CN115283477B - 热轧钢盘条生产流水线的收卷换卷设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于热轧钢生产线设备技术领域，提出一种热轧钢盘条生产流水线的收卷换卷设备，包括护筒、定心装置、支撑装置和打包装置，护筒可开合且由开合控制机构控制，定心装置包括顶环、母线板、平面活动件、自由缓冲件和变型控制机构，多个所述母线板的内侧围成开放式的锥形空腔，自由缓冲件绕变型控制机构作平面运动，打包装置包括升降机构、连接座和穿线机构，穿线机构包括机壳和牵引辊，机壳的内部还设置有用来驱动所有牵引辊的动力机构，机壳的侧面设置有多个与牵引辊夹角相对的引线口。本装置设计合理、结构简单、能够实现收卷、打包和就地换卷，有效缩短了流水线长度，设备的利用率较高且有利于降低生产成本，适合大规模推广。

Description

热轧钢盘条生产流水线的收卷换卷设备

技术领域

本发明属于热轧钢生产线设备技术领域，尤其涉及一种热轧钢盘条生产流水线的收卷换卷设备。

背景技术

热轧钢盘条一般是指直径为5-22mm的金属线材，因以盘条形式交货，故又通称为热轧钢盘条，而热轧钢盘条一般用普通碳素钢和优质碳素钢制成。热轧钢盘条在精轧之后会被加工成连续的螺旋形，螺旋的热轧钢平铺在流水线输送带上，而在输送带的末端则设置有承接热轧钢的收卷设备。

现有的收卷设备通常是一个敞口的筒状容器，筒状容器的中心设置有用来对螺旋的热轧钢进行定心的锥体或圆台体。不改，该装置存在的问题是，由于定心结构的位置是固定的，所以在收卷的过程中特别是收卷初始阶段，容易出现盘条跑偏或者变型的情况，影响后续的加工与检测工作；其次，热轧盘条在该位置仅仅实现收卷操作，功能单一，涉及到捆扎的操作只能进入后续专门的打包设备执行，所以流水线长度比较长，空间成本较高；再者，该收卷设备在实现换卷之前需要连同热轧盘条一起在输送机的传送下超前输送，这样的话，收卷设备的备用数量必须充足才能满足流水线生产的需要，而且输送机的负载较大，所以实际生产成本比较高。

发明内容

本发明针对上述的热轧钢盘条所存在的技术问题，提出一种设计合理、结构简单，能够实现收卷、打包和就地换卷，利用率较高且有利于降低生产成本的热轧钢盘条生产流水线的收卷换卷设备。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供的热轧钢盘条生产流水线的收卷换卷设备，包括护筒，所述护筒与用来平铺输送螺旋热轧钢的第一输送机衔接，护筒也同时与用来输送成型的热轧钢盘条的第二输送机衔接，所述护筒的中心设置有定心装置，所述护筒的下方设置有支撑装置，所述护筒为上下通透的筒状结构且包括两个左右铰接的半筒体，所述半筒体的铰接中心设置有开合控制机构，所述定心装置包括水平设置的顶环，所述顶环上转动设置有多个母线板，所述母线板的底部设置有平面活动件，所述平面活动件与支撑装置活动配合，多个所述母线板的内侧围成开放式的锥形空腔，所述锥形空腔的底部设置有自由缓冲件，所述自由缓冲件的中心设置有用来控制定心装置形状的变型控制机构，所述自由缓冲件绕变型控制机构作平面运动，所述定心装置的上方设置有打包装置，所述打包装置包括升降机构，所述升降机构的活动端朝下且设置有连接座，所述连接座的底部设置有用来控制打包线材的穿线机构，所述穿线机构包括机壳，所述机壳的内部设置有多个上下交错分布且与机壳侧面连接的牵引辊，所述机壳的内部还设置有用来驱动所有牵引辊的动力机构，所述机壳的侧面设置有多个与牵引辊夹角相对的引线口。

作为优选，所述平面活动件包括与母线板的底部连接的万向节，所述万向节设置在活动盘上，所述支撑装置包括盘座，所述盘座上设置有多个与平面活动件配合的轨道，所有轨道呈放射状分布，所述盘座的顶面设置有多个与轨道间隔分布的支撑板。

