Устройство для транспортировки рулонов металлической ленты на поддонах
Изобретение относится к устройству для транспортировки рулонов металлической ленты и направлено на обеспечение надежной транспортировки несмотря на совместное влияние тепловой и силовой нагрузок. Устройство для транспортировки полученных на конечной стадии прокатного процесса при намотке прокатанной металлической ленты тяжелых рулонов содержит применяющиеся в системе оборота поддоны и транспортирующие их рольганги. Поддон состоит из расположенных на расстоянии друг от друга продольных балок и перекрывающей их опорной постели для рулона, которая имеет противолежащие друг другу опоры, образующие раскос с углом γ, который оптимизирован с учетом изменения диаметра, подлежащих транспортировке горячих рулонов. Поддонам для транспорта горячих рулонов, по меньшей мере, их продольным балкам, придан контур, компенсирующий расчетные вертикальные и горизонтальные деформации от нагрузки и теплового воздействия. 9 з.п. ф-лы, 15 ил.
Изобретение касается устройства для транспортировки полученных в конечной стадии прокатного процесса с помощью намотки прокатанной металлической ленты тяжелых рулонов металлической ленты, включающее применяющиеся в системе оборота поддоны и транспортирующие их рольганги, при этом поддон состоит из расположенных на расстоянии друг от друга продольных балок и перекрывающей их опорной постели для рулона, которая имеет противолежащие друг другу опоры, образующие угол поддержки.
Подобная система оборота поддонов применяется уже длительное время для холодных рулонов, т.е. для рулонов металлической холоднокатанной ленты, намотанных на намоточных устройствах в конце процесса прокатки, например, в алюминиевой промышленности. Они отличаются высокой производительностью транспортировки рулонов с весом до 45 т и коротким временем цикла. По сравнению с другими транспортными системами они пригодны, однако, только для транспортировки относительно небольших масс, что позволяет уменьшить мощность привода и обеспечивает хорошие возможности позиционирования. Кроме того, одновременно имеются преимущества в затратах на обслуживание, готовности оборудования, наличия запасных частей, простой загрузке и выгрузке рулонов, а также возможность повышения производительности за счет простого включения дополнительных поддонов. Кроме того, имеется высокая гибкость и устранение зависимости от мощностей по загрузке и разгрузке.
Подобная транспортная система с применением поддонов для транспорта тяжелых, например, весом от 30 до 45 т горячих рулонов, т.е. с температурой поверхности от 500 до 800°С, до сих пор из-за высокой температуры не рассматривалась, несмотря на большие преимущества этой системы, так как дополнительно к высокому весу имеют место большие тепловые нагрузки, способствующие неизбежным структурным изменениям. Они ведут к смещениям поддона, которые могут составлять несколько миллиметров. Распределение температуры в поддоне при этом различны, причем они оказывают большее воздействие в области опорной постели, чем в тени излучения погруженного горячего рулона и находящихся перпендикулярно к поверхности излучения областях.
Задачей изобретения в связи с этим является создание устройства, соответствующего рода, позволяющего обеспечить надежную транспортную систему, несмотря на совместное влияние тепловой и силовой нагрузок.
Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что поддоны для транспорта горячего рулона, по меньшей мере его продольные балки выполнены так, что их контур, компенсирует расчетные вертикальные и горизонтальные деформации от нагрузки и теплового воздействия. В основе изобретения лежат знания, полученные на основе расчетов с помощью метода конечных элементов, с условием, что поддоны с их продольными балками остаются на своем следе, заданном бандажом роликов рольганга, и их ходовые качества не претерпевают ущерба, если по меньшей мере продольные балки согласно изобретению подготовлены с учетом возникающих деформаций и выполнены с возможностью компенсации вертикальных и горизонтальных деформаций.
