CN1607982A - 用于稳定条带型制品高速运行的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于对条带(4)沿纵向执行的高速开卷进行稳定的方法和装置,条带(4)被贴压到一旋转表面(3)上,沿该条带的一部分环境空气形成了一个边界层(43),其被条带(4)带动着。本发明的特征在于:在条带(4)与旋转表面(3)之间的二面体(G)中设置一偏流构件(5),该偏流构件朝着条带的表面(50)相对于条带是倾斜的,并设置有至少一个孔口(55),该孔口与偏流构件(5)内部形成的空间(51)相通,并与一外部区域相连,所述倾斜面(50)与条带(4)的内表面(41)形成了一个收敛区域(C1),相对于内部空间(51)中的压力,收敛区域中的压力是增大的,二者的压差导致一定量空气流经孔口(55)排出,并将边界层(43)中受到带动的其余部分空气质量分解开。
Description
技术领域
本发明涉及一种能对沿纵向高速运行的条带型制品进行稳定和引导的方法和装置,其尤其是用在制造金属板的冷轧机中,更具体来讲,其中的金属板是薄铝板。
背景技术
一般来讲,条带型金属制品的冷轧机包括一个或数个辊架,每一辊架都包括两个工作辊,它们顶压在承压辊上,并与用于控制金属带在两工作辊之间运行的装置相连。通常,金属条带被从一位于辊架上游侧的带卷上松卷下来,并缠绕到位于下游侧的卷绕器上。在另一方面,冷轧机组包括很多附属装置以及一些偏导辊,其中的附属装置例如是用于将条带插入到辊架中的装置、用于调节不同构件旋转速度的装置,而对于偏导辊而言,它们的位置是可调的,且条带被贴压到这些偏导辊上,以便于沿着预定的路线对条带进行引导。
考虑到生产率、产量、以及盈利性方面的要求,用于制造超薄板材—尤其是薄铝板的轧机通常只包括单个辊架,其位于一开卷机与一卷绕机之间,工作方式表现为从一个原料带卷到另一个产品带卷。
一般来讲,一辊架包括两个相互分离开的立架,一组轧辊被安装在两立架之间,例如在四辊型(quarto)辊架的情况下,两工作辊分别与两承压辊相对应。每个轧辊的两端都被可转动地安装到轴承上,轴承由楔块支撑着,楔块被可滑动地安装在辊架立架的支柱与夹紧装置之间,夹紧装置抵压在承压辊的楔块上,从而可实现轧制条带厚度减薄的要求。
这样就可获得非常薄的厚度,例如在铝板的情况下,厚度范围可达3到300微米。很显然,机组设备的各项特性必须要与这样薄的厚度相适应—尤其是在对带卷执行缠绕方面。
举例来讲,图1示意性地表示了用于制造铝板材的轧机,其包括一辊架A,其被布置在一带有带卷B1的开卷机D与一卷绕器E之间,在制品M从辊架A的两工作辊之间通过之后,其中的卷绕器E上形成了一个带卷B2。
条带M在其从开卷机到卷绕机的行进路线上,受到多个偏导辊D的引导。具体来讲,在辊架A的下游设置了一个用于测量平面度的偏导辊D1,其用于检测可能出现的缺陷,通过用于对轧制条件进行调整的装置的作用,可对所述的缺陷进行修正。另外,一高度可调的缠绕辊D2,其可对将条带卷绕到平面度辊D1上的角度进行调整。该转辊D2可向上移动,以便于使条带易于接合到卷绕器E上。
很显然,对图1中机组进行介绍的目的只是为了举例说明,还可采用其它类型的机组。例如,可在包括几个辊架、且这些辊架依次排列在条带行进路线上的轧机中执行连轧,从而实现厚度的逐步减薄,或者还可以在两个方向上交替地执行可反向的轧制操作,此条件下,轧机可与两个缠卷器相联系,两缠卷器的工作形式交替地作为开卷器和卷绕器。在另一方面,对可轧制成的条带执行多种处理,这些处理操作或者位于轧制工作之前、或者位于轧制方法之后,在某些更为现代的机组中,各项处理操作应当在一条连续的直线上进行。
但是,对于轧制铝薄板的情况,被轧制金属带很小的厚度使得机组的工作出现了一些特殊的问题,其中的原因在于带卷的长度可达到几十千米,因而,轧制道次的持续时间可达几个小时。在这样的条件下,不可能对金属带执行反向互逆的轧制操作。
在另一方面,对于其它一些机组,没有时间对金属带执行连续拼接,原因在于轧制过程的持续时间与更换带卷的持续时间的比值非常大。
