阅读说明：本技术 卧式盘卷打捆机的提速机构 (Speed-up mechanism of horizontal type coil bundling machine ) 是由 彭耀 包家汉 叶小华 郭应方 袁茂华 干国强 黄骏 马淑瑾 于 2020-06-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了卧式盘卷打捆机的提速机构,它包括压紧主油缸、连杆结构、摆动结构；压紧主油缸固定在底座上,连杆结构的两端分别与压紧主油缸、摆动结构连接,摆动结构固定在压盘上；连杆结构包括连杆Ⅰ、连杆Ⅱ,连杆Ⅰ与连杆Ⅱ之间铰接,连杆Ⅰ的另一端与压紧主油缸的叉头铰接,连杆Ⅱ的另一端与摆动结构连接且两者一起铰接在压盘上。本发明可以在不提高液压系统能力的条件下实现打捆机压盘的快速移动,从而将原打捆机的总动作周期时间由原来的32秒降低为23秒,大大提高了工作效率,创造了巨大的经济效益。同时,本发明相对于现有的通过增大液压系统的能力或者采用电液结合的方式来提高速度的方式,成本较低,维修简单。(The invention discloses a speed-up mechanism of a horizontal type coil bundling machine, which comprises a pressing main oil cylinder, a connecting rod structure and a swinging structure; the pressing main oil cylinder is fixed on the base, two ends of the connecting rod structure are respectively connected with the pressing main oil cylinder and the swinging structure, and the swinging structure is fixed on the pressure plate; the connecting rod structure comprises a connecting rod I and a connecting rod II, the connecting rod I is hinged to the connecting rod II, the other end of the connecting rod I is hinged to a fork head of the compression main oil cylinder, the other end of the connecting rod II is connected with the swinging structure, and the connecting rod I and the swinging structure are hinged to the pressure plate together. The invention can realize the quick movement of the pressure plate of the bundling machine under the condition of not improving the capacity of a hydraulic system, thereby reducing the total action cycle time of the original bundling machine from 32 seconds to 23 seconds, greatly improving the working efficiency and creating huge economic benefits. Meanwhile, compared with the existing mode of increasing the speed by increasing the capacity of a hydraulic system or adopting an electro-hydraulic combination mode, the hydraulic system has the advantages of low cost and simple maintenance.)

卧式盘卷打捆机的提速机构

技术领域

本发明涉及卧式盘卷打捆机，尤其涉及卧式盘卷打捆机的提速机构。

背景技术

如图5所示，现有卧式盘卷打捆机的两个相向推进、用于压紧盘卷的压盘分别由单个液压缸全程驱动，为实现足够的打捆压紧力(40吨)和较大的推进行程(2600毫米)，油缸缸径和杆径都设计得比较大，以便提供足够的压力面积和压杆稳定性。因此，现有卧式盘卷打捆机配置的液压系统只能满足压盘以平均308毫米/秒的速度推进(耗时7秒)，以平均270毫米/秒的速度退回(耗时8秒)，此结果造成打捆机总的动作周期时间为32秒。

由于盘卷打捆机是高速线材连续生产线上的在线设备，不断加快的轧制节奏要求盘卷打捆机的运行速度越快越好，而对缸径和杆径都比较大的油缸而言，其快速动作要求液压系统有足够的流量来保证。

国外同行针对现有技术速度较慢的缺陷做过各种尝试，主要方式有以下两类：一、增大液压系统的能力：比如增加液压泵的数量或者通过高低压泵组合的方式，在压盘推进的低负载区段用大流量串联泵获得较高的速度，在高负载区段则用高压小流量泵来完成最后的压紧动作，打捆结束后大流量泵让压盘快速退回；这种方式会显著增加液压系统的成本，且后期维修费用高昂：二、采用电液结合的方式：利用齿轮电机驱动两相向推进的压盘在低负载区段内快速推进，然后通过挂钩将两压盘钩在一起形成一个封闭的框架机构，最后由随压盘一起推进的内置式油缸完成对盘卷的压紧动作，打捆结束后压盘挂钩打开，内置式压紧主油缸和压盘同时退回：这种方式采用的内置式油缸自带液压系统，其成本非常高，另外再加上使用电力的快速推进系统，设备的总成本也是比较高的。

