CN104289556B - 一种适用于生产所有规格线材的吐丝机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于生产所有规格线材的吐丝机，包括一个支撑体，支撑体上至少安装一根吐丝管，以及至少一个设于面板上的螺旋形引导通道，引导通道是由多个导管组件毗邻相联组成的导管通道和由环形导轨、吐丝机导向筒和多个导向板组件构成的导向板通道合并而成。通过调整导管通道和导向板通道的相对伸展角度，本发明可适用于所有规格的线材生产，线材圈形特别是线材头尾的圈形非常完美，避免弯曲变形问题，无需配备一位在吐丝机出口散卷运输线旁人工调整线圈头部和尾部位置的专职操作工，消除吐丝后续的散卷运输、集卷、剪头尾及打捆等工序因乱卷带来的困难，提高轧钢生产作业率、成材率和合格率。

Description

一种适用于生产所有规格线材的吐丝机

技术领域

本发明属于轧钢生产技术领域，涉及将轧制后的线材弯曲成圈的设备，通常称为吐丝机，更具体地说，涉及一种适用于生产所有规格线材的吐丝机。

背景技术

高速线材生产线上吐丝机是用于将水冷后的线材弯曲成一定直径的线圈，均匀布放在散卷运输线上，以利于冷却、收集和包装运输。它属于生产线上的关键设备，对线材轧制速度、成品质量有着决定性影响。

现有技术中，吐丝机一般包括:芯轴、吐丝管支撑体以及吐丝管。芯轴和吐丝管支撑体用于安装吐丝管，使得吐丝管能将线材绕制成一定直径的线圈。该吐丝管的中心轴线是一螺旋形的空间曲线，入口部分与芯轴同轴，中间部分螺旋伸展，直至出口成为部分圆周，并且正切于最终所获得线圈的直径。

吐丝机前设有夹送辊，用于向轧件施加张力，确保了吐丝过程中的力平衡，防止轧件在形成线圈时发生抖动，同时还控制轧件尾部离开最后一架轧机后进入吐丝机的轧件速度。但线材在高速轧制下很容易受到各种因素的影响，造成力平衡产生波动，卷绕时线材不能遵循其理论轨迹，从而出现如圈形忽大忽小、左右摇摆、交叉叠放、疏密不均、弯曲缠绕等现象，导致轧制线材最终质量的恶化；一些小规格线材（即约φ5～φ12毫米）因轧制速度高，在生产时，线材末端离开夹送辊瞬间受力失衡，导致末端猛烈加速，产生抽鞭效应，而半径恒定的一段吐丝管出口部分不足以消除抽鞭效应的影响，线材吐丝的最后一至两圈变得弯曲或卷曲；而一些大规格线材（即约φ13～φ26毫米）因轧制速度低，头部和尾部容易出现从引导通道中吐不出来而发生吐丝机卡钢或缠钢的现象。紊乱的圈形、弯曲或卷曲的线材尾圈都影响成品外观质量，导致散卷运输线运输和集卷收集困难；线材头圈和尾圈不好时需要安排专门的操作人员在散冷运输线上对线圈头部和尾部进行人工处理；吐丝乱造成轧钢生产的作业率、合格率和成材率降低。

在专利US6769641B2和CN103008395A中描述了在吐丝管出口的末端有一个圆周出口通道，该通道与一个固定的圆柱体导向筒配合，形成一个基本封闭的引导通道，以力求刚刚形成的线圈在此引导通道里得以稳定，并减轻轧制线材的头部和尾部变形。但因其通道空间过大，线材成圈离开吐丝管出口后没有得到良好的引导，抖动的线圈反复碰撞通道壁造成线圈杂乱，引起通道壁的过度磨损，严重时造成在通道与导向筒间隙之中卡钢、打断直到吐丝机振动过大造成急停事故。

