全自动钢材打捆包装生产线测位装置.pdf

本发明涉及钢材打捆包装技术领域，特别涉及到对棒材、型材自动打捆包装生产线位置测量装置。其结构是：有一个由左、右摆臂支撑机构支撑的测量辊10，在一个摆臂支撑机构上安装着一个与测量辊的辊轴联轴的编码器18。本发明测位装置能够跟随钢捆的实际位置直接、连续的测量钢捆在辊道上的位置，实现打捆捆结的任意设定和定位控制。

1、  全自动钢材打捆包装生产线测位装置，其特征在于，
(1)有一个测量辊[10]，它由一个空心的金属圆柱体辊轮[10a]和穿在辊轮中心并与辊轮牢固焊接为一体的辊轴[10b]构成；
(2)在测量辊[10]的两端各有一个摆臂支撑机构，辊轴[10b]的两端分别与左、右摆臂支撑机构中的轴承结合，将测量辊[10]支撑在两个摆臂支撑机构之间；
(3)右摆臂支撑机构由支架[3]、摆轴[5]、滑动轴承[6]、摆臂[26]、轴承座[21]、轴承盖[13]、轴承[12]、盖板[29]、导柱[23]、弹簧[24]和弹簧座[25]组成；支架[3]由两块平行而且相对放置的立板[27]和带有螺栓孔的底板[28]组成，立板[27]的下端与水平放置的底板上表面牢固焊接；在每块立板[27]的上部有一个摆轴安装孔，两块立板上的摆轴安装孔保持水平并同心，摆轴[5]安装在立板[27]上的摆轴安装孔中并固定；滑动轴承[6]套在摆轴[5]的中部，位于两块立板之间；轴承座[21]与摆臂[26]牢固连接或者为一体结构，在摆臂[26]上有一个轴孔，通过此轴孔使摆臂[26]套在滑动轴承[6]上并与滑动轴承[6]紧固为一体；轴承座[21]和轴承盖[13]都有半圆形的腔体，在该腔体的里侧有安装辊轴[10b]的半圆孔，在半圆孔的孔壁上有半圆形的密封槽，轴承座[21]和轴承盖[13]半圆形腔体的右侧有安装轴承[12]的半圆孔，轴承[12]安装在由轴承座[21]和轴承盖[13]共同构成的安装孔内，盖板[29]封盖住轴承安装孔，通过螺钉固定在轴承座[21]和轴承盖[13]上；密封圈[11]安装在由轴承座[21]和轴承盖[13]共同构成的密封槽中；弹簧座[25]固定在底板[28]上，导柱[23]固定在弹簧座[25]的中心，弹簧[24]下端套在导柱[23]上，插进弹簧座[25]内，弹簧[24]的上端顶住轴承座[21]的下表面；
(4)左摆臂支撑机构由支架[3]、摆轴[5]、滑动轴承[6]、摆臂[26]、轴承座[21]、轴承盖[13]、轴承[12]、套环[14]、联轴器[17]、编码器[18]、端盖[19]、防护罩[20]、导柱[23]、弹簧[24]和弹簧座[25]组成；支架[3]由两块平行而且相对放置的立板[27]和带有螺栓孔的底板[28]组成，立板[27]的下端与水平放置的底板上表面牢固焊接；在每块立板[27]的上部有一个摆轴安装孔，两块立板上的摆轴安装孔保持水平并同心，摆轴[5]安装在立板[27]上的摆轴安装孔中并固定；滑动轴承[6]套在摆轴[5]的中部，位于两块立板之间；轴承座[21]与摆臂[26]牢固连接或者为一体结构，在摆臂[26]上有一个轴孔，通过此轴孔使摆臂[26]套在滑动轴承[6]上并与滑动轴承[6]紧固为一体；轴承座[21]和轴承盖[13]都有半圆形的腔体，在该腔体的里侧有安装辊轴[10b]的半圆孔，在半圆孔的孔壁上有半圆形的密封槽，轴承座[21]和轴承盖[13]半圆形腔体的右侧有安装轴承[12]的半圆孔，轴承[12]安装在由轴承座[21]和轴承盖[13]共同构成的安装孔内，端盖[19]封盖住轴承安装孔；在端盖[19]与轴承[12]之间有一个套环[14]，辊轴[10b]左端面中心有一根细轴[31]，在端盖[19]的中心固定有一个编码器[18]，联轴器[17]将编码器[18]的旋转轴与细轴[31]连接起来，在编码器[18]的外面有一个带有法兰的防护罩[20]，螺钉[15]将防护罩[20]和端盖[19]固定在轴承座[21]和轴承盖[13]上；密封圈[11]安装在由轴承座[21]和轴承盖[13]共同构成的密封槽中；弹簧座[25]固定在底板[28]上，导柱[23]固定在弹簧座[25]的中心，弹簧[24]下端套在导柱[23]上，插进弹簧座[25]内，弹簧[24]的上端顶住轴承座[21]的下表面；
