CN112139286B - 解决卷曲机钳口划伤钢卷内圈的方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种解决卷曲机钳口划伤钢卷内圈的方法，包括以下步骤：控制卷曲机的卷筒上钢卷定尾后的钳口位置的角度值在所述卷筒的目标角度范围内，所述目标角度范围为卷筒上芯轴的铅锤方向±60°；根据钳口位置提升或者下降卸卷小车的高度，将钢卷卸至所述卸卷小车。控制定尾后钳口角度范围，在卸卷时通过卸卷小车高度位置的调整来增加带钢内圈与芯轴钳口的间隙，从而解决带钢内圈与芯轴摩擦划伤的问题。

Description

解决卷曲机钳口划伤钢卷内圈的方法

技术领域

本申请属于带钢卷曲技术领域，更具体地说，是涉及一种解决卷曲机钳口划伤钢卷内圈的方法。

背景技术

卷取机是将热轧或冷轧钢材卷取成卷筒状的轧钢车间辅助设备。如图1所示，热轧高强平整机组的卷取机卷筒的扇形板由四大块组成，其中三大块为同心圆结构在胀缩过程中始终按照同心圆移动，而另一块为钳口扇形板1由两小块组成，在芯轴3胀缩过程中围绕一个固定的轴转动与其他三块不同心。某型的卷取机的芯轴3设计最大膨胀直径为762mm，收缩最小直径为722mm皆指同心圆直径。然而包含钳口扇形板1的收缩后钳口部位存在棱角和上翘，从而导致芯轴3收缩后钳口2与钢卷内圈间隙不足引发卸卷钢卷内圈划伤。

现有工艺主要靠调节卷筒胀缩直径、改进卷筒设计尺寸、调整卸卷卸车鞍座衬板等方法来减缓内圈划伤，该工艺能够在一定程度上减轻划伤，但设备的精度需要持续调整，卷筒结构的改进受钳口引料工艺的影响等很难做到长时间有效。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种解决卷曲机钳口划伤钢卷内圈的方法，以解决现有技术中存在的设备精度需要持续调整的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种解决卷曲机钳口划伤钢卷内圈的方法，包括以下步骤：

控制卷曲机的卷筒上钢卷定尾后的钳口位置的角度值在所述卷筒的目标角度范围内，所述目标角度范围为卷筒上芯轴的铅锤方向±60°；

根据钳口位置提升或者下降卸卷小车的高度，将钢卷卸至所述卸卷小车。

可选地，所述控制卷曲机的卷筒上钢卷定尾后的钳口位置的角度值在所述卷筒的目标角度范围内的步骤包括：

当钳口位置的预测角度θ在所述目标角度范围内时，对带钢进行分切；所述预测角度θ为带钢分切时钳口的实时角度θ1以及分切后完成钢卷定尾动作芯轴继续旋转的继续旋转角度θ2的和值。

