CN105415125A - 一种适用于精整机组的被动式带钢边部修磨装置 - Google Patents

Abstract

一种适用于精整机组的被动式带钢边部修磨装置，它包括箱体框架、压磨机构、随动机构和进给机构，在箱体框架内设有3-6组一字排开的压磨机构和随动机构，箱体框架的箱体底板固定在进给机构的进给底板上，该进给底板与滑块固定，该滑块设在固定在装置底部是上的进给导轨上。本发明设计精巧、占用空间小、修磨力可调、可适应带钢规格变化并且专门针对带钢边部撕裂区进行修磨的带钢边部修磨装置，在不引入设备干涉和工艺干涉的前提下，同时修磨带钢边部撕裂区毛刺，改善带钢的边部质量，解决下游客户由于边部质量造成的工艺难题，为企业带来效益。

Description

一种适用于精整机组的被动式带钢边部修磨装置

技术领域

本发明涉及冶金领域，特别涉及一种带钢边部修磨装置。

背景技术

为了满足不同用户对于带钢宽度的要求，在精整机组设置有带钢切边装置——圆盘剪，通常，通过圆盘剪的剪切，带钢的边部会呈现出塌角区、切断区、撕裂区、扣边区。圆盘剪由于自身的剪切工艺特点会使撕裂区“毛糙”而出现毛刺。一般而言，机组会采用压毛刺机对圆盘剪扣边区的的毛刺进行压边处理，压毛刺机的工作原理是利用带有一定辊型的辊子或者轮子，对带钢边部进行挤压处理。然而，对于带钢撕裂区的“毛刺”，并未有相应的处理措施。随着下游客户对带钢切边质量要求的提高，亟需带钢撕裂区的“毛刺”处理工艺和设备。例如，对于一些下游客户生产的搪瓷钢，带钢撕裂区的毛刺会使搪瓷工艺出现问题。由于撕裂区的毛刺不同于扣边区的毛刺，可以通过压毛刺进行压下处理，故必须开发出能针对带钢侧面进行毛刺修磨的工艺和设备。目前存在的带钢边部修磨装置，普遍存在以下问题：1、仅仅针对扣边区进行修磨，没有专门针对带钢切边撕裂区进行修磨的装置；2、占用空间大、笨重，添加到机组中会对其他设备造成干涉；3、修磨效果不明显；4、有些修磨装置针对性设计过于单一，不能适应带钢规格的变化；5、装置不灵活，修磨力度不可调。

发明内容

针对目前带钢边部修磨装置存在的种种缺陷，本发明的目的在于提供一种设计精巧、占用空间小、修磨力可调、可适应带钢规格变化的适用于精整机组的被动式带钢边部修磨装置。

本发明包括箱体框架、压磨机构、随动机构和进给机构。所述箱体框架包括箱体底板、箱体背板、箱体肋板和箱体顶板，箱体底板和箱体顶板的一端通过箱体背板固连，形成箱体框架，在箱体两侧的底板、顶板和背板之间分别设有箱体肋板。在箱体框架内设有3-6组一字排开的压磨机构；在箱体底板上设有按圆周均等布置的腰槽，在箱体底板开放的一端底部设有与上述压磨机构平行的角度调节轨道。

所述压磨机构主要包括旋转阻尼器、磨轮轴、上轴承、下轴承、锁紧螺母、磨轮，磨轮通过锁紧螺母与磨轮轴的一端固连，实现与磨轮轴的同步转动，该磨轮轴的另一端与旋转阻尼器固连，为压磨机构提供必要的转动阻尼，在上述磨轮的两端分别设有上轴承和下轴承，保证运转的平稳性；

