专利名称：毛管横移装置及具有该装置的皮尔格轧机机组的制作方法
技术领域：
本发明涉及管的轧制，特别涉及一种皮尔格轧机前的毛管横移装置，及具有该装置的皮尔格轧机机组。
背景技术：
传统的毛管横移是通过拨料接料系统来完成的，该系统将毛管从一个工位移送到另一个工位必须经过前一工位的拨料机构将毛管拨出该工位，毛管经过过渡装置后，由另一工位的上料机构将其运送到另一工位。 例如图I所示的现有的拨料接料系统的示意图，具体实施方案如下，把皮尔格轧机前来料从工位Dl移送到工位D2是这样实现的，由拨料油缸2驱动拨料杆I把来料移送到过渡台架3上，过渡台架3有一定斜度，来料通过自重滚动到过渡台架末端，再由油缸5驱动接料送料杆4把来料移送到工位D2。由于皮尔格轧机前工位较多，包括毛管来料工位，芯棒来料工位，毛管预打头工位，3个芯棒冷却工位和一个轧制工位，采用传统拨料接料系统要求多次重复布置本拨料接料系统，会导致占地面积大，接送料行程长，从而导致送料时间加长，高温毛管温降大，最终影响钢管的轧制质量和产量。而且轧制出荒管以后，由于温降大，送到定径工艺之前的再加热时间会更长，增大了能耗和气体排放。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于将毛管在多个工位之间移送的毛管横移装置，其结构紧凑、缩短运送时间。本发明提供一种毛管横移装置，其包括支撑梁架，其包括两条轨道及固定于地面的多个支脚；行走机构，其包括小车及驱动组件，该驱动组件驱动该小车在该轨道上移动；及毛管升降机构，其包括卷扬平台及夹钳组件，该卷扬平台位于该小车上，钢丝绳将该卷扬平台与该夹钳组件连接，该夹钳组件通过该钢丝绳在该卷扬平台上的缠绕或松脱而上升或下降，从而带动夹持在该夹钳组件中的毛管升降。本发明还提供一种皮尔格轧机机组，其包括皮尔格轧机及上述的毛管横移装置，该毛管横移装置将毛管输送至皮尔格轧机入口。本发明的有益效果在于，应用本机构节省了大量高温毛管移送过程中的拨料、接料系统，使皮尔格轧机前各工位的设备连接更为密切，结构更为紧凑。从而节约了送料时间，减少了高温毛管的温降，大大提高了钢管轧制质量和产量。同时缩短了荒管定径工艺前的再加热时间，使单位成品管的能耗和气体排放也相应降低。
图I是现有的拨料接料系统的示意图。图2是本发明中的毛管横移装置的主视图。图3是本发明中的毛管横移装置的侧视图。
图4是沿图3中C-C线的剖视图。图5是图4中A向示意图。图6是沿图4中D-D线的剖视图。图7是导向组件示意图。图8是夹钳架的示意图。图9是夹钳架的俯视示意图，其中标出了夹钳架上三个夹钳组的位置。图10是钢丝绳绕线示意图。图IlaUlb为从两个视角观察到的两钳部在最大开口位置的剖视示意图。 图12a、12b为从两个视角观察到的两钳部在最小开口位置的剖视示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。如图2、3所示，该毛管横移装置主要包括支撑梁架、行走机构及毛管升降机构。支撑梁架包括固定于地面的支脚110、轨道120及将轨道120连接于支脚110的支撑架130。轨道120沿着工作平台的长度方向的两侧设置。支脚110与轨道120之间设有支撑架130，支撑架130与支脚110螺接固定，轨道120设于支撑架130的上表面，从而将轨道120连接于支脚110。每个支撑架130的下表面，沿着工作平台的长度方向还设有一条齿条140，齿条140的有齿面朝下。行走机构包括小车210及驱动组件。小车210包括车身211及车轮212。车身211通过四个车轮212支承在轨道120上，车轮212位置与轨道120相对应。本实施例中，车轮212为中心凹陷的形式，轨道120对应该凹陷的部分，并夹在车轮212的轮部之间，从而小车210能够在轨道120上行走。驱动组件包括用于提供动力的电机221和减速器222。电机221和减速器222均固定于小车210下部与行走方向垂直的端面上，并相互通过联轴器连接。