CN111547549A - 用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置及上卸卷方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置和上卸卷方法，防倾翻装置包括托架，托架上安装有三对辊轴系，分别是动力轴系、用于上卸大卷的大辊轴系和用于上卸小卷的小辊轴系，大辊轴系、小辊轴系分别与动力轴系连接，动力轴系驱动大辊轴系托举和夹持大卷，或动力轴系带动小辊轴系托举小卷。本发明利用四个L形支撑摆臂，对带卷下部四点进行夹持，形成较为稳定的夹持结构，当带卷受到扰动而有倾翻倾向时，由于带卷重心此时只是轻微偏离中心线，带卷没有出现过大的倾斜角度，因而倾翻力矩还没有变得非常大时，即被L形支撑摆臂形成的约束力矩所克服，从而将带卷控制在很小的倾翻角度范围内，保持竖立稳定状态。

Description

用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置及上卸卷方法

技术领域

本发明涉及金属带卷生产中的轴向上卸卷辅助装置，具体涉及一种用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置及上卸卷方法。

背景技术

金属带卷生产中，上卸卷过程是必须的环节，根据开卷机和卷取机的卷筒形式不同，上卸卷的方向分为径向上卸卷和轴向上卸卷两种。其中，轴向上卸卷方式主要用于单悬臂式开卷机和卷取机，其方式为运卷小车的运卷路线始终在竖立放置的金属带卷的轴向方向，将带卷运输至单悬臂式开卷机或卷取机的卷筒前，并将带卷托举到卷芯内孔中轴线与卷筒同轴位置，然后驱动运卷小车使带卷套在卷筒上，之后运卷小车下降并退出卷筒区域，完成轴向上卷过程；轴向卸卷过程同上卷过程步骤相反。

根据生产经验，在径宽比（带卷外径和宽度的比值）小于5的带卷运输中，在运输过程的正常扰动范围内，带卷比较稳定，可竖向放置在运卷小车托架上直接进行上卸卷运输；但当径宽比大于5后，带卷竖立稳定性开始变差，在正常扰动下，带卷也会向两侧倾翻，目前常见的解决办法有：

（1）在带卷两侧人工插装钢管，起到阻挡作用。

这种方法无法应对宽度规格较多的生产任务，且人工操作极为不便，特别是带卷套在卷筒上以后，要从带卷和减速箱之间的狭窄空间人工取出钢管，极易发生事故；

（2）全面提高车体和轨道的制造精度，增加传感器数量，并提高电气、液压驱动系统的控制精度，从而进一步提高运卷小车运行的平稳性。

这种方法需要投入较大的成本，对带卷的外形规则性要求也较高，但抗外界干扰能力却不强，如轨道异物、意外停机或人工误操作等都易引发倾翻。

发明内容

本发明实施方式提供了用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置及上卸卷方法，以克服上述技术缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供了用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置，包括托架，托架上安装有三对辊轴系，分别是动力轴系、用于上卸大卷的大辊轴系和用于上卸小卷的小辊轴系，大辊轴系、小辊轴系分别与动力轴系连接，动力轴系驱动大辊轴系托举和夹持大卷，或动力轴系带动小辊轴系托举小卷；

其中，大卷是径宽比大于5的带卷，小卷是径宽比小于5的带卷。

进一步地，大辊轴系由两套相同的结构组成，每套结构至少包括大托辊和芯轴一，芯轴一通过一对轴承穿插于大托辊内，大托辊为惰辊；

芯轴一的两个轴端分别伸出大托辊，伸出部分通过滑动轴承支撑于托架，芯轴一的轴端穿过滑动轴承悬空于托架外，悬空部分穿套有滑动轴套，滑动轴套上穿套摆臂基座，摆臂基座和滑动轴套之间通过紧定螺钉一固定为一体，紧定螺钉一的头部穿透滑动轴套与开设在芯轴一的轴壁上的长条形滑槽滑动连接；

每一个摆臂基座通过螺栓安装有L形支撑摆臂，L形支撑摆臂的竖直段固接于摆臂基座，水平段的端面焊接平板，平板表面固接软垫，同一个芯轴一的两侧的软垫相对且平行；

大托辊的正下方是与其平行的双输出油缸，双输出油缸通过两个支架固定于托架，且双输出油缸的两端的活塞杆的杆头分别与同侧的滑柄的柄端通过滑动销轴连接，滑柄套装在摆臂基座的外环面开设的环形卡槽内；