在实际工作中,一个仅通过对其进行调整就能有效提高生产率的参数是轧制过程的速度,因而,人们追求这一指标以提高机组的性能。尤其是,目前,为了对薄铝板进行轧制,可使轧制过程达到非常高的速度。例如对于2000米/分级别的生产,甚至要考虑采用3000米/分轧制速度。
但是,在速度非常高的情况下,确保引导金属带的稳定性就变得非常困难了,此条件下,金属带趋于浮托在偏导辊—尤其是缠绕辊上,这将导致在卷绕过程中带卷中出现缺陷。因而,在工作速度很高的机组中,必须要能立即检测出可能存在的引导故障,以便于将速度降低到能恢复稳定运行的水平。
但是,对于以非常高的速度将金属带卷绕到带卷上的情况,还出现了其它一些缺陷。
事实上,如所公知的那样,为了将金属带卷绕成连续的螺旋线,必须要由卷绕器E将其保持在拉伸张紧状态。但是,可被施加到铝板上的拉力是很小的,甚至于通常采用的具体拉力等级为3到5kg/mm2,可确保将金属带贴压到所卷绕的带卷上的拉力负载可能只有几十公斤,在实际生产中,该负载不超过200公斤。
人们已经注意到:在速度非常高的情况下,这样的牵拉力太小,不足以将金属带的螺旋层很好地贴合到一起,从而就导致带卷的总体尺寸增大。
这种被称为体积膨胀的现象偏离了对金属带长度和带卷直径的正常计算结果。
为了克服这一缺陷,有人提议为缠卷器配备另一个轧辊,该轧辊被称为精轧轧辊,其被安装在一铰接臂上,且在卷绕过程中从外侧座压在条带上。
但是,由于轧辊或其它装置可能会在条带制品上压印出痕迹,所以并不希望增加轧辊或其它装置的数目。
本发明的目的是借助于一种方法和装置来消除这些不足,该方法/装置能确保金属带行进和卷绕的稳定—甚至在卷绕速度非常高的情况下,因而,无需对机组作重大的改动就能显著提高生产率。
为了解决这一问题,本申请人对条带在高速条件下的运行状况作了认真的研究,尤其是对卷绕薄铝板的情况进行了研究,研究发现:在条带引导、平整度测量、以及轧制过程后卷绕成带卷的工作中所遇到的困难都源于:在一定的运行速度下,金属条带附近的一部分空气会被条带带动着而阻撞到条带运行线路上的某些障碍物上,这些障碍物例如是引导辊或工作辊。
对于受驱转动的工作辊,它们的对夹处决定了条带的减薄厚度,因而对空气的带动并不重要。
但是,对于偏导辊而言,由于条带只是在牵拉力作用下贴压在其上的,所以被条带带动着的空气会在贴压区的上游处产生一个动压力,该压力利用收敛效应能将条带轻微地托起。当对薄铝条带执行卷绕时,如前述的那样,由于必须要对决定条带在轧辊上贴压力大小的牵拉负载进行限制,所以对动压力的影响更为敏感。
从而,在金属带与轧辊之间形成了一个气垫,对于偏导辊或缠绕辊的情况,该气垫可能会影响对条带的引导,从而使条带被略微抬起,因此,条带易于在横向上移动。
在造纸行业,人们已经注意到了这种现象—即由于空气被带动在高速运行的条带与偏导辊或带卷之间而形成气垫的现象。
为了克服这一缺陷,专利文件DE-A-19839916中提出了一种解决方案:在接触线上游处形成的二面体中放置一柔性叶片,其伸入到条带内表面与带卷之间的间隙中,并将气流破开,从而可降低接触线上游处的压力。
人们已经发现:对于胶板印刷机的冷却辊,纸带可能会带走一定量的空气,这些空气可能会进入到纸带与冷却辊之间,这样就会形成气垫,其构成了一个绝热层,从而降低冷却效能。
为避免这一问题,专利文件EP-A-0812695中提出了一种解决方案:在条带与辊体之间的二面体中放置一吸气装置,该吸气装置的形式为一个与抽风机相连接的中空风箱,其具有一个平面和一个曲面,两表面分别与条带和辊体平行,并向一个缩窄的端部会聚,沿着缩窄的端部设置有一条槽缝,因而,该槽缝开口在条带与辊体之间,并靠近二者的接触线。从而,位于这一部位中的空气被所述槽缝吸走,这样就降低了接触线上游的压力,由此可将条带贴压到辊体上,而不会存在将其托起的可能性。
如人们已注意到的那样,可考虑将那些先前用在造纸工业中的、用来解决上述缺陷的装置有利地用在高速轧制金属条带的生产中,其中,在以很高的速度对金属带执行轧制的情况下,所述的各种缺陷是由于辊体与条带对空气具有带动效应而造成的。