减速器222位于小车210与行走方向垂直的端面中位，本实施例中，减速器222为齿轮减速器，齿轮的中心设有转轴，转轴的两端分别连接一组万向接轴223的一端，万向接轴223的另一端连接其上固定安装有齿轮224的轴，齿轮224与齿条140的有齿面啮合。减速器222左右两侧的万向接轴223、齿轮224及齿条140均相对于轨道的中心对称布置，由同一减速器222驱动，这样就保证了轨道两侧各有一个主动行进轮，且两轮具有相同的行进速度，在一定程度上也可以防止小车的跑偏。因此，当电机221驱动减速器222转动时，与之连接的两组万向接轴223也同步转动，带动齿轮224转动。由于齿条140固定于支撑梁架，因此，转动的齿轮224使整个小车210在轨道上移动。电机221与减速器222之间设有第一制动器220，其与电机221连锁，当小车行走到另一工位时，由该位置的接近开关230发送停车抱闸信号，使第一制动器220抱闸，电机221停转，小车停止。小车的前后两端还可设有缓冲器240，支撑梁架的前后两端在朝向小车的一侧还设有限位部250，当小车碰到支撑梁架两端时，缓冲器240与限位部250接触，缓冲小车与支撑梁架之间的刚性碰撞。为了使小车210在轨道120上平直的运行，小车210的四个腿部的下端还设有导向组件213，如图3、6所示，每个腿部设有两个导向组件213，支撑架130位于两个导向组件213之间。如图6、7所示，导向组件213包括导向轮2131、导轮架2132及将导向轮2131与导轮架2132连接的轴承2133。轴承2133通过安装中心为中心SI的偏心轴固定于导轮架2132上，该中心即为导轮架中心。导向轮2131与轴承2133具有共同的中心S2。此中心与导轮架中心有一定偏移。在小车行进过程中，导向轮2131的外表面与支撑架130上的导板接触，能够纠正小车的行走轨迹，起到导向作用。导向组件213的工作过程中，由于导向轮2131与支撑架130接触，二者外表面容易出现磨损，磨损严重时，二者之间的出现过大间隙G，导致导向轮2131与支撑架130上的导板始终无法接触，而不能实现导向，本实施例的导向组件213能解决此问题。如图6、7所示，导轮架2132包括本体2135和壳体2136。壳体2136包围本体2135， 壳体2136的一端与小车螺栓连接固定，另一端通过螺栓2137与本体2135固定。螺栓2137为8个，以45°为间隔等间距的从本体2135的上表面向下延伸进入壳体2136内。当将8个螺栓2137旋松，本体2135可绕中心SI旋转，与安装中心为SI的偏心轴固定的轴承2133和导向轮2131随之转动，使得导向轮2131的中心S2相对于中心SI的位置改变。如图7所不，Cl表导向轮2131在位置一上的轴心位置，实线LI表在位置一上，导向轮2131绕Cl的旋转轨迹。旋松螺栓2137，并将本体2135旋转180°后，中心SI的旋转带动导向轮2131中心S2位置变化，轴心位置由Cl变为C2，虚线L2表示在位置二上，导向轮2131绕C2的旋转轨迹，可见，该轨迹右移，即使发生表面磨损，也能够使导向轮2131与支撑架130 重新接触，以达到所需的较为理想的导向效果。由于螺栓2137共有8个随圆周均部，因此，本体2135每旋转45°，即可调整一次导向轮2131与支撑架130之间的间隙G。如图2、3、5所示，毛管升降机构包括卷扬平台310、夹钳架320及夹钳组330。卷扬平台310位于小车的上面，其大体为方形框架结构。卷扬平台310上部的框架安装有升降电机340、减速机350、与减速机350相连的钢丝绳卷筒360、平衡臂370及定滑轮组380。如图5、8、9所示，夹钳架320包括第一架体321、第二架体322、第一动滑轮组323及第二动滑轮组324。第一架体321和第二架体322通过定位销和螺栓连接成一刚性整体。夹钳组330为3个，其固定于图9所示的夹钳架320上的I、2、3位置上。