CN101642783B - 一种双卷筒卷取机 - Google Patents

Abstract

本发明属于成型技术领域，涉及一种双卷筒卷取机。该卷取机布置在带钢冷连轧机的出口，两个卷筒布置在回转箱体内，卷筒围绕各自的芯轴旋转，芯轴分别由两个有公共轴线的空心轴输入传动，卷筒由旋转液压缸驱动实现胀缩；回转箱体外周的大齿圈与齿轮啮合，通过导辊支撑，由驱动装置提供驱动回转，由制动液压缸驱动制动器实现制动，由夹持液压缸驱动夹持装置实现夹持；卷筒由单独的电机通过齿轮减速系统将运动传递。安装在可绕轴旋转的公用回转箱体(转盘)内，可实现连续、交替的带钢卷取。本发明可显著提高生产率、提高钢卷质量、节省安装空间，可带来可观的经济效益和社会效益，可广泛应用在冷连轧机组中。

Description

一种双卷筒卷取机

技术领域

本发明属于成型技术领域，涉及一种双卷筒卷取机。

背景技术

随着近几年钢铁工业产能的不断扩大，特别是冷轧带钢的产量也不断增加，单机架、双机架、冷连轧机组不断建成投产，各钢铁生产厂家也在不断追求先进适用的机械设备。特别是冷连轧机组，缩短机组长度、减小卷取故障、降低生产成本、提高生产率等就成为了各冷轧生产厂家追求的目标，因此他们对卷取设备的高效性和可靠性提出了更高的要求。目前，传统的冷连轧机组均采用单卷筒卷取机，配置两台，实现带钢的连续卷取，这样不仅增加了占地面积和设备，也增加了设备的维护量和设备故障源。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效的双卷筒卷取机。该卷取机布置在带钢冷连轧机的出口，两个卷筒布置在回转箱体内，卷筒围绕各自的芯轴旋转，芯轴分别由两个有公共轴线的空心轴输入传动，卷筒由旋转液压缸驱动实现胀缩；回转箱体外周的大齿圈与齿轮啮合，通过导辊支撑，由驱动装置提供驱动回转，由制动液压缸驱动制动器实现制动，由夹持液压缸驱动夹持装置实现夹持；卷筒由单独的电机通过齿轮减速系统将运动传递。安装在可绕轴旋转的公用回转箱体(转盘)内，可实现连续、交替的带钢卷取。

本发明由一台双卷筒卷取机取代两台卷取机，减少出口设备数量，卷取效率高，连续性好；设备结构紧凑，可大大节省安装空间，并且由于缩短了卷取机与轧机的距离，能够快速建立张力，延长稳定轧制时间，提高成材率；本发明更适宜卷取薄卷，对于传统方法采用两台卷取机进行生产，带钢在两台卷取机之间切换时，要求带头平贴在输送皮带上才能顺利进入卷取机，对于较厚带钢很容易实现；对于较薄带钢，不易平贴在输送皮带上，带头易游动和拱起，导致无法穿带，而采用本发明所述双卷筒卷取机，轧机出口和卷取机之间距离大大缩短，穿带位置固定，降低了故障发生率。

本发明卷取机的工作原理可概括为：1号卷筒穿带→转盘转动180度→1号卷筒至卷取位卷取→1号卷筒卷取完毕飞剪剪断带钢→2号卷筒穿带→1号卷筒卸卷→转盘旋转180度→2号卷筒至卷取位卷取→2号卷筒卷取完毕飞剪剪断带钢→1号卷筒穿带→2号卷筒卸卷→转盘旋转180度→1号卷筒至卷取位继续卷取，完成一个循环。

本发明的目的是这样实现的：皮带助卷器摆到穿带位(工作位)并包覆着卷筒，启动1号卷筒传动装置，通过传动系统使1号卷筒起动，加速至穿带速度(同时旋转液压缸推动推杆使卷筒胀径)，升起外支撑，带头通过穿带导板进入皮带助卷器，1号卷筒开始穿带，当带钢在卷筒上缠绕3～5圈后，助卷器、穿带装置降下，飞剪前夹送辊抬起；转盘驱动装置驱动转盘旋转180度，使1号卷筒到达卷取位(此时制动液压缸驱动制动器使转盘制动，夹持液压缸驱动夹持机构夹紧转盘)；1号卷筒继续卷取，当达到预定卷径时，飞剪前夹送辊压下，压辊装置起动，压住钢卷，飞剪起动剪断带钢；在此之前，2号卷筒驱动装置驱动2号卷筒加速至穿带速度，飞剪剪断带钢的同时，2号卷筒穿带，开始卷取；1号卷筒卸卷，卸卷小车到达卸卷位，托起已卷取好的钢卷，此时卷取机压辊抬起，外支撑降下，液压缸驱动卷筒实现缩径，钢卷卸下，卸卷小车将钢卷运走；松开转盘夹持机构；转盘驱动装置再次驱动转盘旋转180度，使2号卷筒到达卷取位继续卷取。