但是,很显然,在轧制金属带—尤其是轧制铝材的情况下,采用此前公知的装置或者仅将带动来的空气破开、或者吸入带动空气的技术方案并不足够有效,甚至是有害的。
事实上,如上文指出的那样,由于铝带的厚度非常薄,允许施加的牵拉载荷相对较小,一个靠近条带与带卷之间接触线设置的吸气嘴可能会使条带挠曲,而当条带抵靠在吸气构件时,会被损伤、甚至于发生磨损。
因而,对空气环流的空气动力学状况作了仔细的研究,以研制出一种装置,其使分层现象只是出现在条带所带动空气的边界层上,同时还不会造成吸气装置易于挠曲条带的问题。
发明内容
因而,总体上讲,本发明涉及一种方法和一种装置,其用于对一条带沿一纵向执行的高速运行进行稳定,其中的条带从一接触线处开始贴压到一旋转着的回转表面上,并绕一垂直于运行方向的轴线包绕着旋转表面的至少一扇形角区域,且在切向上与旋转表面相接,同时,该条带还在运行方向的上游一侧形成了一个二面体,该二面体的一侧是由旋转表面的外表面围成的,另一侧则是由条带的内表面限定的,一部分周围空气沿着条带的内表面形成了一个边界层,其被条带带动着而移向接触线处,可在二面体中放置一偏流构件,以便于改变条带所带动空气的环流状况,所述偏流构件具有一朝着条带内表面的第一表面、以及一朝着旋转面外表面的第二表面。
根据本发明,在条带的运行方向上,偏流构件的至少第一表面倾斜向条带的内表面,且第一表面设置有至少一个孔口,其通入到偏流构件内部形成的一个内部空间中,并与一外部区域相连,所述倾斜面与条带的内表面形成了一个收敛区域,相对于内表面处的压力,收敛区域中的压力是增大的,二者的压差决定了以一定的流量、流经倾斜面上的孔口和内表面的空气排气效果,并将其余部分的空气质量分解开,这部分空气质量构成了被条带带动着的边界层。
特别有利地是,偏流构件的内表面未与一抽风机相连,而只是简单地与一处于大气压力的外部区域相连,因而,在偏流构件处,无需设置真正的吸气装置,就能自然地发生空气环流。
优选地是,偏流构件朝着旋转表面的第二表面相对于旋转表面是倾斜的,从而能形成一个收敛区域,该区域使旋转表面所带动的空气的压力增大,这些空气中的一部分流经设置在所述第二表面上的至少一个孔口而排向与内表面相连的外部区域。
根据本发明的该稳定装置或者可被应用到圆筒外形的偏导辊上,偏导辊决定了条带运行平面的方向改变,或者可被用于将条带卷绕到一带卷上,以防止将空气带动到相互叠压着的螺旋层中间。
对于将条带卷绕到带卷上情况,空气的偏流构件是由一中空的异型件构成的,其被安装到一支撑装置上,该装置可根据带卷的直径进行调节,以便于在条带被逐渐卷绕成带卷的过程中,能将偏流构件相对于条带的内表面保持在最佳的位置上。
优选地是,空气偏流构件的该支撑臂具有可变的长度,并围绕一平行于带卷轴线的轴线可转动地安装着,所述支撑臂与用于根据带卷的直径调整其定向和长度的装置相连,以便于将异型构件定位在上游处二面体的内侧。
有利地是,偏流构件可调的支撑装置被安装到一缠卷机上,该缠卷机与带卷相连,以便于使条带的卷绕过程易于开始,当缠卷机处于开始卷绕位置时,支撑装置被折收到缠卷机的夹架中,而在卷绕了几个螺旋层之后,支撑装置被展开,并将缠卷机移开,以便于将偏流构件设置在上游二面体的端部处,以靠近所述接触线。
本发明还涉及将这种稳定装置应用在金属板材轧机中的方案,其中的金属板尤其是指铝板,稳定装置可被布置在至少一个偏导辊的上游,以便于将金属带直接贴压到偏导辊上,而不会在其中夹入空气层。该偏导辊最好是一个平整度测量辊,这样,稳定装置就使测量过程不会由于条带与辊体之间带动空气而受到干扰。
但本发明也可被有利地用于将条带缠绕到一卷绕器上形成带卷,卷绕器位于生产线的末端,因而,稳定装置可被布置在已卷绕的条带接触线的上游处,用于消除由于空气被夹入到螺旋层之间而增大的体积,保证了在执行卷绕的过程中,条带被稳定地引导着。
本发明其它的有利特征被限定在权利要求书中。
附图说明
但通过阅读下文对特定实施方式的描述,可对本发明有更清楚的理解,其中的特定实施方式只是例示性的,它们被表示在附图中,在附图中:
图1是一薄板轧机的示意图;