Эти очертания контура могут быть в виде сужений соответственно выемок в области следа бандажа, отверстий в других конструктивных частях поддона, расположения в виде уступов или тому подобного, т.е. применения таких мероприятий, которые при температурных и механических нагрузках на продольные балки не приводили бы к изменениям в поддоне или по меньшей мере способствовали бы примерно сохранению его транспортных характеристик. Ослабления горячего рулона, вызываемые изменением скорости и толчками, исключаются, если горячий рулон с его наружной боковой поверхностью будет транспортироваться лежащим. Поэтому не предполагается какого-либо транспорта горячих рулонов, когда они расположены на торцевых поверхностях.
Предпочтительное исполнение изобретения предусматривает, что поддон выполнен со средствами тепловой защиты, уменьшающими излучение и передачу тепла от горячего рулона, установленного на опорной постели, к продольным балкам. Такие средства тепловой защиты согласно осуществлению изобретения предпочтительно представлены щитом тепловой защиты, проходящим по ширине поддона, расположенным между опорами в основании опорной постели над продольными балками, а также дополнительно, или в качестве альтернативы, с торцевых концов поддона напротив опор опорной постели для рулона, проходящего по ширине поддона, и препятствует распространению теплового излучения, благодаря чему существенно снижается его деформирующее влияние на поддон и его продольные балки.
Особое мероприятие, относящееся к приданию контура, заключается в том, что поверхности качения продольной балки выполнены согласно изобретению в виде полозьев и с торцевых сторон, если смотреть на транспортную линию рольганга, имеют наклонные поверхности, идущие вверх под углом. Благодаря этому может быть достигнуто то, что хотя продольные балки согласно поразительному выводу испытывают прогиб вверх, вызываемый горизонтальной силовой составляющей покоящегося на опорной постели горячего рулона, однако под наклонными поверхностями постоянно остается свободное пространство, которое позволяет начать и продолжать движение поддона на рольгангах.
В предпочтительном варианте исполнения изобретения два подвижных полоза образуют продольные балки. Поддон движется, таким образом, на четырех подвижно установленных отдельных полозьях, которые независимо друг от друга, однако, дополнительно могут реагировать на влияние тепла и большой вес рулона и приближаются путем изменения контура к идеальной поверхности качения.
Предпочтительный вариант исполнения изобретения предусматривает, что между наклонными плоскостями и центральным ровным участком продольной балки, который имеет по меньшей мере длину, соответствующую шагу роликов в рольганге, образован наклонный участок с меньшим углом к транспортной линии. Благодаря таким неравным углам, которые в такой же степени находятся в зависимости от расстояния между роликами соответственно шага роликов в рольганге, что и центральный плоский участок продольной балки, обеспечивается, что продольные балки не выгибаются в сторону рольганга, а наклонные участки переходят в слегка вогнутую дугу, при этом угол изменяется относительно нуля. В сочетании с центральным участком для продольных балок, таким образом, образуется общий вытянутый участок, в данном случае перекрывающий несколько роликов, имеющий почти идеально плоскую область для транспорта. Угол наклона плоскостей вопреки этому остается почти неизменным и обеспечивает, таким образом, возможность начала движения.
По одному из других вариантов исполнения изобретения продольные балки имеют в центральном участке между опорами постели для рулона суженную упругую область деформации. Изменение контура, компенсирующее деформацию продольных балок, находится в месте с максимальным тепловым воздействием, а именно под рулоном над перекрытием поддона из прутка или листа между опорами. Находящиеся с обеих сторон остающиеся рядом с сужением ровные участки поверхности качения продольной балки, перекрывающие несколько роликов рольганга до расположенных на торцевых сторонах наклонных плоскостей, защищены от теплового излучения, для чего предусмотрен в основании опорной постели горизонтально расположенный щит тепловой защиты.
Согласно изобретению предлагается, что продольные балки с подвижностью установлены на несущих пальцах рамы поддона, имеющей выходящие наружу несущие опоры постели для рулона. Подобная подвижная установка, например, с помощью манжет из резины, синтетического материала или подобного материала обеспечивает ограниченную подвижность и, таким образом, податливость продольной балки при боковом изгибе или выпучивании поддона, вызываемого влиянием тепла.