可选地，根据钳口穿带位置的角度以及卷取机后编码器得到钳口的实时角度θ1。

可选地，钳口穿带位置的角度设定为0°。

可选地，根据带钢分切点到定尾点的长度L0以及带尾卷取时的卷径D0得到所述继续旋转角度θ2，其中θ2＝L0*360°/(πD0)。

可选地，所述长度L0的确定的包括以下步骤：

根据卷取机的实时卷径D1、芯轴中心点与转向辊中心点相对位置得到转向辊的切点到实时钢卷外径切点之间的距离L1；

根据所述卷取机的收尾角和实时卷径D1获得分切时钢卷外径的切点到钢卷收尾定尾之间的弧长L2；

将L1、L2、L3的和值确定为带钢分切点到定尾点长度L0，所述L1为转向辊中心点与分切剪中心点距离。

可选地，所述卷径D0的确定包括以下步骤：

采用分切时实时卷径D1加上2倍带钢厚度H的和值为卷径D0。

可选地，所述根据钳口位置提升或者下降卸卷小车的高度，将钢卷卸至所述卸卷小车的步骤包括：

当钳口处于上方时，卷取机芯轴收缩后，提升卸卷小车高度；当钳口处于下方时，降低卸卷小车高度。

可选地，所述卸卷小车的提升高度或降低高度为芯轴设计最大膨胀直径和收缩最小直径差值的1/3～2/5。

可选地，所述卸卷小车的提升高度或降低高度为10mm。

本申请提供的解决卷曲机钳口划伤钢卷内圈的方法的有益效果在于：

控制定尾后钳口角度范围，在卸卷时通过卸卷小车高度位置的调整来增加带钢内圈与芯轴钳口的间隙，从而解决带钢内圈与芯轴摩擦划伤的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为卷取机卷筒的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的分切点到定尾点长度计算示意图；

图3为本申请实施例提供的目标角度范围示意图；

图4为本申请实施例提供的解决卷曲机钳口划伤钢卷内圈的方法控制示意图。

其中，图中各附图标记：

10-芯轴；20-钢卷。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

请一并参阅图1及图2，现对本申请实施例提供的解决卷曲机钳口划伤钢卷内圈的方法进行说明。

解决卷曲机钳口划伤钢卷内圈的方法，包括以下步骤：

控制卷曲机的卷筒上钢卷20定尾后的钳口位置的角度值在所述卷筒的目标角度范围内，所述目标角度范围为卷筒上芯轴10的铅锤方向±60°；

根据钳口位置提升或者下降卸卷小车的高度，将钢卷20卸至所述卸卷小车。

带钢的卷曲过程主要包括：带钢的头部依次经过分切剪的剪切点、转向辊然后缠绕在卷取机的芯轴10上，具体为穿入芯轴10的钳口进行穿带，固定在钳口。芯轴10旋转，将带钢缠绕在芯轴10上形成钢卷20。钢卷20的卷径跟随芯轴10的转动逐渐变大。带钢分切后，芯轴10继续转动直至钢卷20定尾，最后将钢卷20卸至卸卷小车。

当卸卷小车将钢卷20托起后，钳口位置对应芯轴外表面局部凸起，曲率半径骤然减小，托卷过程中当钳口位置与卸卷小车的衬板存在接触，卸卷时造成钳口附近扇形板与钢卷20内表面摩擦，就会在钢卷20内圈产生划伤。

由于生产中主要对钢卷20的带尾进行控制，导致钳口的位置处于不可控状态，因此不能完全消除由于芯轴钳口扇形板与钢卷20内圈卸卷接触的划伤现象。

铅锤方向±60°的含义如图3所示，如将芯轴10上方的铅锤方向的角度定义为0°，铅锤方向±60°的实际含义为钳口处于芯轴10上方角度控制范围为0°-60°、300°-360°；钳口处于芯轴10下方角度控制范围为120°-240°。

下面以背景技术中的某型卷取机为例进行说明。卷取穿带时，钳口位置置于铅锤顶端，定义穿带时钳口位置为0°，卷取的芯轴10由4块组成如图1，其他三块为同心圆，包含夹钳的扇形块与其他三块不同心，因此夹钳的扇形板圆弧较另外三块更大，同时钳口设计收缩时存在上翘，虽然名义收缩直径为722mm，但由于包含夹钳的扇形板弧度以及钳口上翘的原因，收缩后扇形板到芯轴10圆心的距离＞316mm，因此导致扇形板区域收缩后与钢卷20内圈的间隙不够，定义铅锤±60°的目的是想通过芯轴10收缩后，提升或者下降小车来增加钢卷20内圈与芯轴10的间隙，弥补钳口扇形板因大圆弧和上翘原因缩小的间隙空间。间隙增大，芯轴10与钢卷20内圈不接触，卸卷过程中才能有效避免划伤。

