专利名称：无噪声钢管收集装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钢管收集装置，尤其是一种无噪声钢管收集装置。
背景技术：
目前，钢管生产企业钢管生产线的钢管收集装置多数是“U”形刚性料筐，钢管直接从收集台的斜篦条上滚落入料筐，由于落差大，钢管间撞击所发出的噪声很大，是钢管精整区的最大噪声源，同时钢管表面易被撞坏。
中国专利CN94236540.2公开了一种无噪声钢管收集装置，该装置由料筐，移动篦条，检测元件，承料横梁，蜗轮蜗杆等组成，该装置通过控制钢管进入料筐的落差，达到消除噪声的目的。但是该装置的蜗杆在整个收集过程中承载很大负荷，易出现故障，并且为了支承钢管，其承料横梁和蜗杆都较庞大，结构复杂。
发明内容
为了解决上述技术中的不足，本发明的目的是提供一种工作更加可靠且结构简单的无噪声钢管收集装置。通过降低钢管的收集落差，消除噪声。
为了解决上述技术问题，本发明包括摆动件，收集绳，立柱，摆动配重，摆动配重牵引绳，安装在立柱上的收集绳收放机构及摆动配重牵引机构，和安装在立柱上的力矩平衡机构。立柱与摆动件通过转轴连接，摆动件能绕转轴相对立柱摆动；收集绳的一端与摆动件的收集臂端部相连，另一端与收集绳收放机构相连，收集绳收放机构的一根柔性绳与摆动件相连；摆动配重置于摆动件导向段上，摆动配重在导向段上能相对摆动件移动，摆动配重与摆动配重牵引绳的一端相连，摆动配重牵引绳的另一端与摆动配重牵引机构相连，摆动配重牵引机构的一根柔性绳固定并缠在摆动件的下部凸缘上；力矩平衡机构的一根柔性绳一端固定并缠在摆动件的上部凸缘上；摆动件来回摆动时，收集绳收放机构使收集绳分别放长和收短，同时摆动配重牵引机构使摆动配重分别远离和靠近立柱；初始时摆动件的摆臂与水平面构成斜面。
力矩平衡机构包括安装在立柱上的一个绳筒，两根柔性绳，一个配重；这个绳筒上固定并缠绕着两根柔性绳，两根柔性绳缠绕的旋向相反，其中一根柔性绳的另一端固定并缠在摆动件的上部凸缘上，另一根柔性绳的另一端与配重相连。力矩平衡机构平衡了摆动配重牵引机构缠在摆动件下部凸缘的柔性绳对转动中心产生的力矩。
与力矩平衡机构的柔性绳相连的摆动件上部凸缘是沿收集臂到摆臂方向逐点与转轴中心的矢径逐渐减小的曲线，即在此方向上凸缘曲线上逐点与转轴中心的距离逐渐减小。
收集绳收放机构包括至少一个安装在立柱上的绳筒，一根柔性绳；收集绳一端固定并缠绕在该绳筒上，柔性绳的一端按收集绳缠绕的相反旋向固定并缠绕在同一绳筒上，柔性绳的另一端与摆动件的摆臂相连。当摆动件摆动时，收集绳收放机构完成对收集绳的收放功能。
收集绳收放机构的一种改进是该机构的柔性绳一端按收集绳缠绕的相反旋向固定并缠绕在同一绳筒上，另一端绕过位于摆动件的摆臂端部的绳轮与摆动配重的远离立柱一侧相连。这种改进减少了立柱在纵向的柔性绳数，有利于此处的结构优化。
摆动配重牵引机构包括安装在立柱上的一个绳筒，一根柔性绳；摆动配重牵引绳的一端固定并缠绕在该绳筒上，柔性绳的一端按摆动配重牵引绳缠绕的相反旋向固定并缠绕在同一绳筒上，柔性绳的另一端固定并缠在摆动件的下部凸缘上。当摆动件摆动时，摆动配重牵引机构相应完成对摆动配重的牵引，使摆动配重移动。
摆动件为一近似“L”形的刚体，摆动件以转轴为界分为收集臂和摆臂两部分，摆臂上有一导向段，在转轴处有上、下凸缘。
为了摆动件能平稳复位，在摆动件的摆臂上装有一阻尼器。
