Летучие ножницы

 

Использование: обработка металлов давлением, в линиях отделки проката. Сущность изобретения: на станине смонтирован механизм резания. Он выполнен в виде рамы, установленных в ней с возможностью перемещения верхнего и нижнего ножедержателей и приводного эксцентрикового вала. На раме шарнирно установлены корпуса гидроцилиндров, штоки которых соединены с верхним ножедержателем. Гидроцилиндры соединены с гидросистемой, содержащей линию нагнетания рабочей жидкости с запорным и предохранительным клапанами, линию слива рабочей жидкости и гидрораспределитель. 3 ил.

Изобретение относится к металлургии, в частности к режущим устройствам, служащим для резки листового проката и может использоваться в линиях станов, а также в линиях отделки проката металлургических заводов.

Известны летучие ножницы, содержащие станину, режущий механизм с качательным движением верхнего и нижнего ножедержателей, главный эксцентриковый вал привода режущего механизма, эксцентриковый вал привода нижнего суппорта, гидропривод разворота экцентрикового вала.

Недостатком конструкции является ограниченный подъем верхнего ножедержателя над уровнем прокатки, поскольку эксцентриситет главного эксцентрикового вала, приводящего в вертикальное и горизонтальное движение верхний ножедержатель, не превышает 40-50 мм. С помощью подъема или опускания нижнего суппорта от гидропривода разворота эксцентрикового вала осуществляется пропуск реза для увеличения длины отрезаемых листов, причем при резе нож выводится по высоте на уровень прокатки.

Ножницы невозможно применять при обрезке и дроблении переднего конца полосы, имеющего большой изгиб вверх или вниз, т.к. раскрытие ножей по вертикали не обеспечит прохождение полосы через ножницы.

Летучие ножницы, содержащие станину, механизм резания, включающий раму с верхним ножедержателем, и установленным в ней с возможностью перемещения нижним ножедержателем, приводной эксцентриковый вал, эксцентриковую ось, несущую нижний ножедержатель, гидроцилиндр, связанный с экцентриковой осью.

Недостатком является ограниченный подъем верхнего ножедержателя над уровнем прокатки, что связано с ограниченным эксцентриситетом главного эксцентрикового вала. Опускание нижнего ножедержателя через эксцентриковую ось имеет целью при запуске ножниц с находящейся в них полосой увеличить угол их разгона, т.е. осуществит рез при втором обороте главного эксцентрикового вала.

Ножницы позволяют обрезать задний конец полосы на повышенных в 1,5-2 раза по сравнению с ножницами без опускания нижнего суппорта скоростях, но не могут использоваться для обрезки переднего изогнутого конца полосы.

Целью изобретения является повышение производительности, надежности, расширение технологических возможностей и снижение металлоемкости.

Указанная цель достигается тем, что летучие ножницы, содержащие смонтированный на станине механизм резания в виде рамы с верхним ножедержателем, установленным в раме с возможностью возвратно-поступательного перемещения нижнего ножедержателя и приводной эксцентриковый вал, а также гидросистему с линиями нагнетания и слива рабочей жидкости и гидрораспределителем, снабжены приводом перемещения верхнего ножедержателя в виде гидроцилиндров с поршнями на штоках, линия нагнетания рабочей жидкости гидросистемы снабжена запорным и предохранительным клапанами и связана с гидроцилиндрами, при этом корпуса последних шарнирно установлены на раме, а верхний ножедержатель установлен в раме с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении нижнего ножедержателя и соединен со штоками гидроцилиндров.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемые летучие ножницы отличаются тем, что снабжены приводом перемещения верхнего ножедержателя в виде гидроцилиндров с поршнями на штоках, линия нагнетания рабочей жидкости гидросистемы снабжена запорным и предохранительным клапанами и связаны с гидроцилиндрами, при этом корпуса последних шарнирно установлены на раме, а верхний ножедержатель установлен в раме с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении нижнего ножедержателя и соединен со штоками гидроцилиндров.

Таким образом, заявляемые летучие ножницы соответствуют критерию изобретения "новизна".

