CN103264069A

CN103264069A - 钢卷对中装置及方法

Info

Publication number: CN103264069A
Application number: CN2013101773464A
Authority: CN
Inventors: 杨韶光; 李张翼
Original assignee: Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd
Current assignee: Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd
Priority date: 2013-05-14
Filing date: 2013-05-14
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2033-05-14
Also published as: CN103264069B

Abstract

本发明涉及一种钢卷对中装置及方法，钢卷对中装置设置在步进梁动梁两侧的土建基础平台上；主要包括以步进梁动梁为轴对称中心线设置的圆柱导轨、滑套鞍座以及液压缸等；圆柱导轨呈圆轴状固定支撑，且与步进梁动梁平行；滑套鞍座呈圆筒状，滑套鞍座滑动承力面恒定，承力方向始终通过滑套鞍座中心，不会因承载的钢卷的大小而发生偏载。对中装置机构简单，造价低廉，易于推广应用。钢卷宽度和偏心距的检测以及纠偏操作均为程序化，对中准确，滑动灵活，安全可靠。

Description

钢卷对中装置及方法

技术领域

本发明涉及一种钢卷对中装置及方法，属于冶金机械设备，具体涉及一种通过步进梁进行钢卷上料时如何将鞍座上的钢卷对中放置的装置和方法。

背景技术

在钢板轧制和平整项目中，入、出口钢卷运输通常采用步进梁和钢卷车设备。而步进梁的钢卷上料目前采用吊车人工吊到静鞍座上，很难做到对中放置。当要求钢卷平行于步进梁方向放置时，由于该方式放置，其静鞍座设计没有自动对中功能和存在视觉环境问题，即人工吊装的钢卷中心与静鞍座中心存在偏差。步进梁在运输过程中，这种偏差在以后的每个静鞍座上都存在着。当上料系统采用多条步进梁十字交叉（两两垂直）运输时，如果偏差太大，运送到与之垂直的下一步进梁时，钢卷成了90度存放，因钢卷重心偏离太大将会发生掉卷事故。工程项目中还有要求在步进梁运输中将钢卷旋转90度(给钢卷两端喷涂编码或下道工序需要)，或要求在步进梁上打捆带，这就要求对钢卷中心有一的控制要求，需要有一钢卷自动对中装置来消除发生的中心偏差。

一般概念的对中装置主要构成为：一个支撑钢卷的框架+四个转动车轮+车轨；一个底座；一个驱动框架的液压缸。钢卷重量一般在30～50吨，这种概念下的对中装置占用的空间很大。当今步进梁设计为了节省钢材成本，将静梁上鞍座（简称静鞍座）都座落在土建基础上，因而取消静梁。如图1所示的静鞍座土建支承形式结构示意图，静鞍座1固定布置在步进梁动梁两侧的土建基础2上。由于步进梁结构形式和运动要求，静鞍座土建基础2不能太厚，因此影响土建基础强度，这就给对中装置设计空间（高度）带来限制。目前工程项目中出现有三种对中装置结构形式：

其一，对中装置支撑轨道安装在步进梁坑下：

如图2轨道轮式对中装置结构示意图所示：轨道轮式对中装置由支承框架、车轮、车轨和驱动油缸等构成。这种结构形式要求有一定的结构高度，而步进梁坑道两侧土建基础2厚度有限，两侧支撑轨道1只好放到与土建基础2底面相平齐的步进梁轨道面上，放置钢卷的框架下设置车轮，车轮在轨道上滚动实现钢卷对中。这样，其结构庞大、重量重、稳定性差，而且还要避开步进梁运动。

其二，将对中装置直接安装在步进梁体上：

如图3所示步进梁动梁上的轨道滚动对中鞍座结构示意图。对中装置的一对鞍座1直接安装在步进梁梁体2上，鞍座1的框架车轮在轨道上滚动实现对中。它必须做得小巧玲珑，而且只能针对某一规格的钢卷进行设计，为了满足对中装置高度要求，此处步进梁梁体2要下沉。这种结构形式破坏了步进梁体的总体设计。梁体下沉的前后转弯处梁体强度受到影响，也给梁体加工带来难度。这种结构形式还存在一个致命的问题：对中装置的操作是在动梁体升到最高限状态下进行的，此状态梁体负重大，支起后梁体本来不很稳定，再在上面进行钢卷对中动操作（移动钢卷），梁体稳定性存在问题。

