CN202481807U - 气动式自动配重跳动辊 - Google Patents

Abstract

一种气动式自动配重跳动辊，包括机架(1)、安全销(2)、摆杆装配(3)、铰轴(4)、转向辊(5)、气缸(6)、跳动辊(7)、气动配管(8)、接近开关(9)、绝对值型旋转编码器(10)、编码器支架(11)、接近开关支架(12)、感应块(13)。安全销(2)焊接在机架(10)的两侧；跳动辊(7)安装在摆杆装配(3)上；气缸(6)安装在跳动辊(7)上方，其通过铰轴(4)与摆杆装配(3)连接；感应块(13)焊接在摆杆装配(3)的传动侧；绝对值型旋转编码器(10)与摆杆装配(3)的传动侧转轴连接。

Description

气动式自动配重跳动辊

技术领域

本实用新型涉及一种用于冷轧板带热处理机组的设备，具体地，涉及一种冷轧硅钢连续热拉伸平整机组中微调炉内张力的装置。

背景技术

带钢经过退火炉时，由于机组工艺需要，对张力波动要求严格。退火炉前后的设备在作业变换时，带钢会产生张力波动。需要使用跳动辊将退火炉炉内张力与炉外张力隔离开，并精确的调节炉内张力。早期的热拉伸平整机组采用固定配重式跳动辊，其调节的张力值是不连续的，而且每次退火炉段内的张力值变动，都要相应地调节跳动辊的配重。这种跳动辊使用起来操作繁琐、效率低、灵活性差，同时对操作者的经验及操作水平要求较高。另外这种跳动辊的设计难点在于：需要将跳动辊重量尽量设计得更小以获得更大的调节范围，但由于受材料以及刚度等因素的限制，其重量很难达到工艺要求，当炉内张力设定值比较小时，这种跳动辊便无法工作；后期的跳动辊采用气缸的拉力充当配重，利用气缸推拉力与跳动辊重力的合力使其与炉内张力平衡。这种跳动辊配重调节时，需调节气动三联件上的减压阀，每次更改炉内张力设定值都需要现场操作，这样不仅费时并且调节精度难以保证。

实用新型内容

为了克服现有技术的跳动辊调节范围小且精度低，以及更换配重耗时长、对操作者水平要求高等不足，本实用新型旨在提供一种气动式自动配重跳动辊，以在热拉伸平整机组改变炉内张力设定值时，跳动辊可以根据机组炉内张力设定值自动修改其配重、提高设置精度，以适应当代高速生产节奏的需要。

根据本实用新型的示范性实施例，提供一种气动式自动配重跳动辊，其包括：机架、安全销、摆杆装配、铰轴、转向辊、气缸、跳动辊、气动配管、接近开关、绝对值型旋转编码器、编码器支架、接近开关支架和感应块。机架为焊接式钢结构支架，安全销分别在操作侧和传动侧焊接在机架上、摆杆装配的转轴附近；两个转向辊分别安装在机架上；跳动辊安装在摆杆装配上，摆杆装配安装在机架的下部使跳动辊在水平方向上在两个转向辊的中间，在垂直方向上在两个转向辊的下方；转向辊和跳动辊的轴线与带钢通过线垂直；气缸安装在跳动辊上方，通过铰轴与摆杆装配连接；接近开关通过接近开关支架安装在传动侧；接近开关支架焊接在机架上；感应块焊接在摆杆装配的传动侧；绝对值型旋转编码器与摆杆装配的传动侧转轴连接，编码器安装在编码器支架上；编码器支架固定在机架的传动侧。

在优选实施例中，所述摆杆装配包括平键、第一轴、摆杆、挡块、连接架、螺母、止动垫圈、密封圈、轴承、垫片、焖盖和第二轴。

优选的是，所述第一轴和第二轴分别通过平键与摆杆相连；螺母、止动垫圈将摆杆与第一轴和第二轴在轴向方向定位；摆杆和连接架通过螺栓连接，在摆杆的端面上焊接有挡块，以防止连接架上下蹿动；轴承将摆杆和机架连接在一起；焖盖安装在机架的内侧，其用垫片密封。摆杆装配的传动侧部分伸出的第二轴与绝对值型编码器连接，绝对值型编码器通过编码器支架固定在机架上。

在优选实施例中，所述转向辊由轴承座、单向阀接头、焖盖、螺栓、止动垫圈、挡圈、轴承、密封圈、轴头、辊筒、衬胶层、第一撑板、第二撑板组成。轴头、辊筒、第一撑板、第二撑板焊接之后连接在辊筒表面的衬胶层内；在轴头上安装轴承后，用螺栓、止动垫圈、挡圈将轴承固定在轴头上；将轴承以及单向阀接头、焖盖和密封圈安装在轴承座上。