那么，能否在不提高液压系统能力的前提下实现更快的设备运行速度，从而使总的动作周期时间大大缩短，从而提高打捆的工作效率是目前急于解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供卧式盘卷打捆机的提速机构，它可以在不提高液压系统能力的条件下实现打捆机压盘的快速移动，从而将原打捆机的总动作周期时间由原来的32秒降低为23秒，大大提高了工作效率，创造了巨大的经济效益。同时，本发明相对于现有的通过增大液压系统的能力或者采用电液结合的方式来提高速度的方式，成本较低，维修简单。

本发明卧式盘卷打捆机的提速机构，它包括压紧主油缸、连杆结构、摆动结构；压紧主油缸固定在底座上，连杆结构的两端分别与压紧主油缸、摆动结构连接，摆动结构固定在压盘上；连杆结构包括连杆Ⅰ、连杆Ⅱ，连杆Ⅰ与连杆Ⅱ之间铰接，连杆Ⅰ的另一端与压紧主油缸的叉头铰接，连杆Ⅱ的另一端与摆动结构连接且两者一起铰接在压盘上。

进一步地，连杆结构两端的铰接点A点、B点在同一水平线上；A点为连杆Ⅰ与压紧主油缸叉头的铰接点，B点为连杆Ⅱ与压盘的铰接点。

进一步地，摆动结构包括扇形齿轮、齿条、齿条导轨、连杆推动油缸；连杆推动油缸固定在压盘上，其叉头连接齿条，齿条导轨固定在压盘上且位于齿条的后面，齿条在齿条导轨中左右移动，扇形齿轮与连杆Ⅰ连接且两者一起铰接在压盘上，扇形齿轮与齿条啮合。

进一步地，连杆与扇形齿轮的连接方式可以为平键连接，也可以为花键连接。

进一步地，齿条相对于齿条导轨的移动方式：可以是齿条与齿条导轨通过相互配合的凸出块与凹槽实现左右移动，也可以是齿条连接辊轮，通过辊轮在齿条导轨中左右移动。

进一步地，摆动结构包括摆动液压马达，摆动液压马达的输出轴通过销轴与连杆Ⅰ连接且两者一起铰接在压盘上。

进一步地，摆动结构包括摆动油缸，摆动油缸的叉头通过销轴与连杆Ⅰ连接且两者一起铰接在压盘上。

进一步地，提速机构还包括主油缸叉头导向轨道，主油缸叉头导向轨道固定在底座上，与压紧主油缸叉头连接的辊轮沿着主油缸叉头导向轨道左右移动。

进一步地，主油缸叉头导向轨道的高度与压紧主油缸的叉头一致，其长度不小于压紧主油缸的活塞行程；压紧主油缸在初始状态时，其叉头连接的辊轮正好位于主油缸叉头导向轨道的最左端。

进一步地，提速机构还包括限位结构，限位结构包括限位顶头，限位顶头固定在压盘上，且其高度位置为：略高于连杆结构两端的铰接点A点、B点之间的连线，即连杆Ⅰ、连杆Ⅱ两者打开呈近似水平直线状态时的上方。

进一步地，限位顶头的左右位置为：连杆Ⅰ、连杆Ⅱ两者打开呈近似水平直线状态时除去连杆结构两端的铰接点A点、B点外的任意位置。

进一步地，限位结构还包括限位顶块，限位顶块位于连杆Ⅰ或连杆Ⅱ2上，其上部与限位顶头的下部可以为点接触，也可以为面相接触。

进一步地，限位顶块与连杆可以为分体式结构，也可以为一体式结构。

进一步地，提速机构有两套，分别设置在卧式盘卷机的左右两边，两套提速机构中的左右两个压紧主油缸同步动作，左右两个摆动装置中的油缸或者液压马达同步动作，使左右两个压盘实现同步压缩或者缩回运动。

