2. Конструкторская часть
2.1. Описание конструкции
Накопитель рулонов предназначен для установки пакета рулонов и представляет собой поворотную обойму с двумя штырями. Обойма от гидроцилиндра через реечную передачу может поворачиваться на 180° в одну и в другую стороны. После поворота обойма фиксируется гидравлическим фиксатором.
Тележка загрузочная предназначена для подачи рулонов от накопителя к двухпозиционному разматывателю. Тележка представляет собой сварную раму, которая на катках перемещается по рельсам от гидроцилиндра и снабжена механизмом зажима рулонов.
Разматыватель полосы (двухпозиционный) предназначен для приема рулона, разворота его в положение, удобное для отгиба переднего конца ленты и удержания вращающегося рулона во время размотки. Привод вращения барабанов осуществляется от электродвигателя постоянного тока. Рулон в разматывателе должен быть жестко укреплен и установлен строго по оси трубосварочного стана.
2.2 Литературный обзор
Разматыватели рулонного металлопроката
Эргономика разработана таким образом, что оборудование удобно и безопасно в работе. Дополнительно может комплектоваться тележкой для подачи рулонов, прижимным роликом, приводом размотки, приводом разжима, устройством подсчёта остатка металла в рулоне. На рисунке 2.1 представлен разматыватель консольный с возможностью установки загрузочной тележки [1].
Рисунок 2.1 – Разматыватель консольный с возможностью установки загрузочной тележки
На рисунке 2.2 изображен разматыватель с двумя консолями с возможностью быстрой смены рулонов [1].
Рисунок 2.2 – Разматыватель с двумя консолями с возможностью быстрой смены рулонов
На рисунке 2.3 изображен разматыватель двухопорный пассивный [2].
Рисунок 2.3 – Разматыватель двухопорный пассивный
На рисунке 2.3 изображен разматыватель консольный с загрузочной тележкой [2].
Рисунок 2.3 – Разматыватель консольный с загрузочной тележкой
Техническая характеристика:
Возможная ширина разматываемого рулона, мм: 100, 320, 400, 600, 1250, 1500, 1830 (или другая по заказу).
Максимальная толщина разматываемой полосы, мм: 3,6.
Максимальная масса разматываемого рулона, тн: 3, 5, 8, 10, 12, 15.
Мощность электродвигателя привода, кВт (если есть): 1,5; 3.
Число оборотов барабана, мин-1: 11
Внутренний/ наружный диаметр рулона в мм: 400-600/по заказу.
Неприводной двухопорный разматыватель рулона РМ.
Разматыватель рулонного метала Мобипроф РМ [3] предназначен для работы с металлом в рулонах при использовании совместно с профилировочными станками, станками для резки металла, в составе линий раскроя и т.п. Разматыватель имеет регулировку диаметра рулона, штурвал для размотки/смотки.Узел с крестовинами снимается с рамы, вставляется внутрь рулона, разжимается и затем вместе с рулоном устанавливается на раму.
Преимущества разматывателя РМ
вал на 4-х подшипниках, по 2 с каждой стороны;
ручная настройка на диаметр рулона;стационарная станина;штурвал для размотки, смотки и торможения рулона;по дополнительному заказу разматыватели могут быть оснащены устройством подъёма рулона.
Разматыватель рулонного метала Мобипроф РМ представлен на рисунке 2.5.
Рисунок 2.5 – Разматыватель рулонного метала Мобипроф РМ
Техническая характеристика разматывателя рулонного метала Мобипроф РМ приведена в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Техническая характеристика разматывателя рулонного метала Мобипроф РМ
Модель |
РМ 620 |
РМ 1250 |
Ширина рулона, мм |
до 700 |
до 1250 |
Грузоподъёмность, т |
до 4 |
до 8 |
Внутренний диаметр рулона, мм |
480 - 620 |
|
Размеры, мм |
920х1110х950 |
1680х1110х1140 |
Масса, кг |
150 |
300 |
Цена, руб. |
48 000,00 |
79 000,00 |
Одноголовочный разматыватель фирмы
«Rost Group & Technology».