其三，是目前较少采用的一种直线导轨式对中装置：

布置四条相互平行的直线导轨，步进梁两侧各两条，各侧的两条导轨上设置一个移动鞍座，移动鞍座上设置框架放置钢卷，对中油缸布置在两侧直线导轨之间的中心线上，带动框架在直线导轨上滑动进行钢卷对中操作。这种对中装置利用两条直线导轨的侧向力解决钢卷重力引起的框架倾翻力矩，其优点在于对中油缸布置在两导轨中间，减少了油缸推力矩。但该装置占用空间较大，四条直线导轨（成品件）造价昂贵，安装要求高，由于放置的钢卷的压力总是存在一个方向的倾翻力，容易导致直线导轨运行蹩卡，不利于推广应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的上述缺陷，提供一种结构简单、对中准确、运行稳定、安全可靠且造价低的钢卷对中装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种钢卷对中装置，以沿步进梁运动方向滑动的对中鞍座的方式设置在步进梁动梁两侧的土建基础平台上；其特征在于：对中鞍座主要包括：以步进梁动梁为轴对称线、在各侧土建基础平台上设置的一条圆柱导轨、以及与各圆柱导轨相匹配的滑套鞍座；液压缸与圆柱导轨平行布置，滑套鞍座连接液压缸活塞杆端接头支座并由液压缸驱动；两圆柱导轨均与步进梁动梁平行布置，且各圆柱导轨一端为固定支撑，另一端为活动支撑；滑套鞍座呈圆筒滑套状套设在圆柱导轨上并能沿圆柱导轨直线运动；滑套鞍座两端内侧与圆柱导轨间设有耐磨衬套，衬套外壁与滑套间为紧配合且设置防转动螺钉；衬套内壁与圆柱导轨间为滑动配合且配合面上设有润滑油路槽孔；滑套鞍座与圆柱导轨间设滑动导向件，导向件螺接在滑套上，圆柱导轨外壁设有与导向件相配合的滑槽，且导向件设有润滑油路槽孔；圆柱导轨与两端支座配合面间设置防转动键，支座与土建基础平台间设置防剪力块；滑套鞍座外壁两端设有圆筒状保护层；沿步进梁在对中装置运卷方向，距离对中鞍座中心线W0处设置一对用以检测钢卷的第一光电传感器，第一光电传感器与对中鞍座中心线距离W0根据钢卷宽度B设定；液压缸上设置位移传感器。

按上述技术方案，所述保护层为尼龙衬板。

按上述技术方案，液压缸活塞杆端接头支座与滑套鞍座螺接，液压缸支撑在土建基础平台上且缸支座底面配有调整垫片组。

按上述技术方案，在步进梁吊装鞍座的下一步距T处设置所述钢卷对中装置；在步进梁吊装鞍座与钢卷对中装置之间的1/2T处布置一对与脉冲发生器配合工作的第二光电传感器。

按上述技术方案，各光电传感器设支架支承。

按上述技术方案，所述位移传感器为拉线式测长传感器，设置在滑套鞍座中心线左侧，且拉线端固定在液压缸活塞杆端接头支座上；传感器设支架支承。

采用上述装置的钢卷对中方法，其特征在于主要包括如下步骤：

（1）首先人工将钢卷吊到步进梁吊装鞍座上，步进梁升起带动钢卷朝向所述钢卷对中装置前进移动；在步进梁恒速前进过程中，第二光电传感器和脉冲发生器结合测量钢卷宽度B；

（2）步进梁前进一个步距T后到达所述钢卷对中装置，将钢卷卸载到所述钢卷对中装置的滑套鞍座上；

（3）启动对中装置的液压缸，滑套鞍座连同钢卷一起前进，直至钢卷前端被第一光电传感器感应时停止，此时，测得钢卷前端边缘与第一光电传感器的距离X0；然后对中装置的滑套鞍座带着钢卷返回到原位；

