SU1424994A1 - Летучие ножницы - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, а именно к про- 3937 Фиг.4 7 . о- B i катному производству, и может быть использовано дл  резки движущегос  ката. Цель - повышение надежности летучих ножниц за счет уменьшени  неТех- нологических нагрузок. Узлы упругих элементов механизма выбора зазоров (МВЗ) в зубчатых передачах выполнены в виде двух пружин 33 и 36 различной жесткости, последовательно смонтированных на ступенчатом стержне 24. Последний имеет не менее чем два цилиндрических участка, диаметры d., и d последовательно увеличиваютс , начина  с начального диаметра d со стороны резьбы под прорезную гайку 38 дл  зат гивани  пружины 36 большей жесткости через опорную 34 и нажимную 35 шайбы, установленные на диаметре (О (Л 35 38 33 4 to 4 СО 4

Description

d , МВЗ содержит центрирующую опорщгк втулку 32 под установку 33 малой жесткости на диаметре d,,. Втулка 32 выполнена с возможностью пере- умещени  вдоль стержн  24. Длина h I центрирующей опорной втулки 32 между опорной поверхностью под пружину 33 1 и торцовой поверхностью, расположенной на стороне противоположного конца пружины 33, выполнена на 0,05-0,1 мм меньше высоты пружины 33 при рабочей деформации. При равномерном враще-

НИИ привод .машины зазор в зубчатых передачах выбираетс  под действием усилий зат жки пружин 33 малой жесткости Между опорными поверхност ми центрирующей втулки 32 и опорной шайбой 34 имеетс  зазор При действии ускорени  торможени  (замедление скорости привода) пружина 33 снимаетс , зазор д ликвидируетс  и момент МВЗ создаетс  суммарным усилием пружин 33 и 36 узлов упругих элементов, 1 3,п, ф-лы, 10 ил,

1

Изобретение относитс  к прокатному производству, а именно к летучим ножницам дл  резки движущегос  проката .

Цель изобретени  - повышение на- 5 дежности летучих ножниц.

На фиг.1 изображена кинематическа  схема кривошипно-рычажных летучих ножниц; на фиг,2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг,3 - разрез Б-Б на 0 фиг.1; на фиге4 - разрез В-В на фиг,2 на фиг.5 упруга  характеристика узла упругого элемеита (пружин); на фиг.б - сборочный узел упругого элемента механизма выбора зазоров до его монтажа на ведомом валу; на Фиг.7 - положение узла упругого эле- мента механизма выбора зазоров в периоды действи  ускорени  замедлени  .(торможени ) , когда выбор зазоров 20 осуществл етс  усили ми пружин малой и большой жесткости; на фиг.8 - узел упругого элемента, выполненный из пружины малой жесткости и двух концентрически расположенных пружин больней жесткости; на фиг.9 - вариант конструкции узла упругого элемента пружии , при выполнении кронштейнов под установку стержней дл  монтажа пружин, на ступице колеса 30 основной зубчатой передачи; на фиг. 10 - разрез Г-Г на фиг.9.

Летучие ножницы содержат рабочую клеть 1, взаимодействующие исполнительные механизмы, например механизм 35 резани  кривогаипно-коромыслового типа, состо щий из верхнего и нижнего кривоиипно-коро25

0 0 0

5

5

мысловых механизмов, первый из которых содержит .кривошип 2, шатун 3, коромысло 4,стойку 5, а второй кривошип 6, шатун 7, коромысло 8 и стойку 9. На шатунах 3 и 7 закрешпень верхний 10 и нижний 11 ножио Крайние валы - ведомый 12 и ведущий 13 кривошипов 2 и 6 св заны между собой замыкающей основной зубчатой передачей с передаточным отношением -1, обеспечивающей их вращение в . противоположном направлении с одинаковой угловой скоростью. Основна  зубчата  передача состоит из четырех зубчатых колес 14 - 17, смонтированных соответственно на крайнем ведомом валу 12 верхнего кривошипа 2, промежуточных валах 18 и 19 и на крайнем ведущем валу 13 нижнего кривошипа 6.

