CN112093402B - 一种钢卷升降装置及其工作模式 - Google Patents

Abstract

本发明属于钢铁生产物流运输技术领域，涉及一种钢卷升降装置及其工作模式，包括重载升降装置、轻载升降装置和连接梁，所述重载升降小车的悬臂端与轻载升降小车的悬臂端通过连接梁连接成整体，所述重载升降液压缸与重载升降小车铰接连接，其铰接点位于重载升降小车上重载辊道的下方。本发明消除了现有托盘运输系统升降装置的返空行程，实现上升或下降过程均是有载工作过程的目的，同时通过结构优化减小了偏载对结构变形和使用寿命的影响，具有节能降耗和安全可靠的特点。

Description

一种钢卷升降装置及其工作模式

技术领域

本发明钢铁生产物流运输技术领域，涉及一种钢卷升降装置及其工作模式。

背景技术

随着现代轧制生产高速化、少人化、智能化、绿色化发展，特别是带钢无头轧制、连铸连轧等新工艺的不断兴起和发展，对钢卷运输的快节奏、环保性、安全性、可靠性等性能要求越来越高。近年来，托盘运输系统以其运输节奏快、运输距离远、设备简单等优点，能够较好地适应现代高速、高质、高量轧制需求，在国内外新建和搬迁带钢产线上得到越来越多的应用。钢卷托盘运输主要可分为双层式和双排式两种布置方式，其中双排式以其设备检修方便、基坑较浅等优点，在国内市场得到更多应用。双排式托盘运输系统布置在卷取机至钢卷库之间，通过并排的重载辊道运输线和轻载辊道运输线以及端部横移装置组成托盘运输循环系统，其中重载辊道运输线负责将从卷取机运送出来的钢卷运往钢卷库，端部横移装置负责将空托盘从重载辊道运输线横移动轻载辊道运输线，轻载辊道运输线负责将空托盘运输至卷取机前的接卷位。由于工艺布置、设备特点等原因，钢卷在卷取机前的接卷位到钢卷库的交卷位的卷心标高通常不同，而托盘运输系统通过一种提升装置来实现不同标高间钢卷的运输。现有技术中，托盘运输系统中的提升装置包括重载辊道提升装置和轻载辊道提升装置，分别位于重载辊道运输线和轻载辊道运输上，且二者相对设置，作为托盘运输系统中的循环环节，重载辊道提升装置用于将载有钢卷的托盘从一个标高提升或下降至另一标高，轻载辊道提升装置用于将空托盘沿与重载辊道提升装置运动方向相反的方向运输。现有技术的提升装置，其重载辊道提升装置和轻载辊道提升装置是两台独立的设备，各自带有独立的驱动系统。但是从生产运行来看，重载或轻载辊道提升装置在上升或下降行程中，始终只有一个行程（上升或下降）是工作行程，另一个行程（下降或上升）则是空行程，这就造成能源浪费，不利于节能环保。同时，现有提升装置上的辊道与驱动机构是偏心结构，对装置的结构寿命和运行稳定性、安全性均不利。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钢卷升降装置及其工作模式，该装置的上升或下降过程均是有载工作过程，从而避免空行程引起的能源浪费，实现节能目的，并同时解决工作重载荷与驱动中心不同心而引起的稳定性差、安全隐患大的问题，具有高效、节能、可靠的特点。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种钢卷升降装置，包括重载升降装置和轻载升降装置，所述重载升降装置和轻载升降装置均安装在托盘运输系统中不同标高的交界处，重载升降装置位于托盘运输系统的重载运输线上，轻载升降装置位于托盘运输系统的轻载运输线上，重载运输线与轻载运输线相平行；所述重载升降装置包括第一固定框架、重载升降小车、重载辊道、重载升降液压缸、液压缸底座和第一升降轨道；所述第一升降轨道安装固定在第一固定框架内侧， 重载升降小车安装在第一升降轨道内，重载升降液压缸的杆头与重载升降小车连接，重载升降液压缸安装在液压缸底座上，重载辊道安装在重载升降小车的悬臂上且与托盘运输系统重载运输线中心对中，重载升降液压缸驱动重载升降小车在第一升降轨道运输，带动重载辊道在不同标高间的移动；所述轻载升降装置包括第二固定框架、轻载升降小车、轻载辊道、第二升降轨道，所述第二升降轨道安装固定在第二固定框架内侧， 轻载升降小车安装在第二升降轨道内，轻载辊道安装在轻载升降小车的悬臂上且与托盘运输系统轻载运输线中心对中；还包括连接梁，所述重载升降小车的悬臂端与轻载升降小车的悬臂端通过连接梁连接成整体，所述重载升降液压缸与重载升降小车铰接连接，其铰接点位于重载升降小车上重载辊道的下方。