在专利CN103316956A中所描述的，在吐丝通道出口的末端设有至少一组截面为圆形的环形通道，这些环形通道由多个彼此毗邻的基本导管串接构成，以恒定的半径旋转延伸至少180°。它能对小规格线材（特别是以90至120米/秒的高速轧制的直径为φ5～φ12毫米的小规格线材）离开吐丝管出口后起到很好的引导作用，使圈形稳定，但此种吐丝机基本节片内部通道是直的圆柱孔，整个环形通道实际是由很多的直线段连接而成，它不能对线圈起到完美引导；另外这种吐丝机因独特的引导通道结构所限，不适用于大规格线材生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于生产所有规格线材的吐丝机，该吐丝机能确保所述轧制线材在引导通道中得以良好控制，提高线材的稳定性，促使线材圈形特别是线材头尾的圈形非常完美，避免弯曲变形；同时消除吐丝后续的散卷运输、集卷、剪头尾及打捆等工序因乱卷带来的困难，提高轧钢生产作业率、成材率和合格率。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种适用于生产所有规格线材的吐丝机，包括支撑体，在支撑体上安装有吐丝管，支撑体一端固定在吐丝机芯轴上，并带动吐丝管随芯轴一同旋转；支撑体另一端设有一螺旋扇形面板，其特征在于：在面板上设有螺旋形引导通道，所述引导通道的曲率半径和螺旋升角与吐丝管出口末端的曲率半径和升角一致，引导通道包括导管通道和导向板通道；所述导管通道紧挨着吐丝管出口末端，导管通道由一组导管组件毗邻连接构成，单个导管组件包括内腔与线材相适配的弧形导管、用来连接相邻弧形导管的管夹组件和位于管夹组件两侧的挡块；弧形导管具有与吐丝管出口末端一致的曲率半径和螺旋升角，且在弧形导管入口设有喇叭口；紧挨导管通道设有导向板通道，导向板通道包括环形导轨、吐丝机导向筒和导向板组件，面板的边沿呈T形结构部分构成环形导轨，弧形导管通过管夹组件安装在环形导轨上；导向板组件包括导向板和导向板紧固件，导向板与弧形导管弧长相同，导向板固定在环形导轨上的吐丝机里侧，环形导轨、吐丝机导向筒和一组导向板构成开口向外的导向板通道；导管通道和导向板通道合并形成一个完整的引导通道。

本发明中，管夹组件通过定位块固定在环形导轨上，定位块内孔为螺纹孔，用于拆卸时安装拉拔工具，定位块一面为与环形导轨T形槽面相配合的圆弧面，在导管入口侧的管夹组件上安装有防止导管在管夹组件中转动和轴向移动的定位螺钉；在管夹组件安装位置的导管底部设有起到支撑导管和防止导管转动的垫块。

在吐丝管与弧形导管之间或两组弧形导管之间采用套管、管夹或焊接方式进行弧形导管精确对接。每个导管组件与导向板组件之间重量相差控制在±10g，以保证在各种规格生产时可以方便地对导管组件和导向板组件进行互换，而不影响吐丝机整体的动平衡状态。

本发明中，引导通道的伸展角度最大可达360°以上。生产小规格（φ5mm至φ12mm）时，视具体轧制规格和轧制速度，可选择将由多段导管构成的所述导管通道伸展角度控制在90°～360°之间；生产大规格（在φ13mm或以上），视具体轧制规格和轧制速度，可选择将由多段导管构成的所述导管通道伸展角度控制在0°～90°之间。主要原则是：轧制规格越小，轧制速度越高，所述导管通道伸展角度越大，导向板通道伸展角度相对越小，即所述导管组件使用数量越多，所述导向板组件使用数量越少；反之，轧制规格越大，轧制速度越低，所述导管通道伸展角度越小，导向板通道伸展角度相对越大，即所述导管组件使用数量越少，所述导向板组件使用数量越多。

本发明的吐丝机可以将所述导管通道中一组弧形导管合并成一个整体导管，所述整体导管弧长是几段导管弧长的累加，整体导管曲率半径和螺旋升角与几段导管的曲率半径和螺旋升角完全一致，整体导管入口有一喇叭口，整体导管由多组管夹组件定位在环形导轨上，并且在靠所述整体导管入口侧的管夹上安装至少一个定位螺钉，通过定位螺钉联接来防止所述导管在管夹组件中转动和轴向移动，也可在所述整体导管入口侧的管夹两边各贴靠着一个所述挡块，所述挡块焊在所述导管上，用于限制导管轴向移位。由整体导管构成一个完整的导管通道。也可以将导向板通道中几段导向板合并成一个整体导向板，所述整体导向板由多组所述导向板紧固件固定在靠所述环形导轨上的吐丝机里侧，由所述整体导向板、环形导轨和吐丝机导向筒构成一个开口向外的导向板通道。

