帶鋼處理線一種伸縮式上套筒裝置

摘 要：本文介紹一種伸縮式上套筒裝置，此裝置配合出口段卸卷小車上的中心檢測裝置，可以有效解決由于鋼卷與套筒間直徑差異過大引起的空間不足問題，以及套筒中心定位不準引起的定位問題。

關鍵詞：帶鋼處理線;套筒;伸縮式上套筒裝置;鋼卷小車;中心檢測裝置

0 引言

本裝置屬于冶金設備，涉及一種用于帶鋼處理生產線新型的上套筒裝置。帶鋼處理線主要包括針對碳鋼的酸洗線、連續退火線、鍍鋅線、重卷線等，近年來還發展出針對鋁材的涂油和彩涂處理線。由于各處理線板厚一般都比較薄，常規厚約0.9mm以下的卷取需要用到鋼制套筒，其作用主要有兩個，一是防止卷材內圈塌卷，二是防止內圈變形。本文僅介紹出口段的上套筒設備，其對入口段的卸套筒裝置設計具有很大的借鑒作用，可參照其做適當修改即可。

1 工作原理

帶鋼處理線出口段的上套筒裝置，其主要功能是將套筒從套筒存放架上放到鋼卷小車的鞍座上，然后鋼卷小車橫移和提升將套筒套到卷取機芯軸上，進行后續的卷取工作。套筒存放架需要有一定的坡度，坡向鋼卷小車，坡度要適中，太大鋼制套筒速度過快沖擊大，太小速度慢影響生產效率，常規取1.5°為宜。存放架要能同時存放多個套筒，以適應快節奏的生產需要。套筒要能保證按順序一個一個依次放到鋼卷小車上，因此存放架上需要有一套活動翻板，放下第一個套筒的同時能擋住后一個套筒。存放架對面要有一套伸縮式擋板，采用彈性表面材料，當套筒滾落到鋼卷小車的鞍座上時及時擋住并吸收沖擊能量，避免套筒滾落地面并消除噪聲。在鋼卷小車上的套筒要盡可能保證在小車鞍座的中心位置，以便依靠小車的橫移定位系統保證套筒中心處于卷取機芯軸和軋制線的中心。

2 問題描述和分析

現有帶鋼處理線較多地采用固定式存放架，能夠存儲三四個或更多個套筒，采用天車吊裝。存放架前端需要盡可能靠近鋼卷小車上的鞍座，以利于套筒釋放，同時存放架上會有一套手動對中裝置。此種設計能適應部分生產線，但是對于鋼卷和套筒直徑差異比較大的場合則無法使用，當卸卷小車把較大鋼卷從芯軸上取下并橫移時會與固定式的套筒存放架前端產生干涉。另外手動對中裝置需要人工操作，采用天車吊裝需要人工輔助且效率低。而且由于鋼制套筒一般超過1噸，重量很大，手動操作需耗費大量時間和體力，效果比較差。其他還有采用車間天車或單軌吊車的形式，雖然能精確控制讓起吊裝置橫移到套筒的正上方，但因為其提升機構往往為柔性的鋼絲繩帶夾鉗，無法自動抓取套筒，需要地面人工輔助。即使采用剛性夾鉗系統，也往往因為在鋼卷車鞍座上的套筒可供抓取的面積太小，也無法自動抓取套筒。

各帶鋼處理線產品的最大卷徑、最小卷徑，套筒直徑，作為重要的設計參數或保證值是項目技術規格書早已確定的。卷取機芯軸中心標高受制于軋制線標高、卷取機的尺寸、周圍設備布置及上下卷取工藝要求，也基本不能隨意改變。鋼卷與套筒半徑的差值決定了鋼卷小車的軌道標高和提升行程。如果該差值過大，接近已有鋼卷小車的極限提升行程，意味著鋼卷小車鞍座的最低位也很靠近最大鋼卷底部，此時位于小車橫移坑道旁邊的固定套筒存放架端部會與較大的鋼卷產生干涉。

3 設計改進

鑒于以上的技術缺點，我公司設計開發出一種可伸縮式上套筒裝置，并且在實際的應用中驗證了其有效性。其布置視圖見圖一。

需要往鋼卷小車的鞍座上裝載套筒時，首先鋼卷小車向套筒存放架橫移，小車前端裝有光電開關，帶著光電開關照射套筒，其發射的激光被套筒反射回來時光電開關收到反饋信號。根據反射持續時間和小車行走速度，電氣控制系統可自動計算被照射套筒的長度，再根據反射開始和結束位置，可得到套筒的中心位置，檢測完畢小車停到套筒的中心位置，并提升其鞍座到接納套筒的高位。然后套筒存放架上的液壓缸動作帶動套筒存放架橫移，靠近小車鞍座。

套筒存放架在小車坑道對面的擋板伸出靠近小車鞍座，此時存放架上的翻板機構可以旋轉，使最前端一個套筒滾下，被對面的擋板擋住落到小車鞍座上，同時翻板機構尾部翹起擋住后面一個套筒。可采用一個翻板液壓缸，通過連桿機構，同時驅動多個翻板同時動作，向前一個一個依次傳輸套筒。然后鋼卷小車可帶著套筒橫移將其套到卷取機芯軸上，由于小車鞍座中心與套筒中心一致，保證了芯軸上的套筒與軋制中心線一致。當鋼卷卷取完畢，小車從芯軸上將鋼卷取下時，套筒存放架提前縮回，留給大鋼卷足夠的空間，避免發生干涉。

本裝置可采用叉車或自動化運輸車（AGV）運輸套筒，可一次裝填2個，節省了時間，提高了效率。

4 技術參數

上套筒裝置主要技術參數見表1：

5結論

本裝置已成功運用到實際的板材處理生產線中，如沙特國有礦業公司的一條鋁卷化學熱處理線。經實踐證明，該裝置質量可靠，定位準確，運行穩定，提高了自動化程度，節省了人力物力。

參考文獻：

[1] 王廷溥主編，《現代軋鋼學）》，冶金工業出版社，2014年。

[2] 付作寶主編，《冷軋薄鋼板生產》，冶金工業出版社，2009年。

[3] 周家林主編，《材料成型設備》，冶金工業出版社，2010年。

[4] 胡國棟主編，《板帶材生產工藝及設備》，冶金工業出版社，2008年。

作者簡介：

滕永志（1982年8月 ），男，籍貫：山東乳山人，漢族，現職稱：中級工程師，學歷：本科，研究方向：從事冶金機械設計工作。