图2是一放大的剖视图,表示了根据本发明的空气偏流构件,其被用在带卷的卷绕过程中;以及
图3是整套装置的正视图,该装置被装配到一处于轧机出口处的卷绕机上。
具体实施方式
如上所述,图1示意性地表示了用于轧制铝板的整套轧机机组,铝板被从一带卷B1上松缠下来,并在轧机A的出口处被重新卷绕起来,以形成一个新的带卷B2。条带M由多个偏导辊进行引导,这些偏导辊可确保其稳定地运行,具体来讲,这些偏导辊是一个用于测量平整度的辊体D1和一个缠绕辊D2。
另外,还设置了一台起圈花线并捻机(loop yarn twister)D3,其是由两个固定的辊体包围着一高度可调的中央辊体构成的,该装置能调节轧机A上游条带的张紧度。
由图1示意性表示、并详细地表示在图3中的轧机A例如是属于四辊型轧机,其包括两个工作辊1和1′,它们分别抵压在两承压辊11和11′上,两工作辊都绕一杆轴旋转,杆轴的两端由楔块12、12′、13、13′支撑着,楔块被沿着垂直引导面14可滑动地安装着,引导面14被设置在构成轧机辊架的两固定立架10上。
在轧机的下游,金属带依次经过用于测量平整度的测量辊15和缠绕辊16,缠绕辊被滑动地安装在辊架的两立架10上,可根据金属带的材料特性和厚度利用一动力缸17来调节该缠绕辊的位置,以便于调整条带在平整度测量辊15上的贴压角度。
通常,其上制有成滚带卷B′的卷绕器E包括一伸长的芯轴2,其以悬臂梁的形式安装在一托架21上,并受到驱动而绕其自身轴线20转动。如图1和图3所示,卷绕器E按照公知方式与一缠绕机F相连,该缠绕机F被安装到一机架22上,底架22绕一轴线23铰接到轧机的立架10上,轴线23平行于条带M的运行平面,在一个图中未示出装置的作用下,机架22可在一抬起位置与一分离位置之间转动。缠绕机F包括一开口部分24,当机架22处于抬起位置时,该开口部分24与卷绕器E的芯轴2相接合。
在轧制过程开始时,缠绕辊16被动力缸17抬高到一个分离位置16′处,以允许条带M的端头M1通过、且接合到芯轴2上。设置在缠绕机F开口部分24中的现有装置(图中未示出)将条带的端头捡起,从而能容易地开始执行卷绕操作,以形成叠压的螺旋层。当螺旋层的数目足以承受条带的牵拉力时,缠绕机F被动力缸24移开,从而变为图3所示的状态。
然后,如图3所示那样,在芯轴2上绕制出一带卷3,在绕制过程中,带卷的直径逐渐增大。
因而,条带M是沿着一条平行于芯轴2轴线20的接触线30、在切向上与带卷3相连,同时,其还与带卷3的外表面31形成了一个二面角G,相对于条带的运行方向,该二面角开口向上游方向。
公知的是:薄面条带在流体中平行于自身延伸方向的高速位移会通过摩擦作用而带动位于运动条带附近的一些流体分子,其中的流体例如是周围的空气。
举例来讲,图2以放大的比例表示出了用于将条带M卷绕到带卷3上的区域,图中右侧的变量图表示出了空气的速度向量U,该速度向量U从距离条带4表面41距离e处的零值逐渐变为条带4的运行速度值V,而速度的方向则保持与条带的平行。因而,沿着指向带卷3的条带4的内表面,存在一定厚度的运动空气41,这部分空气被称为边界层,在该边界层内,出现了层流现象,层流速度随着接近条带4而逐渐增大,一直达到沿着内表面41的速度值。在条带的外侧表面42上,也存在相同的现象。
在条带4的运行方向上,该边界层43跟随着条带4,并碰到带卷3朝着上游方向(即面向运行方向)的外表面31上,外表面31与条带4的内表面41形成了一个二面体G,该二面体缩聚向条带4与最后一螺旋绕层32之间的接触线30。
这种在接触线30上游处对沿条带表面41带动来的空气的阻挡作用会造成压力的增大,这会将条带4略微地抬起,并在条带4的内表面41与带卷3之间形成一细微的空气层。
本发明的设计思想在于:在二面体G的上游位置,为空气的环流设置空气动力学条件,以便于在接触线30的上游将边界层分离。
对边界层43的这一分离操作是通过利用一偏流构件5将被条带带动着的一部分空气流量排到外侧来实现的,偏流构件5被设置在上游的二面体G中,并在条带的内表面41与带卷的外表面31之间、平行于接触线30地延伸。该偏流构件5是由一中空的成型体构成的,其至少一个表面50朝着条带4的内表面41,并在条带的行进方向上相对于内表面41倾斜着,以便于形成一收敛区域C1,该区域的截面逐渐减小,由此使界面层43中被条带带动来的空气的压力升高。
