CN202967668U - 带锯条生产线的张力系统及制动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种带锯条生产线的张力系统和制动装置。本实用新型的制动装置用于带锯条生产线的张力系统，其特征在于：具备：一组或多组对置按压辊单元，上述对置按压辊单元由相互对置的、并在带锯条材料的宽度方向上夹着并按压上述带锯条材料的两个按压辊构成；以及对上述对置按压辊单元施加制动力的制动器，上述制动器为气隙式电磁制动器。本实用新型的制动装置若应用于带锯条生产线，则能够容易进行张力的微调整、存在数值性的指标且能够保持长期稳定。

Description

带锯条生产线的张力系统及制动装置

技术领域

本实用新型涉及本实用新型涉及用于带锯条生产线的张力系统，尤其涉及用于带锯条生产线的张力系统的制动装置。

背景技术

在带锯条的生产线中，由于长度较长而在搬运过程中卷绕为线圈状。在带锯条生产线的最后工序中，卷出线圈状的半成品，切割为规定长度，焊接为环状，制成带锯盘所使用的成品。

带锯条生产线包含多个步骤，例如带锯条的主体材料可以追溯到冷轧工序。在冷轧工序中，明确地确定了作为带锯条用所需的材质、尺寸等，之后直到成品，带锯条材料都是线圈状的半成品。

在带锯条生产线中，在对带锯条材料进行加工时，大多以卷出线圈状的状态进行加工。换言之，存在卷出带锯条材料的工序及卷入带锯条材料的工序，并在这期间进行加工。在以卷出的状态进行加工的工序中需要对带锯条材料的张力进行控制。作为需要张力控制的工序有压延工序、轧平工序、剪切工序、削边工序、表面磨削工序、双金属焊接工序、硬质片状刀刃材料接合工序、齿尖磨削工序、分齿工序、热处理工序（淬火、回火）、喷砂工序以及检查及精度测量工序等。

作为金属切割用带锯条产品，根据齿尖形状大致分为伸出型分齿带锯条及拨片型分齿带锯条这两种类型。分齿是指通过使切割余量大于带锯条的厚度，从而在切割工件时避免带锯条的主体部被工件夹住的方法。作为用于切割金属的带锯条，除了用于切割极薄的板材以外，都需要进行了分齿的带锯条。

在图1A~图1C所示的伸出型分齿带锯条中，主体材料62使用弹簧钢，刀刃材料63使用高速工具钢，即所谓的双金属高速钢带锯条。带锯条材料61的齿部由未进行分齿加工的定齿64、左斜齿65、以及右斜齿66构成。左右斜齿是在切齿后对从齿尖到位置A（分齿弯曲位置）的部分进行弯曲加工而得到的。

在图2A~图2C所示的拨片型（因齿部的形状类似日本乐器三味线的拨片的形状而命名）分齿带锯条的典型例中，带锯条材料67的主体材料68使用弹簧钢，硬质片状刀刃材料69使用超硬合金，即为超硬带锯条（Carbide TippedBand Saw Blade）。硬质片状刀刃材料69由磨削为斜面状的斜面齿70及磨削为拨片形的拨片形齿71构成。斜面齿70及拨片形齿71的形成过程如下。在磨削加工之前，将厚度比带锯条材料77的厚度T厚的，圆柱状或球状（即圆柱的高度或球的直径大于带锯条材料77的厚度T）的超硬合金片材接合到主体材料之上，接合时，在接合位置鼓出突起72。因此，从齿尖到位置B之间部分的厚度比带锯条材料77的厚度T大。

钢铁生产企业在进行带钢的生产时，也存在对工件施加张力的情况。作为张力的施加方法，存在如日本特开平8-257616号公报、日本特开平10-263660号公报、以及日本特开2011-127196号公报等所公开的那样，使用张紧辊，通过设定入口侧与出口侧的速度差，来对工件施加较大的张力的方法。

现有技术

专利文献

专利文献1：日本特开平8-257616号公报

专利文献2：日本特开平10-263660号公报

专利文献3：日本特开2011-127196号公报

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种容易进行张力的微调整、存在数值性的指标且能够保持长期稳定，并且能够在进行制动时防止带锯条材料向上浮起的张力系统及制动装置。

