CN110800473A - 一种打捆成型器的改进方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢铁生产设备设计领域,特别是涉及一种打捆成型器的改进方法,其技术方案要点是:包括如下方法:根据待改进的打捆成型器建立模型,确定打捆成型器的结构,并确定打捆成型器的初始尺寸;设定打捆时捆包的最大和最小捆径,通过最大捆径与最小捆径之间的几何关系确定打捆成型器打捆的位置和形状;模拟打捆成型器打捆工作过程,使得打捆成型器满足位置和形状的要求,通过打捆成型器工作过程中的运动规律以及组件之间的几何关系确定打捆成型器各组件参数;当校核打捆成型器打捆工作符合预设要求时,根据组件参数生产得到改进后的打捆成型器。本发明实现了打捆成型器对不同捆径要求的捆包都能够打的紧,打的圆。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁生产设备设计领域,特别是涉及一种打捆成型器的改进方法。
背景技术
棒材打捆成型器是棒材生产线上必需的精整设备,与棒材打包机配合使用,将辊道输送过来的多条棒材夹紧,使之形成圆形或者近似圆形的捆包形状,再用打包机对成型后的棒材捆包用钢线捆紧扭结完成打包。现有的打捆成型器存在对小直径捆包打不紧、打不圆的问题。因为打包机扭结头的设计工作位置是在捆包上方45度角的位置,打包机的扭结头是在一条垂线上运动的。
现有打捆成型器因连杆长度以及连杆的铰接位置不合理,打捆成型器在对不同捆径的捆包进行成型时,不能使不同捆径的捆包上方45度角的位置在同一条垂线上,导致小捆径的捆包打不紧打不圆。
综上,现有打捆成型机的问题是设计方法存在问题:打捆成型器的连杆长度以及铰接位置不合理,打捆时捆包的扭结点不在一条垂线上导致小捆径的捆包打不紧,以及设计不良造成小直径捆包打不圆。
发明内容
基于此,有必要针对现有打捆成型器在对不同捆径的捆包打捆时的打捆位置不在一条垂线上导致对不同捆径的捆包打捆时打不紧、打不圆的问题,提供一种打捆成型器的设计方法。
一种打捆成型器的设计方法,包括如下方法:
根据待改进的打捆成型器建立模型,确定所述打捆成型器的结构,并确定所述打捆成型器的初始尺寸;
设定打捆时捆包的最大和最小捆径,通过最大捆径与最小捆径之间的几何关系确定所述打捆成型器打捆的位置和形状;
模拟所述打捆成型器打捆工作过程,使得所述打捆成型器满足所述位置和形状的要求,通过所述打捆成型器工作过程中的运动规律以及组件之间的几何关系确定所述打捆成型器各组件参数;
当校核所述打捆成型器打捆工作符合预设要求时,根据所述组件参数生产得到改进后的打捆成型器。
在其中一个实施例中,根据待改进的打捆成型器建立模型,确定所述打捆成型器的结构,包括:
所述打捆成型器包括油缸、主动弧形爪、第一从动弧形爪、第二从动弧形爪、第三从动弧形爪,第一铰接固定点、第二铰接固定点、第三铰接固定点,所述主动弧形爪铰接于所述第一铰接固定点,所述第一从动弧形爪铰接于所述第二铰接固定点,所述第二从动弧形爪铰接于所述第三铰接固定点,所述第三从动弧形爪铰接于所述第一铰接固定点,所述油缸驱动所述主动弧形爪绕所述第一铰接固定点转动,所述第一从动弧形爪设有导向板,所述主动弧形爪设有大导轮和小导轮,所述主动弧形爪通过所述大导轮和所述小导轮夹住所述导向板带动所述第一从动弧形爪绕所述第二铰接固定点转动,所述主动弧形爪与所述第二从动弧形爪之间铰接有连杆,所述主动弧形爪带动所述第二从动弧形爪绕所述第三铰接固定点转动,所述第三从动弧形爪设有立导轮与所述第一从动弧形爪接触,所述第一从动弧形爪转动时通过所述立导轮带动所述第三从动弧形爪绕所述第一铰接固定点转动;
所述确定所述打捆成型器的初始尺寸,包括:
记录所述连杆长度以及所述连杆的铰接位置。
在其中一个实施例中,所述确定所述打捆成型器打捆的位置和形状,包括:
