專利名稱：頂桿小車及頂桿更換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無縫鋼管穿孔機設(shè)備，尤其與穿孔機頂桿的更換裝置有關(guān)。
背景技術(shù)：
管坯穿孔是熱軋無縫鋼管生產(chǎn)中重要的工序，該工序在無縫鋼管生產(chǎn)機組中的作用是將實心坯料穿軋成空心毛管，是金屬變形的第一道工序，主要設(shè)備是穿孔機。穿孔過程中主電機帶動軋輥旋轉(zhuǎn)，頂頭隨頂桿小車運行至工作位，頂桿小車預(yù)旋轉(zhuǎn)機構(gòu)帶動頂頭轉(zhuǎn)動，推坯機推動管坯到穿孔位進行穿孔。在熱軋無縫鋼管的生產(chǎn)過程中，穿孔頂頭作為內(nèi)變形工具，相當(dāng)于軋機的“內(nèi)輥”。當(dāng)生產(chǎn)多種規(guī)格鋼管時， 需對頂桿進行更換，工具的更換時間長短對毛管生產(chǎn)有很大的影響，提高節(jié)奏的同時可以減少人工耗時。傳統(tǒng)的頂桿更換方案如附圖I所示，頂桿I的尾部與小車連接處某固定位置加工一圈半圓形凹槽2，在小車頂桿連接套3配合的相同位置加工通孔4，二者通過銷軸5進行連接。當(dāng)某一規(guī)格鋼管穿孔結(jié)束更換頂桿時，需人工將鎖緊銷軸5抽出，用行車將頂桿抽出，調(diào)離軋制線，操作步驟繁瑣，且耗時較長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種頂桿小車及頂桿更換裝置，便于更換頂桿，提高現(xiàn)場操作的工作效率。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種頂桿小車,所述頂桿小車包括傳動機構(gòu)、小車主體及夾持機構(gòu)，所述傳動機構(gòu)包括上擺桿、下擺桿、連接軸、拉桿及套筒，所述上擺桿與下擺桿與連接軸固定連接；所述小車主體與所述連接軸樞轉(zhuǎn)連接，與所述套筒固定連接，所述套筒內(nèi)設(shè)有板簧，所述拉桿位于所述套筒內(nèi)并穿過所述板簧，且所述拉桿的兩端分別露出所述套筒外，所述拉桿的前端連接于所述夾持機構(gòu)，頂桿的尾部位于所述夾持機構(gòu)上，且尾部的端頭容置于所述小車主體內(nèi)；當(dāng)所述上擺桿以第一轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)動時，所述下擺桿以第一轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)動，并推動所述拉桿在所述套筒內(nèi)向第一移動方向運動，并帶動所述夾持機構(gòu)運動，使得所述夾持機構(gòu)上的頂桿與所述小車主體脫離，此時所述套筒內(nèi)的板簧壓縮；當(dāng)所述板簧復(fù)原時，所述拉桿向第二移動方向運動，所述第二移動方向與第一移動方向相反，所述夾持機構(gòu)帶動所述頂桿與所述小車主體結(jié)合。本發(fā)明還提供一種頂桿更換裝置，其包括頂桿松開裝置和上述的頂桿小車，所述頂桿松開裝置包括底座和設(shè)置于所述底座上的燕尾板，所述燕尾板具有斜面，所述上擺桿的高度與所述燕尾板高度一致，所述小車主體向所述第二移動方向運動的過程中，所述上擺桿被所述燕尾板推動以第一轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)動。本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于，本裝置的頂桿更換裝置用于無縫鋼管管坯穿孔過程中頂桿更換，通過頂桿松開裝置，使頂桿尾部卡頭自動與頂桿小車分離，實現(xiàn)頂桿尾部與小車自動脫離，該裝置可以減少穿孔過程中工具的更換時間，操作便捷，加快軋制節(jié)奏，提高工作效率。
本裝置可使無縫鋼管穿孔機頂桿更換更加便捷、可靠，與傳統(tǒng)方案相比，減少現(xiàn)場操作人員的工作量，優(yōu)化了機組的結(jié)構(gòu)設(shè)計。


