CN111266410B - 带钢无头轧制剪压接连装备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带钢无头轧制剪压接连装备，属于冶金机械技术领域，包括：剪切压接本体，由机架、上转鼓、下转鼓、上机头、下机头、上刀头、下刀头、上剪刃、下剪刃、上液压缸、下液压缸、转鼓轴承座、压紧液压缸、上下定位齿块、平衡机构组成；传动机构，设置为两套，分别与上转鼓和下转鼓连接，单套传动机构由依次连接的传动轴、制动联轴器、减速器、电机组成。本发明实现了无头轧制热轧带钢生产线的首尾重叠的两块带钢实施一次性连贯的切头、压接和切尾动作的剪切压接工作及带钢的单独切头或切尾或分段工作，并可以利用现有常规热轧带钢切头尾飞剪安装位置，改造建设本剪压连接装备，实现无头轧制热轧带钢生产，填补国内外技术装备空白。

Description

带钢无头轧制剪压接连装备

技术领域

本发明属于冶金机械技术领域，具体涉及一种带钢无头轧制剪压接连装备。

背景技术

在通常的热轧带钢生产线中，一般需通过将每一块要轧制的钢板在进行加热、粗轧之后再进行精轧，才能加工出具有所需厚度的热轧板卷。在这样的轧制方式中，特别是在精轧过程中，存在着不能轧制带钢厚度0.8～1.5mm产品，或因为被轧材料啮入不良而容易引起生产线停止的问题，以及因为被轧材料的前、后端部的形状不良而引起的合格率大大降低的问题。最近，为了消除这样的问题并进一步提高生产能力，采用了一种预接合的轧制方式，在该方式中，在热轧精轧机的输入端的输送线上，将先行输送的热钢板的后端部和后续钢板的前端部预先接合，然后将其连续地输送给热轧精轧生产线。

常规无头热轧带钢，国内粗轧机与精轧机之间的中间坯连接装备自主知识产权设计制造使用还是空白；国外日本、普瑞特等有专利技术几台设备应用。但是，无头轧制中间坯压接连接是专用装备，不能同时分别剪切头尾，现有常规热轧改造成无头轧制，需要搬迁、改造、新建许多装备，国内有100多条常规热轧生产线，使用受到严重限制；同时仅仅引进一台压接连接设备费用一亿多元人民币，非常昂贵。

无头轧制中间坯的剪切、压接技术是非常有必要做进一步探索，以满足无头轧制的生产顺行需要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种带钢无头轧制剪压接连装备，以解决无头轧制热轧带钢生产线的一次性连贯的切头、压接和切尾动作的剪切压接问题，并适用于单卷轧制的带钢单独的切头、切尾或分段动作的剪切工作。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种带钢无头轧制剪压接连装备，包括剪切压接本体和传动机构，所述剪切压接本体由机架、上转鼓、下转鼓、上机头、下机头、上刀头、下刀头、上剪刃、下剪刃、上液压缸、下液压缸、转鼓轴承座、压紧液压缸、上下定位齿块、平衡机构组成，上转鼓和下转鼓均通过转鼓轴承座设于机架上，上液压缸和下液压缸设于机架上并分别作用于上转鼓、下转鼓所对应的转鼓轴承座，压紧液压缸作用于转鼓轴承座，平衡机构设于机架上并与上转鼓的转鼓轴承座连接，上转鼓和下转鼓的传动侧及操作侧分别设有上下定位齿块，上转鼓和下转鼓在背离传动机构的背离端分别设置上机头、下机头，上机头设有对称布置的上刀头和上剪刃，下机头设有对称布置的下刀头和下剪刃，并由上刀头和下刀头实施重叠带钢的剪切压接，由上剪刃和下剪刃实施带钢的剪切；所述传动机构设置为两套，用于分别与上转鼓和下转鼓连接，单套传动机构由依次连接的传动轴、减速器、制动联轴器、电机组成。

进一步，所述上刀头和下刀头的刀体呈反对称结构，且刀体前端设有刃尖、副刀面、主刀面和台阶面，主刀面与副刀面的相交处为刃尖，主刀面远离刃尖的一侧设置与带钢平行的台阶面；所述上刀头的主刀面设有与之一体并在其长度方向上间隔布置有多个上凸齿，所述下刀头的主刀面设有与之一体并在其长度方向上间隔布置有多个下凸齿，且多个上凸齿和多个下凸齿之间两两错位卡接。