Другое решение для компенсации бокового изгиба или выпучивания поддона согласно изобретению предусматривает, что продольные балки с одной стороны расположены с шарнирной установкой на несущих пальцах рамы поддона, имеющей выступающие наружу несущие опоры постели для рулона, с другой стороны свободно с подвижностью опираются на шариковую опору рамы поддона. Шарнирная установка продольных балок, закрепленных на расстоянии от рамы поддона с помощью распорного кольца или подобного устройства, может быть выполнена, например, в виде карданного шарнира со скользящими друг по другу полусферическими частями шарнира. Расположенный на другом конце поддона плавающий подшипник позволяет свободную установку. Предохранительное устройство препятствует выходу из гнезда подшипника.
Другие признаки и детали изобретения вытекают из пунктов формулы изобретения и следующего описания примеров осуществления изобретения, представленных на фигурах, где показано:
Фиг.1 - продольное изображение системы оборота поддонов для транспорта металлических рулонов на рольгангах, имеющих различный уровень по высоте;
Фиг.2 - в качестве узла транспортной системы на фиг.2 в перспективном изображении интегрированное в транспортный участок подъемное оборудование;
Фиг.3 - в качестве узла транспортного участка системы оборота поддонов участок рольганга в перспективном изображении;
Фиг.4 - в качестве узла боковое изображение поддона, схематическое изображение рольганга на расстоянии под поддоном и изображенное между ними поведение в части деформирования продольных балок поддона, выделено штриховкой;
Фиг.5 - поддон на фиг.4 вид сверху;
Фиг.6 - поддон на фиг.4 вид сбоку;
Фиг.7 - другой вариант исполнения поддона, вид сбоку;
Фиг.8 - еще один вариант исполнения поддона вид сбоку;
Фиг.9 - деталь поддона на фиг.8 разрез по линии IX-IX;
Фиг.10 - вид сбоку другого варианта исполнения поддона;
Фиг.11 - поддон на фиг.10 вид сверху;
Фиг.12 - деталь поддона на фиг.10 разрез по линии ХII-ХII;
Фиг.13 - деталь поддона на фиг.10 разрез по линии ХIII-ХIII;
Фиг.14 - вид сбоку варианта исполнения поддона, образованного двумя подвижными полозьями;
Фиг.15 - поддон на фиг.14 вид спереди, частичный разрез.
Изображенная фрагментарно на фиг.1 система 1 оборота поддонов, используемая в прокатном производстве при изготовлении металлических лент, включает четыре транспортных участка 2, которые расположены на фундаменте 3 на разном уровне по высоте. По транспортным участкам 2 осуществляется транспортировка и распределение с помощью поддонов 4 горячих рулонов, полученных путем намотки металлической ленты после прокатки, в частности к подключенным последовательно станциям дальнейшей обработки ленты. Представлено несколько рабочих станций для перегружаемых с поддонов 4 горячих рулонов 5. Интегрированное в транспортные участки 2 подъемное оборудование 6 обеспечивает передачу между различными по высоте уровнями.
Подъемное оборудование 6 более подробно рассмотрено на фиг.2, согласно которой на нижних и верхних участках рольганга 7 предусмотрено несколько поддонов 4, на одном из которых в примере исполнения расположен горячий рулон 5. Участки рольганга 7 имеют большое количество роликов 8, которые приводятся в движение от центрального мотора 9 с помощью связанных с ним отдельных цепей 10 (см. фиг.3).
Как следует, например из фиг.5 и фиг.6, поддоны 4 состоят из двух проходящих параллельно на расстоянии друг от друга продольных балок 11 с расположенным между ними поперечным листом 12 и несущей постелью 13, на которую укладывается горячий рулон 5 (см. фиг.2). Несущая постель 13 состоит из двух противолежащих друг другу, перекрывающих продольные балки 11, конструкций 14, имеющих в поперечном сечении в основном U-образную форму, которые на своих верхних концах, обращенных к подлежащему транспортировке горячему рулону, имеют идущие внутрь под углом опоры 15. Горячий рулон 5, таким образом, опирается на четыре опоры 15 (см. фиг.5). Противолежащие друг другу опоры 15 образуют раскос с углом γ, который оптимизирован с учетом изменения диаметра подлежащих транспортировке горячих рулонов и обеспечивает в широких пределах равное распределение горизонтальной и вертикальной силовых составляющих.