大托辊的端面与滑动轴承之间设有套装在芯轴一上的从动扇形齿轮，从动扇形齿轮通过紧定螺钉二固定于芯轴一，且从动扇形齿轮与动力轴系连接。

优选地，滑柄包括圆环部和柄部，它的圆环部是由两个半圆环对拼组成并套装于摆臂基座的环形卡槽内，它的柄部的一端固接于圆环部的外壁，另外一端开设长孔，长孔通过滑动销轴与双输出油缸的活塞杆的杆头连接。

优选地，芯轴一和滑动轴套为间隙配合且可相对滑动；滑柄和摆臂基座为间隙配合且可相互独立转动。

进一步地，动力轴系由两套相同的结构组成，每套结构至少包括与芯轴一平行的轴，轴通过两侧的挡边滑动轴承安装于托架，且每根轴的传动侧通过带键槽的小孔与摆动液压马达的轴伸插接；

轴的两个端部分别固定套装一个主动扇形齿轮，同侧的主动扇形齿轮与从动扇形齿轮组成一对齿轮副。

优选地，主动扇形齿轮包括呈矩形平板状的可摆动的基部，基部的一短边端部的中心用于安装小辊轴系，另一短边端部斜向上延伸形成扇形部，扇形部的中心是供轴穿过的轴孔，扇形部的扇形边缘是与从动扇形齿轮啮合的轮齿。

优选地，托架上开设有四个键槽，每个键槽内安装有一个用于限制基部摆动位置的长键，长键通过螺栓固定于托架，长键位于主动扇形齿轮的下方。

进一步地，小辊轴系由两套相同的结构组成，每套结构至少包括小托辊和芯轴二，芯轴二通过一对轴承穿插于小托辊内，小托辊为惰辊；

芯轴二的两个轴端分别伸出小托辊，伸出部分通过紧定螺钉三固定插入主动扇形齿轮的基部，芯轴二、芯轴一、轴互相平行。

优选地，同一根芯轴一的两端的两个相对的软垫之间的最大间距比带卷的最大宽度大50mm～80mm，最小间距比带卷的最小宽度小10mm～20mm；

L形支撑摆臂的高度是带卷最大半径的0.15～0.25倍。

本发明还保护了一种利用防倾翻装置上卸卷的方法，包括以下步骤：

判断带卷的径宽比：

若径宽比大于5，则执行步骤A；

若径宽比小于5，则执行步骤B；

将用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置安装在运卷小车上；

步骤A：

上卷时，移动运卷小车至存放带卷鞍座处，两对L形支撑摆臂全部升起，使每个L形支撑摆臂处于芯轴一的最外侧，升起运卷小车，使运卷小车上的大卷与大托辊接触，大托辊托举大卷，双输出油缸的两端的活塞杆收缩，带动相对的两个L形支撑摆臂同时向带卷靠拢，当软垫贴靠于带卷侧面时，停止双输出油缸的收缩，保持带卷被两对L形支撑摆臂稳定夹持，然后驱动运卷小车靠近卷取机并进行对轴动作，直至带卷的卷芯与卷取机的卷筒同轴，再驱动运卷小车将带卷套在卷筒上，驱动每个双输出油缸将两个活塞杆伸出，使所有的L形支撑摆臂离开带卷，运卷小车下降，使带卷与大托辊脱离，移动运卷小车退出卷筒区域，完成上卷；

卸卷过程是上卷过程的反向操作；

步骤B：将用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置安装在运卷小车上；

上卷时，移动运卷小车至存放带卷鞍座处，落下L形支撑摆臂，驱动摆动液压马达，使小托辊升起并保持在抬起状态，升起运卷小车，使运卷小车上的小卷与小托辊接触，小托辊托举小卷，驱动运卷小车靠近卷取机并进行对轴动作，直至带卷的卷芯与卷取机的卷筒同轴，再驱动运卷小车将带卷套在卷筒上，运卷小车下降，使带卷与小托辊脱离，驱动摆动液压马达，使小托辊落下，移动运卷小车直至退出卷筒区域，完成上卷；

卸卷过程是上卷过程的反向操作。

本发明的有益效果如下：

（1）通过两侧共四处L形支撑摆臂对大径宽比带卷进行夹持，大大增强了大径宽比带卷运输过程的竖立稳定性和抗外部扰动能力，从而达到防止带卷倾翻的效果，这种方式比通过全面提高制造精度和控制精度的方法更加可靠，抗干扰能力更强，并且造价更低。

（2）具备大小两套托辊，分别可对大卷和小卷进行上卸卷操作，也可用小托辊对套筒进行上卸套筒操作，还可以用小托辊代替卷取机压辊，对带头和带尾进行压头操作，集多种上卸卷辅助功能于一体，具有灵活广泛的应用场合。

（3）全程通过液压和电气系统控制，无须操作人员靠近带卷进行插装钢管的操作，从而降低了安全风险，也提高了生产效率；由于无需人员进行机旁操作，则只需在合适的位置布置传感器，即可实现大径宽比带卷轴向上卸卷方式的全自动化。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置的结构示意图。

