PL200536B1 - Sposób pracy maszyny do prostowania kształtowników - Google Patents

Abstract

Sposób pracy maszyny do prostowania (1) do prostowania kszta ltowników, takich jak wal- cowane d zwigary, która nad lini a korekcyjn a i pod lini a korekcyjn a w kierunku transportowa- nia prostowanego materia lu posiada kilka na- rz edzi (11) umieszczonych na równoleg lych do siebie, nap edzanych wa lach prostuj acych (2a, 2; 21a, 21b; 22a, 22b), z których korzystnie górne wa ly prostuj ace (2a; 21a; 21b) s a nasta- wialne w celu regulacji szczeliny przy prosto- waniu, przy czym wa ly prostuj ace (2a; 21a,b) s a nastawialne indywidualnie i jest im przypo- rz adkowany ka zdorazowo po obydwóch stro- nach srodek nastawczy (6, 7; 23a, 23b) dzia laj acy na ko nce wa lów prostuj acych (8, 9; 21a,b), w którym podczas prostowania, co najmniej odda- lony od strony nap edu (I), srodek nastawczy (6; 23a) od strony obs lugi obci aza si e si la (F A ) prze- ciwnie skierowan a do si ly prostuj acej (F R ). PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób pracy maszyny do prostowania kształtowników, takich jak walcowane dźwigary, lub podobnych do nich kształtowników stalowych, która nad linią korekcyjną i pod linią korekcyjną w kierunku transportowania prostowanego materiału posiada kilka narzędzi umieszczonych na równoległych do siebie, napędzanych wałach prostujących, z których górne wały prostujące korzystnie są nastawialne w celu regulacji szczeliny przy prostowaniu.

Konieczność usunięcia odnoszących się do kilku osi odchyleń ze wspomnianego kształtownika wynika z tego, że kształtowniki, na przykład dwuteowniki, ceowniki lub teowniki po walcowaniu dostają się do chłodni wyrobów z walcowni. W tym miejscu przebywają w celu ochłodzenia na ogół do temperatury około 60°C. W wyniku poprzedzającego procesu walcowania, a także w szczególności na skutek ochłodzenia deformują się one nie tylko w kierunku pionowym, lecz także w kierunku poziomym i dodatkowo mogą jeszcze ulec skrę ceniu wokół osi podł u ż nej. Konsekwencjami tego, poza niejednostajnością kształtów i wymiarów geometrycznych materiału walcowanego, są naprężenia własne, które jeszcze wyraźniej ujawniają się przy rozcinaniu kształtownika.

Dzięki zastosowaniu maszyn do prostowania kształtowników, zwłaszcza takich, które są stosowane dla grubościennych kształtowników, zostało zbudowane dwuosiowe urządzenie do prostowania, w którym kształtownik na kilku powierzchniach jest poddawany przemiennemu zginaniu za pomocą wałów prostujących lub narzędzi umieszczonych nad i pod prostowanym materiałem na linii korekcyjnej w kierunku jego transportowania. Narzędzia składają się zwykle z tarcz prostujących zamocowanych na tulejach, które są podparte na wałach prostujących umieszczonych na tej samej osi, w ustawionej wstępnie podziałce lub też w określonym odstępie od siebie. Wtedy przemienne zginanie prowadzi w doskonały sposób do poprawy prostoliniowości w kierunku pionowym, a także w kierunku poziomym. W celu prostowania, na przykład dwuteowników, znane jest (porównaj europejski dokument patentowy nr EP D1 0 472 765) przestawianie w kierunku osiowym podtrzymywanych przez wały prostujące tarcz prostujących przylegających od wewnątrz co najmniej do jednej z dwóch półek dźwigara i w ten sposób zmienianie wymiaru zewnętrznego przegrody z tarcz prostujących lub też wymiaru wnęki między tarczami prostującymi.