采用整体导管或/和整体导向板更利于保证整个通道的平滑完整，提高固定的可靠性。特别是在生产线轧制规格处于相对较窄的范围内变化时，整体导管和整体导向板弧长恒定，更换引导通道中某个零部件时不会对吐丝机整体的动平衡状态产生影响，更适宜采用整体导管和整体导向板结构方式。

本发明以平滑连贯的引道通道为线材提供最优化引导，稳定线材成圈，避免线材离开吐丝管后因抖动而反复碰撞引导通道壁造成吐丝失稳、变形及最终质量的恶化，并造成所述壁表面的过度磨损；并且为线材头部和尾部提供最优化引导，及通过延长小规格线材尾部受摩擦阻力区间对因鞭打效应产生过速的线材尾部降速，可以防止或限制现有的小规格线材(特别是以90m/s以上高速轧制的直径为φ5至φ12毫米的小规格线材)的头部和尾部吐丝时发生卷曲变形的问题以及大规格线材头部和尾部吐不出来而发生卡钢或缠钢的问题。

本发明在吐丝机的出口获得头部和尾部与线材其他部分完全同形的高质量线圈。免去操作工在吐丝机后的散卷运输线上对线圈头部和尾部进行人工整理的需求，避免因吐丝紊乱造成的设备故障停机，可以延长吐丝管和引导通道的使用寿命，方便集卷收集，改善成品包装外形质量，使轧钢生产的作业率、成材率和合格率都得以提高。

本发明根据需要可以方便、快速地更换和互换相关组件，不会导致吐丝盘动平衡发生变化。能通过调整相关组件安装数量最优化满足生产各种规格对引导通道不同的要求，通过调整导管通道和导向板通道的相对伸展角度，可适用于所有规格线材成圈生产，满足线材吐丝速度达90m/s以上。

本发明能确保所述轧制线材在引导通道中得以良好控制，提高线材的稳定性，促使线材圈形特别是线材头尾的圈形非常完美，避免弯曲变形问题，无需配备一位在吐丝机出口散卷运输线旁人工调整线圈头部和尾部位置的专职操作工，消除吐丝后续的散卷运输、集卷、剪头尾及打捆等工序因乱卷带来的困难，提高轧钢生产作业率、成材率和合格率。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是图1的左视图。

图3是支撑体装配主视图。

图4是图3的左视图。

图5是图3的右视图。

图6是本发明中弧形导管入口示意图。

图7是本发明中弧形导管的套管对接示意图。

图8是本发明中弧形导管的管夹对接示意图。

图9是一种管夹组件剖视图。

图10是另一种管夹组件剖视图。

图11是另一种管夹组件剖视图。

图12是另一种管夹组件剖视图。

图13是导向板组件的安装图。

图中，1-芯轴、2-法兰、3-支撑体、4-吐丝管、5-吐丝管固定件、6-吐丝机导向筒、7-面板、8-环形导轨、9-弧形导管、10-管夹组件、11-挡块、12-导向板组件、901-喇叭口、902-套管、903-管夹、101-管夹、102-定位块、103-管夹紧固件、104-定位螺钉、105-垫块、121-导向板、122-导向板紧固件。

具体实施方式

一种本发明所述的适用于生产所有规格线材的吐丝机，包括一个支撑体3，支撑体3上通过吐丝管固定件5至少安装一根吐丝管4，吐丝管4中心轴线为一螺旋形空间曲线，入口与芯轴1同轴，中间部分螺旋伸展，直至出口成为部分圆周，正切于最终所获得线圈的直径，并且有一定的螺旋升角。吐丝管引导线材从芯轴1轴向渐变至圆周方向形成线圈。支撑体3一端通过法兰2固定到吐丝机芯轴1上，带着吐丝管4随芯轴1一同旋转；支撑体3另一端设有一螺旋扇形面板7以及至少一个设于面板7上的螺旋形引导通道，引导通道的曲率半径和螺旋升角与吐丝管出口末端的曲率半径和升角一致，引导通道的伸展角度最大可达360°以上，引导通道包括导管通道和导向板通道。