作为优选，所述盘座的底部设置有支撑柱，所述支撑柱之间设置有用来调节盘座倾角的顶缸。

作为优选，所述自由缓冲件包括椭圆环，所述椭圆环的侧面设置有一对蝙蝠型的弹簧板，所述弹簧板包括一对圆弧形的翅板部和连接翅板部的虎口部，所述虎口部与椭圆环连接且其背向椭圆环中心的一端设置有弧形的虎口。

作为优选，所述变型控制机构包括位于顶环上方的蘑菇头，所述蘑菇头的中心设置有拉杆，所述拉杆上设置有与椭圆环活动配合的中心圆盘，所述拉杆的底部设置有位于支撑装置下方的控制油缸。

作为优选，所述拉杆的外部设置有塔型的伸缩管。

作为优选，所述动力机构包括中心电机，所述中心电机的动力输出端设置有一个输出锥齿轮，所述输出锥齿轮的传动端设置有多个从动锥齿轮组，所述从动锥齿轮组与牵引辊传动连接，所述从动锥齿轮组设置在支撑块中，所述支撑块的内壁为多棱面，所有所述牵引辊分别设置在多棱面的不同面上。

作为优选，所述机壳和支撑块均为空心的倒圆台体结构，所述机壳的外侧设置有C形的卡环，所述卡环靠近引线口的顶部设置。

作为优选，所述升降机构的顶部设置有旋转机构。

作为优选，所述支撑装置的外侧设置有机械手。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、本发明提供的热轧钢盘条生产流水线的收卷换卷设备，其定心装置中的平面活动件和自由缓冲件可令整个定心装置随盘条的成型高度的变化和侧压力的变化而自动调整其中心位置，而且平面运动幅度越来越小，更好地与后续的热轧钢配合，有利于提高盘条的质量。

2、本发明提供的热轧钢盘条生产流水线的收卷换卷设备，其开合控制机构可控制护筒的打开与合拢，合拢的护筒用来规制盘条，而敞开的护筒则为后续的打包与转移提供条件，而护筒也不用作为盘条的随行部件而进入输送机，有利于降低输送机的负载。

3、本发明提供的热轧钢盘条生产流水线的收卷换卷设备，其打包装置可与车间的机械手配合，就地将打包线材由上至下穿设多股于盘条上，而且定心装置中的变型控制机构可控制定心装置变型以配合打包动作，有利于提高打包效率。

本装置设计合理、结构简单、能够实现收卷、打包和就地换卷，有效缩短了流水线长度，设备的利用率较高且有利于降低生产成本，适合大规模推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例提供的热轧钢盘条生产流水线的收卷换卷设备的轴测图；

图2为热轧钢盘条生产流水线的收卷换卷设备的工作俯视图；

图3为实施例提供的热轧钢盘条生产流水线的收卷换卷设备的侧视图；

图4为实施例提供的支撑装置、定心装置和打包装置的轴测图；

图5为平面活动件与盘座以及自由缓冲间与中心圆盘的俯视图；

图6为实施例提供的支撑块、牵引辊和盘座的俯视图；

图7为实施例提供的动力机构的传动示意图；

图8为实施例提供的自由缓冲间的轴测图；

以上各图中：

1、护筒；11、半筒体；

2、定心装置；21、顶环；22、母线板；23、平面活动件；231、万向节；232、活动盘；24、自由缓冲件；241、椭圆环；242、弹簧板；2421、翅板部；2422、虎口部；25、变型控制机构；251、蘑菇头；252、拉杆；253、中心圆盘；254、控制油缸；26、伸缩管；

3、支撑装置；31、盘座；32、轨道；33、支撑板；34、支撑柱；35、顶缸；

4、打包装置；41、升降机构；42、连接座；43、穿线机构；431、机壳；432、牵引辊；433、引线口；44、动力机构；441、中心电机；442、输出锥齿轮；443、从动锥齿轮组；444、支撑块；45、卡环；