Под воздействием нагрузки от горячего рулона 5 и, в частности, воздействием высокой температуры (излучение и передача тепла) происходит деформирование поддона 4; распределение напряжений ведет к смещениям, при этом происходит выгиб продольных балок вверх с боковым выпучиванием, последнее показано на фиг.5 и 11 с помощью выделенных боковых кривых 16, описывающих кривизну.
Тем не менее для того чтобы обеспечить условия качения поддона 4 на роликах 8 рольганга 7 транспортного участка 2, продольные балки 11 для компенсации такого воздействия имеют поверхности качения в виде полозьев, которые с торцевых сторон имеют направленные вверх под углом α относительно транспортной линии 17 (см. фиг.4 внизу и фиг.10) роликов 8 рольганга 7 наклонные поверхности 18.
На поддонах, показанных на фиг.4-6, между наклонными поверхностями 18 и центральным плоским участком 19 продольных балок 11 еще предусмотрены наклонные участки 20 (β-линия) с меньшим углом β относительно транспортной линии 17, чем угол α наклонных поверхностей 18 (α-линия). Длина плоского центрального участка 19 продольных балок 11 больше, чем расстояние между роликами и, соответственно, шаг Т роликов 8. Без такого исполнения продольные балки 11 под воздействием нагрузки и теплового влияния заняли бы положение, отображенное кривой 21, представленной на фиг.4 непосредственно под поддоном относительно проведенной штрихпунктиром нулевой линии 38 прямолинейной транспортной линии 17, т.е. имели бы прогиб вверх, подобный дуге, при этом передние и задние концевые области поверхностей качения продольных балок 11 находились бы под нулевой линией 38 и соответственно транспортной линией 17. Однако в данном случае все происходит по-другому, что также выделено, а именно по кривой 22, проведенной штриховой линией, благодаря тому, что β-угол наклонных участков 20 (см. β-линию) изменяется относительно нуля, в результате при учете деформации центрального плоского участка 19 получается ровная поверхность качения, позволяющая осуществлять длительный точный по следу транспорт, при этом поверхность качения ни в одном из случаев не может при деформациях зайти за транспортную линию 17 соответственно нулевую линию 38. Угол α наклонных поверхностей 18 (см. α-линию) остается почти неизменным. Для компенсации бокового выпучивания сбоку кривая выпучивания 16, продольные балки 11 снабжены выемками 23, соответствующими гребню бандажа роликов 8 рольганга (см. фиг.6).
При всех вариантах исполнения поддонов для компенсации деформации в конструкциях 14 опорной постели 13 внесены изменения в очертание и форму поперечных и продольных отверстий 24, 25. Для ограничения теплового воздействия предусмотрены щиты тепловой защиты 26 соответственно 27, именно с одной стороны щит расположен между опорами 15 в основании опорной постели 13 над продольными балками 11 и с другой стороны установлен от торцевых концов поддона 4 против опор 15 соответственно их конструкций 14 (щит тепловой защиты 27).
На поддоне 104, изображенном на фиг.7, продольные балки 111 наряду с наклонными поверхностями, идущими под угол α, в своем среднем участке между опорами 15 соответственно опорными конструкциями 14 имеют суженную упругую область деформации 28. Имеющиеся по обеим сторонам между наклонными поверхностями 18 и упругой областью деформации 28 поверхности качения обладают достаточно ровной длиной, которая соответствует многократному шагу Т роликов 8.
В поддонах 204 на фиг.8 и 9 соответственно 304 на фиг.10-13 продольные балки 211, соответственно 311, образованные с расположенными на торцевых сторонах наклонными поверхностями 18, расположены на основной раме 30 (см. фиг.9 соответственно фиг.11-13). Для компенсации смещений, обусловленных тепловыми и силовыми нагрузками, продольные балки 211 установлены на выступающих наружу несущих пальцах 31 с промежуточным размещением податливой опоры 32 (см. фиг.9). Безопасное расстояние до основной рамы 30 обеспечивается за счет распорного кольца 33.
