CN113264412A - 一种高速放线机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高速放线机，包括箱体，箱体内安装工字轮，箱体外设置防护门，工字轮一侧同轴连接滑套，滑套由顶动气缸驱动顶紧工字轮，滑套外套有滑套座，滑套座固定于箱体上，工字轮另一侧由动力驱动主轴，主轴上设置插入工字轮的拨销，拨销拨动工字轮转动；箱体内还设置气动放退机构，所述气动放退机构包括单向直线驱动机构，单向直线驱动机构末端铰接连杆Ⅰ和连杆Ⅱ，连杆Ⅰ铰接在箱体上，连杆Ⅱ末端铰接刹车片座，刹车片座上固定连接刹车片，刹车片位于滑套上方，单向直线驱动机构通过连杆Ⅱ带动刹车片压紧滑套。高速放线机自动化程度进一步提高，且消除了工字轮未完全锁紧所带来的安全隐患。

Description

一种高速放线机
技术领域
本发明属于金属线材的放线装置领域，具体涉及一种高速放线机。
背景技术
放线机主要用于将绕卷在工字轮上的半成品金属线材抽出送入下一道工序，或将工字轮上的成品线材抽出进行二次层绕与包装。现阶段放线机运转速度过低，一定程度上限制了整条生产线的效率。考虑到工字轮高速转动时会产生巨大的转动惯量，若想对原有放线机进行提速，除了提升主轴的转速以外，还需针对安全性与稳定性进行优化。
发明内容
本发明的目的是提供一种在安全生产前提下提升线速度，并且提高自动化程度的高速放线机。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种高速放线机，包括箱体，箱体内安装工字轮，箱体外设置防护门，工字轮一侧同轴连接滑套，滑套由顶动气缸驱动顶紧工字轮，滑套外套有滑套座，滑套座固定于箱体上，工字轮另一侧由动力驱动主轴，主轴上设置插入工字轮的拨销，拨销拨动工字轮转动；箱体内还设置气动放退机构，所述气动放退机构包括单向直线驱动机构，单向直线驱动机构末端铰接连杆Ⅰ和连杆Ⅱ，连杆Ⅰ铰接在箱体上，连杆Ⅱ末端铰接刹车片座，刹车片座上固定连接刹车片，刹车片位于滑套上方，单向直线驱动机构通过连杆Ⅱ带动刹车片压紧滑套。
所述连杆Ⅰ通过销轴Ⅰ铰接在连杆座上，连杆座通过固定板固定在箱体上；单向直线驱动机构为单向止推气缸，止推气缸通过第一鱼眼接头与气缸底座连接，气缸底座固定在箱体上，气缸杆头安装止推气缸接头，止推气缸接头铰接连杆Ⅰ和连杆Ⅱ。
防护门与工字轮之间设置防护轴机构，所述防护轴机构包括防护杆和第一直线驱动机构，第一直线驱动机构的一端固定在箱体上，另一端连接防护杆，防护杆的自由端在第一直线驱动机构的带动下向工字轮的两轮之间伸出，防护杆的自由端端部超过工字轮两轮中靠近防护杆的轮的内边缘，防护杆位于工字轮的上方，防护杆截面圆心到工字轮的圆心与水平方向的夹角为α，35°≤α≤55°。
所述防护杆外侧有防护杆套，防护杆套固定在箱体上；所述第一直线驱动机构与防护杆之间设置连接板，第一直线驱动机构与防护杆位于连接板同侧；所述第一直线驱动机构为防护气缸，所述防护气缸通过第二鱼眼接头与防护气缸底座连接，防护气缸底座固定在箱体上。
工字轮的两轮与箱体之间分别设置防护轴机构，两套防护轴机构对称设置。
所述防护门为自动防护门，包括防护门主体，箱体上固定第二直线驱动机构，第二直线驱动机构的接头铰接在摆臂上，摆臂通过摆臂底座铰接在箱体上，摆臂末端铰接限位机构，限位机构设置在防护门主体中间部位，第二直线驱动机构驱动摆臂带动防护门主体移动；防护门主体顶部设置被动移动件，被动移动件在导轨内直线移动，导轨两端通过导轨座固定在箱体上。
