CN113020317B - 一种厚金属带材的起卷辅助装置 - Google Patents

Abstract

一种厚金属带材的起卷辅助装置，在套筒上缠绕包夹带，包夹带的头端与套筒连接，包夹带的其余部分用于包夹金属带材的带头部，使金属带材的带头部产生摩擦力，带动金属带材起卷。所述起卷辅助装置设置在套筒的一侧，包括一端铰接的摆臂架，在摆臂架的自由端连接有第一夹紧辊，在摆臂架上至少铰接有一个铰接架，在铰接架的自由端连接有第二夹紧辊，铰接架与摆臂架通过拉簧连接，使第一夹紧辊与第二夹紧辊相互抵压，用于缠绕包夹带的其余部分。本发明对金属带材产生的摩擦力大、起卷厚度大，特别适用于较厚的或刚性较大的带材的起卷，解决了行业内的痛点。本发明还解决了带头压印问题，避免了因截掉金属带材两头压印而给带材生产所带来的重大损失。

Description

一种厚金属带材的起卷辅助装置

技术领域

本发明涉及金属带材轧制技术领域，尤其是涉及一种厚金属带材的起卷辅助装置。

背景技术

在钢铁及有色金属带材的生产过程中，特别是在轧制、脱脂和精整时，要对金属带材进行多次的开卷和卷取。在卷取前需要将金属带材的带头缠绕在套筒上，然后使套筒旋转，依靠套筒对带材的摩擦力来带动带材跟随套筒旋转，这个过程被称为起卷。

起卷可以由人工实现，人工起卷的最大问题是安全性，对于手动操作旋转件来说，危险性总是存在的。此外，在人工操作起卷的前期，金属带材在套筒上存在滑动现象，金属带材在套筒上的缠绕是松弛的，缺少张力，因而在起卷的前期容易出现鼓包现象，损伤金属带材。起卷也可以通过助卷器来实现，如申请号为CN202020286345.9的专利公开的皮带助卷器。皮带助卷器最大的缺点在于无法实现皮带对带头的无缝导引，当带头在脱离皮带的引导后，会沿套筒筒面的切线向前延伸，只有在碰触到带体后带头才能向筒面一侧弯曲贴合。在这个过程中，带头可能会起拱，造成带材折弯鼓包，损伤带材。无论人工起卷还是助卷器起卷，带头都会压伤带体，并随着卷径、卷取张力的增大，使带材由内而外周期地产生压印(也称为“带头印”)，带材越厚，带头印就越明显。带有带头印的这段带材较长，而且两头都有，如果截掉这两部分，将给带材的生产带来重大的损失。

对于较厚的或刚性较大的带材来说，无论手工起卷还是通过皮带助卷器起卷都是比较困难的，最大的原因是带材不易弯曲，与套筒接触的弯曲面不够大，带材得不到足够的摩擦力，造成打滑。这是目前行业内的痛点，直接影响到了带材的最大起卷厚度，也影响到了热轧的最终轧制厚度。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种厚金属带材的起卷辅助装置，其目的在于，实现对较厚的或刚性较大的带材的辅助起卷，并解决带头对带材的压伤问题。

为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种厚金属带材的起卷辅助装置，用于将金属带材卷在套筒上，其特征是：在套筒的外筒面上缠绕有包夹带，包夹带的头端与套筒连接，包夹带的其余部分用于包夹金属带材的带头部，使金属带材卷在套筒上；

所述起卷辅助装置设置在套筒的一侧，包括一端铰接的摆臂架，在摆臂架的自由端连接有第一夹紧辊，在摆臂架上铰接有两个铰接架，在两个铰接架的自由端分别连接有第二夹紧辊和第三夹紧辊，铰接架与摆臂架通过拉簧连接，使第一夹紧辊、第二夹紧辊和第三夹紧辊相互抵压，第一夹紧辊、第二夹紧辊和第三夹紧辊用于缠绕包夹带的其余部分；所述起卷辅助装置的重心偏离摆臂架的铰接中线，且处于远离套筒的一侧。