在优选实施例中，所述跳动辊由固定配重、配重托盘、轴、螺母、密封圈、透盖、垫片、固定板、轴承、轴承座、辊筒、加强板、衬胶层、平键和垫圈组成。跳动辊辊重设计为大于带钢作用在跳动辊上的总拉力。

优选的是，所述固定板和加强板焊接在辊筒上；辊筒外衬有衬胶层；轴承座焊接在固定板上；轴承安装在轴承座内，轴装在轴承内；透盖安装在轴承座上，透盖和轴承座之间用垫片密封；密封圈安装在轴承座和透盖的槽内；配重托盘安装在轴上；固定配重安装在配重托盘上；跳动辊与连接架联接，可围绕摆杆装配的转轴转动；平键用于将轴与连接架周向定位；螺母和垫圈用于将轴与连接架轴向定位。

在优选实施例中，所述气动配管包括比例减压阀、单向节流阀、电磁换向阀、气动三联件、配管用其他部件。比例减压阀用于根据控制系统给定的电流信号控制供给气缸的压缩空气压力；单向节流阀和电磁换向阀用于在调试时调节跳动辊在跳动时操作侧和传动侧能够升降同步；气动三联件可为比例减压阀提供稳定的压缩空气源。

本实用新型的有益效果是，既可以根据机组炉内张力设定值变化自动、准确地调整配重；又可以精确控制退火炉内张力，使其保持稳定。并且，本实用新型的气动式自动配重跳动辊还可用于需要精确控制张力的其它类似的板带退火炉热处理机组，且适用于厚度0.2～0.3mm的板带。

附图说明

现在将描述本实用新型的优选但非限制性的实施例，本实用新型的这些和其他特征、方面和优点在参考附图阅读如下详细描述时将变得显而易见，其中：

图1为根据本实用新型的气动式配重跳动辊的结构示意图；

图2为图1的A向侧视图；

图3为根据本实用新型的气动式配重跳动辊的接近开关及其支架的结构示意图；

图4为根据本实用新型的气动式配重跳动辊的摆杆装配的结构示意图；

图5为沿图1的B-B线剖取的截面图，其表示摆杆装配的转轴安装的结构示意图； 

图6为根据本实用新型的气动式配重跳动辊的转向辊的结构示意图；

图7为根据本实用新型的气动式配重跳动辊的跳动辊的结构示意图；

图8A为根据本实用新型的气动式配重跳动辊的气动配管的主视图；

图8B为根据本实用新型的气动式配重跳动辊的气动配管的另一视图；

图9为根据本实用新型的气动式配重跳动辊的气动辊的气动原理图；

图10为带钢张力波动时的控制流程图；以及

图11为需要改变炉内张力设定值时的控制流程图。

图中，1—机架、2—安全销、3—摆杆装配、4—铰轴、5—转向辊、6—气缸、7—跳动辊、8—气动配管、9—接近开关、10—绝对值型旋转编码器、11—编码器支架、12—接近开关支架、13—感应块；14—张力控制系统；15—张力辊；16—带钢；17—人机输入工具；3.1—平键、3.2—第一轴、3.3—摆杆、3.4—挡块、3.5—连接架、3.6—螺母、3.7—止动垫圈、3.8—密封圈、3.9—轴承、3.10—垫片、3.11—焖盖、3.12—第二轴；5.1—轴承座、5.2—单向阀接头、5.3—焖盖、5.4—螺栓、5.5—止动垫圈、5.6—挡圈、5.7—轴承、5.8—密封圈、5.9—轴头、5.10—辊筒、5.11—衬胶层、5.12—第一撑板、5.13—第二撑板；7.1—固定配重、7.2—配重托盘、7.3—轴、7.4—螺母、7.5—密封圈、7.6—透盖、7.7—垫片、7.8—固定板、7.9—轴承、7.10—轴承座、7.11—辊筒、7.12—加强板、7.13—衬胶层、7.14—平键、7.15—垫圈；8.1—比例减压阀、8.2—单向节流阀、8.3—电磁换向阀、8.4—气动三联件、8.5—配管用其他部件；9.1—管路连接件(包括钢管、弯头、三通、活接头等)、9.2—截止阀、9.3—消音器，图中箭头方向为带钢运行方向。

具体实施方式

以下的描述本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。应当理解的是，在全部附图中，对应的附图标记表示相同或对应的部件和特征。

