所述张紧板通过锁紧螺母和张紧螺栓活动连接在所述张紧板滑动托座的滑槽内，所述张紧板和张紧板滑动托座通过张紧板紧固螺栓固定连接；

所述定尺机固定连接在所述进给工作台上。

优选地，所述定尺机包括：

与进给工作台固定连接的气缸铰接底板；

设置在所述气缸铰接底板上的气缸，所述气缸的尾座与所述气缸铰接底板活动连接；

与所述气缸的耳轴活动连接的定尺机动力臂，所述定尺机动力臂的一端与所述耳轴活动连接；

与所述定尺机动力臂的中部活动连接的定尺机动力臂支座，所述定尺机动力臂支座固定设置在所述进给工作台上；

与所述定尺机动力臂的另一端活动连接的挡板，所述挡板的工作承载面与输送辊道的输送方向垂直。

优选地，所述立辊装配包括辊轴、固定在所述辊轴外侧且靠近所述辊轴两端的两个深沟球轴承、设置在所述两个深沟球轴承之间且包覆在所述辊轴上的隔套以及包覆在所述深沟球轴承外侧的辊身，所述辊身的内壁、隔套的外壁与所述两个深沟球轴承之间存在空腔，所述辊轴的一端设置注油杯，所述立辊装配内部设置通油孔，所述通油孔连通所述深沟球轴承、空腔、隔套和注油杯，所述通油孔的两端分别设置有端盖，所述端盖内侧与所述辊轴外侧轴肩固定连接，其中，靠近所述注油杯的所述端盖通过圆螺母和圆螺母止退垫固定在所述辊轴上，所述立辊装配的数量大于或者等于2个、沿所述进给工作台进给方向均匀分布在所述进给工作台的下方。

优选地，所述导槽能够通过立柱固定于地面，所述立柱的数量大于或者等于2个、沿所述进给工作台进给方向均匀分布在所述导槽的下方。

优选地，所述滑动螺旋机构包括渗碳淬火处理的合金钢滑动螺旋副，所述焊接螺母的内螺纹和所述紧定螺栓的外螺纹相互配合、均包括工作面牙型半角为3°、非工作面牙型半角为30°的单向承载的锯齿形螺纹，所述滑动螺旋机构的数量大于或者等于2个、沿所述进给工作台进给方向均匀分布在所述进给工作台上。

优选地，所述滚子链包括单排套筒滚子链。

优选地，所述定尺机系统还包括电机和减速机，所述第一链轮与减速机固定连接，所述减速机与电机固定连接，所述减速机与电机均固定在联合底脚板上，所述联合底脚板固定于地面。

优选地，所述定尺机系统还包括第一定尺机和第二定尺机，所述第一定尺机和第二定尺机沿所述进给工作台的进给方向间隔设置在所述进给工作台上。

优选地，所述第二定尺机的挡板端面上设置光电位移传感器，所述光电位移传感器与后道工序整理系统的下卸钢平托机构电控系统电连接。

一种定尺机系统的使用方法，采用上述定尺机系统，所述使用方法包括：

松动紧定螺栓，所述进给工作台下降，立辊装配与导槽踏面滚动接触，上摩擦板的下表面与下压板的上表面径向脱离；

通过电机和减速机驱动第一链轮转动，通过滚子链及第二链轮纵向往复直线拖动所述进给工作台，使所述进给工作台在所述导槽内纵向运动至定尺机定尺位置；

当进给工作台运动至所述定尺位置后，切断电机和减速机电源开关，拧紧所述紧定螺栓，固定于所述进给工作台上的焊接螺母在反作用轴向预紧力的作用下，带动所述进给工作台上升运动，同时带动立辊装配脱离导槽，并使所述上摩擦板的下表面与下压板的上表面紧密接触；

控制定尺机将挡板落到输送辊道上，阻止轧件向前移动；

冷剪机完成轧件剪切后，控制所述定尺机将所述挡板提升，以使剪切后的轧件进入后道工序整理系统。

由以上技术方案可见，本发明实施例提供的定尺机系统包括进给工作台、链轮机构、承载机构、滑动螺旋机构和定尺机，其中：所述承载机构包括：固定于地面的导槽，所述导槽外侧设置有托板，所述导槽内固定连接有与地面平行的上摩擦板。所述进给工作台滑动设置于所述导槽上，所述进给工作台的底部固定连接有与地面平行的下压板，所述下压板在所述上摩擦板的下方，所述上摩擦板的下表面与所述下压板上表面接触，所述下压板固定连接立辊装配的辊轴，所述立辊装配在所述导槽内绕所述辊轴转动。所述滑动螺旋机构包括相互匹配的焊接螺母和紧定螺栓，所述焊接螺母固定在所述进给工作台上，所述紧定螺栓的底部与所述托板刚性接触。所述链轮机构包括滚子链以及与所述滚子链啮合的第一链轮和第二链轮，所述滚子链与沿所述进给工作台进给方向的所述进给工作台的两端连接，所述第二链轮通过可调式张紧板结构与所述导槽固定连接。所述调式张紧板结构包括与所述第二链轮的链轮轴固定连接的张紧板、焊接于所述导槽翼缘内侧的张紧板滑动托座，所述张紧板通过锁紧螺母和张紧螺栓活动连接在所述张紧板滑动托座的滑槽内，所述张紧板和张紧板滑动托座通过张紧板紧固螺栓固定连接。所述定尺机固定连接在所述进给工作台上。本发明实施例通过采用导槽上固定连接上摩擦板，所述上摩擦板与所述进给工作台固定连接的所述下压板之间组成静摩擦面，通过调节滑动螺旋机构调整所述进给工作台的径向高度使立辊装配上升，使所述上摩擦板和下压板之间紧密接触，产生足够大的静摩擦力，能够纵向承受高能冲击载荷，快速吸收轧件的初始动能，使所述轧件瞬间降速为零，保证所述定尺机在遭受大的轴向水平冲击载荷时不会发生位移，从而具有很高的定尺精度。同时采用包括滚子链、第一链轮与第二链轮的链轮机构，滚子链传动效率高，可靠性好，无弹性打滑现象，方便调整定位参数，通过合理设计链轮和链轮轴的技术参数，降低进给工作系统的动载冲击及啮合冲击，从而达到不易磨损的效果，且链轮机构造价低、尺寸小、维护方便，使本发明实施例中的定尺机系统具有高精度、不易磨损、造价低、空间尺寸小、维护方便等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种定尺机系统的总装结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种承载机构的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种进给工作台的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种立辊装备的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种链轮机构的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种可调式张紧板结构的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种定尺机的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种定尺机系统的总装结构示意图；