导管通道紧挨着吐丝管4出口末端，由多个导管组件毗邻连接组成，每个导管组件包含一段一定弧长的弧形导管9、两组管夹组件10和两个挡块11，弧形导管9的内腔一般为圆形但不局限于圆形，弧形导管9内径不小于吐丝管4内径，每段弧形导管9具有与吐丝管4出口末端一致的曲率半径和螺旋升角，每段弧形导管9入口有一喇叭口901，如附图6所示。可进一步的，在吐丝管4与弧形导管9之间或两组弧形导管9之间采用套管902、管夹903或焊接等方式进行导管精确对接，附图7、附图8分别显示了套管对接和管夹对接两种导管对接理想实施例。附图9、附图10和附图11显示的三种型式的管夹组件结构理想实施例中，管夹组件10由管夹101、定位块102和紧固件103组成，每段弧形导管9由两组管夹组件10安装在环形导轨8上，环形导轨8为面板7的边沿呈T形结构部分。定位块102内孔为螺纹孔，用于拆卸时可安装拉拔工具，定位块102一面为圆弧面，依靠定位块102圆弧面顶在环形导轨T形槽面上来保证管夹101能承受巨大的离心力而不会移位。也可考虑如附图12所示，将管夹101与定位块102合并成一个整件管夹106，通过紧固件107固定在环形导轨8上。如附图9和附图10所示的理想实施例，在固定每段弧形导管9的两个管夹10之中靠导管9入口侧的管夹101上安装至少一个定位螺钉104，通过定位螺钉联接来防止导管9在管夹组件10中转动和轴向移动；或如理想实施例图11所示，在管夹10安装位置的导管9底部焊接一垫块105，通过垫块使支管9支撑在环形导轨8上，同时也可防止导管9在管夹组件10中转动。也可在每段导管9入口一侧的管夹101两边各贴靠着一个挡块11，挡块11焊在导管9上，用于限制导管9轴向移位。

紧挨导管通道设有导向板通道，包含环形导轨8、吐丝机导向筒6和导向板组件12。如附图13所示，导向板组件12包含导向板121和导向板紧固件122，导向板121与导管9弧长相同，导向板121固定在靠环形导轨8上的吐丝机里侧，由环形导轨8、吐丝机导向筒6和多个导向板121构成一个开口向外的导向板通道。

由导管通道和导向板通道合并形成一个完整的引导通道。

每个导管组件与导向板组件之间重量相差控制在±10g，以保证在各种规格生产时可以方便地对导管组件和导向板组件进行互换，而不影响吐丝机整体的动平衡状态。

生产小规格（φ5mm至φ12mm）时，视具体轧制规格和轧制速度，可选择将由多段导管9构成的所述导管通道伸展角度控制在90°～360°之间；生产大规格（在φ13mm或以上），视具体轧制规格和轧制速度，可选择将由多段导管9构成的所述导管通道伸展角度控制在0°～90°之间。主要原则是：轧制规格越小，轧制速度越高，所述导管通道伸展角度越大，导向板通道伸展角度相对越小，即所述导管组件使用数量越多，所述导向板组件使用数量越少；反之，轧制规格越大，轧制速度越低，所述导管通道伸展角度越小，导向板通道伸展角度相对越大，即所述导管组件使用数量越少，所述导向板组件使用数量越多。

作为另一种实施例，本发明的吐丝机可以将导管通道中几段弧形导管9合并成一个整体导管，整体导管弧长是几段导管9弧长的累加，整体导管曲率半径和螺旋升角与几段导管9的曲率半径和螺旋升角完全一致，整体导管入口有一喇叭口901，整体导管由多组管夹组件10定位在环形导轨8上，并且在靠所述整体导管入口侧的管夹101上安装至少一个定位螺钉104，通过定位螺钉联接来防止导管在管夹组件中转动和轴向移动，也可在所述整体导管入口侧的管夹101两边各贴靠着一个挡块11，挡块11焊在导管上，用于限制导管轴向移位。由整体导管构成一个完整的导管通道。也可以将导向板通道中几段导向板121合并成一个整体导向板，整体导向板由多组导向板紧固件122固定在靠环形导轨8上的吐丝机里侧，由整体导向板、环形导轨8和吐丝机导向筒6构成一个开口向外的导向板通道。