图3表示了以施加一定张力的状态对带锯条材料进行加工的情况的最简单的装置的构成。

即，在需要施加一定张力的加工系统中设置带锯条材料的卷出装置与卷入装置，并在这之间设置制动装置与输送装置。虽然也可以采用将卷出装置兼作为制动装置，将卷入装置兼作为输送装置的构成，但是在需要精密的张力的情况下，还是需要采用前者的构成。

在图3所示的构成中，在考虑不存在加工装置的阻力的情况下，带锯条材料在制动装置与输送装置之间为施加有一定张力的状态。因此，将制动装置与输送装置合起来称作张力系统。

上述专利文献1、2及3所记载的利用了张紧辊的张力系统虽然能够获得比较大的张力的情况，但是在带锯条生产线这种仅需要比较小的张力的情况下，上述张紧辊存在性能过剩而装置变得过大的缺点。

在施加比较小的张力的情况下，一般采用对置按压辊型的制动装置。图4表示了现有的对置按压辊型的代表例。图4的制动器4是最一般的摩擦板式旋转制动器。如图4所示，利用对置按压辊2、3来夹持带锯条材料1，但是按压辊2、3都为一侧固定、一侧为自由端的结构，存在按压辊2、3的自由端容易张开，工件（带锯条材料）向上浮起而从按压辊脱出的可能性。

此外，由于图4所示的制动器4为摩擦板式旋转制动方式，难以进行张力的微调整，并且也不存在数值性的指标，并且还存在长期稳定性差的问题。

本实用新型是鉴于以上问题而完成的，其目的在于提供一种容易进行张力的微调整、存在数值性的指标且能够保持长期稳定，并且能够在进行制动时防止带锯条材料向上浮起的张力系统及制动装置。

本实用新型的技术方案一的制动装置，其用于带锯条生产线的张力系统，上述制动装置的特征在于：具备：一组或多组对置按压辊单元，上述对置按压辊单元由相互对置的、并在带锯条材料的宽度方向上夹着并按压上述带锯条材料的两个按压辊构成；以及对上述对置按压辊单元施加制动力的制动器，上述制动器为气隙式电磁制动器。

本实用新型的技术方案二的制动装置，其特征在于：上述制动器为磁滞式电磁制动器或磁粉式电磁制动器。

本实用新型的技术方案三的制动装置，其特征在于：上述对置按压辊单元的上述按压辊既可以正转也可以反转。

本实用新型的技术方案四的制动装置，其特征在于：上述对置按压辊单元的至少一方的按压辊的旋转轴通过传递机构与处于同轴或垂直轴上的上述制动器连接。

本实用新型的技术方案五的制动装置，其特征在于：上述对置按压辊单元的至少一方的按压辊的轴相对于与上述带锯条材料的行进方向垂直的方向朝向该行进方向倾斜。

本实用新型的技术方案六的制动装置，其特征在于：上述对置按压辊单元的至少一方的按压辊的轴相对于与上述带锯条材料的行进方向垂直的方向朝向该行进方向倾斜10″~10°。

本实用新型的技术方案七的制动装置，其特征在于：在上述对置按压辊单元的下侧设置有对上述带锯条材料的背面进行支撑的背面支撑机构。

本实用新型的技术方案八的制动装置，其特征在于：上述背面支撑机构为背面支撑台、背面支撑辊、或者背面支撑台与背面支撑辊的组合。

本实用新型的技术方案九的制动装置，其特征在于：上述背面支撑机构具有根据上述带锯条材料的状态调整上述背面支撑机构与上述带锯条材料的背面的抵接程度的背面支撑调整部件。

本实用新型的技术方案十的制动装置，其特征在于：上述带锯条材料为进行了分齿加工或者刀刃材料接合加工的带锯条材料的情况下，上述对置按压辊单元以不与上述带锯条材料的分齿弯曲位置或者刀刃材料接合位置干涉的方式按压上述带锯条材料。

本实用新型的技术方案十一的带锯条生产线的张力系统，其特征在于：具备权利要求1~10中任一项所述的制动装置。

本实用新型的技术方案十二的带锯条生产线的张力系统，其特征在于：上述制动装置设置于工作台上，该工作台设置于基座上，上述工作台具备通过调整上述工作台相对于上述基座的角度来调整上述对置按压辊单元相对于与上述带锯条材料的行进方向垂直的方向朝向该行进方向倾斜的倾斜角度的结构。