图1-8符号表示为：

08-第一定尺机，008-第二定尺机，1-进给工作台，2-第一链轮，3-第二链轮，4-滚子链，5-立辊装配，51-辊轴，52-深沟球轴承，53-隔套，54-辊身，55-注油杯，56-空腔，57-通油孔，58-端盖，591-圆螺母，592-圆螺母止退垫，6-上摩擦板，7-下压板，8-定尺机，81-气缸铰接底板，82-气缸，83-定尺机动力臂，84-定尺机动力臂支座，85-挡板，9-电机，10-减速机，11-联合底脚板，12-导槽，13-立柱，14-紧定螺栓，15-焊接螺母，16-托板，17-张紧板，18-张紧板紧固螺栓，19-张紧板滑动托座，20-锁紧螺母，21-张紧螺栓，22-止退板,23-输送辊道，24-轧材。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例一

参见图1，为本发明实施例提供的一种定尺机系统的总装结构示意图，包括电机9、减速机10、链轮机构、承载机构、进给工作台1、滑动螺旋机构和定尺机8。

为了承载所述进给工作台1，在所述进给工作台1的下侧设置所述承载机构，可参见图2，所述承载机构设置在所述进给工作台1的下方并固定于地面，其结构包括：导槽12、托板16和上摩擦板6。所述导槽12可通过立柱13固定于地面，所述立柱的数量大于或者等于2个，均匀分布在所述导槽的下方。本发明实施例中所述导槽12设计为H型钢导槽，所述立柱13设计为H型钢立柱，当然，所述导槽12也可以为其他任意形状或材料的导槽，例如U型钢导槽、U型球墨铸铁导槽等，所述立柱13也可以为其他任意形状或材料的立柱，例如长方体型钢立柱、长方体型球墨铸铁立柱等。

在具体实施时，所述托板16采用大坡口焊接的工艺固定于所述导槽12的侧翼缘外侧边，并通过支撑肋板增加其刚性。

所述上摩擦板6设置在所述导槽12和进给工作台1之间，通过高强度内六角螺钉固定于所述导槽12的翼板内侧。为了增大摩擦力，本发明实施例中所述上摩擦板6表面用沉头螺钉固定一层制动耐磨石棉带，通过耐磨石棉带及金属压紧配合面的摩擦增强制动静摩擦力。

由于定尺剪切轧材的规格不同，为了方便定尺调整参数以兼容相应规格，，所述进给工作台1滑动设置到所述导槽12上。所述进给工作台1的结构可参见图2和图3，所述进给工作台1的底部垂直于所述进给工作台1进给方向的两侧固定连接有与地面平行的下压板7，所述下压板7设置在所述上摩擦板6的下方，所述下压板7的上表面与所述上摩擦板6的下表面接触，当所述下压板7受到向上的轴向预紧压力时，所述下压板7的上表面与上摩擦6的下表面紧密接触，在所述上摩擦板6和所述下压板7的接触面上将产生较大的静摩擦力。

所述下压板7的上表面为配合静摩擦工作面，工艺上要求其必须具备高强度、高硬度及高耐磨性，本发明实施例中采用经过整体调制后表面淬火热处理HRC45-50的优质碳素结构钢45钢。

另外，所述进给工作台1设计为箱型结构，增大所述进给工作台1的弯曲强度，合理设计箱型结构，可利用较少的材料获得较大的抗弯截面模量的截面，同时在远离中性轴的部位增加设计了多组厚壁肋板支撑，这样不仅提高了材料的利用率，而且增大了整体的抗弯刚度及弯曲疲劳强度。

为了方便调整参数以及转移所述定尺机所受的轧材大的冲击，在所述进给工作台1上设置所述滑动螺旋机构，同样参见图2和图3，所述滑动螺旋机构包括相互匹配的焊接螺母15和紧定螺栓14，所述焊接螺母15固定焊接在进给工作台1的侧面、所述托板16的上方，且所述紧定螺栓14的底部与设置在所述进给工作台外侧的托板16刚性接触，并提供轴向预紧拉力，所述紧定螺栓14作为传力构件，直接与所述焊接螺母15旋转配合，并用所述托板16做刚性承载支撑面，并通过支撑肋板增加其刚性，所述托板16材质包括正火、调制及表面淬火热处理工艺处理后的碳素结构钢Q235材质。