进一步地改进技术方案，所述包夹带的厚度小于所述金属带材的厚度，在包夹带的尾端设有防止压伤金属带材的弧形过渡面。

进一步地改进技术方案，所述包夹带的材料屈服强度小于所述金属带材的材料屈服强度。

进一步地改进技术方案，所述包夹带的长度是套筒筒面周长的1-3倍。

进一步地改进技术方案，所述包夹带包括金属基带，在金属基带上设有网眼；在金属基带的上下面覆盖有橡胶层，上下橡胶层通过网眼连接。

进一步地改进技术方案，所述套筒的外筒面上设有轴向的卡缝，所述包夹带的头端位于卡缝内，并通过顶丝与卡缝连接。

进一步地改进技术方案，所述套筒的外筒面上设有轴向的卡槽，卡槽的槽口具有收口结构；所述包夹带的头端设有与卡槽对应的卡接部，卡接部与所述卡槽卡接。

进一步地改进技术方案，所述卡槽的横截面为圆弧形，所述卡接部具有圆弧形的卷边。

进一步地改进技术方案，在摆臂架远离套筒的一侧设置有限位块，限位块用来限制起卷辅助装置向其重心所在的一侧摆动的角度。

由于采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明创造性的在的外筒面上缠绕包夹带，并通过包夹带对金属带材的带头部进行包夹，使金属带材的带头部产生弯曲变形，带头部的弯曲面与套筒、包夹带贴合并产生摩擦力，带动金属带材旋转并起卷。相比背景技术，本发明对金属带材产生的摩擦力大，发生打滑、滑移的现象少，起卷厚度大，特别适用于较厚的或刚性较大的带材的起卷，解决了长期以来行业内的痛点。

此外，本发明的包夹带综合了金属带和橡胶带的优点，在提高起卷摩擦力的基础上，使包夹带既具备有较好地抗拉强度、提高了使用寿命，又对金属带材具有弹性保护能力。

本发明的一个意想不到的有益效果是解决了带头压印问题。由于包夹带在对金属带材进行包夹起卷时将带头包裹在包夹带内，有效地避免了带头对金属带材带体的压伤，意外地解决了行业内难以解决的难题，避免了因截掉金属带材两头压印而给带材生产所带来的重大损失。

本发明的起卷辅助装置不借助外界动力，巧妙地利用套筒对包夹带拉拽力，使多个夹紧辊对包夹带进行顶压和张紧，并且实现了起卷辅助装置的自动脱离。由于操作者的操作在套筒旋转之前就已完成，套筒旋转时，操作者已离开现场，因此安全性得到了保证。相比人工起卷，本起卷辅助装置的劳动强度小、安全性高、操作简单、且不需要额外动力。

附图说明

图1为包夹带与套筒的第一种连接结构示意图。

图2为包夹带与套筒的第二种连接结构示意图。

图3为包夹带与套筒的第三种连接结构示意图。

图4为包夹带的结构示意图。

图5为本发明在起卷时的结构示意图。

图6为本发明在起卷后的结构示意图。

图中：1、套筒；2、包夹带；21、金属基带；22、橡胶层；3、金属带材的带头部；4、顶丝；5、第一夹紧辊；6、第二夹紧辊；7、第三夹紧辊；8、摆臂架；9、铰接架；10、拉簧；11、限位块。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，因此不能理解为对本发明的限制。

一种厚金属带材的起卷辅助装置，如图1所示，套筒1安装在卷取机的主轴上，主轴通过内撑机构撑紧套筒1的内套面，使套筒1跟随主轴旋转。套筒1的材质为金属，具有较好的刚性，用于支撑金属带材在其上的收卷，本实施例中，需要收卷的金属带材为钢带。在套筒1的外筒面上缠绕有包夹带2，为了防止包夹带2对金属带材造成压伤，包夹带2的材质为软铜或者是橡胶，厚度为金属带材厚度的四分之一。包夹带2的头端与套筒1连接，包夹带2的其余部分用于包夹金属带材的带头部3，使金属带材卷在套筒1上。

作为第一种连接方式，在套筒1的外筒面上设有轴向的卡缝，包夹带2的头端插入卡缝内，并通过从套筒1的内筒面顶进的顶丝4顶紧，使包夹带2的头端与卡缝连接，这样可以保证套筒1外筒面的完整，防止螺纹孔对金属带材的压伤。为了实现包夹带2与套筒1外筒面的平滑过渡，卡缝具有一定的斜度。包夹带2在套筒1外筒面上的平滑过渡能够减少突出部位对金属带材表面的压伤。

作为第二种连接方式，如图2所示，在套筒1的外筒面上设有轴向贯通的卡槽，卡槽的横截面为圆弧形，且具有收口结构。包夹带2的头端设有具有圆弧形的卷边，卷边插在卡槽内与卡槽连接。这样的连接方式使卷边能够在圆弧形卡槽内转动，相比于第一种连接方式，能够防止包夹带2头端的连接部因弯曲疲劳而断裂。