该倾斜面50上设置有多个孔口,这些孔口为槽缝55的形式,这些槽缝通向中空成型体5内部形成的内部空间51。内部空间51的两端是封闭的,并设置有一个孔口,其通过一条导管53与外部区域54连通,外部区域54例如处于大气压力下。
因而,由于收敛效应而使收敛区域C1中压力增大的事实造成边界层43中的一部分带动空气流经槽缝55,这部分空气从导管53排出到压力较低的外部区域54中。从而降低了被带动向接触线30处的空气流量,使得边界层43从条带4的内表面41处变得到稀薄,边界层将被引接到偏流构件5的倾斜面50上,同时还形成了一个层流,其经槽缝55和导管53泄逸到外部。
所带动空气的压力增加只能持续到偏流构件5的下游端为止,然后,其压力就会下降。由于接触线30上游处的压力较小,空气将无法进入到带卷3上最后的螺旋层32与正在形成的螺旋层33之间。
在图2所示的优选实施方式中,偏流构件5朝着卷绕表面3的第二表面50′也相对于卷绕表面3倾斜,从而形成一第二收敛区域C2,该区域使带卷3转动所带动的空气压力逐渐增大。该第二倾斜面50′上也制有一槽缝55′,其通入到中空成型体5的内部空间51中。
这样,沿着中空成型体5的两个表面50和50′形成了自然的环流,这将能降低二面体G端部、接触线30上游处的压力,且不需要在偏流构件5的端部52处设置任何空气抽吸装置,这样的装置将进入到条带内表面41与带卷3表面31之间的二面体G中。应当指出的是:没有必要将偏流构件5的端头52制成尖锥形,其形状只需能将两收敛区域C1、C2简单地分界开即可,以便于形成沿两倾斜面50、50′流动、但不会延伸向接触线30的层流空气。
通常情况下,只需要将导管53通到空气流速为零、且压力等于大气压的安静区域就足以形成这样的层流。
事实上,两收敛区域C1、C2与排气导管53出口54之间的压差使得空气经槽缝55、55′形成自然环流。
但是,如果条带的宽度太大,从而使成型体5的长度、以及排气导管55的长度也很大,则将会造成很高的压力损失,考虑到带卷的旋转速度可能会造成动态过压,优选地是,将排气导管53与一抽吸装置相连接,但是,设置抽吸装置的目的仅是为了补偿空气环流回路中的压力损失,并非为了在偏流构件5下游、二面体的顶点处实现真正的空气抽吸。因而,条带不会由于贴附到到偏流构件5的下游端52上而被损伤—即使在条带受到的牵引负载相对较小的情况下。
在考虑到条带4的运行速度V、以及成型体5和排气管道中压力损失的基础上,在对空气环流的条件进行研究之后,可根据经验或通过计算来确定空成型体5的形状—尤其是其轮廓、表面50和50′的倾斜、以及它们相对于要被卷绕的条带4和接触线30的最佳定位,以便于获得所要追求的效果。
在另一方面,很显然:在卷绕过程中,带卷的直径—进而接触线30的位置和条带4的定向会发生变化。应当将偏流构件5的位置永久性地保持在二面体G的内部,为此,最好是采用图3中详细示出的装置。
如上所述,在轧机的出口处,经过轧制后的条带M经过两个偏导辊,它们分别是设置在工作辊1和1′间隙处的平整度测量辊15和缠绕辊16,缠绕辊被沿着引导轨可滑动地安装到轧机的立架10上,可根据轧制条带的厚度和材料特性,借助于一动作缸17对缠绕辊的高度进行调整,在开始执行卷绕操作时,缠绕辊16被升高到高位16′处,以便于条带M的端头容易地穿过,从而与卷绕器E的芯轴2相接合。在另一方面,卷绕器E与一个安装在机架22上的缠绕机F相联,机架22可绕一轴线23在图1所示的升高位置与图3所示的降低位置之间转动,在升高位置上,缠绕机与芯轴2相接合,以易于卷绕过程的启动,在降低位置上,缠绕机从芯轴2处移开,以允许条带的卷绕和带卷3的形成。随着卷绕过程的进行,带卷3的直径逐渐增大,因而,条带M与带卷3的接触线30沿着图3中点划线所示的轨迹34远离卷绕轴线20。
如上文指出的那样,偏流构件5必须要跟随带卷直径的增大,同时还保持在二面体G内的最佳位置处,以允许边界层中的带动空气能被排出去。
