CN115287445A - 一种极薄带材退火过程中连续施加横向张力的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种极薄带材退火过程中连续施加横向张力的装置，包括用于对带材进行开卷、收卷的展开收纳机构和用于对带材进行矫形的矫形机构；矫形机构包括退火炉，退火炉内部固定设置有两个矫形组件，两个矫形组件对称设置在带材两侧，两个矫形组件平行于带材前进方向且与带材侧边相对应，矫形组件包括环形导轨，环形导轨与退火炉固定连接，环形导轨上滑动连接有矫形部，矫形部与带材侧边相对应，环形导轨内部设置有驱动部，驱动部与矫形部传动连接，矫形部连通有气源部。本发明可以解决带材在去应力退火过程中的瓢曲问题，并减小带材退火后沿横向方向的残余应力，避免二次塑性成形过程中的失稳现象，更好地控制成型质量和成材率。

Description

一种极薄带材退火过程中连续施加横向张力的装置和方法
技术领域
本发明属于轧制设备技术领域，特别是涉及一种极薄带材退火过程中连续施加横向张力的装置和方法。
背景技术
冷轧极薄带材生产的过程中需要经过退火处理，目的是消除冷轧加工硬化，恢复塑性，以得到预期的物理及物理-化学性能，但是退火处理后一方面会引起带材瓢曲，另一方面会造成带材二次成型的过程中出现褶皱、翘曲等失稳现象，最终导致带材的成型质量低、成材率低。因此，需要设计一种极薄带材退火过程中连续施加横向张力的装置和方法以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种极薄带材退火过程中连续施加横向张力的装置和方法，以解决上述问题，达到提到带材成型质量和成型率的目的。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种极薄带材退火过程中连续施加横向张力的装置，包括用于对带材进行开卷、收卷的展开收纳机构和用于对所述带材进行矫形的矫形机构；
所述矫形机构包括退火炉，所述退火炉内部固定设置有两个矫形组件，两个所述矫形组件对称设置在所述带材两侧，两个所述矫形组件平行于所述带材前进方向且与所述带材侧边相对应，所述矫形组件包括环形导轨，所述环形导轨与所述退火炉固定连接，所述环形导轨上滑动连接有矫形部，所述矫形部与所述带材侧边相对应，所述环形导轨内部设置有驱动部，所述驱动部与所述矫形部传动连接，所述矫形部连通有气源部；
所述展开收纳机构包括展开部、收纳部，所述带材一端绕设在所述展开部上，所述带材另一端穿过所述退火炉并绕设在所述收纳部上。
优选的，所述矫形部包括若干导轨小车，若干所述导轨小车等间隔滑动设置在所述环形导轨顶端，若干所述导轨小车均与所述驱动部传动连接，每个所述导轨小车顶端滑动连接有气动部，所述气动部一端与所述带材侧边相对应，所述气动部另一端与所述气源部连通。
优选的，所述气动部包括滑块，所述滑块底端与所述导轨小车顶端滑动连接，所述滑块顶端固定连接有气动手指，所述气动手指一端滑动连接有两个上下对应设置的平面夹爪，所述气动手指另一端固定连接有气缸，所述气缸活塞端固定连接有凸轮杆，所述凸轮杆滑动设置在所述环形导轨的凸轮槽内，所述气动手指、所述气缸与所述气源部连通。
优选的，所述气源部包括气源，所述气源出口连通有三联件，所述三联件连通有旋转接头，所述旋转接头与所述气动手指、所述气缸连通。
优选的，所述三联件与所述旋转接头之间设置有减压阀、传感器。
优选的，所述驱动部包括电机，所述电机设置在所述环形导轨内部，所述电机的输出轴与所述导轨小车传动连接。
优选的，所述展开部包括开卷机，所述收纳部包括卷取机，所述开卷机设置在所述退火炉一端，所述卷取机设置在所述退火炉另一端，所述带材一端绕设在所述开卷机的转轴上，所述带材另一端穿过所述退火炉并绕设在所述卷取机的转轴上。
优选的，所述退火炉的两端均设置有导向辊，所述带材底端与所述导向辊顶端滚动接触。
一种极薄带材退火过程中连续施加横向张力的装置的使用方法，包括以下步骤：
将生产参数输入L2工艺系统后进行模型算法得到横向张力值，得到的所述横向张力值发送到L1基础自动化系统，通过PLC控制所述气源部的气压，驱动矫形部对所述带材施加张力。
本发明具有如下技术效果：
本发明的装置及方法一定程度上实现了横向张力的自动化施加，具有安全高效的特点；装置通过对横向张力的闭环控制，增加了控制精度；适用范围广，适用于各种尺寸的极薄带材。