图2是侧视（图1的P向）示意图。

图3是俯视（图1的K向）示意图。

图4是L形支撑摆臂夹持大卷的结构示意图。

图5是小托辊托举小卷或套筒的示意图。

图6是防倾翻装置与运卷小车配合夹持带卷时的示意图。

附图标记说明：

大辊轴系：1.大托辊；2.芯轴一；3.滑动轴承；4.托架；5.滑动轴套；6.摆臂基座；7.紧定螺钉一；8.长条形滑槽；9.滑柄；10.滑动销轴；11.双输出油缸；12.支架；13.L形支撑摆臂；14.软垫；15.紧定螺钉二；16.从动扇形齿轮；

动力轴系：17.主动扇形齿轮；18.轴；19.挡边滑动轴承；20.摆动液压马达；

小辊轴系：21.小托辊；22.芯轴二；23.紧定螺钉三；

24.长键；25.运卷小车。

具体实施方式

以下由特定的具体实施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示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

需说明的是，在本发明中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置的上、下、左、右。

现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

第一实施方式：

本发明的第一实施方式涉及用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置，包括托架4，托架4上安装有三对辊轴系，分别是动力轴系、用于上卸大卷的大辊轴系和用于上卸小卷的小辊轴系，大辊轴系、小辊轴系分别与动力轴系连接，动力轴系驱动大辊轴系托举和夹持大卷，或动力轴系带动小辊轴系托举小卷；

其中，大卷是径宽比大于5的带卷，小卷是径宽比小于5的带卷。

本实施方式保护的防倾翻装置具备大小两套托辊，分别可对大卷和小卷进行上卸卷操作，也可用小辊轴系对套筒进行上卸套筒操作，还可以用小托辊代替卷取机压辊，对带头带尾进行压头操作，集多种上卸卷辅助功能于一体，具有灵活广泛的应用场合。

第二实施方式：

本实施方式涉及用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置，包括托架4，托架4上安装有三对辊轴系，分别是动力轴系、用于上卸大卷的大辊轴系和用于上卸小卷的小辊轴系，大辊轴系、小辊轴系分别与动力轴系连接，动力轴系驱动大辊轴系托举和夹持大卷，或动力轴系带动小辊轴系托举小卷；

其中，大卷是径宽比大于5的带卷，小卷是径宽比小于5的带卷。

如图3所示，大辊轴系由两套相同的结构组成，每套结构至少包括大托辊1和芯轴一2，芯轴一2通过一对轴承穿插于大托辊1内，大托辊1为惰辊，辊筒可随外力自由转动，而芯轴一2不受外力驱动；

参见图1，芯轴一2的两个轴端分别伸出大托辊1，伸出部分通过滑动轴承3支撑于托架4，芯轴一2的轴端穿过滑动轴承3悬空于托架4外，悬空部分穿套有滑动轴套5，滑动轴套5上穿套摆臂基座6，摆臂基座6和滑动轴套5之间通过紧定螺钉一7固定为一体，紧定螺钉一7的头部穿透滑动轴套5与开设在芯轴一2的轴壁上的长条形滑槽8滑动连接；

摆臂基座6和滑动轴套5通过紧定螺钉一7连接为一体，紧定螺钉一7可以沿着芯轴一2上的长条形滑槽8带动摆臂基座6和滑动轴套5作直线运动。

每一个摆臂基座6通过螺栓安装有L形支撑摆臂13，L形支撑摆臂13的竖直段固接于摆臂基座6，水平段的端面焊接平板，平板表面固接软垫14，同一个芯轴一2的两侧的软垫14相对且平行；

参见图1，大托辊1的正下方是与其平行的双输出油缸11，双输出油缸11通过两个支架12固定于托架4，且双输出油缸11的两端的活塞杆的杆头分别与同侧的滑柄9的柄端通过滑动销轴10连接，滑柄9套装在摆臂基座6的外环面开设的环形卡槽内；

如图1和图2所示，大托辊1的端面与滑动轴承3之间设有套装在芯轴一2上的从动扇形齿轮16，从动扇形齿轮16通过紧定螺钉二15固定于芯轴一2，且从动扇形齿轮16与动力轴系连接。

大辊轴系的工作原理如下：

利用四个L形支撑摆臂13，对带卷下部四点进行夹持，形成较为稳定的夹持结构，当带卷受到扰动而有倾翻倾向时，由于带卷重心此时只是轻微偏离中心线，带卷没有出现过大的倾斜角度，因而倾翻力矩还没有变得非常大时，即被L形支撑摆臂13形成的约束力矩所克服，从而将带卷控制在很小的倾翻角度范围内，保持竖立稳定状态。