由于采用了摆动件与立柱通过转轴连接这种结构，每根落入收集绳的钢管，其重力对摆动件转轴的矩使摆动件转动，使摆动件的收集臂端部远离立柱，进而使收集料口宽度增大，摆动件的转动通过其下部凸缘放长摆动配重牵引机构的一根固定并缠在摆动件下部凸缘上的柔性绳，因而在摆动配重的重力作用下使该柔性绳缠绕的绳筒作相应转动，摆动配重也相应移动远离立柱，当摆动配重移动所产生对摆动件转轴的力矩与收集的钢管重力对摆动件转轴的力矩相平衡时，即达到动态平衡，摆动配重停止移动，摆动件停止转动；同时，摆动件的转动使收集绳收放机构的绳筒转动并放长收集绳直到平衡为止，使收集空间增大，为收集下一根钢管让出空间位置，并且在料口上特收集的下一根钢管与已收集的钢管上表面距离仍然很小，因而碰撞亦很小，消除了噪声，又由于采用这种收集装置的结构比较简单，所以故障很低，因而保证了工作的可靠性，而且无需能源动力。复位时，在摆动配重的重力作用下摆动件作与收集钢管时的旋向相反的转动，摆动件的转动通过其下部凸缘卷取收短固定并缠在摆动件下部凸缘上的柔性绳，从而在该柔性绳的作用下使摆动配重牵引机构的这个绳筒反相转动，相应使摆动配重逐渐移动并向立柱靠近，直到摆动配重复位；摆动件的转动同时使收集绳收放机构的绳筒亦反向转动并收短收集绳直到复位。又因力矩平衡机构的一根柔性绳的一端所固定并缠在摆动件上部的凸缘是沿收集臂到摆臂方向逐点与转轴中心的矢径逐渐减小的曲线，在此方向上凸缘曲线上逐点与转轴中心的距离逐渐减小，即作用在柔性绳上的力对应凸缘曲线上点对转轴中心的力臂是逐渐减小的，因而配重通过此柔性绳对转轴中心的力矩随着收集钢管的增加使摆动件相应转动而逐渐减小；与此同时，随着摆动件的转动使摆动配重沿摆动件导向段的下滑分力逐渐减小，从而摆动配重通过缠在摆动件下部凸缘的柔性绳对转轴中心的力矩亦逐渐减小；而这两个力矩的方向相反，大小也基本相等，它们对摆动件转轴的合力矩近似为零，同样摆动件反向转动时，它们对摆动件转轴的合力矩也近似为零，因而力矩平衡机构消除了摆动配重牵引机构缠在摆动件下部凸缘的柔性绳对转动中心产生的力矩的影响，因此摆动配重的重力对转动中心的力矩主要只平衡收集钢管的重力对转动中心的力矩，这可有效减小摆动配重的重量和移动距离，节省成本并节约空间。
作为本发明无噪声钢管收集装置的一种改进，该装置包括摆动件，收集绳，立柱，摆动配重，摆动配重牵引绳，安装在立柱上的收集绳收放机构和摆动配重牵引机构。立柱与摆动件通过转轴连接，摆动件能绕转轴相对立柱摆动；收集绳的一端与摆动件的收集臂端部相连，另一端与收集绳收放机构相连，收集绳收放机构的一根柔性绳与摆动件相连；摆动配重置于摆动件导向段上，摆动配重在导向段上能相对摆动件移动，摆动配重与摆动配重牵引绳的一端相连，摆动配重牵引绳的另一端与摆动配重牵引机构相连，摆动配重牵引机构的一根柔性绳固定并缠在摆动件的下部凸缘上；摆动件来回摆动时，收集绳分别放长和缩短，同时摆动配重分别远离和靠近立柱；初始时摆动件的摆臂与水平面构成斜面。由于省去了平衡摆动配重牵引机构缠在摆动件下部凸缘的柔性绳对转动中心产生力矩的力矩平衡机构，使结构更简单，改进后的无噪声钢管收集装置的工作原理与前相同。
本发明采用杠杆原理，利用摆动件作为杠杆，在收集钢管时通过摆动配重移动使摆动件达到动态平衡，并且在此过程中放长收集绳和使摆动配重远离立柱，不断在平衡——不平衡——平衡之间转化，从而完成钢管收集工作。而在复位时利用摆动配重的重力作用自动复位，一方面摆动配重牵引机构使摆动配重逐渐靠近立柱，另一方面收集绳收放机构使收集绳收短，直到复位。本发明结构简单而且工作可靠，并且无需动力。
下面结合附图和本发明的实施方式作进一步详细说明图1为本发明无噪声钢管收集装置实施方式的示意图。
图2为改进的本发明无噪声钢管收集装置实施方式的示意图。
图3为收集绳收放机构改进的本发明无噪声钢管收集装置实施方式的示意图。
图4为摆动件结构示意图。
图5为本发明无噪声钢管收集装置收集实施方式的示意图。
具体实施例方式
