CN102492910A - 主动式沉没辊传动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种主动式沉没辊传动系统，用于带钢热浸镀锌，传动系统中有沉没辊伞齿轮装配，主动轴伞齿轮装配是在锌锅内沉没辊上方垂直于锌液面方向与机架装配的主动轴支撑臂的轴承座装配于一起。主动轴伞齿轮装配上方轴端部通过联轴器和主动轴驱动电机联接成一刚性整体轴。主动轴伞齿轮装配下方伞齿轮和沉没辊伞齿轮装配端部的伞齿轮相啮合，沉没辊伞齿轮装配轴固定于机架装配的沉没辊支撑臂的轴承座内，由主动轴驱动电机驱动旋转。本发明通过伞齿轮轴向传动来完成沉没辊的传动。主动轴垂直锌锅液面输入，主动轴端部的伞齿轮，驱动沉没辊端部的伞齿轮，带动沉没辊按带钢相同的速度转动，基本消除带钢和沉没辊表面的摩擦，从源头消除或减少擦伤或辊印。

Description

主动式沉没辊传动系统

技术领域

本发明涉及热浸镀锌生产线设备，特别涉及一种主动式沉没辊的传动系统。

背景技术

热浸镀锌是带钢经连续退火及冷却后通过炉鼻进入锌锅镀锌，经过锌锅中的沉没辊、稳定辊、控制其出锌锅，气刀吹去多于的锌液后经冷却风箱冷却，在带钢表面形成一层均匀的镀层。但是存在着以下问题：

热浸镀锌沉没辊处的带钢需要合理的带钢单位张力，因为带钢从炉内的转向辊出来，经过炉鼻进入锌锅，不论是在炉内或炉鼻内或锌锅内，全在封闭的高温体内，此时带钢的强度大大降低，张力受限，张力太大易发生带钢拉断事故。发生带钢拉断事故既浪费炉内带钢又不便连接高温封闭体内的断带。沉没辊的带钢张力与其相同，因此当产品规格较薄时，张力太小，摩擦力不足，导致停转，又将导致带钢表面和沉没辊辊面相对滑动而发生擦伤，并在很长的带钢的长度内难以发现，虽然采取不少复杂措施，仍难以避免。为使沉没辊可靠地转动起来，需要足够的摩擦力矩，为增大沉没辊摩擦力而增大沉没辊摩擦面，即增大带钢包角，同时增大了摩擦力臂，这样增加了摩擦力矩，才能使沉没辊转动起来。但是这样导致沉没辊辊径大，辊径大时转动惯量大，沉没辊磨损就大。

热浸镀锌另一个缺陷是辊印，由于镀锌工艺的需要，镀锌机组使用的沉没辊表面都带有均匀的沟槽，作用是用于疏通多余的锌液。在热镀锌过程中，锌锅内有锌渣随着带钢运行过程黏附在沉没辊辊面，在沟槽内沉积成颗粒状物质，形成不均匀的结瘤，沉没辊运行一段时间后，沟槽中沉积的结瘤增多，容易印附在带钢表面形成沉没辊辊印。带钢张力的增加会加重沉没辊辊印的缺陷程度。表面质量要求高的汽车面板、家电面板不允许有此缺陷。锌液温度、成分的细微波动，以及带钢张力的增加都会加重沉没辊辊印的缺陷程度。其中张力影响更为明显。张力对沉没辊辊印的影响在实际生产中观察发现，在机组其它条件不变时，厚度为1.5mm的带钢板面缺陷程度明显重于厚度为0.7mm的带钢，就在相同的外界条件下，不同规格的带钢对沉没辊辊印反应程度不同。这是由于沉没辊本身为被动辊，受到重力、锌液浮力、支架反力和动摩擦转矩、带钢张力和静摩擦力的综合作用，并同时带动沉没辊转动。带钢与沉没辊之间的传动摩擦力，很大程度上取决于机组工艺段的张力，且传动摩擦力的大小与工艺段的张力大小成正比的关系。不同规格的带钢张力也不同。带钢越厚，张力越大，带钢与沉没辊之间的传动摩擦力也越大，印附到带钢表面的沉没辊辊印缺陷就越加严重。为保证带钢跑偏对中等运动特性和保证带钢形状以利于气刀吹去多于的锌液的均匀性，单位张应力又不能太小，这样厚带钢的张力就太大使得在带钢表面产生辊印。实际上带钢张力大时与沉没辊的接触应力就大。即接触应力越大辊印越严重。其它条件不变时，沉没辊辊径越小时，接触应力就越大，辊印就越严重。反之，辊径大辊印小，为减少辊印而需要增大辊径。但辊径大转动惯量大，沉没辊磨损就大。