首先参考图1、图2和图3，图1为根据本实用新型的气动式配重跳动辊的结构示意图，图2为图1的A向侧视图，图3为气动式配重跳动辊的接近开关及其支架的结构示意图。由图1至图3可知，本实用新型的气动式配重跳动辊包括机架1、安全销2、摆杆装配3、铰轴4、转向辊5、气缸6、跳动辊7、气动配管8、接近开关9、绝对值型旋转编码器10、编码器支架11、接近开关支架12和感应块13。机架1为焊接式钢结构支架，其通过例如是螺栓的紧固件固定在地面或钢平台上。安全销2分别在操作侧和传动侧焊接在机架1上，并安装在摆杆装配3的转轴附近。两个转向辊5分别安装在机架1上部的左右两侧(如图1的正视图所示的左右方向)。跳动辊7可运动地安装在摆杆装配3上，摆杆装配3安装在机架1的下部，使跳动辊7在水平方向上在两个转向辊5的中间，在垂直方向上在两个转向辊5的下方。气缸6安装在跳动辊7上方，大体上在在跳动辊7的垂直上方，其通过铰轴4与摆杆装配3可转动地连接。接近开关9通过接近开关支架12安装在传动侧，接近开关支架12焊接在机架1上。感应块13焊接在摆杆装配3的传动侧。绝对值型旋转编码器10与摆杆装配3的传动侧的转轴连接，该绝对值型编码器安装在编码器支架11上，而编码器支架11固定在机架1的传动侧。图1所示的箭头方向为带钢的运行方向。

现在参考图4和图5，图4为气动式配重跳动辊的摆杆装配的结构示意图，图5为沿图1的B-B线剖取的截面图，其表示摆杆装配的转轴安装的结构示意图。如图4和图5所示，摆杆装配3包括平键3.1、第一轴3.2、摆杆3.3、挡块3.4、连接架3.5、螺母3.6、止动垫圈3.7、密封圈3.8、轴承3.9、垫片3.10、焖盖3.11、第二轴3.12组成。第一轴3.2和第二轴3.12分别通过平键3.1与摆杆3.3相连。螺母3.6、止动垫圈3.7将摆杆3.3与第一轴3.2和第二轴3.12在轴向方向定位。摆杆3.3和连接架3.5通过螺栓连接，在摆杆3.3的端面上焊接有挡块3.4，以防止连接架3.5上下蹿动。轴承3.9将摆杆3.3和机架1连接在一起。焖盖3.11安装在机架1的内侧，其用垫片3.10密封。摆杆装配3的传动侧部分伸出的第二轴3.12与绝对值型编码器10连接，该绝对值型编码器10通过编码器支架11固定在机架1上。

现在参考图6，图6为根据本实用新型的气动式配重跳动辊的转向辊的结构示意图。如图6所示，转向辊5包括轴承座5.1、单向阀接头5.2、焖盖5.3、螺栓5.4、止动垫圈5.5、挡圈5.6、轴承5.7、密封圈5.8、轴头5.9、辊筒5.10、衬胶层5.11、第一撑板5.12和第二撑板5.13。轴头5.9、辊筒5.11、第一撑板5.12、第二撑板5.13焊接后连接在辊筒5.10表面的衬胶层5.11内。在轴头5.9上安装轴承5.7之后，用螺栓5.4、止动垫圈5.5和挡圈5.6将轴承5.7固定在轴头5.9上。轴承5.7以及单向阀接头5.2、焖盖5.3、密封圈5.8安装在轴承座5.7上。

现在参考图7，图7为根据本实用新型的气动式配重跳动辊的跳动辊的结构示意图。如图7所示，跳动辊7包括固定配重7.1、配重托盘7.2、轴7.3、螺母7.4、密封圈7.5、透盖7.6、垫片7.7、固定板7.8、轴承7.9、轴承座7.10、辊筒7.11、加强板7.12、衬胶层7.13、平键7.14和垫圈7.15。跳动辊7的辊重设计为大于带钢作用在跳动辊7上的总拉力。固定板7.8和加强板7.12焊接在辊筒7.11上。辊筒7.11外衬有衬胶层7.13。轴承座7.10焊接在固定板上，轴承7.9安装在该轴承座7.10内，轴7.3安装在轴承7.9内。透盖7.6安装在轴承座7.10上，透盖7.6和轴承座7.10之间用垫片7.7密封。密封圈7.5安装在轴承座7.10和透盖7.6的槽内。配重托盘7.2安装在轴7.3上，固定配重7.1安装在配重托盘7.2上。跳动辊7与连接架3.5联接，可围绕摆杆装配3的转轴转动。平键7.14用于将轴7.3与连接架3.5周向定位。螺母7.4和垫圈7.15用于将轴7.3与连接架3.5轴向定位。在生产过程中，包裹着跳动辊7的带钢16两边夹角大于0°，随着跳动辊7的位置改编，夹角也会改变，从而确保在气缸压力不变的前提下，跳动辊7的每一个位置都对应着一个带钢16的张力值。