从图1、图4所示本发明实施方式可知，无噪声钢管收集装置包括摆动件1，收集绳2，立柱3，摆动配重4，摆动配重牵引绳6，安装在立柱3上包括绳筒7及柔性绳8的收集绳收放机构和包括绳筒10及柔性绳9的摆动配重牵引机构，以及安装在立柱3上的包括绳筒11及柔性绳12、13和配重14的力矩平衡机构。收集绳收放机构的绳筒可以是一个，也可以是几个，当绳筒只有一个时，则该绳筒应为阶梯轴，否则，既可以是阶梯轴，也可以是光轴，以满足与摆臂18相连的柔性绳8和收集绳2之间的传动比，本发明优选一个绳筒7并为阶梯轴，收集绳2固定并缠绕在绳筒7的大端，柔性绳8按收集绳2缠绕的相反旋向固定并缠绕在绳筒7的小端，柔性绳8的另一端与摆动件1的摆臂18相连；绳筒11既可是阶梯轴，也可是光轴，本发明优选绳筒11为阶梯轴，柔性绳12固定并缠绕在绳筒11的小端，柔性绳13按柔性绳12缠绕的相反旋向固定并缠绕在绳筒11的大端；绳筒10亦既可是阶梯轴，也可是光轴，本发明优选绳筒10为阶梯轴，摆动配重牵引绳6固定并缠绕在绳筒10的大端，柔性绳9按摆动配重牵引绳6缠绕的相反旋向固定并缠绕在绳筒10的小端；待料时，收集绳2下垂，所围空间根据钢管规格不同能容纳2-3根钢管，摆动件1的收集臂17端部靠近立柱3，并且此时作用在摆动件1上的合力矩大致为零，只是摆动配重4对转轴5的力矩略大，摆动件1的摆臂18受弹性支座支撑，而且柔性绳9和柔性绳12对转轴5的合力矩亦为零。当钢管21滚入收集绳2，其重力对转轴5的力矩，使摆动件1顺时针转动，摆动件1的收集臂17端部远离立柱3，摆动件1的转动使摆动配重牵引机构的绳筒10作逆时针转动，摆动配重4便远离立柱3，直到摆动配重4对转轴5增加的力矩与钢管21滚入收集绳2后增加的力矩相平衡为止，这时摆动件1停止转动并保持动态平衡，摆动配重4亦停止移动；同时，摆动件1的转动使收集绳收放机构的绳筒7作顺时针转动，绳筒7转动并放长收集绳2，使其在钢管收集区的长度增加，结果增大了收集空间，为收集下一根钢管留出了空间，直到摆动件1平衡为止，在料口上待收集的下一根钢管21与已收集的钢管上表面距离很小；随着摆动件1顺时针转动，摆动配重4的下滑力减小使柔性绳9通过凸缘15对转轴5的力矩也减小，同时摆动件1顺时针转动又使力矩平衡机构的绳筒11顺时针转动，并使凸缘16上与柔性绳12的切点到转轴5中心的距离减小，也使配重14通过柔性绳12对转轴5的力矩减小，其结果是柔性绳9和柔性绳12对转轴5的合力矩仍为零。下一根钢管21滚入收集绳2后又打破平衡重复上述过程再次建立动态平衡，如此反复收集到需要的钢管根数，打捆吊出。当吊出钢管时，在摆动配重4的重力作用下摆动件1作逆时针转动，使摆动件1的收集臂17端部向立柱3靠近，摆动件1的转动使摆动配重牵引机构牵引摆动配重4靠近立柱3，并使收集绳收放机构的绳筒7卷取收短收集绳2，钢管收集区的集绳2的长度减小，直到摆动件1的摆臂18受到支撑为止，处于待料状态，完成复位，至此完成一个收集周期。为了消除摆动件1复位时的冲击，可在摆动件1的摆臂18上设阻尼器20，阻尼器可有多种选择，本发明优选无源液压缸20为阻尼器，在无源液压缸20的作用下摆动件1复位时缓慢转动。
图2是本发明无噪声钢管收集装置的一种改进实施方式，收集装置包括摆动件1，收集绳2，立柱3，摆动配重4，摆动配重牵引绳6，安装在立柱3上包括绳筒7及柔性绳8的收集绳收放机构和包括绳筒10及柔性绳9的摆动配重牵引机构。由于省去了平衡摆动配重牵引机构缠在摆动件下部凸缘的柔性绳对转动中心产生力矩的力矩平衡机构，因而摆动件1上的上凸缘16已无意义，本发明优选无凸缘16的摆动件1。