所述随动机构主要包括三块带有中心通孔的固定支撑板，上、下导轨滑块，一对上导轨支架，一对下导轨支架，上、下直线导轨和上、下导轨弹簧，其中，第一块固定支撑板固定在上述压磨机构的下端，第二块固定支撑板固定在上述压磨机构的上端，第三块固定支撑板固定在上述压磨机构中的上轴承和转动阻尼器之间，上述三块固定支撑板的一端均固定在一块竖板上，使压磨机构成为一个整体；上述第一块固定支撑板的下端面固定在下导轨滑块上，上述第二块固定支撑板的上端面固定在上导轨滑块上，一对上导轨支架和一对下导轨支架分别设在上述箱体底板和顶板的两端，上直线导轨和下直线导轨的两端分别固定在上、下导轨支架上，上述上、下导轨滑块分别设在上、下直线导轨上，上、下导轨弹簧分别套在上、下导轨滑块一侧的上、下直线导轨上，当导轨滑块沿着直线导轨滑动时，导轨弹簧给予导轨滑块一定的弹力，实现压磨机构的随动；

所述进给机构主要包括进给底板、楔形块、紧固底座、进给滑块、进给导轨、丝杠、丝杠支座、手轮、装置底板和进给螺帽；在装置底板中间的两端分别设有丝杠支架，丝杠的一端与丝杠支架转动连接，该丝杠的另一端穿过另一个丝杠支架的通孔与手轮固连，在上述丝杠两侧的装置底部上设有两条相互平行的进给导轨，进给导轨上分别设有进给滑块，进给底板固定在进给滑块上，上述进给底板上设有与上述箱体底板上腰槽相对应的腰槽，在该进给底板一侧设有与上述进给导轨平行、并与上述箱体底板角度调节轨道相对应的矩形孔，该矩形孔的数量与设置的压磨机构数量相等，在矩形孔内均设有楔形块，该楔形块的斜面朝向上述手轮，其另一面的箱体底板上分别设有与楔形块相对应的紧固底座，该紧固底座上设有螺纹孔和紧固螺栓，紧固螺栓穿过经底座抵住楔形块；上述箱体底板固定在上述进给底板上，当紧固螺栓拧紧时，楔形块向前进给，箱体框架倾斜角度变大，当紧固螺栓拧松时，楔形块后退，箱体框架倾斜角度变小。

本装置的工作原理如下：首先通过调整紧固底座上紧固螺栓调整箱体框架倾斜角度，使装置倾斜角度与带钢切边撕裂区倾斜角度一致，进而紧固箱体框架和进给底板的连接螺栓，转动手轮，箱体框架与进给底板一起进给，当磨轮接触带钢边部后，压磨机构沿直线导轨压缩弹簧，给与带钢边部一定的压磨力，达到一定压磨力后，机组运行，在带钢的带动下，磨轮转动，但是由于旋转阻尼器的作用，磨轮转动越快，旋转阻尼越大，最终当带钢给与磨轮的驱动力矩与磨轮轴的阻力矩、旋转阻尼器的阻尼力矩相互平衡时，磨轮匀速转动，并且与带钢形成一定的速度差，形成滑动摩擦，当带钢跑偏，随动机构的作用会使压磨机构始终紧贴带钢边部，保证磨边的均匀性。

使用上述本被动式带钢边部修磨装置对带钢进行角度调整与压磨力调整的方法如下：

(1)收集现场设备工艺参数，带钢厚度h，机组圆盘剪侧隙量s，机组带钢的运行速度v，切边带钢撕裂区占带钢厚度的比例λ。

(2)收集压磨装置参数，导轨弹簧的弹性系数k，旋转阻尼器的输出力矩M＝f(ω₀)(旋转阻尼器的输出力矩是旋转速度ω₀的函数，可通过旋转阻尼器的速度特性曲线查的)，磨轮轴的阻动力矩M₁，磨轮半径r，磨轮与带钢的摩擦系数μ，装置内压磨机构的组数n。

(3)计算箱体框架的调整角度α

$\mathrm{\α}=\arctan \frac{s}{2\mathrm{\λ}h}---\left(1\right)$

(4)解关于磨轮旋转速度ω₀，弹簧压缩量l的二元一次方程

$\left\{\begin{array}{c}f\left({\mathrm{\ω}}_0\right)+M_1=2kl\mathrm{\μ}r\\ 2nkl\left(\frac{v}{r}-{\mathrm{\ω}}_0\right)={\mathrm{\η}}_i\end{array}\right.---\left(2\right)$