圖I為現(xiàn)有的穿孔機頂桿小車示意圖；圖2為本發(fā)明的頂桿更換裝置的頂桿松開裝置的主視圖；圖3為本發(fā)明的頂桿更換裝置的頂桿松開裝置的側(cè)視圖；圖4為本發(fā)明的頂桿更換裝置的頂桿松開裝置的俯視圖 ；圖5為本發(fā)明的頂桿更換裝置的頂桿小車的主視圖；圖6為本發(fā)明的頂桿更換裝置的頂桿小車的左視圖；圖7為本發(fā)明的頂桿更換裝置的頂桿小車的俯視圖；圖8為沿圖5中A-A線的局部剖視圖；圖9為圖8的A向視圖；圖10為本發(fā)明頂桿的示意圖；圖11為本發(fā)明的頂桿更換裝置的示意圖；圖12為頂桿松開裝置與頂桿小車接觸的最初位置意圖；圖13為頂桿松開裝置與頂桿小車接觸的最終位置示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實施方式
僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。本發(fā)明的頂桿更換裝置包括頂桿松開裝置10和頂桿小車20，以下分別對頂桿松開裝置10和頂桿小車20進行說明。如圖2-4所示，頂桿松開裝置10包括底座11和兩個燕尾板12。底座11包括四個支腿111和支腿111上方的兩個平行的橫梁112。燕尾板12對稱的設(shè)置于橫梁112的內(nèi)偵牝燕尾板12具有斜面121，兩燕尾板12的斜面121相面對，兩燕尾板12之間構(gòu)成第一開口 Dl和第二開口 D2，第一開口 Dl的口徑小于第二開口 D2的口徑。如圖5-8所示，頂桿小車20包括傳動機構(gòu)21、小車主體22及夾持機構(gòu)23。傳動機構(gòu)21包括上擺桿211、上滾輪212、連接軸213、下擺桿214、下滾輪215、拉桿216、及套筒217。兩上擺桿211對稱設(shè)置，其外側(cè)設(shè)有上滾輪212，上滾輪212可繞軸SI在上擺桿211上轉(zhuǎn)動。上擺桿211通過連接軸213與下方的下擺桿214樞接，且上擺桿211、下擺桿214與連接軸213之間由鍵218固定，因此，當(dāng)上擺桿211旋轉(zhuǎn)時，下擺桿214能夠隨之相應(yīng)旋轉(zhuǎn)。下擺桿214外側(cè)設(shè)有下滾輪215，下滾輪215可繞軸S2在下擺桿214上轉(zhuǎn)動。如圖8所示，套筒217內(nèi)具有板簧2171，板簧2171可為貫通的一套，也可為間隔設(shè)置的多套，因此，可根據(jù)板簧的長度選擇適當(dāng)數(shù)量的板簧。本實施例是以每個套筒217內(nèi)設(shè)有兩套板簧2171、2172為例，且板簧2171、2172之間夾設(shè)第一滑塊2173，板簧2171的左側(cè)設(shè)有第二滑塊2174，當(dāng)板簧2171、2172處于自然狀態(tài)時，第二滑塊2174大致位于套筒217的左端。板簧2172的右側(cè)設(shè)有固定塊2175，其固定于套筒217的右端，因此，當(dāng)板簧2171、2172受到向右的外力時，固定塊2175抵頂板簧2172，使其板簧2171、2172在套筒217內(nèi)壓縮。如圖8所示，拉桿216位于套筒217內(nèi)，并依次穿過第二滑塊2174、板簧2171、第一滑塊2173、板簧2172及固定塊2175，且拉桿216的兩端分別露出套筒217外。拉桿216的左端與螺母2161螺紋連接。螺母2161的右側(cè)抵接定位套2162，定位套2162套設(shè)于拉桿216外，并可經(jīng)由套筒217的端面2176的開口伸入套筒217內(nèi)，與右側(cè)的第二滑塊2174抵頂，因此，當(dāng)拉桿216受外力向右移動時，帶動定位環(huán)2163擠壓板簧2171、2172 ;撤銷外力后，板簧2171、2172回復(fù)原狀，向左推動第二滑塊2174，使得拉桿216向左移動。由于拉桿216左端設(shè)有螺母2161，因此可借助旋轉(zhuǎn)螺母2161改變定位套2162、定位環(huán)2163的位置，從而調(diào)節(jié)第二滑塊2174等于板簧2171、2172的擠壓量，因此，當(dāng)板簧2171、2172由于長期使用導(dǎo)致形變能力降低時，可通過旋轉(zhuǎn)螺母2161調(diào)節(jié)板簧2171、2172的擠壓量，使其滿足 形變要求。