5、开合控制机构；

6、第一输送机；

7、第二输送机。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例，如图1—8所示，本发明提供的热轧钢盘条生产流水线的收卷换卷设备，包括护筒1，所述护筒1与用来平铺输送螺旋热轧钢的第一输送机6衔接，同时与用来输送成型的热轧钢盘条的第二输送机7衔接。进一步地，护筒1的中心设置有定心装置2，护筒1的下方设置有支撑装置3，护筒1为上下通透的筒状结构且包括两个左右铰接的半筒体11，半筒体11的铰接中心设置有开合控制机构5，定心装置2包括水平设置的顶环21，顶环21上转动设置有多个母线板22，母线板22的底部设置有平面活动件23，平面活动件23与支撑装置3活动配合，多个所述母线板22的内侧围成开放式的锥形空腔，锥形空腔的底部设置有自由缓冲件24，自由缓冲件24的中心设置有用来控制定心装置2形状的变型控制机构25，自由缓冲件24绕变型控制机构25作平面运动，定心装置2的上方设置有打包装置4，打包装置4包括升降机构41，升降机构41的活动端朝下且设置有连接座42，连接座42的底部设置有用来控制打包线材的穿线机构43，穿线机构43包括机壳431，机壳431的内部设置有多个上下交错分布且与机壳431侧面连接的牵引辊432，机壳431的内部还设置有用来驱动所有牵引辊432的动力机构44，机壳431的侧面设置有多个与牵引辊432夹角相对的引线口433。

具体地，开合控制机构5可控制护筒1绕其铰接中心转动，即产生打开与合拢的动作，如合拢的护筒1用来规制盘条的形状，避免盘条在成型过程中出现散盘的情况，而敞开的护筒1则为后续的打包与转移提供条件。进一步地，本发明提供的定心装置2中的平面活动件23和自由缓冲件24可令整个定心装置2随盘条的成型高度的变化和侧压力的变化而自动调整其中心位置，尤其是盘条开始成型的初始阶段，热轧钢的头端先进入护筒1，后续的平铺热轧钢会连续进入护筒1进行盘卷，所以作用在母线板22上的侧压力与牵引力就可以带动定心装置2自动调整，而且盘卷的高度越高则整个盘条的形状越规则，所以平面运动幅度越来越小，从而保证了热轧钢盘条的质量。自由缓冲件24具有平面活动能力，但其在于变型控制机构25的配合下具有合理的极限位置，而且在极限范围之内均能满足盘条的定心要求。对于平面活动件23，其可与支撑装置3始终保持连接关系，并且能够满足定心装置2作平面运动的要求，同时也为后续起装盘条提供了硬件条件。

本发明提供的打包装置4与护筒1、支撑装置3和定心装置2同处于收卷工位，不再单独设立打包工位，缩短了流水线长度，节约了生产成本。具体地，热轧钢在收卷成盘的过程中，连接座42和穿线机构43一起悬空于盘条的上方，直到一个盘条完成；升降机构41驱动连接座42和穿线机构43下移直到顶在定心装置2的顶部，由变型控制机构25控制定心装置2产生变型，所以穿线机构43可下探至盘条的内部；在定心装置2变型的过程中，平面活动件23进入轨道32的内部，而且母线板22的倾角变小并将盘条撬起合理的角度，该角度可令打包线材穿过。进一步地，支撑装置3的外侧设置有机械手，车间的机械手可将将打包线材由上至下穿入机壳431中，牵引辊432获得动力机构44输送过来的动力而牵引打包线材继续下移，直到打包线材穿过盘条撬起的角度；机械手将引出的打包线材换个角度再次穿入机壳431与牵引辊432之间，打包线材穿设多股于盘条上，最后也用机械手将打包线材拉紧，最好打结。上下交错的牵引辊432可配合不同角度而来的打包线材，所以两个牵引辊432可夹持一条线材，三个牵引辊432的话可获得两个角度的工作面。敞开后的护筒1令机械手就可以无阻碍地围绕盘条执行机械动作，从而与打包装置4配合完成打包；在将盘条推倒倒第二输送机7上之前，升降机构41驱动穿线机构43上提，而定心装置2保持矮平的形状，这样可方便盘条受机械手推力倒向第二输送机7，打包之后的产品由立转向卧，卧式的盘条被第二输送机7可以直接送走就完成换卷，避免大量使用护筒1作为盘条的随行部件，而且降低了第二输送机7的负载，节约了生产成本。