本实用新型的技术方案十三的带锯条生产线的张力系统，其特征在于：上述基座具有根据上述带锯条材料的倾斜程度或宽度调整上述基座的上下位置及倾斜角度的结构。

本实用新型的技术方案十四的带锯条生产线的张力系统，其特征在于：在上述带锯条生产线的张力系统中，在多个上述制动装置来对多条带锯条材料分别施加张力的情况下，两个相邻的上述制动装置以中心对称的方式进行设置。

本实用新型的技术方案十五的带锯条生产线的张力系统，其特征在于：上述制动装置设置于对上述带锯条材料进行热处理的装置的入口侧。

根据本实用新型的带锯条生产线的张力系统的制动装置，使用气隙式电磁制动器作为制动器，由于气隙式电磁制动器的励磁电流与转矩的关系为大致比例关系，因此能够根据气隙式电磁制动器的特性获得关于电信号与制动转矩之间的数值关系，进而能够对制动转矩进行精确的微调整。另外，由于气隙式电磁制动器的长期稳定性优良，因此能够充分对应需要长时间运行的带锯条生产线。

另外，由于对置按压辊单元的轴相对于与带锯条材料行进方向垂直的方向朝向该行进方向倾斜，所以能够产生将带锯条材料向带锯条材料背面按压的分力，因而带锯条材料不会在其宽度方向上晃动，并且在不会向向上浮起，姿势稳定。

附图说明

图1A是伸出分齿型带锯条的俯视示意图。

图1B是伸出分齿型带锯条的主视示意图。

图1C是伸出分齿型带锯条的侧视示意图。

图2A是拨片型带锯条的俯视示意图。

图2B是拨片型带锯条的主视示意图。

图2C是拨片型带锯条的侧视示意图。

图3是表示以施加一定张力的状态对带锯条材料进行加工的情况的最简单的装置的构成表示。

图4是现有技术的制动装置的剖视示意图。

图5是表示本实用新型的一个实施例的制动装置的立体示意图。

图6是表示本实用新型的一个实施例的制动装置的剖视示意图。

图7是表示对置按压辊单元的轴垂直于带锯条材料的行进方向的状态的示意图。

图8是表示对置按压辊单元的轴相对于与带锯条材料的行进方向垂直的方向朝向该行进方向倾斜的状态的示意图。

图9是作为气隙式电磁制动器的一个例子的磁粉式电磁制动器的特性图。

图中：1-带锯条材料，2、3-按压辊，4-摩擦板式制动器，10-基础基座，11、12—制动装置，13、14—带锯条材料，15、16、17、18—按压辊，19、44、45—铰链销，20—基础台，21—基座，22—台，23—按压力提供机构，24—对置按压辊单元，25—移动块，26—压缩弹簧，27—调节手柄，28、29—旋转轴，30、31—锥齿轮，32—气隙式电磁制动器，33—调整螺栓螺母，40、41—螺栓，42、43—背面支撑辊，46、47—调整螺栓。

具体实施方式

在本实用新型中，“带锯条材料”是指带锯条半成品，即在带锯条生产过程中的中间产品。因此，带锯条材料既可能为仅具有构成带锯条的主体材料的状态，也可能为进行切齿加工后的状态等各种状态。

另外，在本实用新型中，“辊”既可以是轴固定辊旋转的辊，也可以是轴与辊都旋转的辊，因此“轴”泛指这两种辊的轴，而“旋转轴”仅指后者的轴。

此外，“对置按压辊”是指利用两个辊在带锯条材料的大致宽度方向上夹紧并在厚度方向上按压带锯条材料的机构。

气隙（Air-gap）式电磁制动器包含磁粉式制动器以及磁滞式制动器。磁粉式也被称作磁性粒子式制动器。

以下，参照图5及图6对本实用新型的张力系统的制动装置的结构进行说明。图5是本实用新型的制动装置应用于带锯条材料生产线的张力系统时的立体示意图。图6是表示本实用新型的制动装置的剖视示意图。