(5)在左、右摆臂支撑机构的上表面通过螺钉[7]固定着挡板[8]。

2、  根据权利要求1所述的测位装置，其特征在于，辊轮[10a]采用空心结构。

3、  根据权利要求1或2所述的测位装置，其特征在于，所说的摆轴[5]的内部有连通滑动轴承内腔的润滑油通路，在摆轴[5]的外端面上有与润滑油通路连通的油嘴[4]。

4、  根据权利要求1或2所述的测位装置，其特征在于，所说的轴承座[21]和轴承盖[13]的结合面与水平方向倾斜45度角。

全自动钢材打捆包装生产线测位装置
技术领域
本发明涉及钢材打捆包装技术领域，特别涉及到对棒材、型材自动打捆包装生产线位置测量装置。
背景技术
在钢材生产线上，对于棒、型材打捆包装中钢材成品的定尺是变化的，随着钢材规格品种的变化和用户的不同要求，打捆的捆结位置和捆结的间距会发生变动。在全自动钢材打捆包装生产线上必须按实际需要设定打捆捆结位置，并自动检测和控制钢捆在输送辊道上的位置，从而与打捆包装机协调自动完成打捆包装过程。为了达到这一目标，自动检测钢材在输送辊道上的准确位置是关键问题。现有的方法一是用光电开关测定钢捆打捆捆结位置。该方法需要在每一个打捆的捆结位置对应的钢捆端头处安装光电开关。当钢捆长度和打捆位置发生变化时需要调整光电开关的位置，这样必然导致增加了调整工作量和测点的资源开支，降低了自动化程度。同时较多的光电开关使受干扰的概率增加，势必会影响自动打捆包装过程的运行。
另一种办法是通过计时测量打捆捆结位置，由于输送辊道的速度波动会产生较大的捆结位置误差，很难满足打捆要求，特别是当需整理钢捆而暂停辊道时，这种办法就不能实现钢捆位置的测量。
发明内容
本发明的目的是：提出一种全自动打捆包装生产线测位装置的新结构，使测位装置能够跟随钢捆的实际位置直接、连续测量钢捆在辊道上的位置并且能够与打捆设备配合，以实现打捆捆结的任意设定和定位控制。同时，不受辊道运动速度变化和起停的影响。
本发明的技术方案是：全自动钢材打捆包装生产线测位装置，其特征在于，
(1)有一个测量辊10，它由一个空心的金属圆柱体辊轮10a和穿在辊轮中心并与辊轮牢固焊接为一体的辊轴10b构成；
(2)在测量辊10的两端各有一个摆臂支撑机构，辊轴10b的两端分别与左、右摆臂支撑机构中的轴承结合，将测量辊10支撑在两个摆臂支撑机构之间；
(3)右摆臂支撑机构由支架3、摆轴5、滑动轴承6、摆臂26、轴承座21、轴承盖13、轴承12、盖板29、导柱23、弹簧24和弹簧座25组成；支架3由两块平行而且相对放置的立板27和带有螺栓孔的底板28组成，立板27的下端与水平放置的底板上表面牢固焊接；在每块立板27的上部有一个摆轴安装孔，两块立板上的摆轴安装孔保持水平并同心，摆轴5安装在立板27上的摆轴安装孔中并固定；滑动轴承6套在摆轴5的中部，位于两块立板之间；轴承座21与摆臂26牢固连接或者为一体结构，在摆臂26上有一个轴孔，通过此轴孔使摆臂26套在滑动轴承6上并与滑动轴承6紧固为一体；轴承座21和轴承盖13都有半圆形的腔体，在该腔体的里侧有安装辊轴10b的半圆孔，在半圆孔的孔壁上有半圆形的密封槽，轴承座21和轴承盖13半圆形腔体的右侧有安装轴承12的半圆孔，轴承12安装在由轴承座21和轴承盖13共同构成的安装孔内，盖板29封盖住轴承安装孔，通过螺钉固定在轴承座21和轴承盖13上；密封圈11安装在由轴承座21和轴承盖13共同构成的密封槽中；弹簧座25固定在底板28上，导柱23固定在弹簧座25的中心，弹簧24下端套在导柱23上，插进弹簧座25内，弹簧24的上端顶住轴承座21的下表面；