第一动滑轮组323、第二动滑轮组324位于同一高度，销轴325贯穿第一动滑轮组323、第二动滑轮组324的轮心，销轴325的两端固定于第一架体321，从而将第一动滑轮组322、第二动滑轮组323与第一架体321连接。夹钳组330与第二架体322螺栓连接，并从第二架体322的下方伸出。因此，当第一动滑轮组323、第二动滑轮组324带动夹钳架320整体升降时，坐落在第二架体322上的三组夹钳组330可同时升降。具体夹钳升降原理为通过升降电机340带动减速机350和与减速机350相连的钢丝绳卷筒360转动，缠绕在钢丝绳卷筒360上的两组钢丝绳拉动下方的第一动滑轮组323、第二动滑轮组324升降，因而使得夹钳组330升降。其中，如图8中的钢丝绳绕线示意图所示，由钢丝绳卷筒360的两端各缠绕一组钢丝绳，即为图中左侧实线G1，和图中右侧虚线G2。Gl、G2以相反的缠绕方向缠绕在钢丝绳卷筒360上。左侧钢丝绳Gl在缠绕数圈后向下缠绕第一动滑轮组323，再向上缠绕定滑轮组380，接着向下缠绕第二动滑轮组324，最后向上拉，将其末端固定于平衡臂370上。右侧钢丝绳G2在缠绕数圈后向下缠绕第二动滑轮组324，再向上缠绕定滑轮组380，接着向下缠绕第一动滑轮组323，最后向上拉，将其末端固定于平衡臂370上。由此，使得缠绕在钢丝绳卷筒360上的钢丝绳Gl、G2能够牵引第一动滑轮组323、第二动滑轮组324。当钢丝绳卷筒360旋转时，钢丝绳Gl、G2在钢丝绳卷筒360上缠绕或脱离，从而带动第一动滑轮组323、第二动滑轮组324同步上升或下降，使得整个夹钳架320升降。在夹钳架320的升降过程中，还可在小车上设置导向组件390以防止其跑偏，主要是在小车的上部和下部，设置多个对应夹钳架320的外轮廓的导向组件390，使夹钳架320在升降过程中，能够由导向组件390限位。具体为如图4所示，本实施例的夹钳架320外轮廓是由六根梁3211围成的长方体，在对应梁3211的位置分别设有导向组件390，即为如图4所示的位于小车上部的8个导向组件390，另外，在小车下部的同样位置也设有8个导向组件390。如此，夹钳架320在升降过程中，均能限定在上下的有8个导向组件390的范围内，以防止夹钳架320及夹钳组330跑偏，从而实现直上直下的送料放料。导向组件390的结构与导向组件213的结构相同，在此不进行赘述。 如图11a、lib、12a、12b所示，每一组夹钳组330均包括夹钳平台331、固定于夹钳平台331上的减速器332、电机333、铰接于夹钳平台331的两钳部334及传动组件。传动组件包括齿轮3351、扇形齿轮3352、套筒3353、拉杆3354及铰接片3355。齿轮3351固定安装在减速器332的输出端，减速器332的输入端连接于电机333。扇形齿轮3352的一端通过销轴S3可转动的连接于夹钳平台331，扇形齿轮3352的齿部与齿轮3351啮合，因此，当齿轮3351在减速器332、电机333的作用下转动时，带动扇形齿轮3352绕销轴S3转动。在扇形齿轮3352的中部安装有铰接轴3356，两关节轴承S4对称分布在铰接轴3356两侧，铰接轴3356通过两关节轴承S4可转动地支承在扇形齿轮3352的中部。铰接轴3356中部具有一通孔，套筒3353固定安装在铰接轴3356上，套筒3353与铰接轴3356中部的通孔具有共同的中心线。拉杆3354从铰接轴3356中部的通孔穿过，其上部套设于套筒3353内，在套筒3353内还设有碟簧3359，用于预紧拉杆3354。拉杆下端可转动的连接有滑块3357，两片铰接片3355的一端与滑块3357在枢接点S5枢转连接。两片铰接片3355的另一端在枢接点S5分别与两钳部334枢转连接。滑块3356位于滑槽3358内，具有滑槽3358的导向架的上端与夹钳平台331固定连接。以下，对钳部334的夹紧放松原理进行说明。图IlaUlb为两钳部334在最大开口位置的剖视示意图。