CN110369776A - 热轧带钢连接剪切压接装置同步摆动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热轧带钢连接剪切压接装置同步摆动机构，属于带钢剪切压接技术领域。该同步摆动机构通过采用偏心量相同的偏心曲轴和偏心轴分别实现上下剪切压接装置的安装以及与摆动框架间的连接，然后在偏心曲轴和偏心轴之间采用1:1速比的同步齿轮箱组实现偏心曲轴和偏心轴之间的旋转角度同步，最后通过绝对值编码器对偏心曲轴的旋转角度进行精确控制，使之与中间坯的运行速度保持一致，从而实现了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，同时也极大简化同步摆动机构的结构。

Description

热轧带钢连接剪切压接装置同步摆动机构

技术领域

本发明属于带钢剪切压接技术领域，具体涉及热轧带钢连接剪切压接装置同步摆动机构。

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。

对于通过采用偏心曲轴剪切压接方法实现中间坯连接，面临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对中间坯进行剪切、挤压，目前有采用双输入七连杆机构的方式，但方式结构复杂，同时也难以确保剪切角度，也有采用液压摆动的方式，同样存在难以精确保证剪切角度的问题，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连接剪切压接装置同步摆动机构，使剪切压接装置在对中间坯进行剪切压接的过程中，能始终保证上、下剪刃与中间坯之间处于相同的剪切角，同时简化同步摆动机构。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种热轧带钢连接剪切压接装置同步摆动机构，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、摆动框架以及同步齿轮箱组；

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的下部相连，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；

同步齿轮箱组包括上齿轮箱与下齿轮箱，上齿轮箱通过联轴器Ⅰ与伸出固定框架的偏心曲轴一端头相连，下齿轮箱通过联轴器Ⅲ与伸出固定框架的偏心轴一端头相连，上齿轮箱与下齿轮箱之间通过联轴器Ⅱ相连且上齿轮箱、下齿轮箱的传动比均为1∶1。

进一步，上齿轮箱主要由齿轮箱Ⅰ、相互啮合且齿轮轴垂直相交的齿轮组Ⅰ以及绝对值编码器组成，齿轮箱Ⅰ上设有轴承，齿轮组Ⅰ的齿轮轴穿过轴承且齿轮组Ⅰ设置在齿轮箱Ⅰ内，绝对值编码器通过联轴器Ⅳ与穿过齿轮箱Ⅰ的齿轮轴一端头相连；

下齿轮箱主要由齿轮箱Ⅱ以及相互啮合且齿轮轴垂直相交的齿轮组Ⅱ组成，齿轮箱Ⅱ上设有轴承，齿轮组Ⅱ的齿轮轴穿过轴承且齿轮组Ⅱ设置在齿轮箱Ⅱ内；

齿轮组Ⅰ的一个齿轮轴通过联轴器Ⅰ与偏心曲轴相连，另一个齿轮轴通过联轴器Ⅱ与齿轮组Ⅱ的一个齿轮轴相连，齿轮组Ⅱ的另一个齿轮轴通过联轴器Ⅲ与偏心轴相连。

进一步，绝对值编码器设置在绝对值编码器支架上，绝对值编码器支架设置在齿轮箱Ⅰ的外侧面上。

本发明的有益效果在于：

通过采用偏心量相同的偏心曲轴和偏心轴分别实现上下剪切压接装置的安装以及与摆动框架间的连接，然后在偏心曲轴和偏心轴之间采用1:1速比的同步齿轮箱组实现偏心曲轴和偏心轴之间的旋转角度同步，最后通过绝对值编码器对偏心曲轴的旋转角度进行精确控制，使之与中间坯的运行速度保持一致，从而实现了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，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为热轧带钢连接剪切压接装置同步摆动机构的结构示意图；

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为偏心轴的结构示意图；

图5为同步齿轮箱组的结构示意图。

附图标记：

偏心曲轴—1、摆动框架—2、连接机构—3、上剪切压接装置—4、下剪切压接装置—5、固定框架—7、同步齿轮箱组—8、偏心轴—9；

偏心曲轴上：偏心段Ⅰ—101、偏心段Ⅱ—102、偏心段Ⅲ—103；

偏心轴上：轴段Ⅰ—901、轴段Ⅱ—902、偏心段Ⅳ—903；

同步齿轮箱组中：上齿轮箱—81、下齿轮箱—82、联轴器Ⅰ—83、联轴器Ⅲ—84、联轴器Ⅱ—85、绝对值编码器支架—86、齿轮箱Ⅰ—811、齿轮组Ⅰ—812、绝对值编码器—813、齿轮轴—814、联轴器Ⅳ—815、齿轮箱Ⅱ—821、齿轮组Ⅱ—822。