该实施例中采用整体导管或/和整体导向板更利于保证整个通道的平滑完整，提高固定的可靠性。特别是在生产线轧制规格处于相对较窄的范围内变化时，整体导管和整体导向板弧长恒定，更换引导通道中某个零部件时不会对吐丝机整体的动平衡状态产生影响，更适宜采用整体导管和整体导向板结构方式。

Claims (7)

1.一种适用于生产所有规格线材的吐丝机，包括支撑体，在支撑体上安装有吐丝管，支撑体一端固定在吐丝机芯轴上，并带动吐丝管随芯轴一同旋转；支撑体另一端设有一螺旋扇形面板，其特征在于：在面板上设有螺旋形引导通道，所述引导通道的曲率半径和螺旋升角与吐丝管出口末端的曲率半径和升角一致，引导通道包括导管通道和导向板通道；所述导管通道紧挨着吐丝管出口末端，导管通道由一组导管组件毗邻连接构成，单个导管组件包括内腔与线材相适配的弧形导管、用来连接相邻弧形导管的管夹组件和位于管夹组件两侧的挡块；弧形导管具有与吐丝管出口末端一致的曲率半径和螺旋升角，且在弧形导管入口设有喇叭口；紧挨导管通道设有导向板通道，导向板通道包括环形导轨、吐丝机导向筒和导向板组件，面板的边沿呈T形结构部分构成环形导轨，弧形导管通过管夹组件安装在环形导轨上；导向板组件包括导向板和导向板紧固件，导向板与弧形导管弧长相同，导向板固定在环形导轨上的吐丝机里侧，环形导轨、吐丝机导向筒和一组导向板构成开口向外的导向板通道；导管通道和导向板通道合并形成一个完整的引导通道。

2.根据权利要求1所述的适用于生产所有规格线材的吐丝机，其特征在于：管夹组件通过定位块固定在环形导轨上，定位块内孔为螺纹孔，用于拆卸时安装拉拔工具，定位块一面为与环形导轨T形槽面相配合的圆弧面，在导管入口侧的管夹组件上安装有防止导管在管夹组件中转动和轴向移动的定位螺钉；在管夹组件安装位置的导管底部设有起到支撑导管和防止导管转动的垫块。

3.根据权利要求1所述的适用于生产所有规格线材的吐丝机，其特征在于：在吐丝管与弧形导管之间或两组弧形导管之间采用套管、管夹或焊接方式进行弧形导管精确对接。

4.根据权利要求1所述的适用于生产所有规格线材的吐丝机，其特征在于：每个导管组件与导向板组件之间重量相差在±10g。

5.根据权利要求1所述的适用于生产所有规格线材的吐丝机，其特征在于：生产φ5mm至φ12mm小规格线材时，将导管通道伸展角度控制在90°～360°之间；生产φ13mm或以上大规格线材时，将导管通道伸展角度控制在0°～90°之间。

6.根据权利要求1所述的适用于生产所有规格线材的吐丝机，其特征在于：导管通道中的一组弧形导管合并成一个整体导管，整体导管弧长是一组弧形导管弧长的累加，整体导管曲率半径和螺旋升角与一组弧形导管的曲率半径和螺旋升角一致，整体导管入口处设有喇叭口，整体导管由一组管夹组件定位在环形导轨上，由整体导管构成一个完整的导管通道；导向板通道中的一组导向板合并成一个整体导向板，整体导向板由一组导向板紧固件固定在靠环形导轨上的吐丝机里侧，由整体导向板、环形导轨和吐丝机导向筒构成一个开口向外的导向板通道。

7.根据权利要求6所述的适用于生产所有规格线材的吐丝机，其特征在于：在靠整体导管入口侧的管夹上安装至少一个定位螺钉；或在整体导管入口侧的管夹两边各贴靠着一个挡块，挡块焊在整体导管上。