（4）利用测量结果，结合设定的第一光电传感器距离对中鞍座原位中心线距离W0，根据△X=B/2-(W0-X0)=B/2+X0-W0计算对中偏距△X；

（5）根据对中偏距△X计算结果，钢卷对中装置的滑套鞍座前进或后退进行纠偏操作。

按上述技术方案，步骤（5）中，若△X=0，则滑套鞍座不动作；若△X>0，则滑套鞍座前进|△X|；若△X<0，则滑套鞍座后退|△X|；完成纠偏位移后，钢卷对中装置停止不动，直至步进梁将钢卷托起准备运往下一卷位时，滑套鞍座返回原位，等待下一轮钢卷的对中纠偏周期；滑套鞍座返回原位的步骤如下：若△X>0，则滑套鞍座后退|△X|；若△X<0，则滑套鞍座前进|△X|。

本发明的工作原理：

本发明将对中装置设计成一种可以移动的步进梁静鞍座，简称“对中鞍座”。然后根据钢卷中心偏移量进行纠偏操作，使钢卷中心线与静鞍座中心线合二为一。对中鞍座的底部支承固定不动，支承钢卷部分用液压缸驱动可以前后移动，。对中鞍座布置在步进梁坑道两侧。两侧机构互为对称，共同组成钢卷对中装置。

本发明中，圆柱导轨、滑套鞍座和导轨支座等构成钢卷的支承系统；液压缸为驱动力系统；通过滑套与缸头连接成一体，固定在一底座上构成钢卷的半个支持系统。将其对称布置在步进梁坑道两侧，构成钢卷的对中装置。由于该装置结构简单，无需占用过多的土建坑深，因此不会影响此处地基支撑强度。相对于“圆柱导轨+滑套鞍座”替代轨道轮式对中装置的“框架车轮在轨道上滚动”或“框架在线性滑轨上滑动”，本发明滑套鞍座滑动承力面恒定，承力方向始终通过滑套中心，不会因承载的钢卷的大小而发生偏载，使滑动更稳定可靠，优于其它结构形式。

导向件螺接在滑套上并在圆柱导轨滑槽中滑动。这样既保证了滑套作直线移动，而且便于滑套和导向件的润滑设计和更换撤装。

钢卷宽度和偏心距的检测以及纠偏操作均为程序化，利用一对光电传感器和脉冲发生器配合测得钢卷宽度；再利用一对光电传感器和位移传感器测得钢卷中心偏距。根据偏距进行纠偏操作，这些操作都是在计算机自动程序化完成，对中准确，安全可靠。

附图说明

图1是现有技术中静鞍座土建支承形式结构示意图。

图2是现有技术中轨道轮式对中装置结构示意图。

图3是现有技术中步进梁动梁上的轨道滚动对中鞍座结构示意图。

图4是本发明的对中装置结构示意图（俯视图）。

图5是图4的C-C剖视图。

图6是图4的前视图。

图7是图6的B-B剖视图。

图8为本发明的对中装置中光电传感器安装示意图。

图9为本发明的对中装置在钢卷对中工艺中安装示意图。

图10是本发明的钢卷对中方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图4-9和以下实施例对本发明作进一步说明，但不限定本发明。

根据本发明实施的钢卷对中装置如附图4-7所示，以沿步进梁运动方向滑动的对中鞍座的方式设置在步进梁动梁7两侧的土建基础平台14上；主要包括以步进梁动梁为轴对称中心线设置的圆柱导轨5和滑套鞍座8；滑套鞍座8连接液压缸2活塞杆端接头支座并由液压缸2驱动，滑套鞍座8外伸一臂板配孔与液压缸接头支座3螺接；其特征在于：圆柱导轨5呈圆轴状，固定支撑设置且与步进梁动梁7平行；滑套鞍座8呈圆筒状套置在圆柱导轨5外并能够沿圆柱导轨5移动；滑套鞍座8两端固定套置圆筒状保护层4；本实施例中保护层4为尼龙衬垫，也可以为其他柔性材质，主要用于保护滑套鞍座8和防钢卷刮伤；如图8所示，滑套鞍座8的一端外侧设置一对用以检测钢卷宽度中心线偏移量的第一光电传感器16，所述第一光电传感器16距离滑套鞍座中心线距离W0(定值)，可根据钢卷宽度B设定；液压缸2缸接头上设置位移传感器，图8中液压缸缸接头支座上设置拉线位移传感器17，也可以是液压缸2自带位移传感器。