图12a、12b为两钳部334在最小开口位置的剖视示意图。钳部334的夹紧过程即为从图IlaUlb向图12a、12b运动的过程。具体动作为当电机450控制减速器440正转时，与减速器440连接的齿轮3351顺时针转动，与齿轮3351啮合的扇形齿轮3352绕销轴S3逆时针摆动，扇形齿轮3352与拉杆3354的铰接点B同时绕销轴S3逆时针转动，铰接点B的运动轨迹如图12b中T所示，从而带动相铰接的拉杆3354摆动。由于滑块3356始终位于滑槽3358内，因此，拉杆3354运动过程中，滑块3356只能沿着滑槽3358做上下运动，因而在枢接点S5处带动两片铰接片3355上下运动，而与滑块3356可转动的连接的拉杆3354随着扇形齿轮3352的转动而向上并逆时针运动。当两片铰接片3355被上提时，两片铰接片3355之间的夹角变小，带动相连接的两钳部334相互靠近，从而夹紧毛管10。同理，当电机333控制减速器440反转时，能够使两钳部334彼此远离，放松其中的毛管10。夹钳架320上的每一组夹钳组330均由一组上述的装置同步控制。每一组装置均设有第二制动器460，第二制动器460与电机333连锁，当钳部334将毛管10夹紧后，由行程开关(未示出)发出讯号，使第二制动器460抱闸，钳部334处于夹紧状态。以下说明整个毛管横移装置的工作过程。当小车在工位一 Dl处需要夹持下方的毛管10时，卷扬平台310上的电机340通过连锁条件得电工作，驱动钢丝绳卷筒360转动，使钢丝绳从钢丝卷筒360上解脱，使夹钳架320下降，下降过程中两钳部334张开，下降到该工位的截至位时，第二制动器460抱闸，两钳部334处于张开状态，毛管10位于两钳部334内。电机333运行，使两钳部334逐渐夹紧中间的毛管10，第二制动器460抱闸，钳部334处于夹紧状态。卷扬平台310上的升降电机340驱动钢丝绳卷筒360转动，使钢丝绳在钢丝卷筒360上缠绕，使夹钳架320上升，拉动夹钳组330提升到不影响小车横移的高度后，小车横移。待小车行走到工位二 D2时，小车底部的感应片260接触该工位的接近开关230，接近开关230发送停车抱闸信号，小车 停止，卷扬平台310上的升降电机340通过连锁条件得电工作，驱动钢丝绳卷筒360转动，使钢丝绳从钢丝卷筒360上解脱，使夹钳架320下降，下降到该工位的截至位时，检测元件(未示出)发出夹钳的放料信号，使得电机333运行，使两钳部334逐渐远离，松开中间的毛管10，使毛管10被置于截至位。以上完成毛管10从工位一 Dl至工位二 D2的移送过程。由于皮尔格轧机前工位较多，待料时间长，而本发明以毛管升降机构夹起并提升毛管，以行走机构带动毛管在多个工位之间移动，因此，应用本机构节省了大量高温毛管移送过程中的拨料、接料系统，使皮尔格轧机前各工位的设备连接更为密切，结构更为紧凑。从而节约了送料时间，减少了高温毛管的温降，大大提高了钢管轧制质量和产量。同时缩短了荒管定径工艺前的再加热时间，使单位成品管的能耗和气体排放也相应降低。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
权利要求
1.一种毛管横移装置，其中，包括 支撑梁架，其包括两条轨道及固定于地面的多个支脚； 行走机构，其包括小车及驱动组件，该驱动组件驱动该小车在该轨道上移动；及 毛管升降机构，其包括卷扬平台及夹钳组件，该卷扬平台位于该小车上，钢丝绳将该卷扬平台与该夹钳组件连接，该夹钳组件通过该钢丝绳在该卷扬平台上的缠绕或松脱而上升或下降，从而带动夹持在该夹钳组件中的毛管升降。
2.根据权利要求I所述的毛管横移装置，其中该轨道下方设有齿条，该驱动组件包括用于提供动力的电机和减速器，所述电机和减速器均固定于该小车下部与该小车的行走方向垂直的端面上，并相互通过联轴器连接，该减速器位于该小车下部所述端面的中位，该减速器的两侧分别与万向接轴的一端连接，所述万向接轴的另一端连接有齿轮，所述齿轮与该齿条的有齿面啮合，该减速器左右两侧的万向接轴、齿轮及齿条均相对于轨道的中心对称布置。