导轨座两端分别设置限位块。
被动移动件为第一轴承，第一轴承通过第一轴承座安装在防护门主体顶部；所述第一轴承座有两个，分布在防护门主体顶部两端，每个第一轴承座分别在上下前后四个方向贴紧导轨安装一个第一轴承。
第二直线驱动机构为气缸、液压缸或电动推杆中的任一种，第二直线驱动机构的通过第三鱼眼接头与固定在箱体上连接座连接；限位机构为第二轴承，第二轴承通过第二轴承座安装在防护门主体中间部位，摆臂末端铰接限位机构，为摆臂末端开设U型槽，第二轴承外圈插入U型槽内。
防护门主体底部还设置防护门承载机构，所述防护门承载机构包括固定在防护门上的第三轴承座，第三轴承座内安装第三轴承。
本发明的有益效果是：
首先，在箱体内安装一套气动防退机构，防止顶尖轴在高速运转时由于工字轮实际偏心引起的不平衡力过大而产生的震动，另一个作用是当顶紧气失效时，通过刹车片与轴套的摩擦力防止工字轮脱离顶尖。
其次，在防护门与工字轮之间安装了两套防护轴机构，每根防护杆通过连接板与气缸杆端固定在一起，装卸工字轮时，气缸内涌入压缩空气使气缸杆顶出，左右两根防护杆同时缩入两边箱体内避开工字轮装卸路径。工字轮安装到位后，气缸杆收缩，左右两根防护轴伸出箱体。这么做的目的是通过防护轴抵挡工字轮在放线机工作时脱落所产生的撞击。考虑到工字轮高速转动时产生巨大的转动惯量，当机器运转时工字轮若意外滚落会对防护门产生巨大的冲击，而防护门的主要作用是阻挡放线机工作状态时金属线材断裂产生的飞丝现象，并不能起到有效的防撞目的，所以单纯的增加防护门钢板的厚度既不经济也不可靠，防护轴机构的设置可以抵挡工字轮在放线机工作时脱落所产生的撞击，阻挡工字轮飞出，减小工字轮对防护门的冲击，降低工字轮脱落产生的危险系数。。
最后，将原有手动推拉防护门改为气动推拉防护门，将原本由人工进行的操作转变位为自动化步骤，不仅使整条线自动化程度进一步提高，更是在根本上消除了防护门在装卸工字轮后未完全关闭锁紧所带来的安全隐患。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2是气动放退机构的结构示意图。
图3是防护轴机构的结构示意图。
图4是防护杆与工字轮的一种位置关系示意图。
图5是自动防护门俯视示意图。
图6是自动防护门左视示意图。
图中：1-箱体，2-固定板，3-连杆座，4-铰接轴Ⅰ，5-连杆Ⅰ，6-铰接轴Ⅱ，7-连杆Ⅱ，8-铰接轴Ⅲ，9-止推气缸，91-气缸底座，92-第一鱼眼接头，93-止推气缸接头，94单向阀，10-刹车片座，11-刹车片，12-滑套，13-工字轮，14-滑套座，15-顶动气缸，16-连板，17-拨销，18-主轴，19-皮带轮；20-防护杆，30-防护气缸，40-连接板，50-第二鱼眼接头，60-防护气缸底座，70-防护杆套；200-防护门主体，300-摆臂气缸，400-第三鱼眼接头，500-摆臂气缸连接座，600-摆臂，601-摆臂转轴，602摆臂底座，603-销轴，700-摆臂气缸接头，800-第二轴承，900-第二轴承座，1000-第一轴承，1100-第一轴承座，1200-导轨，1300-导轨座，1400-限位块，1500-第三轴承座，1600-第三轴承。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
