CN115140506B - 一种匹配轨道小车可承受冲击载荷的方法 - Google Patents

Abstract

一种匹配轨道小车可承受冲击载荷的方法，属机械领域。对运输小车设置整体式缓冲结构，实现小车内部的缓冲功能；在小车轨道的底面和侧面均设置二级缓冲结构，实现小车的外部缓冲功能；设置第一支撑钢结构和第二支撑钢结构，在卸球位将运输小车支撑起来，脱离轨道接触；采用双轨道结构，通过上、下轨道的设置，来约束运输小车的车轮；在与卸球位对应位置的轨道上方开槽，通过第一支撑钢结构和第二支撑钢结构将小车顶起，使小车和轨道脱离接触。其通过采用两级缓冲模式，来解决运输小车受废边球的冲击而出现的倾翻和轨道断裂问题，能够减少机组返修量，降低了运行成本。可广泛用于冷轧机组废边球球机运料***的设计优化领域。

Description

一种匹配轨道小车可承受冲击载荷的方法

技术领域

本发明属于机械领域，尤其涉及一种用于连续退火机组运输小车的相关结构及其匹配轨道的改进。

背景技术

宝钢股份冷轧厂2030新增连续退火机组具有自动化、高速化和连续化的特点，主要用于生产高档汽车板。为实现客户所要求的带钢宽度，机组在平整机后布置了一台圆盘剪，用于按所需要求剪边。

如图1中所示，带钢剪边后，剪除的废边丝通过重力落入料仓1中，待堆积达到一定程度，前推板油缸2推动前推板3将废边丝向前推出料仓进入抓取区域。进而，机械手在原始等待位置4b伸出到抓取位置4a抓取废边丝后再回到原始等待位置。废边球球机进而通过卷轴7的旋转，将掉落其上的废边丝卷曲成球(工艺上简称废边球)，通过压辊6的自重挤压确保废边球卷曲密实。待废边丝卷曲达到废边球设定的直径后，卷轴抽出，剪刀5将连续的的废边丝剪断，原以卷轴为中心卷好的废边球8a将由于自重滚落，掉在处于等待位置的运输小车9中，此刻废边球的位置为8b。卷扬装置(简称卷扬)13此时开始转动，将钢丝绳12往上拉，进而带动运输小车沿运输小车行走轨道11移动到“卸卷”位置，进而将废边球(图中用8c表示此刻的废边球位置)抛入废料小车14中(图中用8d表示此时的废边球位置)。此后运输小车随卷扬翻转带动钢丝绳下移回到原始位，小车的末端和卷球机本体上的机械止档10接触后到达等待位置，然后开始新一次的卷球过程。

但在实际使用过程中发现，当废边球由于自重滚落，掉在处于等待位置(亦称卸球位或卸球位置，下同)的运输小车的过程中，由于废边球重量达3.2吨左右，沿导板滚落至运输小车的过程中，对处于卸球位的运输小车产生巨大的冲击，进而造成运输小车下方的轨道断裂，同时小车此时由于冲击力作用在刚性轨道上，巨大的反作用力造成小车跳起，轮缘脱离轨道产生倾翻。

通过观察发现，之所以会发生小车倾翻问题，是由于运输小车在受到废边球的冲击力后轨道对其产生巨大的反作用力，造成小车弹起与轨道脱离。当废边球将由于自重滚落，掉在处于等待位置的运输小车的过程中，由于废边球重量达3.2吨左右，沿导板滚落运输小车的过程中对运输小车产生巨大的冲击。

具体如图2中所示，当芯轴抽出后，废边球(图中用8a表示此刻废边球的位置)由于自重沿第一导板21滚落，经过第二导板22过渡后，直接落在运输小车中(图中用8b表示此时废边球的位置)。此时小车受到一个沿滚落方向的冲击力，该冲击力既有沿轨道方向的平行分量，也有垂直分量，进而将力传递到支撑轨道的工字钢23及支撑梁24上和机械止档25上，由于是刚性连接，巨大的冲击力造成巨大的反作用力，进而造成轨道的断裂，小车受到垂直于轨道的垂直分量的反作用力后跳起，轮缘脱离轨道，进而倾翻。