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5，为一种热轧带钢连接剪切压接装置同步摆动机构，包括相对且高低布置的上剪切压接装置4与下剪切压接装置5；还包括偏心曲轴1、偏心轴9、固定框架7、摆动框架2以及同步齿轮箱组8。其中，固定框架7作为支撑框架，为偏心曲轴1以及偏心轴9提供支撑；摆动框架2作为传动机构，实现偏心曲轴1对下剪切压接装置5的摆动升降控制；同步齿轮箱组8作为控制机构，实现偏心曲轴1和偏心轴9之间的旋转角度同步动作。

该同步摆动机构中，偏心曲轴1的两端通过轴承座安装在固定框架上，其上设有多个偏心段；偏心轴9的两端也安装在固定框架7上，其上偏心段的偏心量与偏心曲轴相同。偏心轴9中部的偏心段与摆动框架2相连，端部通过同步齿轮箱组8与偏心曲轴相连，实现同步。摆动框架2连接在偏心曲轴的偏心段上并与下剪切压接装置5相连；同样的，与上剪切压接装置4相连的连接机构的上部也安装在偏心曲轴的偏心段上，此处，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。

具体的，偏心曲轴1上具有三个偏心段，位于中部的偏心段Ⅰ101与位于其两侧的偏心段Ⅱ102、偏心段Ⅲ103呈180°对称的方式设置，即偏心段Ⅰ101的偏心轴线与偏心段Ⅱ102、偏心段Ⅲ103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2设置在固定框架7内侧，偏心曲轴1的两端头通过轴承座可转动安装在固定框架7上，两端头之间的偏心段Ⅱ102与偏心段Ⅲ103通过轴承座可转动安装在摆动框架2上；下剪切压接装置5与摆动框架2的下部相连，上剪切压接装置4通过连接机构3与偏心段Ⅰ101相连。

对应的，偏心轴9包括轴段Ⅰ901、轴段Ⅱ902以及偏心段Ⅳ903，偏心段Ⅳ904位于轴段Ⅰ与轴段Ⅱ之间；偏心轴9设置在偏心曲轴1下方，偏心段Ⅳ903穿过摆动框架2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；偏心轴上偏心段Ⅳ903的偏心量与偏心曲轴上偏心段Ⅱ102、偏心段Ⅲ103的偏心量相同。

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；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3的偏心段Ⅰ101与安装摆动框架的偏心段Ⅱ102、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4与下剪切压接装置5也彼此反向运动，对应设置在上剪切压接装置4与下剪切压接装置5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。

同步齿轮箱组设置在偏心曲轴以及偏心轴的尾部，将偏心曲轴与偏心轴连接在一起；通过同步齿轮箱组使偏心曲轴和偏心轴同步旋转，可实现摆动框架保持固定角度的摆动；摆动框架的底部与下剪切压接装置相连，实现下剪切压接装置与摆动框架同步运动。

连接机构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机构，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。

同步齿轮箱组8包括上齿轮箱81与下齿轮箱82，上齿轮箱81通过联轴器Ⅰ83与伸出固定框架的偏心曲轴尾端相连，下齿轮箱82通过联轴器Ⅲ84与伸出固定框架的偏心轴尾端相连，上齿轮箱81与下齿轮箱82之间通过联轴器Ⅱ85相连且上齿轮箱81、下齿轮箱82的传动比均为1∶1。

该机构中，联轴器Ⅰ83用于实现偏心曲轴和齿轮轴之间扭矩的传递。齿轮箱Ⅰ811内部设有齿轮组Ⅰ812，齿轮组Ⅰ812的传动比为1:1，用于实现将偏心曲轴的转速和扭矩1:1传递给外界。绝对值编码器813通过联轴器Ⅳ815与齿轮轴814相连，用于实现对偏心曲轴转动速度的精确控制。联轴器Ⅱ85安装在齿轮箱Ⅰ811和齿轮箱Ⅱ821之间，用于将齿轮箱Ⅰ811的转速和扭矩传递给齿轮箱Ⅱ821。齿轮箱Ⅱ821的传动比同样为1:1，用于将齿轮箱Ⅰ811传递过来的扭矩和转速1:1传递给偏心轴。联轴器Ⅲ84用于实现齿轮箱Ⅱ821和偏心轴之间的连接及作用力的传递。