В предлагаемой конструкции ножниц имеется рама с верхним ножедержателем. Однако, в известных технических решениях верхний ножедержатель связан с рамой жестко и его вертикальное перемещение зависит от эксцентриситета приводного эксцентрикового вала, ограниченного по конструктивным соображениям величинами 40-50 мм.

В предлагаемой конструкции верхний ножедержатель установлен в раме с возможностью перемещения в ее направляющих, что дает следующие преимущества: раскрытие между ножами может быть увеличено до 350-400 мм без увеличения эксцентриситета приводного эксцентрикового вала, что достаточно для прохода полосы с передним дефектным концом; верхний ножедержатель может быть установлен в исходном положении на значительной высоте над уровнем прокатки (до 350-400 мм) и смещен в положение реза в нужный момент, независимо от начала включения ножниц, что позволяет разгонять их за несколько оборотов и увеличить скорость движения полосы при резе; появляется возможность уменьшить эксцентриситет приводного эксцентрикового вала в 1,5-2 раза, что снижает крутящий момент при резе и позволяет снизить металлоемкость ножниц и мощность электропривода.

Таким образом заявляемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг.1 - общий вид ножниц со стороны выхода из них металла; на фиг.2 - кинематическая схема ножниц; на фиг.3 - схема подвода жидкости к гидроцилиндрам ножниц.

Летучие ножницы содержат станину 1, на которой установлены механизм резания 2, включающий раму 3 с верхним 4 и нижним 5 ножедержателем, установленными с возможностью перемещения в направляющих рамы 3. На ножедержателя 4,5 закреплены верхний 6 и нижний 7 ножи. Рама ножниц 3 установлена на эксцентриках 8 приводного эксцентрикового вала 9, который связан с приводом 10. Нижний ножедержатель 5 через шатуны 11 связан с эксцентриками 12 приводного эксцентрикового вала 9. Рама 3 в своей нижней части связана со станиной 1 через шатуны 13. Верхний ножедержатель 4 связан со штоками 14,15 и поршнями 16, 17 гидроцилиндров 18,19, корпуса которых 20,21 установлены на цапфах в раме 3 ножниц. Поршневые и штоковые полости гидроцилиндров 18 и 19 соединены с линией нагнетания рабочей жидкости 22 и линией слива рабочей жидкости 23 с помощью гидрораспределителя 24. В линии нагнетания рабочей жидкости 22 установлен запорный клапан 25, а в поршневых полостях 26 и 27 гидроцилиндров 18 и 19 - предохранительный клапан 28.

В исходном положении ножниц приводной эксцентриковый вал 9 установлен таким образом, что рама 3 ножниц находится в вертикальном верхнем положении, а нижний ножедержатель 5 находится в нижнем положении. Штоковые полости 29 и 30 гидроцилиндров 18 и 19 соединены с линией нагнетания рабочей жидкости 22 гидросистемы, а поршневые 26 и 27 - с линией слива рабочей жидкости 23. При этом верхний ножедержатель 4 предельно поднят вверх.

Летучие ножницы работают следующим образом.

