無噪聲鋼管收集裝置的製作方法

2023-05-04 18:26:11

專利名稱：無噪聲鋼管收集裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種鋼管收集裝置，尤其是一種無噪聲鋼管收集裝置。
背景技術：
目前，鋼管生產企業鋼管生產線的鋼管收集裝置多數是「U」形剛性料筐，鋼管直接從收集臺的斜篦條上滾落入料筐，由於落差大，鋼管間撞擊所發出的噪聲很大，是鋼管精整區的最大噪聲源，同時鋼管表面易被撞壞。
中國專利CN94236540.2公開了一種無噪聲鋼管收集裝置，該裝置由料筐，移動篦條，檢測元件，承料橫梁，蝸輪蝸杆等組成，該裝置通過控制鋼管進入料筐的落差，達到消除噪聲的目的。但是該裝置的蝸杆在整個收集過程中承載很大負荷，易出現故障，並且為了支承鋼管，其承料橫梁和蝸杆都較龐大，結構複雜。

發明內容
為了解決上述技術中的不足，本發明的目的是提供一種工作更加可靠且結構簡單的無噪聲鋼管收集裝置。通過降低鋼管的收集落差，消除噪聲。
為了解決上述技術問題，本發明包括擺動件，收集繩，立柱，擺動配重，擺動配重牽引繩，安裝在立柱上的收集繩收放機構及擺動配重牽引機構，和安裝在立柱上的力矩平衡機構。立柱與擺動件通過轉軸連接，擺動件能繞轉軸相對立柱擺動；收集繩的一端與擺動件的收集臂端部相連，另一端與收集繩收放機構相連，收集繩收放機構的一根柔性繩與擺動件相連；擺動配重置於擺動件導向段上，擺動配重在導向段上能相對擺動件移動，擺動配重與擺動配重牽引繩的一端相連，擺動配重牽引繩的另一端與擺動配重牽引機構相連，擺動配重牽引機構的一根柔性繩固定並纏在擺動件的下部凸緣上；力矩平衡機構的一根柔性繩一端固定並纏在擺動件的上部凸緣上；擺動件來回擺動時，收集繩收放機構使收集繩分別放長和收短，同時擺動配重牽引機構使擺動配重分別遠離和靠近立柱；初始時擺動件的擺臂與水平面構成斜面。
力矩平衡機構包括安裝在立柱上的一個繩筒，兩根柔性繩，一個配重；這個繩筒上固定並纏繞著兩根柔性繩，兩根柔性繩纏繞的旋向相反，其中一根柔性繩的另一端固定並纏在擺動件的上部凸緣上，另一根柔性繩的另一端與配重相連。力矩平衡機構平衡了擺動配重牽引機構纏在擺動件下部凸緣的柔性繩對轉動中心產生的力矩。
與力矩平衡機構的柔性繩相連的擺動件上部凸緣是沿收集臂到擺臂方向逐點與轉軸中心的矢徑逐漸減小的曲線，即在此方向上凸緣曲線上逐點與轉軸中心的距離逐漸減小。
收集繩收放機構包括至少一個安裝在立柱上的繩筒，一根柔性繩；收集繩一端固定並纏繞在該繩筒上，柔性繩的一端按收集繩纏繞的相反旋向固定並纏繞在同一繩筒上，柔性繩的另一端與擺動件的擺臂相連。當擺動件擺動時，收集繩收放機構完成對收集繩的收放功能。
收集繩收放機構的一種改進是該機構的柔性繩一端按收集繩纏繞的相反旋向固定並纏繞在同一繩筒上，另一端繞過位於擺動件的擺臂端部的繩輪與擺動配重的遠離立柱一側相連。這種改進減少了立柱在縱向的柔性繩數，有利於此處的結構優化。
擺動配重牽引機構包括安裝在立柱上的一個繩筒，一根柔性繩；擺動配重牽引繩的一端固定並纏繞在該繩筒上，柔性繩的一端按擺動配重牽引繩纏繞的相反旋向固定並纏繞在同一繩筒上，柔性繩的另一端固定並纏在擺動件的下部凸緣上。當擺動件擺動時，擺動配重牽引機構相應完成對擺動配重的牽引，使擺動配重移動。
