CN1293953C - 预穿芯棒的定位方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预穿芯棒的定位方法和装置，它被应用于离线穿棒、芯棒循环使用的轧管机中的芯棒准确定位。它通过托有芯棒的链式输送机构经过启动、加速运行、趋于匀速运行、减速运行、停止运行五个运动过程，并在趋于匀速运行或减速运行中将芯棒抛出，抛出后的芯棒被位于定位辊道前面的挡板限位，实现芯棒的定位。预穿芯棒装置由从动链轮1、主动链轮8、链条2、推板3、拖块4等构成的链式输送机构，和定位滚道5组成，在定位滚道5的前面设有挡板7，链式输送机构与芯棒尾部端面在定位辊道5上停住的准确位置有一距离L，L＝((H₀+R)²-(R+D₀/2-d/2)²)^1/2。优点是，减少了预穿棒的时间和钢管温度的下降，降低了轧制负荷，解决了芯棒停的位置不准确的问题。

Description

预穿芯棒的定位方法和装置

技术领域：

本发明涉及一种预穿芯棒的定位方法和装置，更具体地说是一种应用于离线穿棒、芯棒循环使用的轧管机中的预穿芯棒准确定位的方法和装置。

背景技术：

作为内变形工具使用循环芯棒的轧管机，其芯棒必须提前插入，这个过程称之为“预穿棒”。目前，其插入的方法是，托有芯棒的链式输送机将芯棒准确地插入停在定位辊道上的钢管管腔内。为了进一步说明预穿棒的插入定位方法和装置，结合图1和图2进行说明。图1是现有芯棒的停止位置与芯棒小车托架的位置图，图2是现有预穿芯棒装置的工作原理示意图。图2的上半部分，表示了芯棒9在链式输送机上的传输过程，图2的下半部分，表示了链式输送机第一次停止时，芯棒9所处的位置，这时芯棒9主要位于定位辊道5上。链式输送机的链条上设有推板3和托块4，芯棒9放置于链条2之上，芯棒9的尾部端面靠近推板3，靠近芯棒尾部9a端面有一个变细的部位9b，该部位落在托块4的圆槽内。链条上的推板3推动芯棒尾部9a的端面，将芯棒送入钢管10的管腔。托块4的作用是防止芯棒在运动过程中窜动，并可在插棒失败时，托块拉动芯棒回退。推板3推动芯棒前进的动力来自于电机，电机通过齿轮带动链条2运动。链式输送机构的运动方式是，托有芯棒的链式输送机的链条依次经过启动、加速运行、趋于匀速运行、减速运行、第一次停止，再次启动、低速运行、最后停止等八个工作过程。链条第一次停止的位置就是芯棒需要定位的位置(参考图2的下半部分)。这时芯棒2的尾部9a仍然在链式输送机的链条2上，芯棒靠近尾部端面的变细的部位9b，仍然落在托块4的圆槽内，没有脱离链式输送机。预穿棒的下一道工序是，由步进机构将芯棒9和钢管10送到轧制线上，芯棒小车卡爪12抓住芯棒尾部9a，将芯棒9送入轧制机进行轧制。为了确保芯棒停在管腔内的位置准确，必须控制链条推板停止位置准确，即芯棒第二个变细部位9c必须放在芯棒小车前部托架11的V形口内，否则芯棒小车的卡爪12就抓不住芯棒的尾部9a，出现故障。为了控制链条推板停的位置准确，需要设置检测开关，使链条减速停止。这种预穿芯棒的定位方法和装置存在两个较大的问题，一是由于工作环境恶劣，检测开关经常不能准确的检测到芯棒的位置，使芯棒停的位置不准确，造成设备事故；二是由于芯棒的定位必须通过链轮输送机构的停止运行来达到，造成预穿棒的时间较长，由此带来的问题是，预穿芯棒占用的时间延长，使钢管的温度下降，造成轧制负荷提高。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是，提供一种预穿芯棒过程中，穿棒时间短，且定位准确、可靠的预穿芯棒定位的方法和装置。

为解决以上技术问题而采取的预穿芯棒定位的方法是：托有芯棒的链式输送机构经过启动、加速运行、趋于匀速运行、减速运行、停止运行五个运动过程，并在趋于匀速运行或减速运行中将芯棒抛出，抛出后的芯棒被位于定位辊道前面的挡板限位，实现芯棒的定位，该定位的位置正好是芯棒离开传送装置推板的位置。需要说明的是：如果芯棒是在链式输送机构趋于匀速运行中将芯棒抛出定位，这时抛出的芯棒惯性相对大点，定位的准确率受到一定影响。如果芯棒是在链式输送机构趋于减速运行中将芯棒抛出定位，这时抛出的芯棒惯性相对较小，定位的准确率高。

芯棒抛出后，在其有反弹趋向时，链式输送机构又对芯棒的尾部施以辅助推力，使芯棒进一步准确定位。

预穿芯棒装置的结构是，它由从动链轮1、主动链轮8、链条2、位于链条上的两个推板3、两个托块4等构成的链式输送机构，和定位辊道5组成，其特点是，在定位辊道5的前面设有挡板7，链式输送机构相对于芯棒尾部9a的端面在定位辊道5上停住的准确位置有一距离L，并通过下列公式给出：

                    L＝((H+R)²-(R+D/2-d/2)²)^1/2

H＝推板3的高度

R＝链轮的半径

D＝芯棒9的直径

d＝芯棒尾部9a的直径

距离L是安装链式输送机构与定位滚道5相对位置的一个尺寸，是根据芯棒的常用规格确定的，确定后，一般不再变化。如果芯棒的直径发生变化，则可以根据以上公式确定推板3的高度，以确保变换直径后的芯棒定位准确。