如图5所示，在本实用新型中，作为张力系统的制动部分，在基础基座10上设置了两台制动装置11、12。制动装置11、12为相同的制动装置，分别对带锯条材料13、14施加张力，此外，制动装置11与12中心对称，且一部分处于重叠状态。因此，能够缩小两根带锯条材料13、14之间的间隔，从而缩小设置所需的空间，实现了带锯条生产线的紧凑化。

另外，由于以对置的方式设置相同的制动装置，所以两根带锯条材料13、14的行进方向相同时，制动装置11的按压辊15、16与制动装置12的按压辊17、18的旋转方向相反。

以下，参照图5及图6对制动装置11及12的具体构造进行说明，另外，由于制动装置11与12的构造相同，在图6中以制动装置11为例进行说明。

基础基座10上设置有基础台20，并且该基础台20能够通过调节设置于该基础台20的四角的调整螺栓螺母33来调节基础台20与基础基座10之间的角度。在基础台20之上设置有基座21，在基座21上设置有台22。并且，在台22上设置有对置按压辊单元24。

对置按压辊单元24由按压辊15及按压辊16构成，对置按压辊单元24在带锯条材料13的宽度方向上夹紧带锯条材料。按压辊15是沿带锯条材料的厚度方向无法移动的固定侧按压辊，按压辊16是能够在带锯条材料的厚度方向上移动的移动侧按压辊。按压辊16一侧设置有为按压辊16提供按压力的按压力提供机构23。

移动侧按压辊16设置于移动块25，移动块25具有能够以铰链销19为中心旋转移动的结构。按压力提供机构23包括压缩弹簧26与调节手柄27。压缩弹簧26产生的按压力作用于移动块25，进而设置于移动块25的按压辊16沿厚度方向按压带锯条材料13。另外，通过操作调节手柄27，能够对上述按压力的大小进行调整。

固定侧按压辊15以与旋转轴28一体旋转的方式固定。旋转轴28、29与锥齿轮30、31啮合并旋转。旋转轴29的一端连接有气隙式电磁制动器32。

另外，在图5及图6所示的实施例中，采用了旋转轴28与旋转轴29通过锥齿轮30、31啮合而连接的结构，即，旋转轴29垂直于旋转轴28的垂直传递的结构，但是也可以是在与旋转轴28的同轴地安装气隙式电磁制动器32的结构。

台22具有相对于带锯条材料的行进方向Y能够倾斜的结构。因此，在台22倾斜时，设置于台22的所有部件都会相应地相对于带锯条材料倾斜，对置按压辊24的轴也会相对于带锯条材料倾斜。

图7表示对置按压辊单元24的轴相对于与带锯条材料13的行进方向Y处于垂直状态的图，图8表示对置按压辊单元24的轴相对于与带锯条材料13的行进方向Y垂直的方向朝向该行进方向Y倾斜α的状态的图。

台22具有相对于带锯条材料的行进方向Y能够倾斜的结构，即，在本实施例中通过对螺合于台22的螺栓40、41进行调整，能够微调整台22相对于带锯条材料的行进方向Y的倾斜角度，进而能够调整设置于台22之上的对置按压辊单元24的轴相对于与带锯条材料13的行进方向Y垂直的方向朝向该行进方向Y的倾斜角度，即图8中的角度α的大小。

在对置按压辊单元24的下侧设置有作为支撑带锯条材料13的背面的背面支撑机构的背面支撑辊42、43，并且，背面支撑辊42、43具有能够根据带锯条材料13的倾斜、宽度来调整背面支撑辊42、43的上下位置的结构。即，为了获得良好的支撑效果，确保背面支撑辊42、43与带锯条材料13总是处于良好的抵接状态，优选背面支撑机构具有调整背面支撑机构与带锯条材料13的抵接程度的调整部件。

具体而言，背面支撑辊42以铰链销44为中心能够朝向图7的纸面在上下方向上旋转移动的结构，通过调整螺栓46能够微调整背面支撑辊42的上下位置，由此能够微调整背面支撑辊42与带锯条材料13的抵接程度。背面支撑辊43与背面支撑辊42的结构相同，能够通过调整螺栓47来调整背面支撑辊43与带锯条材料13的抵接程度。