作为第三种连接方式，如图3所示，与第二种连接方式不同的是，卡槽的横截面为T型槽，包夹带2的头端形状与T型槽对应，包夹带2的材质为橡胶，包夹带2的头端通过注塑成型。由于采用注塑成型，相比于第一种、第二种连接方式，能够实现包夹带2在套筒1外筒面上的无缝平滑过渡。由于采用橡胶材质，包夹带2头端的连接部更耐弯曲，也能够更全面地防止包夹带2对金属带材表面的压伤。

在人工操作起卷时，如图1所示，先将套筒1及包夹带2按照卷取方向安装在卷取机的主轴上，然后将金属带材的带头部3夹在套筒1与包夹带2之间，开动卷取机使套筒1缓速旋转，此时用手向下拉紧包夹带2的尾端，使包夹带2包夹金属带材的带头部3。在下拉力的作用下，金属带材的带头部3产生弯曲变形，其内侧面与套筒1贴合产生摩擦力，其外侧面与包夹带2贴合也产生摩擦力，在摩擦力的作用下，金属带材跟随套筒1一起旋转，并拉引带体产生张力，实现较厚金属带材在套筒1上的起卷。从图1中还可以看出，包夹带2对金属带材的带头进行了包覆，避免了带头对带体造成的压伤。

包夹带2的材质可以是多样的，可以是金属的，也可以是非金属的，如橡胶。当包夹带2采用橡胶材料时，一方面橡胶材料能够更好地防止带体压伤，另一方面橡胶与金属的摩擦系数要远大于金属与金属之间的摩擦系数，因此能够获得更大的摩擦力，快速起卷，减少滑移、打滑对金属带材表面造成的损伤。包夹带2采用橡胶材质的缺点在于，橡胶带的抗拉强度低，不能像金属带那样做得很薄。因此包夹带2还可以结合金属带与橡胶带优点，即在金属基带21的两面喷敷或粘敷一层橡胶层22。也可以如图4所示的，在金属基带21上开设多排网孔，金属基带21的两面的橡胶层22通过网孔连接在一起，这样能够提高橡胶层22与金属基带21的连接强度，防止橡胶层22脱落。采取以上措施后，使包夹带2既有较好地抗拉强度，又有较大的摩擦系数和对金属带材的弹性保护能力。此外，包夹带2还可以像传动皮带那样，在橡胶带中加入网状的经纬线，这样都能减小壁厚，提高橡胶带的抗拉强度。

包夹带2的长度不宜过长，过长的包夹带2在起卷后已失去作用。包夹带2也不宜过短，过短则起不到很好的起卷作用，还会给操作者带来危险。通常，包夹带2的长度是套筒1筒面周长的1-3倍较为适合。

对于手动操作旋转的工件来说，危险性总是存在的。为了提高操作安全性，降低操作者的劳动强度，本发明的起卷辅助装置设置在套筒的一侧，如图5所示，所述起卷辅助装置包括摆臂架8，摆臂架8主要由一对平行的摆臂构成，摆臂的下端铰接在地面上，在摆臂的上端、两个摆臂之间连接有第一夹紧辊5。在摆臂架8上，同侧铰接有两个铰接架9，每个铰接架9由一对平行的铰接臂构成，一对铰接臂分别铰接在一对摆臂上。在两个铰接架9的自由端、两个相对铰接臂之间分别连接第二夹紧辊6和第三夹紧辊7，其中，最外侧的铰接架9与摆臂架8通过拉簧10连接，在拉簧10的作用下，使第一夹紧辊5、第二夹紧辊6和第三夹紧辊7相互抵压在一起，第一夹紧辊5、第二夹紧辊6和第三夹紧辊7用于缠绕包夹带的其余部分。图5中只显示出摆臂架8、铰接架9的一侧结构，另一侧的结构与图示的一侧对称。所述起卷辅助装置的重心偏离摆臂架8的铰接中线，且处于远离套筒的一侧。

工作时，操作者将起卷辅助装置立起，并将包夹带的其余部分如图5所示的那样缠绕在第一夹紧辊5、第二夹紧辊6和第三夹紧辊7之间，在拉簧10的作用下，使第一夹紧辊5、第二夹紧辊6和第三夹紧辊7对包夹带2产生了夹紧力。然后将金属带材的带头部3夹在套筒1与包夹带2之间，即可开动卷取机使套筒1旋转。由于套筒1对包夹带2的拉拽作用，使起卷辅助装置向套筒1一侧旋转，并使第一夹紧辊5、第二夹紧辊6和第三夹紧辊7压靠在套筒1上。此时，第一夹紧辊5、第二夹紧辊6和第三夹紧辊7对缠绕在套筒1上的包夹带2既起到了顶压作用，又起到了张紧作用，该顶压作用和张紧作用能够大幅增加包夹带2对金属带材带头部3的摩擦力，使金属带材能够平稳起卷。此外，随着金属带材跟随套筒1一起旋转，第一夹紧辊5、第二夹紧辊6和第三夹紧辊7对缠绕在套筒1上的金属带材起到了擀压作用，挤出缠绕空隙，消除了鼓包现象。