本申请提供的解决卷曲机钳口划伤钢卷内圈的方法的有益效果在于：

控制定尾后钳口角度范围，在卸卷时通过卸卷小车高度位置的调整来增加带钢内圈与芯轴10钳口的间隙，从而解决带钢内圈与芯轴10摩擦划伤的问题。

可选地，所述控制卷曲机的卷筒上钢卷20定尾后的钳口位置的角度值在所述卷筒的目标角度范围内的步骤包括：

当钳口位置的预测角度θ在所述目标角度范围内时，对带钢进行分切；所述预测角度θ为带钢分切时钳口的实时角度θ1以及分切后完成钢卷20定尾动作芯轴10继续旋转的继续旋转角度θ2的和值。

具体地，首先确定带钢分切时钳口的实时角度θ1，自分切后起芯轴10仍继续旋直至完成钢卷20定尾动作的期间，芯轴10继续旋转的角度为θ2。θ1和θ2的和值为钳口位置的预测角度θ。当预测角度θ在所述目标角度范围内时，可带钢进行分切，即可保证钢卷20定尾后的钳口位置的角度值在卷筒的目标角度范围内，目标角度范围为卷筒上芯轴10的铅锤方向±60°。

可选地，根据钳口穿带位置的角度以及卷取机后编码器得到钳口的实时角度θ1。

钳口穿带位置的角度实际上为钳口的初始角度，钳口穿带位置的通常是固定的，因此钳口穿带位置的角度通常也是固定的。卷取机后设置有编码器，编码器可采集到数据计算得到芯轴10的自开始旋转时的至当前的旋转圈数。由原数据计算得出芯轴旋转一周编码器增加的脉冲数量，可根据脉冲增加数量计算出芯轴旋转的圈数及角度。根据钳口的初始角度和芯轴10的旋转圈数得到钳口的实时角度θ1。如芯轴10的旋转圈数为10.5圈，则θ1为钳口的初始角度加180°。

可选地，钳口穿带位置的角度设定为0°。

将钳口穿带位置的角度设定为0°，即钳口的初始角度为0°，也就是说将钳口穿带位置竖直进行设置，使得钳口竖直向上且相对芯轴10的铅锤方向的角度为0°。在该条件下，编码器采集到数据计算得到芯轴10的自开始旋转时的至当前的旋转圈数直接换算即可得到钳口的实时角度θ1，计算更为方便。

可选地，根据带钢分切点到定尾点的长度L0以及带尾卷取时的卷径D0得到所述继续旋转角度θ2，其中θ2＝L0*360°/(πD0)。

L0为带钢分切点到定尾点的长度，即分切后仍需绕卷在钢卷20的带钢长度，亦即芯轴10继续旋转钢卷20外沿经过的长度。钢卷20外沿的周长为带尾卷取时的卷径D0与圆周率π的乘积。因而，继续旋转角度θ2，可通过L0*360°除以钢卷20外沿的周长得到。

可选地，所述长度L0的确定的包括以下步骤：

根据卷取机的实时卷径D1、芯轴中心点与转向辊中心点相对位置得到转向辊的切点到实时钢卷20外径切点之间的距离L1；

根据所述卷取机的收尾角和实时卷径D1获得分切时钢卷20外径的切点到钢卷20收尾定尾之间的弧长L2；

将L1、L2、L3的和值确定为带钢分切点到定尾点长度L0，所述L1为转向辊中心点与分切剪中心点距离。

具体地，如图2所示，带钢处于分切点时，实际卷取机上卷径即当前的卷径为实时卷径D1。由于转向辊和卷取机通常均为固定安装，在安装时，二者的距离和角度均已固定。因此，在此基础上，再结合实时卷径D1，即可得到转向辊的切点到实时钢卷20外径切点之间的距离L1。

收尾角为钢卷完成卷取后带尾与铅锤角度，卷取机的收尾角根据厂家的需求进行设置，通常在同一批次的钢卷20中也是固定不变的，如收尾角为30°。通过设备固有角度和实时卷径D1计算得出，分切时钢卷20外径带钢的切点到钢卷20最后收尾定尾之间的弧长为L2。