在每个推板3后面相隔一定距离的链条上设有辅助推板6。

推板3与辅助推板6之间的距离最好为nK，K-链节节距，n-链节数。

挡板7为弹性挡板。弹性挡板具备缓冲功能，目的是吸收芯棒的动能，减少反弹，有利于定位。

利用本发明的预穿芯棒定位方法，链式输送机构不是通过停止转动来使芯棒定位的，而是在趋于匀速运行或者减速运行中将芯棒抛出直接送到预定位置。这样，可缩短预穿棒时间2秒以上，使钢管的温度相对现有技术少下降100摄氏度以上，轧制负荷降低，节省能源和成本。据统计，一个年生产22万吨钢管的企业，每年仅节电一项创造的经济效益就达100万元左右。由于本发明预穿芯棒装置的链式输送机构相对于芯棒尾部端面在定位辊道5上停住的准确位置之间有一个距离L，在定位辊道的前方增设挡板7，去掉了现有技术中的检测开关，不需要准确控制链轮停止的位置，消除了芯棒不到位的可能性。提高设备有效作业率5％，对于一个年产22万吨钢管的企业，一年可增加产值达2000万元以上，增加利润约200万元。

附图说明：

图1-现有预穿芯棒装置的芯棒停止位置与芯棒小车托架的位置图

图2-现有预穿芯棒装置的两种工作状态结构示意图

图3-本发明所述预穿芯棒装置的两种工作状态结构示意图

图4-本发明所述预穿芯棒装置的各种参数示意图

具体实施方式：

下面结合附图给出本发明的实施例，用来进一步说明技术解决方案。

实施例：参考图3、图4。该预穿芯棒装置的链式输送机构主动轮8中心轴线相对于芯棒尾部9a端面在定位辊道5上停住的准确位置的距离L通过下列公式给出：

                  L＝((H+R)²-(R+D/2-d/2)²)^1/2

H为推板3的高度，R为主动链轮8的半径，D为一种常用芯棒的直径，d为一种常用芯棒尾部9a的直径

链式输送机构的链条2啮合在链轮1上，两个推板3、两个辅助推板6和两个托块4都固定联接在链条2上。在这里，推板3与辅助推板6之间的距离为nk，n＝1，k＝链节距。定位辊道5前面的挡板7为弹性挡板。

工作原理是，托有芯棒9的链条2在链轮和电机的带动下首先启动，然后逐渐加速，加速到设定的速度后趋于匀速运行状态，并在芯棒9的头部运行到主动轮所处的位置时，减速运行，在减速运行过程中，推板3推动芯棒9离开链条上的托块4和推板3，而穿到钢管10的管腔内。链条2继续减速运行一段距离，停在初始位置上，等待传输、定位下一个预穿芯棒。芯棒9离开链条2，全部落在定位辊道5上，由于芯棒9的惯性，芯棒9在定位辊道5上会向前滑动一定的距离，为了防止滑动，芯棒9端部到达的位置，安装的弹性挡板7会挡住芯棒。芯棒接触挡板7后，有时可能反弹少许距离，离开要求的准确停止位置，则它会在挡板7的反向作用力下而后退，这时，推板3已经与芯棒脱离，而辅助挡板6正好与后退的芯棒尾部端面相触，芯棒在辅助挡板6的推力作用下又会准确的定位在设定的位置上。

需要说明的是，如果，设计合理，链式输送机构的运行速度确定的合适，那么，芯棒9在抛出后不会有反弹现象，而是直接准确定位，这时就不需要辅助挡板6的辅助推力。一般情况下，如果芯棒9的抛出是在链式输送机构的减速运行阶段，则可以没有辅助挡板6。

同理，根据本发明给出的技术解决方案，还可以给出其它实施例。如，芯棒的抛出定位是在链式输送机构趋于匀速运行过程中，而其它部分结构不变的实施例，以及与实施例1相比，其它部分的结构不变而仅仅没有辅助推板6的实施例。

Claims (6)

1、一种预穿芯棒的定位方法，其特征是，托有芯棒的链式输送机构经过启动、加速运行、趋于匀速运行、减速运行、停止运行五个运动过程，并在趋于匀速运行或减速运行中将芯棒抛出，抛出后的芯棒被位于定位辊道前面的挡板限位，实现芯棒的定位，该定位的位置正好是芯棒离开传送装置推板的位置。

2、根据权利要求1所述预穿芯棒的定位方法，其特征是，芯棒抛出后，在其有反弹趋向时，链式输送机构又对芯棒的尾部施以辅助推力，使芯棒进一步准确定位。

3、一种预穿芯棒装置，它由从动链轮(1)、主动链轮(8)、链条(2)、位于链条上的两个推板(3)、两个托块(4)等构成的链式输送机构，和定位辊道(5)组成，其特征是，在定位辊道(5)的前面设有挡板(7)，链式输送机构主动轮(8)的中心轴线相对于芯棒尾部(9a)的端面在定位辊道(5止停住的准确位置之间有一距离L，并通过下列公式给出：

              L＝((H+R)²-(R+D/2-d/2)²)^1/2

H＝推板(3)的高度

R＝主动链轮(8)的半径

D＝芯棒(9)的直径

d＝芯棒尾部(9a)的直径

4、根据权利要求3所述的预穿芯棒装置，其特征是，在每个推板(3)后面相隔一定距离的链条上设有辅助推板(6)。

5、根据权利要求4所述的预穿芯棒装置，其特征是，推板(3)与辅助推板(6)之间的距离最好为nK，K-链节节距，n-链节数。

6、根据权利要求3、4或5所述的预穿芯棒装置，其特征是，挡板(7)为弹性挡板。

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