Ponieważ rezultat prostowania prętów, kształtowników lub podobnych do nich walcowanych dźwigarów zależy od sztywności maszyny do prostowania jako całości, znane maszyny do prostowania kształtowników składają się z wieloczęściowego stojaka wykonanego jako konstrukcja spawana lub ze stojaka wykonanego jako łączona konstrukcja odlewana i konstrukcja spawana. Maszyny do prostowania wykonane wyłącznie jako konstrukcja spawana zwykle są zbudowane w ten sposób, że dwa stojaki boczne są połączone ze sobą za pomocą dolnej i górnej poprzecznicy. W wykonaniu jako łączona konstrukcja spawana/ konstrukcja odlewana, dwa masywne, odlane kęsiska połączone są ze sobą za pomocą spawania.

W maszynie do prostowania ujawnionej w niemieckim dokumencie patentowym nr DE 28 23 526 C2 dwa boczne stojaki umieszczone w odstępie jeden za drugim w kierunku przechodzenia materiału prętowego są wykonane podobnie do portalu z, osadzonej na końcach poziomych belek nośnych stojaka, następnej pionowej belki nośnej, podczas gdy ramiona w kształcie litery C, za pomocą znajdujących się tam poza tym łączników, są połączone na ich końcach za pomocą rozciąganej nakładki łączącej. Powodem tej masywnej konstrukcji stojaka jest umożliwienie przejęcia sił prostujących w zamkniętym układzie. Tak więc, z uwagi na rosnące wymagania co do dokładności prostowania, niezbędne sztywne, masywne konstrukcje stojaków wymagają jednak materiałochłonnych i kosztownych elementów konstrukcyjnych. Mechaniczna obróbka tych elementów konstrukcyjnych musi być przeprowadzona na wynikających ponadto z ich wielkości wielkich, nie wszędzie dostępnych, drogich obrabiarkach.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu pracy maszyny do prostowania kształtowników wspomnianego na wstępie rodzaju, która pomimo prostej, lekkiej konstrukcji, niezależnie od bardzo zróżnicowanych sił prostujących dla różnych kształtowników, jest w stanie zredukować sprężynowania i/lub zwiększenia szerokości szczelin przy prostowaniu i ogólnie zmniejszyć obciążenia wprowadzane do maszyny, w szczególności obciążenia łożysk.

Zgodnie z wynalazkiem, sposób pracy maszyny do prostowania kształtowników, takich jak walcowane dźwigary, która nad linią korekcyjną i pod linią korekcyjną w kierunku transportowania prostowanego materiału posiada kilka narzędzi umieszczonych na równoległych do siebie, napędzanych wałach prostujących, z których korzystnie górne wały prostujące, są nastawialne w celu regulacji

PL 200 536 B1 szczeliny przy prostowaniu, przy czym wały prostujące są nastawialne indywidualnie i jest im przyporządkowany każdorazowo po obydwóch stronach środek nastawczy działający na końce wałów prostujących charakteryzuje się tym, że podczas prostowania, co najmniej oddalony od strony napędu, środek nastawczy od strony obsługi obciąża się siłą przeciwnie skierowaną do siły prostującej.

Korzystnie, przy ułożyskowanym jednostronnie końcu wału prostującego podtrzymującego narzędzie, środek nastawczy od strony napędu poddaje się ściskaniu, a środek nastawczy od strony narzędzia poddaje się rozciąganiu.

Środki nastawcze działają korzystnie od dołu na korzystnie indywidualnie nastawiane górne wały prostujące. W ten sposób uzyskuje się, że siły prostujące mogą być przejmowane na krótkiej drodze między obudowami łożysk lub też elementami łożyskowymi górnych i dolnych wałów prostujących, ponieważ można opracować środki przenoszące siły, które przenoszą siły od obudowy łożyska do obudowy łożyska lub od elementu łożyskowego do elementu łożyskowego. Dlatego można całkowicie zrezygnować z zamkniętej ramy i tym samym może być znacznie zmniejszony ciężar maszyny. Ponieważ siły prostujące nie muszą już być przejmowane przez zamkniętą konstrukcję ramową, która ponadto musi posiadać dostatecznie dużą sztywność, w wyniku działania środków zaradczych według wynalazku nie mogą już występować także rozszerzenia ramy w niejako bezramowej maszynie do prostowania kształtowników. Mimo dużej sztywności znanych maszyn do prostowania kształtowników zrealizowanych przy wykorzystaniu zamkniętej konstrukcji ramowej, każdy stojak ma pewną stałą sprężystości, która jest niekorzystna w procesie prostowania, gdyż stojak przemieszcza się pod obciążeniem.