擺動件為一近似「L」形的剛體，擺動件以轉軸為界分為收集臂和擺臂兩部分，擺臂上有一導向段，在轉軸處有上、下凸緣。
為了擺動件能平穩復位，在擺動件的擺臂上裝有一阻尼器。
由於採用了擺動件與立柱通過轉軸連接這種結構，每根落入收集繩的鋼管，其重力對擺動件轉軸的矩使擺動件轉動，使擺動件的收集臂端部遠離立柱，進而使收集料口寬度增大，擺動件的轉動通過其下部凸緣放長擺動配重牽引機構的一根固定並纏在擺動件下部凸緣上的柔性繩，因而在擺動配重的重力作用下使該柔性繩纏繞的繩筒作相應轉動，擺動配重也相應移動遠離立柱，當擺動配重移動所產生對擺動件轉軸的力矩與收集的鋼管重力對擺動件轉軸的力矩相平衡時，即達到動態平衡，擺動配重停止移動，擺動件停止轉動；同時，擺動件的轉動使收集繩收放機構的繩筒轉動並放長收集繩直到平衡為止，使收集空間增大，為收集下一根鋼管讓出空間位置，並且在料口上特收集的下一根鋼管與已收集的鋼管上表面距離仍然很小，因而碰撞亦很小，消除了噪聲，又由於採用這種收集裝置的結構比較簡單，所以故障很低，因而保證了工作的可靠性，而且無需能源動力。復位時，在擺動配重的重力作用下擺動件作與收集鋼管時的旋向相反的轉動，擺動件的轉動通過其下部凸緣卷取收短固定並纏在擺動件下部凸緣上的柔性繩，從而在該柔性繩的作用下使擺動配重牽引機構的這個繩筒反相轉動，相應使擺動配重逐漸移動並向立柱靠近，直到擺動配重複位；擺動件的轉動同時使收集繩收放機構的繩筒亦反向轉動並收短收集繩直到復位。又因力矩平衡機構的一根柔性繩的一端所固定並纏在擺動件上部的凸緣是沿收集臂到擺臂方向逐點與轉軸中心的矢徑逐漸減小的曲線，在此方向上凸緣曲線上逐點與轉軸中心的距離逐漸減小，即作用在柔性繩上的力對應凸緣曲線上點對轉軸中心的力臂是逐漸減小的，因而配重通過此柔性繩對轉軸中心的力矩隨著收集鋼管的增加使擺動件相應轉動而逐漸減小；與此同時，隨著擺動件的轉動使擺動配重沿擺動件導向段的下滑分力逐漸減小，從而擺動配重通過纏在擺動件下部凸緣的柔性繩對轉軸中心的力矩亦逐漸減小；而這兩個力矩的方向相反，大小也基本相等，它們對擺動件轉軸的合力矩近似為零，同樣擺動件反向轉動時，它們對擺動件轉軸的合力矩也近似為零，因而力矩平衡機構消除了擺動配重牽引機構纏在擺動件下部凸緣的柔性繩對轉動中心產生的力矩的影響，因此擺動配重的重力對轉動中心的力矩主要只平衡收集鋼管的重力對轉動中心的力矩，這可有效減小擺動配重的重量和移動距離，節省成本並節約空間。
作為本發明無噪聲鋼管收集裝置的一種改進，該裝置包括擺動件，收集繩，立柱，擺動配重，擺動配重牽引繩，安裝在立柱上的收集繩收放機構和擺動配重牽引機構。立柱與擺動件通過轉軸連接，擺動件能繞轉軸相對立柱擺動；收集繩的一端與擺動件的收集臂端部相連，另一端與收集繩收放機構相連，收集繩收放機構的一根柔性繩與擺動件相連；擺動配重置於擺動件導向段上，擺動配重在導向段上能相對擺動件移動，擺動配重與擺動配重牽引繩的一端相連，擺動配重牽引繩的另一端與擺動配重牽引機構相連，擺動配重牽引機構的一根柔性繩固定並纏在擺動件的下部凸緣上；擺動件來回擺動時，收集繩分別放長和縮短，同時擺動配重分別遠離和靠近立柱；初始時擺動件的擺臂與水平面構成斜面。由於省去了平衡擺動配重牽引機構纏在擺動件下部凸緣的柔性繩對轉動中心產生力矩的力矩平衡機構，使結構更簡單，改進後的無噪聲鋼管收集裝置的工作原理與前相同。