由于轨道断裂后焊接和就位处理需要7-8个小时；而小车倾翻处理也需要长达5-6个小时，且对周边人和设备构成了极大安全隐患。运输小车频繁的故障既具有极大的安全隐患，同时小车倾翻后多达数个小时的处理也造成机组无法剪边出成品，需精整机组返修，极大的提高了运行成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种匹配轨道小车可承受冲击载荷的方法。针对运输小车在等待位置受到滚落下来的废边球产生的冲击造成小车下方的轨道断裂和运输小车脱轨倾翻的问题，本技术方案通过采用两级缓冲来解决该问题，首先在运输小车采用整体式缓冲结构，其次对现有轨道***进行改造，在小车的底面和侧面均采用二级缓冲来吸收对废边球落下的冲击，从源头上解决了制约机组的重要安全隐患和成本瓶颈，从根本上解决了运输小车时常出现的倾翻和轨道断裂问题，有效消除了一个重大安全隐患，并极大减少了机组返修量，降低了运行成本。

本发明的技术方案是：提供一种匹配轨道小车可承受冲击载荷的方法，其特征是：

1)对运输小车设置整体式缓冲结构，实现小车内部的缓冲功能；

2)在小车轨道的底面和侧面均设置二级缓冲结构，实现小车的外部缓冲功能；

3)设置第一支撑钢结构和第二支撑钢结构，在卸球位将运输小车支撑起来，脱离轨道接触；

4)采用双轨道结构，通过上、下轨道的设置，来约束运输小车的车轮；

5)在与卸球位对应位置的轨道上方开槽，通过第一支撑钢结构和第二支撑钢结构将小车顶起，使小车和轨道脱离接触；

所述匹配轨道小车可承受冲击载荷的方法，通过采用小车的内部缓冲结构和小车的外部缓冲结构，构成两级缓冲模式，来解决运输小车受废边球的冲击而出现的倾翻和轨道断裂问题，减少机组返修量，降低运行成本。

具体的，所述运输小车的整体式缓冲结构，包括将小车结构分为两部分，一部分为小车本体，下部为小车钢结构，两者在转动销轴处通过销轴连接，两者之间用缓冲垫进行分割，以有效地避免小车的本体钢结构变形。

进一步的，所述小车轨道的底面和侧面均采用二级缓冲结构，所述的二级缓冲结构包括在卸球位小车轨道的底部和侧面，分别设置有混凝土基础，在小车轨道底部直接通过地脚螺栓固定第一支撑钢结构和第二支撑钢结构；在小车轨道侧面通过在混凝土上预埋铁板，进而通过焊接固定支撑梁和两根轨道。

具体的，所述的第一支撑钢结构和第二支撑钢结构，在卸球位将运输小车支撑起来，脱离轨道接触。

进一步的，所述的双轨道结构包括平行设置的上轨道和下轨道，小车的下车轮设置在下轨道内，小车的上车轮设置在上轨道内，所述上、下轨道的立面剖视结构采用类似侧立槽钢的结构形式，通过上、下轨道的设置，来约束小车车轮。

具体的，在所述上、下轨道指定位置进行开槽的方法，使小车具备实现脱离轨道的空间且小车能够在轨道开槽的待料位，平滑运动至普通的未开槽部位。

进一步的，所述的轨道上方开槽包括：在卸球位对应的轨道的上方开槽，进而借助第一支撑钢结构和第二支撑钢结构，在卸球位将运输小车支撑起来，使小车和轨道脱离接触。

进一步的，在所述的卸球位，通过第一支撑钢结构和第二支撑钢结构将小车顶起，同时对轨道进行指定位置的开槽设计结构，使得小车一直位于轨道内。

本发明技术方案所述的可承受冲击载荷的小车及其匹配轨道新方法，通过设置小车内部的缓冲结构和小车外部缓冲结构的双级缓冲功能，实现对废边球掉落后的冲击，同时能够完全避免废边球掉落时与小车的冲击性接触，且在废边球掉落时小车仍在轨道内部，通过设置双轨道结构从上、下两个方向对小车进行约束，避免小车受到冲击力弹起脱离轨道。

与现有技术比较，本发明的优点是：

1.本技术方案通过设置小车内部的缓冲结构和小车的外部缓冲结构的双级缓冲，来应对废边球掉落后的冲击力，同时减缓废边球掉落时和小车的接触冲击力度，且在掉落废边球时，小车仍保持在轨道内部，轨道从上下两个方向对小车进行约束，避免小车受到冲击力弹起脱离轨道，从源头上解决了制约机组的重要安全隐患和成本瓶颈；