如图5所示，滑套鞍座8滑套中间段内侧与圆柱导轨5外表面不接触，中间段设置导向件13；导向件13螺接固定在滑套鞍座8的滑套孔壁上，与圆柱导轨5的轴向直线滑槽为滑动配合(如图7所示且能在直线槽中滑动，直线滑槽长度由纠偏量确定）。滑套鞍座8滑套两端内侧与圆柱导轨5外表面之间设置耐磨衬套11，滑套鞍座8与耐磨衬套11接触面为紧配合并设置防转动螺钉9，圆柱导轨5两端均设置挡盖10。圆柱导轨5的圆轴中有润滑油孔和油嘴20，为滑动提供润滑油路。相应的，耐磨衬套11内孔面有润滑油沟。滑套和导向件设有干油润滑油路，以保证导向件滑动自如。

如图5-6所示，圆柱导轨5的两端支座6与圆柱导轨5圆轴之间设置防转动键12，两端支座6与土建基础平台14之间设置防剪力块21。

如图4，液压缸2与圆柱导轨5平行设置，液压缸2固定在土建基础平台上且缸支座1底面配有调整垫片组，液压缸活塞端通过液压缸接头支座3固定在滑套鞍座8上，液压缸接头支座3与滑套鞍座8螺接为一体。

如图7所示，圆轴和滑套设计成圆柱筒式，主要考虑钢卷作用在滑套上的力与水平面是有角度的斜向力，力的倾斜角度是随钢卷外径的大小而变化，这种圆柱筒形结构能很好适应这种力的变化。无论滑套上钢卷的倾斜力角度和位置如何改变，其力方向都会通过圆心，滑套与圆轴贴合面积是恒定的，使得滑套在圆轴上容易滑动（其他形式的如方形滑套等就不具备这种性能）。另外圆柱形结构便于加工制造和组装。利用“滑套在固定轴上滑动”替代轨道轮式对中装置的“框架车轮在轨道上滚动”或“框架在线性滑轨上滑动”，这种形式大大的简化了滚轮轨道机构形式。结构更加简单，造价低，易于推广应用。

如图9，在步进梁吊装鞍座18中心线的下一个步进梁步距T处设置所述钢卷对中装置；在步进梁吊装鞍座与钢卷对中装置之间的1/2T处布置一对第二光电传感器19。第二光电传感器19与脉冲发生器配合，用以检测钢卷宽度B；脉冲发生器放到计算机房内。

采用上述装置的钢卷对中方法如图9和10所示，其特征在于主要包括如下步骤：

（1）首先人工将钢卷15吊装到步进梁吊装鞍座18上，步进梁动梁7升起承载钢卷15朝向所述钢卷对中装置前进移动；在步进梁恒速前进时测量钢卷宽度B；

（2）步进梁前进一个步距T后钢卷到达所述钢卷对中装置，步进梁动梁7落下将钢卷卸载到所述钢卷对中装置的滑套鞍座8上；

（3）启动（油缸伸出）对中鞍座，滑套鞍座8连同钢卷一起前进，直至钢卷端部被光电传感器感应（遮光）时停止。这时拉线传感器测得位移值X0，即测得钢卷前端边缘与对中鞍座外侧第一光电传感器的距离；然后滑套鞍座8带着钢卷返回到原位（油缸回缩），拉线传感器自动清零；