如图1所示，顶动气缸14一端固定在箱体1上，顶动气缸杆通过连板16与滑套12连接，滑套外套有滑套座14，滑套座固定于箱体上，滑套12与工字轮13同轴，顶动气缸14通过连板16带动滑套12在滑套座14内向右移动达到顶紧工字轮的效果。工字轮的另一侧，主轴一端有插入工字轮的拨销，通过传动系统传递扭矩到皮带轮19，通过皮带轮19带动主轴18、拨销17拨动工字轮转动，从而达到放线和收线的功能。
如图2所示，气动防退机构包括设置于箱体1内的工字轮13，箱体1上固定连接有止推气缸9，止推气缸9通过第一鱼眼接头92与气缸底座91连接，气缸底座91固定在箱体1上；止推气缸9上设置单向阀94，通过单向阀94控制止推气缸实现单向进气；止推气缸杆头上安装止推气缸接头93，止推气缸接头93与连杆Ⅰ5、连杆Ⅱ7铰接，连杆Ⅰ5的另一端通过铰接轴Ⅰ4铰接连杆座3上，连杆座3通过固定板2固定在箱体1上；连杆Ⅱ7的另一端与刹车片座10铰接，刹车片座10上固定连接刹车片11，刹车片11位于滑套12上方，止推气缸9通过连杆Ⅱ带动刹车片11压紧滑套12。
工作过程：工作时顶动气缸15顶出，滑套12向右移动顶紧工字轮13，工字轮13进入工作状态，止推气缸9右侧进气口进气，止推气缸杆收缩带动止推气缸接头93向左移动，止推气缸接头93通过铰接轴Ⅱ6带动连杆Ⅰ5下端和连杆Ⅱ7上端向左移动，连杆Ⅱ7下端带动铰接轴Ⅲ8向下竖直移动，从而带动刹车片11压紧滑套12外壁，此时滑套12若要向左移动，必须克服刹车片11施加给滑套12的摩擦力。工字轮13要退出工作位时，止推气缸9左侧进气口进气，止推气缸杆顶出带动止推气缸接头93向右移动，止推气缸接头93通过铰接轴Ⅱ6带动连杆Ⅰ5和连杆Ⅱ7向右移动，连杆Ⅱ7下端带动铰接轴Ⅲ8向上竖直移动，从而带动刹车片11脱离滑套12外壁，滑套12向左移动，对工字轮13的顶紧力消失，工字轮13即可退出工作位。
通过设置工字轮气动防退机构将工字轮顶紧，防止顶尖轴在高速运转时由于工字轮实际偏心引起的不平衡力过大而产生的震动，另一个作用是当顶紧气失效时，通过刹车片与轴套的摩擦力防止工字轮脱离顶尖。
如图3、图4所示，一种工字轮防护轴机构，包括防护杆20和防护气缸30，防护气缸30一端通过第二鱼眼接头50连接防护气缸底座60，防护气缸底座60固定在高速放线机箱体1上，另一端连接防护杆20，防护杆20外侧有防护杆套70，防护杆套70固定在箱体1上，防护杆20在防护杆套70内移动，防护杆20与防护气缸30的气缸杆之间设置连接板40，防护气缸30与防护杆20位于连接板40同侧，防护气缸30收缩，则防护杆20向右伸出，防护气缸顶出，则防护杆20向左回缩。
防护杆20和防护气缸30位于工字轮的左侧，防护杆20的自由端在防护气缸30的带动下向工字轮13的两轮之间伸出，防护杆20的自由端端部超过工字轮左轮的内边缘，内边缘即工字轮左边轮上靠近两轮之间的边缘，防护杆20位于工字轮13的上方，通过夹角α进行描述，防护杆截面圆心到工字轮的圆心与水平方向的夹角为α，35°≤α≤55°，最佳角度为45°，由于放线机正常工作状态时，工字轮以左视图的顺时针方向转动，即工字轮滚落时会向防护门方向滚动，防护杆的位置设置可以有效的阻挡工字轮飞出。
工字轮左轮与箱体1之间设置有防护杆20和防护气缸30组成的工字轮防护轴机构，工字轮右轮与箱体之间也设置同样的工字轮防护轴机构，两套防护轴机构以工字轮中心为轴对称安装在工字轮上方，都设置在靠近防护门一侧，万一工字轮在放线机工作时脱落，这种设置可以阻挡工字轮飞出，减小工字轮对防护门的冲击，降低工字轮脱落产生的危险系数。