Дл  выбора зазоров в зубчатых зацеплени х основной зубчатой пере- дачи(колеса 14 - 17) на валах 12, 18, 19 и 13 установлены зубчатые колеса 20 - 23 механизма выбора зазоров , причем колеса 20 - 22 установлены с возможностью поворота относительно осей соответствующих валов, а колесо 23 установлено на крайнем ведущем валу 13 жестко. Момент дл  выбора зазоров в зубчатых зацеплени х основной зубчатой передачи создаетс  с помощью узлов упругих элементов (пружин), которые устанавливаютс  на стержни 24, проход пще внутри отверстий привалов зубчатого колеса 20 и кронштейнов ступицы 25, жестко установленной на крайнем ведомом вамалой жесткости и торцовой поверхностью , расположенной на стороне противоположного конца пружины 33 малой жесткости, и предназначенной дл  взаимодействи  с опорной шайбой 34, равна

Н

.(1

-Д ,

10

лу 12, На валу 13 жестко смонтировано зубчатое колесо 26, вход щее в зацепление с шестерней 27 (фиг.З), жестко установленной на приводном валу 28, соединенном с двигателем (не показан).

Узел упругих элементов, например , пружин (фиг,4), содержит ступенчатый стержень 24, выполненный в виде шпильки, имеющей не менее чем два цилиндрических участка, диаметры которых d.t и di последовательно увеличиваютс , начина  с начального диаметра d 15

Стержень 24 проходит внутри отверстий приливов зубчатого колеса 20 и кронштейнов ступицы 25, На стержень 24 надеты сферические шайбы 29 и 30с с выпуклыми поверхност ми. На шайбу 30 опираетс  сферическа  шайба 31, а на шайбу 29 - центрирующа  опорна  втулка 32 под установку пружины 33 малой жесткости, снабженна  вогну- . той сферической торцовой поверхностью«25 механизмов, например ножей у летучих Центрирующа  опорна  втулка 32 и пру- ножниц или пильного диска и прорези

20

где Н. - высота пружины 33 малой

жесткости при предваритель ной деформации;

Д - зазор между торцовыми поверхност ми -центрирующей опорной втулки 32 и опорной шайбы 34 пружины 36 большей жесткости, принимаемый равным 0,05-0,I мм, Диапазон величин Д , равный 0,05-0,1 мм, объ сн етс  тем, что ук занна  величина Д обеспечивает весьма малые относительные перемещени  рабочих органов взаимодействующих

жина 33 малой жесткости устанавливаютс  на диаметре d. стержн  24 с возможностью осевого перемещени  вдоль стержн  24, На диаметре 6. стержн  24 установлены опорна  34 и нажимна  35 шайбы, охватьшающие пружину 36 большей жесткости. Со стороны сферической 31 и нажимной 35 щайб на стержне устанавливаютс  прорезные гайки 37 и 38, выполненные с длиной прорезей на 20 - 40 мм больше их ширины . Такое выполнение гаек с увеличенной длиной прорезей обеспечивает удобство сборки и регулировки в процессе эксплуатации. Прорези предназначены дл  установки деталей, предотвращающих самоотвинчивание гаек в процессе эксплуатации, например, путем установки шплинтов 39 или проволоки , проход щих через отверсти  в стержне и прорези гаек.

Соотношени  размеров отверстий зубчатого колеса 20, кронштейнов сту- пицы 25 и диаметра dz стержн  24

обеспечивают возможность перемещени  стержн  вдоль оси отверстий.

Особенности выбора параметров предлагаемой конструкции ножниц по сн ютс  на примере сборки механизма выбора зазоров (фиг,4 и 5)..

Длина (размер) h на центрирующей опорной втулке 32 между опорной поверхностью под установку пружины .33

малой жесткости и торцовой поверхностью , расположенной на стороне противоположного конца пружины 33 малой жесткости, и предназначенной дл  взаимодействи  с опорной шайбой 34, равна

Н

.(1

-Д ,

10

15

25 механизмов, например ножей у летучих ножниц или пильного диска и прорези

0

где Н. - высота пружины 33 малой

жесткости при предварительной деформации;

Д - зазор между торцовыми поверхност ми -центрирующей опорной втулки 32 и опорной шайбы 34 пружины 36 большей жесткости, принимаемый равным 0,05-0,I мм, Диапазон величин Д , равный 0,05-0,1 мм, объ сн етс  тем, что указанна  величина Д обеспечивает весьма малые относительные перемещени  рабочих органов взаимодействующих

поддерживающего прокат кулака. Величина динамических нагрузок зависит от скорости соударени  кинематичес- Q ких пар, котора  зависит от величины зазоров. Амплитуды дополнительных динамических нагрузок в зависимости от величины зазоров возрастают по параболической кривой. Из экспериментальных , данных следует, что величина зазора, равна  0,05-0,1 мм, при наличии упругого демпфирующего устройства пружинного типа практически не вли ет на увеличение динамических нагрузок. Прин та  величина зазора Д с достаточной точностью может, . быть установлена в промьшшенных услови х при эксплуатации машин дл  резки движущегос  проката.