(4)左摆臂支撑机构由支架3、摆轴5、滑动轴承6、摆臂26、轴承座21、轴承盖13、轴承12、套环14、联轴器17、编码器18、端盖19、防护罩20、导柱23、弹簧24和弹簧座25组成；支架3由两块平行而且相对放置的立板27和带有螺栓孔的底板28组成，立板27的下端与水平放置的底板上表面牢固焊接；在每块立板27的上部有一个摆轴安装孔，两块立板上的摆轴安装孔保持水平并同心，摆轴5安装在立板27上的摆轴安装孔中并固定；滑动轴承6套在摆轴5的中部，位于两块立板之间；轴承座21与摆臂26牢固连接或者为一体结构，在摆臂26上有一个轴孔，通过此轴孔使摆臂26套在滑动轴承6上并与滑动轴承6紧固为一体；轴承座21和轴承盖13都有半圆形的腔体，在该腔体的里侧有安装辊轴10b的半圆孔，在半圆孔的孔壁上有半圆形的密封槽，轴承座21和轴承盖13半圆形腔体的右侧有安装轴承12的半圆孔，轴承12安装在由轴承座21和轴承盖13共同构成的安装孔内，端盖19封盖住轴承安装孔；在端盖19与轴承12之间有一个套环14，辊轴10b左端面中心有一根细轴31，在端盖19的中心固定有一个编码器18，联轴器17将编码器18的旋转轴与细轴31连接起来，在编码器18的外面有一个带有法兰地防护罩20，螺钉15将防护罩20和端盖19固定在轴承座21和轴承盖13上；密封圈11安装在由轴承座21和轴承盖13共同构成的密封槽中；弹簧座25固定在底板28上，导柱23固定在弹簧座25的中心，弹簧24下端套在导柱23上，插进弹簧座25内，弹簧24的上端顶住轴承座21的下表面；
(5)在左、右摆臂支撑机构的上表面通过螺钉7固定着挡板8，限制摆臂26的摆动位置。
本发明的优点是：本发明测位装置能够跟随钢捆的实际位置直接、连续的测量钢捆在辊道上的位置，并且能够与打捆设备配合，实现打捆捆结的任意设定和定位控制。同时，不受辊道运动速度变化和起停的影响和限制。本发明结构简单，工作可靠。为完全实现打捆包装生产线的自动化运行提供了可靠的技术保证。
附图说明
图1是本发明结构示意图。其中，左边上部是辊轴10b的轴线所在的垂直剖面的局部剖视图，右边是摆轴5的轴线所在的垂直剖面的局部剖视图。
图2是图1的K向视图。
图3是图1的A向视图。其中，右边是辊轴10b所在的水平剖面的局部剖视图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。本发明的全自动钢材打捆包装生产线测位装置是一种全新的设计，下面结合图1、2、3给出的一个实施例，说明其结构特征。
(1)有一个测量辊10，它由一个空心的金属圆柱体辊轮10a和穿在辊轮中心并与辊轮牢固焊接为一体的辊轴10b构成。测量辊的功用是感受钢材的运动，将其转化为测量辊的转动。为了减轻重量，辊轮10a采用空心结构。
(2)在测量辊10的两端各有一个摆臂支撑机构，辊轴10b的两端分别与左、右摆臂支撑机构中的轴承结合，将测量辊10支撑在左右两个摆臂支撑机构之间。采用摆臂支撑机构的作用是保证辊轮10a能够可靠地接触钢材，不发生脱离现象，从而保证钢材的直线运动与测量辊10的转动保持准确的比例关系。
