CN106391712B - 一种钢丝绳升降棒材及中厚板机械定尺设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钢丝绳升降棒材及中厚板机械定尺设备及方法，属于轧钢技术领域。该设备包括定尺辊道、轨道装置、挡板升降装置、定尺小车、行走机构、限力装置、夹轨制动器及检测控制装置。利用该设备进行定尺剪切的方法是建立一整套对棒材及中厚板进行定尺剪切配套系统，通过大量的现场统计数据后，本系统可以确保解决剪切后的棒材及中厚板成品冷却到常温后，可满足用户对无级定尺的要求，其成品长度精度控制在理想的公差范围内，以提高产品质量。本设计合理，结构简单，质量可靠，生产和维修成本低。

Description

一种钢丝绳升降棒材及中厚板机械定尺设备及方法

技术领域

本发明涉及轧钢技术领域，特别是指一种钢丝绳升降棒材及中厚板机械定尺设备及方法。

背景技术

中国钢铁产品整体质量档次不高，与用户的要求有较大的差距，产品质量、性能及品种还不能满足各行业对其品种质量的要求。产品表面质量、产品尺寸精度、产品质量稳定性和总体实物质量是目前中国钢材在产品质量方面首先需要改进的方向。随着市场激烈竞争已经蔓延到各行各业，钢铁公司也同样面临着降成本和质量压力，对棒材及中厚板定尺长度精度的要求也越来越高。目前从形式上有悬臂移动式、龙门移动式、光学式，从挡板升降方式上有气缸式、液压缸式、电液推杆式、机械摆臂式、钢丝绳式。悬臂移动式因刚度较差，仅在棒材生产上有应用，光学式因现场环境恶劣，精度和准确率一直不理想，应用的极少，龙门式应用的较为普遍，有德马克公司等外国公司的定尺机在国内应用，本发明属龙门钢丝绳式，与目前的设备相比，具有操作简单、维修空间大、动作可靠、备件少、维修成本低、定尺控制精度高、节省人员、满足用户对无级定尺的要求、可提高成材率和生产效率等优点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种钢丝绳升降棒材及中厚板机械定尺设备及方法，可以实现操作简单、维修空间大、动作可靠、备件少、维修成本低、定尺控制精度高、节省人员、满足用户对无级定尺的要求、大幅度提高成材率和生产效率。

该设备包括定尺辊道、轨道装置、挡板升降装置、定尺小车、行走机构、限力装置、夹轨制动器和检测控制装置，轨道装置安装在定尺辊道两侧，检测控制装置对整个设备进行控制；

其中，定尺辊道包括电动机一、减速机一、联轴器一和辊子；

轨道装置包括钢结构立柱、钢结构轨道梁、钢轨、开式齿条，钢结构立柱支撑整个设备，钢结构轨道梁安装在钢结构立柱上，钢轨铺设在钢结构轨道梁上，钢结构轨道梁内侧设置平台，平台上安装开式齿条；

挡板升降装置包括电动机二、减速机二、联轴器二、卷筒装置、钢丝绳、定滑轮装置、配重装置、挡板装置，卷筒装置由电动机二驱动，卷筒装置通过钢丝绳、定滑轮装置和配重装置带动挡板装置升降；

定尺小车包括钢结构车体和车轮装置，车轮装置安装在钢结构车体上；

行走机构包括电动机三、减速机三、联轴器三、主动齿轮装置及被动齿轮装置，电动机三通过联轴器三驱动主动齿轮装置，被动齿轮装置支撑定尺小车；

限力装置包括弹簧、保持架和压力辊，压力辊压在钢结构轨道梁的表面；

夹轨制动器包括液压缸、杠杆装置、夹轨装置，液压缸206、杠杆装置和夹轨装置依次相连；

检测控制装置包括棒材及中厚板长度检测装置、辊道及定尺机控制装置及现场监测装置。

辊子形状根据工艺要求可以是平辊或花辊，但必须是单独传动。

轨道装置呈两列布置，分别在定尺辊道外侧，单侧轨道装置的钢结构轨道梁内侧设置平台安装开式齿条，外侧设置平台安装长钢轨，在靠近定尺辊道传动侧的钢结构轨道梁的外侧设置长度标尺，可以显示定尺挡板位置。