本发明对带材在去应力退火过程中施加横向张力，一方面削弱由于单向张力引起的带钢瓢曲，另一方面减小带材退火后沿横向方向的残余应力，从而避免二次塑性成形过程中横向方向出现失稳现象，更好地控制二次成型质量和成材率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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为本发明装置整体结构示意图；
图2为本发明装置俯视图；
图3为本发明装置轴测图；
图4为本发明导轨小车及气动部轴测图；
图5为本发明气动部轴测图；
图6为本发明环形导轨局部示意图；
图7为本发明气源部控制原理图；
图8为本发明使用方法流程图。
其中，1、开卷机；2、退火炉；3、带材；4、卷取机；5、导向辊；6、环形导轨；7、导轨小车；8、气动部；81、滑块；82、平面夹爪；83、气动手指；84、气缸；85、凸轮杆；9、电机；101、气源；102、三联件；103、减压阀；104、传感器；105、旋转接头。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1-8，本发明公开一种极薄带材退火过程中连续施加横向张力的装置，包括用于对带材3进行开卷、收卷的展开收纳机构和用于对带材3进行矫形的矫形机构；
矫形机构包括退火炉2，退火炉2内部固定设置有两个矫形组件，两个矫形组件对称设置在带材3两侧，两个矫形组件平行于带材3前进方向且与带材3侧边相对应，矫形组件包括环形导轨6，环形导轨6与退火炉2固定连接，环形导轨6上滑动连接有矫形部，矫形部与带材3侧边相对应，环形导轨6内部设置有驱动部，驱动部与矫形部传动连接，矫形部连通有气源部；
展开收纳机构包括展开部、收纳部，带材3一端绕设在展开部上，带材3另一端穿过退火炉2并绕设在收纳部上。
进一步优化方案，矫形部包括若干导轨小车7，若干导轨小车7等间隔滑动设置在环形导轨6顶端，若干导轨小车7均与驱动部传动连接，每个导轨小车7顶端滑动连接有气动部8，气动部8一端与带材3侧边相对应，气动部8另一端与气源部连通。
进一步优化方案，气动部8包括滑块81，滑块81底端与导轨小车7顶端滑动连接，滑块81顶端固定连接有气动手指83，气动手指83一端滑动连接有两个上下对应设置的平面夹爪82，气动手指83另一端固定连接有气缸84，气缸84活塞端固定连接有凸轮杆85，凸轮杆85滑动设置在环形导轨6的凸轮槽内，气动手指83、气缸84与气源部连通。
进一步优化方案，气源部包括气源101，气源101出口连通有三联件102，三联件102连通有旋转接头105，旋转接头105与气动手指83、气缸84连通。
进一步优化方案，三联件102与旋转接头105之间设置有减压阀103、传感器104。
三联件102为气动三联件，减压阀103为气动比例减压阀，传感器104为气压传感器，旋转接头105为气动旋转接头，气源101可以选择空气压缩机，压缩空气通过三联件102进行调压、油水分离后，进入减压阀103，最终进入气缸84，推动活塞，气缸84输出拉力。由于气缸84输出拉力与其内部压力成比例关系，气缸84内压力受减压阀103的控制，因此可以通过改变输入给减压阀103的信号控制气缸84的输出拉力。
进一步优化方案，驱动部包括电机9，电机9设置在环形导轨6内部，电机9的输出轴与导轨小车7传动连接。
电机9与导轨小车7通过同步带传动连接，电机9驱动导轨小车7沿环形导轨6做周期循环运动。气动部8随导轨小车7运行到工作段后工作，使平面夹爪82夹紧带材3，随后，由于凸轮槽的形状变化，凸轮杆85产生横向位移，拉动气缸84，使气缸84内气体体积增大，产生对气动手指83的横向拉力，从而对带材3施加横向张力。工作段导轨小车7前进的速度、方向与带材3运行的速度、方向保持一致。
进一步优化方案，展开部包括开卷机1，收纳部包括卷取机4，开卷机1设置在退火炉2一端，卷取机4设置在退火炉2另一端，带材3一端绕设在开卷机1的转轴上，带材3另一端穿过退火炉2并绕设在卷取机4的转轴上。
进一步优化方案，退火炉2的两端均设置有导向辊5，带材3底端与导向辊5顶端滚动接触。
开卷机1和卷取机4带动带材3穿过退火炉2和导向辊5单向运动，两个环形导轨6固定安装在退火炉2内的带材3两侧。电机9驱动导轨小车7沿环形导轨6做周期循环运动。气动部8滑动安装在导轨小车7的顶端，可相对导轨小车7做横向运动，气动部8上的凸轮杆85通过气缸84与气动手指83连接，平面夹爪82滑动安装在气动手指83上，随着气动手指83工作而夹紧或松开带材3。
一种极薄带材退火过程中连续施加横向张力的装置的使用方法，包括以下步骤：
将生产参数输入L2工艺系统后进行模型算法得到横向张力值，得到的横向张力值发送到L1基础自动化系统，通过PLC控制气源部的气压，驱动矫形部对带材3施加张力。