该卷取机具有两个成180°布置的液压控制胀缩卷筒，每个卷筒由四个扇形块组成，扇形块通过楔形块、拉杆和旋转液压缸作径向运动实现卷筒的胀径和缩径。卷筒安装在公用齿轮回转箱体(转盘)内。每个卷筒均由单独的传动系统提供动力，传动系统通过分配齿轮装置和空心轴组成的主传动系统将运动传递到卷筒。

附图说明

图1、图2为本发明的原理示意图。

图3为本发明的卷筒结构示意图。

图4为本发明主传动系统示意图。

图5为本发明的辅助设备立体示意图。

图中，件1(1a和1b)为卷筒，件2(2a和2b)为芯轴，件3(3a和3b)为空心轴，件4(4a和4b)为旋转液压缸，件5为回转箱体(转盘)，件6为驱动系统，件7为齿轮，件8为导辊，件9为制动液压缸，件10为制动器，件11为夹持液压缸，件12为夹持装置，件13a和13b为驱动装置，件14为楔形块，件15为扇形块，件16为拉杆，件17为底座，件18为大齿圈，件19为底座，件20a和20b为辅助外支撑，件21为压辊装置，件22a和22b为联轴器，件23为轴，件24a和24b、25a和25b、26a和26b、27a和27b为输入轴。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步描述：

由图1、图2所示：两个液压控制可胀缩卷筒1a和1b布置在公共的回转箱体(转盘)5内，卷筒1a和1b围绕各自的芯轴2a和2b旋转，芯轴2a和2b分别由两个有公共轴线的空心轴3a和3b输入传动，卷筒1a和1b由旋转液压缸4a和4b驱动实现胀缩；回转箱体5由驱动装置6通过齿轮7提供驱动，转盘5通过导辊8支撑；回转箱体5由制动液压缸9驱动制动器10实现制动，由夹持液压缸11驱动夹持装置12实现夹持；卷筒1a和1b由单独的电机13a和13b通过齿轮减速系统将运动传递。

旋转液压缸4通过驱动拉杆16水平运动实现卷筒1a和1b的直径变化，即实现卷筒的胀径和缩径。

主传动系统安装在与基础固定的底座17内。

齿轮7与安装在回转箱体外周的大齿圈18啮合，驱动回转箱体5实现回转。

回转箱体驱动机构、制动和夹持相关机构安装在底座19上。

卷筒1a和1b交替工作进行带钢卷取，旋转液压缸4a和4b实现卷取和卸卷时卷筒的胀缩，卷筒卷取带钢时围绕各自的芯轴2a和2b转动；转盘5绕轴23旋转，实现卷筒在不同位置之间的转换；卷筒由各自的驱动装置13a和13b，通过箱体17内的主传动系统将运行传递给卷筒。

转盘系统如图3所示：转盘5由单独的驱动系统6驱动，齿轮7与安装在转盘5外周的大齿圈18啮合，驱动转盘5旋转，转盘5下方有两个提供支撑的导辊；由制动液压缸9驱动制动器10实现转盘制动，由夹持液压缸11驱动夹持装置12实现转盘夹持。

两个卷筒相对转盘回转中心成180°对称安装，采用倒四棱锥结构，卷筒做成悬臂式；通过旋转液压缸4推动活塞杆运动实现卷筒的胀径和缩径；液压缸4推动拉杆16向后运动，拉杆16带动楔形块14向后运动，楔形块14通过表面的斜面滑动推动扇形块15在直径方向向外运动，卷筒外径增大，实现胀径；同理，液压缸4推动拉杆16向前运动，扇形块15在直径方向径向内运动，实现卷筒缩径；为避免卷取过程中卷筒发生弯曲和震颤，由辅助外支撑20a和20b支撑卷筒端部实现；空心花键轴3a和3b传递来的运动，分别经过一对齿轮啮合传动，最终将运动传递给卷筒轴。

主传动系统如图4所示：驱动装置13a和13b通过联轴器22a和22b与主传动系统输入轴24a和24b相连；运动从输入轴24a经过25a、26a、27a传递给空心轴3a最后到达卷筒1a；同理运动从输入轴24b经过25b、26b、27b传递给空心轴3b最后到达卷筒1b。

辅助外支撑设备如图5所示：由于卷筒要承受带钢张力、卷重、卷筒自重及弯曲带钢和张力所引起的扭矩等，为保证卷筒轴有足够的强度和刚度，在卷筒的端部设置有辅助外支撑。20a为卷取位辅助外支撑；20b为等待位(穿带位)辅助外支撑；两个辅助外支撑在其工作位置均设有安全销锁紧。在达到预定卷径或出现故障时，飞剪剪断带钢，压辊装置21用来压住带钢尾部，以免尾部甩起撞击、损坏邻近设备和松卷。