因此对沉没辊而言，不论是薄带钢的摩擦力矩，还是厚带钢的辊印的问题，都需要沉没辊的辊径增大，只是增大的量不同。但沉没辊辊径大时沉没辊的转动惯量就大。当带速变化时，例如启动时或调速时需变速驱动沉没辊，由于沉没辊依靠带钢的摩擦力矩传动，而两者之间又有热锌液润滑，加上锌液对沉没辊的浮力，极易打滑，沉没辊相应带钢惯性滞后情况严重，摩擦磨损大，寿命低，换辊频繁，消耗成本高。同时，易使带钢的表面滑伤。因此，辊径的大小又受到了很大的限制。在满足薄带钢的摩擦力矩，厚带钢的接触应力不产生严重的辊印的情况下，辊径只能尽量做得小些。这样，不同的产品规格，需要准备不同规格的沉没辊，这样在换产品规格时，往往需要换不同规格的沉没辊。这就增大了沉没辊备件的资金占用。为减少这一问题的影响，当其影响较小时，在一定产品规格内，准备一种直径的沉没辊，即使这样，沉没辊的规格和数量还是较多。这样严重影响了生产的连续性，还影响了热浸镀锌生产的产量和质量。而在市场合同中往往需要多种规格的产品，这给按合同组织生产的状况，带来了不便和困难。

为解决沉没辊的上述问题，人们进行了一些其他探索，由于技术不成熟，因而无成功应用规模化工业生产的实例。例如下列一些问题：

1、万向接手倾角传动沉没辊，由于沉没辊沉入液面较深，往往超过1000mm，万向接手倾角较大，达到或超过接手倾角极限，难以实现传递驱动力矩；还有，万向接手辊面倾角转动使锌液面上下搅动，锌渣颗粒状搅入锌液多，新搅动上来锌液面不停地发生氧化，液体氧化较大，万向接手本身在高温的锌液内润滑困难难以实际应用。

2、垂直连续热镀锌线CVGL，但存在可靠性差问题。当出现电源事故时，锌液无法电磁封闭及无法及时排入预熔锅，易出现漏锌液等人身设备事故。锌液泵系统复杂，由于高温下工作，寿命短，因而仅在窄带钢上作了些试验，未能投入规模化工业生产。

3、锌垫浮动式镀锌锅，但存在需要复杂的锌液泵系统、特殊的喷嘴，由于高温下工作，寿命短等问题，未能投入规模化工业生产。

发明内容

本发明的任务是提供一种主动式沉没辊传动系统，它解决了上述现有技术所存在的问题，通过伞齿轮轴向传动来完成沉没辊的传动，当沉没辊和带钢速度同步时，基本消除带钢和沉没辊表面的摩擦，从源头消除或减少带钢的擦伤或辊印。

本发明的技术解决方案如下：

一种主动式沉没辊传动系统，具有沉没辊自身带传动功能的主动式沉没辊，用于带钢热浸镀锌，所述传动系统包括主动轴伞齿轮装配、沉没辊伞齿轮装配、机架装配、主动轴驱动电机以及联轴器；

所述沉没辊伞齿轮装配包括沉没辊与沉没辊伞齿轮装配构成刚性整体辊轴；所述机架装配包括主动轴支撑臂和轴承座、沉没辊支撑臂和轴承座、以及后稳定辊支撑臂和轴承座的装配连接；

所述主动轴伞齿轮装配是在锌锅内沉没辊上方垂直于锌液面方向与机架装配的主动轴支撑臂的轴承座装配于一起；所述主动轴伞齿轮装配上方轴端部通过联轴器和主动轴驱动电机联接成一刚性整体轴；所述主动轴伞齿轮装配下方伞齿轮和沉没辊伞齿轮装配端部的伞齿轮相啮合，沉没辊伞齿轮装配轴固定于机架装配的沉没辊支撑臂的轴承座内，由主动轴驱动电机驱动旋转；上述装配件与后稳定辊及支撑臂装配构成一个大装配件，所述大装配件沿带钢宽度方向放置于锌锅上方左右平台上；