可选的，所述重载升降小车与轻载升降小车通过连接梁连接成的整体，以重载升降液压缸与重载升降小车的铰接点为支点呈自平衡结构，并满足力矩平衡条件：G1*L1=G2*L2；其中，G1为重载升降小车的自重，L1为重载升降小车的重心至铰接点的力臂，G2为轻载升降小车的自重，L2为轻载升降小车的重心至铰接点的力臂。

可选的，所述重载升降液压缸与重载升降小车铰接连接，其铰接点位于重载运输线中心垂直平面与重载升降装置中心垂直平面相交形成的相交线上。

可选的，所述连接梁通过可拆连接方式与重载升降小车的悬臂和轻载升降小车的悬臂连接。

可选的，所述第一固定框架、重载升降小车、重载辊道、液压缸底座、第一升降轨道、第二固定框架、轻载升降小车、轻载辊道、第二升降轨道均是钢结构。

可选的，所述轻载升降装置还包括轻载升降液压缸，轻载升降液压缸的杆头与轻载升降小车连接，轻载升降液压缸安装在第二固定框架上，轻载升降液压缸驱动轻载升降小车在第二升降轨道运输，带动轻载辊道在不同标高间的移动。

一种钢卷升降装置的工作模式，应用于上述钢卷升降装置，连接成整体结构的重载升降小车和轻载升降小车，通过重载升降液压缸驱动工作。

可选的，所述轻载升降装置还包括轻载升降液压缸，轻载升降液压缸的杆头与轻载升降小车连接，轻载升降液压缸安装在第二固定框架上，轻载升降液压缸驱动轻载升降小车在第二升降轨道运输，带动轻载辊道在不同标高间的移动；当重载升降液压缸驱动连接成整体结构的重载升降小车和轻载升降小车上升或下降时，轻载升降液压缸与轻载升降小车脱开连接。

可选的，当所述钢卷升降装置发生故障时，断开连接梁与重载升降小车和轻载升降小车的连接关系，由重载升降液压缸和轻载升降液压缸分别驱动重载升降小车和轻载升降小车上升或下降，使所述重载升降装置和轻载升降装置的检修维护工作相互不干扰。

本发明的有益效果在于：

（1）重载辊道的工作载荷远远大于轻载辊道，也就是说重载升降液压缸的能力远远大于轻载液压缸的能力，当重载升降装置和轻载升降装置分别独立驱动时，由于托盘运输系统的物流是单方向循环运输，因此，重载升降装置和轻载升降装置在一个升降周期中总是存在一半周期或行程的无用作业，显然造成巨大的能源浪费。本发明利用重载升降装置和轻载升降装置上的物流运输方向相反、节奏相同的规律，且重载升降液压缸的能力远远大于轻载液压缸的能力的特点，将重载升降装置的返空行程作为轻载升降装置的工作行程，从而实现仅用一个液压缸就实现轻、重载升降装置的全部功能，节约运行过程中的能源消耗。

（2）本发明的重载升降液压缸中心与重载辊道中心重合，即作用力与重载工作载荷中心重合，且连接成整体的轻、重载升降小车呈自平衡，减小了偏载对结构变形、使用寿命的不利影响，结构安全性和运行安全性更好。

（3）连接成整体的轻、重载升降小车，避免了现有升降装置的大悬臂结构，可充分利用轻、重载升降装置的固定框架对升降小车的相互支撑作用，进一步减小偏载对结构变形和使用寿命的影响，结构安全性和运行安全性进一步提高。

（4）现有技术将轻、重载升降装置的驱动机构单位设置，是考虑了两者不同的运输节奏、一机发生故障时不影响另一机的运行等因素。事实上，轻、重载升降装置按1：1的节奏运输完全满足需求，即重载升降装置从一个标高运走一个托盘，轻载升降装置就按相反方向相应地补充运回一个托盘，在初始时设置好托盘数量满足运卷需求，就可始终满足托盘运输系统的运输需求，因此，轻、重载升降装置的不同运输节奏需求完全没有必要。在运行过程中，轻、重载升降装置作为托盘运输系统中的关键设备，其中任一台装置出现故障，二者均需要停机，因为二者距离太近，从安全角度，绝不可能允许其中一台升降装置在运行时去停机检修另一台升降装置。本发明的轻载升降装置中的轻载升降液压缸是为实现独立驱动而设置，对本发明的实质特征没有贡献，即使取消也不影响本发明的完整性。当用户没有独立驱动需求时，本发明可降低设备投资成本。同时，可减小液压系统能力，并节省相关管路铺设，进一步降低投资成本。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明的平面布置示意图；