同样地，转向辊和分切剪通常均为固定安装，因此转向辊中心点到分切剪中心点的距离L3也为固定值。

L1、L2、L3之和近似得到带钢分切点到定尾点长度L0，示意图见图2。L0＝L1+L2+L3。通过L1、L2、L3可较为方便和快速的得到带钢分切点到定尾点长度L0。

可选地，所述卷径D0的确定包括以下步骤：

采用分切时实时卷径D1加上2倍带钢厚度H的和值为卷径D0。

带尾卷取时卷径也会随时变化，采用分切时实时卷径D1加上2倍带钢厚度H为近似卷取定尾后卷径D0，D0＝D1+2*H。

可选地，所述根据钳口位置提升或者下降卸卷小车的高度，将钢卷20卸至所述卸卷小车的步骤包括：

当钳口处于上方时，卷取机芯轴10收缩后，提升卸卷小车高度；当钳口处于下方时，降低卸卷小车高度。

卸卷小车卸卷时接触后，手动点动，提高或下降卸卷小车高度。

可选地，所述卸卷小车的提升高度或降低高度为芯轴10设计最大膨胀直径和收缩最小直径差值的1/3～2/5。如背景技术中的卷取机，芯轴膨胀为762mm收缩为722mm，差值为40MM。卸卷小车的提升高度或降低高度为的1/3～2/5，即13.3～16mm。优选卸卷小车的提升高度或降低高度为差值的1/4，即卸卷小车的提升高度或降低高度为10mm。

为便于理解本申请的技术方案，下面以一个较为详细的实施例为例进行阐述。

一种解决卷曲机钳口划伤钢卷内圈的方法，主要包括以下步骤：

S100:钳口角度位置0°的设定；

钳口的穿带位置固定，因此将钳口穿带位置角度设定为0°角；

S200:钳口位置的实时测算；

根据步骤(1)的钳口0°角，运用卷取机后编码器计算得出钳口在卷钢过程中的实时角度θ1；

S300:带钢在任意点分切，尾部定位后钳口角度的预测；

带钢处于分切点时，根据实际卷取机上卷径D1以及设备固有参数计算得到转向辊切点到实时钢卷20外径切点之间的距离L1；

通过设备固有角度和实时卷径D1计算得出，分切时钢卷20外径带钢的切点到钢卷20最后收尾定尾之间的弧长为L2；

转向辊中心点到分切剪中心点距离为固定值L3；

L1、L2、L3之和近似得到带钢分切点到定尾点长度L0，示意图见图2。

L0＝L1+L2+L3

采用分切时实时卷径D1加上2倍带钢厚度H为近似卷取定尾后卷径D0。

D0＝D1+2*H

θ2为分切剪分切后完成钢卷20定尾动作卷取机芯轴10所继续旋转的角度。

L0*360°/(πD0)＝θ2

θ1与θ2之和即为带钢在某一点分切完成定尾后钳口的预测角度θ0

θ0＝θ1+θ2

S400:消除内圈划痕最佳位置的角度规范；

消除钳口划伤，钳口最佳角度位置为芯轴10铅锤方向±60°，结合钳口0°位置，得出钳口在卷取定尾后应该控制的角度范围。

S500:结合步骤(3)和(4)确定带钢的最佳分切点；

进行钢卷20分切时，查看预测角是否落在步骤(4)规范的角度范围，落在规范范围时，平整实施分切动作。

S600:卸卷时调节卸卷小车高度

分切定尾完成后，进行卸卷操作，卸卷小车定到位后，根据钳口所处位置操作决定提升或者下降小车。当钳口处于上方时，卷取机芯轴10收缩后，操作手动点动提升卸卷小车高度；钳口处于下方时，操作点动降低卸卷小车高度。

