CN113233118B - 一种型钢平移码垛装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种型钢平移码垛装置及方法，本发明包括底座系统、升降系统、横梁系统、平移系统，所述平移系统可移动地连接在横梁系统上，所述横梁系统的底端连接在升降系统的顶端，所述升降系统的底端连接在所述底座系统的顶端，所述横梁系统包括轨道，所述平移系统包括车体以及在所述轨道中运动的车轮，所述车体上设置有用于装卸型钢的电磁铁。本发明码垛装置相比传统码垛机的设备重量降低了35％。在保证设备运行稳定性和可靠性的基础上，优化设备结构，降低设备重量，减少投入成本，提高了作业效率。

Description

一种型钢平移码垛装置及方法

技术领域

本发明涉及冶金行业、物流行业运输领域，适用于型钢运输系统，尤其涉及对称型钢及异型钢生产线运输区码垛系统，具体涉及型钢的平移码垛装置及方法。

背景技术

型钢运输区是轧线物流系统的重要组成部分，关乎整条轧制线的生产能力。钢坯经多道次轧制到符合工艺要求的成品，经冷床冷却后的型钢进入矫直机进行成品矫直，型钢在成品区进行平移、码垛、打捆、喷号等工序后运送至成品库进行储存。

码垛机是成品区的主要组成设备。随着现代物流行业不断发展，大型物资配送中心相继出现，钢厂需要针对不同客户的需求按照订单进行差异化生产，并按客户要求进行打捆发货，以保证成品质量、提高运输效率。这就对高精度实用型码垛机提出了更高的要求，也为码垛机提供了更大的发展空间。

如图1所示，传统的码垛机会出现以下问题和不足：

(1)传统的型钢码垛机设备构成复杂，设备重量大，投资成本高。其采用“L”型框架结构用于支撑，升降系统布置在移动横梁上。由于传统结构的局限性，移动横梁在工作过程中容易出现弯曲变形，变形后升降系统同步装置导向杆接触面易发生机械卡阻，所以，框架和横梁均需要较大的横截断面，以提高设备刚度，保证码垛过程中横梁的稳定性。

(2)传统的型钢码垛机定位精度低。其平移结构采用电机带动齿轮齿条副的结构，存在定位不准确，机械间隙大等问题，不能满足精准定位的工艺需求。

(3)传统的型钢码垛机工作节奏慢、编组效率低。码垛机的运行速度关乎着整条轧制线的生产能力，成品区大多为车间产能提升的瓶颈。

因此，需要开发一种新型型钢平移码垛机解决传统技术的上述问题。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种型钢平移码垛装置及方法。本发明采用的技术手段如下：

一种型钢平移码垛装置，包括底座系统、升降系统、横梁系统、平移系统，所述平移系统可移动地连接在横梁系统上，所述横梁系统的底端连接在升降系统的顶端，所述升降系统的底端连接在所述底座系统的顶端，所述横梁系统包括轨道，所述平移系统包括车体以及在所述轨道中运动的车轮，所述车体上设置有用于装卸型钢的电磁铁。

进一步地，所述升降系统包括升降液压缸、轴承座、滚轮轴承和剪叉式的第一连杆、第二连杆，所述升降液压缸的液压杆连接在第一连杆上，第一连杆的末端设有滚轮轴承，液压缸支撑轴承座与升降液压缸中间耳轴的连接位置设有具有自润滑功能的轴套，所述滚轮轴承坐落在底座系统的支撑块上，所述第二连杆与第一连杆同侧位置也设有滚轮轴承，第二连杆的滚动轴承贴合在所述横梁系统的支撑块上。

进一步地，所述升降系统为两套，二者沿轧制中心线对称布置，两个第二连杆的末端设有连接二者的同步轴。

进一步地，所述底座系统上设有用于固定第二连杆末端的销轴。

进一步地，所述底座系统和横梁系统上均设有用于限制升降系统位移的机械止挡。

进一步地，所述底座系统匹配液压缸支撑轴承座的位置设有用于承受液压缸反作用力的挡块。

进一步地，所述平移系统还包括平移液压缸，所述平移液压缸装有内置位移传感器，所述平移液压缸的输出端与车体相连。

进一步地，所述车轮为带有双侧轮缘的导向车轮。

本发明还公开一种型钢平移码垛方法，包括如下步骤：

步骤1、主控系统确认车体位于初始位置后，发出装钢指令，控制升降系统下降，到达指定位置准备装钢；

步骤2、装钢位置由升降液压缸中的位置传感器进行控制，车体到达装钢位置后，主控系统控制电磁铁得电，完成装钢操作；

步骤3、主控系统确认装钢动作完成后，控制升降系统上升至初始高度；

步骤4、主控系统控制平移系统执行平移动作，将型钢从前序运输链平移至后序码垛辊道进行码垛，码垛位置由平移液压缸中的位置传感器进行控制；

步骤5、车体到达卸钢位置后，主控系统控制升降系统下降；

步骤6、升降系统下降至预定位置后，主控系统控制电磁铁失电，完成卸钢操作；

步骤7、卸钢完成后，主控系统控制升降系统上升至初始高度；

步骤8、主控系统平移系统执行平移动作，控制车体回到初始位置，完成一个动作循环，等待接收下一个移钢指令。

本发明具有以下优点：

1、本发明码垛装置相比传统码垛机的设备重量降低了35％。在保证设备运行稳定性和可靠性的基础上，优化设备结构，降低设备重量，减少投入成本，符合绿色节能的新动能钢铁产业发展理念。

