倍尺飞剪出轧件取样装置

技术领域

本发明涉及长条状型材剪切技术领域，尤其涉及一种倍尺飞剪出轧件取样装置。

背景技术

随着冶金轧钢的发展，特别是一些长条状型材轧钢厂，为保证最终产品质量以及实现负公差轧制，在生产过程中已经引入了成品取样的工序，其目的是为了及时检测产品尺寸偏差及表面质量。

现有轧线上的成品取样方法大部分都是由人工切割成品轧件取得样品完成的，即轧件轧制完成后经过倍尺剪将其剪切成倍尺长度(倍尺长度是成品长度的整数倍)，而后由辊道运输到冷床上冷却，这时检验人员将冷床上待冷却的轧件切割下来一段长度用于取样。

现有取样方法存在如下问题：

(1)人工需靠近不低于600摄氏度的轧件进行取样，工作环境恶劣、人体安全得不到有效保证且剪切精度得不到保证；

(2)其他在线取样方法只能取得轧件头部或尾部的部分，但轧件的头部或尾部会因为温度降低的原因，使其冷却不均匀，并且此部分会在后续的轧钢工序中被去掉，所以此部分的尺寸误差及表面质量常常无法体现轧件本身真实的质量情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种倍尺飞剪出轧件取样装置，来解决人工取样工作环境危险、取样精度差、取样型材段不能体现型材真正质量的难题。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供了一种倍尺飞剪出轧件取样装置，包括：飞剪机构，具有相对设置的上刀架和下刀架，所述上刀架与所述下刀架能分别转动地设置，在所述上刀架和所述下刀架上分别设有取样剪刃和倍尺剪刃，所述取样剪刃和所述倍尺剪刃沿所述上刀架或所述下刀架的转动周向间隔设置；转辙机构，设置在所述飞剪机构的一侧,所述转辙机构具有能将型材运输至所述上刀架与所述下刀架之间的入口导管，所述入口导管能在轧制位置和取样位置之间往复摆动地设置。

优选的，其中，所述转辙机构包括：底座；用于固定入口导管的导管架，所述导管架的一端能水平转动地连接在所述底座上，所述导管架的另一端连接有驱动机构，所述导管架通过所述驱动机构能水平摆动地设置在所述底座上。

优选的，其中，所述底座上开设有滑槽，所述导管架的另一端连接有销轴，所述销轴能往复移动地设置在所述滑槽内。

优选的，其中，所述导管架的一端连接有转轴，所述底座上开设有连接孔，所述转轴上套设有轴承并能通过所述轴承转动地设置在所述连接孔内。

优选的，其中，所述倍尺剪刃和所述取样剪刃均沿平行于所述上刀架或所述下刀架的转轴的方向连接在所述上刀架或所述下刀架的外表面上。

优选的，其中，沿所述上刀架或所述下刀架的转动方向，部分所述倍尺剪刃与所述取样剪刃相重合。

优选的，其中，在所述入口导管位于所述轧制位置的状态下，所述型材能通过所述倍尺剪刃剪切；在所述入口导管位于所述取样位置的状态下，所述型材能通过所述倍尺剪刃和所述取样剪刃剪切。

优选的，其中，所述入口导管的摆动角度小于5°。

优选的，其中，所述倍尺剪刃和所述取样剪刃在所述上刀架或所述下刀架的转轴上的顶点形成的圆心角为5゜的整数倍。

优选的，其中，所述倍尺飞剪出轧件取样装置还包括：导料机构，设置在所述飞剪机构的另一侧，所述导料机构具有沿型材运输方向设置的轧制通道和取样通道，所述轧制通道与所述取样通道并排设置。

优选的，其中，所述轧制通道的运输底面水平设置，所述取样通道的运输底面沿运输方向向下倾斜设置。

优选的，其中，所述轧制通道与所述入口导管的轧制位置水平相对，所述取样通道与所述入口导管的取样位置水平相对。

本发明的特点及优点是：

通过在轧制位置与取样位置之间的自动切换，既能实现轧制的功能又能实现取样的功能，且能保证取样时得到真正体现型材质量的样品段；同时轧制与取样无需人工进行，降低了人体的劳动强度，保证了人体的安全与剪切精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的倍尺飞剪出轧件取样装置的结构图；