在使用过程中，所述滑动螺旋机构进行径向旋转，所述焊接螺母15与所述进给工作台1联为一个刚性整体构件，相当于带有自动“防转机构”，在所述紧定螺栓14带动下往复上下直线运动。这种传动方式结构简单可靠，轴向占用空间小、行程较长，可以承受较大的轴向冲击载荷及变载荷，有效提供较大的轴向预紧拉力，尤其适用于类似定尺机这种既要求机构精准定位，又承受大轴向水平冲击载荷的工况。

同时，所述焊接螺母15、紧定螺栓14、托板16组成一套完整的承力螺旋机构，用来给进给系统提供足够的轴向预紧压力，使所述上摩擦板6与所述下压板7的配合踏面之间保持有足够的静摩擦力。该螺旋机构由螺旋与螺母组合而成，螺旋旋转一转螺母只前进一个导程，可以得到很大的速比，用较小的调整转矩就可得到很大的轴向预紧力，结构简单、传动平稳、工作可靠性高，而且在低速、小功率、间歇传动的工况下，传力螺旋很容易实现自锁，在设计过程中只要选用适当的设计参数，使螺纹升角小于其当量摩擦角便可实现自锁紧，机加工及装配的工艺经济性好，工作可靠性高。

所述焊接螺母15及紧定螺栓14在预紧力调整的过程中承受较大的径向扭转剪应力及轴向拉应力联合当量应力的作用，要求滑动螺旋与螺母要有足够的强度、刚度及耐磨性。因此，所述焊接螺母15和紧定螺栓14均可采用经过20CrMnTi渗碳淬火处理的优质合金钢，由于是单向受力的传力螺旋，在牙型设计上采用了工作面牙型半角为3°，非工作面为30°的锯齿形螺纹B40x7-7A/7c，此种牙型的螺纹齿根较厚、过渡圆角大、强度高、对中性好、效率较高，具备良好的机械加工工艺性能，容易保证所述滑动螺旋机构的加工制造精度。

本发明实施例中，所述紧定螺栓14可采用10.9级滚压高强螺栓，其抗拉强度极限σ_B＝1000MPa屈服强度极限σ_S＝900MPa，为避免机加工时在螺纹表面所形成的残余应力对螺栓疲劳强度的影响，其采用的是拉制棒料滚压螺纹的制造工艺，利用材料的塑性成形技术，使螺纹表层金属纤维连续性晶体拉长的同时产生冷作硬化现象，使其表层组织更加紧密，疲劳强度极限提高40％，避免了螺纹表层的机加工残余应力。

由于螺杆与螺母的刚度不同，其受力后的变形具有不可协调性，为改善螺纹间牙型载荷分配不均的现象，应限制所述焊接螺母15的螺母厚度H，使其配合螺纹的有效圈数不超过10圈，例如所述焊接螺母15可取厚度H＝70mm，配合圈数Z＝10圈。

另外，所述定尺机在工作状态下要承受大的轴向冲击载荷，防止所述定尺机在大冲击载荷作用下滑移而影响定尺精度，本发明实施例还对提供轴向预紧压力的所述紧定螺栓14及焊接螺母15构成的所述滑动螺旋机构自锁性进行校核。在本发明实施例中所述紧定螺栓14和焊接螺母15分别设置有相互匹配的螺纹，且所述螺纹的螺旋线螺纹升角小于等于当量摩擦角，在实际设计过程中，为确保螺旋自锁的可靠性，取ψ≤ρ-1°，其中ψ为螺旋线的螺纹升角，ρ为螺旋线的当量摩擦角。

本发明中使用的是锯齿形螺纹，B40x7-7A/7c，(GB/T13576.1-92)外螺纹大径d＝40mm，中径d₂＝34.75mm，小径d₁＝27.85mm,螺距p＝7mm,导程s＝pn＝7x1＝7mm(采用单头螺旋线设计)，工作面牙型半角а＝3°，且所述滑动螺旋机构包括经过20CrMnTi渗碳淬火处理(HRC45-50)的优质合金钢，上述材质的紧定螺栓14与焊接螺母15配合的摩擦系数取f＝0.15。由以上设计数据可知:

螺旋线的螺纹升角为

螺旋线的当量摩擦角为

因为3.67°≤8.54°-1°＝7.54°，即螺旋线的螺纹升角小于当量摩擦角，所以该螺旋机构具备可靠的自锁性能，所述紧定螺栓14与焊接螺母15在旋合承载后不易松动，能对系统提供可靠的预紧压力，确保所述下压板7与所述上摩擦板6的工作配合面保持足够大的静摩擦力，进而保证了所述定尺机系统的抗冲击稳定性及定尺准确性。

而且，本发明实施例中所述焊接螺母15通过大坡口焊接固定在所述进给工作台1的侧面，与其联为一个刚性整体结构，为减少应力集中，避免附加的弯曲应力，在焊口两侧通过三角形厚壁加强肋板来加强系统的刚性，并采用内斜式螺母的设计工艺，在焊接螺母15的旋入端开有15度的内斜角，使受力较大的下面几圈螺纹牙型的受力支点外移，降低其配合刚性，使其受载后容易弹性变形，载荷向上面几圈螺纹牙型转移，使各圈的载荷分布更加均匀。