所述前稳定辊及机架支撑臂沿带钢宽度方向放置于锌锅上方左右平台轨道上的带钢出口侧，可向带钢表面垂直移动调整距离；

所述气刀及其调整装置沿带钢宽度方向放置于锌锅上方左右平台上的带钢出口侧，两气刀以带钢为中心布置在两侧，且相对带钢的距离和角度可调节；

所述带钢在炉鼻内与锌锅锌液面成夹角进入锌液，带钢上表面与沉没辊下表面接触，并沿沉没辊表面出口侧垂直于锌液面穿出，经过前、后稳定辊定位，再经气刀吹去多于的锌液后经冷却完成镀锌。

所述传动系统按带钢速度调整转速。

所述传动系统在沉没辊轴的另一端轴上再布置一套主动式沉没辊传动系统，以使沉没辊两端受力均匀驱动能力更强。

采用本发明的主动式沉没辊传动系统，通过伞齿轮轴向传动来完成沉没辊的传动。主动轴垂直锌锅液面输入，主动轴端部的伞齿轮，驱动沉没辊端部的伞齿轮，带动沉没辊按带钢相同的速度转动，当二者同步时，基本消除带钢和沉没辊表面的摩擦，从源头消除或减少擦伤或辊印。因主动轴是垂直锌锅液面输入，主动轴外表面对于锌锅液面无高度变化，故无明显的锌液面搅动，无新的锌渣颗粒及氧化产生。

本发明的主动式沉没辊传动系统具有如下优点：

1、主动式沉没辊由主动传动机构完成了沉没辊的驱动，不需要驱动沉没辊的静摩擦力，从根本上消除了沉没辊摩擦力太小使带钢打滑，甚至停转的事故，沉没辊辊套表面无划伤或少划伤，延长了沉没辊的使用寿命。同时，带钢无划伤，带钢镀锌质量好。

2、主动式沉没辊由主动传动，比摩擦力驱动响应频率高，不需要沉没辊的静摩擦力作驱动力，沉没辊相应带钢惯性滞后小，摩擦磨损小，寿命长，换辊少。由于沉没辊辊径受限小，可在满足厚带钢的接触应力不产生严重的辊印的情况下，使得在常规规格内，厚带钢和薄带钢使用同一直径的沉没辊，简化了沉没辊的规格，减少了沉没辊的备件资金占用。这在市场需要多种规格的产品合同时，按合同组织生产，带来了方便和优势。同时提高了热浸镀锌带钢生产的连续性，还提高了镀锌产品的产量和质量。

附图说明

图1是本发明的一种主动式沉没辊传动系统的结构示意图。

图2是图1中的A-A剖面图。

附图标记：

1为炉鼻，2为带钢，3为沉没辊，4为前稳定辊及机架支撑臂，5为后稳定辊，6为气刀及其调整装置，7为主动轴伞齿轮装配，8为沉没辊伞齿轮，9为主动轴驱动电机，10为联轴器，11为机架装配（主动轴支撑臂及轴承座和沉没辊支撑臂及轴承座、后稳定辊支撑臂及轴承座），12为锌锅，13为左右平台及轨道装配。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

参看图1和图2，本发明提供一种主动式沉没辊传动系统，用于带钢连续热浸镀锌生产，该传动系统主要由主动轴伞齿轮装配7、沉没辊伞齿轮装配、机架装配11、主动轴驱动电机9以及联轴器10组成。其中，沉没辊伞齿轮装配包括了沉没辊3与沉没辊伞齿轮8装配构成刚性整体辊轴；机架装配11包含有主动轴支撑臂和轴承座、沉没辊支撑臂和轴承座及后稳定辊支撑臂和轴承座装配。

主动轴伞齿轮装配7是在锌锅12内沉没辊3上方垂直于锌液面方向与机架装配11的主动轴支撑臂的轴承座装配于一起。主动轴伞齿轮装配7上方轴端部通过联轴器10和主动轴驱动电机8联接成一刚性整体轴。主动轴伞齿轮装配7下方伞齿轮和沉没辊伞齿轮装配端部的伞齿轮8相啮合，沉没辊伞齿轮装配轴固定于机架装配11的沉没辊支撑臂的轴承座内，由主动轴驱动电机9驱动旋转。上述装配件与后稳定辊5及支撑臂装配构成一个大装配件，大装配件沿带钢2宽度方向放置于锌锅12上方左右平台上。

前稳定辊及机架支撑臂4沿带钢2宽度方向放置于锌锅12上方左右平台轨道13上的带钢出口侧，可向带钢表面垂直移动调整距离。

气刀及其调整装置6沿带钢2宽度方向放置于锌锅上方左右平台13上的带钢出口侧，两气刀以带钢为中心布置在两侧，且相对带钢的距离和角度可调节。

带钢2在炉鼻1内与锌锅12锌液面成一定夹角进入锌液，带钢2上表面与沉没辊3下表面接触，并沿沉没辊3表面出口侧垂直于锌液面穿出，经过前、后稳定辊定位，再经气刀吹去多于的锌液后经冷却，完成镀锌。