本发明提速机构的工作原理是：由于压盘压紧过程的前半段的阻力很小，只需要摆动结构动作使连杆结构中的连杆由折叠状态到拉直状态，即利用一个小油缸或者小液压马达(摆动结构)加上连杆结构的放大作用，就可在很小的流量需求下便能够实现压盘的快速移动；由于压盘压紧过程的后半段的阻力由小逐渐变大，而连杆结构在保持近似直线的状态下(稍向上拱起呈稳定状态)能够承受较大的推力，则压紧主油缸(推力最大50吨)通过低速推进以完成压盘最后的压紧过程；打捆动作结束后，由于压盘退回到初始位置的阻力很小，压盘在压紧主油缸收回和连杆结构折叠这两个动作同时执行的叠加效应下高速退回。因此，本发明通过摆动结构和连杆结构两者的结合，加之主压紧油缸的协调动作完美地实现了压盘的相关动作，满足卧式打捆机的使用工况。

本发明在不提高液压系统能力的条件下实现打捆机压盘的快速移动，从而将原打捆机的总动作周期时间由原来的32秒降低为23秒，大大提高了工作效率，创造了巨大的经济效益。同时，本发明相对于现有的通过增大液压系统的能力或者采用电液结合的方式提高速度的方式，成本较低，维修简单。

附图说明

图1是本发明卧式盘卷打捆机提速机构的结构示意图；

图2是本发明卧式盘卷打捆机提速机构的工作原理图一(连杆推动油缸刚开始向左移动时)；

图3是本发明卧式盘卷打捆机提速机构的工作原理图二(连杆推动油缸全行程推出时)；

图4是使用了本发明提速机构的卧式盘卷打捆机的工作过程示意图；

图5是现有卧式盘卷打捆机的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

从图1、图2、图3、图4可知，本发明卧式盘卷打捆机的提速机构，它包括压紧主油缸3、连杆结构、摆动结构；压紧主油缸3固定在底座12上，连杆结构的两端分别与压紧主油缸3、摆动结构连接，摆动结构固定在压盘11上；连杆结构包括连杆Ⅰ1、连杆Ⅱ2，连杆Ⅰ1与连杆Ⅱ2之间铰接，连杆Ⅰ1的另一端与压紧主油缸3的叉头铰接，连杆Ⅱ2的另一端与摆动结构连接且两者一起铰接在压盘11上。

其中，连杆结构两端的铰接点A点、B点在同一水平线上；A点为连杆Ⅰ1与压紧主油缸3叉头的铰接点，B点为连杆Ⅱ2与压盘11的铰接点。

为帮助理解本发明卧式盘卷打捆机的提速机构的工作原理，首先介绍下现有卧式盘卷打捆机的结构和工作原理：从图5可知，卧式盘卷打捆机包含一个底座12、两个相向运动的压盘11，在液压缸的推动下，压盘由车轮支撑沿底座上的导轨前进和后退，从而完成对盘卷的压紧和释放。其中，5a表示液压缸没有工作时的状态，5b表示液压缸工作使压盘压紧盘卷时的状态。在压盘前进压紧盘卷过程的前半段，由于压盘尚未接触到盘卷，故压盘的前进阻力很小；由于盘卷是由松散状态被逐步压紧至近似紧实状态，故压盘前进的后半段过程中，来自盘卷的阻力也是先小后大，最后以一个很短的快速跃升直至设定的压紧力后结束压紧过程；打捆结束后，压盘释放盘卷退回到初始位置的整个后退过程阻力都很小，仅为压盘自身重量由于速度变化产生的惯性力和车轮与导轨之间的滚动摩擦阻力。

下面结合图4说明本发明提速机构的动作：图4a为打捆机压盘位于初始位置，此时连杆结构机构处于折叠状态，主压紧油缸、摆动结构均不动作；图4b为打捆机压盘压紧过程的前半段结束的位置，此时连杆结构在摆动结构的动作下打开呈近似直线状态，压盘在连杆结构的推动下快速前进一段距离，主压紧油缸不动作；图4c为打捆机压盘压紧过程的后半段结束的位置，此时连杆结构仍然保持打开并呈近似直线状态，主压紧油缸以低速通过连杆结构推动压盘前进直至压紧盘卷；图4d为打捆机压盘退回过程中的位置，此时连杆结构在摆动结构的动作下由呈近似直线状态逐渐回缩成折叠状态，同时，主压紧油缸动作拉回连杆结构，压盘在这两个动作同时执行的叠加效应下高速退回。