所述立辊装配5的结构如图4所示，其作用是为了降低所述进给工作台1轴向位移调整时的摩擦阻力，提高转动系统的机械效率。本发明实施例中，所述立辊装配5采用固定心轴的装配形式来承受进给系统的脉动循环弯曲应力。为简化立辊的结构设计，降低加工成本，所述立辊装配5包括辊轴51、两个深沟球轴承52、隔套53和辊身54。在所述下压板7的端面铣有与所述辊轴51相匹配的U型插装槽，所述辊轴51两端可直接从端面插入并固定到所述U型插槽中，方便拆装定位。

为了使所述辊身54能绕所述辊轴51转动，在所述辊身54和所述辊轴51之间的两端设置两个深沟球轴承52，且所述两个深沟球轴承52内侧固定在所述辊轴51外侧且靠近所述辊轴51两端，外侧与所述辊身54固定，这样，所述两个深沟球轴承的内侧随所述辊轴51固定，外侧带动所述辊身54绕所述辊轴51转动。

另外所述辊轴1还设置所述隔套53，所述隔套53设置在所述两个深沟球轴承52之间且包覆在所述辊轴51上，通过所述辊身54内侧、隔套53外侧与所述两个深沟球轴承52之间围有空腔56。

为了便于在线加油润滑，延长所述立辊装配5的寿命，在所述辊轴51的一端设置注油杯55，所述立辊装配5内部设置通油孔57，所述通油孔57连通所述深沟球轴承52、空腔56、隔套53和注油杯55，所述通油孔57的两端设置两个端盖58来防止尘埃侵入并密封润滑油脂。所述端盖58内侧与所述辊轴51外侧轴肩固定连接，将靠近所述注油杯55的所述端盖58通过圆螺母591和圆螺母止退垫592固定在所述辊轴51上。

在具体实施时，所述立辊装配5的数量大于或者等于2个，沿所述进给工作台进给方向均匀分布在所述进给工作台1的下方。所述U型插装槽的位置与所述立辊装配5相匹配，既简化了轴的加工制造工序，减少了应力集中，又可靠限制了立辊的轴向及径向2个方向的自由度，使所述进给工作台1可沿所述导槽12做往复直线运动。

参见图5，为本发明实施例提供一种链轮机构的结构示意图，为了提供所述进给工作台1往复直线运动的动力源，本发明实施例中在所述导槽12的一端设置了电机9和减速机10，所述电机9和减速机10通过联合底脚板11固定到地面上。所述电机9为定尺机提供动力源，结构相对简单，现场占用空间尺寸较小，而且维护简单，运行成本低。所述电机9作为输出动力源，传动机构由所述减速机10通过其输出轴端部的链轮机构及所述立辊装配5来驱动所述进给工作台1沿轧材输送方向在所述导槽12腹板上做往复轴向直线进给运行，使所述进给工作台1获得纵向自由度，方便调整定尺机轴向定位参数。本发明实施例中，所述电机9采用JG251-10-2.1KW-547rpm辊道用三相异步电机，所述减速机10采用JZQ350-48.57减速机。

所述发电机9通过所述链轮机构将动力传递给所述进给工作台，以使所述工作台进行位置参数的调整。参见图5，所述链轮机构包括第一链轮2、第二链轮3和滚子链4，所述滚子链4与沿所述进给工作台1进给方向的进给工作台1的两端连接、且与第一链轮2、第二链轮3啮合。所述第一链轮2设置所述导槽12靠近所述电机9的一端，并与所述减速机10固定连接，固定在所述联合底脚板11上，所述第二链轮3设置在所述导槽12远离所述电机9的一端、与所述导槽12翼板内侧连接。

由于轮齿啮合过程中的接触应力较大，本发明实施例中所述第一链轮2和第二链轮3采用经过渗碳淬火热处理HRC45-50的低碳合金钢20CrMnTi，增加其强度及耐磨性，机械加工时采用范成法的3R GB1244-85三圆弧一直线齿形制造方案。

所述第二链轮3的链轮轴采用调制处理HBS260-280的碳素钢结构钢45，碳素钢对应力集中的敏感性较小，可通过热处理来提高其耐磨性及强度，具有较好的机加工及装配的工艺性，性价比较高。

所述滚子链4采用大节距的单排套筒滚子链，所述单排套筒滚子链传动效率高，可靠性好，无弹性打滑现象，具有较为恒定的平均速比和链速。所述第一链轮2和第二链轮3沿轧材输送方向分别设置在所述进给工作台1的两侧，当启动所述电机9，所述减速机10带动所述第一链轮2、第二链轮3和滚子链4组成的链轮机构转动，从而带动进给工作台1在所述导槽12上做往复进给直线运动。

为了保证所述滚子链4链速的均匀性及链传动的可靠性，本发明实施例中对所述第一链轮2和第二链轮3的的齿数进行了设计。在不影响到外廓传动尺寸的情况下，所述第一链轮2的齿数Z₁的数值越大则链轮分度圆越大，平均链速值V越大，链轮对链轮轴的作用力越小，有利于减小所述减速机10低速输出轴及所述第二链轮3的链轮轴刚性变形及弯曲疲劳极限应力值，增加其抗剪切疲劳强度及弯曲疲劳强度。但所述第一链轮2齿数Z₁过多时，随着所述滚子链4链节磨损后造成节距的增大，滚子与轮齿啮合点的节圆沿齿向向齿顶外移，极易造成跳齿及脱链故障，因此，所述第一链轮2和第二链轮3的链轮齿数选取为与链节数互为质数的奇数，且最大不超过120齿。

