自动换辊装置及自动换辊方法与流程

1.本发明属于矫直机辊系换辊技术领域，尤其涉及一种自动换辊装置及自动换辊方法。


背景技术：

2.辊系换辊装置的工作效率直接影响到整机的工作效率和生产效率。如图1所示，目前使用的辊系换辊装置主要由牵引缸100、拖头200和拉钩300组成，其工作原理是，拉钩300连接到辊系挂钩后，由牵引缸100带动拖头200和拉钩300，将辊系从机架中拉出，然后再将新辊系推入到机架中。现有技术中的这种换辊装置及方法存在结构笨重、操作复杂、自动化程度低、制造难度大、成本高的不足，而且由于在将拉钩300连接到辊系挂钩时需要通过人工进行，存在工作效率低的问题。因此，现有技术中的换辊装置及方法已经成为制约矫直机工作效率和降低制造成本的一个重要瓶颈。


技术实现要素：

3.为至少部分地解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种自动换辊装置及自动换辊方法。
4.本发明的自动换辊装置包括换辊小车、连杆机构、液压缸和导轨，所述换辊小车设置在所述导轨上，所述连杆机构设置在所述换辊小车一侧，所述液压缸安装在所述换辊小车上，其中：
5.所述换辊小车包括车体、驱动轮、接近开关和安装台，所述驱动轮设置在所述车体下部，所述安装台设置在所述车体一侧，所述接近开关设置在所述安装台一侧，所述连杆机构连接于所述安装台和所述液压缸；
6.所述连杆机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，所述第一连杆的中下部和所述第二连杆的中下部均转动连接于所述安装台，所述第一连杆的下端转动连接于所述第三连杆的一端，所述第二连杆的下端转动连接于所述第四连杆的一端，所述液压缸的输出端转动连接于所述第三连杆的另一端和所述第四连杆的另一端，所述第一连杆顶端设置有第一挂钩，所述第二连杆顶端设置有第二挂钩。
7.进一步地，在上述自动换辊装置中：
8.所述第一连杆中下部设置有第一销孔，所述第一连杆下端设置有第二销孔；
9.所述第二连杆中下部设置有第三销孔，所述第二连杆下端设置有第四销孔；
10.所述第三连杆的一端设置有第五销孔，所述第三连杆的另一端设置有第六销孔；
11.所述第四连杆的一端设置有第七销孔，所述第四连杆的另一端设置有第八销孔；
12.所述安装台左右两侧各设置有通孔，两侧的所述通孔分别与所述第一销孔和所述第三销孔对应且直径相等，一侧的所述通孔与所述第一销孔内插入有销轴，另一侧的所述通孔与所述第三销孔内插入有销轴；
13.所述第二销孔和所述第五销孔对应且直径相等，所述第二销孔和所述第五销孔内
插入有销轴；
14.所述第四销孔和所述第七销孔对应且直径相等，所述第四销孔和所述第七销孔内插入有销轴；
15.所述液压缸的输出端固定有连接架，所述连接架上设置有安装孔，所述安装孔与所述第六销孔和所述第八销孔对应且直径相等，所述安装孔与所述第六销孔和所述第八销孔内插入有销轴。
16.进一步地，在上述自动换辊装置中，所述第一挂钩和所述第二挂钩匹配于矫直机辊系的辊系挂钩。
17.进一步地，在上述自动换辊装置中，所述第一挂钩和所述第二挂钩的外侧呈平面结构。
18.进一步地，在上述自动换辊装置中，所述导轨与矫直机辊系平行且对应，所述驱动轮与所述导轨匹配，所述换辊小车通过所述驱动轮安装在所述导轨上，所述驱动轮由电机减速机提供驱动力。
19.进一步地，在上述自动换辊装置中，所述导轨上或者所述导轨一侧的厂房固定机构上设置有多个位置感应点，包括初始位置感应点、第一目标位置感应点、第二目标位置感应点，所述换辊小车到达所述初始位置感应点、所述第一目标位置感应点、所述第二目标位置感应点时，所述接近开关均触发相应信号。
20.本发明的自动换辊方法包括：