3.根据权利要求I所述的毛管横移装置，其中该小车的腿部下方还设有导向组件，该支撑梁架还包括支撑架，该支撑架连接于该轨道与所述支脚之间，当该小车沿该轨道行走移动时，位于该轨道两侧的导向组件与该支撑架上的导板接触，共同限制该小车的行进路线，以防止该小车从该轨道上偏移。
4.根据权利要求3所述的毛管横移装置，其中每个腿部的下方对应每条轨道的两侧均设有两个导向组件，该支撑架位于两个导向组件之间，该导向组件包括导向轮、导轮架及所述导向轮内部的轴承，该轴承和所述导向轮通过偏心轴固定于该导轮架上，该偏心轴的安装中心与该导轮架的中心相同，该导向轮与该轴承具有共同的中心，且该导向轮的中心与该偏心轴的安装中心位置不同，二者存在偏移，在该小车行走过程中，该轨道两侧的导向轮的外表面能够与该支撑架上的导板接触，以便纠正小车的行走轨迹。
5.根据权利要求4所述的毛管横移装置，其中该导轮架包括本体和壳体，该壳体包围该本体，该壳体的一端与该小车螺栓连接固定，另一端通过多个螺栓与该本体固定，当所述多个螺栓旋松后，该本体可绕该导轮架的中心旋转，此时固定在该偏心轴上的导向轮随之旋转一角度，使得该导向轮的中心相对于该导轮架的中心的位置改变，从而调整所述导向轮与所述支撑架之间的间隙。
6.根据权利要求I所述的毛管横移装置，其中该夹钳组件包括夹钳架和夹钳组，该卷扬平台上安装有钢丝绳卷筒，该夹钳组固定于该夹钳架上，该钢丝绳的一端固定在该卷扬平台的平衡臂上，另一端经过安装在该夹钳架上的动滑轮及安装在该卷扬平台的定滑轮最终缠绕并固定在该钢丝绳卷筒上，通过转动该钢丝绳卷筒收放钢丝绳，使该夹钳架和该夹钳组产生升降运动。
7.根据权利要求6所述的毛管横移装置，其中该小车上在对应于该夹钳架处还设有导向组件，用以防止该夹钳架升降偏移晃动。
8.根据权利要求6所述的毛管横移装置，其中该夹钳架包括连接成一的第一架体和第二架体，该夹钳组与该第二架体螺栓连接，并从该第二架体的下方伸出。
9.根据权利要求8所述的毛管横移装置，其中该夹钳组包括夹钳平台、固定于夹钳平台上的电机、铰接于该夹钳平台的两钳部及传动组件，该传动组件包括齿轮、扇形齿轮、拉杆及两铰接片，该扇形齿轮的一端通过销轴可转动的连接于该夹钳平台，该扇形齿轮的齿部与该齿轮啮合，该扇形齿轮与该拉杆铰接，该拉杆的下端可转动的连接有滑块，该夹钳组还具有导向架，该导向架的上端与该夹钳平台固定连接，该滑块位于该导向架的滑槽内，所述两铰接片的一端与该滑块枢转连接，所述两片铰接片的另一端分别与所述两钳部枢转连接，当齿轮在电机的作用下转动时，带动该扇形齿轮绕该销轴转动，从而带动相铰接的拉杆摆动，使得所述两钳部相互靠近或远离。
10.一种皮尔格轧机机组，其中，包括皮尔格轧机及如权利要求I至9中任一项所述的毛管横移装置，该毛管横移装置将毛管输送至皮尔格轧机入口。
全文摘要
本发明涉及一种毛管横移装置及具有该装置的皮尔格轧机机组，其包括支撑梁架，其包括两条轨道及固定于地面的多个支脚；行走机构，其包括小车及驱动组件，该驱动组件驱动该小车在该轨道上移动；及毛管升降机构，其包括卷扬平台及夹钳组件，该卷扬平台位于该小车上，通过钢丝绳和钢丝绳卷筒将该卷扬平台与该夹钳组件连接，该夹钳组件通过该钢丝绳在该卷扬平台上的缠绕或松脱而上升或下降，从而带动夹持在该夹钳组件中的毛管升降。应用本机构节省了大量高温毛管移送过程中的拨料、接料系统，使皮尔格轧机前各工位的设备连接更为密切，结构更为紧凑，从而节约了送料时间，减少了高温毛管在长时间移送过程中的温降，提高了钢管轧制质量和产量。
文档编号B21B39/02GK102728626SQ201210195958
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月14日 优先权日2012年6月14日
发明者熊令芳 申请人:太原重工股份有限公司