例如所述第一链路2的齿数选为Z₁＝17,为了减轻链速的不均匀性及动载冲击，使系统的瞬时链速保持恒定值，所述第二链轮3与所述第一链轮2采用相同的齿数Z₂＝Z₁＝17，此时，系统速比i＝1，此时所述第一链轮2和第二链轮3的啮合包角最大，α₁＝α₂＝180°。啮合齿数最多，瞬时链速保持恒定，链速的不均匀性及动载冲击最小，不易产生跳齿及脱链，链传动可靠性最高。

另外，所述第一链轮2和第二链轮3之间的转动中心距也会影响链传动的平稳性，当所述第一链轮2与第二链轮3之间的转动中心距设计过小时，虽然结构紧凑，但会造成单位时间内所述滚子链4啮合次数增多，降低耐磨性及疲劳强度，并影响到系统的啮合包角，降低链传动的可靠性；而当所述转动中心距设计过大时，虽然有利于链轮机构的可靠性，但会造成松边垂度过大而抖动，影响链传动的平稳性。

为了使所述滚子链4的松边获得合理的垂度，便于链节的进入与退出啮合，所述链轮机构还包括可调式张紧板结构，参见图6。所述可调式张紧板结构包括张紧板17、张紧板滑动托座19、锁紧螺母20、张紧螺栓21和张紧板紧固螺栓18。

所述张紧板17固定连接所述第二链轮3的链轮轴，所述张紧板滑动托座19焊接于所述导槽12翼缘内侧的19，所述张紧板17通过锁紧螺母20和张紧螺栓21活动连接在所述张紧板滑动托座19的滑槽内，所述张紧板17和张紧板滑动托座19通过张紧板紧固螺栓18固定连接。所述张紧板17与所述第二链轮3配装成套后装配在所述张紧板滑动托座19的滑槽内，所述张紧板滑动托座19焊接于导槽12的翼缘内侧边上，由所述张紧螺栓21旋合调整轴向定位参数，从而改变第一链轮2和第二链轮3的转动中心距，调整完成后第二链轮3由锁紧螺母20及张紧板紧固螺栓18相对于导槽12锁紧定位。在所述张紧板17上设置止退板22来限制第二链轮3的链轮轴的轴向自由度，使所述第二链轮3与第一链轮2及滚子链4的转动中心保持一致。通过改变所述转动中心距可以使所述链轮机构垂度保持在合理范围内，增大链条与链轮的啮合包角，提高转动可靠性。

参见图7，为本发明实施例提供的一种定尺机的结构示意图，所述定尺机8固定在所述进给工作台1上，包括自动升降结构以及与所述自动升降结构活动连接的挡板85，所述挡板85跨设在输送辊道23上，且所述挡板85的板面与输送辊道23的输送方向垂直，自然下落状态的所述挡板85的底面靠近所述输送辊道23。而且考虑到所述进给工作台1在工作状态下受到很大的轴向冲击载荷的作用，要求所述挡板85材质具有一定的抗压、抗冲击性能，疲劳强度较高，因此在本发明实施例中所述挡板85采用屈服强度高、焊接工艺性好的低合金结构钢(16Mn、δ＝30mm)。

在实际工作过程中，所述挡板85回落到冷剪机输送辊道23上，所述定尺机8处于定尺剪切状态，由上个工序输送而来的轧材24撞击所述挡板85，并按照定尺要求纵向精确定位，其速度瞬间降为零，所述轧材24的初始动能全部由所述挡板85吸收，然后冷剪机开始工作，定尺剪切出合乎规格长度要求的成品定尺轧材。延时1秒后，所述挡板85垂直上升，脱离输送辊道23，恢复轧件的工艺输送状态，辊道电机同时配合提速，所述成品定尺轧件由瞬时的静止状态加速到常态速，并快速脱离剪切区域，进入下一工序的打捆包装阶段，最后所述挡板85回落，所述定尺机8恢复到定尺剪切状态，并进入下一个周期的循环。

为缩短所述定尺机8的响应时间，便于电路系统的闭路循环及自动化控制，本发明实施例采用所述自动升降结构，所述自动升降结构包括气缸铰接底板81、气缸82、定尺机动力臂83和定尺机动力臂支座84，其中所述气缸铰接底板81和定尺机动力臂支座84均固定在所述进给工作台1上，所述气缸82的尾座与所述气缸铰接底板铰接，所述气缸82的耳轴与所述定尺机动力臂83的一端铰接，所述定尺机动力臂83的另一端与所述挡板85铰接，且所述定尺机动力臂83的中部与所述定尺机动力臂支座84铰接。

所述气缸铰接底板81与气缸82的尾座铰接构成滑动铰接结构，限制了所述气缸82缸筒的轴向及径向2个自由度，使其只能轴向小角度摆动，通过所述气缸82活塞杆的伸缩，所述气缸82的耳轴带动所述定尺机动力臂83径向转动，并使所述挡板82做周期性的升降运动。所述定尺机动力臂83的动力臂小于其阻力臂，使其具有动作行程放大的功能，即使动力源所述气缸82的活塞杆很小的轴向伸缩位移，所述挡板85也能得到很大的径向升降行程。