图2为本发明的倍尺飞剪出轧件取样装置的状态一的俯视示意图；

图3为图2中A-A向的剖视图；

图4为图2中B-B向的剖视图；

图5为本发明的倍尺飞剪出轧件取样装置的状态二的俯视示意图；

图6为本发明的倍尺飞剪出轧件取样装置的状态三的俯视示意图；

图7为本发明的倍尺飞剪出轧件取样装置的状态四的俯视示意图；

图8为本发明转辙机构的主视图；

图9为本发明转辙机构的俯视图；

图10为本发明倍尺剪刃/取样剪刃的结构图。

附图标记与说明：

10、倍尺飞剪出轧件取样装置；

1、飞剪机构；11、上刀架；111、取样剪刃；112、倍尺剪刃；12、下刀架；2、转辙机构；21、入口导管；22、底座；221、滑槽；222、连接孔；23、导管架；231、销轴；232、转轴；2321、轴承；3、驱动机构；31、连接杆；4、导料机构；41、轧制通道；411、轧制通道的运输底面；42、取样通道；421、取样通道的运输底面；100、型材；101、型材的废品段；102、型材的样品段；103、型材的轧制段；F1、上刀架的转动方向；F2、下刀架的转动方向；F3、型材的运输方向；F4、倍尺剪刃/取样剪刃的设置方向；α、入口导管的摆动角度；β、圆心角；θ、剪切面与上刀架的转动方向之间的夹角；θ1、第一夹角；θ2、第二夹角；A、剪切面；B、倾斜面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种倍尺飞剪出轧件取样装置10，请参见图1至图9，该倍尺飞剪出轧件取样装置10包括飞剪机构1和转辙机构2。具体的，飞剪机构1具有相对设置的上刀架11和下刀架12，上刀架11与下刀架12能分别转动地设置，在上刀架11和下刀架12上分别设有取样剪刃111和倍尺剪刃112，取样剪刃111和倍尺剪刃112沿上刀架11或下刀架12的转动周向间隔设置。转辙机构2设置在飞剪机构1的一侧,转辙机构2具有能将型材100运输至上刀架11与下刀架12之间的入口导管21，入口导管21能在轧制位置和取样位置之间往复摆动地设置。

本申请中倍尺飞剪出轧件取样装置10，通过使转辙机构2上的入口导管21在轧制位置与取样位置之间的进行切换，既能实现对型材100的轧制功能(即倍尺剪切)又能实现对型材100的取样功能，且能保证取样时得到真正体现型材100质量的样品段102；同时型材100的轧制(即倍尺剪切)与取样无需人工进行，降低了人体的劳动强度，保证了人体的安全与剪切精度。

为了使倍尺飞剪出轧件取样装置10能够正常实现轧制(即倍尺剪切)与取样的功能，在上刀架11上和下刀架12上设置的倍尺剪刃112和取样剪刃111具有常规倍尺飞剪机构的剪刃。

具体的，倍尺剪刃112和取样剪刃111的结构如图1和图10所示，该倍尺剪刃112(或取样剪刃111)的设置方向F4与上刀架11的中心轴线或下刀架12的中心轴线相垂直，且倍尺剪刃112和取样剪刃111设置在上刀架11或下刀架12的外表面上。其中，该倍尺剪刃112的剪切面A(或取样剪刃111的剪切面A)与上刀架11的转动方向F1之间的夹角θ为20°到40°，在一些优选实施例中夹角θ为30°；同样的，该倍尺剪刃112的剪切面A(或取样剪刃111的剪切面A)与下刀架12的转动方向F2之间的夹角θ也为20°到40°，在一些优选实施例中为30°。也即，该倍尺剪刃112(或取样剪刃111)的设置方向F4与该倍尺剪刃112的剪切面A(或取样剪刃111的剪切面A)之间具有第一夹角θ1，该第一夹角θ1为50°到70°，在一些优选实施例中第一夹角θ1为30°。此外，该倍尺剪刃112(或取样剪刃111)的底面与该倍尺剪刃112的倾斜面B(或取样剪刃111的倾斜面B)之间具有第二夹角θ2，该第二夹角θ2为50°到80°，在一些优选实施例中第二夹角θ2为80°，具体请参见图10。

