RU2479373C1

RU2479373C1 - Strip reel drum

Info

Publication number: RU2479373C1
Application number: RU2011140711/02A
Authority: RU
Inventors: Авенир Михайлович Серебренников; Александр Игоревич Арутюнов; Вячеслав Владимирович Павленко; Алевтина Алексеевна Горлова; Виктор Викторович Аксёнов
Priority date: 2011-10-07
Filing date: 2011-10-07
Publication date: 2013-04-20

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: drum comprises axial shaft with pyramid keyed thereon and locked by nut. Said pyramid has six wedge-and-dovetail-like contact surfaces, three of said surface are connected with supports wedges while three other surface are connected with segments. Reeling forces are distributed over radial moving segments making angle of support wedge contact to pyramid surface equal to 11°, two segments - 8°, and one segment - 3°. Support wedges and segments are pressed via ring with two semi-rings fitted over key joint on hydraulic cylinder case and locked by pin. In drum operation, angle between mirror plane of support wedges and that of connection with appropriate segments is regulated.

EFFECT: higher tensioning of strips at minimum drum sizes.

4 dwg

Description

Изобретение относится к адъюстажному оборудованию прокатных станов, преимущественно к конструкциям моталок.The invention relates to the fitting equipment of rolling mills, mainly to the designs of coilers.

Известен барабан моталки пирамидального типа, содержащий радиально перемещающиеся клиновые сегменты, связанные с валом моталки с помощью Т-образных опорных выступов, причем один из сегментов выполнен из двух полусегментов, в которых размещен механизм зажима полосы (см. авторское свидетельство СССР №311679, кл. B21C 47/28, от 11.10.1971 г.). Такой барабан имеет сложную конструкцию; механизм зажима занимает значительную часть поперечного сечения одного из сегментов, вследствие чего существенно увеличивается диаметр барабана.A pyramidal-type coiler drum is known, comprising radially moving wedge segments connected to the coiler shaft using T-shaped support projections, one of the segments being made of two half-segments in which the strip clamp mechanism is located (see USSR copyright certificate No. 3111679, cl. B21C 47/28, 10/11/1971). Such a drum has a complex structure; the clamping mechanism occupies a significant part of the cross section of one of the segments, as a result of which the diameter of the drum increases significantly.

Известен барабан моталки, наиболее близкий по технической сущности к заявляемому, содержащий пирамидальный вал, перемещаемый в осевом направлении, полый вал, являющийся опорой шестерни редуктора и сегментов, удерживаемых от перемещения полуобоймами. (Механическое оборудование заводов цветной металлургии: Учебник для вузов. В 3-х частях. Ч.3. Королев А.А., Навроцкий А.Г., Вердеревский В.А. и др. Механическое оборудование цехов по обработке цветных металлов. - М.: Металлургия, 1989, стр.287-289). К недостаткам данной конструкции следует отнести узкий диапазон технологических возможностей по смотке вследствие того, что это решение нельзя использовать при прокатке тонких полос из специальных сплавов с высокими натяжениями и получением компактных рулонов с последующей термообработкой их в малогабаритных печах. При такой конструкции затруднительно выполнить прочный и одновременно жесткий барабан малого диаметра (менее 400 мм) для использования его при прокатке с большими натяжениями.Known drum coiler, the closest in technical essence to the claimed one, containing a pyramidal shaft, movable in the axial direction, a hollow shaft, which is a support for the gear of the gearbox and segments held from moving by semi-holders. (Mechanical equipment of non-ferrous metallurgy plants: A textbook for high schools. In 3 parts. Part 3. Korolev AA, Navrotsky AG, Verderevsky VA and other Mechanical equipment of non-ferrous metal processing workshops. - M.: Metallurgy, 1989, pp. 287-289). The disadvantages of this design include a narrow range of technological capabilities for winding due to the fact that this solution cannot be used when rolling thin strips of special alloys with high tension and obtaining compact rolls with their subsequent heat treatment in small furnaces. With this design, it is difficult to make a strong and at the same time hard drum of small diameter (less than 400 mm) for use in rolling with high tension.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является возможность использования при прокатке полос с большими натяжениями барабанов с относительно малым диаметром (порядка 300 мм), который способствует получению компактных рулонов.The technical result of the invention is the ability to use when rolling strips with high tension of the drums with a relatively small diameter (about 300 mm), which contributes to the production of compact rolls.