2、新型码垛机的升降系统和平移系统的动力源均采用液压式，伺服液压缸均带有内置位移传感器进行位置控制，轧件定位更加准确，加快了工作节奏，提高了作业效率。

3、新型码垛机以轧制中心线对称布置，设备受力均匀，提高了设备稳定性，降低了设备故障率，提升了生产线的年产能。

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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是传统平移码垛机的示意图。

图2是本申请中新型型钢平移码垛机的三维示意图。

图3是本申请中底座系统三维示意图。

图4是本申请中升降系统三维示意图。

图5是本申请中横梁系统三维示意图。

图6是本申请中平移系统三维示意图。

图7是本申请中相关设备布置示意图。

图8是本申请中工艺流程示意图。

图中：1、底座系统；2、升降系统；3、横梁系统；4、平移系统；101、底座；102、底座系统机械止挡；103、底座系统支撑块；104、挡块；105、销轴；201、升降液压缸；202、轴承座；203、轴套；204、滚轮轴承；205、第一连杆；206、第二连杆；207、同步轴；301、横梁本体；302、下机械止挡；303、横梁系统支撑块；304、上机械止挡；305、轨道；401、平移液压缸；402、端盖；403、轴承座；404、车轮；405、车体；406、电磁铁；407、型钢。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，都属于本发明保护的范围。

码垛机应用于型钢成品区运输系统，负责型钢的平移和码垛。如图2所示，本发明实施例公开一种型钢平移码垛装置，包括底座系统1、升降系统2、横梁系统3、平移系统4，所述平移系统4可移动地连接在横梁系统3上，所述横梁系统3的底端连接在升降系统2的顶端，所述升降系统2的底端连接在所述底座系统1的顶端，所述横梁系统3包括轨道305，所述平移系统4包括车体405以及在所述轨道305中运动的车轮404，所述车体405上设置有用于装卸型钢的电磁铁406。

如图4所示，底座系统1主要由底座101以及安装在底座101上的底座系统机械止挡102、底座系统支撑块103、挡块104、销轴105组成。其中，底座101为焊接结构件，焊接后加工相关把合接触面，以保证底座的形位公差值。设计有底座系统机械止挡102，保证设备运行安全性及保护液压缸构件。底座系统支撑块103用于支撑升降系统2，接触面在焊接后再进行精密加工，以获得较高的表面粗糙度。液压缸轴承座沿受力方向设计有挡块104，承受液压缸的反作用力。销轴105用于固定升降系统2的连杆机构，以保障升降系统的稳定性。

如图4所示，升降系统2是整个码垛机的核心部件，主要由升降液压缸201、轴承座202、轴套203、滚轮轴承204、第一连杆205、第二连杆206、同步轴207组成。其中，升降液压缸201提供动力源，用于提升横梁系统3和置于其上的平移系统4。液压缸支撑轴承座202与液压缸中间耳轴的连接位置设计有具有自润滑功能的轴套203。滚轮轴承204与底座系统支撑块103之间采用摩擦力较小的滚动摩擦，本机构共装有四组滚轮轴承204，滚轮轴承204设计有能够保证运行稳定性的双侧轮缘。第一连杆205和第二连杆206均采用能够满足重载要求的箱型焊接结构。上述结构沿轧制中心线对称布置。本机构设计有液压同步和机械同步，在液压同步失准时，通过同步轴207保证两侧机械同步。

如图5所示，本申请中横梁系统3主要由横梁本体301、下机械止挡302、横梁系统支撑块303、上机械止挡304、轨道305组成。其中，横梁本体301是横梁系统3的主要核心部件，横梁本体301采用箱型焊接结构，下机械止挡302和横梁系统支撑块303能够保证升降过程中升降体统2的稳定性。上机械止挡304和轨道305能够保证平移动作的稳定性和安全性，所述上机械止挡304用于限制车轮404的位置。

如图6所示，本申请中平移系统4是码垛机的执行机构，将轧件从下料运输链运送至输送辊道上并按用户要求的尺寸进行码垛。主要由平移液压缸401、车轮404、车体405、电磁铁406、型钢407以及用于安装车轮404的端盖402、轴承座403。其中，平移液压缸401及上述升降液压缸201均装有内置位移传感器，可以精确控制车体405的位置，达到精确快速码垛的要求。车体405上安装有车轮404，车轮404为带有双侧轮缘的导向车轮，保证平移系统4的运行可靠性。上述结构沿轧制中心线对称布置。型钢407通过电磁铁406固定在车体405上，安全平稳地完成平移操作。