图2为本发明的X向视图；

图3为本发明的力矩平衡图。

附图标记：

01重载升降装置、02轻载升降装置、01-1第一固定框架、01-2重载升降小车、01-3重载辊道、01-4重载升降液压缸、01-5液压缸底座和01-6第一升降轨道；02-1第二固定框架、02-2轻载升降小车、02-3轻载辊道、02-4轻载升降液压缸及02-5第二升降轨道；03—连接梁；

R为铰点，P为重载升降小车01-2的重心，Q为轻载升降小车02-2的重心，F为重载液压缸01-4对重载升降小车01-2的支反力，G1为重载升降小车01-2的重力，G2为轻载升降小车02-2的重力，L1为G1至R点的力臂，L2为G2至R点的力臂。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1-图3，本发明包括重载升降装置01、轻载升降装置02和连接梁03。所述重载升降装置01与轻载升降装置02相对布置，均安装在托盘运输系统中不同标高的交界处，重载升降装置01位于托盘运输系统的重载运输线上，轻载升降装置02位于托盘运输系统的轻载运输线上。

结合图2，进一步，所述重载升降装置01由第一固定框架01-1、重载升降小车01-2、重载辊道01-3、重载升降液压缸01-4、液压缸底座01-5和第一升降轨道01-6组成。所述第一升降轨道01-6安装固定在第一固定框架01-1内侧， 重载升降小车01-2安装在第一升降轨道01-6内，重载升降液压缸01-4竖直安装，其杆头与重载升降小车01-2铰接连接，重载升降液压缸01-4耳轴安装在液压缸底座01-5上，液压缸底座01-5与第一固定框架01-1焊接成整体结构，重载辊道01-3安装在重载升降小车01-2的悬臂上且与托盘运输系统重载运输线中心对中，重载升降小车01-2安装有车轮，重载升降液压缸01-4驱动重载升降小车01-2车轮在第一升降轨道01-6上做竖直上下运输，进而带动重载辊道01-3在不同标高间的移动，如果重载辊道01-3在低位或高位时承载了钢卷，就可实现钢卷的跨标高自动运输。

进一步，所述重载升降液压缸01-4与重载升降小车01-2铰接连接的铰点，位于重载运输线中心垂直平面与重载升降装置01中心垂直平面相交形成的相交线上。

所述轻载升降装置02由第二固定框架02-1、轻载升降小车02-2、轻载辊道02-3、轻载升降液压缸02-4及第二升降轨道02-5组成。所述第二升降轨道02-5安装固定在第二固定框架02-1内侧， 轻载升降小车02-2安装在第二升降轨道02-5内，轻载升降液压缸02-4竖直安装，其杆头与轻载升降小车02-2铰接连接，轻载升降液压缸02-4耳轴安装在第二固定框架02-1上，轻载辊道02-3安装在轻载升降小车02-2的悬臂上且与托盘运输系统轻载运输线中心对中，轻载升降小车02-2安装有车轮，轻载升降液压缸02-4驱动轻载升降小车02-2车轮在第二升降轨道02-5上做竖直上下运输，进而带动轻载辊道02-3在不同标高间的移动，如果轻载辊道02-3在低位或高位时承载了空托盘，就可实现空托盘的跨标高自动运输。

结合图3，进一步，重载升降小车01-2与轻载升降小车02-2通过连接梁03连接成整体，且以重载升降液压缸01-4与重载升降小车01-2的铰接点为支点呈自平衡结构，并满足力矩平衡条件：G1*L1=G2*L2。

进一步，连接成整体结构的重载升降小车01-2和轻载升降小车02-2，通过重载升降液压缸01-4驱动工作，而轻载升降液压缸02-4与轻载升降小车02-2断开连接，处于闲置状态或取消。

进一步，重载升降液压缸01-4驱动连接成整体结构的重载升降小车01-2和轻载升降小车02-2上升或下降时，任意行程均是工作行程，即：上升行程是重载辊道01-3将钢卷从低位提升至高位，则下降行程是轻载辊道02-3将空托盘从高位下降至低位，反之亦然。

进一步，所述连接梁03与重载升降小车01-2和轻载升降小车02-2的连接采用可拆结构，当取消连接梁03与重载升降小车01-2和轻载升降小车02-2的连接后，将轻载升降液压缸02-4与轻载升降小车02-2重新连接，所述重载升降装置01和轻载升降装置02可由重载升降液压缸01-4和轻载升降液压缸02-4分别独立驱动工作。