本发明的主动式沉没辊的传动系统可按带钢速度调整转速。本发明的传动系统可在沉没辊轴的另一端轴上再布置一套主动式沉没辊传动系统，使沉没辊两端受力均匀，驱动能力更强。

如附图中所示，沉没辊伞齿轮装配安装在机架装配11的沉没辊支撑臂的轴承座内，可自由灵活地转动。主动轴伞齿轮装配7安装在机架装配11的主动轴支撑臂的轴承座内，主动轴端部的伞齿轮7与沉没辊端部的伞齿轮8相啮合，主动轴伞齿轮装配7的另一端通过联轴器10和主动轴驱动电机9联接成一刚性整体轴。

当电机9驱动主动轴伞齿轮装配7转动时，通过端部的伞齿轮7与沉没辊端部的伞齿轮8相啮合，就可使沉没辊3可靠地转动起来，该转速和带钢2的速度相同。当带钢的转速发生变化时，通过调整电机9的转速，使沉没辊3和带钢2的速度重新相同。

后稳定辊5安装在主动式沉没辊传动系统的同一机架装配11的后稳定辊支撑臂的轴承座内，可自由灵活地转动。但它和本发明的沉没辊伞齿轮装配的传动没有直接关系，没划入本发明的主动式沉没辊的传动系统中。

综上所述，采用本发明的主动式沉没辊传动系统，通过伞齿轮轴向传动来完成沉没辊的传动。主动轴垂直锌锅液面输入，主动轴端部的伞齿轮，驱动沉没辊端部的伞齿轮，带动沉没辊按带钢相同的速度转动，基本消除带钢和沉没辊表面的摩擦，从源头消除或减少擦伤或辊印。

当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型等都将落在本发明权利要求的范围内。

Claims (3)

1.一种主动式沉没辊传动系统，具有沉没辊自身带传动功能的主动式沉没辊（3），用于带钢热浸镀锌，其特征在于：所述传动系统包括主动轴伞齿轮装配（7）、沉没辊伞齿轮装配、机架装配（11）、主动轴驱动电机（9）以及联轴器（10）；

所述沉没辊伞齿轮装配包括沉没辊（3）与沉没辊伞齿轮（8）装配构成刚性整体辊轴；所述机架装配（11）包括主动轴支撑臂和轴承座、沉没辊支撑臂和轴承座、以及后稳定辊支撑臂和轴承座的装配连接；

所述主动轴伞齿轮装配（7）是在锌锅（12）内沉没辊（3）上方垂直于锌液面方向与机架装配（11）的主动轴支撑臂的轴承座装配于一起；所述主动轴伞齿轮装配（7）上方轴端部通过联轴器（10）和主动轴驱动电机（8）联接成一刚性整体轴；所述主动轴伞齿轮装配（7）下方伞齿轮和沉没辊伞齿轮装配端部的伞齿轮（8）相啮合，沉没辊伞齿轮装配轴固定于机架装配（11）的沉没辊支撑臂的轴承座内，由主动轴驱动电机（9）驱动旋转；上述装配件与后稳定辊（5）及支撑臂装配构成一个大装配件，所述大装配件沿带钢（2）宽度方向放置于锌锅（12）上方左右平台上；

所述前稳定辊及机架支撑臂（4）沿带钢（2）宽度方向放置于锌锅（12）上方左右平台轨道（13）上的带钢出口侧，可向带钢表面垂直移动调整距离；

所述气刀及其调整装置（6）沿带钢（2）宽度方向放置于锌锅上方左右平台（13）上的带钢出口侧，两气刀以带钢为中心布置在两侧，且相对带钢的距离和角度可调节；

所述带钢（2）在炉鼻（1）内与锌锅（12）锌液面成夹角进入锌液，带钢（2）上表面与沉没辊（3）下表面接触，并沿沉没辊（3）表面出口侧垂直于锌液面穿出，经过前、后稳定辊定位，再经气刀吹去多于的锌液后经冷却完成镀锌。

2.根据权利要求1所述的主动式沉没辊传动系统，其特征在于：所述传动系统按带钢速度调整转速。

3.根据权利要求1所述的主动式沉没辊传动系统，其特征在于：所述传动系统在沉没辊轴的另一端轴上再布置一套主动式沉没辊传动系统，以使沉没辊两端受力均匀驱动能力更强。

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