本发明提速机构的工作原理是：由于压盘压紧过程的前半段的阻力很小，只需要摆动结构动作使连杆结构中的连杆由折叠状态到拉直状态，即利用一个小油缸或者小液压马达(摆动结构)加上连杆结构的放大作用，就可在很小的流量需求下便能够实现压盘的快速移动；由于压盘压紧过程的后半段的阻力由小逐渐变大，而连杆结构在保持近似直线的状态下(稍向上拱起呈稳定状态)能够承受较大的推力，则压紧主油缸(推力最大50吨)通过低速推进以完成压盘最后的压紧过程；打捆动作结束后，由于压盘退回到初始位置的阻力很小，压盘在压紧主油缸收回和连杆结构折叠这两个动作同时执行的叠加效应下高速退回。因此，本发明通过摆动结构和连杆结构两者的结合，加之主压紧油缸的协调动作完美地实现了压盘的相关动作，满足卧式打捆机的使用工况。

实施例2

本发明卧式盘卷打捆机的提速机构中的摆动结构可以是以下几种方式：

方式一、摆动结构包括摆动液压马达，摆动液压马达的输出轴通过销轴与连杆Ⅰ1连接且两者一起铰接在压盘11上。

方式二、摆动结构包括摆动油缸，摆动油缸的叉头通过销轴与连杆Ⅰ1连接且两者一起铰接在压盘11上。

方式三、摆动结构包括扇形齿轮6、齿条7、齿条导轨8、连杆推动油缸9；连杆推动油缸9固定在压盘上，其叉头连接齿条7，齿条导轨8固定在压盘11上且位于齿条7的后面，齿条7在齿条导轨8中左右移动，扇形齿轮6与连杆Ⅰ1连接且两者一起铰接在压盘11上，扇形齿轮6与齿条7啮合。

连杆1与扇形齿轮6的连接方式可以为平键连接，也可以为花键连接。其中，花键连接可以使连杆1与扇形齿轮6之间的受力更均匀，既有效地防止了两者之间的磨损，也保证了两者相对运动的稳定性。

齿条7相对于齿条导轨8的移动方式：可以是齿条7与齿条导轨8通过相互配合的凸出块与凹槽实现左右移动，也可以是齿条7连接辊轮10，通过辊轮10在齿条导轨8中左右移动。

下面以方式三为例，结合图2、图3、图4来说明本发明提速机构的工作原理：一、如图2所示，在压紧过程的前半段：连杆推动油缸9由液压系统驱动推动齿条7向左移动，与齿条7啮合的扇形齿轮6随之转动，由于连杆Ⅰ1与扇形齿轮6通过花键联结，扇形齿轮6的转动使得连杆Ⅰ1绕其在压盘11上的铰接点A点顺时针方向旋转摆动，此时压紧主油缸3没有动作，连杆Ⅱ2在连杆Ⅰ1的带动下绕其与压紧主油缸3叉头的铰接点B点逆时针方向旋转摆动；如图3所示，连杆推动油缸9的全行程推出使连杆Ⅰ1和连杆Ⅱ2由初始的折叠夹角状态打开至近似的水平直线状态，即使得连杆机构两端的铰接点A点与B点之间的位置距离延长，由于连杆结构左端铰接点A点与压紧主油缸3相连，而压紧主油缸3固定在底座12上并保持静止，因而与连杆机构右端铰接点B点相连的压盘11将在连杆结构的推动下向右侧移动，从而实现压盘11的快速移动；从图4a到图4b为打捆机压盘从初始位置到压紧过程的前半段结束的位置；二、在压紧过程的后半段：压紧主油缸3工作，活塞杆伸出使叉头沿着主油缸叉头导向轨道4向右运动，从而推动连杆结构带动压盘11低速向右侧推进，完成压盘最后的压紧过程，从图4b到图4c为打捆机压盘从压紧过程的前半段结束的位置到压紧过程的后半段结束的位置；三、打捆动作结束后，压紧主油缸的活塞杆收回，使叉头通过连杆机构带动压盘11向左侧移动；与此同时，连杆推动油缸9带动齿条7向右移动，扇形齿轮6随之转动，连杆Ⅰ1绕其在压盘11上的铰接点B点逆时针方向旋转摆动，连杆Ⅰ1与连杆Ⅱ2之间的铰接点C点下降，带动连杆Ⅱ2顺时针方向旋转摆动，使连杆结构折叠带动压盘11向左侧移动；在上述两个动作的叠加效应下，压盘11实现高速退回；从图4c到图4d为打捆机压盘从压紧过程的后半段结束的位置到向后退回，直到压盘退回到图4a中所示的位置，一个动作周期结束。