进一步，所述重载辊道01-3和轻载辊道02-3既可不带传动系统，也可带传动系统，根据用户需求确定。

以下对优选实例的一种具体工作方式进行说明：

如图1和图2所示，设定托盘运输系统的钢卷运输方向为从标高A下降至标高B，则空托盘的运输方向为从标高B上升至标高A。当重载升降装置01的重载辊道01-3在高位承接钢卷（或者运入载卷托盘）后，此时，轻载升降装置02保持空载，然后由重载升降液压缸01-4驱动通过连接梁03连接成整体的重载升降小车01-2和轻载升降小车02-2整体下降至低位，然后重载升降装置01交出钢卷（或者运出载卷托盘）后保持空载，与此同时，轻载升降装置02的轻载辊道02-3承接空托盘（或运入空托盘），当所有交接动作完成后，重载升降液压缸01-4驱动通过连接梁03连接成整体的重载升降小车01-2和轻载升降小车02-2整体上升至高位后，轻载升降装置02交出空托盘（或运出空托盘），重载升降装置01承接钢卷（或运入载卷托盘），所有交接动作完成后，进入下一个升降循环。

在上述优选实例的具体工作方式描述中，钢卷（载卷托盘）或空托盘运出或运入升降装置的情形，是重载辊道01-3和轻载辊道02-3带有传动系统的情况下进行的。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种钢卷升降装置，其特征在于，

包括重载升降装置和轻载升降装置，所述重载升降装置和轻载升降装置均安装在托盘运输系统中不同标高的交界处，重载升降装置位于托盘运输系统的重载运输线上，轻载升降装置位于托盘运输系统的轻载运输线上，重载运输线与轻载运输线相平行；

所述重载升降装置包括第一固定框架、重载升降小车、重载辊道、重载升降液压缸、液压缸底座和第一升降轨道；所述第一升降轨道安装固定在第一固定框架内侧， 重载升降小车安装在第一升降轨道内，重载升降液压缸的杆头与重载升降小车连接，重载升降液压缸安装在液压缸底座上，重载辊道安装在重载升降小车的悬臂上且与托盘运输系统重载运输线中心对中，重载升降液压缸驱动重载升降小车在第一升降轨道运输，带动重载辊道在不同标高间的移动；

所述轻载升降装置包括第二固定框架、轻载升降小车、轻载辊道、第二升降轨道，所述第二升降轨道安装固定在第二固定框架内侧， 轻载升降小车安装在第二升降轨道内，轻载辊道安装在轻载升降小车的悬臂上且与托盘运输系统轻载运输线中心对中；

还包括连接梁，所述重载升降小车的悬臂端与轻载升降小车的悬臂端通过连接梁连接成整体，所述重载升降液压缸与重载升降小车铰接连接，其铰接点位于重载升降小车上重载辊道的下方；

所述重载升降小车与轻载升降小车通过连接梁连接成的整体，以重载升降液压缸与重载升降小车的铰接点为支点呈自平衡结构，并满足力矩平衡条件：G1*L1=G2*L2；

其中，G1为重载升降小车的自重，L1为重载升降小车的重心至铰接点的力臂，G2为轻载升降小车的自重，L2为轻载升降小车的重心至铰接点的力臂；所述轻载升降装置还包括轻载升降液压缸，轻载升降液压缸的杆头与轻载升降小车连接，轻载升降液压缸安装在第二固定框架上，轻载升降液压缸能够独立驱动轻载升降小车在第二升降轨道运输，带动轻载辊道在不同标高间的移动。

2.如权利要求1所述的钢卷升降装置，其特征在于，所述重载升降液压缸与重载升降小车铰接连接，其铰接点位于重载运输线中心垂直平面与重载升降装置中心垂直平面相交形成的相交线上。

3.如权利要求1中所述的钢卷升降装置，其特征在于，所述连接梁通过可拆连接方式与重载升降小车的悬臂和轻载升降小车的悬臂连接。

4.如权利要求1中所述的钢卷升降装置，其特征在于，所述第一固定框架、重载升降小车、重载辊道、液压缸底座、第一升降轨道、第二固定框架、轻载升降小车、轻载辊道、第二升降轨道均是钢结构。

5.一种钢卷升降装置的工作模式，其特征在于，应用于如权利要求1~4任一项中所述的钢卷升降装置，连接成整体结构的重载升降小车和轻载升降小车，通过重载升降液压缸驱动工作。

6.如权利要求5中所述的钢卷升降装置的工作模式，其特征在于，所述轻载升降装置还包括轻载升降液压缸，轻载升降液压缸的杆头与轻载升降小车连接，轻载升降液压缸安装在第二固定框架上，轻载升降液压缸驱动轻载升降小车在第二升降轨道运输，带动轻载辊道在不同标高间的移动；当重载升降液压缸驱动连接成整体结构的重载升降小车和轻载升降小车上升或下降时，轻载升降液压缸与轻载升降小车脱开连接。

7.如权利要求6中所述的钢卷升降装置的工作模式，其特征在于，当所述钢卷升降装置发生故障时，断开连接梁与重载升降小车和轻载升降小车的连接关系，由重载升降液压缸和轻载升降液压缸分别驱动重载升降小车和轻载升降小车上升或下降，使所述重载升降装置和轻载升降装置的检修维护工作相互不干扰。