如圖7所示，下滾輪215與拉桿216在水平方向上對齊，且與拉桿216的左端接觸，因此當(dāng)下擺桿214順時針旋轉(zhuǎn)時，下滾輪215會推動拉桿216右移，并且，由于下滾輪215可在下擺桿214上轉(zhuǎn)動，因此，下滾輪215會在旋轉(zhuǎn)的同時與拉桿216接觸，減小二者之間的磨損。如圖6、7所示，傳動機構(gòu)還包括連接板219，連接板219上開設(shè)兩個對稱的連接孔2191，兩個連接軸213分別套設(shè)于連接孔2191內(nèi)，并可在其中轉(zhuǎn)動，連接板219的右側(cè)與小車主體22的上部通過螺栓固定。如圖7所示，小車主體22的上部通過多個連接件221連接于套筒217，兩套筒217分別位于小車主體22的兩側(cè)。小車主體22的下部具有鋼絲繩穿孔222、行進輪223及定位輪224。鋼絲繩傳動機構(gòu)40 (見圖12、13)的鋼絲繩經(jīng)由鋼絲繩穿孔222拉動小車主體22，通過行進輪223在軌道(未示出)上運行，并借助小車主體22兩側(cè)的定位輪224與兩側(cè)軌道(未示出)的配合進行定位，防止跑偏。小車主體22的運動結(jié)構(gòu)、原理與現(xiàn)有技術(shù)類似，在此不進行贅述。如圖5所示，小車主體22的前端(即圖中右端)內(nèi)凹形成支撐面225，以容納并支撐前方的頂桿30的尾部，優(yōu)選的，支撐面225和頂桿30尾部均為錐形，且錐形的中心線與軋制中心線重合，從而提高支撐穩(wěn)定性、軋制精度。由于小車主體22固定連接于套筒217和連接板219，因此，當(dāng)車主體22前后運動時，套筒217、上擺桿211、下擺桿214同時運動。如圖8、9所示，夾持機構(gòu)23包括夾板231、凸臺232、加強板233及連接架234。連接架234具有呈倒八字形的凹入部2341，凹入部2341的相對兩傾斜側(cè)面上各凸設(shè)一凸臺232。凸臺232右側(cè)，于連接架234上設(shè)有夾板231，夾板231呈U形。加強板233連接于夾板231的右側(cè)，同樣呈U形，但其張角大于夾板231的張角，加強板233的兩端螺栓連接于拉桿216的右端。如圖8、10所示，頂桿30尾部的端頭呈錐形，中部及前部呈圓柱形，錐形底面圓周直徑D1、中部及前部的圓周直徑D2、D3呈以下關(guān)系D2 <D1，D2 < D3，即中部圓柱直徑最小。頂桿30被托在夾持機構(gòu)23上，且頂桿30的中部夾在兩凸臺232之間，夾板231位于頂桿30的中部，夾板231的張角大于D2，小于D3，且抵觸中部與后部之間的過渡面31。因此，當(dāng)夾持機構(gòu)23右移時，夾板231推動過渡面31，帶動頂桿30右移。當(dāng)夾持機構(gòu)23左移時，凸臺232推動頂桿30的端頭，帶動頂桿30左移。
以下對本發(fā)明的頂桿更換裝置的工作過程進行詳細(xì)說明。如圖12所示，頂桿松開裝置10固定于工作基礎(chǔ)(未示出)上，頂桿小車20位于頂桿松開裝置10的右側(cè)，并與兩燕尾板12之間的第二開口 D2對準(zhǔn)，上擺桿211的高度與燕尾板12高度一致。頂桿小車20受到鋼絲繩傳動機構(gòu)40的牽引(例如卷筒順時針轉(zhuǎn)動)向第一開口 Dl行進，行進過程中，由于兩燕尾板12之間的距離逐漸減小，上滾輪212開始與燕尾板12的內(nèi)側(cè)接觸，隨著頂桿小車20的持續(xù)左移，上滾輪212被燕尾板12推抵，帶動圖12中上方的上擺桿211順時針擺動，同軸連接的下擺桿214也順時針擺動，因此連接于下擺桿214的下滾輪215順時針擺動，開始向右推拉桿216，拉桿216右移過程中，套筒217內(nèi)的板簧2171、2172壓縮(圖12中位于下方的上擺桿211、下擺桿214的轉(zhuǎn)動方向與上述轉(zhuǎn)動方向相反)。如圖13所示，頂桿小車20行進過程中，上擺桿211不斷受燕尾板12推擠，從圖12中與水平成Θ I順時針旋轉(zhuǎn)至與水平成Θ 2的夾角。此運動過程中，使得拉桿216右移距離D，因此，固定在拉桿216右端的夾持機構(gòu)23也右移距離D，夾持機構(gòu)23上夾板 231帶動頂桿30右移，從而脫離支撐面225，離開小車主體22，鋼絲繩傳動機構(gòu)40停止，完成頂桿的頂出作業(yè)。