工字轮13进入工作状态后，左箱体内的防护气缸30左侧进气口进气，防护气缸杆收缩，通过连接板40带动防护杆20沿防护杆套70向右伸出。防护气缸杆收缩到极限位置时，防护杆20挡住工字轮左轮内边缘。右箱体内防护轴机构动作与左箱体内的防护轴机构动作相同，方向相反。
装卸工字轮13时，防护气缸30内涌入压缩空气使防护气缸杆顶出，左右两根防护杆同时缩入两边箱体内，避开工字轮13的装卸路径。工字轮安装到位后，气缸杆收缩，左右两根防护杆伸出箱体，挡住工字轮的内边沿。这么做的目的是通过防护杆抵挡工字轮在放线机工作时脱落所产生的撞击。考虑到工字轮高速转动时产生巨大的转动惯量，当机器运转时工字轮若意外滚落会对防护门产生巨大的冲击，而防护门的主要作用是阻挡放线机工作状态时金属线材断裂产生的飞丝现象，并不能起到有效的防撞目的，所以单纯的增加防护门钢板的厚度既不经济也不可靠。
如图5、图6所示，一种自动防护门，包括防护门主体200和安装防护门主体的箱体1，防护门主体200为型材与钢板焊接而成，箱体1上固定直线驱动机构，此处直线驱动机构为摆臂气缸300，摆臂气缸300通过第三鱼眼接头400与固定在箱体1上摆臂气缸连接座500连接，摆臂气缸接头700与摆臂600铰接，铰接处为销轴603，摆臂600通过摆臂底座602铰接在箱体1上，铰接处为摆臂转轴601，摆臂600末端铰接限位机构，限位机构为第二轴承800，第二轴承800通过第二轴承座900安装在防护门主体200的中间部位，摆臂600末端铰接限位机构，即是在摆臂末端开设有一个U型槽，开口朝向摆臂末端，第二轴承外圈插入U型槽内，使得直线驱动机构驱动摆臂600带动防护门主体移动；防护门主体200顶部设置被动移动件，被动移动件为第一轴承1000，第一轴承1000通过第一轴承座1100安装在防护门主体200的顶部，直线驱动机构驱动摆臂带动防护门主体移动，同时带动第一轴承1000在导轨1200内直线移动，导轨1200两端通过导轨座1300固定在箱体1上，导轨座1300两端分别设置限位块1400；防护门主体200底部还设置防护门承载机构，所述防护门承载机构包括固定在防护门上的第三轴承座1500，第三轴承座1500内安装第三轴承1600，第三轴承外圈与箱体底部平面接触，承担防护门主体200的大部分重量。
所述第一轴承座1100有两个，分布在防护门主体200顶部两端，每个第一轴承座1100分别在上下前后四个方向安装一个第一轴承1000，八个第一轴承1000分别在上下和前后方向贴紧导轨1200，限制防护门主体200上下方向和前后方向的自由度，保证防护门主体200只能沿导轨1200左右移动。
直线驱动机构除了可以是气缸之外，还可以是液压缸或电动推杆中的一种，同样可以实现自动控制防护门，自动化程度高。
工作时，摆臂气缸前端通气，气缸杆收缩，通过摆臂气缸接头、销轴带动摆臂绕摆臂一端的摆臂转轴向右摆动，通过摆臂另一端U型豁口推动第二轴承移动，因防护门上下前后自由度被第一轴承限制，从而第二轴承通过第二轴承座带动防护门主体完成开门动作，图5右侧实线部分为防护门打开状态。同理，摆臂气缸后端通气，气缸杆伸出完成关门动作，图6左侧虚线部分为防护门关闭状态。
将原有手动推拉防护门改为自动推拉防护门，其目的是将原本由人工进行的操作转变为自动化步骤，不仅使整条线自动化程度进一步提高，更是在根本上消除了防护门在装卸工字轮后未完全关闭锁紧所带来的安全隐患。