因而,偏流构件5必须要沿着与接触线30的轨迹34类似的曲线34′移动,但其运动轨迹略微远离曲线34,这样进行设计的原因是考虑到二面体G会随着卷绕过程的进行而逐渐闭合。
因而,可根据经验或计算确定出偏流构件5相对于带卷3直径的位置。
为了实现偏流构件5的逐渐移位,将偏流构件安装到一支撑件6的端部上,该支撑件的定向和长度可根据带卷3的直径进行变化。
如图3所示,支撑件6可由两相互分开的支臂构成,它们被布置到构成偏流构件的成型体5的两端处,且能绕一轴杆60转动,该轴杆的两端铰接到缠绕机F机架22的两侧上。
每一支臂都带着一动作缸61的缸体,动作缸推杆62的一端与中空成型体5的一连接部分63装配到一起。中空成型体通过一柔性软管与位于支撑臂6上的固定管路连接起来,以便于使空气能从槽缝55、55′吸入到成型体中并排出。
在另一方面,缠绕机F的机架22上安装有一个用于控制支撑件6转动的构件7,其是由至少一根杆体构成的,该杆体绕一轴线70铰接着,并带有一扇形齿轮71,其与一小齿轮64相啮合,小齿轮与构成支撑体6的其中一支臂可转动地相互连接着,并可互连地转动。杆体7的另一分支铰接在一动作缸72的推杆上,动作缸座压在机架22上,因而,该动作缸可控制支撑件6在一回缩位置6a与一分离位置6b之间的转动,其中的分离位置对应着带卷3的最大直径。
在回缩位置6a上(该位置也表示在图1中),成型体5及其两支撑臂被折合到缠绕机F机架22的夹架中,因而不会干扰将机架22定位在芯轴2上的操作,以利于卷绕操作的启动。
在卷绕出了足够数目的螺旋层、从而使条带M的牵拉力达到执行轧制所必需的数值之后,控制构件7使两支撑臂6转动,直到到达位置6c处为止,在开始执行卷绕操作时,动作缸61的轴线基本上与带卷相切,且动作缸的推杆向前伸,以便于将偏流构件置于靠近条带4内表面的所需位置5c处。然后,芯轴2的旋转速度增加到与对条带4执行高速轧制相对应的水平上。
采用易于设计的液压装置,对支撑臂6的转动进行控制的动作缸72、以及调节偏流构件5径向位置的动作缸61服从于带卷3直径的变化,从而可遵从曲线34′的轨迹,同时保持在相距条带4的内表面41具有所要求距离的位置处,并尽可能地靠近接触线30。
为此目的,动作缸61和72上安装有位置传感器,并由合适的电路进行控制,以根据带卷的直径高精度地调节成型体5的位置,其中,根据条带4的厚度,从芯轴2的转动圈数就可确定出带卷的直径。
为此,在机组上安装有传感器和计算装置,计算装置可被编程预设,以便于确定出偏流构件5所要遵从的曲线路径34′。
很显然,还必须要考虑到缠绕辊16的位置,缠绕辊16确定了条带4在带卷3上的贴压角度、以及接触线30的位置。
如果带卷的直径达到其最大值,支撑臂6就处于位置6b处,动作缸完全缩回。
在完成该卷绕过程之后,带卷3被取走,旋转支撑件6被折回到位于缠绕机F夹架内部的位置6a处。然后,缠绕机F被抬高,以接合到芯轴2上,以便于开始对新的一个带卷开始执行卷绕。
上文针对带卷卷绕器的情况对本发明进行了描述,本发明的方案也同样可被应用于偏导辊,例如可被应用在用来测量平整度的辊体15上。因而,条带M在张力作用下被贴压到测量辊15的一个扇角部分上,且如上文所述那样,在卷绕过程中,偏流构件15被设置在条带4与测量辊15一部分表面之间的二面体G中,测量辊15的这部分表面位于接触线30的上游处。
偏导辊15的直径是恒定的,因而,偏流构件5相对于辊体保持在相同的位置上,其例如可被设置在一固定支撑臂的端部上。
如上所述,偏流构件5可以是一中空的成型体,其将边界层43中带动的一部分空气引流到一排气导管53中,并通到外界中,以此来降低位于接触线30处的、二面体G端部的动压力。从而可防止形成气垫,而气垫一方面会造成条带在偏导辊上横向漂移,另一方面,在平整度测量辊的情况中,则可能干扰测量过程。
在权利要求中,技术特征所附带的数字标记仅是为了便于理解,从任何意义上都不对本发明的范围进行限定。
Claims (17)