5

0

45 Длина 1 стержн  24, включающа  цилиндрический участок диаметром d под установку пружины 35 большей жесткости, определ етс  высотой Н пружины 36 большей жесткости при

gQ предварительной деформации, а также размерами опорной 34 и нажимной 35 шайб, прорезной гайки 38,

Сборка механизма в предлагаемой конструкции осур1ествл етс  в следуюgg щей последовательности. Сначала оо - ществл етс  предварительна  сборка пружин на стержне 24, вне корпуса машины, дл  резки движущегос  проката (фиг,6) о При этом пр жина 33 маjiOH жесткости находитс  в свободном состо нии и имеет высоту HC,, а пружина 36 большей жесткости через опорную шайбу 34 опираетс  в торцо- НИИ выступ цилиндрического участка диаметром d стержн  24, наход сь в состо нии предварительной деформации, т.е. зат нутой на высоту Н между

опорной 34 и нажимной 35 шайбами с помощью прорезной гайки 38, застопо ренной шгшинтом 39«

Затем осзгщестэл ютс  установка и окончательна  регулировка узла пру жин, собранных на стерхне 24, непос- редственно в корпусе машины на кронштейнах ступицы и приливах зубчатого колеса основной зубчатой передачи, установленных на ведомом валу путем зат жки второй гайки 37, навинчивав- мой на резьбу стержн  24 (фиг.4), (При зтом зат жка гайкой 37 осуо;ествл  |етс  до образовани  между торцовыми Iповерхност ми опорной втулки 32 и |опорной иайбы 34 пружины 36 большей |жесткости зазора Л, принимаемого 1равным Л/1 (0,05-0,1) мм, который |контролируетс  при сборке щупом, |Гайка 37 выполнена с длиной прорезей |на 20-40 мм больше их ширины. Такое ;Выполнение прорезей гайки с увели- ;ченной длиной прорезей обеспечивает удобство сборки и регулировки механиз |Ма в процессе эксплуатации, так как |позвол ет производить зат жку пружин |на требуем1гю величину при одновремен- |ной компенсации неточностей изготов- 1 пени  пружкн, стержн , шайб, а также |угловых допусков зубчатых колес ос- 1новной зубчатой передачи и механизма выбора зазоров. При указанном зазоре

Д высота пружины 33 малой жесткое ти равна высоте Н;, при предварительной деформации, Следоватвльно, предлагаема  конструкци  ножниц обеспечи- вает возможность зат жки пружин на требуемую величинз в.не корпуса машины по контролируемым расчетным размерам , поэтому повьш1аютс  точность и удобство сборки, уменьшаютс  простои летучих ножниц при обслуживании и ремонтах , обеспечиваетс  регу/ ировка зат жки пружин при износе зубчатых колес механизма выбора зазоров. Это объ сн етс  тем, что зат жка пружины 36 болычей жесткости, создающей основное усилие механизма выбора зазоров , осуществл етс  вне корпуса машины по контролируемым размерам, иск-

лючающим ее перезат жку, например, до соприкосновени  витков, а усилие пружины 33 малой жесткости позвол ет вести зат жку до контролируемых размеров АI без установки разъемных корпусов машины.

На фиг,5 изображена нелинейна  упруга  характеристика двух последовательно установленных пружин (H), где Р - усилие; Н - перемещение (высота пружины), и прин ты следующие

обозначени : Р, и Pj, - усили  пружин

малой 33 и болыией 36 жесткости; Р

fiy

(,4 Л .

Р. - начальна  (установочна ) нагрузка (усилие) пружин 33 и 36, соот- вeтcтвyюD a  перемещению пружин Н и ти; Р

малой 33 и больп1ей 36 жесткос- е - наибольша  рабоча  нагрузее осевом перемеН

НГ-А.