21.换辊小车从初始位置沿导轨向着矫直机辊系运动，当换辊小车运动到第一目标位置时，接近开关受第一目标位置感应点的触发而发出信号，液压缸的输出端向下推动第三连杆和第四连杆，带动第一连杆和第二连杆的下端相互靠近，使得第一连杆和第二连杆的上端向两侧打开，将连杆机构的打开；
22.换辊小车沿导轨继续前进，当换辊小车运动到第二目标位置时，接近开关受第二目标位置感应点的触发而发出信号，换辊小车制动，液压缸的输出端向上拉动第三连杆和第四连杆，带动第一连杆和第二连杆的下端相互远离，使得第一连杆和第二连杆的上端相互靠拢，将第一挂钩和第二挂钩挂入旧辊系的辊系挂钩；
23.换辊小车沿导轨反向移动，将旧辊系拉出，当换辊小车运动到第一目标位置时，接近开关受第一目标位置感应点的触发而发出信号，换辊小车制动，通过液压缸将连杆机构打开，从而将换辊小车与旧辊系脱开，然后换辊小车再次移动，直至回到初始位置，接近开关受初始位置感应点的触发而发出信号，通过液压缸将连杆机构闭合复位，旧辊系由起吊设备吊离；
24.通过起吊设备吊入新辊系后，换辊小车沿导轨向着新辊系移动，当换辊小车运动到第一目标位置时，接近开关受第一目标位置感应点的触发而发出信号，换辊小车减速，第一挂钩和第二挂钩的外侧平面顶到新辊系的辊系挂钩端部，随着换辊小车的继续移动，新辊系被向着矫直机位置推动，当换辊小车运动到第二目标位置时，接近开关受第二目标位置感应点的触发而发出信号，换辊小车制动，将新辊系推入矫直机；
25.换辊小车沿导轨反向移动，直至回到初始位置，接近开关受初始位置感应点的触发而发出信号，换辊小车制动，完成换辊操作并处于待机状态。
26.本发明的自动换辊装置及自动换辊方法具有如下优点和有益效果：
27.综上所述，与现有技术相比，本发明的自动换辊装置及自动换辊方法具有如下优点和有益效果：自动换辊装置结构简单、制造成本低，利用该自动换辊装置实施的自动换辊方法操作便捷、自动化程度高，通过液压缸对连杆机构提供驱动力，使连杆机构自动开合，方便辊系挂钩的快速连接和脱离，无需人工辅助，确保工作可靠性的同时实现了自动化作业，有效提高了换辊效率，降低了制造成本和使用成本。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是用于对本发明实施例的进一步理解，并构成本发明的一部分，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
29.图1为现有技术的换辊装置的结构示意图；
30.图2为本发明的自动换辊装置的结构示意图；
31.图3为本发明的自动换辊装置中连杆机构与液压缸的连接结构示意图，其中连杆机构处于闭合状态；
32.图4为本发明的自动换辊装置中连杆机构与液压缸和安装台的连接结构示意图，其中连杆机构处于打开状态；
33.图5为本发明的自动换辊装置的工作状态示意图，其中(a)示出自动换辊装置靠近辊系过程中连杆机构打开以连接辊系挂钩的状态，(b)示出连杆机构闭合从而连接锁紧辊系挂钩以拉出旧辊系的状态，(c)示出连杆机构闭合以推入新辊系的状态；
34.图6为本发明的自动换辊方法实施过程中自动换辊装置与辊系挂钩的连接过程示意图；
35.图7为本发明的自动换辊方法实施过程中拉出旧辊系的过程示意图；
36.图8为本发明的自动换辊方法实施过程中推入新辊系的过程示意图；
37.图9为本发明的自动换辊方法实施过程中换辊小车的复位过程示意图。
38.附图标记说明：
39.100：牵引缸、200：拖头、300：拉钩；
40.1：换辊小车、10：车体、11：驱动轮、12：接近开关、13：安装台、13.1：通孔；
41.2：连杆机构、20：第一连杆、20.1：第一销孔、20.2：第二销孔、20.3：第一挂钩、21：第二连杆、21.1：第三销孔、21.2：第四销孔、21.3：第二挂钩、22：第三连杆、22.1：第五销孔、22.2：第六销孔、23：第四连杆、23.1：第七销孔、23.2：第八销孔；
