本发明涉及冶金行业以方形铸坯为原料的热轧棒材、线材、型钢轧制生产线，解决了轧制生产线需要原料自动逐根向加热炉或轧机前输送辊道供料的问题。
背景技术：
我国是全球粗钢产能最大的国家，年粗钢产能几乎占据全球粗钢产能的近一半，已达到6亿吨左右。随着我国社会基础建设事业的不断壮大和发展，建筑用钢一直是我国钢铁产品的最大消费品，几乎所有的钢企都配套有棒线材、型材生产线。根据钢坯的初始温度划分，现有上述生产线的上料形式基本可分为两类，第一类为热坯上料。轧线原料直接来自连铸车间，输送距离短，铸坯保温好，满足轧制温度要求的成组铸坯经缓存台架、分钢装置分钢后直接逐根进入轧机轧制；铸坯输送距离长，铸坯保温差的则经加热炉加热达到轧制温度后再逐根进入轧机轧制。第二类为冷坯上料，冷坯由原料跨经吊车起吊放置于上料台架上，分钢装置从上料台架逐根取料放置于加热炉前输送辊道上，经加热炉加热达到轧制温度后逐根进入轧机轧制。由上述可见，不管是热坯上料还是冷坯上料，根据轧制工艺要求，轧线的起始端均少不了要配套上料台架(或叫缓存台架)和分钢装置。现有的上料台架(或缓存台架)设计有液压步进式和电动步进式两种，上料台架由静梁装置、动梁装置和驱动装置组成；分钢装置则基本为液压驱动式，也有少量配套电动方式的，分钢装置由分钢伸缩臂组件和伸缩导轨组成，要求伸缩臂同步控制。
以上上料方案有以下几点不足：1、上料台架和分钢装置，设备重量大、占地面积多、制造成本高，特别是电动步进式上料台架，一台设备就六七十吨，造价非常高，很多用户都望而却步；2、现有设计的分钢装置不管是液压驱动还是电力驱动，结构基本相同，都要求取钢臂同步伸缩控制，同步要求较高，伸缩臂配置有位移传感器，设备运行稳定性较差；3、上料台架和分钢装置为两套独立的设备，在同一工位上布置，互相之间存在重叠区，中间还穿插布置有输送辊道，设备布置拥挤，不利于使用时的检修维护。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种集上料和分钢功能于一体、布置紧凑、结构简单、造价低、满足以方形铸坯为原料的热轧棒材、线材、型钢轧制生产线上料需求的自动化控制步进式上料装置。本上料装置上料负荷的大小可根据用户的实际需求设置，设备的布置长度和宽度均可灵活设计。
本发明所采用的技术方案是：一种带自动分钢功能的液压步进式方坯上料装置，包括固定轨道梁、拨爪小车、拨爪小车支撑导轨、一套带分钢功能的活动轨道梁、一套液压缸驱动装置和一套钢结构公共支撑底座，公共支撑底座包括第一支撑底座横梁、第二支撑底座横梁和支撑底座，其特征在于：固定轨道梁垂直于方形原料铸坯长度方向布置，支撑导轨相邻固定轨道梁布置，固定轨道梁和支撑导轨共同安装于钢结构公共支撑底座上；所述的拨爪小车由车轮、车架、不倒翁式拨爪组成，不倒翁式拨爪为钢结构形式，不倒翁式拨爪上设有回转中心孔，回转中心孔的位置偏向不倒翁式拨爪上部，使拨爪的重心永远低于回转中心孔；不倒翁式拨爪通过销轴与车架连接，车架上设有止挡，使的不倒翁式拨爪可单向伏倒；拨爪小车车轮为单边带轮缘形式，每组拨爪小车至少由4个车轮组成，车架为焊接钢结构；拨爪小车放置于支撑导轨上，拨爪小车一端通过连杆与液压缸驱动装置的摆臂连接；活动轨道梁布置在上料台架固定轨道梁末端，活动轨道梁两侧带有活动铰接点，活动轨道梁可绕固定铰点做弧线摆动，固定铰接侧铰接支座安装在公共支撑底座上，活动铰点与液压缸驱动装置的驱动油缸相连。
根据如上所述的带自动分钢功能的液压步进式方坯上料装置，其特征在于：所述的固定轨道梁由标准的钢轨和焊接钢结构支撑梁组成。