本发明实施例中所述自动升降结构的各结构部件均采用优质碳素钢结构钢45钢，铰链结构均采用自润滑的滑动轴承结构，通过在青铜机体上镶嵌多组具有固体润滑功能的石墨棒，使铰链结构转动灵活，有效寿命延长。铰接轴处的径向支撑均采用整体式滑动轴承结构，所选滑动轴承材质必须摩擦系数低，减磨性和耐磨性好，同时具备一定的抗压强度和疲劳强度。考虑到方案设计的工艺经济性，定尺机铰接轴套采用铝青铜ZCuAl10Fe3材质，这种材质磨合性好、耐磨性高而且有足够的强度，具有良好的低速稳定性及较高的旋转精度，承载力大、寿命长，但在承受重冲击变载荷时存在黏着倾向，对与其配合的定尺机铰接轴的轴颈表面要求加工精度较高，要具有足够的硬度及光洁度，因此对其配合的所述定尺机铰接轴选用经过20CrMnTi渗碳淬火处理(HRC45-50)的低合金结构钢，表面粗糙度3.2。另外通过结构设计上设置油杯进行在线油脂润滑，降低摩擦阻力，延长使用寿命。

为了便于本领域的技术人员更好地理解本技术方案，以下结合定尺机系统的使用过程进行进一步说明，所述定尺机系统的实际使用过程通常包括参数调整、预紧调整以及定尺工作等。

在参数调整时，松动所述紧定螺栓14，所述进给工作台1下降，焊接在所述进给工作台1下端的所述下压板也随之下降，进而带动所述立辊装配5下降到所述导槽12的腹板上，此时，所述立辊装配5支撑整个所述进给工作台1的全部重量，同时所述上摩擦板6和所述下压板7的接触工作面径向脱离，在所述电机9和减速机10的驱动下，所述第一链轮2转动，并通过所述滚子链4及第二链轮3拖动所述进给工作台1在所述导槽12的腹板踏面上沿所述进给工作台1的进给方向上往复直线运动，使所述定尺机8运动至定尺位置，进行预紧调整。

在预紧调整时，拧紧所述紧定螺栓14，作用于所述紧定螺栓14上的轴向拉应力通过所述托板16的刚性支撑反作用于所述焊接螺母15上，并进一步传递给所述进给工作台1，使所述进给工作台1相对所述导槽12提升，焊接固定于所述进给工作台1下端两侧的所述下压板7也随之上升，并与用紧定螺钉固定于所述导槽12翼板内侧的所述上摩擦板6压紧，在所述上摩擦板6和下压板7的接触工作面产生足够大的静摩擦作用力，在所述进给工作台1精准定位的基础上，防止定尺机8承受大轴向水平冲击载荷而造成其轴向冲击位移，使定尺偏差超差，影响定尺精度的控制。

在定尺工作时，控制定尺机8将挡板85回落到冷剪机输送辊道23上，所述定尺机8处于定尺剪切状态，由上个工序输送而来的轧材24撞击所述挡板85，并按照定尺要求纵向精确定位，其速度瞬间降为零，所述轧材24对所述挡板85大的冲击载荷，所述挡板85轴向承受轧件的冲击载荷，并将冲击作用力通过所述进给工作台1及所述导槽12传递给所述立柱上，最终由地面承载。然后冷剪机开始工作，定尺剪切出合乎规格长度要求的成品定尺轧材，延时1秒后，所述挡板85垂直上升，脱离输送辊道23，回复轧件的工艺输送状态，辊道电机同时配合提速，所述成品定尺轧件由瞬时的静止状态加速到常态速，并快速脱离剪切区域，进入下一工序的打捆包装阶段，最后所述挡板85回落，所述定尺机8回复到定尺剪切状态，并进入下一个周期的循环。

由以上实施例的描述可知，本发明实施例通过采用导槽上固定连接上摩擦板，所述上摩擦板与所述进给工作台固定连接的所述下压板之间组成静摩擦工作面，通过调节滑动螺旋机构调整所述进给工作台的径向高度使立辊装配上升，使所述上摩擦板和下压板之间的产生足够大的静摩擦力，能够纵向承受高能冲击载荷，快速吸收轧件的初始动能，使所述轧件瞬间降速为零，保证所述定尺机在遭受大的轴向水平冲击载荷时不会发生位移，从而具有很高的定尺精度。同时采用包括滚子链、第一链轮与第二链轮的链轮机构，滚子链传动效率高，可靠性好，无弹性打滑现象，方便调整定位参数，通过合理设计链轮和链轮轴的技术参数，降低进给工作系统的动载冲击及啮合冲击，从而达到不易磨损的效果，且链轮机构造价低、尺寸小、维护方便，使本发明实施例中的定尺机系统具有高精度、不易磨损、造价低、空间尺寸小、维护方便等优点。

实施例二

参见图8，为本发明实施例提供的另一种定尺机系统的结构示意图，包括进给工作台1、链轮机构、承载机构、滑动螺旋机构和定尺机8，本实施例与实施例一的区别之处在于，本实施例中在所述进给工作台1上固定连接两个定尺机，分别为第一定尺机08和第二定尺机008，沿所述进给工作台1的进给方向间隔固定在所述进给工作台1上。正常工作状态下，所述第一定尺机08的挡板为第一挡板，所述第二定尺机008的挡板为第二挡板，所述第一挡板配合冷剪机的定尺剪切，其主要作用是瞬间吸收上游工序而来的动态倍尺轧件的初始动能，并使其在静止状态下端面齐头，从而使倍尺轧件相对剪切机的剪刃纵向定位。主要存在2种工位状态：定尺剪切时处于回落工位状态，通过升降挡板吸收轧件的初始动能，并精确定位，所述第一挡板与冷剪机剪刃之间的纵向间距即为成品轧材的定尺长度，倍尺轧件定尺剪切完成后就变为成品定尺轧材，此时所述第一挡板处于上升工位状态，成品定尺轧材通过所述第一挡板与所述输送辊道23之间的径向间隙继续在所述输送辊道23上运动，直到再次撞击所述第二挡板而停下来，并端面定位齐头，此刻所述第二挡板回落工位状态。在所述第二挡板的端面设计有光电位移传感器，撞击的瞬间所发出的动能转化为电信号，反馈给后整理系统的下卸钢平托机构电控系统，触发其动作，构成完整的闭路循环系统，从而将定尺剪切并端面齐头后的成品定尺轧材脱离所述输送辊道23，使其进入到后道工续的后整理二次链移平台上，进行自动点数并打捆包装，进入最后的物流装卸环节。