Технический результат достигается тем, что барабан моталки для смотки полосового материала, содержащий пирамидальный вал, установленный в полом выходном валу редуктора и имеющий возможность перемещаться относительно него в осевом направлении, который служит опорой для сегментов, имеющих возможность перемещаться в радиальном направлении благодаря наличию полуобойм, связанных с полым валом, при этом сегменты сопряжены с поверхностями пирамидального вала посредством соединения «ласточкин хвост», сконструирован таким образом, что пирамидальный вал выполнен с шестью плоскостями, на которые в чередующемся порядке опираются три сегмента барабана и посредством соединения «ласточкин хвост» три опорных клина, при этом у двух сегментов плоскости сопряжения с плоскостями пирамиды выполнены под углом 8° к оси барабана, а у третьего - под углом 3°, а плоскости сопряжения распорных клиньев с плоскостями пирамиды выполнены под углом 11° к оси барабана, причем угол между плоскостью симметрии опорных клиньев и плоскостью сопряжения их с соответствующими сегментами определяется из соотношения:The technical result is achieved in that the winder drum for winding strip material containing a pyramidal shaft mounted in the hollow output shaft of the gearbox and having the ability to move relative to it in the axial direction, which serves as a support for segments that can move in the radial direction due to the presence of semi-cores connected with a hollow shaft, while the segments are mated to the surfaces of the pyramidal shaft by means of a dovetail connection, designed in such a way that the feast the middle shaft is made with six planes on which three drum segments are supported in alternating order and by means of a dovetail connection three support wedges, while two segments of the interface plane with the pyramid planes are made at an angle of 8 ° to the axis of the drum, and the third - at an angle of 3 °, and the plane of conjugation of the expansion wedges with the planes of the pyramid is made at an angle of 11 ° to the axis of the drum, and the angle between the plane of symmetry of the support wedges and the plane of their conjugation with the corresponding segments is determined from Relations:

где φ - угол контакта между плоскостью симметрии опорных клиньев и плоскостью сопряжения их с сегментами;where φ is the contact angle between the plane of symmetry of the support wedges and the plane of their conjugation with the segments;

b - радиальный ход опорного клина;b is the radial stroke of the supporting wedge;

а - радиальный ход соответствующего смежного сегмента.and - the radial stroke of the corresponding adjacent segment.

Предлагаемое изобретение представлено на фигурах 1, 2, 3 и 4, где:The present invention is presented in figures 1, 2, 3 and 4, where:

- на фиг.1 - продольный разрез по барабану моталки в рабочем положении,- figure 1 is a longitudinal section along the drum of the winder in the working position,

- на фиг.2 - разрез по радиально перемещающимся сегментам и опорным клиньям в рабочем положении барабана,- figure 2 is a section along radially moving segments and supporting wedges in the working position of the drum,

- на фиг.3 - разрез по радиально перемещающимся сегментам и опорным клиньям в положении барабана перед заправкой полосы,- figure 3 is a section along radially moving segments and supporting wedges in the position of the drum before refueling the strip,

- на фиг.4 - геометрическая схема для определения угла между плоскостью симметрии опорных клиньев и плоскостью сопряжения их с соответствующими сегментами.- figure 4 is a geometric diagram for determining the angle between the plane of symmetry of the support wedges and the plane of their conjugation with the corresponding segments.

Барабан моталки для смотки полосового материала содержит подвижный в осевом направлении вал 1, на котором посредством шпоночного соединения установлена пирамида 2, зафиксированная от перемещений в осевом направлении с помощью гайки 3. Пирамида выполнена с шестью клиновидными контактными поверхностями, имеющими форму «ласточкин хвост», по трем из которых она сопряжена с опорными клиньями 4, по остальным - с сегментами 5. Для удобства захвата полосы и нераскрытия стыков по контактным поверхностям опорных клиньев и сегментов, угол контакта опорных клиньев к поверхности пирамиды составляет 11°, двух сегментов - 8°, а одного сегмента - 3°. Опорные клинья и сегменты зажаты по торцевой поверхности через кольцо 6 с двумя полуобоймами 7, установленными по шпоночному соединению на корпусе гидравлического цилиндра и зафиксированных от проворота посредством штифта 9. Гидравлический цилиндр барабана моталки состоит из корпуса, поршня 10, установленного на валу и зафиксированного от осевого перемещения гайкой 11, крышки 12 с вмонтированным в нее и соединенным посредством системы каналов с корпусом гидроцилиндра ротационным соединением 13. Для передачи вращающего момента от редуктора моталки на барабан на корпусе гидроцилиндра установлено зубчатое колесо 14.The winder drum for winding strip material contains an axially movable shaft 1, on which a pyramid 2 is mounted by keyway, which is fixed from axial movements by a nut 3. The pyramid is made with six dovetail-shaped wedge-shaped contact surfaces three of which it is associated with support wedges 4, for the rest - with segments 5. For the convenience of gripping the strip and not revealing the joints along the contact surfaces of the support wedges and segments, the contact angle is about the number of wedges to the surface of the pyramid is 11 °, of two segments - 8 °, and of one segment - 3 °. The support wedges and segments are clamped along the end surface through the ring 6 with two half-holes 7 mounted by keyway on the hydraulic cylinder body and fixed against rotation by a pin 9. The hydraulic cylinder of the winder drum consists of a housing, a piston 10 mounted on the shaft and fixed from the axial the nut 12, the cover 12 with the rotary joint 13 mounted by means of a channel system to the cylinder body and displaced by a nut 11 to transmit torque from the gearbox the winder on the drum on the housing of the hydraulic cylinder has a gear 14.