根据如上所述的带自动分钢功能的液压步进式方坯上料装置，其特征在于：所述的支撑导轨为焊接结构加工件，支撑导轨每组由相对设置的两个c型轨道组成，拨爪小车在c型轨道内行走。
根据如上所述的带自动分钢功能的液压步进式方坯上料装置，其特征在于：所述的活动轨道梁为钢结构梁，活动轨道梁上装有与固定轨道梁同型号的钢轨，活动轨道梁的钢轨外侧一端设有止挡。
根据如上所述的带自动分钢功能的液压步进式方坯上料装置，其特征在于：所述的液压缸驱动装置分别控制拨爪小车步进驱动单元和活动轨道梁摆动驱动单元。
与现有技术相比，本发明的有益效果是将上料台架和分钢装置两套设备合二为一，原先实现上料和分钢是两台独立的设备，而现在只需要一台设备就能同时满足上述的上料和分钢功能；其次设备结构设计非常紧凑、布置摆放灵活、设备总体重量轻，同功能负荷的单台设备仅为原来两台设备重量之和的三分之一。同时由于其结构上的优势，设备基础制作成本也将下降，这可大大降低用户的投资成本；再次，该设备控制原件与传统控制原件基本相同，但在控制方式上做了优化和改进，控制操作简单，设备运行稳定。
附图说明
图1本发明的俯视图。
图2本发明的主视图。
图3本发明的右视图(驱动油缸伸展状态)。
图4为不倒翁式拨爪主视图。
图5为不倒翁式拨爪侧面剖视图。
图6为拨爪小车立体示意图(拨爪没有安装的状态)。
图7为c型轨道示意图。
图8本发明的右视图(驱动油缸缩回状态)。
图9为固定轨道梁示意图。
图10为连杆示意图。
附图标记说明：固定轨道梁1、支撑导轨2、第一支撑底座横梁3、第二支撑底座横梁4、液压缸驱动装置5、拨爪小车6、活动轨道梁7、支撑底座8、辊道9、回转中心孔10。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1至图10所示，一种带自动分钢功能的液压步进式方坯上料装置包括若干组固定轨道梁1、若干组液压驱动拨爪小车6、若干套拨爪小车支撑导轨2、一套带分钢功能的活动轨道梁7、一套液压缸驱动装置5和一套钢结构公共支撑底座，公共支撑底座包括第一支撑底座横梁3、第二支撑底座横梁4和支撑底座8。本发明的多个辊道9安装在支撑底座8上。固定轨道梁1由标准的钢轨和焊接钢结构支撑梁组成，固定轨道梁1通过压板和螺栓固定于第一支撑底座横梁3和第二支撑底座横梁4上。固定轨道梁1垂直于方形原料铸坯长度方向间距l1布置，固定轨道梁1布置间距l1、布置数量n1根据原料铸坯的长度确定，固定轨道梁1的长度b1则根据上料所需的储坯能力和生产线预留布置空间确定。固定轨道梁1是原料铸坯的承载部件。
如图6所示，本发明的液压驱动拨爪小车6由车轮组件、车架、“不倒翁”式拨爪组成。如图4和图5所示，本发明的不倒翁式拨爪为钢结构形式，具体为拨爪本身为钢板下料焊接而成，拨爪上设有回转中心孔10，开孔的位置偏向拨爪的上部，使拨爪的重心永远低于回转中心孔。拨爪通过销轴与车架连接，车架上设有止挡，使的拨爪可单向伏倒，工作时拨爪工作面垂直于轨道面。拨爪小车6放置于支撑导轨2上，拨爪小车6一端通过连杆与液压缸驱动装置5的摆臂连接，是动力的执行部件。拨爪小车6车轮为单边带轮缘形式，每组拨爪小车6至少由4个车轮组成，车架为焊接钢结构。拨爪小车6的“不倒翁”式拨爪数量根据固定轨道梁1的长度b1和原料方形铸坯的分组要求确定，拨爪露出固定轨道梁1上轨面，露出高度约等于方形铸坯断面高度的一半。拨爪安装于车架上，可单向伏倒，即小车后退复位时拨爪一侧碰到铸坯时伏倒通过铸坯底部，当越过铸坯底部后，拨爪在重力作用下自行竖起，工作面垂直于固定轨面，在拨爪小车6步进时带动固定轨道上的铸坯滑动前进，步进时拨爪受限位阻挡作用不会伏倒，随拨爪小车6移动一起拨动铸坯前进，步进行程s可根据实际使用需求灵活设置。