实际工作状态下，由上到工序而来的床面倍尺轧材会被冷剪机进行连续的数次定尺剪切，而被剪切为多组成品定尺轧材。在正常轧制过程中，由于轧线上游坯料的长度存在浇注工艺误差，并在二次加热过程中有不同程度的氧化烧蚀，所轧制的床面倍尺轧材通常会有不同程度的长度误差，当后整理剪切机执行完最后一次定尺剪切后，原床面倍尺轧材中会掺杂一些达不到商业定尺长度的通尺轧废，这些废品将会通过所述第二挡板上升后与所述输送辊道23之间形成的径向间隙而进入到后道工序的通尺废品整理平台上，进行人工挑拣分离。

本发明实施例与实施一的相同之处，可参见实施例一，这里不再赘述。

由以上实施例的描述可知，本发明实施例相对于实施例一，定尺机的数量为两个，所述第一定尺机08的作用与实施例一的定尺机作用相同，均为协助冷剪机进行定尺剪切，所述第二定尺机008将撞击到所述第二挡板上的轧材进行端面定位齐头，将端面齐头后的成品定尺轧材脱离输送辊道23；同时，对于由于上游工艺原因而导致的达不到商业标准的通尺轧废，这些废品将会通过所述第二挡板与所述输送辊道23之间的径向间隙进入后道工序的通尺废品整理平台，进行人工条件分离，使所述定尺机系统不仅具有高精度、不易磨损、造价低、空间尺寸小、维护方便等优点，还具有端面齐头和分离通尺轧废的功能，节省了人工测量挑选和分离轧废。

与上述装置实施例相对应，本发明实施例还提供了一种定尺机系统的使用方法，包括以下步骤：

选取上述实施例的定尺机系统；

在定尺机定位参数精密调整的初始阶段，紧定螺栓14，所述进给工作台1下降，立辊装配5与导槽12腹板踏面接触，所述立辊装配5支撑整个所述进给工作台1的全部重量并可在所述导槽12腹板上平面纵向滚动，此时所述上摩擦板6和下压板7的接触静摩擦面径向脱离。

启动电机9和减速机10，驱动第一链轮2转动，通过滚子链4及第二链轮3纵向往复直线拖动所述进给工作台1在所述导槽12内纵向进给运动至定尺机8定尺位置。

切断所述电机9和减速机10电源开关，拧紧所述紧定螺栓14，使焊接螺母15轴向上升，带动所述进给工作台1上升运动，使所述立辊装配5脱离导槽12，并使所述上摩擦板6与下压板7的接触静摩擦面紧密结合。

控制定尺机8将挡板85回落到冷剪机输送辊道23上，所述定尺机8处于定尺剪切状态，由上个工序输送而来的轧材24撞击所述挡板85，并按照定尺要求纵向精确定位，其速度瞬间降为零，所述轧材24的初始动能全部由所述挡板85吸收，然后冷剪机开始工作，定尺剪切出合乎规格长度要求的成品定尺轧材，延时1秒后，所述挡板85垂直上升，脱离输送辊道23，回复轧件的工艺输送状态，辊道电机同时配合提速，所述成品定尺轧件由瞬时的静止状态加速到常态速，并快速脱离剪切区域，进入下一工序的打捆包装阶段，最后所述挡板85回落，所述定尺机8回复到定尺剪切状态，并进入下一个周期的循环。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种定尺机系统，其特征在于，包括进给工作台(1)、链轮机构、承载机构、滑动螺旋机构和定尺机(8)，其中：

所述承载机构包括：固定于地面的导槽(12)，所述导槽(12)外侧设置有托板(16)，所述导槽(12)内固定连接有与地面平行的上摩擦板(6)；

所述进给工作台(1)滑动设置于所述导槽(12)上，所述进给工作台(1)的底部固定连接有与地面平行的下压板(7)，所述下压板(7)在所述上摩擦板(6)的下方，所述上摩擦板(6)的下表面与所述下压板(7)上表面接触，所述下压板(7)固定连接立辊装配(5)，所述进给工作台(1)通过所述立辊装配(5)能够与所述导槽(12)相对滑动；

所述滑动螺旋机构包括相互匹配的焊接螺母(15)和紧定螺栓(14)，所述焊接螺母(15)固定在所述进给工作台(1)上，所述紧定螺栓(14)的底部与所述托板(16)刚性接触；