进一步，所述主刀面和副刀面分别与水平面的夹角α、β满足如下关系：15°≤α≤80°，15°≤β≤80°。

进一步，所述上刀头的刃尖垂直投影于下刀头的台阶面上，且下刀头的刃尖垂直投影于上刀头的台阶面上，其刃尖在台阶面的投影区不超过台阶面的二分之一。

进一步，所述上凸齿和下凸齿的齿型断面为三角形、矩形、梯形、弧形或多边形中的一种或多种组合。

进一步，所述上刀头和上剪刃分别通过压块固定于上机头，所述下刀头和下剪刃分别通过所述的压块固定于下机头；在靠近上刀头和下刀头的刀体台阶面一侧布置的压块设有压头，且压头面向带钢的对应面与刀体台阶面平齐。

进一步，使用所述压头面向带钢的对应面替代刀体的台阶面，且上刀头和下刀头的刃尖分别对应垂直投影于下机头、上机头的压头的对应面上。

进一步，所述压头的对应面设置为弧形面。

进一步，所述上机头和下机头的外轮廓弧面与压头的弧形面平齐。

本发明的优点在于：

1、本发明的剪压组合工具实现了无头轧制热轧带钢生产线的首尾重叠的两块带钢切头切尾的剪切及重叠处压接连接，结构简单，可靠性高，填补了国内外技术空白。

2、本发明的剪压接连机头可依次实施后续带钢的切头、重叠带钢的压接、先行带钢的切尾工作，亦可实施带钢的直接切头、切尾或分段工作。

3、本发明可以新建设或利用现有常规热轧带钢切头尾飞剪安装位置，改造建设本剪压接连装备，实现无头轧制热轧带钢生产。

4.本发明可以利用带钢头尾形状不规则部分需要剪切的头尾长度，实现剪压接连，这样可以提高无头轧制成品带钢成材率，压接部分的长度在精轧机后的高速剪分段时，可以留在成品卷的尾部，包装保护成品卷并方便剪切尾部。

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进一步的详细描述，其中：

图1为本剪压接连装备的结构主视图；

图2为图1中的剪切压接本体的结构侧视图；

图3为图1中的传动机构的结构俯视图；

图4为上刀头和下刀头剪压接连的正面结构示意图；

图5为上刀头的结构示意图；a为正面图，b为a右侧面图，c为A向图(矩形齿型)；

图6为下刀头的结构示意图；a为正面图，b为a左侧面图，c为B向图(矩形齿型)；

图7为梯形齿型结构示意图；a为上凸齿的A向图，b为下凸齿的B向图；

图8为其他齿型结构示意图；a为弧形、b为短三角形、c为长三角形、d为多边形；

图9为上机头和下机头的各工作位结构示意图；a为等待位；b为调整位；c为切头或切尾位；d为剪切压接位；

图10为上下定位齿块工作状态示意图；

图中标记为：上刀头1、下刀头2、刃尖3、副刀面4、主刀面5、台阶面6、上凸齿7、下凸齿8、上机头9、下机头10、压块11、压头12、上剪刃13、下剪刃14、上转鼓15、下转鼓16、上液压缸17、下液压缸18、转鼓轴承座19、压紧液压缸20、平衡机构21、上下定位齿块22、机架23、传动轴24、减速器25、制动联轴器26、电机27。