式中η_i为针对特定带钢的必要磨削效率，单位为N·rad/s，其含义为摩擦力乘以相对速度差。由现场实验确定。

(5)根据步骤(3)计算结果，调整装置倾斜角度至α，拧动紧固螺栓，保证楔形块固定。

(6)转动手轮进给，磨轮接触带钢后，继续进给，直到弹簧压缩量达到步骤(4)计算所得l。

(7)运行机组，压磨装置开始工作。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、通过横向进给装置，只需转动手轮即可实现针对不同钢种不同规格的毛刺修磨要求；

2、通过调整角度可以实现只针对带钢的切边撕裂区进行磨削而不引入工艺干涉；

3、通过磨削，使得带钢切边质量大幅提高，解决了下游客户由于边部质量造成的工艺难题，为企业带来效益。

附图说明

图1是本发明立体结构示意简图；

图2是本发明箱体框架的示意简图；

图3是本发明压磨机构的示意简图；

图4是本发明随动机构的示意简图；

图5是本发明进给机构的示意简图。

图中：1.箱体底板、2.装置底板、3.进给导轨、4.手轮、5.箱体背板、6.箱体肋板、7.箱体顶板、8.上导轨支架、9.固定支撑板、10.磨轮、11.下导轨支架、12.紧固底座、13.进给底板、14.丝杠、15.丝杠支架、16.楔形块、17.腰槽、18.进给滑块、19.下导轨滑块、20.角度调节轨道、21.旋转阻尼器、22.磨轮轴、23.锁紧螺母、24.下轴承、25.上轴承、26.上、下导轨弹簧、27.竖板、28.下直线导轨、29.上直线导轨、30.上导轨滑块、31.紧固螺栓、32.腰槽。

具体实施方式

在图1所示的适用于精整机组的被动式带钢边部修磨装置示意图中，压磨机构和随动机构设在箱体框架内，箱体框架底部与进给机构固连；如图2所示，箱体框架中的箱体底板1和箱体顶板7的一端通过箱体背板5固连，形成箱体框架，在箱体两侧的底板、顶板和背板之间分别设有箱体肋板6；在箱体框架内设有3组一字排开的压磨机构；在箱体底板上设有按圆周均等布置的四个腰槽17，在箱体底板开放的一端底部设有与上述压磨机构平行的角度调节轨道20；如图3所示，压磨机构中的磨轮10通过锁紧螺母23与磨轮轴22的一端固连，该磨轮轴的另一端与旋转阻尼器21固连，在上述磨轮的两端分别设有上轴承25和下轴承24，保证运转的平稳性；如图4所示，所述随动机构的三块固定支撑板9均设有中心通孔，第一块固定支撑板固定在上述压磨机构的下端，第二块固定支撑板固定在上述压磨机构的上端，第三块固定支撑板固定在上述压磨机构中的上轴承和转动阻尼器之间，上述三块固定支撑板的一端均固定在一块竖板27上，使压磨机构成为一个整体；上述第一块固定支撑板的下端面固定在下导轨滑块19上，上述第二块固定支撑板的上端面固定在上导轨滑块30上，一对上导轨支架8和一对下导轨支架11分别设在上述箱体底板和顶板的两端，上直线导轨29和下直线导轨28的两端分别固定在上、下导轨支架上，上述上、下导轨滑块分别设在上、下直线导轨上，上、下导轨弹簧26分别套在上、下导轨滑块一侧的上、下直线导轨上，当导轨滑块沿着直线导轨滑动时，导轨弹簧给予导轨滑块一定的弹力，实现压磨机构的随动；如图5所示，所述进给机构的装置底板2中间的两端分别设有丝杠支架15，丝杠14的一端与丝杠支架转动连接，该丝杠的另一端穿过另一个丝杠支架的通孔与手轮4固连，在上述丝杠两侧的装置底部上设有两条相互平行的进给导轨3，进给导轨上分别设有进给滑块18，进给底板13固定在进给滑块上，上述进给底板上设有与上述箱体底板上腰槽相对应的腰槽32，在该进给底板一侧设有3个与上述进给导轨平行、并与上述箱体底板角度调节轨道相对应的矩形孔，在矩形孔内均设有楔形块16，该楔形块的斜面朝向上述手轮，该楔形块的另一面的箱体底板上分别设有与楔形块相对应的紧固底座12，该紧固底座上设有螺纹孔和紧固螺栓31，紧固螺栓穿过经底座抵住楔形块；上述箱体底板固定在上述进给底板上，