从图5中可以得出，拉簧10的拉力越大，或者铰接架9和夹紧辊的数量设置得越多，第一夹紧辊5、第二夹紧辊6和第三夹紧辊7对包夹带2的顶压力和张紧力越大，包夹带2对金属带材的带头部3产生的摩擦力也就越大。从图5中还可以看出，包夹带2对金属带材的带头部3进行了包覆，避免了带头对带体造成的压伤。为了防止包夹带2尾端对金属带材造成的压伤，在包夹带2的尾端设有弧形过渡面，弧形过渡面能够防止包夹带2尾端的突出部位对金属带材的压伤，使金属带材顺滑过渡。

当起卷完成后，如图6所示，包夹带2的尾端从第一夹紧辊5、第二夹紧辊6和第三夹紧辊7之间脱出，此时，摆臂架8在自重作用下向右侧翻倒，脱离收卷区域，并停止于限位块11上，实现起卷辅助装置的自动脱离。

由上述可知，操作者的操作在套筒1旋转之前就已完成，套筒1旋转时，操作者已离开现场，因此安全性得到了保证。相比人工起卷，本起卷辅助装置的劳动强度小、安全性高、操作简单、且不需要额外动力。

本发明未详述部分为现有技术。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种厚金属带材的起卷辅助装置，用于将金属带材卷在套筒上，其特征是：在套筒的外筒面上缠绕有包夹带，包夹带的头端与套筒连接；起卷时，使用包夹带对金属带材的带头部进行包夹，使金属带材的带头部产生弯曲变形，带头部的弯曲面与套筒、包夹带贴合并产生摩擦力，带动金属带材起卷；

所述起卷辅助装置设置在套筒的一侧，包括一端铰接的摆臂架，在摆臂架的自由端连接有第一夹紧辊，在摆臂架上铰接有两个铰接架，在两个铰接架的自由端分别连接有第二夹紧辊和第三夹紧辊，铰接架与摆臂架通过拉簧连接，使第一夹紧辊、第二夹紧辊和第三夹紧辊相互抵压，第一夹紧辊、第二夹紧辊和第三夹紧辊用于缠绕包夹带的其余部分；所述起卷辅助装置的重心偏离摆臂架的铰接中线，且处于远离套筒的一侧。

2.如权利要求1所述的一种厚金属带材的起卷辅助装置，其特征是：所述包夹带的厚度小于所述金属带材的厚度，在包夹带的尾端设有防止压伤金属带材的弧形过渡面。

3.如权利要求1或2所述的一种厚金属带材的起卷辅助装置，其特征是：所述包夹带的材料屈服强度小于所述金属带材的材料屈服强度。

4.如权利要求1所述的一种厚金属带材的起卷辅助装置，其特征是：所述包夹带的长度是套筒筒面周长的1-3倍。

5.如权利要求1所述的一种厚金属带材的起卷辅助装置，其特征是：所述包夹带包括金属基带，在金属基带上设有网眼；在金属基带的上下面覆盖有橡胶层，上下橡胶层通过网眼连接。

6.如权利要求1所述的一种厚金属带材的起卷辅助装置，其特征是：所述套筒的外筒面上设有轴向的卡缝，所述包夹带的头端位于卡缝内，并通过顶丝与卡缝连接。

7.如权利要求1所述的一种厚金属带材的起卷辅助装置，其特征是：所述套筒的外筒面上设有轴向的卡槽，卡槽的槽口具有收口结构；所述包夹带的头端设有与卡槽对应的卡接部，卡接部与所述卡槽卡接。

8.如权利要求7所述的一种厚金属带材的起卷辅助装置，其特征是：所述卡槽的横截面为圆弧形，所述卡接部具有圆弧形的卷边。

9.如权利要求1所述的一种厚金属带材的起卷辅助装置，其特征是：在摆臂架远离套筒的一侧设置有限位块，限位块用来限制起卷辅助装置向其重心所在的一侧摆动的角度。

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