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。

如图1-4所示，本实施例中的带钢无头轧制剪压接连装备，用于实现首尾重叠的两块带钢头尾一次性连贯的切头、压接和切尾动作的剪切压接工作及带钢的单独切头或切尾或分段工作，包括剪切压接本体和传动机构，剪切压接本体由机架23、上转鼓15、下转鼓16、上机头9、下机头10、上刀头1、下刀头2、上剪刃13、下剪刃14、上液压缸17、下液压缸18、转鼓轴承座19、压紧液压缸20、平衡机构21、上下定位齿块22组成，其中，上转鼓15和下转鼓16均通过转鼓轴承座19设于机架23上，可以整体移动进出机架，便于更换，上液压缸17和下液压缸18设于机架23上并分别作用于上转鼓15、下转鼓16所对应的转鼓轴承座19，可分别调整上机头、下机头的位置；压紧液压缸20作用于转鼓轴承座19上，可以消除转鼓轴承座与机架之间的间隙；上转鼓15和下转鼓16在背离传动机构的背离端分别设置上机头9、下机头10，可以实现其快速调整、更换，上机头9设有对称布置的上刀头1和上剪刃13，下机头10设有对称布置的下刀头2和下剪刃14，并由上刀头1和下刀头2实施重叠带钢的剪切压接，即实施后续带钢的切头、重叠带钢的压接、先行带钢的切尾工作，由上剪刃和下剪刃实施带钢的剪切，即实施带钢的直接切头、切尾工作；平衡机构21设于机架23上并与上转鼓15对应的转鼓轴承座19连接，用于平衡上转鼓及转鼓轴承座的重量；上转鼓15、下转鼓16的传动侧及操作侧上还安装由上下定位齿块22，机械定位上剪刃与下剪刃间隙，其工作状态如图10所示，上下定位齿块分别安装在上、下转鼓上的同一个相位角上，用于定位上剪刃和下剪刃之间的剪切间隙，采用类凹凸结构，即上定位齿块为单齿形，下定位齿块为双齿形，有效的降低其制造体积及成本；上刀头1和下刀头2的刀体呈反对称结构，且刀体前端设有刃尖3、副刀面4、主刀面5和台阶面6，主刀面5与副刀面4的相交处为刃尖3，主刀面5远离刃尖3的一侧设置与带钢平行的台阶面6；上刀头1的主刀面5设有与之一体并在其长度方向上间隔布置有多个上凸齿7，下刀头2的主刀面5设有与之一体并在其长度方向上间隔布置有多个下凸齿8，且多个上凸齿7和多个下凸齿8之间两两错位卡接，该上凸齿和下凸齿的齿型断面结构为矩形；上刀头1和上剪刃13分别通过压块11固定于上机头9，下刀头2和下剪刃14分别通过压块11固定于下机头10；在靠近上刀头1和下刀头2的刀体台阶面6一侧布置的压块11设有压头12，且压头12面向带钢的对应面与刀体台阶面6平齐，即通过由液压缸、弹簧、拉杆和斜块等组成夹紧机构的压块将上刀头和上剪刃安装在上机头上、将下刀头和下剪刃安装在下机头上。这样，上机头和下机头在旋转过程中，可实现剪压组合工作，上剪刃和下剪刃在旋转过程中，可实现切头或切尾或分段工作。本实施例中的压块11上设置的压头12在面向带钢的对应面与刀体的台阶面平齐，可进一步增大刃尖相对侧对带钢的抵止面积，利于刃尖剪切。传动机构设置为两套，用于分别与上转鼓15和下转鼓16传动连接，单套传动机构由依次连接的传动轴24、减速器25、制动联轴器26、电机27组成。

采用上述方案，带板在热轧生产线上进行加热、粗轧之后，并在进行精轧之前，将连续轧制出的先行带钢和后续带钢在运动中首尾处重叠并置于本剪压接连装备中，在上刀头和下刀头相对运动时，首先下刀头的刃尖对后续带钢的带头实施剪切，接着，下刀头的下凸齿与上刀头的上凸齿之间错位卡合，将两块带钢的在重叠处压接，然后，上刀头的刃尖对先行带钢的带尾实施剪切，最终使得先行带钢和后续带钢在各自的主刀面侧被压接，并保证压接后的厚度与单块带钢的厚度相近，同时各自多出的带头和带尾在台阶面的抵止下被刃尖剪切掉后，分别由刮头刮尾装置、废钢收集装置收走。

具体的，本剪压接连装备根据功能需要，处于图9a的等待位，其常规无头轧制热轧带钢生产线的中间坯料(见图中带钢)，头部进入定位后同步运动切头，如图9c所示；然后调整至调整位，图9b所示；先行带钢尾部与后续带钢头部，定位后同步运动剪切压接位，如图9d所示，并同时剪切带头、带尾及压接，然后再次调整到调整位，图9b所示；以后无头轧制热轧带钢反复连接中间坯料；待中间坯料尾部定位后同步运动尾切，图9c所示。

如图5、6所示，本实施例中的主刀面5和副刀面4分别与水平面的夹角α、β满足如下关系：15°≤α≤80°，15°≤β≤80°，可满足使用条件。

本实施例中的上刀头1的刃尖3垂直投影于下刀头2的台阶面6上，且下刀头2的刃尖3垂直投影于上刀头1的台阶面6上，这样，刃尖在剪切带钢时，相对的台阶面可形成对带钢的有效抵止支撑，便于刃尖的有效剪切；优选的，其刃尖3在台阶面6的投影区不超过台阶面的二分之一，这样可使得台阶面的有效工作面足够大，利于其对带钢形成有利支撑。在不同实施例中，该上刀头1和下刀头2上各自设置的台阶面6还可以设置为分别与上机头9、下机头10上的弧形面平齐。

如图7、8所示，上凸齿7和下凸齿8的齿型断面还可以为三角形、梯形、弧形或多边形中的一种或多种组合。

本实施例中的上凸齿7和下凸齿8的齿数根据主刀面6的长度及带钢的宽度来确定、高度根据主刀面5的倾角及带钢的厚度来确定。以使其能够满足重叠带钢的剪切压接的组合工作。

本实施例中的上凸齿7或下凸齿8在垂向于主刀面5的两侧上设有拔模锥度(未画出)，通过拔模锥度的设计，可使得上凸齿和下凸齿在压接重叠带钢后便于分开，并由前后夹送辊(未画出)协助拉动脱开，降低带钢与上刀头和下刀头发生粘接，导致生产事故，影响生产顺行。