L2工艺系统包括轧制模型计算，数据采集处理，工艺参数优化，输入生产参数后，L2工艺系统经过模型算法得出需要的横向张力值，L1基础自动化系统接收到张力值后，通过PLC实现气源部的气压调节，PLC通过传感器104实时监测气缸84的压力进行闭环控制，从而确保气缸84的输出张力与工艺系统给出的张力一致。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的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。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种极薄带材退火过程中连续施加横向张力的装置，其特征在于，包括用于对带材(3)进行开卷、收卷的展开收纳机构和用于对所述带材(3)进行矫形的矫形机构；
所述矫形机构包括退火炉(2)，所述退火炉(2)内部固定设置有两个矫形组件，两个所述矫形组件对称设置在所述带材(3)两侧，两个所述矫形组件平行于所述带材(3)前进方向且与所述带材(3)侧边相对应，所述矫形组件包括环形导轨(6)，所述环形导轨(6)与所述退火炉(2)固定连接，所述环形导轨(6)上滑动连接有矫形部，所述矫形部与所述带材(3)侧边相对应，所述环形导轨(6)内部设置有驱动部，所述驱动部与所述矫形部传动连接，所述矫形部连通有气源部；
所述展开收纳机构包括展开部、收纳部，所述带材(3)一端绕设在所述展开部上，所述带材(3)另一端穿过所述退火炉(2)并绕设在所述收纳部上。
2.根据权利要求1所述的一种极薄带材退火过程中连续施加横向张力的装置，其特征在于，所述矫形部包括若干导轨小车(7)，若干所述导轨小车(7)等间隔滑动设置在所述环形导轨(6)顶端，若干所述导轨小车(7)均与所述驱动部传动连接，每个所述导轨小车(7)顶端滑动连接有气动部(8)，所述气动部(8)一端与所述带材(3)侧边相对应，所述气动部(8)另一端与所述气源部连通。
3.根据权利要求2所述的一种极薄带材退火过程中连续施加横向张力的装置，其特征在于，所述气动部(8)包括滑块(81)，所述滑块(81)底端与所述导轨小车(7)顶端滑动连接，所述滑块(81)顶端固定连接有气动手指(83)，所述气动手指(83)一端滑动连接有两个上下对应设置的平面夹爪(82)，所述气动手指(83)另一端固定连接有气缸(84)，所述气缸(84)活塞端固定连接有凸轮杆(85)，所述凸轮杆(85)滑动设置在所述环形导轨(6)的凸轮槽内，所述气动手指(83)、所述气缸(84)与所述气源部连通。
4.根据权利要求3所述的一种极薄带材退火过程中连续施加横向张力的装置，其特征在于，所述气源部包括气源(101)，所述气源(101)出口连通有三联件(102)，所述三联件(102)连通有旋转接头(105)，所述旋转接头(105)与所述气动手指(83)、所述气缸(84)连通。
5.根据权利要求4所述的一种极薄带材退火过程中连续施加横向张力的装置，其特征在于，所述三联件(102)与所述旋转接头(105)之间设置有减压阀(103)、传感器(104)。
6.根据权利要求2所述的一种极薄带材退火过程中连续施加横向张力的装置，其特征在于，所述驱动部包括电机(9)，所述电机(9)设置在所述环形导轨(6)内部，所述电机(9)的输出轴与所述导轨小车(7)传动连接。
7.根据权利要求1所述的一种极薄带材退火过程中连续施加横向张力的装置，其特征在于，所述展开部包括开卷机(1)，所述收纳部包括卷取机(4)，所述开卷机(1)设置在所述退火炉(2)一端，所述卷取机(4)设置在所述退火炉(2)另一端，所述带材(3)一端绕设在所述开卷机(1)的转轴上，所述带材(3)另一端穿过所述退火炉(2)并绕设在所述卷取机(4)的转轴上。
8.根据权利要求1所述的一种极薄带材退火过程中连续施加横向张力的装置，其特征在于，所述退火炉(2)的两端均设置有导向辊(5)，所述带材(3)底端与所述导向辊(5)顶端滚动接触。
9.一种权利要求1-8任一项所述的极薄带材去应力退火过程中连续施加横向张力的装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
将生产参数输入L2工艺系统后进行模型算法得到横向张力值，得到的所述横向张力值发送到L1基础自动化系统，通过PLC控制所述气源部的气压，驱动矫形部对所述带材(3)施加张力。
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