（4）利用测量结果，结合设定的第一光电传感器16距离对中鞍座中心线距离W0，根据△X=B/2+X0-W0计算对中偏距△X；

（5）根据对中偏距计算结果，对钢卷对中装置的滑套鞍座8进行前进或后退纠偏操作。

按上述技术方案，步骤（5）纠偏操作具体如下：

若△X=0，则滑套鞍座8不动作；若△X>0，则滑套鞍座8前进|△X|；若△X<0，则滑套鞍座8后退|△X|；完成位移后，滑套鞍座8停止不动，直至步进梁将钢卷15托起准备运往下一卷位时，滑套鞍座8返回原位，等待下一轮钢卷的对中纠偏周期；滑套鞍座8返回原位的步骤如下：若△X>0，则滑套鞍座8后退|△X|；若△X<0，则滑套鞍座8前进|△X|。

钢卷宽度和偏心距检测以及纠偏操作均为计算机自动程序化完成，安全可靠。

Claims

1.一种钢卷对中装置，以沿步进梁运动方向滑动的对中鞍座的方式设置在步进梁动梁两侧的土建基础平台上；其特征在于：对中鞍座主要包括：以步进梁动梁为轴对称线、在各侧土建基础平台上设置的一条圆柱导轨、以及与各圆柱导轨相匹配的滑套鞍座；液压缸与圆柱导轨平行布置，滑套鞍座连接液压缸活塞杆端接头支座并由液压缸驱动；两圆柱导轨均与步进梁动梁平行布置，且各圆柱导轨一端为固定支撑，另一端为活动支撑；滑套鞍座呈圆筒滑套状套设在圆柱导轨上并能沿圆柱导轨直线运动；滑套鞍座两端内侧与圆柱导轨间设有耐磨衬套，衬套外壁与滑套间为紧配合且设置防转动螺钉；衬套内壁与圆柱导轨间为滑动配合且配合面上设有润滑油路槽孔；滑套鞍座与圆柱导轨间设滑动导向件，导向件螺接在滑套上，圆柱导轨外壁设有与导向件相配合的滑槽；且导向件设有润滑油路槽孔；圆柱导轨与两端支座配合面间设置防转动键，支座与土建基础平台间设置防剪力块；滑套鞍座外壁两端设有圆筒状保护层；沿步进梁在对中装置运卷方向，距离对中鞍座中心线W0处设置一对用以检测钢卷的第一光电传感器，第一光电传感器与对中鞍座中心线距离W0根据钢卷宽度B设定；液压缸上设置位移传感器。

2.根据权利要求1所述的钢卷对中装置，其特征在于：所述保护层为尼龙衬板。

3.根据权利要求1所述的钢卷对中装置，其特征在于：液压缸活塞杆端接头支座与滑套鞍座螺接，液压缸支撑在土建基础平台上且缸支座底面配有调整垫片组。

4.根据权利要求1-3之一所述的钢卷对中装置，其特征在于：在步进梁吊装鞍座的下一步距T处设置所述钢卷对中装置；在步进梁吊装鞍座与钢卷对中装置之间的1/2T处布置一对与脉冲发生器配合工作的第二光电传感器。

5.根据权利要求4所述的钢卷对中装置，其特征在于：各光电传感器设支架支承。

6.根据权利要求5所述的钢卷对中装置，其特征在于：所述位移传感器为拉线式测长传感器，设置在滑套鞍座中心线左侧，且拉线端固定在液压缸活塞杆端接头支座上；传感器设支架支承。

7.采用上述权利要求之一所述钢卷对中装置的钢卷对中方法，其特征在于主要包括如下步骤：

（4）利用测量结果，结合设定的第一光电传感器距离对中鞍座中心线距离W0，根据△X=B/2-(W0-X0)=B/2+X0-W0计算对中偏距△X；

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤（5）中，若△X=0，则滑套鞍座不动作；若△X>0，则滑套鞍座前进|△X|；若△X<0，则滑套鞍座后退|△X|；完成纠偏位移后，钢卷对中装置停止不动，直至步进梁将钢卷托起准备运往下一卷位时，滑套鞍座返回原位，等待下一轮钢卷的对中纠偏周期；滑套鞍座返回原位的步骤如下：若△X>0，则滑套鞍座后退|△X|；若△X<0，则滑套鞍座前进|△X|。