通过以上步骤，可以实现增大卷取机芯轴10与钢卷20内圈间隙的目的，从而达到解决平整机内圈芯轴10卸卷划伤的问题。

实施例1

第一步：设定钳口穿带位置的角度为钳口0°角(穿带位置钳口在芯轴10顶端)；

第二步：根据卷取机后编码器计算芯轴10旋转过程中钳口所处的实时角度；

第三步：根据分切点到定尾点长度以及钢卷20实时直径，进行带钢分切定尾后钳口所处角度测预计算；

第四步：在HMI画面上显示，钳口预测角度和卸卷小车高度位置；

第五步：定义钳口划伤控制角度：

钳口处于芯轴10上方角度控制范围为0°-60°、300°-360°

钳口处于芯轴10下方角度控制范围为120°-240°。

第六步：现场操作时，在即将分切点关注HMI中(如图4)“预测角度”数值变化，当角度落在第五步范围内时进行分切。其中，图4中的钳口角度为钳口的实时角度，小车高度为卸卷小车的当前高度。

第七步：卸卷时卸卷小车顶到钢卷20，在运卷小车往前走之前，操作手动点动提升或下降小车高度，操作观察“小车高度”数值变化，降低或升高10mm后进行卸卷运卷操作。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种解决卷曲机钳口划伤钢卷内圈的方法，其特征在于：包括以下步骤：

控制卷曲机的卷筒上钢卷定尾后的钳口位置的角度值在所述卷筒的目标角度范围内，所述目标角度范围为卷筒上芯轴的铅锤方向±60°；根据钳口位置提升或者下降卸卷小车的高度，将钢卷卸至所述卸卷小车；所述卸卷小车的提升高度或降低高度为芯轴设计膨胀直径和收缩直径差值的1/3～2/5。

2.如权利要求1所述的解决卷曲机钳口划伤钢卷内圈的方法，其特征在于：所述控制卷曲机的卷筒上钢卷定尾后的钳口位置的角度值在所述卷筒的目标角度范围内的步骤包括：

当钳口位置的预测角度θ在所述目标角度范围内时，对带钢进行分切；所述预测角度θ为带钢分切时钳口的实时角度θ1以及分切后完成钢卷定尾动作芯轴继续旋转的继续旋转角度θ2的和值。

3.如权利要求2所述的解决卷曲机钳口划伤钢卷内圈的方法，其特征在于：根据钳口穿带位置的角度以及卷取机后编码器得到钳口的实时角度θ1。

4.如权利要求3所述的解决卷曲机钳口划伤钢卷内圈的方法，其特征在于：钳口穿带位置的角度设定为0°。

5.如权利要求2所述的解决卷曲机钳口划伤钢卷内圈的方法，其特征在于：根据带钢分切点到定尾点的长度L0以及带尾卷取时的卷径D0得到所述继续旋转角度θ2，其中θ2＝L0*360°/(πD0)。

6.如权利要求5所述的解决卷曲机钳口划伤钢卷内圈的方法，其特征在于：所述长度L0的确定的包括以下步骤：

根据卷取机的实时卷径D1、芯轴中心点与转向辊中心点相对位置得到转向辊的切点到实时钢卷外径切点之间的距离L1；

根据所述卷取机的收尾角和实时卷径D1获得分切时钢卷外径的切点到钢卷收尾定尾之间的弧长L2；

将L1、L2、L3的和值确定为带钢分切点到定尾点长度L0，所述L1为转向辊中心点与分切剪中心点距离。

7.如权利要求5所述的解决卷曲机钳口划伤钢卷内圈的方法，其特征在于：所述卷径D0的确定包括以下步骤：

采用分切时实时卷径D1加上2倍带钢厚度H的和值为卷径D0。

8.如权利要求1所述的解决卷曲机钳口划伤钢卷内圈的方法，其特征在于：所述根据钳口位置提升或者下降卸卷小车的高度，将钢卷卸至所述卸卷小车的步骤包括：

当钳口处于上方时，卷取机芯轴收缩后，提升卸卷小车高度；当钳口处于下方时，降低卸卷小车高度。

9.如权利要求1所述的解决卷曲机钳口划伤钢卷内圈的方法，其特征在于：所述卸卷小车的提升高度或降低高度为10mm。

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