如图4和图5所示，为了提高定心装置2与支撑装置3的配合性能，本发明提供的平面活动件23包括与母线板22的底部连接的万向节231，万向节231设置在活动盘232上，支撑装置3包括盘座31，盘座31上设置有多个与平面活动件23配合的轨道32，所有轨道32呈放射状分布，盘座31的顶面设置有多个与轨道32间隔分布的支撑板33。其中，轨道32靠近盘座31的中心位置为大直径柱面槽结构，便于部分平面活动件23在母线板22受压产生位移的情况下而进入大直径柱面槽结构，而令定心装置2能够到达为其设计的极限位置。万向节231令母线板22具有灵活的偏转能力，进而令整个定心装置2能够在受压条件下自动调整其实际位置以满足流水线对盘条的定位要求。进一步地，支撑板33可以在盘条成型之始就为其架空合理的高度，便于母线板22在定心装置2变型同时以动态角度衬入盘条底部，减小了定心装置2的变型压力，有利于延长本设备的服役寿命。

如图1和图3所示，为了提高盘条的转移效率，本发明在盘座31的底部设置有顶缸35，而且盘座31的底部还设置有支撑柱34，支撑柱34可与盘座31铰接，也可以采用活动插接(间隙配合)等方式，而顶缸35可上顶盘座31产生一个比较小的高度，从而令盘条具有下滑的趋势，这样可以减小机械手推倒盘条的阻力，提高盘条的转移效率。

如图5和图8所示，为了提高定心装置2的定心能力，本发明提供的自由缓冲件24包括椭圆环241，椭圆环241的侧面设置有一对蝙蝠型的弹簧板242，弹簧板242包括一对圆弧形的翅板部2421和连接翅板部2421的虎口部2422，翅板部的水平宽度按照从虎口部到翅板部末端的方向逐渐变窄，虎口部2422与椭圆环241连接且其背向椭圆环241中心的一端设置有弧形的虎口，虎口可改善弹簧板的变型能力。其中，弹簧板242的两端可受母线板22的回缩压力而获得合理的弹性势能，而连续进入护筒1的热轧钢可向母线板22施压不固定的压力，所以弹簧板242受到的也是动态变化的力，因而令椭圆环241配合变型控制机构25作平面运动，进而令定心装置2对热轧钢条动态定心，提高盘条的出厂质量。

如图3—5所示，为了提高变型控制机构25对定心装置2的控制能力，本发明提供的变型控制机构25包括位于顶环21上方的蘑菇头251，蘑菇头251的中心设置有拉杆252，拉杆252上设置有与椭圆环241活动配合的中心圆盘253，拉杆252的底部设置有位于支撑装置3下方的控制油缸254。控制油缸254控制拉杆252与蘑菇头251一起顶高或下压，在下压过程中，蘑菇头251直接下压顶环21，可控制定心装置2产生直接的变型动作。进一步地，由于椭圆环241的长短轴特点，中心圆盘253与椭圆环241配合的话具有四个极限位置，其长轴极限方向与第一输送机6方向平行，而短轴极限方向与第二输送机7方向平行，这样就与热轧钢条的来料特点相匹配，所以定心装置2也具有较好的自动调节性能。

为了提高打包线材在被自动牵引过程中的可控性，本发明在拉杆252的外部设置有塔型的伸缩管26，伸缩管26有效限制了打包线材在定心装置2内部的最大延伸范围，而且其形状可随定心装置2自动变化，从而令打包线材能够在本装置与机械手的配合下实现较高质量的穿设动作，提高打包效率。

如图6和图7所示，为了提高动力机构44的驱动效率，本发明提供的动力机构44包括中心电机441，中心电机441的动力输出端设置有一个输出锥齿轮442，输出锥齿轮442为大齿轮且其传动端设置有多个从动锥齿轮组443，从动锥齿轮组为减速齿轮组，既改变力的传动方向又实现降速，从动锥齿轮组443与牵引辊432传动连接，从动锥齿轮组443设置在支撑块444中，支撑块444的内壁为多棱面，所有所述牵引辊432分别设置在多棱面的不同面上。本动力机构44同时驱动所有的牵引辊432，驱动效率较高，而且支撑块444为牵引辊432提供了多个角度上的支撑面，从而为多角度地牵引线材提供条件。