所述确定所述打捆成型器打捆的位置和形状还包括,确定所述打捆成型器打捆的位置是在捆包上方的四十五度角,保证不同捆径的捆包的打捆位置在同一条垂线上,保证不同捆径的捆包打捆为圆形或近似圆形。
在其中一个实施例中,模拟所述打捆成型器打捆工作过程,使得所述打捆成型器满足所述位置和形状的要求,包括:
使用软件模拟机械运动轨迹的方法,调整所述油缸行程,使得所述主动弧形爪和所述第一从动弧形爪满足所述打捆成型器打捆时最大到最小捆包的捆径的打捆位置和形状的要求。
在其中一个实施例中,所述软件模拟机械运动轨迹的方法为根据所述油缸驱动所述主动弧形爪绕所述第一铰接固定点转动,所述主动弧形爪转动时带动所述第一从动弧形爪绕所述第二铰接固定点转动这一规律,用软件模拟确定所述油缸运动到任意位置时,所述主动弧形爪的所在位置,同理,可依次确定所述第一从动弧形爪、第二从动弧形爪及第三从动弧形爪的所在位置,从而画出四个弧形爪组成的不同捆包的形状。
在其中一个实施例中,所述通过所述打捆成型器工作过程中的运动规律以及组件之间的几何关系确定所述打捆成型器各组件参数,包括:
采用连杆机构几何原理化法、软件作图几何求解法确定所述连杆铰接点位置及连杆长度,使所述第二从动弧形爪满足最大和最小捆径的捆包时成型器的打捆位置和形状的要求。
在其中一个实施例中,所述连杆机构几何原理化法为对于所述第一从动弧形爪、第二从动弧形爪和连杆组成的连杆机构,通过选取弧形爪和连杆上的特征点和线,将其运动规律简化为几何图形。
在其中一个实施例中,所述软件作图几何求解法为连杆长度及连杆铰接点位置三个几何未知数,在软件中通过作图改变其中两个几何未知数,即连杆铰接点位置,发现第三个几何未知数,即连杆长度的变化规律,根据此规律,找到合适的连杆铰接点位置,从而确定连杆长度,即同时解得三个几何未知数。
在其中一个实施例中模拟所述打捆成型器打捆工作过程,使得所述打捆成型器满足所述位置和形状的要求,通过所述打捆成型器工作过程中的运动规律以及组件之间的几何关系确定所述打捆成型器各组件参数,包括:
确定所述第一从动弧形爪上的曲线,使所述第三从动弧形爪的运动满足使用要求。
上述一种打捆成型器的设计方法,先通过设计打捆成型器的结构,初步设定打捆成型器组件的尺寸,再通过捆包最大和最小的捆径确定打捆成型器打捆的位置和形状,接着通过软件模拟打捆成型器的工作过程及各组件运动情况,确定各组件的具体参数,最后校核打捆成型器能否达到打捆工作的要求,通过上述方法可以确定打捆成型器的结构和组件的参数,实现了打捆成型器在对不同捆径的捆包打捆时的打捆位置在一条垂线上,对不同捆径要求的捆包也能够打的紧,打的圆。
附图说明
图1是本实施例的打捆成型器设计方法示意图;
图2是本实施例中初步设定的打捆成型器的结构示意图;
图3是本实施例中最大和最小捆径捆包的打捆位置和形状示意图;
图4是本实施例中初步设定的打捆成型器的最大捆径工作状态示意图;
图5是本实施例中初步设定的打捆成型器的最小捆径工作状态示意图;
图6是本实施例中主动弧形爪和第一从动弧形爪在最小捆径的打捆位置示意图;
图7是本实施例中第二从动弧形爪在最小捆径的打捆位置示意图;
图8是本实施例中确定连杆长度和铰接位置的原理示意图;
图9是本实施例中不同捆径捆包打捆位置和形状的示意图;
图10是本实施例中设计完成的打捆成型器的最大捆径工作状态示意图;
图11是本实施例中设计完成的打捆成型器的最小捆径工作状态示意图;
图12是本实施例中设计完成的打捆成型器的中间捆径工作状态示意图;
图13是本实施例中设计完成的打捆成型器的打开工作状态示意图。
图中:1、油缸;2、主动弧形爪;3、第一从动弧形爪;4、第二从动弧形爪;5、第三从动弧形爪;6、连杆;7、大导轮;8、导向板;9、小导轮;10、第一铰接固定点;11、第二铰接固定点;12、第三铰接固定点;13、立导轮。
具体实施方式
在一个实施例中,如图1所示,一种打捆成型器的设计方法,包括如下方法:
步骤101:根据待改进的打捆成型器建立模型,确定所述打捆成型器的结构,并确定所述打捆成型器的初始尺寸;
步骤102:设定打捆时捆包的最大和最小捆径,通过最大捆径与最小捆径之间的几何关系确定所述打捆成型器打捆的位置和形状;
步骤103:模拟所述打捆成型器打捆工作过程,使得所述打捆成型器满足所述位置和形状的要求,通过所述打捆成型器工作过程中的运动规律以及组件之间的几何关系确定所述打捆成型器各组件参数;
步骤104:当校核所述打捆成型器打捆工作符合预设要求时,根据所述组件参数生产得到改进后的打捆成型器。
先通过设计打捆成型器的结构,初步设定打捆成型器组件的尺寸,再通过捆包最大和最小的捆径确定打捆成型器打捆的位置和形状,接着通过软件模拟打捆成型器的工作过程及各组件运动情况,确定各组件的具体参数,最后校核打捆成型器能否达到打捆工作的要求,通过上述方法可以确定打捆成型器的结构和组件的参数,实现了打捆成型器在对不同捆径的捆包打捆时的打捆位置在一条垂线上,对不同捆径要求的捆包也能够打的紧,打的圆。
在一个实施例中,如图2所示,初步设计的所述打捆成型器包括油缸1、主动弧形爪2、第一从动弧形爪3、第二从动弧形爪4、第三从动弧形爪5,第一铰接固定点10、第二铰接固定点11、第三铰接固定点12,所述主动弧形爪2铰接于所述第一铰接固定点10,所述第一从动弧形爪3铰接于所述第二铰接固定点11,所述第二从动弧形爪4铰接于所述第三铰接固定点12,所述第三从动弧形爪5铰接于所述第一铰接固定点10,所述油缸1驱动所述主动弧形爪2绕所述第一铰接固定10点转动,所述第一从动弧形爪3设有导向板8,所述主动弧形爪2设有大导轮7和小导轮9,所述主动弧形爪2通过所述大导轮7和所述小导轮9夹住所述导向板8带动所述第一从动弧形爪3绕所述第二铰接固定点11转动,所述主动弧形爪2与所述第二从动弧形爪4之间铰接有连杆6,所述主动弧形爪2带动所述第二从动弧形爪4绕所述第三铰接固定点12转动,所述第三从动弧形爪5设有立导轮13与所述第一从动弧形爪3接触,所述第一从动弧形爪3转动时通过所述立导轮13带动所述第三从动弧形爪5绕所述第一铰接固定点10转动。
在一个实施例中,如图3所示,所述确定所述打捆成型器打捆的位置和形状还包括,确定所述打捆成型器打捆的位置是在捆包上方的四十五度角,保证不同捆径的捆包的打捆位置在同一条垂线上,保证不同捆径的捆包打捆为圆形或近似圆形。
画直径为最大和最小捆径的圆分别为O1、O2,代表最大和最小捆径捆包目标形状,找到两圆上方45°角的点A、B(代表捆包扭结目标位置),调整两圆位置,使通过点A、B的直线与水平面垂直,此时两圆位置为最大和最小捆包目标位置,线段AB为不同捆径捆包扭结的目标位置。实际使用时,调整打包机的位置,使其扭结头位置在直线AB上,即可保证对于不同捆径的捆包,扭结头均在捆包上方45度角的位置。
在一个实施例中,如图4和图5所示,所述使用软件模拟所述打捆成型器打捆工作过程,确定所述打捆成型器各组件参数包括,使用软件模拟机械运动轨迹的方法,调整所述油缸1行程,使得所述主动弧形爪2和所述第一从动弧形爪3满足所述打捆成型器打捆时最大到最小捆包的捆径的打捆位置和形状的要求。
初设打捆成型器按最大捆径设计,其四个弧形爪组成的捆包形状与O1吻合。
初设打捆成型器动作到最小捆径状态时,四个弧形爪组成的捆包位置和形状与O2相去甚远。
在一个实施例中,如图6所示,所述软件模拟机械运动轨迹的方法为根据所述油缸1驱动所述主动弧形爪2绕所述第一铰接固定点10转动,所述主动弧形爪2转动时带动所述第一从动弧形爪3绕所述第二铰接固定点11转动这一规律,用软件模拟确定所述油缸1运动到任意位置时,所述主动弧形爪2的所在位置,同理,可依次确定所述第一从动弧形爪3、第二从动弧形爪4及第三从动弧形爪5的所在位置,从而画出四个弧形爪组成的不同捆包的形状。
