专利名称：皮带助卷器及利用其助卷冷带钢的方法
技术领域：
本发明属于带钢卷取配套技术领域，具体涉及一种皮带助卷器及利用其助卷冷带 钢的方法。
背景技术：
轧制的冷带钢带头需在卷取机上环绕3 5圈后才能张紧带钢卷取，通常用卷取 机的钳口夹住带头或使用皮带助卷器进行助卷。与轧机不同，由于冷带钢经平整机平整后 成为成品钢卷，需采用没有钳口的卷取机，此时不论带钢厚薄均需靠皮带助卷器助卷。常规的上卷取式皮带助卷器如图1所示。小车3在第一液压缸2的推动下在底 座1内滑行至卷取机卷筒7处，小车3上装有多个皮带轮5，皮带轮5上绕有环形皮带6，小 车3端部两侧装有初始位置在下方的转臂9，转臂9还装有一个皮带轮5，当小车3到达卷 筒位后转臂9在第二液压缸10的推动下向上方转动，使皮带6抱住卷取机卷筒7。皮带6 由第三液压缸4张紧，带钢在皮带6的夹持下咬入，带头贴紧卷取机卷筒7，随卷取机卷筒7 的旋转而绕紧在卷取机卷筒7上。当带头走出皮带包角范围后，失去了皮带的夹持力，于是 弹性回复，从卷取机卷筒7上松开，较薄的带钢弹性回复量大而较厚的带钢弹性回复量小。 带头前行到达与卷取机卷筒7保持固定距离的导板8处，一般为3 5层带钢厚度并留余 量，薄带钢因弹性回复量大受导板8压制，厚带钢不受压制，然后带头继续前行直至被第一 圈带钢导入而贴上卷取机卷筒7，随后被卷绕3 5圈完成助卷。平整机在出口处一般布置有立式张力辊，带钢导入卷取机的通道有上、下两个，下 通道走薄带钢，一般在1. 0 1. 2mm以内，上通道走中厚带钢及厚带钢。为让出通道，皮带 包角受到限制，一般为220 230°。带钢包角大于皮带包角，图2示意了不同厚度带钢的 包角和受力分析薄带钢因走下通道，且受导板压制使其与卷筒的切点向前延伸，包角E最 大；中厚带钢走上通道，也受导板压制，包角F居中；厚带钢走上通道而不受导板压制，包角 G最小。由图2还可见，因为带钢的刚性，在其咬入卷筒处曲率半径从切点向来料方向逐渐 增大，切线的斜率逐渐变小，法线方向随之变化，不同厚度的带钢导入点处的法线方向也不 同，带钢厚度越大对助卷越不利。由力学分析可知，要使带钢可靠地卷紧，导入点处带头所 受压力的方向，其方向近似于法线方向，与切点处卷筒半径方向的夹角应不大于90°。薄带 钢可满足上述要求，中厚带钢也勉强可以，而厚带钢不能。经验表明，对常用低碳钢材料而 言，1. 5 1. 6mm的厚度是一个临介点，而由于带钢自重的作用，下卷取比上卷取更为不利。 带钢不能包紧卷筒将使卷取张力波动，致使钢卷边部不齐，影响成品质量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述皮带助卷器的不足，而提供一种能适用于 多种产品规格、助卷冷带钢厚度由薄到厚的用于平整机的皮带助卷器。进一步地，本发明要解决的技术问题是提供一种能够适用于冷轧带钢最大厚度超 过2mm的冷轧平整机和热轧带钢最大厚度达4. 5mm的冷热兼容平整机的皮带助卷器。
此外，本发明还提供一种利用皮带助卷器助卷冷带钢的方法。本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为一种皮带助卷器，主要包括小车、底座、皮带、转臂、第一液压缸、第二液压缸、第三 液压缸、导板，其中，小车连接第一液压缸并能在第一液压缸的推动下沿底座在水平方向滑 动；小车端部两侧平行装有初始位置在下方的转臂，转臂与第二液压缸活动连接且能在第 二液压缸的推动下向上方转动；导板设置在转臂上方且与卷取机卷筒保持固定距离；皮带 由第三液压缸张紧或放松，转臂通过配置在其上的一个皮带轮带动皮带抱合卷取机卷筒或 从卷取机卷筒上松开；其特征在于所述转臂上端设置一个可以上下摇动的摇杆装置，所 述摇杆装置的端部设置滚轮。按上述方案，所述摇杆装置包括滚轮、横梁和两个摇杆两个摇杆互相平行且各摇 杆的一端分别活动连接在一侧转臂上；两个摇杆的另一端分别固定连接所述横梁并将横梁 夹固其中成为一体；横梁上装设所述滚轮。