CN218361301U - 一种可逆式精密铜箔轧制生产线 - Google Patents

Abstract

一种可逆式精密铜箔轧制生产线，可逆式精密铜箔轧制生产线包括20辊可逆轧机及依次对称设置在可逆轧机两侧的油雾冷却装置、X射线测厚仪、激光测速仪、板型辊、卷取机，其中卷取机驱动传动链中设置有磁流变液离合器，通过控制磁流变液离合器工作扭矩控制卷轴输出的轧制张力；板型辊采集信号反馈至可逆轧机用于板型控制，同时其采集信号还反馈至卷取机，精确控制卷取机驱动传动链中的磁流变液离合器的工作扭矩，实现对轧制张力的精确控制；该可逆式精密铜箔轧制生产线采用较小的负辊隙轧制力、高速轧制生产工艺，通过精确控制轧机入口张力、出口张力及轧制速度，充分保证了轧制后箔材的尺寸精度和残余应力。

Description

一种可逆式精密铜箔轧制生产线

技术领域

本实用新型涉及有色金属精密带箔材生产技术领域，具体涉及可逆式精密铜箔轧制生产线。

背景技术

现有国内双零压延铜箔材产品大部分为C1700系纯铜采用六辊系轧机轧制而成，多用于精密PCB板或柔性PCB的生产，产品种类单一，无法满足国内对合金铜双零箔产品的需求；当用六辊系轧机对铜合金进行双零箔轧时轧制时，由于的工作辊直径较大，同时铜合金轧制过程变形抗力较大，因此用六辊系轧机生产铜合金双零箔的效果并不理想；另外，由于国外厂商对六辊系轧机垄断程度较高，导致其购买成本也较高，因此利用成熟度更高、购买成本相对较低的二十辊系轧机（其工作辊直径也较六辊系轧机小）代替六辊系轧机，对铜合金进行双零箔轧，理论上是一个较好的选择。

之前曾有铜箔生产厂商尝试采用二十辊系轧机对铜合金进行双零箔轧，但轧制后铜合金箔材的尺寸精度和残余应力的控制效果并不理想，其原因在于：双零铜箔材的箔轧工艺是采用负辊隙轧制，其轧制工艺参数有两种控制方法：1、采用大负辊隙轧制力、慢速轧制，通过负辊隙轧制力保证轧制后箔材的尺寸精度和残余应力，此工艺参数控制相对简单，但该工艺也存在生产效率低、轧机轴承承载压力大，产出铜箔的尺寸精度和残余应力不稳定问题；2、采用较小的负辊隙轧制力、高速轧制，通过控制轧机入口张力、出口张力及轧制速度保证轧制后箔材的尺寸精度和残余应力，此种工艺生产效率高、轧机轴承承载压力小，但对工艺参数尤其是对轧机入口张力、出口张力及轧制速的控制精度要求极高，生产过程中一旦张力控制不良，容易导致生产出的铜箔尺寸精度和残余应力出现不稳定问题，严重时还会导致产生断带，致使生产被迫中断，严重影响企业正常生产，因此铜合金双零箔轧制过程的张力控制精度问题，成为国内“精密带箔材”行业亟待解决的问题之一。

实用新型内容

为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种可逆式精密铜箔轧制生产线；可逆式精密铜箔轧制生产线包括20辊可逆轧机及依次对称设置在可逆轧机两侧的X射线测厚仪、激光测速仪、板型辊、卷取机，其中卷取机驱动传动链中设置有磁流变液离合器，通过控制磁流变液离合器工作扭矩控制卷轴输出的轧制张力；板型辊采集信号反馈至可逆轧机用于板型控制，同时其采集信号还反馈至卷取机，精确控制卷取机驱动传动链中的磁流变液离合器的工作扭矩，实现对轧制张力的精确控制。

为了实现所述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：一种可逆式精密铜箔轧制生产线，包括可逆轧机、卷取机、板型辊、激光测速仪、X射线测厚仪；轧机为20辊可逆轧机；X射线测厚仪、激光测速仪、板型辊依次对称设置在可逆轧机两侧；板型辊采集信号反馈至可逆轧机用于板型控制，同时其采集信号还反馈至卷取机用于轧制过程的轧制张力控制。

进一步的，卷取机包括机架、卷轴、磁流变液离合器、变速箱、电机；卷轴转动设置在机架上，卷轴与电机之间依次通过磁流变液离合器、变速箱传动连接；在本实用新型的逆式精密铜箔轧制生产线技术方案中，改变了传统的通过控制卷轴与工作辊的转速差，或卷轴驱动电机的驱动扭矩来控制轧制张力的控制结构，而是采用磁流变液离合器的工作扭矩直接控制卷轴的扭矩，最终实现对轧制张力的控制，因此克服了传统张力控制结构的驱动系统传动链长、转动惯量大、响应速度慢、精度低的问题。