通过增加油缸1行程,主动弧形爪2和第一从动弧形爪3基本与O2吻合,意味着捆包位置达到目标位,但是,第二从动弧形爪4和第三从动弧形爪5位置明显不对,意味着捆包形状未达目标。
在一个实施例中,如图4、图7和图8所示,所述使用软件模拟所述打捆成型器打捆工作过程,确定所述打捆成型器各组件参数还包括,采用连杆机构几何原理化法、软件作图几何求解法确定所述连杆6铰接点位置及连杆6长度,使所述第二从动弧形爪4满足最大和最小捆径的捆包时成型器的打捆位置和形状的要求。
所述连杆机构几何原理化法为对于所述第一从动弧形爪3、第二从动弧形爪4和连杆6组成的连杆机构,通过选取弧形爪和连杆6上的特征点和线,将其运动规律简化为几何图形。
所述软件作图几何求解法为连杆6长度及连杆6铰接点位置三个几何未知数,在软件中通过作图改变其中两个几何未知数,即连杆铰接点位置,发现第三个几何未知数,即连杆6长度的变化规律,根据此规律,找到合适的连杆6铰接点位置,从而确定连杆6长度,即同时解得三个几何未知数
为使第二从动弧形爪4与O2吻合,需重新设计连杆长度及连杆铰接点位置。
初设打捆成型器最大捆径状态,设定目标成型器连杆铰接点A1在初设成型器的第一铰接固定点10中心J1和连杆铰接点J4的连线上,连接初设成型器的第三铰接固定点中心12J3和连杆铰接点J5,过J3作射线J3S,设定目标成型器连杆铰接点B1在J3S上。
设定主动弧形爪2和第一从动弧形爪3、第二从动弧形爪4到最小捆径状态目标位,目标成型器连杆铰接点A2在J1 J4上,B2在J3S上。
由于目标成型器的J1、J3与初设成型器相同,且为固定点,与弧形爪的运动位置无关,因此,可将图4和图7中J1 A1、J1 A2、J3 B1、J3 B2合并,如图8。由于点J1、J3和直线J1 A1、J1A2、J3 B1、J3 B2的位置是确定的,设定合适的圆J1、J3的半径,使线段A1 B1、A2B2相等,则连杆长度=A1B1=A2B2,A1B1、A2B2分别为目标成型器在最大和最小捆径状态时连杆铰接点的位置。
在一个实施例中,如图9和图10所示,所述使用软件模拟所述打捆成型器打捆工作过程,确定所述打捆成型器各组件参数还包括,确定所述第一从动弧形爪3上的曲线,使所述第三从动弧形爪5的运动满足使用要求。
不同捆径捆包右下角形状和位置变化不大,因此,第三从动弧形爪5在打包时可基本不动,对应第一从动弧形爪3上的曲线设计为以第二铰接固定点中心11为圆心的一段圆弧。
打包后,第三从动弧形爪5需尽可能张开,防止被钢棒撞坏,因此,对应第一从动弧形爪3上的圆弧过后有一个较突兀的转角。
在一个实施例中,如图10、图11、图12和图13所示,校核目标打捆成型器是否实现设计目标。
最大捆径时,四个弧形爪组成的捆包形状与O1吻合。
最小捆径时,四个弧形爪组成的捆包形状与O2基本吻合。
中间捆径时,四个弧形爪组成的捆包形状基本为圆。不同捆径的捆包上方45度角的位置在同一条垂线上。
打包后,四个弧形爪张开,形成捆包的钢棒可通过。
校核亦可在相应的前述设计步骤中进行,例如,连杆长6度及连杆6铰接点位置确定后,可用软件模拟机械运动轨迹法校核第二从动弧形爪4在不同捆径时位置是否合适。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种打捆成型器的改进方法,其特征在于:包括如下方法:
根据待改进的打捆成型器建立模型,确定所述打捆成型器的结构,并确定所述打捆成型器的初始尺寸;
设定打捆时捆包的最大和最小捆径,通过最大捆径与最小捆径之间的几何关系确定所述打捆成型器打捆的位置和形状;
模拟所述打捆成型器打捆工作过程,使得所述打捆成型器满足所述位置和形状的要求,通过所述打捆成型器工作过程中的运动规律以及组件之间的几何关系确定所述打捆成型器各组件参数;
当校核所述打捆成型器打捆工作符合预设要求时,根据所述组件参数生产得到改进后的打捆成型器。