按上述方案，所述摇杆装置还包括两个第四液压缸，各摇杆分别与一个第四液压 缸的活塞杆活动连接，各第四液压缸的尾部与各侧转臂活动连接。按上述方案，所述滚轮的直径为60 100mm。按上述方案，所述滚轮为多个滚轮，且相互间距为200 400mm。按上述方案，所述滚轮为滚动轴承。按上述方案，滚轮对带钢带头的压力为2kN 4kN。按上述方案，第四液压缸的无杆腔工作压力超过设定值时必须能容许活塞杆后 退。按上述方案，所述导板与卷筒保持的固定距离为3 5层带钢厚度并留稍许余量。一种利用上述皮带助卷器助卷冷带钢的方法，其特征在于当助卷带钢为厚带钢 /中厚带钢时，摇杆装置摆上使滚轮压住带钢，成功助卷后再将摇杆装置摆下；当助卷带钢 为薄带钢时摇杆摆下以让出带钢通道。采用上述装置和方法后，不仅可以助卷厚带钢，使其有效包紧卷筒，减少卷取张 力波动，保证钢卷边部齐整，而且适用于包括冷轧带钢最大厚度超过2mm的冷轧平整机和 热轧带钢最大厚度达4. 5mm的冷热兼容平整机的多种平整机，助卷冷带钢厚度范围大幅增 大。
图1为现有皮带助卷器的结构示意图；图2为皮带助卷器助卷带钢时的受力分析和包角示意图；图3为本发明的皮带助卷器的结构示意图；图4为本发明的摇杆装置的L向结构示意图。附图中，各附图标记对应如下A-薄带钢导入点的法线方向、B-薄带钢导入点、C-薄/中厚带钢切点、D-厚带钢 切点、E-薄带钢包角、F-中厚带钢包角、G-厚带钢包角、H-厚带钢导入点的法线方向、K-中 厚带钢导入点的法线方向、M-厚带钢导入点、N-中厚带钢导入点、1-底座、2-第一液压缸、
43-小车、4-第三液压缸、5-皮带轮、6-皮带、7-卷取机卷筒、8-导板、9-转臂、10-第二液压 缸、11-第一销轴、12-摇杆、13-第四液压缸、14-第二销轴、15-第三销轴、16-滚轮、17-横
M
TTC。
具体实施例方式下面结合附图及各实施例进一步说明本发明。本发明的皮带助卷器主要部分的结构如图3所示，省略部分的结构与图1相同主 要包括小车3、底座1、环形皮带6、转臂9、第一液压缸2、第二液压缸10、导板8、第三液压 缸4，其中，小车3连接第一液压缸2并能在第一液压缸2的推动下沿底座1在水平方向滑 动至卷取机卷筒7处，小车3上装有多个皮带轮5 ；小车3端部两侧平行装有初始位置在下 方的转臂9，转臂9与第二液压缸10活动连接且能在第二液压缸10的推动下向上方转动； 导板8设置在转臂9上方且与卷取机卷筒7保持固定距离；环形皮带6由第三液压缸4张 紧或放松，转臂9通过配置在其上的一个皮带轮5带动皮带6抱住卷取机卷筒7或从其上 松开；转臂9上端设置一个可以上下摇动的摇杆装置，摇杆装置端部设置滚轮16。所述摇杆装置还包括横梁17和两个摇杆12 在两侧的转臂9外侧各加工一个孔 作为摇杆装置的旋转中心，两个摇杆12互相平行且各摇杆12的一端分别通过第一销轴11 铰接在一侧转臂9上；两个摇杆12的另一端通过企口和螺栓分别固定连接所述横梁17并 将横梁17夹固其中成为一体；横梁17上装设所述滚轮16。摇杆装置由装在两侧转臂上的 两个第四液压缸13推动，第四液压缸13尾部通过第二销轴14铰接在转臂9上，活塞杆端 部通过第三销轴15铰接在各侧摇杆12上。滚轮的间距为200 400mm以保证能压住各种宽度规格的带钢。滚轮直径取60 100mm，在不产生干涉的前提下取较大值，以便采用滚轮先压下、 卷筒后卷取的简便操作模式而又不产生卡阻。为了减小摩擦力使得助卷更加可靠，滚轮也可以采用滚动轴承。导板8与卷筒7保持的固定距离为3 5层带钢厚度并留稍许余量。由于滚轮压住带钢后，随着带钢的卷绕将迫使滚轮后退，所以第四液压缸13的无 杆腔工作压力必须限定，液压系统的设计必须保证第四液压缸13的无杆腔工作压力超过 限定值时能容许活塞杆后退。