1.用于对一条带(4)沿纵向高速运行进行稳定的方法,所述条带(4)从一接触线(30)处开始贴压到一旋转着的回转表面(3)的至少一扇形角区域上,所述回转表面(3)绕一横向于所述运行方向的轴线(20)旋转,且在切向上与所述旋转表面(3)相接,从而,在运行方向的上游一侧形成一个二面体(G),所述二面体的一侧是由所述旋转表面(3)的外表面(31)限定,另一侧则是由所述条带(4)的内表面(41)限定,一部分周围空气沿着所述条带的内表面形成一边界层(43),其被所述条带(4)带动着而移向所述接触线(30)处,在所述方法中,借助于一中空偏流构件(5)来改变所述上游的二面体(G)空气环流的条件,所述偏流构件(5)具有一朝着所述条带(4)的内表面(41)的第一表面(50)、以及一朝着所述旋转面(3)的外表面(31)的第二表面,
其特征在于:在所述条带(4)的运行方向上,所述偏流构件(5)的第一表面(50)倾斜向所述条带(4)的内表面(41),以便于逐渐减小所述条带沿其内表面(41)所带动的空气通流截面,由此使在所述收敛区域(C1)中的所带动的空气的压力相对于所述中空偏流构件(5)内部充斥的压力而升高,所述中空偏流构件在一方面通过至少一孔口(55)与所述收敛区域(C1)相通——所述孔口(55)被制在所述的倾斜面(50)上,在另一方面所述偏流构件与外界相通,这样所形成的压力差导致一定流量的空气流经所述孔口(55)排出到外界,并分开构成所述分界层(43)的空气量的其余部分。
2.根据权利要求1所述的、用于稳定条带的方法,其特征在于:在所述旋转表面(3)的旋转方向上,所述偏流构件(5)的第二表面(50′)向所述旋转表面(3)倾斜,以便于沿着所述第二表面(50′)、利用收敛效应促使压力增大,并将被所述旋转表面(3)带动着的一部分空气排流向一低压区域,这部分空气流经所述第二表面(50′)上制出的至少一个孔眼(55′)。
3.用于对一条带(4)沿纵向高速运行进行稳定的装置,所述条带(4)从一接触线(30)处开始贴压到一旋转着的回转表面(3)的至少一扇形角区域上,所述回转表面(3)绕一横向于所述运行方向的轴线(20)旋转,且在切向上与所述旋转表面(3)相接,从而,在运行方向的上游一侧形成一个二面体(G),所述二面体的一侧是由所述旋转表面(3)的外表面(31)限定,另一侧则是由所述条带(4)的内表面(41)限定,一部分周围空气沿着所述条带的内表面形成一边界层(43),其被所述条带(4)带动着而移向所述接触线(30)处,一偏流构件(5)被放置在所述二面体(G)中,以便于改变所述条带(4)所带动空气的环流状况,所述偏流构件(5)具有一朝着所述条带(4)内表面(41)的第一表面(50)、以及一朝着所述旋转面(3)外表面(31)的第二表面(50′),
其特征在于:在所述条带(4)的运行方向上,所述偏流构件(5)的至少第一表面(50)向所述条带(4)的内表面(41)倾斜,且所述第一表面设置有至少一孔口(55),其通入到所述偏流构件(5)内部形成的一内部空间(51)中,并与一外部区域相连,所述倾斜面(50)与所述条带(4)的内表面(41)形成一收敛区域(C1),相对于所述内部空间(51)中的压力,所述收敛区域中的压力是增大的,二者的压差导致一定量空气流经所述孔口(55)和所述内部空间(51)排出,并分开所述边界层(43)中所带动的空气量的其余部分。
4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于:所述中空偏流构件(5)的内部空间(51)与位于所述上游的二面体(G)外侧的一外部区域(54)相连,所述外部区域的压力低于所述孔口(55)入口处的收敛区域(C1)压力(P)。
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于:所述偏流构件(5)的内部空间(51)与一处于大气压的外部区域相连。
6.根据权利要求3到5中任一项所述的装置,其特征在于:所述偏流构件(5)朝着所述旋转表面(3)的第二表面(50′)相对于所述旋转表面是倾斜的,从而形成一收敛区域,所述收敛区域使所述旋转表面(3)所带动的空气的压力增大,所述空气中的一部分流经设置在所述第二表面(50′)上的至少一个孔口(55′)而排向与所述内部空间(51)相连的外部区域(54)。