2.根据权利要求1所述的一种打捆成型器的改进方法,其特征在于:根据待改进的打捆成型器建立模型,确定所述打捆成型器的结构,包括:
所述打捆成型器包括油缸、主动弧形爪、第一从动弧形爪、第二从动弧形爪、第三从动弧形爪,第一铰接固定点、第二铰接固定点、第三铰接固定点,所述主动弧形爪铰接于所述第一铰接固定点,所述第一从动弧形爪铰接于所述第二铰接固定点,所述第二从动弧形爪铰接于所述第三铰接固定点,所述第三从动弧形爪铰接于所述第一铰接固定点,所述油缸驱动所述主动弧形爪绕所述第一铰接固定点转动,所述第一从动弧形爪设有导向板,所述主动弧形爪设有大导轮和小导轮,所述主动弧形爪通过所述大导轮和所述小导轮夹住所述导向板带动所述第一从动弧形爪绕所述第二铰接固定点转动,所述主动弧形爪与所述第二从动弧形爪之间铰接有连杆,所述主动弧形爪带动所述第二从动弧形爪绕所述第三铰接固定点转动,所述第三从动弧形爪设有立导轮与所述第一从动弧形爪接触,所述第一从动弧形爪转动时通过所述立导轮带动所述第三从动弧形爪绕所述第一铰接固定点转动;
所述确定所述打捆成型器的初始尺寸,包括:
记录所述连杆长度以及所述连杆的铰接位置。
3.根据权利要求1所述的一种打捆成型器的改进方法,其特征在于:所述确定所述打捆成型器打捆的位置和形状,包括:
所述确定所述打捆成型器打捆的位置和形状还包括,确定所述打捆成型器打捆的位置是在捆包上方的四十五度角,保证不同捆径的捆包的打捆位置在同一条垂线上,保证不同捆径的捆包打捆为圆形或近似圆形。
4.根据权利要求2所述的一种打捆成型器的改进方法,其特征在于:模拟所述打捆成型器打捆工作过程,使得所述打捆成型器满足所述位置和形状的要求,包括:
使用软件模拟机械运动轨迹的方法,调整所述油缸行程,使得所述主动弧形爪和所述第一从动弧形爪满足所述打捆成型器打捆时最大到最小捆包的捆径的打捆位置和形状的要求。
5.根据权利要求4所述的一种打捆成型器的改进方法,其特征在于:所述软件模拟机械运动轨迹的方法为根据所述油缸驱动所述主动弧形爪绕所述第一铰接固定点转动,所述主动弧形爪转动时带动所述第一从动弧形爪绕所述第二铰接固定点转动这一规律,用软件模拟确定所述油缸运动到任意位置时,所述主动弧形爪的所在位置,同理,可依次确定所述第一从动弧形爪、第二从动弧形爪及第三从动弧形爪的所在位置,从而画出四个弧形爪组成的不同捆包的形状。
6.根据权利要求2所述的一种打捆成型器的改进方法,其特征在于:通过所述打捆成型器工作过程中的运动规律以及组件之间的几何关系确定所述打捆成型器各组件参数,包括:
采用连杆机构几何原理化法、软件作图几何求解法确定所述连杆铰接点位置及连杆长度,使所述第二从动弧形爪满足最大和最小捆径的捆包时成型器的打捆位置和形状的要求。
7.根据权利要求6所述的一种打捆成型器的改进方法,其特征在于:所述连杆机构几何原理化法为对于所述第一从动弧形爪、第二从动弧形爪和连杆组成的连杆机构,通过选取弧形爪和连杆上的特征点和线,将其运动规律简化为几何图形。
8.根据权利要求6所述的一种打捆成型器的改进方法,其特征在于:所述软件作图几何求解法为连杆长度及连杆铰接点位置三个几何未知数,在软件中通过作图改变其中两个几何未知数,即连杆铰接点位置,发现第三个几何未知数,即连杆长度的变化规律,根据此规律,找到合适的连杆铰接点位置,从而确定连杆长度,即同时解得三个几何未知数。
9.根据权利要求2所述的一种打捆成型器的改进方法,其特征在于:模拟所述打捆成型器打捆工作过程,使得所述打捆成型器满足所述位置和形状的要求,通过所述打捆成型器工作过程中的运动规律以及组件之间的几何关系确定所述打捆成型器各组件参数,包括:
确定所述第一从动弧形爪上的曲线,使所述第三从动弧形爪的运动满足使用要求。
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