大辊轴系的工作过程如下：

转动：动力轴系带动从动扇形齿轮16转动，从动扇形齿轮16带动芯轴一2同步转动，芯轴一2带动摆臂基座6和L形支撑摆臂13同步转动，构成一组转动系统；

直线运动：双输出油缸11的两端的活塞杆伸出或收缩，活塞杆推动滑柄9，滑柄9带动摆臂基座6和L形支撑摆臂13沿着芯轴一2的轴向作直线运动。

双输出油缸11有两个活塞杆（油缸杆），中间共用一个塞腔，其杆端分别通过滑动销轴10与滑柄9的柄端相连接。当向塞腔通入液压油时，可以使两个油缸杆一起伸出，进而推动左右两个L形支撑摆臂13一同打开，该结构可以使防倾翻装置结构更为紧凑，所需的液压管路更少。

大辊轴系在上卸卷过程中的工作过程如下：

参见图4，上卷时，两对L形支撑摆臂13全部升起，使每个L形支撑摆臂13处于芯轴一2的最外侧，升起运卷小车25，使运卷小车25上的大卷与大托辊1接触，大托辊1托举大卷，双输出油缸11的两端的活塞杆收缩，带动相对的两个L形支撑摆臂13同时向带卷靠拢，当软垫14贴靠于带卷侧面时，停止双输出油缸11的收缩，保持带卷被两对L形支撑摆臂13稳定夹持，然后驱动运卷小车25靠近卷取机并进行对轴动作，直至带卷的卷芯与卷取机的卷筒同轴，再驱动运卷小车25将带卷套在卷筒上，驱动每个双输出油缸11将两个活塞杆伸出，使所有的L形支撑摆臂13离开带卷，运卷小车25下降，使带卷与大托辊1脱离，驱动摆动液压马达20，使L形支撑摆臂13落下，移动运卷小车25退出卷筒区域，完成上卷；

卸卷过程是上卷过程的反向操作。

第三实施方式：

本实施方式涉及用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置，包括托架4，托架4上安装有三对辊轴系，分别是动力轴系、用于上卸大卷的大辊轴系和用于上卸小卷的小辊轴系，大辊轴系、小辊轴系分别与动力轴系连接，动力轴系驱动大辊轴系托举和夹持大卷，或动力轴系带动小辊轴系托举小卷；

其中，大卷是径宽比大于5的带卷，小卷是径宽比小于5的带卷。

如图3所示，大辊轴系由两套相同的结构组成，每套结构至少包括大托辊1和芯轴一2，芯轴一2通过一对轴承穿插于大托辊1内，大托辊1为惰辊，辊筒可随外力自由转动，而芯轴一2不受外力驱动；

参见图1，芯轴一2的两个轴端分别伸出大托辊1，伸出部分通过滑动轴承3支撑于托架4，芯轴一2的轴端穿过滑动轴承3悬空于托架4外，悬空部分穿套有滑动轴套5，滑动轴套5上穿套摆臂基座6，摆臂基座6和滑动轴套5之间通过紧定螺钉一7固定为一体，紧定螺钉一7的头部穿透滑动轴套5与开设在芯轴一2的轴壁上的长条形滑槽8滑动连接；

摆臂基座6和滑动轴套5通过紧定螺钉一7连接为一体，紧定螺钉一7可以沿着芯轴一2上的长条形滑槽8带动摆臂基座6和滑动轴套5作直线运动。

每一个摆臂基座6通过螺栓安装有L形支撑摆臂13，L形支撑摆臂13的竖直段固接于摆臂基座6，水平段的端面焊接平板，平板表面固接软垫14，同一个芯轴一2的两侧的软垫14相对且平行；

参见图1，大托辊1的正下方是与其平行的双输出油缸11，双输出油缸11通过两个支架12固定于托架4，且双输出油缸11的两端的活塞杆的杆头分别与同侧的滑柄9的柄端通过滑动销轴10连接，滑柄9套装在摆臂基座6的外环面开设的环形卡槽内；

如图1和图2所示，大托辊1的端面与滑动轴承3之间设有套装在芯轴一2上的从动扇形齿轮16，从动扇形齿轮16通过紧定螺钉二15固定于芯轴一2，且从动扇形齿轮16与动力轴系连接。

为了方便安装，滑柄9包括圆环部和柄部，它的圆环部是由两个半圆环对拼组成并套装于摆臂基座6的环形卡槽内，它的柄部的一端固接于圆环部的外壁，另外一端开设长孔，长孔通过滑动销轴10与双输出油缸11的活塞杆的杆头连接。