Механизм резания 2 получает движение от приводного эксцентрикового вала 9, который вращается от привода 10. Это вращение преобразуется через эксцентрики 8 в вертикальное и горизонтальное движение рамы 3 с верхним ножедержателем 4 и горизонтальное движение нижнего ножедержателя 5. Вертикальное движение нижний ножедержатель 5 получает через шатуны 11 от вращающихся эксцентриков 12 приводного эксцентрикового вала 9. Верхний ножедержатель 4 получает дополнительное вертикальное движение от гидроцилиндров 18,19. В момент включения ножниц поршневые полости гидроцилиндров 18 и 19 с помощью гидрораспределителя 24 соединяются с линией нагнетания рабочей жидкости 22, а штоковые полости - с линией слива рабочей жидкости 23 гидросистемы. При этом гидроцилиндры 18 и 19 перемещают верхний ножедержатель 4 вниз до упора. Перемещение верхнего ножедержателя 4 вниз может осуществляться после определенного числа оборотов приводного эксцентрикового вала 9, т.е. когда ножницы достигнут заданной скорости. Верхний ножедержатель 5 осуществляет полное движение относительно рамы 3 до начала контактирования верхнего ножа 6 с металлом. Давление в линии нагнетания рабочей жидкости гидросистемы определяется усилием, которое необходимо преодолеть гидроцилиндрами 18 и 19 для перемещения верхнего ножедержателя 4. В процессе реза полосы, которое осуществляется при вертикальном перемещении рамы 3 и зафиксированного относительно нее верхнего ножедержателя 4, а также вертикальном движении нижнего ножедержателя 5 от вращающегося приводного эксцентрикового вала 9, давление в поршневых полостях гидроцилиндров 18 и 19, определяющее усилие резания, может значительно превосходить давление в линии нагнетания рабочей жидкости 22. Это достигается благодаря установке в линии нагнетания рабочей жидкости 22 на входе в гидрораспределитель 24 запорного клапана 25, который отсекает поршневые полости гидроцилиндров 18 и 19 при возрастании в них давления от линии нагнетания рабочей жидкости 22 гидросистемы. При повышении усилия резания до критической величины, определяемой прочностными характеристиками элементов конструкции, гидроцилиндры 18 и 19 отводят верхний ножедержатель 4 от разрезаемого листа. Это достигается с помощью установленного в линии поршневых полостей гидроцилиндров 18 и 19 предохранительного клапана 26, настроенного на давление, соответствующее критической величине усилия резания. При достижении давлением жидкости в поршневых полостях гидроцилиндров 18 и 19 величины настройки предохранительного клапана 26, последний переливает часть рабочей жидкости из поршневых полостей гидроцилиндров 18 и 19 на слив, позволяя гидроцилиндрам отвести верхний ножедержатель 4 от разрезаемого листа и предотвратить поломку конструкции. После окончания реза за штоковые полости гидроцилиндров 18 и 19 с помощью гидрораспределителя 24 соединяются с линией нагнетания рабочей жидкости 22, а поршневые полости - линией слива рабочей жидкости 23 гидросистемы. При этом гидроцилиндры 18 и 19 поднимают верхний ножедержатель в исходное положение. Привод 10 также останавливает ножницы в исходном положении.

Технико-экономические преимущества предлагаемого изобретения заключаются в следующем.

Установка верхнего ножедержателя 4 в раме 3 с возможностью его перемещения относительно рамы 3 позволяет поднять верхний нож 6 над уровнем прокатки на высоту, достаточную для прохождения полосы с загнутым передним концом. Это расширяет технологические возможности ножниц. За счет вертикального перемещения верхнего ножедержателя 4 независимо от движения рамы 3 и нижнего ножедержателя 5 осуществляется пропуск реза, что позволяет разогнать ножницы за несколько оборотов и вывести их на большую скорость. За счет вертикального перемещения верхнего ножедержателя 4 необходимого раскрытия верхнего 6 и нижнего 7 ножей по вертикали можно достичь при уменьшенных эксцентриситетах эксцентриков 8,12, снизить крутящие моменты на привод от сил резания, снизить металлоемкость летучих ножниц, уменьшить динамические нагрузки на них и увеличить скорость и производительность. Сравнение заявляемых летучих ножниц с летучими ножницами, с таким же по величине раскрытием ножей (350-400 мм) показало, что первые имеют в два раза меньшую металлоемкость (30 вместо 60 т) и в 2,5 раза меньшую установленную мощность двигателей.

Формула изобретения

ЛЕТУЧИЕ НОЖНИЦЫ, содержащие смонтированный на станине механизм резания в виде рамы с верхним ножедержателем, установленного в раме с возможностью возвратно-поступательного перемещения нижнего ножедержателя и приводного эксцентрикового вала, а также гидросистему с линиями нагнетания и слива рабочей жидкости и гидрораспределителем, отличающиеся тем, что, с целью повышения производительности, надежности, расширения технологических возможностей и снижения металлоемкости, они снабжены приводом перемещения верхнего ножедержателя в виде гидроцилиндров с поршнями на штоках, линия нагнетания рабочей жидкости гидросистемы снабжена запорным и предохранительным клапанами и связана с гидроцилиндрами, при этом корпуса последних шарнирно установлены на раме, а верхний ножедержатель установлен в раме с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении нижнего ножедержателя и соединен с штоками гидроцилиндров.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3