本领域的技术人员应当明白，该倍尺剪刃112的剪切面A(或取样剪刃111的剪切面A)与上刀架11的转动方向F1之间的夹角θ、该取样剪刃111的剪切面A与上刀架11的转动方向F1之间的夹角θ也可以不同，只要上刀架11上和下刀架12上的倍尺剪刃112能够配合完成型材100的轧制(即倍尺剪切)，且上刀架11上和下刀架12上的取样剪刃111能够配合完成型材100的取样就应当在本发明的保护范围内。

其中，倍尺飞剪出轧件取样装置10的工作过程如下：

请参见图1和图2，在轧制状态下，转辙机构2通过入口导管21将型材100运输至上刀架11与下刀架12之间。此时，上刀架11具有转动方向F1、下刀架12具有转动方向F2，上刀架11与下刀架12随着各自的转轴232转动。当上刀架11上的倍尺剪刃112和下刀架12上的倍尺剪刃112旋转至预设位置时能轧制(即倍尺剪切)型材100，随着型材100沿着运输方向F3不断进给，上刀架11与下刀架12随着各自的转轴232继续旋转，上刀架11上的倍尺剪刃112和下刀架12上的倍尺剪刃112能继续轧制(即倍尺剪切)型材100，从而通过该倍尺飞剪出轧件取样装置10完成对型材100的连续轧制(即倍尺剪切)，得到多个具有倍尺长度的型材100的轧制段103。

本领域的技术人员应当明白，其中上刀架11的转动方向F1和下刀架12的转动方向F2相反，但二者均朝向转辙机构2的一侧进行转动，即在一些实施例中，上刀架11的转动方向F1为顺时针的方向且下刀架12的转动方向F2为逆时针的方向；在另一些实施例中，可配合参阅图1所示，上刀架11的转动方向F1为逆时针的方向且下刀架12的转动方向F2为顺时针的方向。当然，本领域的技术人员还应当明白，型材100的轧制(即倍尺剪切)长度由上刀架11的周长和下刀架12的周长决定，用户可以根据自己的需求选择合适周长的上刀架11和下刀架12，进而能够按照预设倍尺长度对型材100进行剪切，得到特定倍尺长度的型材100的轧制段103。

当需要对型材100进行取样时，请参见图2、图5和图6，入口导管21由轧制位置摆动到取样位置，即入口导管21在轧制位置的中心线与入口导管21在取样位置的中心线之间形成一摆动角度α。在一个实施方式中，入口导管21的摆动角度小于5°。更具体的，在一些实施例中，该摆动角度α为3°至4°。

在该状态下，转辙机构2通过入口导管21将型材100运输至上刀架11与下刀架12之间。此时，上刀架11具有转动方向F1、下刀架12具有转动方向F2，上刀架11与下刀架12随着各自的转轴232转动。当上刀架11上的倍尺剪刃112和下刀架12上的倍尺剪刃112旋转至预设位置时能第一次剪切型材100，并得到型材100的废品段101(在一些实施例中，废品段101即型材100的头部段)，随着型材100沿着运输方向F3的不断进给，上刀架11与下刀架12随着各自的转轴232继续旋转，上刀架11上的取样剪刃111和下刀架12上的取样剪刃111旋转至另一预设位置并第二次剪切型材100，从而通过该倍尺飞剪出轧件取样装置10完成对型材100的取样剪切，得到型材100的样品段102。因为第一次剪切型材100能够去除型材100的废品段101，所以第二次剪切型材100后得到的样品段102更加符合取样标准，该样品段102也更能体现型材100的质量。