W pierwszym rozwią zaniu konstrukcyjnym maszyny do prostowania kształ towników z uł o ż yskowanymi w zwykły sposób jednostronnie wałami prostującymi w celu przejęcia występujących sił prostujących, środek nastawczy według wynalazku od strony napędu poddaje się ściskaniu a środek nastawczy od strony narzędzia lub też od strony obsługi poddaje się rozciąganiu. W wypadku wrzecion nastawczych boki zarysów zębów są obciążone odpowiednio przeciwnie. W wypadku korzystnie zastosowanych siłowników hydraulicznych proponuje się, żeby siłownik hydrauliczny od strony narzędzia był większy niż siłownik hydrauliczny od strony napędu. W ten sposób, z uwagi na różne stosunki ramion dźwigni, można uwzględnić większe lub mniejsze siły, które mają być nastawione.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania został objaśniony na podstawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia maszynę do prostowania kształtowników na przykładzie maszyny do prostowania wykonanej jako dziewięciorolkowa, patrząc od strony obsługi lub też od strony narzędzi, w widoku z przodu, fig. 2 - widok czą stkowy z fig. 1 przedstawiający dwa dolne i górny wał prostujący z narzę dziem, fig. 3 - przekrój wzdł u ż linii III-III na fig. 2, fig. 4 - przekrój wzdł u ż linii IV-IV na fig. 2, fig. 5 - drugie wykonanie maszyny do prostowania kształtowników, która posiada ułożyskowanie wałów prostujących z obydwóch stron narzędzia, jako przekrój widoku cząstkowego górnego modułu wałów prostujących, porównywalny z przebiegiem przekroju według fig. 3, fig. 6 - przekrój widoku cząstkowego w maszynie do prostowania kształtowników z dwustronnym ułożyskowaniem narzędzia dolnego modułu wałów prostujących, porównywalny z przebiegiem przekroju według fig. 4, fig. 7 cząstkowy przekrój podłużny wykonania wału prostującego od strony napędu z przestawianiem w kierunku osiowym za pomocą ukł adu hydraulicznego jako szczegół konstrukcji maszyny do prostowania według fig. 5 i fig. 6, fig. 8 - w widoku z góry wykonanie manipulatora do jednoczesnej wymiany wszystkich narzędzi w przykładzie wykonania dziewięciorolkowej maszyny do prostowania kształtowników, fig. 9 - manipulator według fig. 8, patrząc od przodu i fig. 10 - wieloczęściowe narzędzie jako szczegół, w przekroju podłużnym.

Maszyna do prostowania kształtowników 1 według fig. 1 ma cztery górne wały prostujące 2a i pięć dolnych wałów prostujących 2b. Dolne wały prostujące 2b są ułożyskowane w obudowach łożysk 3, które opierają się na nośnej konstrukcji wsporczej 4, podczas gdy górne wały prostujące 2a są umieszczone w obudowach łożysk 3, które są podtrzymywane za pomocą uch cylindrów 5 (porównaj z fig. 2 i fig. 3) przez siłowniki hydrauliczne 6, 7 opierające się na nośnej konstrukcji wsporczej 4.