电动机二驱动卷筒装置，通过钢丝绳、定滑轮装置、配重装置带动定尺挡板装置升降，当棒材及中厚板头部顶住定尺挡板时，由定尺挡板内置的弹性胶体缓冲器吸收其冲击。

钢结构车体作为小车行走机构、挡板升降装置、限力装置、夹轨制动器的载体，在其上部四角安装了四个自由车轮，来保证小车能够被驱动。

电动机三驱动主动齿轮装置的圆柱齿轮，其与轨道装置上部内侧设置的长开式齿条啮合，驱动定尺小车移动，被动齿轮装置起到支撑定尺小车、保持定尺小车移动同步的作用。

限力装置安装在定尺小车的四个与钢结构轨道梁对应位置的外侧，压力辊压在钢结构轨道梁的表面上，使其保持压迫状态时，随定尺小车直线移动，保证定尺小车的对中，限制挡板的倾斜。

夹轨制动器安装在定尺小车后部平台上面，由安装在平台上面的液压系统驱动左右两只液压缸，待定尺小车到达制定位置时，液压缸向下拉紧杠杆装置一端，杠杆装置另一端拉紧夹轨装置夹紧导轨上部，完成定尺小车4制动。当需要移动定尺小车时，动作顺序与之相反。

检测控制装置包括棒材及中厚板长度检测装置、辊道及定尺机控制装置及现场监测装置。首先由操作台上的操作工根据预设，定好定尺长度，当钢板进入剪切区时，两个红外测温传感器将钢板的两条纵向温度测量出来，将钢板的温度与定尺长度设定值同时送入工控机，依据缩长量模型，计算出定尺机挡板的位置。即通过计算机控制模型计算出钢板在此温度、定尺长度要求和已知钢板材质的条件下，钢板定尺长度的补偿量，再送到PLC完成控制，最后由交流伺服控制器控制电动机的旋转角度，通过机械传动来最终控制定尺机挡板最佳位置，摄像头对显示剪切机固定剪刃与定尺挡板的相对距离、显示棒材及中厚板头部顶住定尺挡板状况进行拍摄，操作工根据视屏状况，进行人工确认，当确认钢板头部紧密顶住定尺挡板时，启动剪切机开始剪切。

采用该设备的方法包括如下步骤：

S1、由定尺辊道运输棒材及中厚板到达待剪切区域；

S2、设置剪切机达到待剪切状态；

S3、设置检测控制装置中的两个红外测温传感器将棒材及中厚板的两条纵向温度测量出来，将测量得到的温度与定尺长度设定值同时送入工控机，依据缩长量模型，计算出定尺机挡板的位置；