现在参考图8和图9，图8A为根据本实用新型的气动式配重跳动辊的气动配管的主视图，图8B为气动配管的另一视图，图9为根据本实用新型的气动式配重跳动辊的气动辊的气动原理图。如图8和图9所示，气动配管8包括比例减压阀8.1、单向节流阀8.2、电磁换向阀8.3、气动三联件8.4以及配管用其他部件8.5。电磁换向阀8.3用于改变供给气缸的压缩空气的流动方向。比例减压阀8.1连接在单向节流阀8.2和气缸6之间，其用来根据控制系统给定的电流信号控制供给气缸6的压缩空气压力。单向节流阀8.2和电磁换向阀8.3协同工作，用于在调试时调节跳动辊7，使得跳动辊7在跳动时能够在操作侧和传动侧升降同步。气动三联件8.4用于为比例减压阀8.1提供稳定的压缩空气源。

进一步参考图9，车间气源(未示出)经管路连接件9.1(包括钢管、弯头、三通、活接头等)、截止阀9.2、气动三联件8.4进入电磁换向阀8.3。电磁换向阀8.3上安装有消音器9.3，以消除电磁换向阀8.3动作所产生的噪声。经过电磁换向阀8.3的气体经过单向节流阀8.2进入气缸6，驱动气缸6往复运动。在机组正常运转时，跳动辊7处于水平位置，两套气缸6分别在操作侧和传动侧向上拉跳动辊7，使气缸6拉力与跳动辊7重力的合力等于炉内张力设定值。

现在参考图10和图11，图10为带钢张力波动时的控制流程图，图11为需要改变炉内张力设定值时的控制流程图。如图10所示，在机组正常生产期间，当退火炉入口(或出口)张力发生波动时，一方面，由于带钢张力、跳动辊7的重力、气缸6的拉力所形成的合力不等于0，跳动辊7会向三者合力的方向跳动，以达到临时缓冲带钢张力波动的作用。另一方面，由于跳动辊7发生运动，跳动辊7运动的位移被绝对值型旋转编码器10所检测，并将检测结果传给张力控制系统14，张力控制系统14根据跳动辊移动量，经由张力辊15重新调节退火炉入口(或出口)的张力，以使带钢16的张力稳定于设定值。在带钢16的张力恢复到设定值的同时，跳动辊7恢复到原来的位置。进一步参考图11，当需要改变炉内张力的设定值时，在张力控制系统界面通过人机输入工具17输入新的张力设定值P0，张力控制系统14根据新的张力设定值P0改变传送给比例减压阀8.1的电流信号A。在实际应用中，电流信号A的值在A1~A2的范围值。比例减压阀8.1根据接收到的电流信号A，根据预先设定的最大气体压力P1，在A1~A2之间按照相应比例调整气缸6内压缩空气的压力P。压力P的调节根据方程P=(A-A1)P1/(A2-A1)进行，直到气缸6的拉力、跳动辊7的重力、带钢张力三者的合力重新达到平衡为止。此时，带钢张力即是新的张力设定值P0。

尽管已经结合目前认为是最实用的和优选的实施例描述了本实用新型，应当了解的是，本实用新型不限于所公开的实施例。本实用新型意图覆盖包含在附加权利要求的精神和范围内的不同改型和等效布置方案。

Claims (7)

1.气动式自动配重跳动辊，包括机架(1)、安全销(2)、摆杆装配(3)、铰轴(4)、转向辊(5)、气缸(6)、跳动辊(7)、气动配管(8)、接近开关(9)、绝对值型旋转编码器(10)、编码器支架(11)、接近开关支架(12)和感应块(13)；其特征在于，安全销(2)分别在操作侧和传动侧焊接在机架(1)上、摆杆装配(3)转轴附近；两个转向辊(5)分别安装在机架(1)上；跳动辊(7)安装在摆杆装配(3)上，摆杆装配(3)安装在机架(1)的下部使跳动辊(7)在水平方向上在两个转向辊(5)的中间，在垂直方向上在两个转向辊(5)下方；转向辊(5)和跳动辊(7)的轴线与带钢通过线垂直；气缸(6)安装在跳动辊(7)的上方，其通过铰轴(4)与摆杆装配(3)连接；接近开关(9)通过接近开关支架(12)安装在传动侧；接近开关支架(12)焊接在机架(1)上；感应块(13)焊接在摆杆装配(3)的传动侧；绝对值型旋转编码器(10)与摆杆装配(3)的传动侧转轴连接，并安装在编码器支架(11)上；编码器支架(11)固定在机架(1)的传动侧。