Jak to jest dokładniej widoczne na fig. 3 i fig. 4, końce wału prostującego 3 lub też 9 zwrócone do strony roboczej 1 i do strony obsługi lub też do strony narzędzia 11 zarówno górnych wałów prostujących, jak i dolnych wałów prostujących 2a lub też 2b spoczywają w obudowach łożysk 3 i wały prostujące 2a lub też 2b zawierają narzędzia 11 z jednostronnym ułożyskowaniem wyposażone w górne i dolne tarcze prostujące 10a lub też 10b służące do prostowania, na przyk ład walcowanego na gorąco dwuteownika. W celu kompensacji różnic wysokości spowodowanych przez różne kształtowniki, różnych średnic tarcz prostujących i zużycia narzędzi 11 lub też górnych i dolnych tarcz prostują4

PL 200 536 B1 cych 10a, 10b w przykładzie wykonania - porównaj z fig. 1 - cała maszyna do prostowania kształtowników 1 jest wykonana jako podnoszona i opuszczana za pomocą elektromechanicznego urządzenia do przestawiania lub też urządzenia do podnoszenia 13 zakotwionego w fundamencie 12 przy użyciu wrzecion 14 oddziałujących na nośną konstrukcję wsporczą 4.

Każdy górny i dolny wał prostujący 2a lub też 2b jest indywidualnie napędzany za pomocą silników 15 przewidzianych po stronie napędu 1 i włączonej pośrednio przekładni 16. Ponadto są tam umieszczone napędy 17 służące do przestawiania w kierunku osiowym wałów prostujących 2a lub też 2b. Siłowniki hydrauliczne 6 lub też 7 służące jako środki nastawcze i umożliwiające indywidualne nastawienie górnych wałów 2a, w konstrukcji maszyny do prostowania kształtowników 1 pokazanej na fig. 1, fig. 2, fig. 3 i fig. 4 z jednostronnym ułożyskowaniem narzędzi 11 w celu przejęcia siły prostującej FR (porównaj z fig. 3) działającej w kierunku strzałki 18 mają zróżnicowane obciążenie, a mianowicie siłownik hydrauliczny 6 od strony obsługi lub od strony narzędzia jest poddawany rozciąganiu zgodnie z kierunkiem strzałki 19, a siłownik hydrauliczny 7 od strony napędu jest poddawany ściskaniu zgodnie z kierunkiem strzałki 20. W siłownikach hydraulicznych 6 od strony narzędzi panuje ciśnienie Pmax, zatem w górnych przestrzeniach cylindrów i w siłownikach hydraulicznych 7 od strony napędu panuje ciśnienie Pmax w danym przypadku w dolnych przestrzeniach cylindrów (porównaj z fig. 3). Jeśli zamiast siłowników hydraulicznych 6, 7 jako środki nastawcze byłyby zastosowane wrzeciona nastawcze, boki zarysu ich zębów byłyby obciążone odpowiednio przeciwnie.

Z powodu siłowników hydraulicznych 6, 7 oddział ują cych od doł u na koń ce 8 i 9 górnych wał ów prostujących 2a siły prostujące (strzałka 18) są przejmowane na krótkiej drodze między elementami łożyskowymi, do czego jako połączenie między obudowami łożysk 3 i sąsiednimi siłownikami hydraulicznymi 6 jest przewidziany (w przykładzie sworzeń) środek do przenoszenia sił 40 (porównaj także z fig. 2). Można więc zrezygnować z niezbędnej w dotychczasowych maszynach do prostowania kształtowników zamkniętej konstrukcji ramowej lub też z zamkniętego układu stojaków. Ściślej mówiąc, wystarcza jedynie umieszczenie wałów prostujących 2a lub też 2b w obudowach łożysk 3. Siłowniki hydrauliczne 6, 7 mają odpowiednio różne wymiary, dzięki czemu w wyniku różnych przełożeń dźwigni dostosowuje się nastawianie większych lub też mniejszych sił, tak że siłowniki hydrauliczne 6 od strony narzędzia są większe niż siłowniki hydrauliczne 7 od strony napędu.

