CN111804743A - 一种重轨及异型型钢自动取钢机 - Google Patents

Abstract

本发明属于冶金技术领域，涉及一种重轨及异型型钢自动取钢机。本发明的取钢机由若干组取钢小车和横移升降系统构成，各取钢小车通过独立的变频电机通过链条驱动其在滑轨上往复运动，横移升降系统采用机械液压双同步结构进行整体升降。本发明取钢小车采用不倒翁卡抓结构实现取钢小车的自动精确定位和自动分钢，并能够防止重轨、异型型钢的滑动。本发明的自动控制系统，通过电机编码器和取钢小车横移位置的轨迹控制，实现若干组取钢小车前进过程中的同步对齐。本发明的有益效果是实现重轨及异型型钢的自动分离和自动取钢，避免了重轨及异型型钢因横向位移而出现划伤、刮伤缺陷。

Description

一种重轨及异型型钢自动取钢机

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种重轨及异型型钢自动取钢机。

背景技术

重轨、异型型钢生产冷床出口取钢机由取钢小车、横移升降系统及辅助系统构成，其作用是将重轨自动分离并横移到冷床输出辊道上，进行矫直作业。由于重轨、异型型钢横截面为非对称结构，在冷床冷却过程中冷却不均匀，冷却后的重轨、异型型钢不平直，冷却后相邻重轨的位置间隔通常是大于80mm的，但存在不规则间隔局部为0mm的情况，当重轨、异型型钢间隔很小甚至紧密密排时，目前常用的平板式取钢机则无法实现重轨的分钢作业，人工干预的话也会导致刮钢、划伤等各类缺陷情况出现。

目前平板式取钢机的取钢主要是通过激光定位，在重轨或者异型型钢平直度比较理想的情况下可以顺利进行取钢，但由于冷床上的重轨、异型型钢冷却不均匀以及冷床入口预弯小车的叠加影响，出口区域的每一支重轨的平直度是不一样的，这样导致激光装置无法准确定位，从而无法精确定位取钢机的接钢位置。

需要发明一种取钢机，实现重轨及异型型钢的自动分离和自动取钢。而且为确保被取出的重轨、异型型钢与取钢机托钢小车位置的相对稳定，取钢小车应该具有独立分钢和防止重轨、异型型钢滑动功能；由于被取出重轨、异型型钢存在一定的弯曲度，取钢机的托钢小车应具备自动调整、自动确定被取重轨、异型型钢的托点位置；取钢机的托钢小车上应该设有防划伤的装置，且防划伤装置能够快捷更换，能有效约束重轨、异型型钢在通长取钢过程中残余应力造成重轨、异型型钢的不规则变化，且不会对重轨、异型型钢表面造成横划伤缺陷。

发明内容

为了解决重轨、异型型钢在生产冷床出口无法自动分钢的问题，实现重轨及异型型钢的自动分离和自动取钢横移，进行了本发明创造。

本发明的技术方案如下：

重轨及异型型钢自动横移取钢机由若干组取钢小车和横移升降系统构成，(例如百米重轨冷床出口小车为33组)，各取钢小车可实现独立运行控制，横移升降结构可实现整体同步控制。

设不倒翁卡抓结构实现取钢小车的自动精确定位，卡爪与对应的挡块之间的凹形空间能够包容所有规格钢轨的轨头且有一定间隙。不倒翁装置的升降通过接近开关来检测信号。当取钢托钢小车远离辊道进行取钢时，接近开关完成从常态得电到短时(约0.15秒)失电到再次得电的组合信号，即为小车当前运行停止的信号。从而确保每个取钢机都能在不倒翁结构通过重轨轨头时自动停止。实现自动独立分钢，并能够防止重轨、异型型钢的滑动。

每个取钢小车通过独立的变频电机通过链条驱动其在滑轨上往复运动。采用四组滚轮通过链条拉动在移动轨道上往复运动，小车四组滚轮通过“传导及导轨”来约束，防止运行过程中的翻转、脱离、跑偏等。

横移升降系统采用机械液压双同步结构进行整体升降。提升装置采用曲柄连杆提升机构，液压驱动。其曲柄运行轨迹使用了一段圆侧弧(关于过圆心水平线对称)，提升高度为200mm，小车自横移仅为17mm，实现了小车提升时的横向位置尽量减少，避免对相邻重轨的影响。

本发明的自动控制系统，通过电机编码器和取钢小车横移位置的轨迹控制，实现若干组取钢小车前进过程中的同步对齐。

本发明的有益效果是：实现重轨及异型型钢的自动分离和自动取钢，实现自动作业；避免了重轨及异型型钢因出现横向位移而出现的划伤、刮伤缺陷。

附图说明

图1为本发明重轨及异型型钢自动取钢机整体图

图2为本发明重轨及异型型钢自动取钢机俯视图

图3为本发明重轨及异型型钢自动取钢机侧视图

图4为本发明重轨及异型型钢自动取钢机正视图

图5为本发明取钢小车及不倒翁卡抓设备零件图

图6为本发明取钢小车自动分钢取钢的原理图

零件标号说明

1 不倒翁卡抓

2 取钢小车

3 变频电机

4 横移升降系统

5 提升液压缸

6 同步轴

具体实施方式

实施例：

1)取钢机在初始位：取钢小车2在辊道侧端部为水平初位位；横移升降系统4在低位，此时提升液压缸5活塞杆处于完全缩回状态。

2)取钢机前进：变频电机3启动正向运行，通过链条机构带动取钢小车2从水平初始位开始前进，采用同步同速方式移动，进入冷床范围，在到达重轨或者异型型钢的下方位置前的中间工位时，提升液压缸5启动，横移升降系统4提升至取钢位，此时横移升降系统4最上面的承托面低于冷床上固定梁表面20mm，变频电机3继续正向运行，取钢小车2继续前行。