2.本技术方案从根本上解决了运输小车时常出现的倾翻和轨道断裂问题，有效消除了一个重大安全隐患，并极大地减少了机组返修量，降低了运行成本；其在现场的成功应用，为其它类似冷轧机组的设计提供了新的思路，积累了宝贵的经验。

附图说明

图1是现有废边球机布置示意图；

图2是运输小车等待位置的结构示意图；

图3是本发明的整体机械结构示意图；

图4是本发明的整体机械结构装配示意图；

图5是本发明轨道的整体装配示意图；

图6a是本发明开槽轨道的结构示意图；

图6b至图6e是图6a中对应部位的局部结构剖视图；

图7是小车装配结构的示意图。

图中1为料仓2为前推板油缸3为前推板4a为抓取位置4b为原始等待位置，5为剪刀，6为压辊，7为卷轴，8为废边球，9为运输小车，10为定位止档，11运输小车行走轨道，12为钢丝绳，13为卷扬装置，14为废料小车；

21为第一导板，22为第二导板，23为工字钢，24为支撑梁，25为机械止档，41为第一支撑钢结构，42为第二支撑钢结构，43为固定支撑梁，44为下轨道，45为上轨道，71为转动销轴，72为缓冲垫，73为小车本体，74为小车钢结构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

本技术方案解决问题的核心思路，是通过采用两级缓冲来解决运输小车在等待位置受到滚落下来的废边球产生的冲击，造成小车下方的轨道断裂和运输小车脱轨倾翻的问题：首先在运输小车(简称小车)采用整体式缓冲结构，其次在小车轨道的底面和侧面均采用二级缓冲，同时通过采用双轨道将处于等待位置的小车支撑起来，使其脱离轨道接触。通过以上三个措施，来吸收和减缓在卸球位(即前述的等待位置)废边球的落下对运输小车的冲击。

图3中，本技术方案通过设置小车内部的缓冲结构和小车外部缓冲结构的双级缓冲功能，来实现对废边球掉落后的冲击，同时能够完全避免废边球掉落时与小车的冲击性接触，且在废边球掉落时小车仍在轨道内部，通过设置双轨道结构从上下两个方向对小车进行约束，避免小车受到冲击力弹起脱离轨道。

基于问题产生的根源，本着结构可靠的原则，本技术方案通过对现有轨道***进行改造，从源头上解决了制约机组的重要安全隐患和成本瓶颈。

为实现图3中的技术方案构思，如图4所示，在卸球位小车轨道的底部和侧面，分别设置有混凝土基础，在小车轨道底部直接通过地脚螺栓固定第一支撑钢结构41和第二支撑钢结构42；在小车轨道侧面通过在混凝土上预埋铁板，进而通过焊接固定支撑梁43和两根轨道。

为实现小车在卸球时能一直约束在轨道内，设计了双轨道运行，小车的下车轮设置在下轨道44内，小车的上车轮设置在上轨道45内，轨道采用类似侧立槽钢的结构形式，通过上、下轨道的设置，来约束小车车轮。

而在卸球位，如图5中所示，通过第一支撑钢结构41和第二支撑钢结构42将小车顶起，而对轨道进行特殊的开槽(或称开口)设计，使得小车一直位于轨道内。

在图6中可以看出，在等待卸卷的待料位(即前述的卸球位)对应的轨道的上方(实际上相当于侧立槽钢的上沿部位)开槽(或开口)，进而通过前述的底部钢结构将小车顶起，使小车和轨道脱离接触。这样在“卸卷”时(即前述的废边球掉落入小车时)的冲击载荷，就由小车的内部缓冲(主要指缓冲垫部分)和外部缓冲(主要指第一支撑钢结构、第二支撑钢结构和固定支撑梁)吸收。其中内部缓冲的目的是避免小车结构受冲击变形；小车外部缓冲最终将冲击能量完全吸收。

如图7所示的小车装配图中，小车结构分为两部分，一部分为小车本体73，下部为小车钢结构74，两者在转动销轴71处通过销轴连接，之间用缓冲垫72进行分割。该设计可以有效将小车本体受到的冲击载荷减少往小车下部钢结构传递，避免小车的本体钢结构变形，进而避免由于本体变形造成小车轮间距发生变化而造成小车在运行中卡死。