隨后可以用起重行車直接將頂桿30吊離軋制中心線更換新頂桿。待新頂桿安裝完畢后，鋼絲繩傳動機構(gòu)40啟動，卷筒逆時針轉(zhuǎn)動，板簧2171、2172回彈，使得第二滑塊2174左移，帶動拉桿216相對于套筒217左移，因此，夾持機構(gòu)23左移，凸臺232向左推動頂桿30的錐形端頭，帶動頂桿30朝小車主體22運動，最終使頂桿30的錐形前端被縮緊在錐形支撐面225內(nèi)，與小車主體22結(jié)合，完成頂桿30尾部的安裝，可以進行下階段穿孔。另外，當(dāng)頂桿小車20運動至頂桿松開裝置10時，頂桿松開裝置10并不僅限于用來頂出頂桿，也可進行其他作業(yè)，此時，兩燕尾板12被收納在頂桿松開裝置10中，具體結(jié)構(gòu)為如圖2所示,頂桿松開裝置10還包括折疊板13,本實施例中折疊板13為4片,其通過軸14樞轉(zhuǎn)連接于橫梁112的兩端。折疊板13的下方螺栓連接燕尾板12，如圖3所示，燕尾板12的左右兩端各連接一片折疊板13。在橫梁112左端下方的兩根支腿111上各設(shè)置一液壓缸16，液壓缸的活塞桿連接于燕尾板12的左端，因此，當(dāng)活塞桿收縮時，燕尾板12繞軸14旋轉(zhuǎn)，呈圖3虛線所示的收納位置，因此，不會與進入的頂桿小車20干涉。另外，由于頂桿小車20長期推擠燕尾板12，可能導(dǎo)致頂桿松開裝置10變形，因此，可在兩橫梁112之間設(shè)置加強桿15，其兩端分別連接兩橫梁112，確保頂桿松開裝置10的穩(wěn)定性，防止變形。本裝置的頂桿更換裝置用于無縫鋼管管坯穿孔過程中頂桿更換，通過頂桿松開裝置，使頂桿尾部卡頭自動與頂桿小車分離，實現(xiàn)頂桿尾部與小車自動脫離，該裝置可以減少穿孔過程中工具的更換時間，操作便捷，加快軋制節(jié)奏，提高工作效率。本裝置可使無縫鋼管穿孔機頂桿更換更加便捷、可靠，與傳統(tǒng)方案相比，減少現(xiàn)場操作人員的工作量，優(yōu)化了機組的結(jié)構(gòu)設(shè)計。另外需要說明的是，在上述具體實施方式
中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種頂桿小車，其特征在于，所述頂桿小車包括傳動機構(gòu)、小車主體及夾持機構(gòu)，所述傳動機構(gòu)包括上擺桿、下擺桿、連接軸、拉桿及套筒，所述上擺桿與下擺桿與連接軸固定連接；所述小車主體與所述連接軸樞轉(zhuǎn)連接，與所述套筒固定連接，所述套筒內(nèi)設(shè)有板簧，所述拉桿位于所述套筒內(nèi)并穿過所述板簧，且所述拉桿的兩端分別露出所述套筒外，所述拉桿的前端連接于所述夾持機構(gòu)，所述頂桿的尾部位于所述夾持機構(gòu)上，且尾部的端頭容置于所述小車主體內(nèi)；當(dāng)所述上擺桿以第一轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)動時，所述下擺桿以第一轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)動，并推動所述拉桿在所述套筒內(nèi)向第一移動方向運動，并帶動所述夾持機構(gòu)運動，使得所述夾持機構(gòu)上的頂桿與所述小車主體脫離，此時所述套筒內(nèi)的板簧壓縮；當(dāng)所述板簧復(fù)原時，所述拉桿向第二移動方向運動，所述第二移動方向與第一移動方向相反，所述夾持機構(gòu)帶動所述頂桿與所述小車主體結(jié)合。
2.如權(quán)利要求I所述的頂桿小車，其特征在于，所述上擺桿、下擺桿、套筒及拉桿的數(shù)量均為兩個，所述上擺桿外側(cè)設(shè)有上滾輪，所述上滾輪可繞第一軸在所述上擺桿上轉(zhuǎn)動，所述下擺桿外側(cè)設(shè)有下滾輪，所述下滾輪可繞第二軸在所述下擺桿上轉(zhuǎn)動，所述下滾輪與所述拉桿在水平方向上對齊，且與所述拉桿的一端接觸，所述拉桿的另一端位于所述套筒的外部。