7.根据权利要求3到6中任一项所述的稳定装置,其特征在于:其上贴压着所述条带的回转面是一圆筒外形的偏导辊(D),其决定所述条带(M)运行平面的方向改变。
8.根据权利要求3到6中任一项所述的稳定装置,其特征在于:所述稳定装置被设置在一用于将所述条带卷绕成叠压螺旋层的带卷(3)的上游,用以防止将空气夹入到所述螺旋层(31、32)之间。
9.根据权利要求8所述的稳定装置,其特征在于:所述空气的偏流构件(5)是由一中空的成型体构成的,其被安装到一支撑装置(6)上,所述支撑装置可根据所述带卷(3)的直径进行调节,以便于在所述条带被逐渐卷绕成带卷的过程中,能将所述偏流构件(5)相对于所述条带(4)的内表面(41)保持在最佳的位置上。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于:所述空气的异型偏流构件(5)被安装在至少一支撑臂(6)的端部上,所述支撑臂具有一可变的长度,并绕一轴线(60)可转动地安装着——所述轴线(60)平行于所述带卷(3)的轴线(20),所述支撑臂(6)与用于根据所述带卷(3)的直径调整其定向和长度的调整装置(7)相连,以便于将所述异型构件(5)定位在上游处的所述二面体(G)的内侧。
11.根据权利要求10所述的装置,其特征在于:所述支撑臂(6)绕一平行于所述带卷轴线的轴线可转动地安装着,并带有一液压动作缸(61),所述动作缸具有一与所述支撑臂(6)相连的第一元件、以及一可滑动地安装在所述第一元件上的第二元件(62),所述第二元件支撑着所述偏流构件(5),且其相对于第一元件(61)位置可根据所述带卷(3)的直径进行调整。
12.根据权利要求10或11所述的装置,其特征在于:用于对所述支撑臂的定向进行调节的装置包括一杆体(7),其被可转动地连接到所述支撑臂(6)上,且其角位置可由一液压动作缸(72)进行调整。
13.根据权利要求12所述的装置,其特征在于:所述杆体(7)围绕着一平行于所述支撑臂(6)轴线(60)的轴线(70)可转动地安装着,并与一扇形齿轮(71)相连,所述扇形齿轮的圆形轮廓以曲柄的所述杆体(7)的轴线(70)为圆心,所述扇形齿轮啮合着一与所述支撑臂(6)转动地连接的齿轮(64)。
14.根据权利要求9到13中任一项所述的装置,其特征在于:所述偏流构件的可调整的支撑装置(6)被安装在一缠卷机(F)上,该缠卷机与所述带卷(3)相连,以便于使所述条带的卷绕过程易于开始,当所述缠卷机处于开始卷绕位置时,所述支撑装置(6)被折收到所述缠卷机(F)的夹架中,而在卷绕了几个螺旋层之后,所述支撑装置被展开,并将所述缠卷机(F)移开,以便于将所述偏流构件(5)设置在所述上游二面体(G)中,靠近所述条带(M)。
15.根据权利要求3到7中任一项所述的稳定装置的应用,所述稳定装置被应用在一金属板材轧机中,所述稳定装置(5)被布置在至少一偏导辊(D)的上游,所述偏导辊处于所述金属板带的行进路线上,以便于确保所述金属带直接贴压到所述偏导辊上,而不会在其中夹入能干扰所述条带引导的空气层。
16.根据权利要求6到15中任一项所述的稳定装置的应用,所述稳定装置被应用在一金属板材轧机中,所述轧机包括至少一辊架(10),其与一平整度测量辊(15)相连,所述条带在牵拉力作用下贴压到所述平整度测量辊(15)上,所述稳定装置(5)被设置在所述平整度测量辊(15)的上游,用于防止在所述条带(M)与所述辊体(15)之间夹入会干扰平整度测量的空气层。
17.根据权利要求8到14中任一项所述的稳定装置的应用,所述稳定装置被应用在一金属板材(M)轧机中,其包括一设置在生产线末端的卷绕器(E),所述稳定装置(5)被布置在所述已卷绕条带(4)的接触线(30)上游处的二面体(G)中,用于消除在所述螺旋层之间(31、32)的空气带入,并保证在执行卷绕的过程中,所述条带(4)的稳定性。
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