进一步的，卷轴与磁流变液离合器之间还设置有扭矩合成减速机；扭矩合成减速机包括一根扭矩输出轴和若干根扭矩输入轴，扭矩输出轴与若干根扭矩输入轴通过齿轮啮合连接，扭矩输出轴与扭矩输入轴之间设有固定的减速比；增加设置扭矩合成减速机的目的，是可以将若干个磁流变液离合器的工作扭矩合成更大的驱动扭矩，以克服现有磁流变液离合器工作扭矩偏小的问题。

进一步的，变速箱设有与扭矩合成减速机的扭矩输入轴数量相同的输出轴，变速箱的输出轴通过磁流变液离合器与扭矩合成减速机的扭矩输入轴连接，实现变速箱至扭矩合成减速机的多路扭矩传输。

进一步的，扭矩合成减速机的若干个扭矩输入轴与变速箱的若干输出轴之间，分别通过若干个磁流变液离合器传动连接，变速箱的输入轴与电机输出轴传动连接；若干个磁流变液离合器的工作扭矩通过扭矩合成减速机合成更大的驱动扭矩，驱动卷轴旋转，通过控制合成驱动扭矩最终控制卷轴输出的轧制张力；在卷取机的驱动系统传动链中设置多个磁流变液离合器的原因在于：现有磁流变液离合器所能提供的最大扭矩较小，而铜合金箔轧轧所需轧制张力较大，目前尚无法实现用一个磁流变液离合器为卷轴提供足够的工作扭矩。

进一步的，可逆轧机与X射线测厚仪之间还设置有油雾冷却装置；铜合金双零箔轧制过程中，可逆轧机入口端的铜箔上下面通过油雾冷却装置喷涂有轧制油，轧制油一方面在轧制过程中起到润滑作用，另一方面在轧制过程中变成油雾带走轧制过程的部分热量，以改善20辊可逆轧机辊系在工作过程中的散热问题。

由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型公开的一种可逆式精密铜箔轧制生产线，可逆式精密铜箔轧制生产线包括20辊可逆轧机及依次对称设置在可逆轧机两侧的油雾冷却装置、X射线测厚仪、激光测速仪、板型辊、卷取机，其中卷取机驱动传动链中设置有磁流变液离合器，通过控制磁流变液离合器工作扭矩控制卷轴输出的轧制张力；板型辊采集信号反馈至可逆轧机用于板型控制，同时其采集信号还反馈至卷取机，精确控制卷取机驱动传动链中的磁流变液离合器的工作扭矩，实现对轧制张力的精确控制；该可逆式精密铜箔轧制生产线采用较小的负辊隙轧制力、高速轧制生产工艺，通过精确控制轧机入口张力、出口张力及轧制速度，充分保证了铜合金双零箔材的尺寸精度和残余应力，从而实现对国外铜合金双零箔材的替代，解决了国内高端铜箔材生产的卡脖子问题。

附图说明

图1为可逆式精密铜箔轧制生产线结构示意图；

图2为卷取机传动结构示意图一；

图3为扭矩合成减速机结构示意图；

图4为卷取机传动结构示意图二。

图中：1、可逆轧机；2、卷取机；2.1、机架；2.2、中间品卷取机卷轴；2.3、扭矩合成减速机；2.3.1、扭矩输出轴；2.3.1.1、输出轴齿轮；2.3.1.2、输出轴联轴器；2.3.2、扭矩输入轴；2.3.2.1、输入轴齿轮；2.3.2.2、输入轴联轴器；2.4、磁流变液离合器；2.5、变速箱；2.6、电机；3、板型辊；4、激光测速仪；5、X射线测厚仪；6、油雾冷却装置；7、初始扭矩分配流程；8、磁流变液离合器工作扭矩排序流程；9、反馈控制循环流程。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本实用新型，公开本实用新型的目的旨在保护本实用新型范围内的一切技术改进。

一种可逆式精密铜箔轧制生产线，参见说明书附图1：包括可逆轧机1、卷取机2、板型辊3、激光测速仪4、X射线测厚仪5、油雾冷却装置6；轧机1为20辊可逆轧机；油雾冷却装置6、X射线测厚仪5、激光测速仪4、板型辊3依次对称设置在可逆轧机1两侧；板型辊3采集信号反馈至可逆轧机1用于板型控制，同时其采集信号还反馈至卷取机2用于轧制过程的轧制张力控制；