支撑导轨2相邻固定轨道梁1间距l4布置，共同安装于钢结构公共支撑底座上。支撑导轨2为焊接结构加工件，如图7所示，支撑导轨2每组由相对设置的两个c型轨道组成，拨爪小车6在c型轨道内行走，支撑导轨2起到支撑拨爪小车6和导向定位的作用，每台上料装置一般配置4组支撑导轨2，支撑导轨2的布置间距则以满足拨爪拨钢时至少有两个拨爪与方形铸坯接触、保证铸坯步进时平直前行为原则。
本发明的带分钢功能的活动轨道梁7是本上料装置的主要创新点之一，活动轨道梁7为钢结构梁，梁上装有一小段与固定轨道梁1同型号的钢轨，活动轨道梁7的钢轨外侧一端设有止挡，止挡起到防止铸坯掉出活动轨道梁7作用的同时配合拨爪推钢动作，且起到一定的校直铸坯的作用。活动轨道梁7两侧带有活动铰接点，活动轨道梁7布置在上料台架固定轨道梁1末端，在输送辊道的正下方。活动轨道梁7可绕固定铰点做弧线摆动，固定铰接侧铰接支座安装在公共支撑底座上，活动铰点与液压缸驱动装置5的驱动油缸相连，驱动油缸缸杆伸出时，活动轨道梁7抬起处于水平状态，活动轨道梁7的轨面与固定轨道梁1的轨道轨面平齐，且高于输送辊道的辊面高度，等待铸坯过来。在接到铸坯到位信号后，驱动油缸缩回，如图8所示，活动轨道梁7带着铸坯摆动，轨面下降，将单根铸坯放置在输送辊道上，输送辊道将铸坯带走，活动轨道梁7再抬起，完成一个动作周期。针对不同的铸坯断面尺寸，只要控制拨爪小车6的步进行程就可以确保活动轨道梁7每次只接受一根铸坯，这样活动轨道梁7的一抬一降过程就实现了将成组的铸坯逐根分开单独放置于输送辊道上的功能。
本发明的液压缸驱动装置5是本上料装置的拨爪小车6步进动作和活动轨道梁7分钢摆动的驱动机构。液压缸驱动装置5分别控制拨爪小车6步进驱动单元和活动轨道梁7摆动驱动单元。拨爪小车6步进驱动单元由摆动同步轴、摆臂、驱动油缸组成。原料铸坯的长短决定了上料装置的宽度，也就决定了同步轴的长度，一般原料铸坯长为9至12米，则同步轴分两段，四个轴承座同轴支撑，配置两台驱动油缸，均安装在公共支撑底座上。同步轴上的摆臂通过连杆与拨爪小车6连接，油缸伸缩驱动同步轴来回摆动带动拨爪小车6前进后退，实现铸坯在固定轨道梁1上步进滑动。通过同步轴安装旋转编码器或驱动油缸安装位移传感器控制驱动油缸的伸缩行程即可达到控制步进行程的目的。
本发明的分钢活动轨道梁7摆动驱动单元则配置更为简单，由于支撑负荷小，仅由两台小规格油缸及支座组成，安装于公共支撑底座上，可由接近开关或行程开关来控制油缸的伸缩到位情况。
当原料铸坯长度较短，小于9米时，上料装置宽度设计较小时，液压缸驱动装置5的两个驱动单元均可分别按1台驱动液压缸设计。钢结构公共支撑底座分3部分组成，即由第一支撑底座横梁3、第二支撑底座横梁4和支撑底座8三个钢结构组成，安装于混泥土基础上。三个钢结构均分为左右各1件，第一支撑底座横梁3支撑固定轨道梁1和拨爪小车6支撑导轨2的一端，如果上料装置前面还有其它设备，如接受热送过来的铸坯时，则固定轨道梁1还可以与如铸坯提升机、铸坯滑道底座设计成一体。第二支撑底座横梁4则用于安装支撑固定轨道梁1的另一端、支撑导轨2的中部和分钢活动轨道梁7的固定铰座。支撑底座8为液压缸驱动装置5、支撑导轨2以及输送辊道的公共底座，结构相对复杂些，负荷大，要求具有较高的设计强度。