3.如權(quán)利要求2所述的頂桿小車，其特征在于，所述套筒內(nèi)設(shè)有至少一根板簧，所述板簧的一端與滑塊接觸，另一端與固定塊接觸，所述滑塊鄰近于所述套筒的一端，通過定位件與所述拉桿的一端連接，所述固定塊固定于所述套筒的另一端，當(dāng)所述拉桿向所述第一移動方向運動時，所述拉桿的一端推動所述滑塊擠壓所述板簧。
4.如權(quán)利要求3所述的頂桿小車，其特征在于，所述拉桿的一端與螺母螺紋連接，所述螺母抵接所述定位件，通過旋擰所述螺母，使得所述滑塊運動。
5.如權(quán)利要求3所述的頂桿小車，其特征在于，所述夾持機構(gòu)包括夾板、凸臺、加強板及連接架，所述連接架具有呈倒八字形的凹入部，所述凹入部的相對兩傾斜側(cè)面上各凸設(shè)一凸臺，所述凸臺一側(cè)，于所述連接架上設(shè)有所述夾板，所述夾板呈U形，所述加強板連接于所述夾板的一側(cè)，所述加強板的兩端螺栓連接于所述拉桿的另一端，所述頂桿尾部的端頭呈錐形，中部及前部呈圓柱形，中部直徑小于端頭呈底面直徑，且小于前部直徑，所述夾板的張角大于所述頂桿中部的直徑，且小于前部直徑。
6.如權(quán)利要求3所述的頂桿小車，其特征在于，所述小車主體的前端內(nèi)凹形成用于容置所述頂桿端頭的支撐面，所述支撐面為錐形，且與所述頂桿端頭形狀吻合，錐形的中心線與軋制中心線重合。
7.如權(quán)利要求3所述的頂桿小車，其特征在于，所述小車主體具有鋼絲繩穿孔，鋼絲繩傳動機構(gòu)的鋼絲繩經(jīng)由所述鋼絲繩穿孔拉動所述小車主體。
8.一種頂桿更換裝置，其特征在于，其包括頂桿松開裝置和如權(quán)利要求1-7中任一項所述的頂桿小車，所述頂桿松開裝置包括底座和設(shè)置于所述底座上的燕尾板，所述燕尾板具有斜面，所述上擺桿的高度與所述燕尾板高度一致，所述小車主體向所述第二移動方向運動的過程中，所述上擺桿被所述燕尾板推動以第一轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)動。
9.如權(quán)利要求8所述的頂桿更換裝置，其特征在于，所述燕尾板的數(shù)量為兩個，所述底座包括四個支腿和支腿上方的兩個平行的橫梁，所述燕尾板對稱的設(shè)置于所述橫梁的內(nèi)偵牝所述兩燕尾板的斜面相面對，所述兩燕尾板之間構(gòu)成第一開口和第二開口，所述第一開口的口徑小于第二開口的口徑，所述第一移動方向為第一開口朝向第二開口的方向。
10.如權(quán)利要求9所述的頂桿更換裝置，其特征在于，所述頂桿松開裝置還包括折疊板，其樞轉(zhuǎn)連接于所述橫梁的兩端，所述折疊板的下方螺栓連接所述燕尾板，所述支腿上設(shè)有液壓缸，所述液壓缸的活塞桿連接于所述燕尾板，當(dāng)所述活塞桿收縮時，所述燕尾板向下方旋轉(zhuǎn)，不與進入的頂桿小車干涉，所述橫梁之間設(shè)有加強桿，所述加強桿的兩端分別連接所述橫梁。
全文摘要
本發(fā)明提供一種頂桿小車及頂桿更換裝置，頂桿小車包括傳動機構(gòu)、小車主體及夾持機構(gòu)，傳動機構(gòu)包括上擺桿、下擺桿、連接軸、拉桿及套筒，上擺桿與下擺桿與連接軸固定連接，小車主體與連接軸樞轉(zhuǎn)連接，與套筒固定連接，套筒內(nèi)設(shè)有板簧，拉桿位于套筒內(nèi)并穿過板簧，且拉桿的兩端分別露出套筒外，拉桿的后端連接于夾持機構(gòu)，頂桿的尾部位于夾持機構(gòu)上，且尾部的端頭容置于小車主體內(nèi)；當(dāng)上擺桿以第一轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)動時，下擺桿以第一轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)動，并推動拉桿在套筒內(nèi)向第一移動方向運動，并帶動夾持機構(gòu)運動，使得夾持機構(gòu)上的頂桿與小車主體脫離，此時套筒內(nèi)的板簧壓縮；當(dāng)板簧復(fù)原時，拉桿向第二移動方向運動，夾持機構(gòu)帶動頂桿與所述小車主體結(jié)合。
文檔編號B21B19/04GK102962256SQ20121051223
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者臧樹林 申請人:太原重工股份有限公司