42.3：液压缸、30：连接架、31：安装孔；
43.4：导轨；
44.5：旧辊系、5
′
：新辊系、51：辊系挂钩。
具体实施方式
45.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做
出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
46.如图2至图5所示，本发明的自动换辊装置包括换辊小车1、连杆机构2、液压缸3和导轨4，换辊小车1设置在导轨4上，连杆机构2设置在换辊小车1一侧，液压缸3安装在换辊小车1上，换辊小车1包括车体10、驱动轮11、接近开关12和安装台13，驱动轮11设置在车体10下部，安装台13设置在车体10一侧，接近开关12设置在安装台13一侧，连杆机构2连接于安装台13和液压缸3。
47.进一步地，在本发明的自动换辊装置中，连杆机构2包括第一连杆20、第二连杆21、第三连杆22和第四连杆23，其中：第一连杆20中下部设置有第一销孔20.1，第一连杆20下端设置有第二销孔20.2，第一连杆20顶端设置有第一挂钩20.3；第二连杆21中下部设置有第三销孔21.1，第二连杆21下端设置有第四销孔21.2，第二连杆21顶端设置有第二挂钩21.3；第三连杆22的一端设置有第五销孔22.1，第三连杆22的另一端设置有第六销孔22.2；第四连杆23的一端设置有第七销孔23.1，第四连杆23的另一端设置有第八销孔23.2。
48.进一步地，在本发明的自动换辊装置中，安装台13左右两侧各设置有通孔13.1，两侧的通孔13.1分别与第一销孔20.1和第三销孔21.1对应且直径相等，一侧的通孔13.1与第一销孔20.1内插入有销轴，另一侧的通孔13.1与第三销孔21.1内插入有销轴，由此，连杆机构2的第一连杆20和第二连杆21均转动连接于换辊小车1的安装台13，第一连杆20和第二连杆21能够分别以第一销孔20.1和第三销孔21.1为中心相对于安装台13转动而实现开合。
49.进一步地，在本发明的自动换辊装置中，第二销孔20.2和第五销孔22.1对应且直径相等，第二销孔20.2和第五销孔22.1内插入有销轴，第四销孔21.2和第七销孔23.1对应且直径相等，第四销孔21.2和第七销孔23.1内插入有销轴，由此，第一连杆20和第二连杆21分别转动连接于第三连杆22和第四连杆23。
50.进一步地，在本发明的自动换辊装置中，液压缸3的输出端固定有连接架30，连接架30上设置有安装孔31，安装孔31与第六销孔22.2和第八销孔23.2对应且直径相等，安装孔31与第六销孔22.2和第八销孔23.2内插入有销轴，由此，液压缸3的输出端转动连接于第三连杆22和第四连杆23，从而液压缸3为连杆机构2提供驱动力，实现连杆机构2的自动开合。
51.进一步地，在本发明的自动换辊装置中，第一挂钩20.3和第二挂钩21.3匹配于矫直机辊系的辊系挂钩51。此外，优选地，第一挂钩20.3和第二挂钩21.3的外侧呈平面结构。
52.进一步地，在本发明的自动换辊装置中，导轨4与矫直机辊系平行且对应，驱动轮11与导轨4匹配，换辊小车1通过驱动轮11安装在导轨4上，驱动轮11由电机减速机提供驱动力，以驱动换辊小车1沿导轨4运动。
53.进一步地，在本发明的自动换辊装置中，导轨4上或者导轨4一侧的厂房固定机构上设置有多个位置感应点，包括初始位置感应点l0、第一目标位置感应点l1、第二目标位置感应点l2。换辊小车1到达初始位置感应点l0、第一目标位置感应点l1、第二目标位置感应点l2时，接近开关12均触发相应信号。
54.利用本发明的自动换辊装置实施的自动换辊方法包括如下步骤：
55.如图6所示，电机减速机启动，为驱动轮11提供驱动力，使换辊小车1从初始位置沿导轨4向着矫直机辊系运动，当换辊小车1运动到第一目标位置时，接近开关12受第一目标位置感应点l1的触发而发出信号，液压缸3的输出端向下推动第三连杆22和第四连杆23(参