芯轴一2和滑动轴套5为间隙配合且可相对滑动；滑柄9和摆臂基座6为间隙配合且可相互独立转动。

由于滑柄9与摆臂基座6之间为间隙配合，可以相互独立转动，滑柄9受油缸11所阻，不随芯轴一2、滑动轴套5、摆臂基座6一同转动，仅当油缸11推动滑柄9时，可带动摆臂基座6和L形支撑摆臂13沿着芯轴2的轴向做直线运动。

当带卷有倾翻倾向时，巨大的自重会使倾翻力矩比较大，作用在L形支撑摆臂13上的力也会很大，为了解决这一问题，本实施方式在双输出油缸11的油路上安装了液压锁，使L形支撑摆臂13在巨大外力下能够固定在原位，保持带卷竖立状态。

第四实施方式：

在第二实施方式的基础上，如图3所示，动力轴系由两套相同的结构组成，每套结构至少包括与芯轴一2平行的轴18，轴18通过两侧的挡边滑动轴承19安装于托架4，且每根轴18的传动侧通过带键槽的小孔与摆动液压马达20的轴伸插接；

防倾翻装置的传动侧和操作侧参见图1、图3和图4。

轴18的两个端部分别固定套装一个主动扇形齿轮17，同侧的主动扇形齿轮17与从动扇形齿轮16组成一对齿轮副。

摆动液压马达20带动轴18转动，轴18带动主动扇形齿轮17转动，主动扇形齿轮17带动从动扇形齿轮16转动，从动扇形齿轮16带动芯轴一2同步转动，芯轴一2带动摆臂基座6和L形支撑摆臂13同步转动，实现L形支撑摆臂13的升起或落下。

第五实施方式：

在第四实施方式的基础上，如图2或图5所示，主动扇形齿轮17包括呈矩形平板状的可摆动的基部，基部的一短边端部的中心用于安装小辊轴系，另一短边端部斜向上延伸形成扇形部，扇形部的中心是供轴18穿过的轴孔，扇形部的扇形边缘是与从动扇形齿轮16啮合的轮齿。

托架4上开设有四个键槽，每个键槽内安装有一个用于限制基部摆动位置的长键24，长键24通过螺栓固定于托架4，长键24位于主动扇形齿轮17的下方。

如图2和图3所示，小辊轴系由两套相同的结构组成，每套结构至少包括小托辊21和芯轴二22，芯轴二22通过一对轴承穿插于小托辊21内，小托辊21为惰辊；

芯轴二22的两个轴端分别伸出小托辊21，伸出部分通过紧定螺钉三23固定插入主动扇形齿轮17的基部，芯轴二22、芯轴一2、轴18互相平行。

当主动扇形齿轮17摆下时，受长键24所阻，不再继续摆动，使小托辊21和L形支撑摆臂13保持固定位置，参见图2。

L形支撑摆臂13的防倾翻功能和小托辊21的小卷托举功能不会同时工作，利用了啮合齿轮转向相反的特性，对于两套摆动机构只用了一套转动系统，结构更为紧凑。

具体地，摆动液压马达20带动轴18转动，轴18带动主动扇形齿轮17转动，主动扇形齿轮17带动从动扇形齿轮16转动，从动扇形齿轮16带动芯轴一2同步转动，芯轴一2带动摆臂基座6和L形支撑摆臂13同步转动，实现L形支撑摆臂13的升起或落下，参见图2，当L形支撑摆臂13升起时，主动扇形齿轮17是处于图2所示的位置，即主动扇形齿轮17的基部限位于长键24，小托辊21是落下的状态，这样在大托辊1托举大卷时，避免了小托辊21的干扰；或者，参见图5，摆动液压马达20带动轴18转动，轴18带动主动扇形齿轮17转动，主动扇形齿轮17带动芯轴二22转动，芯轴二22带动小托辊21升起至图5所示位置，此时的L形支撑摆臂13处于落下状态，避免干扰小卷的托举。

第六实施方式：

本实施方式将L形支撑摆臂13在芯轴一2上的行程控制在下述范围：同一根芯轴一2的两端的两个相对的软垫14之间的最大间距比带卷的最大宽度大50mm～80mm，即最外端时应使L形支撑摆臂13的平板软垫14表面之间的间距比带卷的最大宽度规格大50mm～80mm，可容留取卷时的少许摆动余量和偏离；同一根芯轴一2的两端的两个相对的软垫14之间的最小间距比带卷的最小宽度小10mm～20mm，即最内端时比带卷的最小宽度规格小10mm～20mm，可保证对最小规格带卷的夹持效果；