3)取钢机停止：变频电机3继续保持正向运行，当取钢小车2通过重轨轨头或者异型型钢头部时，不倒翁卡抓结构1压下再浮起，“不倒翁”下的接近开关完成从常态得电到短时(约0.15秒)失电到再次得电的组合信号，该组合信号即为取钢小车2和变频电机当前运行停止的信号。所有的取钢小车2各自得到停止信号(不倒翁摆动又复位)后停止，此时所有的变频电机3均停止，取钢小车2接钢完成。由于取钢小车2数量有若干组，接近开关可能损坏，为了不影响生产，可以选择接近开关投用数量，损坏的接近开关可以暂时禁用，检修时更换。

4)重轨分离：取钢小车2分钢动作完成后，提升液压缸5启动，横移升降系统4提升30mm至中间位，变频电机3反向启动，取钢小车2同步(同速)向冷床输出辊道方向移动150mm(移动距离均可在画面上根据生产情况进行调整)，使密排的重轨分离，保证单支取钢，并且不影响第二支钢的刮伤和划伤。

5)取钢机提升至高位：变频电机3反向启动，当所有取钢小车2向冷床输出辊道方向移动150mm完成后，提升液压缸5启动，横移升降系统4同时提升至高位。

6)同步运输到输出辊道：当全部横移升降系统4到达高位后，根据各个取钢小车2水平行程编码器得到的到达目标位置的行程数据，进行快速逻辑运算，计算得出各个取钢小车2的基础运行速度，变频电机3保持反向转动，同步(不一定同速)向冷床输出辊道上目标位置前进。到达该位置时，迅速计算第一台取钢小车2(距离矫直最近的小车)与其它所有取钢小车2的偏移量，如果与其它所有取钢小车的偏移量2在允许的范围内(可设定)，全部取钢小车2继续同步(同速)运行至冷床输出辊道落钢位置；如果与其它取钢小车2的偏移量超出允许的范围，取钢小车2暂停运行，并报警，请求操作人员根据现场情况手动处理。取钢小车2的平移采用基于位置的速度控制，取钢小车2在正常运行过程中以其中一台取钢小车2的动作轨迹为基准位置，如果有取钢小车2偏离基准位置进入了调整区间，偏离的取钢小车2将自动进行调速向运行中的基准位置靠拢(相当于基于位置进行双闭环PID调节)，在此运行调整过程中由于受机械应力制约，如果变频电流超过最大运行设定值，为保护设备，变频器输出将保持目前相对速度(或位置)，以保证所有取钢小车2在动作过程中始终在一条水平和垂直直线上，且达到保护现场设备目的。

7)取钢机放钢：所有取钢小车2到达落钢位置范围内后，提升液压缸5启动，横移升降系统4同时下降，将重轨放置在输出辊道上，放钢动作完成后，取钢小车2继续下降，直至凹形两边低于辊面至安全距离，冷床输出辊道运行，将重轨运输至矫直工序。(此时取钢小车2和横移升降系统4回初始位等待提取下一只重轨)

8)取钢机停止，过载保护：当取钢小车2按照既定轨迹运输时，如果因为重轨变形太大，“矫直”应力超出预定范围，导致重轨无法放置到冷床输出辊道上，根据取钢小车2的转矩和受载能力，实现报警和停止保护，由人工进行干预处理。

Claims (5)

1.一种重轨及异型型钢自动取钢机，其特征在于：在型钢(重轨或者异型型钢)冷床的出口区域，设计一种自动取钢机，取钢机由若干组不倒翁卡抓式取钢小车、横移升降系统和辅助设施组成。

2.根据权利要求1所述的一种重轨及异型型钢自动取钢机，其特征在于：取钢机小车采用了特定的不倒翁卡抓式结构，不倒翁卡抓接触型钢的头部位置为滚轮结构，沿着中间轴可做自由转动，不倒翁卡抓右侧的托钢面为平面结构，左侧的托钢面为斜面结构，不倒翁卡抓与小车右侧挡块之间形成的凹形空间能够包容所有规格钢轨和异型型钢的轨头。

3.根据权利要求1所述的一种重轨及异型型钢自动取钢机，其特征在于：取钢小车不倒翁卡抓下方设置接近开关，取钢过程中该接近开关完成从常态得电到短时(约0.15秒)失电到再次得电的组合信号，并能够稳定可靠的将信号传输到控制系统中，接近开关的得失电信号为取钢小车的启停信号。

4.根据权利要求1所述的一种重轨及异型型钢自动取钢机，其特征在于：通过独立的带编码器的变频电机和链条驱动取钢小车在滑轨上往复运动，横溢升降系统通过液压缸和连杆结构进行升降，取钢机的升降和平移均采用基于位置的速度控制，取钢小车在正常运行过程中以其中一台小车的动作轨迹为基准位置，如果有小车偏离基准位置进入了调整区间，偏离小车将自动进行调速向运行中的基准位置靠拢，相当于基于位置进行双闭环PID调节。

5.根据权利要求1所述的一种重轨及异型型钢自动取钢机，其特征在于：该技术可应用于各种重轨、异型型钢的冷床自动取钢，产品为单支的重轨、单支的异型型钢产品。

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