使用上述本被动式带钢边部修磨装置对带钢进行角度调整与压磨力调整的方法如下：

(1)收集现场设备工艺参数，带钢厚度h＝0.7mm，机组圆盘剪侧隙量s＝0.07mm，切边带钢撕裂区占带钢厚度的比例λ＝0.6，带钢速度v＝6m/s。

(2)收集压磨装置参数，导轨弹簧的弹性系数k＝2.5N/cm，旋转阻尼器的输出力矩M＝f(ω₀)(旋转阻尼器的输出力矩是旋转速度ω₀的函数，可通过旋转阻尼器的速度特性曲线查的)，磨轮轴的阻动力矩M₁＝0.0025N·m，磨轮半径r＝0.0125m，磨轮与带钢的摩擦系数μ＝0.1，装置内压磨机构的组数n＝3。

(3)计算箱体框架的调整角度α＝4.7°

(4)解关于磨轮旋转速度ω₀，弹簧压缩量l的二元一次方程

$\left\{\begin{array}{c}f\left({\mathrm{\ω}}_0\right)+M_1=2kl\mathrm{\μ}r\\ 2nkl\left(\frac{v}{r}-{\mathrm{\ω}}_0\right)={\mathrm{\η}}_i\end{array}\right.$

式中η_i为针对特定带钢的必要磨削效率，单位为N·rad/s，经现场实验测得，η_i＝14100N·rad/s，弹簧压缩量为2cm，正常工作时阻尼器的转速ω₀＝10rad/s， $f\left({\mathrm{\ω}}_0{|}_{{\mathrm{\ω}}_0=10rad/s}\right)=0.01N\·m.$

(5)根据步骤(3)计算结果，调整装置倾斜角度至α＝4.7°，拧动紧固螺栓，保证楔形块固定。

(6)转动手轮进给，磨轮接触带钢后，继续进给，直到弹簧压缩量达到步骤(4)计算所得l＝2cm。

(7)运行机组，压磨装置开始工作。

本发明的在现场的应用，通过横向进给装置，只需转动手轮即可实现针对不同钢种不同规格的毛刺修磨要求，通过调整角度可以实现只针对带钢的切边撕裂区进行磨削而不引入工艺干涉，使得带钢切边质量大幅提高。

Claims (2)

1.一种适用于精整机组的被动式带钢边部修磨装置，其特征在于：它包括箱体框架、压磨机构、随动机构和进给机构；所述箱体框架包括箱体底板、箱体背板、箱体肋板和箱体顶板，箱体底板和箱体顶板的一端通过箱体背板固连，形成箱体框架，在箱体两侧的底板、顶板和背板之间分别设有箱体肋板。在箱体框架内设有3-6组一字排开的压磨机构；在箱体底板上设有按圆周均等布置的腰槽，在箱体底板开放的一端底部设有与上述压磨机构平行的角度调节轨道；

所述压磨机构主要包括旋转阻尼器、磨轮轴、上轴承、下轴承、锁紧螺母、磨轮，磨轮通过锁紧螺母与磨轮轴的一端固连，该磨轮轴的另一端与旋转阻尼器固连，在上述磨轮的两端分别设有上轴承和下轴承；