现阶段，随着线材生产厂家对设备的生产效率、自动化程度要求不断提高，因而对生产设备在安全性、可靠性、自动化、智能化方面提出更高要求。具体到线材生产中必不可少的设备-工字轮放线机，提高生产效率除了提升主轴的转速以外，还需针对安全性与稳定性进行优化。

Claims (10)

1.一种高速放线机，包括箱体，箱体内安装工字轮，箱体外设置防护门，其特征在于：工字轮一侧同轴连接滑套，滑套由顶动气缸驱动顶紧工字轮，滑套外套有滑套座，滑套座固定于箱体上，工字轮另一侧由动力驱动主轴，主轴上设置插入工字轮的拨销，拨销拨动工字轮转动；箱体内还设置气动放退机构，所述气动放退机构包括单向直线驱动机构，单向直线驱动机构末端铰接连杆Ⅰ和连杆Ⅱ，连杆Ⅰ铰接在箱体上，连杆Ⅱ末端铰接刹车片座，刹车片座上固定连接刹车片，刹车片位于滑套上方，单向直线驱动机构通过连杆Ⅱ带动刹车片压紧滑套。
2.根据权利要求1所述高速放线机，其特征在于：所述连杆Ⅰ通过销轴Ⅰ铰接在连杆座上，连杆座通过固定板固定在箱体上；单向直线驱动机构为单向止推气缸，止推气缸通过第一鱼眼接头与气缸底座连接，气缸底座固定在箱体上，气缸杆头安装止推气缸接头，止推气缸接头铰接连杆Ⅰ和连杆Ⅱ。
3.根据权利要求1所述高速放线机，其特征在于：防护门与工字轮之间设置防护轴机构，所述防护轴机构包括防护杆和第一直线驱动机构，第一直线驱动机构的一端固定在箱体上，另一端连接防护杆，防护杆的自由端在第一直线驱动机构的带动下向工字轮的两轮之间伸出，防护杆的自由端端部超过工字轮两轮中靠近防护杆的轮的内边缘，防护杆位于工字轮的上方，防护杆截面圆心到工字轮的圆心与水平方向的夹角为α，35°≤α≤55°。
4.根据权利要求3所述高速放线机，其特征在于：所述防护杆外侧有防护杆套，防护杆套固定在箱体上；所述第一直线驱动机构与防护杆之间设置连接板，第一直线驱动机构与防护杆位于连接板同侧；所述第一直线驱动机构为防护气缸，所述防护气缸通过第二鱼眼接头与防护气缸底座连接，防护气缸底座固定在箱体上。
5.根据权利要求3所述高速放线机，其特征在于：工字轮的两轮与箱体之间分别设置防护轴机构，两套防护轴机构对称设置。
6.根据权利要求1所述高速放线机，其特征在于：所述防护门为自动防护门，包括防护门主体，箱体上固定第二直线驱动机构，第二直线驱动机构的接头铰接在摆臂上，摆臂通过摆臂底座铰接在箱体上，摆臂末端铰接限位机构，限位机构设置在防护门主体中间部位，第二直线驱动机构驱动摆臂带动防护门主体移动；防护门主体顶部设置被动移动件，被动移动件在导轨内直线移动，导轨两端通过导轨座固定在箱体上。
7.根据权利要求6所述高速放线机，其特征在于：导轨座两端分别设置限位块。
8.根据权利要求6所述高速放线机，其特征在于：被动移动件为第一轴承，第一轴承通过第一轴承座安装在防护门主体顶部；所述第一轴承座有两个，分布在防护门主体顶部两端，每个第一轴承座分别在上下前后四个方向贴紧导轨安装一个第一轴承。
9.根据权利要求6所述高速放线机，其特征在于：第二直线驱动机构为气缸、液压缸或电动推杆中的任一种，第二直线驱动机构的通过第三鱼眼接头与固定在箱体上连接座连接；限位机构为第二轴承，第二轴承通过第二轴承座安装在防护门主体中间部位，摆臂末端铰接限位机构，为摆臂末端开设U型槽，第二轴承外圈插入U型槽内。
10.根据权利要求6所述高速放线机，其特征在于：防护门主体底部还设置防护门承载机构，所述防护门承载机构包括固定在防护门上的第三轴承座，第三轴承座内安装第三轴承。
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