л

т,в.

15 20 Q

до соприкосновени  торцовой поверхности цвнтрирующвй втулки 32 с опор- ной шайбой 34 пружины 36 большей 25 жвсткости (фиг,5 и 7); Н и Н , - высота пружины 33 малой жесткости и пружин 36 большей жесткости при предварительной деформации (установочной деформации при монтаже),

Величина усили  Р выбираетс  из услови  того, чтобы суммарна  сила Pgj механизма выбора зазоров, создаваема  п узлами упругих элементов механизма выбора зазоров, образует момент механизма выбора зазоров , равный

30

35

fw

м

BJ

-. Ь (1,1 - 1,4) Млмн

где PJJ суммарна  сила, создаваема  узлами упругих элементов (пружин) механизма выбора зазоров;

число узлов упругих элвмвн- тон механизма выбора зазоров;

динамический момент, возникающий в зубчатых зацепле- ни х в переходных режимах

и равный при торможении (замедлении)

механической систвмь:

п -

«АИЯ

дв I

и

М

Мд,цц-

-момент инерции механической системы;

-величина ускорени  при торможении (.замедлении механической системы.

Ножницы работают следующим зом.

От двигател  вращение через при водной вал 28, шестерню 27 и зубчатое колесо 26 передаетс  на вал 13 и кри- вошип 6 , нижнего кривошипно- коромысло вого механизма резани  , а через зубчатые колеса 17, 16, 15 и 14 от вала 13 передаетс  на вал 12 и кривошип 2 верхнего кривогаипно-коро« мыслового механизма резани  . Верхний 2 и нижний 6 кривошипы механизма резани  вращаютс  в противопо-

дожном направлении с одинаковой угло- g узла упругого элемента с трем  пружинами приведен на фиг.8, где показана возможность установки на участке 24 диаметром d дополнительно тр(;тьей 40, расположенной

20

вой скоростью. Ножи 10 и П, установленные на шатунах 3 и 7 верхнего и нижнего кривовшпно-коромысловых механизмов, встречаютс  на каждом обороте валов 13 и 12, производ  поперечную резку движущегос  со ско ростью Vv) проката.

Зазоры в зубчатых зацеплени х основной зубчатой передачи (зубчатые колеса 17, 16, 15 и 14) выбраны под действием момента, развиваемого пру- .жинами 33 малой жесткости, при этом зубчатые колеса при равномерном вращении привода контактируют рабочими поверхност ми зубьев. При ускорении замедлени  (торможении), возникающем при снижении скорости вращени  в переходных режимах, ведущий вал 13, жестко св занный с двигателем , замедл етс , а ведомый вал 12 вследствие запаса кинетической энергии стремитс  сохранить прежнюю угловую скорость. Поэтому имеет место тенденци  нарзппени  контакта между рабочими поверхност ми зубьев основной зубчатой передачи, т.е. по вл етс  опасность возникновени  бокового зазора между рабочими поверхност ми зубьев. В этом режиме работы ножниц (при снижении скорости механизма - ускорении замедлени ) зазор между торцовыми поверхност ми Опорной втулки 32 и опорной шайбы 34, который равен Д;, (0,05-0,1) мм, ликвидируетс  вследствие сжати  пружин 33 малой жесткости (фиг.7), при этом включаютс  в действие пружины 36 большей жесткости,.усили  зат жки которых создают дополнительный большой момент, суммирующийс  с моментом от зат жки пружин малой жесткости. Суммарный момент от действи  пружин малой и большей жесткости преп тствует раек-

25

30

35

концентрично пружины 36, с целью увеличени  з силий пружин большей жесткости при рабочей деформации, котора  возникает при наибольшем принудительном перемещении подвижного звена в механизме в данном с хучае - зубчатых колес механизма выбора зазоров). Установка составных пружин (пружин 36 и 40) на диаметре d стержн  24 обеспечивает увеличение усилий (момента выбора зазоров Mg, ) при стесненньк габаритах механизма. Дл  ,луч1чего взаимного центрировани  пружины 36 и 40 выполн ютс  различной навивки, например левой и правой, с целью снижени  закручивани  торцовых опор.