见图4)，第三连杆22和第四连杆23带动第一连杆20和第二连杆21运动，第一连杆20和第二连杆21的下端相互靠近，由于第一连杆20和第二连杆21通过销轴连接于安装台13，随着第一连杆20和第二连杆21的下端相互靠近，第一连杆20和第二连杆21的上端向两侧打开，由此实现连杆机构2的打开，如图5中(a)所示；
56.然后换辊小车1沿导轨4继续前进，当换辊小车1运动到第二目标位置时，接近开关12受第二目标位置感应点l2的触发而发出信号，换辊小车1制动，液压缸3的输出端向上拉动第三连杆22和第四连杆23(参见图3)，第三连杆22和第四连杆23带动第一连杆20和第二连杆21运动，第一连杆20和第二连杆21的下端相互远离，第一连杆20和第二连杆21的上端随之相互靠拢，第一连杆20和第二连杆21的第一挂钩20.3和第二挂钩21.3从而挂入旧辊系5的辊系挂钩51，由此实现连杆机构2的闭合并连接锁紧辊系挂钩51，如图5中(b)所示；
57.完成第一挂钩20.3和第二挂钩21.3与辊系挂钩51的连接后，如图7所示，电机减速机驱动换辊小车1沿导轨4反向移动，以将旧辊系5拉出，当换辊小车1运动到第一目标位置时，接近开关12受第一目标位置感应点l1的触发而发出信号，换辊小车1制动，通过液压缸3将连杆机构2打开，从而将换辊小车1与旧辊系5脱开，然后换辊小车1再次移动，直至回到初始位置，接近开关12受初始位置感应点l0的触发而发出信号，通过液压缸3将连杆机构2闭合复位，旧辊系5则由起吊设备吊离；
58.通过起吊设备吊入新辊系5
′
后，如图8所示，电机减速机驱动换辊小车1沿导轨4向着新辊系5
′
方向移动，当换辊小车1运动到第一目标位置时，接近开关12受第一目标位置感应点l1的触发而发出信号，换辊小车1减速，使得连杆机构2的第一挂钩20.3和第二挂钩21.3的外侧平面顶到新辊系5
′
的辊系挂钩51端部，随着换辊小车1的继续移动，新辊系5
′
被向着矫直机位置推动，当换辊小车1运动到第二目标位置时，接近开关12受第二目标位置感应点l2的触发而发出信号，换辊小车1制动，由此即可将新辊系5
′
推入矫直机，如图5中(c)所示；
59.推入新辊系5
′
后，如图9所示，电机减速机驱动换辊小车1沿导轨4反向移动，直至回到初始位置，接近开关12受初始位置感应点l0的触发而发出信号，换辊小车1制动，完成换辊操作并处于待机状态。
60.综上所述，与现有技术相比，本发明的自动换辊装置及自动换辊方法具有如下优点和有益效果：自动换辊装置结构简单、制造成本低，利用该自动换辊装置实施的自动换辊方法操作便捷、自动化程度高，通过液压缸对连杆机构提供驱动力，使连杆机构自动开合，方便辊系挂钩的快速连接和脱离，无需人工辅助，确保工作可靠性的同时实现了自动化作业，有效提高了换辊效率，降低了制造成本和使用成本。
61.需要说明的是，在本文中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”或其同义词应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。而且，诸如“第一”和“第二”等表述仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。同时，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且
还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。
62.最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。