实施例3

卧式盘卷打捆机的提速机构中：提速机构还包括主油缸叉头导向轨道4，主油缸叉头导向轨道4固定在底座12上，与压紧主油缸3叉头连接的辊轮沿着主油缸叉头导向轨道4左右移动。

主油缸叉头导向轨道4通过限制辊轮的运动，形成对压紧主油缸叉头的约束，使压紧主油缸叉头只能左右移动而不能上下运动。这样，保证了压紧主油缸3通过连杆结构带动压盘11沿底座12左右移动时的稳定性，也保证了压盘11运动的速度。

其中，主油缸叉头导向轨道4的高度与压紧主油缸3的叉头一致，其长度不小于压紧主油缸3的活塞行程；压紧主油缸3在初始状态时，其叉头连接的辊轮正好位于主油缸叉头导向轨道4的最左端。

压紧主油缸3在初始状态时，其叉头连接的辊轮位于主油缸叉头导向轨道4上，加之主油缸叉头导向轨道4的长度不小于压紧主油缸3的行程，使得压紧主油缸3工作时，叉头上的辊轮一直在主油缸叉头导向轨道4内。

实施例4

卧式盘卷打捆机的提速机构：提速机构还包括限位结构，限位结构包括限位顶头5，限位顶头5固定在压盘11上，且其高度位置为：略高于连杆结构两端的铰接点A点、B点之间的连线，即连杆Ⅰ1、连杆Ⅱ2两者打开呈近似水平直线状态时的上方。

限位顶头5的左右位置为：连杆Ⅰ1、连杆Ⅱ2两者打开呈近似水平直线状态时除去连杆结构两端的铰接点A点、B点外的任意位置。

这样，当连杆Ⅰ1、连杆Ⅱ2两者打开呈近似水平直线状态时，限位顶头5就可以接触到连杆，从而避免连杆在两连接杆之间的铰接点C点的带动下继续往上运动，从而使连杆Ⅰ1、连杆Ⅱ2两者处于一个稳定状态，这样在压紧主油缸3伸出时，连杆以水平状态推动压盘11压紧盘卷。

实施例5

卧式盘卷打捆机的提速机构：限位结构还包括限位顶块，限位顶块位于连杆Ⅰ1或连杆Ⅱ2上，其上部与限位顶头5的下部可以为点接触，也可以为面相接触。

为了保证限位顶头5与连杆接触的可靠性，可以在连杆上设置限位顶块，限位顶块与限位顶头之间可以是点接触也可以是面接触。其中，限位顶块与连杆可以为分体式结构，也可以为一体式结构。

实施例6

从图4可知，本发明提速机构15有两套，分别设置在卧式盘卷机的左右两边，两套提速机构中的左右两个压紧主油缸同步动作，左右两个摆动装置中的油缸或者液压马达同步动作，使左右两个压盘实现同步压缩或者缩回运动。

本发明在不提高液压系统能力的条件下实现打捆机压盘的快速移动，从而将原打捆机的总动作周期时间由原来的32秒降低为23秒，大大提高了工作效率，创造了巨大的经济效益。同时，本发明相对于现有的通过增大液压系统的能力或者采用电液结合的方式提高速度的方式，成本较低，维修简单。