Поддон 304 на фиг.10-13 на своем конце, обращенном к левой стороне фиг.10 и 11, имеет неподвижные опоры для продольных балок 311. Продольные балки установлены там с помощью шарнирной опоры 34, имеющей форму шаровой подставки, с распорным кольцом 35 относительно рамы поддона на несущем пальце 31. На своем конце, обращенном к правой стороне поддона, продольные балки напротив расположены на плавающем подшипнике (см. фиг.13), для этого они имеют в этом месте седлообразную форму (см. изображение разреза на правой половине фиг.10) и оперты с промежуточной установкой ролика или шарика 36 на консоли рамы 37.
В поддонах 404, показанных на фиг.14 и 15, обе продольные балки 411 состоят из двух отдельных полозьев 39а, 39b. Каждый полоз 39а, 39b c помощью подшипника 40 (см. фиг.15) при наличии индивидуальной подвижности установлен на основной раме поддона 404 и может быть как впереди, так и позади предусмотренных наклонных поверхностей 18 с углом α.
1. Устройство для транспортировки полученных на конечной стадии прокатного процесса при намотке прокатанной металлической ленты тяжелых рулонов (5), содержащее применяющиеся в системе оборота поддоны (4) и транспортирующие их рольганги (8), при этом поддон состоит из расположенных на расстоянии друг от друга продольных балок (11) и перекрывающей их опорной постели для рулона (13), которая имеет противолежащие друг другу опоры (15), образующие раскос с углом γ, отличающееся тем, что поддонам (4, 104, 204, 304) для транспорта горячих рулонов (5), по меньшей мере их продольным балкам (11, 111, 211, 311) придан контур, компенсирующий расчетные вертикальные и горизонтальные деформации от нагрузки и теплового воздействия.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поддоны (4, 104, 204, 304) выполнены со средствами тепловой защиты, уменьшающими излучение и теплопередачу от установленного на опорной постели (13) горячего рулона (5) к продольным балкам (11, 111, 211, 311).
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поверхности качения продольных балок (11, 111, 211, 311) выполнены в виде полозьев и с торцевых сторон имеют идущие вверх наклонные поверхности (18) под углом α относительно транспортной линии (17) рольганга (7).
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что между наклонными поверхностями (18) и центральным плоским участком (19), который имеет длину, соответствующую по меньшей мере шагу (Т) роликов (8) рольганга (7), в балке (11) предусмотрен наклонный участок (20) с меньшим углом (β) к транспортной линии (17).
5. Устройство по одному из пп.1-3, отличающееся тем, что два подвижных полоза (39а, 39b) образуют продольную балку (411).
6. Устройство по одному из пп.1-3, отличающееся тем, что продольные балки (111) в среднем участке между опорами (15) опорной постели (13) имеют суженную гибкую область деформирования (28).
7. Устройство по одному из пп.1-3, отличающееся тем, что продольные балки (211) расположены с податливым опиранием (32) на выступающих наружу несущих пальцах (31) рамы поддона (30), имеющей опорную постель (13).
8. Устройство по одному из пп.1-3, отличающееся тем, что с одной стороны продольные балки (311) с шарнирным опиранием (34) расположены на выступающих несущих пальцах рамы поддона (30), имеющей опорную постель (13), и с другой стороны свободно оперты на шариковую опору (36) рамы поддона (30).
9. Устройство по п.2, отличающееся тем, что предусмотрен щит (26) тепловой защиты, расположенный между опорами (15) в основании несущей постели (13) над продольными балками (11, 111, 211, 311), проходящий по ширине поддонов (4, 104, 204, 304).
10. Устройство по п.2, отличающееся тем, что предусмотрен щит (27) тепловой защиты, установленный от торцевых концов поддона (4, 104, 204, 304) напротив опор (15) опорной постели (13) и проходящий по ширине поддона.