具体的，上齿轮箱81主要由齿轮箱Ⅰ811、相互啮合且齿轮轴垂直相交的齿轮组Ⅰ812以及绝对值编码器813组成，齿轮箱Ⅰ811上设有轴承，齿轮组Ⅰ的齿轮轴814穿过轴承且齿轮组Ⅰ812设置在齿轮箱Ⅰ811内，绝对值编码器813通过联轴器Ⅳ815与穿过齿轮箱Ⅰ的齿轮轴一端头相连。下齿轮箱82主要由齿轮箱Ⅱ821以及相互啮合且齿轮轴垂直相交的齿轮组Ⅱ822组成，齿轮箱Ⅱ上设有轴承，齿轮组Ⅱ的齿轮轴穿过轴承且齿轮组Ⅱ设置在齿轮箱Ⅱ内。齿轮组Ⅰ812的一个齿轮轴通过联轴器Ⅰ83与偏心曲轴1相连，另一个齿轮轴通过联轴器Ⅱ85与齿轮组Ⅱ的一个齿轮轴相连，齿轮组Ⅱ的另一个齿轮轴通过联轴器Ⅲ84与偏心轴9相连。绝对值编码器813设置在绝对值编码器支架86上，绝对值编码器支架86设置在齿轮箱Ⅰ811的外侧面上。该同步齿轮箱组可以根据实际需要进行布置，可以设置两个或两个以上，用于实现偏心曲轴和偏心轴之间1:1的同步运动。

该同步摆动机构的工作原理是：

通过采用偏心量相同的偏心曲轴和偏心轴分别实现上下剪切压接装置的安装以及与摆动框架间的连接，然后在偏心曲轴和偏心轴之间采用1:1速比的同步齿轮箱组实现偏心曲轴和偏心轴之间的旋转角度同步，最后通过绝对值编码器对偏心曲轴的旋转角度进行精确控制，使之与中间坯的运行速度保持一致，从而实现了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，同时也极大简化同步摆动机构的结构。

该同步摆动机构的工作过程是：

电机通过绝对值编码器813精确控制偏心曲轴1的旋转，同步齿轮箱组8将偏心曲轴(1的转速1:1传递给偏心轴9，摆动框架2在偏心曲轴1和偏心轴9的共同作用下，实现按固定角度进行摆动。同时，偏心曲轴1通过摆动框架2和连接机构3，分别带动上切压接装置4、下剪切压接装置5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 (3)

1.一种热轧带钢连接剪切压接装置同步摆动机构，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、摆动框架以及同步齿轮箱组；

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的下部相连，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；

同步齿轮箱组包括上齿轮箱与下齿轮箱，上齿轮箱通过联轴器Ⅰ与伸出固定框架的偏心曲轴一端头相连，下齿轮箱通过联轴器Ⅲ与伸出固定框架的偏心轴一端头相连，上齿轮箱与下齿轮箱之间通过联轴器Ⅱ相连且上齿轮箱、下齿轮箱的传动比均为1∶1。

2.根据权利要求1所述的热轧带钢连接剪切压接装置同步摆动机构，其特征在于：上齿轮箱主要由齿轮箱Ⅰ、相互啮合且齿轮轴垂直相交的齿轮组Ⅰ以及绝对值编码器组成，齿轮箱Ⅰ上设有轴承，齿轮组Ⅰ的齿轮轴穿过轴承且齿轮组Ⅰ设置在齿轮箱Ⅰ内，绝对值编码器通过联轴器Ⅳ与穿过齿轮箱Ⅰ的齿轮轴一端头相连；

下齿轮箱主要由齿轮箱Ⅱ以及相互啮合且齿轮轴垂直相交的齿轮组Ⅱ组成，齿轮箱Ⅱ上设有轴承，齿轮组Ⅱ的齿轮轴穿过轴承且齿轮组Ⅱ设置在齿轮箱Ⅱ内；

齿轮组Ⅰ的一个齿轮轴通过联轴器Ⅰ与偏心曲轴相连，另一个齿轮轴通过联轴器Ⅱ与齿轮组Ⅱ的一个齿轮轴相连，齿轮组Ⅱ的另一个齿轮轴通过联轴器Ⅲ与偏心轴相连。

3.根据权利要求2所述的热轧带钢连接剪切压接装置同步摆动机构，其特征在于：绝对值编码器设置在绝对值编码器支架上，绝对值编码器支架设置在齿轮箱Ⅰ的外侧面上。