Claims (1)

1. Летучие ножницы, содержащие кривоиипно-рычажный механизм резани  с основной зубчатой передачей, механизм выбора зазоров в основной зубчатой передаче, выполненный в виде зубчатых колес, одно из которых жестко смонтировано на одном из крайних валов механизма резани  вместе с колесом основной зубчатой передачи, а другое установлено на другом из крайних валов с возможностью поворота относительно его оси и св зано с соответствующим зубчатым колесом основной зубчатой передачи посредством узлов упругих элементов, каждый из которых выполнен в виде стержн , расположенного внутри отверстий в приливе зубчатого колеса механизма выбора зазоров и кронштейна ступицы зубчатого колеса основной зубчатой

50

рытию зазоров в зубчатых зацеплени х основной зубчатой передачи.

С целью увеличени  усилий пружин большей жесткости и уменьшени  габаритов узлов упругих элементов, а значит и габаритов механизма выбора зазоров , внутри пружины 36 большей жесткости на диаметре d стержн  24 концентрично устанавливаетс  дополнительно треть  пружина 40, охватываема  опорной 34 и нажимной 35 шайбами пружины 36 большей жесткости. Пример конструктивного выполнени 

концентрично пружины 36, с целью увеличени  з силий пружин большей жесткости при рабочей деформации, котора  возникает при наибольшем принудительном перемещении подвижного звена в механизме в данном с хучае - зубчатых колес механизма выбора зазоров). Установка составных пружин (пружин 36 и 40) на диаметре d стержн  24 обеспечивает увеличение усилий (момента выбора зазоров Mg, ) при стесненньк габаритах механизма. Дл  ,луч1чего взаимного центрировани  пружины 36 и 40 выполн ютс  различной навивки, например левой и правой, с целью снижени  закручивани  торцовых опор.

Формула изобретени 

40

45

1. Летучие ножницы, содержащие кривоиипно-рычажный механизм резани  с основной зубчатой передачей, механизм выбора зазоров в основной зубчатой передаче, выполненный в виде зубчатых колес, одно из которых жестко смонтировано на одном из крайних валов механизма резани  вместе с колесом основной зубчатой передачи а другое установлено на другом из крайних валов с возможностью поворота относительно его оси и св зано с соответствующим зубчатым колесом основной зубчатой передачи посредством узлов упругих элементов, каждый из которых выполнен в виде стержн , расположенного внутри отверстий в приливе зубчатого колеса механизма выбора зазоров и кронштейна ступицы зубчатого колеса основной зубчатой

50

передачи с возможностью перемещени  Основной пружины, смонтированной на стержне, опорной и нажимной шайб, Охватывающих пружищ с двух сторон, Прорезной гайки дл  зат жки пружины } комплекта сферических шайб, уста- «(овленных на опорных поверхност х и риливов и кронштейнов, о т л и ч а - м| щ и е с   тем, 4TQ, с целью повы- ш|ени  надежности, каждый узел упру riix элементов снабжен дополнительной дружиной, жесткость которой отлична жесткости основной пружины, и опорной втулкой дл  ее установки, х ужины последовательно смонтирова- на стержне, выполненном ступенча-- тЦм, диаметры цилиндрических участ которого выполнены последователь нЬ увеличивающимис  со стороны резь- б|м под прорезную гайку дл  зат гива - пружины большей жесткости, опор-

I

на  шайба установлена между пружинами на цилиндрической поверхности меньшего диаметра с возможностью взаимодействи  со ступенью стержн , а высота опорной втулки между ее опорной поверхностью под.пружину и торцовой поверхностью, обращенной к торцовой поверхности опорной шайбы, выполнена меньше высоты пружины малой жесткости при ее рабочей деформации, при этом стержень выполнен в виде шпиль ки с дополнительной прорезной гайкой.

2, Ножнида по П.1, о-т л и ч а ю - щ и е с   тем, что, с целью уменьшени  габаритов, каждый из узлов упругих элементов механизма выбора зазоров снабжен дополнительной пружиной установленной внутри пружины большей жесткости между опорной и нажимной шайбами.

S 2t 20

ff

Г 27

28

V/ г

Й-.

Фиг. 2

б Б

фиг.З

p(2j /

p(r)

2

p(ri

0

.1

AL,

-G-

2

H

Hj

(г)

Фи&. 5

39

Фи.б

,, /,

Фиг.7

фие,9

4, J6 ttO

(

jv гч J5

фиг. 8

Г-Г

Фиё. 10