CN110303049A - 热轧带钢剪切压接装置同步系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热轧带钢剪切压接装置同步系统，属于带钢剪切压接技术领域。该同步系统包括上剪切压接装置、下剪切压接装置、偏心曲轴、偏心轴、固定框架以及摆动框架；其中下剪切压接装置通过摆动框架与偏心曲轴相连，上剪切压接装置通过连接机构与偏心曲轴相连；通过采用两个独立传动的偏心曲轴和偏心轴，同时偏心曲轴和偏心轴的偏心量相同，从而和安装有下剪切压接装置的摆动框架形成平行四边形的连杆机构，分别通过绝对值编码器Ⅰ、Ⅱ对偏心曲轴和偏心轴的旋转角度进行精确控制，使两者之间的旋转角度始终保持一致，从而实现在对中间坯进行剪切压接的过程中，始终保证上、下剪切压接装置上的剪刃与中间坯之间处于相同的剪切角。

Description

热轧带钢剪切压接装置同步系统

技术领域

本发明属于带钢剪切压接技术领域，具体涉及一种热轧带钢剪切压接装置同步系统。

背景技术

传统的板带热连轧精轧机组生产均以单块中间坯进行轧制，进精轧机组时的穿带、加速轧制、减速轧制、抛钢、甩尾等过程不可避免。因此，难以保证带钢头尾厚差和穿带质量均匀性，轧制作业率、成材率也受到一定限制。

随着汽车、家电等行业对薄板质量提出更高要求，尺寸、形状精度、表面和内在质量已成为同等重要的质量关键。热轧带钢无头轧制技术在超薄热带轧制、板厚精度控制、板带整长性能稳定性控制以及提高生产率等方面显示出传统热带轧制无可比拟的优越性。

中间坯连接技术是无头轧制的关键技术，目前包括有：叠轧压接法、剪切压接法、焊接法、机械连接法、还原火焰处理连接法、直接通电连接法、感应加热连接法和激光焊接法等。剪切压接法由于其节奏快、占地少、连接效果优等优点备受青睐。

采用剪切压接方法进行中间坯连接面临的一个问题就是在剪切压接的过程中需要保证上下剪刃保持一个固定的角度以对中间坯进行剪切、挤压，目前常用方式是采用双输入七连杆机构，该机构结构复杂，同时也难以确保剪切角度，会影响中间坯的连接效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种热轧带钢剪切压接装置同步系统，以满足剪切压接装置在对中间坯进行剪切压接的过程中，始终保证上下剪刃与中间坯之间处于相同的剪切角。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种热轧带钢剪切压接装置同步系统，包括相对且高低布置的上剪切压接装置与下剪切压接装置；还包括偏心曲轴、偏心轴、固定框架以及摆动框架；

偏心曲轴上具有三个偏心段，位于中部的偏心段Ⅰ与位于其两侧的偏心段Ⅱ、偏心段Ⅲ呈180°对称的方式设置，摆动框架设置在固定框架内侧，偏心曲轴的两端头可转动安装在固定框架上，两端头之间的偏心段Ⅱ与偏心段Ⅲ可转动安装在摆动框架上；下剪切压接装置与摆动框架相连，上剪切压接装置通过连接机构与偏心段Ⅰ相连；

偏心轴包括轴段Ⅰ、轴段Ⅱ以及偏心段Ⅳ，偏心段Ⅳ位于轴段Ⅰ与轴段Ⅱ之间；偏心轴设置在偏心曲轴下方，偏心段Ⅳ穿过摆动框架上的轴孔并与摆动框架可转动连接；轴段Ⅰ与轴段Ⅱ对应通过滑动轴承与固定框架上的轴孔可转动连接；

偏心轴与偏心曲轴各自独立驱动；偏心轴上偏心段Ⅳ的偏心量与偏心曲轴上偏心段Ⅱ、偏心段Ⅲ的偏心量相同；偏心轴、偏心曲轴与安装在其上的摆动框架配合形成平行四边形连杆机构。