В таблице 2.2 приведена техническая характеристика одноголовочного разматывателя фирмы «Rost Group & Technology» [4]. На рисунке 2.6 изображен одноголовочный разматыватель фирмы «Rost Group & Technology».
Таблица 2.2 – Техническая характеристика одноголовочого разматывателя фирмы «Rost Group & Technology»
Модель |
UC1A |
UC1B |
UC1C |
Допустимый вес |
1100 кг |
2200 кг |
3300 кг |
Допустимая ширина |
150 мм |
300 мм |
450 мм |
Внутренний диаметр витка |
480~510 мм |
||
Внешний диаметр витка |
1200 мм |
||
Рисунок 2.6 – Одноголовочный разматыватель фирмы «Rost Group & Technology»
Двухголовочный разматыватель фирмы
«Rost Group & Technology».
В таблице 2.3 приведена техническая характеристика двухголовочный разматыватель фирмы «Rost Group & Technology» [4]. На рисунке 2.7 изображен двухголовочный разматыватель фирмы «Rost Group & Technology».
Таблица 2.3 – Техническая характеристика двухголовочный разматыватель фирмы «Rost Group & Technology»
Модель |
UC2A |
UC2B |
UC2C |
Допустимый вес |
1100 кг |
2200 кг |
3300 кг |
Допустимая ширина |
150 мм |
300 мм |
450 мм |
Внутренний диаметр витка |
480~510 мм |
||
Внешний диаметр витка |
1200 мм |
||
Рисунок 2.7 – Двухголовочный разматыватель фирмы «Rost Group & Technology»
Гидравлический одноголовочный разматыватель фирмы
«Rost Group & Technology».
В таблице 2.4 приведена техническая характеристика гидравлического одноголовочного разматывателя фирмы «Rost Group & Technology» [4]. На рисунке 2.8 изображен гидравлический одноголовочный разматыватель фирмы «Rost Group & Technology».
Таблица 2.4 – Техническая характеристика гидравлического одноголовочного разматывателя фирмы «Rost Group & Technology»
Модель |
UC3A |
UC3B |
UC3C |
Допустимый вес |
3000 кг |
5000 кг |
7500 кг |
Допустимая ширина |
610 мм |
1220 мм |
1300 мм |
Внутренний диаметр витка |
480~510 мм |
||
Внешний диаметр витка |
1000 мм |
||
Рисунок 2.8 – Гидравлический одноголовочный разматыватель фирмы
«Rost Group & Technology»
Гидравлический одноголовочный разматыватель с автопогрузчиком рулонов фирмы «Rost Group & Technology».
В таблице 2.5 приведена техническая характеристика гидравлического одноголовочного разматывателя с автопогрузчиком рулонов фирмы «Rost Group & Technology» [4]. На рисунке 2.9 изображен гидравлический одноголовочный разматыватель с автопогрузчиком рулонов фирмы «Rost Group & Technology».
Таблица 2.5 – Техническая характеристика гидравлического одноголовочного разматывателя с автопогрузчиком рулонов фирмы «Rost Group & Technology»
Модель |
UC4A |
UC4B |
UC4C |
|
Допустимый вес |
5000 кг |
7500 кг |
10000 кг |
|
Допустимая ширина |
914-1300 мм |
914-1300 мм |
914-1300 мм |
|
Внутренний диаметр витка |
485~510 мм или 580~610 мм |
|||
Внешний диаметр витка |
1000 мм |
1200 мм |
1300 мм |
|
Рисунок 2.9 – Гидравлический одноголовочный разматыватель с автопогрузчиком рулонов фирмы «Rost Group & Technology»
Приводные двойные разматыватели фирмы «NZPO».
В таблице 2.6 приведена техническая характеристика приводного двойного разматывателя фирмы «NZPO» [5]. На рисунке 2.10 изображен приводной двойной разматыватель фирмы «NZPO».