当钢管21滚入收集绳2，其重力对转轴5的力矩，使摆动件1顺时针转动，摆动件1的收集臂17端部远离立柱3，摆动件1的转动使摆动配重牵引机构的绳筒10作逆时针转动，摆动配重4便远离立柱3，直到摆动配重4对转轴5增加的力矩与钢管21滚入收集绳2后增加的力矩相平衡为止，这时摆动件1停止转动并保持动态平衡，摆动配重4亦停止移动；同时，摆动件1的转动使收集绳收放机构的绳筒7作顺时针转动，绳筒7转动并放长收集绳2，使其在钢管收集区的长度增加，结果增大了收集空间，为收集下一根钢管留出了空间，直到摆动件1平衡为止，在料口上待收集的下一根钢管21与已收集的钢管上表面距离很小；如此反复完成收集过程。复位时，在摆动配重4的重力作用下摆动件1作逆时针转动，使摆动件1的收集臂17端部向立柱3靠近，摆动件1的转动使摆动配重牵引机构牵引摆动配重4靠近立柱3，并使收集绳收放机构的绳筒7卷取收短收集绳2，钢管收集区的集绳2的长度减小，直到摆动件1的摆臂18受到支撑为止，处于待料状态，完成复位，至此完成一个收集周期。
图3是收集绳收放机构改进的本发明实施方式，收集绳收放机构的柔性绳8绕过位于摆动件1的摆臂18端部的绳轮22与摆动配重4远离立柱3侧相连。当钢管21滚入收集绳2，其重力对转轴5的力矩，使摆动件1顺时针转动，摆动件1的收集臂17端部远离立柱3，摆动配重牵引机构的绳筒10作逆时针转动，摆动配重4远离立柱3，直到摆动配重4对转轴5增加的力矩与钢管21滚入收集绳2后增加的力矩相平衡为止，这时摆动件1停止转动并保持动态平衡，摆动配重4亦停止移动；同时，摆动配重4的移动又通过连接在其上的柔性绳8并在收集钢管的重力作用下使收集绳收放机构的绳筒7作顺时针转动，从而放长收集绳2，直到平衡为止，如此反复完成收集过程。复位时，在摆动配重4的重力作用下摆动件1作逆时针转动，摆动件1转动又通过摆动配重牵引机构牵引摆动配重4靠近立柱3，同时摆动配重4的移动又通过连接在其上的柔性绳8使收集绳收放机构的绳筒7作逆时针转动，从而收短收集绳2，直到摆动件1的摆臂18受到支撑为止，处于待料状态，完成复位。
图5是本发明收集实施方式，当摆动件1的收集臂17受到支座支撑时，本发明收集量达到饱和。
本发明不仅适用于收集钢管，还适用于收集线材和棒材。
本发明不局限于上述具体实施例，只要采用立柱和摆动件这种结构，并采用摆动配重牵引机构和收集绳收放机构，而不论其具体形式怎样变化都落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种无噪声钢管收集装置，其特征在于所述无噪声钢管收集装置包括摆动件(1)，收集绳(2)，立柱(3)，摆动配重(4)，摆动配重牵引绳(6)，安装在立柱(3)上的收集绳收放机构及摆动配重牵引机构，和安装在立柱(3)上的力矩平衡机构；所述立柱(3)与所述摆动件(1)通过转轴(5)连接，摆动件(1)能绕转轴(5)相对立柱(3)摆动，所述收集绳(2)的一端与摆动件(1)的收集臂(17)端部相连，另一端与所述收集绳收放机构相连，收集绳收放机构的一根柔性绳与摆动件(1)相连，所述摆动配重(4)置于摆动件(1)导向段(19)上，摆动配重(4)在导向段(19)上能相对摆动件(1)移动，摆动配重(4)与所述摆动配重牵引绳(6)的一端相连，摆动配重牵引绳(6)的另一端与摆动配重牵引机构相连，摆动配重牵引机构的一根柔性绳固定并缠在摆动件(1)的凸缘(15)上，所述力矩平衡机构的一根柔性绳一端固定并缠在摆动件(1)的凸缘(16)上；摆动件(1)来回摆动时，收集绳收放机构使收集绳(2)分别放长和收短，同时摆动配重牵引机构使摆动配重(4)分别远离和靠近立柱(3)；初始时摆动件(1)的摆臂(18)与水平面构成斜面。
2.根据权利要求1所述无噪声钢管收集装置，其特征在于所述力矩平衡机构包括安装在立柱(3)上的绳筒(11)，柔性绳(12)、(13)，配重(14)；所述柔性绳(12)一端固定并缠在摆动件(1)的凸缘(16)上，另一端固定并缠绕在所述绳筒(11)上，所述柔性绳(13)一端按柔性绳(12)缠绕的相反旋向固定并缠绕在绳筒(11)上，另一端与配重(14)相连。