2.根据权利要求1所述的气动式自动配重跳动辊，其特征在于，所述摆杆装配(3)包括平键(3.1)、第一轴(3.2)、摆杆(3.3)、挡块(3.4)、连接架(3.5)、螺母(3.6)、止动垫圈(3.7)、密封圈(3.8)、轴承(3.9)、垫片(3.10)、焖盖(3.11)和第二轴(3.12)。

3.根据权利要求2所述的气动式自动配重跳动辊，其特征在于，所述第一轴(3.2)和第二轴(3.12)分别通过平键(3.1)与摆杆(3.3)相连；螺母(3.6)、止动垫圈(3.7)将摆杆(3.3)与第一轴(3.2)和第二轴(3.12)轴向方向定位；摆杆(3.3)和连接架(3.5)通过螺栓连接，摆杆(3.3)的端面上焊接有挡块(3.4)，以防止连接架(3.5)上下蹿动；轴承(3.9)将摆杆(3.3)和机架(1)连接在一起；焖盖(3.11)安装在机架(1)内侧，其用垫片(3.10)密封；摆杆装配(3)的传动侧部分伸出的第二轴(3.12)与绝对值型编码器(10)连接，绝对值型编码器(10)通过编码器支架(11)固定在机架(1)上。

4.根据权利要求1所述的气动式自动配重跳动辊，其特征在于，所述转向辊(5)包括轴承座(5.1)、单向阀接头(5.2)、焖盖(5.3)、螺栓(5.4)、止动垫圈(5.5)、挡圈(5.6)、轴承(5.7)、密封圈(5.8)、轴头(5.9)、辊筒(5.10)、衬胶层(5.11)、第一撑板(5.12)、第二撑板(5.13)；轴头(5.9)、辊筒(5.10)、第一撑板(5.12)、第二撑板(5.13)焊接后连接在辊筒(5.10)表面上的衬胶层(5.11)内；在轴头(5.9)上安装轴承(5.7)后，用螺栓(5.4)、止动垫圈(5.5)、挡圈(5.6)将轴承(5.7)固定在轴头(5.9)上；轴承(5.7)以及单向阀接头(5.2)、焖盖(5.3)、密封圈(5.8)安装在轴承座(5.7)上。

5.根据权利要求1所述的气动式自动配重跳动辊，其特征在于，所述跳动辊(7)包括固定配重(7.1)、配重托盘(7.2)、轴(7.3)、螺母(7.4)、密封圈(7.5)、透盖(7.6)、垫片(7.7)、固定板(7.8)、轴承(7.9)、轴承座(7.10)、辊筒(7.11)、加强板(7.12)、衬胶层(7.13)、平键(7.14)、垫圈(7.15)组成，跳动辊(7)的辊重设计为大于带钢作用在跳动辊(7)上的总拉力。

6.根据权利要求5所述的气动式自动配重跳动辊，其特征在于，所述固定板(7.8)和加强板(7.12)焊接在辊筒(7.11)上；辊筒(7.11)外衬有衬胶层(7.13)；轴承座(7.10)焊接在固定板(7.8)上；轴承(7.9)安装在轴承座(7.10)内，轴(7.3)安装在轴承(7.9)内；透盖(7.6)安装在轴承座(7.10)上，透盖(7.6)和轴承座(7.10)之间用垫片(7.7)密封；密封圈(7.5)安装在轴承座(7.10)和透盖(7.6)的槽内；配重托盘(7.2)安装在轴(7.3)上；固定配重(7.1)安装在配重托盘(7.2)上；跳动辊(7)与连接架(3.5)联接，围绕摆杆装配(3)的转轴转动；平键(7.14)用于将轴(7.3)与连接架(3.5)周向定位；螺母(7.4)和垫圈(7.15)用于将轴(7.3)与连接架(3.5)轴向定位。

7.根据权利要求1所述的气动式自动配重跳动辊，其特征在于，所述气动配管(8)包括比例减压阀(8.1)、单向节流阀(8.2)、电磁换向阀(8.3)、气动三联件(8.4)和配管用其他部件(8.5)。

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