(3)右摆臂支撑机构由支架3、摆轴5、滑动轴承6、摆臂26、轴承座21、轴承盖13、轴承12、盖板29、导柱23、弹簧24和弹簧座25组成。支架3由两块平行而且相对放置的立板27和带有螺栓孔的底板28组成，垂直的立板27的下端与水平放置的底板28上表面牢固焊接。在每块立板27的上部有一个摆轴安装孔，两块立板上的摆轴安装孔保持水平并同心，摆轴5安装在立板27上的摆轴安装孔中并加以固定。固定的方式有多种形式，在图1的实施例中，摆轴5的一端有一个起定位作用的圆肩，其另一端有卡槽，卡板9卡在卡槽中，并通过螺钉30固定在立板27上。还可以采用螺钉固定或者顶丝锁紧或者通过螺纹与立板连接等方法固定摆轴5。滑动轴承6套在摆轴5的中部，位于两块立板之间。轴承座21与摆臂26牢固连接或者为一体结构，例如一体加工成型。在摆臂26上有一个轴孔，通过此轴孔使摆臂26套在滑动轴承6上并与滑动轴承6紧固为一体。一般采用紧配合将滑动轴承6压入轴孔内。轴承座21和轴承盖13都有半圆形的腔体，在该腔体的里侧即靠近辊轮10a的一侧，有安装辊轴10b的半圆孔，在半圆孔的孔壁上有半圆形的密封槽。轴承座21和轴承盖13半圆形腔体的右侧有安装轴承12的半圆孔，轴承12安装在由轴承座21和轴承盖13共同构成的安装孔内。轴承座21和轴承盖13通过螺钉32连接起来。盖板29封盖住轴承安装孔，通过螺钉固定在轴承座21和轴承盖13上。密封圈11安装在由轴承座21和轴承盖13共同构成的密封槽中。弹簧座25固定在底板28上，导柱23固定在弹簧座25的中心，弹簧24下端套在导柱23上，插进弹簧座25内，弹簧24的上端顶住轴承座21的下表面。由弹簧座25、导柱23和弹簧24组成的弹性支撑机构支撑住测量辊10的重量，同时，当辊轮10a受到超过弹簧24弹力的压力时，测量辊10通过摆臂支撑机构可绕摆轴5中心线向下转动。
(4)左摆臂支撑机构与右摆臂支撑机构的基本结构相同，只是去掉了盖板29，换成了由端盖19为主要连接件的测量部件。左摆臂支撑机构由支架3、摆轴5、滑动轴承6、摆臂26、轴承座21、轴承盖13、轴承12、套环14、联轴器17、编码器18、端盖19、防护罩20、导柱23、弹簧24和弹簧座25组成。除了套环14、联轴器17、编码器18、端盖19、防护罩20等零部件以外，其他零部件的连接关系与上面所说的右摆臂支撑机构的相应零部件完全相同，这里不再重复。这里主要说明新增零部件的连接关系。端盖19封盖住由轴承座21和轴承盖13共同构成的轴承安装孔。在端盖19与轴承12之间有一个套环14，以保证有足够的空间容纳联轴器17，并使轴承12轴向固定。辊轴10b的左端面中心有一根细轴31，与辊轴10b牢固连接。在端盖19的中心孔上固定有一个编码器18，联轴器17将编码器18的旋转轴与细轴31连接起来。这样，测量辊的转动经联轴器17传递给编码器18。在编码器18的外面有一个带有法兰的防护罩20，螺钉15将防护罩20和端盖19一起固定在轴承座21和轴承盖13上。
(5)在左、右摆臂支撑机构的上表面通过螺钉7固定着挡板8。它的作用是将摆臂支撑机构正确定位。
为了防止轴承12滑脱，在辊轴10b端部有卡槽，弹簧挡圈22卡入该卡槽内将轴承12锁定。
为了便于摆轴5的润滑，在其内部有连通滑动轴承内腔的润滑油通路，在摆轴5的外端面上有与润滑油通路连通的油嘴4。
为了便于连接轴承座21和摆臂26，可以将轴承座21和轴承盖13的结合面设计成如图2所示的倾斜形状，例如倾斜45度角，这样给摆臂26与轴承座21的结合部提供了空间。
本发明安装时，将支架3通过螺栓2固定在相关的底座上，并在相关底座与支架3之间夹有调整垫板1来调整测量辊10的辊面与输送辊道表面之间在高度方向上的相对关系。应使测量辊的辊面高出输送辊道的辊面。本发明的工作原理是：预成型好的钢捆通过输送辊道运向打捆机进行打捆包装，当钢捆运行到测量辊10上面时，靠钢捆的重量将测量辊压下，使其绕摆轴5下摆至辊面与输送辊道的辊面一致。此时，弹簧24的弹力使辊轮10a始终靠紧钢捆，通过摩擦使测量辊10与钢材的直线运动同步旋转并带动编码器18旋转，将钢捆的直线运动转换成角度值。根据该角度值和测量辊的周长即可得到钢捆的直线位移。这样就可以直接测得钢捆在辊道上的位置，实现了打捆捆丝的任意设定和定位控制。当钢捆离开测量辊10时，测量辊10在弹簧24的作用下又恢复到原来位置，等待下一个钢捆的到来。