Устройство работает следующим образом. Перед началом работы барабан находится в разжатом состоянии. Рулон устанавливают на барабан таким образом, чтобы отогнутый конец полосы вошел в паз между сегментом 5, угол наклона которого к поверхности пирамиды 2 составляет 3°, и опорным клином 4. С пульта управления подают команду на сжатие барабана. Под давлением жидкость поступает в штоковую полость гидравлического цилиндра, при этом вал 1 с установленной на нем пирамидой 2 начинает поступательное перемещение до упора поршня 10 с крышкой цилиндра 12.The device operates as follows. Before starting work, the drum is in the open position. The roll is mounted on the drum so that the bent end of the strip fits into the groove between the segment 5, the angle of inclination of which to the surface of the pyramid 2 is 3 °, and the supporting wedge 4. A command is sent from the control panel to compress the drum. Under pressure, the fluid enters the rod cavity of the hydraulic cylinder, while the shaft 1 with the pyramid 2 installed on it begins to translate to the stop of the piston 10 with the cylinder cover 12.

Сегменты 5 и опорные клинья 4, совершая поступательное перемещение относительно пирамиды 2, одновременно радиально перемещаются вверх, паз между сегментом 5 и опорным клином 4 сокращается, происходит захват полосы. Как только полоса зажата, вращающий момент от редуктора через зубчатое колесо 14 передается на барабан. По окончании смотки вращение барабана прекращается. С пульта управления подают команду на сжатие барабана, при этом вал 1 с установленной на нем пирамидой 2 совершает возвратно-поступательное перемещение до упора поршня 10 в корпус гидравлического цилиндра 8. Опорные клинья 4 и сегменты 5 перемещаются по контактным поверхностям пирамиды 2 и опускаются вниз, образуя паз между сегментом 5, угол наклона которого к поверхности пирамиды 2 составляет 3°, и распорным клином 4. Готовый рулон снимают с барабана.The segments 5 and the supporting wedges 4, while translating relative to the pyramid 2, simultaneously radially move upward, the groove between the segment 5 and the supporting wedge 4 is reduced, the strip is captured. As soon as the strip is clamped, the torque from the gearbox through the gear wheel 14 is transmitted to the drum. At the end of the winding, the rotation of the drum stops. From the control panel, a command is given to compress the drum, while the shaft 1 with the pyramid 2 installed on it makes a reciprocating movement until the piston 10 stops in the housing of the hydraulic cylinder 8. The supporting wedges 4 and segments 5 move along the contact surfaces of the pyramid 2 and fall down, forming a groove between the segment 5, the angle of inclination of which to the surface of the pyramid 2 is 3 °, and the spacer wedge 4. The finished roll is removed from the drum.

В процессе работы барабана моталки для смотки полосового материала угол между плоскостью симметрии опорных клиньев и плоскостью сопряжения их с соответствующими сегментами может быть определен из расчета треугольника по следующей формуле:During the operation of the winder drum for winding strip material, the angle between the plane of symmetry of the support wedges and the plane of their interface with the corresponding segments can be determined from the calculation of the triangle by the following formula:

где а - ход сегмента, b - ход опорного клина, 30° - угол между плоскостью симметрии пирамиды и плоскостью симметрии опорного клина.where a is the course of the segment, b is the course of the supporting wedge, 30 ° is the angle between the plane of symmetry of the pyramid and the plane of symmetry of the supporting wedge.

Таким образом, предлагаемая конструкция барабана моталки для смотки полосового материала, содержащего радиально перемещающиеся сегменты и опорные клинья, сопряженные контактными поверхностями с пирамидой и между собой, позволит обеспечить высокое натяжение полос при минимальных размерах барабана за счет перераспределения усилия смотки по радиально подвижным сегментам и опорным клиньям.Thus, the proposed design of a reel drum for winding strip material containing radially moving segments and supporting wedges, conjugated by contact surfaces with a pyramid and between each other, will ensure high tension of the strips with minimum drum sizes due to the redistribution of the winding force among the radially moving segments and supporting wedges .

Claims

A winder drum for winding strip material containing a pyramidal shaft mounted in a hollow output shaft of the gearbox and having the ability to move relative to it in the axial direction, which is a support for segments having the ability to move in the radial direction by half hollows connected with the hollow shaft, while the segments are mated with the surfaces of the pyramidal shaft through the connection "dovetail", characterized in that the pyramidal shaft is made with six planes, with which alternately three segments of the drum are conjugated in order, and by means of a dovetail connection, three support wedges, while two segments of the mating plane with the pyramid planes are made at an angle of 8 ° to the axis of the drum, and the third - at an angle of 3 °, and the mating plane of the supporting wedges with the planes of the pyramid are made at an angle of 11 ° to the axis of the drum, and the contact angle φ between the plane of symmetry of the support wedges and the plane of their conjugation with the corresponding segments is determined from the relation:

where a is the radial stroke of the corresponding adjacent segment;
b is the radial stroke of the supporting wedge.