L形支撑摆臂13的高度是带卷最大半径的0.15～0.25倍，具体原因如下：

如果L形支撑摆臂13的高度过低，则对带卷的夹持效果会减弱，防倾翻能力下降；如果L形支撑摆臂13的高度过高，则当小托辊21竖起，L形支撑摆臂13摆下时，为了防止两侧摆臂相互干涉，大托辊1之间的距离变得过宽，导致装置占用空间过大，整体重量增加，经济性变差。

第七实施方式：

本实施方式提供了一种利用防倾翻装置上卸卷的方法，包括以下步骤：

判断带卷的径宽比：

若径宽比大于5，则执行步骤A；

若径宽比小于5，则执行步骤B；

步骤A：

将用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置安装在运卷小车25上；

上卷时，移动运卷小车25至存放带卷鞍座处，两对L形支撑摆臂13全部升起，使每个L形支撑摆臂13处于芯轴一2的最外侧，升起运卷小车25，使运卷小车25上的大卷与大托辊1接触，大托辊1托举大卷，双输出油缸11的两端的活塞杆收缩，带动相对的两个L形支撑摆臂13同时向带卷靠拢，当软垫14贴靠于带卷侧面时，停止双输出油缸11的收缩，保持带卷被两对L形支撑摆臂13稳定夹持，然后驱动运卷小车25靠近卷取机并进行对轴动作，直至带卷的卷芯与卷取机的卷筒同轴，再驱动运卷小车25将带卷套在卷筒上，驱动每个双输出油缸11将两个活塞杆伸出，使所有的L形支撑摆臂13离开带卷，运卷小车25下降，使带卷与大托辊1脱离，驱动摆动液压马达20，使L形支撑摆臂13落下，移动运卷小车25退出卷筒区域，完成上卷；

卸卷过程是上卷过程的反向操作；

步骤B：将用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置安装在运卷小车25上；

上卷时，移动运卷小车25至存放带卷鞍座处，落下L形支撑摆臂13，驱动摆动液压马达20，使小托辊21升起并保持在抬起状态，升起运卷小车25，使运卷小车25上的小卷与小托辊21接触，小托辊21托举小卷，驱动运卷小车25靠近卷取机并进行对轴动作，直至带卷的卷芯与卷取机的卷筒同轴，再驱动运卷小车25将带卷套在卷筒上，运卷小车25下降，使带卷与小托辊21脱离，移动运卷小车25直至退出卷筒区域，完成上卷；

卸卷过程是上卷过程的反向操作。

以上过程可参见图1～图6。

对于套筒，可当作外径很小的小卷，上卸套筒操作与小卷相同。

本实施方式中的防倾翻装置，包括托架4，托架4上安装有三对辊轴系，分别是动力轴系、用于上卸大卷的大辊轴系和用于上卸小卷的小辊轴系，大辊轴系、小辊轴系分别与动力轴系连接，动力轴系驱动大辊轴系托举和夹持大卷，或动力轴系带动小辊轴系托举小卷；

其中，大卷是径宽比大于5的带卷，小卷是径宽比小于5的带卷。

大辊轴系由两套相同的结构组成，每套结构至少包括大托辊1和芯轴一2，芯轴一2通过一对轴承穿插于大托辊1内，大托辊1为惰辊；

芯轴一2的两个轴端分别伸出大托辊1，伸出部分通过滑动轴承3支撑于托架4，芯轴一2的轴端穿过滑动轴承3悬空于托架4外，悬空部分穿套有滑动轴套5，滑动轴套5上穿套摆臂基座6，摆臂基座6和滑动轴套5之间通过紧定螺钉一7固定为一体，紧定螺钉一7的头部穿透滑动轴套5与开设在芯轴一2的轴壁上的长条形滑槽8滑动连接；

每一个摆臂基座6通过螺栓安装有L形支撑摆臂13，L形支撑摆臂13的竖直段固接于摆臂基座6，水平段的端面焊接平板，平板表面固接软垫14，同一个芯轴一2的两侧的软垫14相对且平行；

大托辊1的正下方是与其平行的双输出油缸11，双输出油缸11通过两个支架12固定于托架4，且双输出油缸11的两端的活塞杆的杆头分别与同侧的滑柄9的柄端通过滑动销轴10连接，滑柄9套装在摆臂基座6的外环面开设的环形卡槽内；

大托辊1的端面与滑动轴承3之间设有套装在芯轴一2上的从动扇形齿轮16，从动扇形齿轮16通过紧定螺钉二15固定于芯轴一2，且从动扇形齿轮16与动力轴系连接。

滑柄9包括圆环部和柄部，它的圆环部是由两个半圆环对拼组成并套装于摆臂基座6的环形卡槽内，它的柄部的一端固接于圆环部的外壁，另外一端开设长孔，长孔通过滑动销轴10与双输出油缸11的活塞杆的杆头连接。