S4、设置操作台上的操作工按上述要求设定剪切定尺长度；

S5、设置交流伺服控制器控制定尺小车行走机构的电动机三的旋转角度，通过机械传动来最终控制定尺挡板最佳位置；

S6、设置挡板升降装置动作，由钢丝绳把挡板降下到定尺辊道指定位置；

S7、设置检测控制装置的摄像头对显示剪切机固定剪刃与定尺挡板的相对距离进行拍摄，操作工根据视屏状况，进行人工确认；

S8、设置棒材及中厚板当距离定尺挡板约1m位置时，定尺辊道减速，把棒材及中厚板以低速缓慢贴近定尺挡板；

S9、设置当棒材及中厚板头部顶住定尺挡板时，由定尺挡板内置的弹性胶体缓冲器吸收冲击，由定尺辊道的摩擦力保证定尺辊道与定尺挡板工作表面的全面接触；

S10、设置检测控制装置的摄像头对显示棒材及中厚板头部顶住定尺挡板状况进行拍摄，操作工根据视屏状况，进行人工确认；

S11、设置一切符合要求时，人工启动剪切机，开始定尺剪切；

S12、设置定尺辊道把剪切后的成品运输离开剪切机；

S13、设置成品冷却到常温后，其长度精度需控制在理想的公差范围内；

S14、工作完成。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，与现有的设备相比，具有操作简单、维修空间大、动作可靠、备件少、维修成本低、定尺控制精度高、节省人员、满足用户对无级定尺的要求，可提高成材率和产品质量，使产品性能更加优良，更加具有市场竞争力，是一项新工艺，新技术。

附图说明

图1为本发明的钢丝绳升降棒材及中厚板机械定尺设备的主视图；

图2为本发明的钢丝绳升降棒材及中厚板机械定尺设备的左视图；

图3为本发明的钢丝绳升降棒材及中厚板机械定尺设备的俯视图；

图4为本发明的钢丝绳升降棒材及中厚板机械定尺设备的实施例中的剖视图。

其中：

1、定尺辊道；

2、轨道装置；

3、挡板升降装置；

4、定尺小车；

5、行走机构；

6、限力装置；

7、夹轨制动器；

8、检测控制装置；

101、电动机一；

102、减速机一；

103、联轴器一；

104、辊子；

105、钢结构立柱；

106、钢结构轨道梁；

107、钢轨；

108、开式齿条；

109、电动机二；

110、减速机二；

111、联轴器二；

112、卷筒装置；

113、钢丝绳；

114、定滑轮装置；

115、配重装置；

116、挡板装置；

117、钢结构车体；

118、车轮装置；

201、电动机三；

202、减速机三；

203、联轴器三；

204、主动齿轮装置；

205、被动齿轮装置；

206、液压缸；

207、杠杆装置；

208、夹轨装置；

209、长度检测装置；

210、辊道及定尺机控制装置；

211、现场监测装置；

301、弹簧；

302、保持架；

303、压力辊。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种钢丝绳升降棒材及中厚板机械定尺设备及方法，如图1、图2、图3和图4所示，该设备包括定尺辊道1、轨道装置2、挡板升降装置3、定尺小车4、行走机构5、限力装置6、夹轨制动器7和检测控制装置8，其中，定尺辊道1包括电动机一101、减速机一102、联轴器一103和辊子104，轨道装置2包括钢结构立柱105、钢结构轨道梁106、钢轨107、开式齿条108，挡板升降装置3包括电动机二109、减速机二110、联轴器二111、卷筒装置112、钢丝绳113、定滑轮装置114、配重装置115、挡板装置116，定尺小车4包括钢结构车体117和车轮装置118，行走机构5包括电动机三201、减速机三202、联轴器三203、主动齿轮装置204及被动齿轮装置205，限力装置6包括弹簧301、保持架302及压力辊303，夹轨制动器7包括液压缸206、杠杆装置207、夹轨装置208，检测控制装置8包括棒材及中厚板长度检测装置209、辊道及定尺机控制装置210及现场监测装置211。

在整个设备中，轨道装置2安装在定尺辊道1两侧，检测控制装置8对整个设备进行控制。

钢结构立柱105支撑整个设备，钢结构轨道梁106安装在钢结构立柱105上，钢轨107铺设在钢结构轨道梁106上，钢结构轨道梁106内侧设置平台，平台上安装开式齿条108；卷筒装置112由电动机二109驱动，卷筒装置112通过钢丝绳113、定滑轮装置114和配重装置116带动挡板装置116升降；车轮装置118安装在钢结构车体117上；电动机三201通过联轴器三203驱动主动齿轮装置204，被动齿轮装置205支撑定尺小车4；压力辊303压在钢结构轨道梁106的表面；液压缸206、杠杆装置207和夹轨装置208依次相连。