进一步，还包括偏心轴传动系统，偏心轴传动系统主要由电机以及减速箱组成，电机通过联轴器Ⅰ与减速箱一端相连，减速箱另一端通过联轴器Ⅱ与偏心轴的轴段Ⅰ一端相连。

进一步，联轴器Ⅰ为带制动盘联轴器，其下方设有与其配合的制动器。

进一步，偏心曲轴的尾端设有绝对值编码器Ⅰ。

进一步，偏心轴的尾端设有绝对值编码器Ⅱ。

本发明的有益效果在于：

通过采用两个独立传动的偏心曲轴和偏心轴，同时偏心曲轴和偏心轴的偏心量相同，从而和安装有下剪切压接装置的摆动框架形成平行四边形的连杆机构，分别通过绝对值编码器Ⅰ、Ⅱ对偏心曲轴和偏心轴的旋转角度进行精确控制，使两者之间的旋转角度始终保持一致，从而实现在对中间坯进行剪切压接的过程中，始终保证上、下剪切压接装置上的剪刃与中间坯之间处于相同的剪切角，同时也极大简化同步摆动机构的结构。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为热轧带钢剪切压接装置同步系统的结构示意图；

图2为偏心轴的安装位置示意图；

图3为偏心曲轴的结构示意图；

图4为偏心轴传动系统的结构示意图。

附图标记：

偏心曲轴传动系统—1、偏心轴传动系统—2、偏心曲轴—3、摆动框架—4、连接机构—5、上剪切压接装置—6、下剪切压接装置—7、液压平衡系统—8、固定框架—9、绝对值编码器Ⅰ—10、偏心轴—11、滑动轴承—12、绝对值编码器Ⅱ—13；

偏心轴传动系统中：电机—201、联轴器Ⅰ—202、制动器—203、减速箱—204、联轴器Ⅱ—205；

偏心曲轴中：偏心段Ⅰ—301、偏心段Ⅱ—302、偏心段Ⅲ—303；

偏心轴中：轴段Ⅰ—1101、轴段Ⅱ—1102、偏心段Ⅳ—1103。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1～图4，为一种热轧带钢剪切压接装置同步系统，包括相对且高低布置的上剪切压接装置6与下剪切压接装置7；还包括偏心曲轴3、偏心轴11、固定框架9以及摆动框架4。其中，固定框架9作为支撑框架，为偏心曲轴3以及偏心轴11提供支撑；摆动框架4作为传动机构，实现偏心曲轴3对下剪切压接装置7的摆动升降控制。

该同步系统中，偏心曲轴3的两端通过轴承座安装在固定框架9上，其上设有多个偏心段；偏心轴11的两端也安装在固定框架9上，其上偏心段的偏心量与偏心曲轴相同。摆动框架4的上端连接在偏心曲轴的偏心段上，下端与下剪切压接装置7相连，侧面与偏心轴连接；而上剪切压接装置6也通过连接机构5安装在偏心曲轴的一个偏心段上，偏心轴11与偏心曲轴3各自独立驱动；这样，偏心轴、偏心曲轴与安装在其上的摆动框架配合形成了平行四边形连杆机构。用于安装摆动框架的偏心段与用于安装连接机构的偏心段的偏心方向/位置恰好反向，当偏心曲轴转动的时候，即可实现上、下剪切压接装置的反向运动，从而实现对中间坯的剪切压接。只要对偏心曲轴和偏心轴的旋转角度进行精确控制，使两者之间的旋转角度始终保持一致，即可实现在对中间坯进行剪切压接的过程中，始终保证上下剪刃与中间坯之间处于相同的剪切角。

具体的，偏心曲轴3上具有三个偏心段，位于中部的偏心段Ⅰ301与位于其两侧的偏心段Ⅱ302、偏心段Ⅲ303呈180°对称的方式设置，即偏心段Ⅰ301的偏心轴线与偏心段Ⅱ302、偏心段Ⅲ303的偏心轴线呈180°对称设置在偏心曲轴上圆轴段的中心轴线的两侧，摆动框架4设置在固定框架9内侧，偏心曲轴3的两端头可转动安装在固定框架9上，两端头之间的偏心段Ⅱ302与偏心段Ⅲ303可转动安装在摆动框架4上；下剪切压接装置7与摆动框架4相连，上剪切压接装置6通过连接机构5与偏心段Ⅰ301相连。