本领域的技术人员应当明白，型材100的样品段102的长度由倍尺剪刃112和取样剪刃111在上刀架11上和下刀架12上的位置决定，也即由倍尺剪刃112和取样剪刃111在上刀架11或下刀架12的转轴232上的顶点形成的圆心角β的度数决定。用户可以根据自己的需求，通过调整该圆心角β的度数，从而得到特定长度的型材100的样品段102，进而进行后续的样品分析。在不同的实施例中，该圆心角β可以为5゜的整数倍，例如为5°、10°、15°和20°等。

在完成型材100的取样工作后，请参见图7，入口导管21由取样位置摆回到轧制位置处继续对型材100进行轧制(即倍尺剪切)，即入口导管21往回摆动角度α后，回到初始位置处并对型材100进行连续轧制(即倍尺剪切)。

至此，倍尺飞剪出轧件取样装置10能在轧制位置与取样位置之间切换，从而既能实现轧制(即倍尺剪切)型材100的功能又能实现对型材100的取样功能，且能保证取样时得到真正体现型材100质量的样品段102；同时轧制(即倍尺剪切)与取样无需人工进行，降低了人体的劳动强度，保证了人体的安全与剪切精度。

在一些实施例中，请参见图8和图9，转辙机构2包括底座22、入口导管21和导管架23。具体的，导管架23用于固定入口导管21，导管架23的一端能水平转动地连接在底座22上，导管架23的另一端连接有驱动机构3，导管架23通过驱动机构3能水平摆动地设置在底座22上。

在该实施例中，驱动机构3能驱动导管架23在底座22上沿水平方向转动预设角度(即入口导管21的摆动角度α)，因为导管架23与入口导管21固定连接，因此随着导管架23的转动，入口导管21也能摆动一预设角度(即入口导管21摆动角度α)，也即入口导管21从轧制位置摆动到取样位置。当需要入口导管21从取样位置摆动到轧制位置时，只需要通过该驱动机构3驱动导管架23在底座22上沿相反方向运动即可实现。

本领域的技术人员应当明白，为了保证入口导管21能在轧制位置和取样位置之间往复摆动，在一些实施例中，驱动机构3还包括连接杆31，该连接杆31的两端分别与驱动电机和导管架23连接。当然，在一些实施例中，驱动机构3中还包括控制器，用于精确控制驱动力的大小，从而能够保证导管架23的转动角度，进而保证入口导管21的摆动角度α大小相同。

在一些实施例中，请参见图8和图9，转辙机构2的底座22上开设有滑槽221，导管架23的另一端连接有销轴231，销轴231能往复移动地设置在滑槽221内。本发明中，底座22上的滑槽221能够与导管架23上连接的销轴231进行配合，实现销轴231在滑槽221内往复移动，即驱动机构3在驱动导管架23往复移动的过程中，通过滑槽221对导管架23的运动进行导向与限位，从而保证与导管架23相连的入口导管21能够按照预设方向摆动预设角度(即沿水平方向摆动角度α)。

在一些实施例中，请参见图8和图9，转辙机构2的导管架23的一端连接有转轴232，底座22上开设有连接孔222，转轴232上套设有轴承2321并能通过轴承2321转动地设置在连接孔222内。本发明通过转轴232与连接孔222的配合限定了与转轴232连接的导管架23的转动中心(即限定了入口导管21的摆动中心)，从而避免入口导管21与转辙机构2中的其他部件的碰撞与接触，进一步的保证了设备整体的结构强度。此外，通过在转轴232与连接孔222之间增加轴承2321，降低了转轴232在转动过程中的摩擦力，从而降低了转轴232的磨损，避免频繁更换转轴232，进一步的降低了产品的维修成本、提高了市场竞争力。

在一些实施例中，请参见图1和图2，上刀架11上的倍尺剪刃112和取样剪刃111均沿平行于上刀架11的转轴232的方向连接在上刀架11的外表面上，下刀架12上的倍尺剪刃112和取样剪刃111均沿平行于下刀架12的转轴232的方向连接在下刀架12的外表面上，其中，上刀架11的转轴232和下刀架12的转轴232相平行。