芯轴一2和滑动轴套5为间隙配合且可相对滑动；滑柄9和摆臂基座6为间隙配合且可相互独立转动。

动力轴系由两套相同的结构组成，每套结构至少包括与芯轴一2平行的轴18，轴18通过两侧的挡边滑动轴承19安装于托架4，且每根轴18的传动侧通过带键槽的小孔与摆动液压马达20的轴伸插接；

轴18的两个端部分别固定套装一个主动扇形齿轮17，同侧的主动扇形齿轮17与从动扇形齿轮16组成一对齿轮副。

主动扇形齿轮17包括呈矩形平板状的可摆动的基部，基部的一短边端部的中心用于安装小辊轴系，另一短边端部斜向上延伸形成扇形部，扇形部的中心是供轴18穿过的轴孔，扇形部的扇形边缘是与从动扇形齿轮16啮合的轮齿。

托架4上开设有四个键槽，每个键槽内安装有一个用于限制基部摆动位置的长键24，长键24通过螺栓固定于托架4，长键24位于主动扇形齿轮17的下方。

小辊轴系由两套相同的结构组成，每套结构至少包括小托辊21和芯轴二22，芯轴二22通过一对轴承穿插于小托辊21内，小托辊21为惰辊；

芯轴二22的两个轴端分别伸出小托辊21，伸出部分通过紧定螺钉三23固定插入主动扇形齿轮17的基部，芯轴二22、芯轴一2、轴18互相平行。

同一根芯轴一2的两端的两个相对的软垫14之间的最大间距比带卷的最大宽度大50mm～80mm，最小间距比带卷的最小宽度小10mm～20mm；

L形支撑摆臂13的高度是带卷最大半径的0.15～0.25倍。

本发明利用四个L形支撑摆臂，对带卷下部四点进行夹持，形成较为稳定的夹持结构，当带卷受到扰动而有倾翻倾向时，由于带卷重心此时只是轻微偏离中心线，带卷没有出现过大的倾斜角度，因而倾翻力矩还没有变得非常大时，即被L形支撑摆臂形成的约束力矩所克服，从而将带卷控制在很小的倾翻角度范围内，保持竖立稳定状态。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置，包括托架（4），其特征在于：所述托架（4）上安装有三对辊轴系，分别是动力轴系、用于上卸大卷的大辊轴系和用于上卸小卷的小辊轴系，所述大辊轴系、小辊轴系分别与动力轴系连接，动力轴系驱动大辊轴系托举和夹持大卷，或动力轴系带动小辊轴系托举小卷；

其中，大卷是径宽比大于5的带卷，小卷是径宽比小于5的带卷。

2.如权利要求1所述的用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置，其特征在于：所述大辊轴系由两套相同的结构组成，每套结构至少包括大托辊（1）和芯轴一（2），芯轴一（2）通过一对轴承穿插于大托辊（1）内，所述大托辊（1）为惰辊；

所述芯轴一（2）的两个轴端分别伸出大托辊（1），伸出部分通过滑动轴承（3）支撑于托架（4），芯轴一（2）的轴端穿过滑动轴承（3）悬空于托架（4）外，悬空部分穿套有滑动轴套（5），滑动轴套（5）上穿套摆臂基座（6），摆臂基座（6）和滑动轴套（5）之间通过紧定螺钉一（7）固定为一体，紧定螺钉一（7）的头部穿透所述滑动轴套（5）与开设在芯轴一（2）的轴壁上的长条形滑槽（8）滑动连接；

每一个摆臂基座（6）通过螺栓安装有L形支撑摆臂（13），L形支撑摆臂（13）的竖直段固接于摆臂基座（6），水平段的端面焊接平板，平板表面固接软垫（14），同一个芯轴一（2）的两侧的软垫（14）相对且平行；

所述大托辊（1）的正下方是与其平行的双输出油缸（11），双输出油缸（11）通过两个支架（12）固定于托架（4），且双输出油缸（11）的两端的活塞杆的杆头分别与同侧的滑柄（9）的柄端通过滑动销轴（10）连接，所述滑柄（9）套装在摆臂基座（6）的外环面开设的环形卡槽内；

所述大托辊（1）的端面与滑动轴承（3）之间设有套装在芯轴一（2）上的从动扇形齿轮（16），从动扇形齿轮（16）通过紧定螺钉二（15）固定于芯轴一（2），且从动扇形齿轮（16）与动力轴系连接。

3.如权利要求2所述的用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置，其特征在于：所述滑柄（9）包括圆环部和柄部，它的圆环部是由两个半圆环对拼组成并套装于摆臂基座（6）的环形卡槽内，它的柄部的一端固接于圆环部的外壁，另外一端开设长孔，长孔通过滑动销轴（10）与双输出油缸（11）的活塞杆的杆头连接。