对应的，偏心轴11包括轴段Ⅰ1101、轴段Ⅱ1102以及偏心段Ⅳ1103，偏心段Ⅳ1103位于轴段Ⅰ1101与轴段Ⅱ1102之间；偏心轴11设置在偏心曲轴3下方，偏心段Ⅳ穿过摆动框架侧面处的轴孔并与摆动框架4可转动连接；轴段Ⅰ1101与轴段Ⅱ1102对应通过滑动轴承12与固定框架9上的轴孔可转动连接。偏心轴上偏心段Ⅳ的偏心量与偏心曲轴上偏心段Ⅱ、偏心段Ⅲ的偏心量相同。通过偏心曲轴和偏心轴的旋转，可实现摆动框架保持固定角度的摆动；摆动框架底部与下剪切压接装置相连，可实现下剪切压接装置与摆动框架同步运动。滑动轴承12可用于对偏心轴11进行定位和滑动润滑。

下剪切压接装置7通过摆动框架4与偏心曲轴3相连，上剪切压接装置6通过连接机构5与偏心曲轴3相连；当驱动偏心曲轴转动的时候，转动的偏心曲轴带动与之连接的摆动框架摆动，而摆动框架又驱动下剪切压接装置做升降运动，同时，转动的偏心曲轴也能通过连接机构驱动上剪切压接装置做上下运动。由于偏心曲轴上安装连接机构5的偏心段Ⅰ301与安装摆动框架的偏心段Ⅱ302、偏心段Ⅲ303彼此反向布置，因此，在偏心曲轴的同步驱动下，上剪切压接装置6与下剪切压接装置7也彼此反向运动，对应设置在上剪切压接装置与下剪切压接装置上的剪刃亦相对设置，共同配合实现中间坯的剪切压接过程。

此处的连接机构5分别与偏心曲轴和上剪切压接装置相连，可以在偏心曲轴的驱动下实现与上剪切压接装置同步运动。该连接机构可以是液压驱动装置或是具有重叠量调整功能的重叠量调整装置，这样的连接机构不仅能够在偏心曲轴的作用下带动上剪切压接装置运动，还能在传动的过程中满足机构配合中的自适应或是自动调节功能。优选重叠量调整装置，这样，在连接中间坯厚度放生改变的时候，可调整上剪切压接装置的臂长。

该同步系统中，还包括偏心曲轴传动系统1以及偏心轴传动系统2，偏心曲轴传动系统1与偏心轴传动系统2的结构组成以及传动形式完全相同。以偏心轴传动系统为例进行说明，其主要由电机201以及减速箱204组成，电机201通过联轴器Ⅰ202与减速箱204一端相连，减速箱204另一端通过联轴器Ⅱ205与偏心轴11的轴段Ⅰ1101一端相连。电机201由安装于偏心轴11尾部的绝对值编码器Ⅱ13的精确控制下，始终保持与偏心曲轴3之间以相同的角度进行旋转，从而确保摆动框架始终处于固定的角度进行摆动。

优选的，联轴器Ⅰ202为带制动盘联轴器，其下方设有与其配合的制动器203。带制动盘联轴器位于电机和减速箱之间，用于传动扭矩的传递，并在非工作状态的时候，由制动器203抱紧制动盘，避免偏心轴摆动，影响后续工作。

该同步系统中，偏心曲轴3的尾端设有绝对值编码器Ⅰ10。绝对值编码器Ⅰ10安装在偏心曲轴尾部，用于对偏心曲轴的转动角度进行精确控制，确保与机组速度之间的匹配。

该同步系统中，摆动框架4与上剪切压接装置6之间连有液压平衡系统8，用于保持上剪切压接装置的稳定性，避免剪切压接过程中受力不均衡，影响剪切压接效果。具体的，液压平衡系统8有两组，对称设置在上剪切压接装置的两侧。液压平衡系统8实际上就是液压缸，其上端通过支座与摆动框架4相连，下端通过支座与上剪切压接装置的刀座相连。