另外，在本实施例中，虽然采用了配置两个背面支撑辊的结构，但是也可以是配置一个或三个以上的结构，另外，也可以代替背面支撑辊，使用背面支撑台的结构，当然也可以使用背面支撑辊与背面支撑台组合的结构。在背面支撑辊和/或背面支撑台为多个的情况下，优选将面支撑辊和/或背面支撑台设置在同一个保持架上，由此能够简化调整作业，提高调整精度。

另外，在带锯条材料13为进行了分齿加工或刀刃材料接合加工的带锯条材料时，齿尖部的厚度大于主体部的厚度，因而，优选对置按压辊单元24以不与分齿弯曲位置或者刀刃材料接合位置干涉的方式按压带锯条材料13的主体部。

在带锯条的生产线中，利用输送装置而行进的带锯条材料13被本本实施例的制动装置制动，从而在输送装置与制动装置之间产生一定的张力。带锯条材料13的背面被背面支撑辊42、43支撑并引导至对置按压辊单元24。带锯条材料13被按压辊15、16按压。

对置按压辊单元24与带锯条材料13之间因上述按压力产生摩擦力，由于带锯条材料13受输送装置作用处于行进状态，对置按压辊单元的按压辊15、16会因摩擦力作用而旋转。

对置按压辊单元24的按压辊15、16都为一端固定，一端为自由端的结构，所以由于加工精度、部件弯曲等，按压辊15、16容易出现自由端张开的情况。若自由端张开，则带锯条材料13容易向离开背面支撑辊42、43的方向浮起。此外，根据对置按压辊单元24的加工精度、组装精度等，对置按压辊单元24的轴有可能向与带锯条材料13的行进方向Y相反的方向倾斜，在这种情况下，带锯条材料容易向离开背面支撑辊42、43的方向浮起，进而从对置按压辊单元24脱离。

为了解决这个问题，在本实施例的制动装置中，有意使对置按压辊单元24的轴相对于与带锯条材料13的行进方向Y垂直的方向朝向该行进方向Y倾斜α，从而产生将带锯条材料13按压于背面支撑辊42、43的分力，防止了带锯条材料13向上浮起，确保了带锯条材料13在宽度方向上保持稳定的姿势。

对置按压辊单元24的倾斜角α优选为10″~10°。若小于10″，则难以产生足够的分力，无法发挥防止带锯条材料13浮起的作用，若超过10°，则产生过大的分力，作用于带锯条材料13的背面与背面支撑辊42、43的压力过大，有可能造成这双方的表面的损伤。

另外，若对置按压辊单元24的轴倾斜，为了维持良好的支撑效果，在本实施例中，在背面支撑机构中设置了调整背面支撑机构与带锯条材料的抵接程度的背面支撑调整部件，在背面支撑机构为背面支撑辊的情况下，通过调整背面支撑辊的上下位置来调整抵接程度，在背面支撑机构为背面支撑台的情况下，通过调整上下位置及角度来调整抵接程度。

对置按压辊单元24中的至少一方的按压辊通过上述传递机构与制动器连接，在本实施例中，按压辊15的旋转轴28通过锥齿轮30、31与在垂直方向上的气隙式电磁制动器32的旋转轴29连接，从而气隙式电磁制动器32的制动力传递到对置按压辊单元24的按压辊15上，进而传递给带锯条材料13，从而在上述的输送装置与制动装置11之间产生一定的张力。

另外，在本实施例中，考虑到在垂直方向上设置气隙式电磁制动器32的旋转轴能够节省空间，而通过锥齿轮30、31将按压辊15的旋转轴与气隙式电磁制动器32的旋转轴29垂直地啮合连接，但是也可以采用同轴连接的结构，同样能够获得良好的制动效果。

在需要较大的张力的情况下，可以设置多组与制动器连接的对置按压辊单元24，或者在带锯条材料的行进路线上设置多组本实施例的制动装置即可。

在本实施例的制动装置中，由于使用了气隙式电磁制动器，所以容易进行张力的微调整，能够获得数值性的指标，且能够保持长期稳定。

图8表示了作为气隙式电磁制动器的一个例子的磁粉电磁制动器的特性例，横轴表示励磁电流，纵轴表示传递转矩。由图8可知，在大范围内，转矩与励磁电流为大致比例关系，因此通过控制励磁电流就能够控制制动器的转矩。因而，容易进行张力的微调整和连续控制，并且能够根据所应用的气隙式电磁制动器的特性，换算出输入电信号与输出转矩之间的数值关系，进而提高控制精度。此外，气隙式电磁制动器具有良好的长期稳定性，非常适合需要长时间运行的带锯条生产线。