辊子104在本实施例中根据工艺要求为平辊，辊子104单独传动。

轨道装置2呈两列布置，分别在定尺辊道1外侧，单侧轨道装置的钢结构轨道梁106内侧设置平台安装开式齿条108，外侧设置平台安装长钢轨107，在靠近定尺辊道1传动侧的钢结构轨道梁106的外侧设置长度标尺。

定尺挡板内置弹性胶体缓冲器。

钢结构车体117上部四角安装四个自由车轮。主动齿轮装置204的圆柱齿轮与轨道装置2上部内侧设置的开式齿条108啮合，驱动定尺小车4移动。限力装置6安装在定尺小车4的四个与钢结构轨道梁106对应位置的外侧。夹轨制动器7安装在定尺小车4后部平台上面，由安装在平台上面的液压系统驱动左右两只液压缸206，待定尺小车4到达制定位置时，液压缸206向下拉紧杠杆装置207一端，杠杆装置207另一端拉紧夹轨装置208夹紧导轨上部，完成定尺小车4制动。

该设备的具体操作方法如下：

S1、由定尺辊道运输棒材及中厚板到达待剪切区域：

S2、设置剪切机达到待剪切状态：

S3、设置两个红外测温传感器将棒材及中厚板的两条纵向温度测量出来，将钢板的温度与定尺长度设定值同时送入工控机，依据缩长量模型，计算出定尺机挡板的位置：

S4、设置操作台上的操作工按上述要求设定好剪切定尺长度：

S5、设置交流伺服控制器控制小车行走机构的电动机的旋转角度，通过机械传动来最终控制定尺机挡板最佳位置；

S6、设置挡板升降装置动作，由钢丝绳把定尺挡板降下到定尺辊道指定位置；

S7、设置检测控制装置的摄像头对显示剪切机固定剪刃与定尺挡板的相对距离进行拍摄，操作工根据视屏状况，进行人工确认；

S8、设置棒材及中厚板当距离定尺挡板约1m位置时，定尺辊道减速，把棒材及中厚板以低速缓慢贴近定尺挡板；

S9、设置当棒材及中厚板头部顶住定尺挡板时，由定尺挡板内置的弹性胶体缓冲器吸收其冲击，由定尺辊道的摩擦力保证其与定尺挡板工作表面的全面接触；

S10、设置检测控制装置的摄像头对显示棒材及中厚板头部顶住定尺挡板状况进行拍摄，操作工根据视屏状况，进行人工确认；

S11、设置一切符合要求时，人工启动剪切机，开始定尺剪切：

S12、设置定尺辊道把剪切后的成品运输离开剪切机；

S13、设置成品冷却到常温后，其长度精度需控制在理想的公差范围内：

S14、工作完成。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，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 (7)

1.一种钢丝绳升降棒材及中厚板机械定尺设备，其特征在于：包括定尺辊道、轨道装置、挡板升降装置、定尺小车、行走机构、限力装置、夹轨制动器和检测控制装置，轨道装置安装在定尺辊道两侧，检测控制装置对整个设备进行控制；

其中，定尺辊道包括电动机一、减速机一、联轴器一和辊子；

轨道装置包括钢结构立柱、钢结构轨道梁、钢轨、开式齿条，钢结构立柱支撑整个设备，钢结构轨道梁安装在钢结构立柱上，钢轨铺设在钢结构轨道梁上，钢结构轨道梁内侧设置平台，平台上安装开式齿条；

挡板升降装置包括电动机二、减速机二、联轴器二、卷筒装置、钢丝绳、定滑轮装置、配重装置、挡板装置，卷筒装置由电动机二驱动，卷筒装置通过钢丝绳、定滑轮装置和配重装置带动挡板装置升降；