如图1、3和4所示，与成型盘条相适应地，本发明提供的机壳431和支撑块444均为空心的倒圆台体结构，而且机壳431的外侧设置有C形的卡环45，卡环45靠近引线口433的顶部设置。所述卡环45可旋转地安装在机壳431上，而且其闭口部位可与牵引辊432的工作夹角相对，从而提高打包线材被自动牵引的效率；反之，其开口部位与牵引辊432的工作夹角相对应则可以令打包线材贴附在盘条上，从而保证打包线材的打包质量。

为了提高打包质量，本发明在升降机构41的顶部设置有旋转机构，由旋转机构为穿线机构43提供旋转功能。相应地，引线口433可对应不同的方位，从而令机械手从多方位配合引线口433穿线，有利于提高打包的质量。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种热轧钢盘条生产流水线的收卷换卷设备，包括护筒，所述护筒的中心设置有定心装置，所述护筒的下方设置有支撑装置，其特征在于，所述护筒为上下通透的筒状结构且包括两个左右铰接的半筒体，所述半筒体的铰接中心设置有开合控制机构，所述定心装置包括水平设置的顶环，所述顶环上转动设置有多个母线板，所述母线板的底部设置有平面活动件，所述平面活动件与支撑装置活动配合，多个所述母线板的内侧围成开放式的锥形空腔，所述锥形空腔的底部设置有自由缓冲件，所述自由缓冲件的中心设置有用来控制定心装置形状的变型控制机构，所述自由缓冲件绕变型控制机构作平面运动，所述定心装置的上方设置有打包装置，所述打包装置包括升降机构，所述升降机构的活动端朝下且设置有连接座，所述连接座的底部设置有用来控制打包线材的穿线机构，所述穿线机构包括机壳，所述机壳的内部设置有多个上下交错分布且与机壳侧面连接的牵引辊，所述机壳的内部还设置有用来驱动所有牵引辊的动力机构，所述机壳的侧面设置有多个与牵引辊夹角相对的引线口；

所述平面活动件包括与母线板的底部连接的万向节，所述万向节设置在活动盘上，所述支撑装置包括盘座，所述盘座上设置有多个与平面活动件配合的轨道，所有轨道呈放射状分布，所述盘座的顶面设置有多个与轨道间隔分布的支撑板；所述盘座的底部设置有支撑柱，所述支撑柱之间设置有用来调节盘座倾角的顶缸；

所述自由缓冲件包括椭圆环，所述椭圆环的侧面设置有一对蝙蝠型的弹簧板，所述弹簧板包括一对圆弧形的翅板部和连接翅板部的虎口部，所述虎口部与椭圆环连接且其背向椭圆环中心的一端设置有弧形的虎口；

所述变型控制机构包括位于顶环上方的蘑菇头，所述蘑菇头的中心设置有拉杆，所述拉杆上设置有与椭圆环活动配合的中心圆盘，所述拉杆的底部设置有位于支撑装置下方的控制油缸；所述拉杆的外部设置有塔型的伸缩管。

2.根据权利要求1所述的热轧钢盘条生产流水线的收卷换卷设备，其特征在于，所述动力机构包括中心电机，所述中心电机的动力输出端设置有一个输出锥齿轮，所述输出锥齿轮的传动端设置有多个从动锥齿轮组，所述从动锥齿轮组与牵引辊传动连接，所述从动锥齿轮组设置在支撑块中，所述支撑块的内壁为多棱面，所有所述牵引辊分别设置在多棱面的不同面上。

3.根据权利要求2所述的热轧钢盘条生产流水线的收卷换卷设备，其特征在于，所述机壳和支撑块均为空心的倒圆台体结构，所述机壳的外侧设置有C形的卡环，所述卡环靠近引线口的顶部设置。

4.根据权利要求1所述的热轧钢盘条生产流水线的收卷换卷设备，其特征在于，所述升降机构的顶部设置有旋转机构。

5.根据权利要求1所述的热轧钢盘条生产流水线的收卷换卷设备，其特征在于，所述支撑装置的外侧设置有机械手。