本发明采用该种设计，一方面能够避免因倍尺剪刃112和取样剪刃111分别剪切型材100时，对上刀架11和下刀架12分别造成弯矩与扭矩，从而使受力方向更加均匀与稳定，进而保证上刀架11与下刀架12的结构强度；另一方面，能够保证型材100的样品段102的各个剪切面相同，无需进一步加工剪切面。

在一个实施方式中，请参见图2、图5、图6和图7，沿上刀架11或下刀架12的转动方向，部分倍尺剪刃112与取样剪刃111相重合。在一些实施例中，倍尺剪刃112的长度大于取样剪刃111的长度，且倍尺剪刃112和取样剪刃111相重合的长度等于取样剪刃111的长度。在另一些实施例中，倍尺剪刃112的长度等于取样剪刃111的长度，且倍尺剪刃112和取样剪刃111沿上刀架11或下刀架12的转动方向具有相重合的长度，其中，倍尺剪刃112和取样剪刃111相错设置(即倍尺剪刃112和取样剪刃111不完全重合)。

本领域的技术人员应当明白，部分倍尺剪刃112与取样剪刃111相重合是为了在型材100的取样过程中，先通过倍尺剪刃112剪切掉型材100的废品段101，然后利用取样剪刃111剪切出型材100的样品段102；而在型材100轧制(即倍尺剪切)的过程中，只有倍尺剪刃112能够对型材100进行轧制(即倍尺剪切)。也即，在入口导管21位于轧制位置的状态下，型材100只能通过倍尺剪刃112剪切；在入口导管21位于取样位置的状态下，型材100能先通过倍尺剪刃112剪切其废品段101，然后利用取样剪刃111剪切得到型材100的样品段102。因此，只要沿上刀架11或下刀架12的转动方向看，倍尺剪刃112与取样剪刃111具有部分重合就应当在本发明的保护范围之内。

在一些实施例中，请参见图1至图7，倍尺飞剪出轧件取样装置10还包括导料机构4，该导料机构4设置在飞剪机构1的另一侧，导料机构4具有沿型材100运输方向F3设置的轧制通道41和取样通道42，轧制通道41与取样通道42并排设置。

本发明通过将轧制通道41与取样通道42并排设置，只需要入口导管21在轧制位置和取样位置之间水平摆动即可使轧制位置与轧制通道41相对应，取样位置与取样通道42相对应；从而无须导管架23设置能沿重力方向移动的结构，进而降低了转辙机构2的结构复杂度，提高了倍尺飞剪出轧件取样装置10的生产成本。

在一些实施例中，请参见图3和图4，轧制通道41的运输底面411水平设置，取样通道42的运输底面421沿运输方向向下倾斜设置。本发明采用该种设计，能够利用取样通道42倾斜设置的运输底面421，快速得到型材100的样品段102，从而便于对样品段102的后期分析。本领域的技术人员应当明白，为了使轧制(即倍尺剪切)得到的倍尺长度的轧制段103快速进入后续工序，轧制通道41的运输底面411也可以沿运输方向F3向下倾斜设置。

在一些实施例中，请参见图3和图4，轧制通道41与入口导管21的轧制位置水平相对，取样通道42与入口导管21的取样位置水平相对。本发明通过该种设计，只需要入口导管21在轧制位置和取样位置之间水平摆动便能使轧制位置与轧制通道41相对应，取样位置与取样通道42相对应。也即，利用该种设计一方面能够为倍尺剪刃112轧制(即倍尺剪切)型材100得到的轧制段103提供轧制通道41，从而将多个轧制段103收集汇聚起来，进而便于后期工序的进行；另一方面能够将飞剪机构1剪切得到的型材100的废品段101与样品段102收集汇聚至取样通道42中，进而便于后期工序的进行。

本发明并不局限于前述的具体实施方式，在不脱离本发明的精神所做的实质性改进，都属于权利要求的保护范围。

以上仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。