定尺小车包括钢结构车体和车轮装置，车轮装置安装在钢结构车体上；

行走机构包括电动机三、减速机三、联轴器三、主动齿轮装置及被动齿轮装置，电动机三通过联轴器三驱动主动齿轮装置，被动齿轮装置支撑定尺小车；

限力装置包括弹簧、保持架及压力辊，压力辊压在钢结构轨道梁的表面；

夹轨制动器包括液压缸、杠杆装置、夹轨装置，液压缸、杠杆装置和夹轨装置依次相连；

检测控制装置包括棒材及中厚板长度检测装置、辊道及定尺机控制装置及现场监测装置；

所述辊子形状根据工艺要求为平辊或花辊，辊子单独传动；

所述轨道装置呈两列布置，分别在定尺辊道外侧，单侧轨道装置的钢结构轨道梁内侧设置平台安装开式齿条，外侧设置平台安装长钢轨，在靠近定尺辊道传动侧的钢结构轨道梁的外侧设置长度标尺。

2.根据权利要求1所述的钢丝绳升降棒材及中厚板机械定尺设备，其特征在于：所述挡板升降装置中，定尺挡板内置弹性胶体缓冲器，吸收冲击。

3.根据权利要求1所述的钢丝绳升降棒材及中厚板机械定尺设备，其特征在于：所述钢结构车体作为小车行走机构、挡板升降装置、限力装置、夹轨制动器的载体，在钢结构车体上部四角安装四个自由车轮。

4.根据权利要求1所述的钢丝绳升降棒材及中厚板机械定尺设备，其特征在于：所述主动齿轮装置的圆柱齿轮与轨道装置上部内侧设置的开式齿条啮合，驱动定尺小车移动。

5.根据权利要求1所述的钢丝绳升降棒材及中厚板机械定尺设备，其特征在于：所述限力装置安装在定尺小车的四个与钢结构轨道梁对应位置的外侧。

6.根据权利要求1所述的钢丝绳升降棒材及中厚板机械定尺设备，其特征在于：所述夹轨制动器安装在定尺小车后部平台上面，由安装在平台上面的液压系统驱动左右两只液压缸，待定尺小车到达制定位置时，液压缸向下拉紧杠杆装置一端，杠杆装置另一端拉紧夹轨装置夹紧导轨上部，完成定尺小车制动。

7.利用权利要求1所述的钢丝绳升降棒材及中厚板机械定尺设备的方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、由定尺辊道运输棒材及中厚板到达待剪切区域；

S2、设置剪切机达到待剪切状态；

S3、设置检测控制装置中的两个红外测温传感器将棒材及中厚板的两条纵向温度测量出来，将测量得到的温度与定尺长度设定值同时送入工控机，依据缩长量模型，计算出定尺机挡板的位置；

S4、设置操作台上的操作工按上述要求设定剪切定尺长度；

S5、设置交流伺服控制器控制定尺小车行走机构的电动机三的旋转角度，通过机械传动来最终控制定尺挡板最佳位置；

S6、设置挡板升降装置动作，由钢丝绳把挡板降下到定尺辊道指定位置；

S7、设置检测控制装置的摄像头对显示剪切机固定剪刃与定尺挡板的相对距离进行拍摄，操作工根据视屏状况，进行人工确认；

S8、设置棒材及中厚板当距离定尺挡板0.8-1.2m位置时，定尺辊道减速，把棒材及中厚板以低速缓慢贴近定尺挡板；

S9、设置当棒材及中厚板头部顶住定尺挡板时，由定尺挡板内置的弹性胶体缓冲器吸收冲击，由定尺辊道的摩擦力保证定尺辊道与定尺挡板工作表面的全面接触；

S10、设置检测控制装置的摄像头对显示棒材及中厚板头部顶住定尺挡板状况进行拍摄，操作工根据视屏状况，进行人工确认；

S11、设置一切符合要求时，人工启动剪切机，开始定尺剪切；

S12、设置定尺辊道把剪切后的成品运输离开剪切机；

S13、设置成品冷却到常温；

S14、工作完成。