由图3可见，采用本发明后，厚带钢切点D在滚轮16附近，由滚轮16与卷取机卷筒 7的接触点处向导板8的方向偏转，偏转角度约为4 7°，厚带钢导入点M处带头所受压 力的方向与厚带钢切点D处卷筒半径方向的夹角远小于90°，因而可以有效卷取厚带钢； 在设定滚轮对带钢压力时，为了延长滚轮及助卷设备的使用寿命尽量取较小压力值，虽然 滚轮对带钢的压力较小时带钢包角也减小，但是力学计算表明，对通常材料无论带钢厚薄， 滚轮对带头取较小的压力如2kN 4kN时，带钢包角之间的差别仅为4 7°，与上述的偏 转角度相当，带钢包角损失很小，对助卷的不利影响相对较小，因而滚轮对带钢的压力可在 2kN 4kN这个很大的范围内取较小值而不影响带钢包紧卷筒。该皮带助卷器助卷冷带钢的方法为当带钢走上通道也即助卷带钢为厚带钢/中 厚带钢时，摇杆装置摆上使滚轮压住带钢，从而大幅增加带钢包角，成功助卷后再将摇杆装 置摆下；当带钢走下通道也即助卷带钢为薄带钢时，摇杆摆下以让出带钢通道。
权利要求
1.一种皮带助卷器，主要包括小车、底座、皮带、转臂、第一液压缸、第二液压缸、第三 液压缸、导板，其中，小车连接第一液压缸并能在第一液压缸的推动下沿底座在水平方向滑 动；小车端部两侧平行装有初始位置在下方的转臂，转臂与第二液压缸活动连接且能在第 二液压缸的推动下向上方转动；导板设置在转臂上方且与卷取机卷筒保持固定距离；皮带 由第三液压缸张紧或放松，转臂通过配置在其上的一个皮带轮带动皮带抱住卷取机卷筒或 从卷取机卷筒上松开；其特征在于所述转臂上端设置一个可以上下摇动的摇杆装置，所 述摇杆装置端部设置滚轮。
2.根据权利要求1所述的皮带助卷器，其特征在于所述摇杆装置还包括横梁和两个摇 杆；两个摇杆互相平行且各摇杆的一端分别活动连接在一侧转臂上；两个摇杆的另一端分 别固定连接所述横梁并将横梁夹固其中成为一体；横梁上装设所述滚轮。
3.根据权利要求2所述的皮带助卷器，其特征在于所述摇杆装置还包括两个第四液压 缸，各摇杆分别与一个第四液压缸的活塞杆活动连接，各第四液压缸的尾部与各侧转臂活 动连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的皮带助卷器，其特征在于所述滚轮的直径为60 IOOmm。
5.根据权利要求1或2或3所述的皮带助卷器，其特征在于所述滚轮为多个，且相互间 距为200 400mm。
6.根据权利要求1或2或3所述的皮带助卷器，其特征在于所述滚轮为滚动轴承。
7.根据权利要求1或2或3所述的皮带助卷器，其特征在于滚轮对带钢带头的压力为 2kN 4kN。
8.根据权利要求1或2或3所述的皮带助卷器，其特征在于所述导板与卷取机卷筒保 持的固定距离为3 5层带钢的厚度并留稍许余量。
9.根据权利要求3所述的皮带助卷器，其特征在于第四液压缸的无杆腔工作压力超过 限定值时能容许活塞杆后退。
10.一种利用权利要求1-9之一所述皮带助卷器助卷冷带钢的方法，其特征在于当助 卷带钢为厚带钢/中厚带钢时，摇杆装置摆上使滚轮压住带钢，成功助卷后再将摇杆装置 摆下；当助卷带钢为薄带钢时摇杆摆下以让出带钢通道。
全文摘要
本发明涉及一种皮带助卷器和利用其助卷冷带钢的方法，皮带助卷器的小车连接第一液压缸并能在第一液压缸的推动下沿底座在水平方向滑动，小车端部两侧平行装有初始位置在下方的转臂，转臂与第二液压缸活动连接且能在第二液压缸的推动下向上方转动；导板设置在转臂上方且与卷筒保持固定距离；皮带由第三液压缸张紧或放松，转臂通过配置在其上的一个皮带轮带动皮带抱住卷筒或从其上松开；转臂上端设置一个可以上下摇动的摇杆装置，摇杆装置端部设置滚轮。采用上述装置和方法后，不仅可以助卷厚带钢，使其有效包紧卷筒，保证钢卷边部齐整，而且适用于多种平整机，助卷冷带钢的厚度范围大幅增大。
文档编号B21C47/34GK102120229SQ20101058757
公开日2011年7月13日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者严裕宁, 郭利华 申请人:中冶南方工程技术有限公司