W maszynie do prostowania kształtowników zrealizowanej za pomocą innej konstrukcji, mianowicie już nie z jednostronnym ułożyskowaniem, lecz z dwustronnym ułożyskowaniem narzędzi 11, jako szczegół na fig. 5 i na fig. 6 przedstawiony jest tylko górny i dolny wał prostujący. Tutaj składają się one z dwóch części wałów prostujących 21a, 21b lub też 22a, 22b (porównaj dolny wał prostujący na fig. 6). Zarówno górne części wałów prostujących 21a, 21b, jak i dolne części wałów prostujących 22a, 22b - a zatem w pełnej zgodności z opisanym wcześniej przykładem wykonania - są umieszczone w obudowach łożysk 3 i - dolne części wałów prostujących 22b - są umieszczone w elementach łożyskowych 103, tak że w tym wypadku nie wymaga to także zamkniętej konstrukcji ramowej lub też zamkniętej konstrukcji stojakowej. Umieszczone z obydwóch stron narzędzia obudowy łożysk 3 górnych części wałów prostujących 21a, 21b zarówno po stronie napędu I, jak i po stronie obsługi II są podtrzymywane przez siłowniki hydrauliczne 23a, 23b służące jako środki nastawcze, które na ramach podstawowych 24 lub też 25 opierają się na fundamencie 12. Także tutaj - naciskająca w tym wypadku na środku siła prostująca 18 - jest przejmowana na najkrótszej drodze i następnie odprowadzana dalej za pomocą środków przenoszących siłę połączonych ze sobą w układzie zamkniętym łożysk; nośna konstrukcja wsporcza lub też fundament jest więc chroniony przed działaniem sił. Obydwa siłowniki hydrauliczne lub też siłowniki nastawcze 23a, 23b są napędzane zgodnie ze strzałką 19 siłą rozciągającą FA. Rama podstawowa 25 od strony obsługi, posiadająca obudowy łożysk 3 dla górnych części wałów prostujących 21a, 21b lub też 22a, 22b i zrealizowana dla dolnych części wałów prostujących 22a, 22b z elementami łożyskowymi 103 jest wykonana jako przesuwalna po fundamencie 12, to znaczy strona obsługi II w tej konstrukcji maszyny do prostowania kształtowników daje się otwierać, tak że do narzędzi 11 jest swobodny dostęp.

Dwustronne ułożyskowanie narzędzi 11 za pomocą górnych i dolnych wałów prostujących składających się z dwóch części wałów prostujących 21a, 21b i 22a, 22b we współdziałaniu z ramą podstawową 25 przesuwalna od strony obsługi pozwala otworzyć konstrukcję przekładkową narzędzi 11, która wobec tego też jest wieloczęściowa i składa się z tulei montażowej 26 i z podtrzymywanych przez nią na górze i na dole tarcz prostujących 10a i 10b. Jako niezawodne połączenie modułów wałów prostujących składających się z komponentów obydwóch części wałów prostujących w górnym i dolnym obszarze wałów prostujących 21a, 21b lub też 22a, 22b i tulei 26 z umieszczonymi na nich

PL 200 536 B1 tarczami prostującymi 10a lub też 10b (porównaj także z fig. 10) wraz z narzędziem przy uwzględnieniu ściągu 27 służy wypróbowane połączenie przekładkowe działające z dużym naprężeniem wstępnym.

Dwustronne ułożyskowanie narzędzi 11 w wykonaniu maszyny do prostowania kształtowników według fig. 5 i fig. 6 z centralnym przyłożeniem siły prostującej i tym samym równomierny rozkład nacisku na obydwie obudowy łożysk 3 we współdziałaniu z przesuwalną od strony obsługi ramą podstawową 25 i przekładkową konstrukcją narzędzi 11 zapewnia z kolei łatwy sposób wymiany, albo przy zamkniętych narzędziach 11, albo przy przezbrojeniu na inny kształtownik przeznaczony do prostowania. Jak pokazano schematycznie na fig. 8 i fig. 9 może być przewidziany manipulator lub manipulator chwytakowy 29 - w przykładzie realizacji wykonany jako poprzecznica 30, która w rodzaju suwnicy przejezdnej jest przesuwana na wysoko położonym torze jezdnym suwnicy, wyposażony w kleszcze 28 dla wszystkich narzędzi znajdujących się na maszynie do prostowania kształtowników 100. W celu jednoczesnej i tym samym szybkiej wymiany wszystkich narzę dzi 11 lub też tulei 26, połączenia przekładkowe działające z dużym naprężeniem wstępnym wymagają jedynie zluzowania, tak że po tym manipulator 29 za pomocą swoich kleszczy 28 może zabrać jednocześnie wszystkie tuleje 28 lub też narzędzia 11. Następnie ruchoma rama podstawowa 25 jest przeprowadzona za pomocą układu hydraulicznego w położenie wymiany, to znaczy strona obsługi II maszyny do prostowania kształtowników 100 jest otwarta, przy czym wówczas z przesunięciem czasowym podąża manipulator 29 i rozpoczyna zautomatyzowaną wymianę. Tuleje 26 ze zuż ytymi tarczami prostującymi 10a lub też 10b są odkładane w położenie 32 na fig. 8 i przejmowane są nowe narzędzia przygotowane w położeniu 33 oraz dzięki przemieszczeniu manipulatora 29 lub też poprzecznicy 30 zabierane w ich położenie w maszynie do prostowania kształtowników 100. Gdy tylko ruchoma rama podstawowa 25 zostanie znowu przemieszczona i maszyna do prostowania kształtowników 100 zostanie zamknięta oraz połączenia przekładkowe zostaną naprężone, w krótkim czasie maszyna do prostowania kształtowników 100 jest znów gotowa do pracy. Przygotowanie nowych narzędzi przeznaczonych do wymiany może nastąpić na placu budowy umieszczonym w obszarze wejściowym toru jezdnego suwnicy 31.