该同步系统中，安装偏心曲轴的轴承座上设有油孔和油槽，用于降低偏心曲轴与轴承座之间的摩擦，以减少磨损。同样的，安装偏心轴的滑动轴承上也设有油孔和油槽，用于降低偏心轴与滑动轴承之间的摩擦，减少磨损。

该同步系统的工作原理是：

通过采用两个独立传动的偏心曲轴和偏心轴，同时偏心曲轴和偏心轴的偏心量相同，从而和安装有下剪切压接装置的摆动框架形成平行四边形的连杆机构，分别通过绝对值编码器Ⅰ、Ⅱ对偏心曲轴和偏心轴的旋转角度进行精确控制，使两者之间的旋转角度始终保持一致，从而实现在对中间坯进行剪切压接的过程中，始终保证上、下剪切压接装置上的剪刃与中间坯之间处于相同的剪切角，同时也极大简化同步摆动机构的结构。

该同步系统的工作过程是：

偏心曲轴传动系统1在安装在偏心曲轴3尾部的绝对值编码器Ⅰ10的控制下，驱动偏心曲轴3精确旋转一定角度；同时，偏心轴11也在安装与偏心轴尾部的绝对值编码器Ⅱ13的控制下，由偏心轴传动系统2驱动始终和偏心曲轴3旋转相同的角度；摆动框架4在偏心曲轴3和偏心轴11的共同作用下，实现按固定角度进行摆动。同时，偏心曲轴3通过摆动框架4和连接机构5，分别带动上、下剪切压接装置6、7按照相反的方向运动，从而实现对热轧带钢中间坯的剪切压接。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种热轧带钢剪切压接装置同步系统，包括相对且高低布置的上剪切压接装置与下剪切压接装置；其特征在于：还包括偏心曲轴、偏心轴、固定框架以及摆动框架；

偏心曲轴上具有三个偏心段，位于中部的偏心段Ⅰ与位于其两侧的偏心段Ⅱ、偏心段Ⅲ呈180°对称的方式设置，摆动框架设置在固定框架内侧，偏心曲轴的两端头可转动安装在固定框架上，两端头之间的偏心段Ⅱ与偏心段Ⅲ可转动安装在摆动框架上；下剪切压接装置与摆动框架相连，上剪切压接装置通过连接机构与偏心段Ⅰ相连；

偏心轴包括轴段Ⅰ、轴段Ⅱ以及偏心段Ⅳ，偏心段Ⅳ位于轴段Ⅰ与轴段Ⅱ之间；偏心轴设置在偏心曲轴下方，偏心段Ⅳ穿过摆动框架上的轴孔并与摆动框架可转动连接；轴段Ⅰ与轴段Ⅱ对应通过滑动轴承与固定框架上的轴孔可转动连接；

偏心轴与偏心曲轴各自独立驱动；偏心轴上偏心段Ⅳ的偏心量与偏心曲轴上偏心段Ⅱ、偏心段Ⅲ的偏心量相同；偏心轴、偏心曲轴与安装在其上的摆动框架配合形成平行四边形连杆机构。

2.根据权利要求1所述的热轧带钢剪切压接装置同步系统，其特征在于：还包括偏心轴传动系统，偏心轴传动系统主要由电机以及减速箱组成，电机通过联轴器Ⅰ与减速箱一端相连，减速箱另一端通过联轴器Ⅱ与偏心轴的轴段Ⅰ一端相连。

3.根据权利要求2所述的热轧带钢剪切压接装置同步系统，其特征在于：联轴器Ⅰ为带制动盘联轴器，其下方设有与其配合的制动器。

4.根据权利要求1～3任一所述的热轧带钢剪切压接装置同步系统，其特征在于：偏心曲轴的尾端设有绝对值编码器Ⅰ。

5.根据权利要求4所述的热轧带钢剪切压接装置同步系统，其特征在于：偏心轴的尾端设有绝对值编码器Ⅱ。