3.根据权利要求1或2所述无噪声钢管收集装置，其特征在于所述凸缘(16)是沿收集臂(17)到摆臂(18)方向逐点与转轴(5)中心的矢径逐渐减小的曲线，即此方向上凸缘曲线上逐点与转轴(5)中心的距离逐渐减小。
4.一种无噪声钢管收集装置，其特征在于所述无噪声钢管收集装置包括摆动件(1)，收集绳(2)，立柱(3)，摆动配重(4)，摆动配重牵引绳(6)，安装在立柱(3)上的收集绳收放机构和摆动配重牵引机构；所述立柱(3)与所述摆动件(1)通过转轴(5)连接，摆动件(1)能绕转轴(5)摆动，所述收集绳(2)的一端与摆动件(1)的收集臂(17)端部相连，另一端与所述收集绳收放机构相连，收集绳收放机构的一根柔性绳与摆动件(1)相连，所述摆动配重(4)置于摆动件(1)导向段(19)上，摆动配重(4)在导向段(19)上能相对摆动件(1)移动，摆动配重(4)与所述摆动配重牵引绳(6)的一端相连，摆动配重牵引绳(6)的另一端与摆动配重牵引机构相连，摆动配重牵引机构的一根柔性绳固定并缠在摆动件(1)的凸缘(15)上；摆动件(1)来回摆动时，收集绳收放机构使收集绳(2)分别放长和收短，同时摆动配重牵引机构使摆动配重(4)分别远离和靠近立柱(3)；初始时摆动件(1)的摆臂(18)与水平面构成斜面。
5.根据权利要求1或4所述无噪声钢管收集装置，其特征在于所述收集绳收放机构包括至少一个安装在立柱(3)上的绳筒(7)，柔性绳(8)；所述收集绳(2)一端固定并缠绕在所述绳筒(7)上，所述柔性绳(8)一端按收集绳(2)缠绕的相反旋向固定并缠绕在绳筒(7)上，柔性绳(8)的另一端与摆动件(1)的摆臂(18)相连。
6.根据权利要求5所述无噪声钢管收集装置，其特征在于所述收集绳收放机构的柔性绳(8)一端按收集绳(2)缠绕的相反旋向固定并缠绕在绳筒(7)上，另一端绕过位于摆动件(1)的摆臂(18)端部的绳轮(22)与摆动配重(4)的远离立柱(3)侧相连。
7.根据权利要求1或4所述无噪声钢管收集装置，其特征在于所述摆动配重牵引机构包括安装在立柱(3)上的绳筒(10)，柔性绳(9)；所述摆动配重牵引绳(6)的一端固定并缠绕在绳筒(10)上，所述柔性绳(9)的一端按摆动配重牵引绳(6)缠绕的相反旋向固定并缠绕在绳筒(10)上，柔性绳(9)的另一端固定并缠在摆动件(1)的凸缘(15)上。
8.根据权利要求1或4所述无噪声钢管收集装置，其特征在于所述摆动件(1)为一近似“L”形的刚体，摆动件(1)以转轴(5)为界分为收集臂(17)和摆臂(18)两部分，摆臂(18)上有一导向段(19)，在转轴(5)处有凸缘(15)、(16)。
9.根据权利要求1或4所述无噪声钢管收集装置，其特征在于所述摆动件(1)的摆臂(18)上有一阻尼器(20)。
全文摘要
本发明公开了一种收集钢管用的无噪声钢管收集装置，包括摆动件(1)，收集绳(2)，立柱(3)，摆动配重(4)，摆动配重牵引绳(6)，安装在立柱(3)上包括绳筒(7)及柔性绳(8)的收集绳收放机构和包括绳筒(10)及柔性绳(9)的摆动配重牵引机构；立柱(3)与摆动件(1)通过转轴(5)连接，摆动件(1)能绕转轴(5)相对立柱(3)摆动，摆动件(1)来回摆动时，收集绳收放机构使收集绳(2)分别放长和收短，同时摆动配重牵引机构使摆动配重(4)分别远离和靠近立柱(3)。使用该收集装置能有效降低钢管落差，从而降低钢管间的碰撞，消除噪声，并保护钢管表面质量，而且无需能源动力。
文档编号B21D43/20GK1887470SQ20061002151
公开日2007年1月3日 申请日期2006年8月2日 优先权日2006年8月2日
发明者杨晓荣 申请人:杨晓荣