皮带助卷器摆到穿带位(工作位)并包覆着卷筒，启动卷筒1a传动装置，通过传动系统使卷筒1a起动，加速至穿带速度(同时旋转液压缸推动推杆使卷筒胀径)，升起外支撑，带头通过穿带导板进入皮带助卷器，卷筒1a开始穿带，当带钢在卷筒上缠绕3～5圈后，助卷器、穿带装置降下，飞剪前夹送辊抬起；转盘驱动装置驱动转盘旋转180度，使卷筒1a到达卷取位(此时制动液压缸驱动制动器使转盘制动，夹持液压缸驱动夹持机构夹紧转盘)；卷筒1a继续卷取，当达到预定卷径时，飞剪前夹送辊压下，压辊装置21起动，压住钢卷，飞剪起动剪断带钢；在此之前，卷筒1b驱动装置驱动卷筒1b加速至穿带速度，飞剪剪断带钢的同时，卷筒1b穿带，开始卷取；卷筒1a卸卷，卸卷小车到达卸卷位，托起已卷取好的钢卷，此时卷取机压辊抬起，外支撑降下，液压缸驱动卷筒实现缩径，钢卷卸下，卸卷小车将钢卷运走；松开转盘夹持机构；转盘驱动装置再次驱动转盘旋转180度，使卷筒1b到达卷取位继续卷取。

本发明控制可以由卷取机主传动控制系统、PLC控制系统、卷取机张力控制系统、卷径计算系统、带钢长度计算系统等组成。卷取机自动化控制系统可以采用基础自动化控制系统(L1)、过程自动化控制系统(L2)、生产计划管理自动化控制系统(L3)等实现自动、半自动、手动控制模式。

本发明可实现多种操作模式：手动模式、自动模式和维护模式。当轧线或后部钢卷运输出现故障或其他原因停机时，还可以通过点动按钮来操作，实现设备的某个动作，即维护模式；还可以设置机旁操作台控制卷取机实现各种动作，卷取机可以根据其特殊布置实现高位穿带、低位卸卷或低位穿带、高位卸卷。本发明可显著提高生产率、提高钢卷质量、节省安装空间，可带来可观的经济效益和社会效益，可广泛应用在冷连轧机组中。

Claims (6)

1.一种双卷筒卷取机，布置在带钢冷连轧机的出口，卷筒(1a，1b)布置在回转箱(5)内，卷筒(1a，1b)围绕各自的芯轴(2a，2b)旋转，芯轴(2a，2b)分别由两个有公共轴线的空心轴(3a，3b)输入传动，卷筒(1a，1b)由旋转液压缸(4a，4b)驱动实现胀缩；回转箱(5)外周的大齿圈(18)与齿轮(7)啮合，通过导辊(8)支撑，由驱动装置(6)提供驱动回转，由制动液压缸(9)驱动制动器(10)实现制动，由夹持液压缸(11)驱动夹持装置(12)实现夹持，卷筒(1a，1b)由单独的电机(13a，13b)通过齿轮减速系统将运动传递。

2.根据权利要求1所述的双卷筒卷取机，其特征在于：所述卷筒芯轴(2a，2b)由两个锥套组成且通过键连接，里面的锥套上设有扇形块(15)和楔形块(14)、中心设有拉杆(16)并与旋转液压缸(4a，4b)连接；旋转液压缸(4a，4b)推动拉杆(16)向后运动，拉杆(16)带动楔形块(14)向后运动，楔形块(14)通过表面的斜面滑动推动扇形块(15)在直径方向向外运动，卷筒外径增大，实现胀径，同理，液压缸(4)推动拉杆(16)向前运动，扇形块(15)在直径方向向内运动，实现卷筒缩径。

3.根据权利要求1所述的双卷筒卷取机，其特征在于：分配齿轮装置和空心轴(3a，3b)组成主传动系统且安装在与基础固定的底座(17)上。

4.根据权利要求1所述的双卷筒卷取机，其特征在于：回转箱的驱动装置(6)、制动液压缸(9)和夹持液压缸(11)安装在与基础固定的底座(17)上。

5.根据权利要求1所述的双卷筒卷取机，其特征在于：两个卷筒的端部设置两套辅助外支撑装置(20a，20b)，分别为卷取位和等待位的卷筒提供支撑，所述辅助外支撑装置在其工作位置设有安全销锁紧。

6.根据权利要求1所述的双卷筒卷取机，其特征在于：卷取位卷筒(1a)配备有压辊装置(21)。

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