本实施例中的减速器25为联合减速机，可以机械和电气同步传动，便于安装、使用。在单独剪切带钢头和尾时可以使用一台电机27，利于降低成本和便于操作。

在另一实施例中的上刀头1和下刀头2的刀体上不设置台阶面6，而是利用压头12来实现对带钢的支撑，即上刀头1和下刀头2的刃尖3分别对应垂直投影于下机头10、上机头9的压头12的对应面上。这样，可方便上刀头和下刀头的制作和安装，同时压头具有耐磨性，提升机头的使用寿命。

本实施例中的压头12的对应面设置为弧形面。一方面可使压块在抵止带钢时不对带钢产生压痕，另一方面便于压接后的带钢在上机头和下机头旋转过程中不产生干涉。优选的，上机头9和下机头10的外轮廓弧面可与压头12的弧形面平齐。

本实施例中的上机头的上剪刃和与之对应的下机头的下剪刃的压块不设置压头，即均不与带钢接触，即压块不对带钢形成支撑效果，这样，可直接完成带钢的单独切头或切尾或分段工作。

上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.带钢无头轧制剪压接连装备，其特征在于，包括剪切压接本体和传动机构，所述剪切压接本体由机架（23）、上转鼓（15）、下转鼓（16）、上机头（9）、下机头（10）、上刀头（1）、下刀头（2）、上剪刃（13）、下剪刃（14）、上液压缸（17）、下液压缸（18）、转鼓轴承座（19）、压紧液压缸（20）、平衡机构（21）、上下定位齿块（22）组成，上转鼓和下转鼓均通过转鼓轴承座设于机架上，上液压缸和下液压缸设于机架上并分别作用于上转鼓、下转鼓所对应的转鼓轴承座，压紧液压缸作用于转鼓轴承座，平衡机构设于机架上并与上转鼓的转鼓轴承座连接，上转鼓和下转鼓的传动侧及操作侧分别设有上下定位齿块，上转鼓和下转鼓在背离传动机构的背离端分别设置上机头、下机头，上机头设有对称布置的上刀头和上剪刃，下机头设有对称布置的下刀头和下剪刃，并由上刀头和下刀头实施重叠带钢的剪切压接，由上剪刃和下剪刃实施带钢的剪切；所述传动机构设置为两套，用于分别与上转鼓和下转鼓连接，单套传动机构由依次连接的传动轴（24）、减速器（25）、制动联轴器（26）、电机（27）组成；

所述上刀头和下刀头的刀体呈反对称结构，且刀体前端设有刃尖（3）、副刀面（4）、主刀面（5）和台阶面（6），主刀面与副刀面的相交处为刃尖，主刀面远离刃尖的一侧设置与带钢平行的台阶面；所述上刀头的主刀面设有与之一体并在其长度方向上间隔布置有多个上凸齿（7），所述下刀头的主刀面设有与之一体并在其长度方向上间隔布置有多个下凸齿（8），且多个上凸齿和多个下凸齿之间两两错位卡接；

所述主刀面和副刀面分别与水平面的夹角α、β满足如下关系： 15°≤α≤80°，15°≤β≤80°；

所述上刀头的刃尖垂直投影于下刀头的台阶面上，且下刀头的刃尖垂直投影于上刀头的台阶面上，其刃尖在台阶面的投影区不超过台阶面的二分之一。

2.根据权利要求1所述的带钢无头轧制剪压接连装备，其特征在于，所述上凸齿和下凸齿的齿型断面为三角形、矩形、梯形、弧形或多边形中的一种或多种组合。

3.根据权利要求1或2所述的带钢无头轧制剪压接连装备，其特征在于，所述上刀头和上剪刃分别通过压块（11）固定于上机头，所述下刀头和下剪刃分别通过压块固定于下机头；在靠近上刀头和下刀头的刀体台阶面一侧布置的压块设有压头（12），且压头面向带钢的对应面与刀体台阶面平齐。

4.根据权利要求3所述的带钢无头轧制剪压接连装备，其特征在于，使用所述压头面向带钢的对应面替代刀体的台阶面，且上刀头和下刀头的刃尖分别对应垂直投影于下机头、上机头的压头的对应面上。

5.根据权利要求4所述的带钢无头轧制剪压接连装备，其特征在于，所述压头的对应面设置为弧形面。

6.根据权利要求5所述的带钢无头轧制剪压接连装备，其特征在于，所述上机头和下机头的外轮廓弧面与压头的弧形面平齐。