4.如权利要求2所述的用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置，其特征在于：所述芯轴一（2）和滑动轴套（5）为间隙配合且可相对滑动；所述滑柄（9）和摆臂基座（6）为间隙配合且可相互独立转动。

5.如权利要求2所述的用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置，其特征在于：所述动力轴系由两套相同的结构组成，每套结构至少包括与芯轴一（2）平行的轴（18），轴（18）通过两侧的挡边滑动轴承（19）安装于托架（4），且每根轴（18）的传动侧通过带键槽的小孔与摆动液压马达（20）的轴伸插接；

所述轴（18）的两个端部分别固定套装一个主动扇形齿轮（17），同侧的主动扇形齿轮（17）与从动扇形齿轮（16）组成一对齿轮副。

6.如权利要求5所述的用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置，其特征在于：所述主动扇形齿轮（17）包括呈矩形平板状的可摆动的基部，基部的一短边端部的中心用于安装小辊轴系，另一短边端部斜向上延伸形成扇形部，扇形部的中心是供轴（18）穿过的轴孔，扇形部的扇形边缘是与从动扇形齿轮（16）啮合的轮齿。

7.如权利要求6所述的用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置，其特征在于：所述托架（4）上开设有四个键槽，每个键槽内安装有一个用于限制基部摆动位置的长键（24），所述长键（24）通过螺栓固定于托架（4），长键（24）位于主动扇形齿轮（17）的下方。

8.如权利要求6所述的用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置，其特征在于：所述小辊轴系由两套相同的结构组成，每套结构至少包括小托辊（21）和芯轴二（22），芯轴二（22）通过一对轴承穿插于小托辊（21）内，所述小托辊（21）为惰辊；

所述芯轴二（22）的两个轴端分别伸出小托辊（21），伸出部分通过紧定螺钉三（23）固定插入主动扇形齿轮（17）的基部，所述芯轴二（22）、芯轴一（2）、轴（18）互相平行。

9.如权利要求2所述的用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置，其特征在于：所述同一根芯轴一（2）的两端的两个相对的软垫（14）之间的最大间距比带卷的最大宽度大50mm～80mm，最小间距比带卷的最小宽度小10mm～20mm；

所述L形支撑摆臂（13）的高度是带卷最大半径的0.15～0.25倍。

10.一种利用防倾翻装置上卸卷的方法，其特征在于，包括以下步骤：

判断带卷的径宽比：

若径宽比大于5，则执行步骤A；

若径宽比小于5，则执行步骤B；

步骤A：

将用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置安装在运卷小车（25）上；

上卷时，移动运卷小车（25）至存放带卷鞍座处，两对L形支撑摆臂（13）全部升起，使每个L形支撑摆臂（13）处于芯轴一（2）的最外侧，升起运卷小车（25），使运卷小车（25）上的大卷与大托辊（1）接触，大托辊（1）托举大卷，双输出油缸（11）的两端的活塞杆收缩，带动相对的两个L形支撑摆臂（13）同时向带卷靠拢，当软垫（14）贴靠于带卷侧面时，停止双输出油缸（11）的收缩，保持带卷被两对L形支撑摆臂（13）稳定夹持，然后驱动运卷小车（25）靠近卷取机并进行对轴动作，直至带卷的卷芯与卷取机的卷筒同轴，再驱动运卷小车（25）将带卷套在卷筒上，驱动每个双输出油缸（11）将两个活塞杆伸出，使所有的L形支撑摆臂（13）离开带卷，运卷小车（25）下降，使带卷与大托辊（1）脱离，驱动摆动液压马达（20），使L形支撑摆臂（13）落下，移动运卷小车（25）退出卷筒区域，完成上卷；

卸卷过程是上卷过程的反向操作；

步骤B：将用于大径宽比带卷轴向上卸卷的防倾翻装置安装在运卷小车（25）上；

上卷时，移动运卷小车（25）至存放带卷鞍座处，落下L形支撑摆臂（13），驱动摆动液压马达（20），使小托辊（21）升起并保持在抬起状态，升起运卷小车（25），使运卷小车（25）上的小卷与小托辊（21）接触，小托辊（21）托举小卷，驱动运卷小车（25）靠近卷取机并进行对轴动作，直至带卷的卷芯与卷取机的卷筒同轴，再驱动运卷小车（25）将带卷套在卷筒上，运卷小车（25）下降，使带卷与小托辊（21）脱离，移动运卷小车（25）直至退出卷筒区域，完成上卷；

卸卷过程是上卷过程的反向操作。

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