所述随动机构主要包括三块带有中心通孔的固定支撑板，上、下导轨滑块，一对上导轨支架，一对下导轨支架，上、下直线导轨和上、下导轨弹簧，其中，第一块固定支撑板固定在上述压磨机构的下端，第二块固定支撑板固定在上述压磨机构的上端，第三块固定支撑板固定在上述压磨机构中的上轴承和转动阻尼器之间，上述三块固定支撑板的一端均固定在一块竖板上，使压磨机构成为一个整体；上述第一块固定支撑板的下端面固定在下导轨滑块上，上述第二块固定支撑板的上端面固定在上导轨滑块上，一对上导轨支架和一对下导轨支架分别设在上述箱体底板和顶板的两端，上直线导轨和下直线导轨的两端分别固定在上、下导轨支架上，上述上、下导轨滑块分别设在上、下直线导轨上，上、下导轨弹簧分别套在上、下导轨滑块一侧的上、下直线导轨上，当导轨滑块沿着直线导轨滑动时，导轨弹簧给予导轨滑块一定的弹力，实现压磨机构的随动；

所述进给机构主要包括进给底板、楔形块、紧固底座、进给滑块、进给导轨、丝杠、丝杠支座、手轮、装置底板和进给螺帽；在装置底板中间的两端分别设有丝杠支架，丝杠的一端与丝杠支架转动连接，该丝杠的另一端穿过另一个丝杠支架的通孔与手轮固连，在上述丝杠两侧的装置底部上设有两条相互平行的进给导轨，进给导轨上分别设有进给滑块，进给底板固定在进给滑块上，上述进给底板上设有与上述箱体底板上腰槽相对应的腰槽，在该进给底板一侧设有与上述进给导轨平行、并与上述箱体底板角度调节轨道相对应的矩形孔，该矩形孔的数量与设置的压磨机构数量相等，在矩形孔内均设有楔形块，该楔形块的斜面朝向上述手轮，其另一面的箱体底板上分别设有与楔形块相对应的紧固底座，该紧固底座上设有螺纹孔和紧固螺栓，紧固螺栓穿过经底座抵住楔形块；上述箱体框架的底板固定在上述进给底板上。

2.权利要求1的适用于精整机组的被动式带钢边部修磨装置对带钢进行角度和压磨力调整的方法，其特征在于：

(1)收集现场设备工艺参数，带钢厚度h，机组圆盘剪侧隙量s，机组带钢的运行速度v，切边带钢撕裂区占带钢厚度的比例λ；

(2)收集压磨装置参数，导轨弹簧的弹性系数k，旋转阻尼器的输出力矩M＝f(ω₀)(旋转阻尼器的输出力矩是旋转速度ω₀的函数，可通过旋转阻尼器的速度特性曲线查的)，磨轮轴的阻动力矩M₁，磨轮半径r，磨轮与带钢的摩擦系数μ，装置内压磨机构的组数n；

(3)计算箱体框架的调整角度α

$\mathrm{\α}=arctan\frac{s}{2\mathrm{\λ}h}---\left(1\right)$

(4)解关于磨轮旋转速度ω₀，弹簧压缩量l的二元一次方程

$\left\{\begin{array}{c}f\left({\mathrm{\ω}}_0\right)+M_1=2kl\mathrm{\μ}r\\ 2nkl(\frac{v}{r}-{\mathrm{\ω}}_0)={\mathrm{\η}}_i\end{array}\right.---\left(2\right)$

式中η_i为针对特定带钢的必要磨削效率，单位为N·rad/s，其含义为摩擦力乘以相对速度差，由现场实验确定；

(5)根据步骤(3)计算结果，调整装置倾斜角度至α，拧动紧固螺栓，保证楔形块固定；

(6)转动手轮进给，磨轮接触带钢后，继续进给，直到弹簧压缩量达到步骤(4)计算所得l；

(7)运行机组，压磨装置开始工作。