Na figurze 7 na przykładzie wykonania dwuczęściowych wałów prostujących przedstawiono alternatywne wykonanie przestawiania wałów prostujących w kierunku osiowym w postaci urządzenia hydraulicznego. Na części wału prostującego 21a, na jej zewnętrznym końcu po stronie napędu I jest wykonana obudowa cylindra 35, która mieści w sobie jedną z części składającego się z dwóch części tłoka 36a, 36b, przy czym obydwie części tłoka 36a, 36b zawierają jednocześnie łożyska toczne 37, 38 części wału prostującego 21a. W wyniku zasilania ciśnieniem albo jednej, albo drugiej komory cylindra 39a lub też 39b, część wału prostującego 21a może być przesunięta w kierunku osiowym za pomocą nieprzedstawionych, sterowalnych połączeń układu hydraulicznego i tym samym może być uzyskane ustalenie położenia wałów prostujących bez luzu osiowego.

Jednakże niezależnie od tego jakiej konstrukcji jest maszyna do prostowania kształtowników, to znaczy z jednostronnym czy z dwustronnym ułożyskowaniem narzędzi, to umożliwia jednak środkom nastawczym (siłownikom hydraulicznym lub wrzecionom nastawczym) działającym od dołu na górne wały prostujące korzystne działanie siły przeciwnej do kierunku siły prostowania co najmniej na środek nastawczy od strony obsługi, co umożliwia przejmowanie sił prostowania na najkrótszej drodze, a więc rezygnację z zamkniętej konstrukcji ramowej lub też zamkniętej konstrukcji stojakowej maszyny do prostowania umożliwia wykorzystanie opisanych znacznych korzyści.

Claims (2)

1. Sposób pracy maszyny do prostowania kształtowników, takich jak walcowane dźwigary, która nad linią korekcyjną i pod linią korekcyjną w kierunku transportowania prostowanego materiału posiada kilka narzędzi umieszczonych na równoległych do siebie, napędzanych wałach prostujących, z których korzystnie górne wały prostujące są nastawialne w celu regulacji szczeliny przy prostowaniu, przy czym wały prostujące są nastawialne indywidualnie i jest im przyporządkowany każdorazowo po obydwóch stronach środek nastawczy działający na końce wałów prostujących, znamienny tym, że podczas prostowania, co najmniej oddalony od strony napędu (I), środek nastawczy (6; 23a) od strony obsługi obciąża się siłą (FA) przeciwnie skierowaną do siły prostującej (FR).

PL 200 536 B1

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przy ułożyskowanym jednostronnie końcu wału prostującego (8, 9) podtrzymującego narzędzie (11), środek nastawczy (7) od strony napędu poddaje się ściskaniu, a środek nastawczy (6) od strony narzędzia poddaje się rozciąganiu.