本技术方案的特点如下：

(1)小车为分体结构，上下两部分通过转动销轴相连接。上部分为小车本体，下部为小车钢结构，两者在转动销轴处通过销轴连接，之间用缓冲垫进行分割。可以有效地减少小车本体受到的冲击载荷往小车下部钢结构的传递，避免小车的车体基础结构变形。

(2)小车外部通过安装在钢结构上的底部和侧面的相关缓冲结构来最终吸收冲击，同时“卸卷”时，由于开槽结构的存在，使得小车和轨道脱离接触。

(3)轨道采用三面包围模式的轨道结构，避免小车收到冲击后回弹脱离轨道，且在等待“卸卷”的小车待料位的轨道上，通过开槽的方法，使小车具备实现脱离轨道的空间且小车能够在轨道开槽的待料位，平滑运动至普通的未开槽部位，避免运行中冲击。

本技术方案成功应用于宝钢某新增连退机组，取得了良好的效果，从根本上解决了运输小车时常出现的倾翻和轨道断裂问题，有效消除了一个重大安全隐患，并极大减少了机组返修量，降低了运行成本。本技术方案的成功应用，为其它冷轧机组废边球球机运料***的设计优化提供了新的思路，积累了宝贵的经验。

本发明可广泛用于冷轧机组废边球球机运料***的设计优化领域。

Claims (5)

1.一种匹配轨道小车可承受冲击载荷的方法，其特征是：

1)对运输小车设置整体式缓冲结构，实现小车内部的缓冲功能；

2)在小车轨道的底面和侧面均设置二级缓冲结构，实现小车的外部缓冲功能；

3)设置第一支撑钢结构和第二支撑钢结构，在卸球位将运输小车支撑起来，脱离轨道接触；

4)采用双轨道结构，通过上、下轨道的设置，来约束运输小车的车轮；

5)在与卸球位对应位置的轨道上方开槽，通过第一支撑钢结构和第二支撑钢结构将小车顶起，使小车和轨道脱离接触；

其中，所述运输小车的整体式缓冲结构，包括将小车结构分为两部分，一部分为小车本体，下部为小车钢结构，两者在转动销轴处通过销轴连接，两者之间用缓冲垫进行分割，以有效地避免小车的本体钢结构变形；

所述小车轨道的底面和侧面均采用二级缓冲结构，所述的二级缓冲结构包括在卸球位小车轨道的底部和侧面，分别设置有混凝土基础，在小车轨道底部直接通过地脚螺栓固定第一支撑钢结构和第二支撑钢结构；在小车轨道侧面通过在混凝土上预埋铁板，进而通过焊接固定支撑梁和两根轨道；

所述的双轨道结构包括平行设置的上轨道和下轨道，小车的下车轮设置在下轨道内，小车的上车轮设置在上轨道内，所述上、下轨道的立面剖视结构采用类似侧立槽钢的结构形式，通过上、下轨道的设置，来约束小车车轮；

所述的匹配轨道小车可承受冲击载荷的方法，通过采用小车的内部缓冲结构和小车的外部缓冲结构，构成两级缓冲模式，来解决运输小车受废边球的冲击而出现的倾翻和轨道断裂问题，减少机组返修量，降低运行成本。

2.按照权利要求1所述的匹配轨道小车可承受冲击载荷的方法，其特征是所述的第一支撑钢结构和第二支撑钢结构，在卸球位将运输小车支撑起来，脱离轨道接触。

3.按照权利要求1所述的匹配轨道小车可承受冲击载荷的方法，通过对所述上、下轨道指定位置进行开槽的方法，使小车具备实现脱离轨道的空间且小车能够在轨道开槽的待料位，平滑运动至普通的未开槽部位。

4.按照权利要求1所述的匹配轨道小车可承受冲击载荷的方法，其特征是所述的轨道上方开槽包括：在卸球位对应的轨道的上方开槽，进而借助第一支撑钢结构和第二支撑钢结构，在卸球位将运输小车支撑起来，使小车和轨道脱离接触。

5.按照权利要求1所述的匹配轨道小车可承受冲击载荷的方法，其特征是所述的匹配轨道小车可承受冲击载荷的方法，通过设置小车内部的缓冲结构和小车外部缓冲结构的双级缓冲功能，实现对废边球掉落后的冲击，同时能够完全避免废边球掉落时与小车的冲击性接触，且在废边球掉落时小车仍在轨道内部，通过设置双轨道结构从上、下两个方向对小车进行约束，避免小车受到冲击力弹起脱离轨道。