以上，本实施例的制动装置相较于上述的利用了张紧辊的张力系统，更加适合于仅需获得较小张力的张力系统，并且，适合于需要对张力大小进行微妙调整的带锯条生产线。

由于在带锯条的生产线中，连续热处理加工工序的淬火环节或者回火环节的带锯条材料的张力调整最为微妙，所需的精度较高，因此本实用新型的制动装置优选设置于连续热处理加工装置的入口侧。

当然，本实用新型不限于上述的实施例，本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的实质内容的范围内，进行适当的变更。

Claims (15)

1.一种制动装置，其用于带锯条生产线的张力系统，

上述制动装置的特征在于：

具备：一组或多组对置按压辊单元，上述对置按压辊单元由相互对置的、并在带锯条材料的宽度方向上夹着并按压上述带锯条材料的两个按压辊构成；以及

对上述对置按压辊单元施加制动力的制动器，

上述制动器为气隙式电磁制动器。

2.根据权利要求1所述的制动装置，其特征在于：

上述制动器为磁滞式电磁制动器或磁粉式电磁制动器。

3.根据权利要求1所述的制动装置，其特征在于：

上述对置按压辊单元的上述按压辊既可以正转也可以反转。

4.根据权利要求1所述的制动装置，其特征在于：

上述对置按压辊单元的至少一方的按压辊的旋转轴通过传递机构与处于同轴或垂直轴上的上述制动器连接。

5.根据权利要求1所述的制动装置，其特征在于：

上述对置按压辊单元的至少一方的按压辊的轴相对于与上述带锯条材料的行进方向垂直的方向朝向该行进方向倾斜。

6.根据权利要求5所述的制动装置，其特征在于：

上述对置按压辊单元的至少一方的按压辊的轴相对于与上述带锯条材料的行进方向垂直的方向朝向该行进方向倾斜10″~10°。

7.根据权利要求5所述的制动装置，其特征在于：

在上述对置按压辊单元的下侧设置有对上述带锯条材料的背面进行支撑的背面支撑机构。

8.根据权利要求7所述的制动装置，其特征在于：

上述背面支撑机构为背面支撑台、背面支撑辊、或者背面支撑台与背面支撑辊的组合。

9.根据权利要求7所述的制动装置，其特征在于：

上述背面支撑机构具有根据上述带锯条材料的状态调整上述背面支撑机构与上述带锯条材料的背面的抵接程度的背面支撑调整部件。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的制动装置，其特征在于：

上述带锯条材料为进行了分齿加工或者刀刃材料接合加工的带锯条材料的情况下，上述对置按压辊单元以不与上述带锯条材料的分齿弯曲位置或者刀刃材料接合位置干涉的方式按压上述带锯条材料。

11.一种带锯条生产线的张力系统，其特征在于：

具备权利要求1~10中任一项所述的制动装置。

12.根据权利要求11所述的带锯条生产线的张力系统，其特征在于：

上述制动装置设置于工作台上，该工作台设置于基座上，

上述工作台具备通过调整上述工作台相对于上述基座的角度来调整上述对置按压辊单元相对于与上述带锯条材料的行进方向垂直的方向朝向该行进方向倾斜的倾斜角度的结构。

13.根据权利要求12所述的带锯条生产线的张力系统，其特征在于：

上述基座具有根据上述带锯条材料的倾斜程度或宽度调整上述基座的上下位置及倾斜角度的结构。

14.根据权利要求11所述的带锯条生产线的张力系统，其特征在于：

在上述带锯条生产线的张力系统中，在多个上述制动装置来对多条带锯条材料分别施加张力的情况下，两个相邻的上述制动装置以中心对称的方式进行设置。

15.根据权利要求11-14中任一项所述的带锯条生产线的张力系统，其特征在于：

上述制动装置设置于对上述带锯条材料进行热处理的装置的入口侧。

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