本发明的工作原理如下：平移码垛机由两个升降液压缸201负责机构上升和下降，升降系统2中的滚轮轴承204设计有能够保证运行稳定性的双侧轮缘，轧件上升至既定高度时平移系统3开始执行平移动作。两个平移液压缸401装有内置位移传感器，可以精确控制车体405的位置，达到精准定位的要求。到达指定位置后升降系统2开始下降至提升机操作面，进而准确可靠地完成平移码垛工序。

如图7、图8所示，本申请型钢平移码垛装置的工作方法如下：

1、车体405就位后等待接收装钢指令，收到指令号后升降系统2下降，到达指定位置准备装钢，执行操作A点至B点。

2、装钢位置由升降液压缸201中的位置传感器进行控制，车体405到达装钢位置后，电磁铁406得电，完成装钢操作。

3、装钢动作完成后升降系统2上升至初始高度，执行操作B点至C点。

4、平移系统4执行平移动作，将型钢407从前序运输链平移至后序码垛辊道进行码垛，码垛位置由平移液压缸401中的位置传感器进行控制，执行操作C点至D点。

5、车体405到达卸钢位置后，升降系统2下降，执行操作D点至E点。

6、升降系统2下降至预定位置后，电磁铁406失电，完成卸钢操作。

7、升降系统2上升至初始高度，执行操作E点至F点。

8、车体405回到初始位置，完成一个动作循环，等待接收下一个移钢指令，执行操作F点至A点。

以上动作循环执行，实现对型钢407的平移码垛功能。

本发明公开的一种新型型钢平移码垛机，在保证设备运行稳定性和可靠性的基础上，优化设备结构。新型码垛机对生产工况的包容性更加完善，从而减小了设备横截面积，降低了设备重量，新型码垛机的重量降低了35％，远低于传统码垛机。升降系统和平移系统的动力源采用液压形式，伺服液压缸带有内置位移传感器进行位置控制，加快了码垛机的工作节奏，提高了作业效率，轧件的定位更加准确。设备以轧制中心线对称布置，使设备受力均匀，提高设备稳定性和可靠性，提升了轧制生产线的年产能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种型钢平移码垛装置，其特征在于，包括底座系统、升降系统、横梁系统、平移系统，所述平移系统可移动地连接在横梁系统上，所述平移系统还包括平移液压缸，所述平移液压缸装有内置位移传感器，所述平移液压缸的输出端与车体相连，所述横梁系统的底端连接在升降系统的顶端，所述升降系统的底端连接在所述底座系统的顶端，所述升降系统包括升降液压缸、轴承座、滚轮轴承和剪叉式的第一连杆、第二连杆，所述升降液压缸的液压杆连接在第一连杆上，第一连杆的末端设有滚轮轴承，液压缸支撑轴承座与升降液压缸中间耳轴的连接位置设有具有自润滑功能的轴套，所述滚轮轴承坐落在底座系统的支撑块上，所述第二连杆与第一连杆同侧位置也设有滚轮轴承，第二连杆的滚动轴承贴合在所述横梁系统的支撑块上，所述横梁系统包括轨道，所述平移系统包括车体以及在所述轨道中运动的车轮，所述底座系统和横梁系统上均设有用于限制升降系统位移的机械止挡，所述车体上设置有用于装卸型钢的电磁铁。

2.根据权利要求1所述的型钢平移码垛装置，其特征在于，所述升降系统为两套，二者沿轧制中心线对称布置，两个第二连杆的末端设有连接二者的同步轴。

3.根据权利要求1或2所述的型钢平移码垛装置，其特征在于，所述底座系统上设有用于固定第二连杆末端的销轴。

4.根据权利要求1所述的型钢平移码垛装置，其特征在于，所述底座系统匹配液压缸支撑轴承座的位置设有用于承受液压缸反作用力的挡块。

5.根据权利要求1所述的型钢平移码垛装置，其特征在于，所述车轮为带有双侧轮缘的导向车轮。

6.一种如权利要求1-5任意权利要求所述的型钢平移码垛方法，包括如下步骤：

步骤1、主控系统确认车体位于初始位置后，发出装钢指令，控制升降系统下降，到达指定位置准备装钢；

步骤2、装钢位置由升降液压缸中的位置传感器进行控制，车体到达装钢位置后，主控系统控制电磁铁得电，完成装钢操作；

步骤3、主控系统确认装钢动作完成后，控制升降系统上升至初始高度；

步骤4、主控系统控制平移系统执行平移动作，将型钢从前序运输链平移至后序码垛辊道进行码垛，码垛位置由平移液压缸中的位置传感器进行控制；

步骤5、车体到达卸钢位置后，主控系统控制升降系统下降；

步骤6、升降系统下降至预定位置后，主控系统控制电磁铁失电，完成卸钢操作；

步骤7、卸钢完成后，主控系统控制升降系统上升至初始高度；

步骤8、主控系统平移系统执行平移动作，控制车体回到初始位置，完成一个动作循环，等待接收下一个移钢指令。