本發明採用槓桿原理，利用擺動件作為槓桿，在收集鋼管時通過擺動配重移動使擺動件達到動態平衡，並且在此過程中放長收集繩和使擺動配重遠離立柱，不斷在平衡——不平衡——平衡之間轉化，從而完成鋼管收集工作。而在復位時利用擺動配重的重力作用自動復位，一方面擺動配重牽引機構使擺動配重逐漸靠近立柱，另一方面收集繩收放機構使收集繩收短，直到復位。本發明結構簡單而且工作可靠，並且無需動力。


下面結合附圖和本發明的實施方式作進一步詳細說明圖1為本發明無噪聲鋼管收集裝置實施方式的示意圖。
圖2為改進的本發明無噪聲鋼管收集裝置實施方式的示意圖。
圖3為收集繩收放機構改進的本發明無噪聲鋼管收集裝置實施方式的示意圖。
圖4為擺動件結構示意圖。
圖5為本發明無噪聲鋼管收集裝置收集實施方式的示意圖。
具體實施例方式
從圖1、圖4所示本發明實施方式可知，無噪聲鋼管收集裝置包括擺動件1，收集繩2，立柱3，擺動配重4，擺動配重牽引繩6，安裝在立柱3上包括繩筒7及柔性繩8的收集繩收放機構和包括繩筒10及柔性繩9的擺動配重牽引機構，以及安裝在立柱3上的包括繩筒11及柔性繩12、13和配重14的力矩平衡機構。收集繩收放機構的繩筒可以是一個，也可以是幾個，當繩筒只有一個時，則該繩筒應為階梯軸，否則，既可以是階梯軸，也可以是光軸，以滿足與擺臂18相連的柔性繩8和收集繩2之間的傳動比，本發明優選一個繩筒7並為階梯軸，收集繩2固定並纏繞在繩筒7的大端，柔性繩8按收集繩2纏繞的相反旋向固定並纏繞在繩筒7的小端，柔性繩8的另一端與擺動件1的擺臂18相連；繩筒11既可是階梯軸，也可是光軸，本發明優選繩筒11為階梯軸，柔性繩12固定並纏繞在繩筒11的小端，柔性繩13按柔性繩12纏繞的相反旋向固定並纏繞在繩筒11的大端；繩筒10亦既可是階梯軸，也可是光軸，本發明優選繩筒10為階梯軸，擺動配重牽引繩6固定並纏繞在繩筒10的大端，柔性繩9按擺動配重牽引繩6纏繞的相反旋向固定並纏繞在繩筒10的小端；待料時，收集繩2下垂，所圍空間根據鋼管規格不同能容納2-3根鋼管，擺動件1的收集臂17端部靠近立柱3，並且此時作用在擺動件1上的合力矩大致為零，只是擺動配重4對轉軸5的力矩略大，擺動件1的擺臂18受彈性支座支撐，而且柔性繩9和柔性繩12對轉軸5的合力矩亦為零。當鋼管21滾入收集繩2，其重力對轉軸5的力矩，使擺動件1順時針轉動，擺動件1的收集臂17端部遠離立柱3，擺動件1的轉動使擺動配重牽引機構的繩筒10作逆時針轉動，擺動配重4便遠離立柱3，直到擺動配重4對轉軸5增加的力矩與鋼管21滾入收集繩2後增加的力矩相平衡為止，這時擺動件1停止轉動並保持動態平衡，擺動配重4亦停止移動；同時，擺動件1的轉動使收集繩收放機構的繩筒7作順時針轉動，繩筒7轉動並放長收集繩2，使其在鋼管收集區的長度增加，結果