参见说明书附图2：卷取机2包括机架2.1、卷轴2.2、扭矩合成减速机2.3、磁流变液离合器2.4、变速箱2.5、电机2.6；卷轴2.2转动设置在机架2.1上，其右侧端部通过联轴器与扭矩合成减速机2.3的扭矩输出轴2.3.1固定连接；扭矩合成减速机2.3设有三个扭矩输入轴2.3.2，变速箱2.5设有三个输出轴，扭矩合成减速机2.3的三个扭矩输入轴2.3.2分别通过三个磁流变液离合器2.4与变速箱2.5的三个输出轴传动连接，其中扭矩合成减速机2.3的扭矩输入轴2.3.2与扭矩输出轴2.3.1之间通过齿轮啮合连接，设有1:1的减速比，磁流变液离合器2.4最大工作扭矩为2.0KN*m；变速箱2.5的输入轴与电机2.7传动连接；本实用新型可逆式精密铜箔轧制生产线是采用磁流变液离合器2.4直接控制卷轴2.2的扭矩来控制轧制张力，其工作原理为：卷轴2.2的驱动传动链中设置的三个磁流变液离合器2.4所提供的工作扭矩，通过扭矩合成减速机2.3的合成、放大后，为卷轴2.2提供驱动扭矩；通过板型辊3反馈信号轮流控制三个磁流变液离合器2.4中一个磁流变液离合器2.4工作扭矩的大小，达到精确控制驱动卷轴2.2的驱动扭矩的大小，从而保证在精密铜箔轧制生产过程中卷轴2.2所提供的轧制张力保持恒定；该轧制张力控制系统的工作原理，解决了传统轧制张力系统转动惯量大、响应速度慢、控制精度低的问题，因此可极大提高精密铜箔热轧过程中轧制张力的控制精度，确保了精密铜箔的尺寸精度的稳定性；特别说明的是：对于可逆轧机出口端的卷取机2，扭矩输入轴转速高于扭矩输出轴转速；对于可逆轧机入口端的卷取机2，扭矩输入轴转速低于扭矩输出轴转速；磁流变液离合器2.4扭矩输入轴与扭矩输出轴的转速差设置维持在负30rpm。

卷取机2另一种结构，参见说明书附图4：卷取机2包括机架2.1、卷轴2.2、磁流变液离合器2.4、变速箱2.5、电机2.6；卷轴2.2转动设置在机架2.1上，卷轴2.2与电机2.6之间依次通过磁流变液离合器2.4、变速箱2.5传动连接；此结构适用于对卷轴扭矩要求较小的使用情况。

本实用新型未详述部分为现有技术。

Claims (6)

1.一种可逆式精密铜箔轧制生产线，其特征是：包括可逆轧机（1）、卷取机（2）、板型辊（3）、激光测速仪（4）、X射线测厚仪（5）；可逆轧机（1）为20辊可逆轧机；X射线测厚仪（5）、激光测速仪（4）、板型辊（3）依次对称设置在可逆轧机（1）两侧；板型辊（3）采集信号反馈至可逆轧机（1）用于板型控制，同时其采集信号还反馈至卷取机（2）用于轧制过程的张力控制。

2.根据权利要求1所述可逆式精密铜箔轧制生产线，其特征是：卷取机（2）包括机架（2.1）、卷轴（2.2）、磁流变液离合器（2.4）、变速箱（2.5）、电机（2.6）；卷轴（2.2）转动设置在机架（2.1）上，卷轴（2.2）与电机（2.6）之间依次通过磁流变液离合器（2.4）、变速箱（2.5）传动连接。

3.根据权利要求2所述可逆式精密铜箔轧制生产线，其特征是：卷轴（2.2）与磁流变液离合器（2.4）之间还设置有扭矩合成减速机（2.3）；扭矩合成减速机（2.3）包括一根扭矩输出轴（2.3.1）和若干根扭矩输入轴（2.3.2），扭矩输出轴（2.3.1）与若干根扭矩输入轴（2.3.2）通过齿轮啮合连接，设有固定减速比。

4.根据权利要求3所述可逆式精密铜箔轧制生产线，其特征是：变速箱2.5设有与扭矩合成减速机（2.3）的扭矩输入轴（2.3.2）数量相同的输出轴。

5.根据权利要求4所述可逆式精密铜箔轧制生产线，其特征是：扭矩合成减速机（2.3）的若干个扭矩输入轴（2.3.2）与变速箱（2.5）的若干输出轴之间，分别通过若干个磁流变液离合器（2.4）传动连接；若干个磁流变液离合器（2.4）的工作扭矩通过扭矩合成减速机（2.3）合成更大的驱动扭矩，驱动卷轴（2.2）旋转，通过控制合成驱动扭矩最终控制卷轴（2.2）输出的轧制张力。

6.根据权利要求5所述可逆式精密铜箔轧制生产线，其特征是：可逆轧机（1）与X射线测厚仪（5）之间还设置有油雾冷却装置（6）。

Images