所述链轮机构包括滚子链(4)以及与所述滚子链(4)啮合的第一链轮(2)和第二链轮(3)，所述滚子链(4)与所述进给工作台(1)的两端固定连接、且沿所述进给工作台(1)的进给方向设置，所述第二链轮(3)通过可调式张紧板结构与所述导槽(12)固定连接，所述可调式张紧板结构包括与所述第二链轮(3)的链轮轴固定连接的张紧板(17)、焊接于所述导槽(12)翼缘内侧的张紧板滑动托座(19)，所述张紧板(17)通过锁紧螺母(20)和张紧螺栓(21)活动连接在所述张紧板滑动托座(19)的滑槽内，所述张紧板(17)和张紧板滑动托座(19)通过张紧板紧固螺栓(18)固定连接；

所述定尺机(8)固定连接在所述进给工作台(1)上。

2.根据权利要求1所述的定尺机系统，其特征在于，所述定尺机(8)包括：

与进给工作台(1)固定连接的气缸铰接底板(81)；

设置在所述气缸铰接底板(81)上的气缸(82)，所述气缸(82)的尾座与所述气缸铰接底板(81)活动连接；

与所述气缸(82)的耳轴活动连接的定尺机动力臂(83)，所述定尺机动力臂(83)的一端与所述耳轴活动连接；

与所述定尺机动力臂(83)的中部活动连接的定尺机动力臂支座(84)，所述定尺机动力臂支座(84)固定设置在所述进给工作台(1)上；

与所述定尺机动力臂(83)的另一端活动连接的挡板(85)，所述挡板(85)的工作承载面与输送辊道(23)的输送方向垂直。

3.根据权利要求1所述的定尺机系统，其特征在于，所述立辊装配(5)包括辊轴(51)、固定在所述辊轴(51)外侧且靠近所述辊轴(51)两端的两个深沟球轴承(52)、设置在所述两个深沟球轴承(52)之间且包覆在所述辊轴(51)上的隔套(53)以及包覆在所述深沟球轴承(52)外侧的辊身(54)，所述辊身(54)的内壁、隔套(53)的外壁与所述两个深沟球轴承(52)之间存在空腔(56)，所述辊轴(51)的一端设置注油杯(55)，所述立辊装配(5)内部设置通油孔(57)，所述通油孔(57)连通所述深沟球轴承(52)、空腔(56)、隔套(53)和注油杯(55)，所述通油孔(57)的两端分别设置有端盖(58)，所述端盖(58)内侧与所述辊轴(51)外侧轴肩固定连接，其中，靠近所述注油杯(55)的所述端盖(58)通过圆螺母(591)和圆螺母止退垫(592)固定在所述辊轴(51)上，所述立辊装配(5)的数量大于或者等于2个、沿所述进给工作台(1)进给方向均匀分布在所述进给工作台(1)的下方。

4.根据权利要求1所述的定尺机系统，其特征在于，所述导槽(12)能够通过立柱(13)固定于地面，所述立柱(13)的数量大于或者等于2个、沿所述进给工作台(1)进给方向均匀分布在所述导槽(12)的下方。

5.根据权利要求1所述的定尺机系统，其特征在于，所述滑动螺旋机构包括渗碳淬火处理的合金钢滑动螺旋副，所述焊接螺母(15)的内螺纹和所述紧定螺栓(14)的外螺纹相互配合、均包括工作面牙型半角为3°、非工作面牙型半角为30°的单向承载的锯齿形螺纹，所述滑动螺旋机构的数量大于或者等于2个、沿所述进给工作台(1)进给方向均匀分布在所述进给工作台(1)上。

6.根据权利要求1所述的定尺机系统，其特征在于，所述滚子链(4)包括单排套筒滚子链。

7.根据权利要求1所述的定尺机系统，其特征在于，还包括电机(9)和减速机(10)，所述第一链轮(2)与减速机(10)固定连接，所述减速机(10)与电机(9)固定连接，所述减速机(10)与电机(9)均固定在联合底脚板(11)上，所述联合底脚板(11)固定于地面。

8.根据权利要求1或2所述的定尺机系统，其特征在于，包括第一定尺机(08)和第二定尺机(008)，所述第一定尺机(08)和第二定尺机(008)沿所述进给工作台(1)的进给方向间隔设置在所述进给工作台(1)上。

9.根据权利要求8所述的定尺机系统，其特征在于，所述第二定尺机(008)的挡板(85)端面上设置光电位移传感器，所述光电位移传感器与后道工序整理系统的下卸钢平托机构电控系统电连接。

10.一种定尺机系统的使用方法，应用于如权利要求1-9任一所述的定尺机，其特征在于，包括以下步骤：

松动紧定螺栓(14)，所述进给工作台(1)下降，立辊装配(5)与导槽(12)踏面滚动接触，上摩擦板(6)的下表面与下压板(7)的上表面径向脱离；

通过电机(9)和减速机(10)驱动第一链轮(2)转动，通过滚子链(4)及第二链轮(3)纵向往复直线拖动所述进给工作台(1)，使所述进给工作台(1)在所述导槽(12)内纵向运动至定尺机(8)定尺位置；

当进给工作台(1)运动至所述定尺位置后，切断电机(9)和减速机(10)电源开关，拧紧所述紧定螺栓(14)，固定于所述进给工作台(1)上的焊接螺母(15)在反作用轴向预紧力的作用下，带动所述进给工作台(1)上升运动，同时带动立辊装配(5)脱离导槽(12)，并使所述上摩擦板(6)的下表面与下压板(7)的上表面紧密接触；

控制定尺机(8)将挡板(85)落到输送辊道(23)上，阻止轧件向前移动；

冷剪机完成轧件剪切后，控制所述定尺机(8)将所述挡板(85)提升，以使剪切后的轧件进入后道工序整理系统。