增大了收集空間，為收集下一根鋼管留出了空間，直到擺動件1平衡為止，在料口上待收集的下一根鋼管21與已收集的鋼管上表面距離很小；隨著擺動件1順時針轉動，擺動配重4的下滑力減小使柔性繩9通過凸緣15對轉軸5的力矩也減小，同時擺動件1順時針轉動又使力矩平衡機構的繩筒11順時針轉動，並使凸緣16上與柔性繩12的切點到轉軸5中心的距離減小，也使配重14通過柔性繩12對轉軸5的力矩減小，其結果是柔性繩9和柔性繩12對轉軸5的合力矩仍為零。下一根鋼管21滾入收集繩2後又打破平衡重複上述過程再次建立動態平衡，如此反覆收集到需要的鋼管根數，打捆吊出。當吊出鋼管時，在擺動配重4的重力作用下擺動件1作逆時針轉動，使擺動件1的收集臂17端部向立柱3靠近，擺動件1的轉動使擺動配重牽引機構牽引擺動配重4靠近立柱3，並使收集繩收放機構的繩筒7卷取收短收集繩2，鋼管收集區的集繩2的長度減小，直到擺動件1的擺臂18受到支撐為止，處於待料狀態，完成復位，至此完成一個收集周期。為了消除擺動件1復位時的衝擊，可在擺動件1的擺臂18上設阻尼器20，阻尼器可有多種選擇，本發明優選無源液壓缸20為阻尼器，在無源液壓缸20的作用下擺動件1復位時緩慢轉動。
圖2是本發明無噪聲鋼管收集裝置的一種改進實施方式，收集裝置包括擺動件1，收集繩2，立柱3，擺動配重4，擺動配重牽引繩6，安裝在立柱3上包括繩筒7及柔性繩8的收集繩收放機構和包括繩筒10及柔性繩9的擺動配重牽引機構。由於省去了平衡擺動配重牽引機構纏在擺動件下部凸緣的柔性繩對轉動中心產生力矩的力矩平衡機構，因而擺動件1上的上凸緣16已無意義，本發明優選無凸緣16的擺動件1。當鋼管21滾入收集繩2，其重力對轉軸5的力矩，使擺動件1順時針轉動，擺動件1的收集臂17端部遠離立柱3，擺動件1的轉動使擺動配重牽引機構的繩筒10作逆時針轉動，擺動配重4便遠離立柱3，直到擺動配重4對轉軸5增加的力矩與鋼管21滾入收集繩2後增加的力矩相平衡為止，這時擺動件1停止轉動並保持動態平衡，擺動配重4亦停止移動；同時，擺動件1的轉動使收集繩收放機構的繩筒7作順時針轉動，繩筒7轉動並放長收集繩2，使其在鋼管收集區的長度增加，結果增大了收集空間，為收集下一根鋼管留出了空間，直到擺動件1平衡為止，在料口上待收集的下一根鋼管21與已收集的鋼管上表面距離很小；如此反覆完成收集過程。復位時，在擺動配重4的重力作用下擺動件1作逆時針轉動，使擺動件1的收集臂17端部向立柱3靠近，擺動件1的轉動使擺動配重牽引機構牽引擺動配重4靠近立柱3，並使收集繩收放機構的繩筒7卷取收短收集繩2，鋼管收集區的集繩2的長度減小，直到擺動件1的擺臂18受到支撐為止，處於待料狀態，完成復位，至此完成一個收集周期。