Рисунок 2.10 – Приводной двойной разматыватель фирмы «NZPO»
Таблица 2.6 – Техническая характеристика приводного двойного разматывателя фирмы «NZPO»
Тип |
Грузоподъем- ность кг |
Мах ширина ленты мм |
Внешний диаметр мм |
Внутр. диаметр мм |
Мощность кВт |
Расширение |
Поворот 180гр. |
JDB DM 0,25 |
250-250 |
250 |
1200 |
460-530 |
0,5 |
моторизорванное |
ручное
|
JDB DM 0,5 |
500-500 |
320 |
1200 |
460-530 |
1,0 |
моторизорванное |
ручное
|
JDB DM 1,0 |
1000-1000 |
400 |
1200 |
460-530 |
1,5 |
моторизорванное |
ручное
|
JDB DM 1,5 |
1500-1500 |
400 |
1200 |
460-530 |
1,5 |
моторизорванное |
ручное
|
JDB DM 2,5 |
2500-2500 |
575 |
1400 |
470-520 |
2,2 |
гидравлическое |
гидравлическое |
JDB DMI 5,0 |
5000-5000 |
775 |
1400 |
470-520 |
3,0 |
гидравлическое |
гидравлическое |
JDB DMI 7,5 |
7500-7500 |
1025 |
1400 |
470-520 |
4,0 |
гидравлическое |
гидравлическое |
JDB DMI 10 |
10000-10000 |
1275 |
1500 |
470-520 |
5,5 |
гидравлическое |
гидравлическое |
JDB DMI 12,5 |
12500-12500 |
1525 |
1500 |
470-520 |
7,5 |
гидравлическое |
гидравлическое |
JDB DMI 15 |
15000-15000 |
1525 |
1500 |
470-520 |
7,5 |
гидравлическое |
гидравлическое |
Разматыватели фирмы SteelFrameMaster.
Для станков SteelFrameMaster существуют несколько видов разматывателей [6], в зависимости от размера рулонов стали и необходимой скорости производства.
Для производства малых объемов, в особенности для однофазных станков, имеются ручные разматыватели без электропривода. Для производства больших объемов, в частности для трехфазных станков, использование разматывателей с электроприводом дает возможность функционирования на полной скорости.
На рисунке 2.11 изображен разматыватель SteelFrameMaster.
Рисунок 2.11 – Разматыватель SteelFrameMaster
Это достигается благодаря синхронизации подачи стали с потребностью в ней. Это значит, что станок не будет терять в мощности и точности, из-за того, что ему нужно тянуть сталь из рулона самому.
Модель 1. Ручной разматыватель люлечного типа.
Для производства малых объемов с помощью однофазового станка и/или для использования прямо на строительной площадке. В таблице 2.7 приведена техническая характеристика ручного разматывателя люлечного типа.
Таблица 2.7 – Техническая характеристика ручного разматывателя люлечного типа
Характеристика |
Величина |
Максимальный вес рулона, кг |
500 |
Максимальная ширина рулона, мм |
200 |
Максимальный диаметр рулона, мм |
1000 |
Максимальный диаметр оси, мм |
520 |
Минимальный диаметр оси, мм |
480 |
Ширина, мм |
500 |
Длина, мм |
900 |
Высота, мм |
775 |
Вес, кг |
150 |
Модель 2. Ручной разматыватель консольного типа.
Для малых и средних объемов производства на однофазном станке. В таблице 2.8 приведена техническая характеристика ручного разматывателя консольного типа.
Таблица 2.8 – Техническая характеристика ручного разматывателя консольного типа
Характеристика |
Величина |
Максимальный вес рулона, кг |
1500 |
Максимальная ширина рулона, мм |
200 |
Максимальный диаметр рулона, мм |
140 |
Максимальный диаметр оси, мм |
560 |
Минимальный диаметр оси, мм |
480 |
Ширина, мм |
1162 |
Длина, мм |
1262 |
Высота, мм |
1600 |
Вес, кг |
484 |
Модель 3. Разматыватель консольного типа с электроприводом.