圖3是收集繩收放機構改進的本發明實施方式，收集繩收放機構的柔性繩8繞過位於擺動件1的擺臂18端部的繩輪22與擺動配重4遠離立柱3側相連。當鋼管21滾入收集繩2，其重力對轉軸5的力矩，使擺動件1順時針轉動，擺動件1的收集臂17端部遠離立柱3，擺動配重牽引機構的繩筒10作逆時針轉動，擺動配重4遠離立柱3，直到擺動配重4對轉軸5增加的力矩與鋼管21滾入收集繩2後增加的力矩相平衡為止，這時擺動件1停止轉動並保持動態平衡，擺動配重4亦停止移動；同時，擺動配重4的移動又通過連接在其上的柔性繩8並在收集鋼管的重力作用下使收集繩收放機構的繩筒7作順時針轉動，從而放長收集繩2，直到平衡為止，如此反覆完成收集過程。復位時，在擺動配重4的重力作用下擺動件1作逆時針轉動，擺動件1轉動又通過擺動配重牽引機構牽引擺動配重4靠近立柱3，同時擺動配重4的移動又通過連接在其上的柔性繩8使收集繩收放機構的繩筒7作逆時針轉動，從而收短收集繩2，直到擺動件1的擺臂18受到支撐為止，處於待料狀態，完成復位。
圖5是本發明收集實施方式，當擺動件1的收集臂17受到支座支撐時，本發明收集量達到飽和。
本發明不僅適用於收集鋼管，還適用於收集線材和棒材。
本發明不局限於上述具體實施例，只要採用立柱和擺動件這種結構，並採用擺動配重牽引機構和收集繩收放機構，而不論其具體形式怎樣變化都落入本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種無噪聲鋼管收集裝置，其特徵在於所述無噪聲鋼管收集裝置包括擺動件(1)，收集繩(2)，立柱(3)，擺動配重(4)，擺動配重牽引繩(6)，安裝在立柱(3)上的收集繩收放機構及擺動配重牽引機構，和安裝在立柱(3)上的力矩平衡機構；所述立柱(3)與所述擺動件(1)通過轉軸(5)連接，擺動件(1)能繞轉軸(5)相對立柱(3)擺動，所述收集繩(2)的一端與擺動件(1)的收集臂(17)端部相連，另一端與所述收集繩收放機構相連，收集繩收放機構的一根柔性繩與擺動件(1)相連，所述擺動配重(4)置於擺動件(1)導向段(19)上，擺動配重(4)在導向段(19)上能相對擺動件(1)移動，擺動配重(4)與所述擺動配重牽引繩(6)的一端相連，擺動配重牽引繩(6)的另一端與擺動配重牽引機構相連，擺動配重牽引機構的一根柔性繩固定並纏在擺動件(1)的凸緣(15)上，所述力矩平衡機構的一根柔性繩一端固定並纏在擺動件(1)的凸緣(16)上；擺動件(1)來回擺動時，收集繩收放機構使收集繩(2)分別放長和收短，同時擺動配重牽引機構使擺動配重(4)分別遠離和靠近立柱(3)；初始時擺動件(1)的擺臂(18)與水平面構成斜面。
2.根據權利要求1所述無噪聲鋼管收集裝置，其特徵在於所述力矩平衡機構包括安裝在立柱(3)上的繩筒(11)，柔性繩(12)、(13)，配重(14)；所述柔性繩(12)一端固定並纏在擺動件(1)的凸緣(16)上，另一端固定並纏繞在所述繩筒(11)上，所述柔性繩(13)一端按柔性繩(12)纏繞的相反旋向固定並纏繞在繩筒(11)上，另一端與配重(14)相連。
3.根據權利要求1或2所述無噪聲鋼管收集裝置，其特徵在於所述凸緣(16)是沿收集臂(17)到擺臂(18)方向逐點與轉軸(5)中心的矢徑逐漸減小的曲線，即此方向上凸緣曲線上逐點與轉軸(5)中心的距離逐漸減小。
4.一種無噪聲鋼管收集裝置，其特徵在於所述無噪聲鋼管收集裝置包括擺動件(1)，收集繩(2)，立柱(3)，擺動配重(4)，擺動配重牽引繩(6)，安裝在立柱(3)上的收集繩收放機構和擺動配重牽引機構；所述立柱(3)與所述擺動件(1)通過轉軸(5)連接，擺動件(1)能繞轉軸(5)擺動，所述收集繩(2)的一端與擺動件(1)的收集臂(17)端部相連，另一端與所述收集繩收放機構相連，收集繩收放機構的一根柔性繩與擺動件(1)相連，所述擺動配重(4)置於擺動件(1)導向段(19)上，擺動配重(4)在導向段(19)上能相對擺動件(1)移動，擺動配重(4)與所述擺動配重牽引繩(6)的一端相連，擺動配重牽引繩(6)的另一端與擺動配重牽引機構相連，擺動配重牽引機構的一根柔性繩固定並纏在擺動件(1)的凸緣(15)上；擺動件(1)來回擺動時，收集繩收放機構使收集繩(2)分別放長和收短，同時擺動配重牽引機構使擺動配重(4)分別遠離和靠近立柱(3)；初始時擺動件(1)的擺臂(18)與水平面構成斜面。
5.根據權利要求1或4所述無噪聲鋼管收集裝置，其特徵在於所述收集繩收放機構包括至少一個安裝在立柱(3)上的繩筒(7)，柔性繩(8)；所述收集繩(2)一端固定並纏繞在所述繩筒(7)上，所述柔性繩(8)一端按收集繩(2)纏繞的相反旋向固定並纏繞在繩筒(7)上，柔性繩(8)的另一端與擺動件(1)的擺臂(18)相連。
6.根據權利要求5所述無噪聲鋼管收集裝置，其特徵在於所述收集繩收放機構的柔性繩(8)一端按收集繩(2)纏繞的相反旋向固定並纏繞在繩筒(7)上，另一端繞過位於擺動件(1)的擺臂(18)端部的繩輪(22)與擺動配重(4)的遠離立柱(3)側相連。
7.根據權利要求1或4所述無噪聲鋼管收集裝置，其特徵在於所述擺動配重牽引機構包括安裝在立柱(3)上的繩筒(10)，柔性繩(9)；所述擺動配重牽引繩(6)的一端固定並纏繞在繩筒(10)上，所述柔性繩(9)的一端按擺動配重牽引繩(6)纏繞的相反旋向固定並纏繞在繩筒(10)上，柔性繩(9)的另一端固定並纏在擺動件(1)的凸緣(15)上。
8.根據權利要求1或4所述無噪聲鋼管收集裝置，其特徵在於所述擺動件(1)為一近似「L」形的剛體，擺動件(1)以轉軸(5)為界分為收集臂(17)和擺臂(18)兩部分，擺臂(18)上有一導向段(19)，在轉軸(5)處有凸緣(15)、(16)。
9.根據權利要求1或4所述無噪聲鋼管收集裝置，其特徵在於所述擺動件(1)的擺臂(18)上有一阻尼器(20)。
全文摘要
本發明公開了一種收集鋼管用的無噪聲鋼管收集裝置，包括擺動件(1)，收集繩(2)，立柱(3)，擺動配重(4)，擺動配重牽引繩(6)，安裝在立柱(3)上包括繩筒(7)及柔性繩(8)的收集繩收放機構和包括繩筒(10)及柔性繩(9)的擺動配重牽引機構；立柱(3)與擺動件(1)通過轉軸(5)連接，擺動件(1)能繞轉軸(5)相對立柱(3)擺動，擺動件(1)來回擺動時，收集繩收放機構使收集繩(2)分別放長和收短，同時擺動配重牽引機構使擺動配重(4)分別遠離和靠近立柱(3)。使用該收集裝置能有效降低鋼管落差，從而降低鋼管間的碰撞，消除噪聲，並保護鋼管表面質量，而且無需能源動力。
文檔編號B21D43/20GK1887470SQ20061002151
公開日2007年1月3日 申請日期2006年8月2日 優先權日2006年8月2日
發明者楊曉榮 申請人:楊曉榮