Для больших объемов производства и трехфазных станков для максимизации производительности. В таблице 2.9 приведена техническая характеристика разматывателя консольного типа с электроприводом.
Таблица 2.9 – Техническая характеристика разматывателя консольного типа с электроприводом
Характеристика |
Величина |
|
Максимальный вес рулона, кг |
1500 |
|
Максимальная ширина рулона, мм |
200 |
|
Максимальный диаметр рулона, мм |
1400 |
|
Максимальный диаметр оси, мм |
560 |
|
Минимальный диаметр оси, мм |
480 |
|
Напряжение, В |
1 фаза |
220 |
3 фазы |
480 |
|
Двигатель, кВт |
4 |
|
Сила тока, А |
1 фаза |
10 |
3 фазы |
10 |
|
Ширина, мм |
1162 |
|
Длина, мм |
1262 |
|
Высота, мм |
1600 |
|
Вес, кг |
484 |
|
Модель 4. Разматыватель консольного типа с электроприводом для большей нагрузки.
Для больших объемов производства и трехфазных станков, использующих более широкие рулоны. В таблице 2.10 приведена техническая характеристика разматывателя консольного типа с электроприводом для большей нагрузки.
Таблица 2.10 – Техническая характеристика разматывателя консольного типа с электроприводом для большей нагрузки
Характеристика |
Величина |
|
Максимальный вес рулона, кг |
3000 |
|
Максимальная ширина рулона, мм |
400 |
|
Максимальный диаметр рулона, мм |
1400 |
|
Максимальный диаметр оси, мм |
560 |
|
Минимальный диаметр оси, мм |
480 |
|
Напряжение, В |
1 фаза |
220 |
3 фазы |
480 |
|
Двигатель, кВт |
4 |
|
Сила тока, А |
1 фаза |
16 |
3 фазы |
16 |
|
Ширина, мм |
1114 |
|
Длина, мм |
1442 |
|
Высота, мм |
1300 |
|
Вес, кг |
950 |
|
2.3 Конструктивные достоинства и недостатки, выявившиеся при эксплуатации
В настоящее время в линии производства электросварных труб ТЭСА 10-32 используется накопитель рулонов, тележка загрузочная, разматыватель полосы двухпозиционный конструкции «ВНИИМЕТМАШ», в процессе эксплуатации которых выявились недостатки, такие, как:
− Из-за неправильной установки накопителя рулонов, существует перекос, который значительно затрудняет загрузку рулонов;
− При данной технологической схеме давления в гидросистеме недостаточно для осуществления технологического процесса (приходится отключать другие механизмы, что приводит к простоям оборудования);
− сложность в эксплуатации и ремонте.
2.4 Модернизация разматывателя
Для устранения недостатков предлагается заменить существующую конструкцию на двухпозиционный разматыватель фирмы «Marcegaglia impianti», имеющий принципиально другую конструкцию. Данный выбор мы обосновываем тем, что в цехе уже есть разматыватели данной конструкции на станах ТЭСА 10-76 и ТЭСА 10-63,5. Есть специалисты по установке, эксплуатации и ремонту данного оборудование. Разматыватели «Marcegaglia impianti» проверены временем и не вызывают особых нареканий.
В механизме разматывания вместо двух электродвигателей и ременной передачи используются два гидромотора, передающие крутящий момент по средствам редуктора и электромагнитной муфты. Поворот разматывателя вокруг своей оси осуществляется путем внутреннего зацепления от гидромотора, а в существующей конструкции с помощью гидроцилиндра с рейкой, входящих в зацепление с зубчатым колесом на разматывателе.
Конструкция такого разматывателя представлена на рисунке 2.12
Рисунок 2.12 – Разматыватель двухпозиционный «Marcegaglia impianti»