一种立式高速旋转冷轧盘卷上料装置的制作方法

1.本发明涉及钢铁冶金技术领域，具体涉及一种立式高速旋转冷轧盘卷上料装置。


背景技术：

2.上世纪八十年代我国开始用冷轧方法生产带肋螺纹钢筋，用热轧普碳钢或低合金盘卷作原料，因其产品性能优于传统的冷拔钢丝，冷轧技术和生产规模得到了快速发展，随着轧机技术的进步和新装备的研发，冷轧速度不断提高，从最初的200米/分提高到目前的800米/分左右；轧制速度的提高增加了产量，提高了经济效益，同时也对传统的工艺和设备提出了新的课题；从目前大多数生产厂家来看，均暴露出一个瓶颈问题，即盘卷上料装置不能适应日益提高的轧机速度，上料时经常出现线材打结和拉断的现象，引起轧线停机，严重影响生产效率和经济效益。
3.目前使用的盘卷上料装置主要有以下这种方式：上料台架(存储盘卷)、转运小车、升降托盘和卷芯架；这种上料方式是将原料盘卷套在卷芯架上，由夹送辊或轧机牵引线材呈螺旋形上升，不能将盘卷自动打开，容易出现打结或拉断，此种上料装置在800米/分左右的生产线上还能勉强维持使用，但拉断的现象频繁发生；对于大于800米/分的轧制速度，此种上料装置已无法与轧机速度相匹配；可见，目前亟待需要解决冷轧上料普遍存在的原料打结和拉断的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提出了一种立式高速旋转冷轧盘卷上料装置，能够有效解决因轧机速度高导致在垂直拉升盘卷时而引起的线材打结、乱圈和折断现象，为冷轧线材轧制提高速度、增加产量、提高效益提供了可靠的技术保障。
5.本发明的技术方案是：
6.一种立式高速旋转冷轧盘卷上料装置，包括基座，其特征在于，在所述基座上竖直设置有旋转上线机构，所述旋转上线机构包括安装机构和若干个旋转臂，若干个所述旋转臂呈圆周均布安装在所述安装机构上，其圆周中心与所述安装机构同心设置；所述旋转臂的底端入线口位于圆周回转线上，并且所述旋转臂的圆周回转直径与上料盘卷的直径一致；所述基座上还安装有用于驱动所述旋转上线机构转动的驱动机构，所述驱动机构与旋转上线机构之间通过转动装置传动连接，所述旋转上线机构安装在所述转动装置上。
7.优选的，所述旋转臂包括两个对应且平行设置的弧形板，两个所述弧形板之间的水平间距大于盘卷线材的直径，并且两个所述弧形板形成的侧面开口方向指向圆周回转中心线；在所述弧形板之间安装有若干组均匀分布的导辊组，所述导辊组包括两个对称设置的导辊，所述导辊转动安装在所述弧形板之间，并与两个所述弧形板垂直设置。
8.优选的，所述安装机构包括用于安装所述旋转臂的安装盘以及用于与所述转动装置安装连接的圆管，所述圆管与安装盘之间通过汇集管连接，并且所述圆管、安装盘和汇集管之间相互贯通连接。
9.优选的，所述汇集管内开设有呈喇叭状的空腔，其喇叭状内腔的大开口端与所述安装盘连接，小开口端与所述圆管连接。
10.优选的，所述转动装置包括机箱，所述机箱内设置有用于安装所述旋转上线机构的空心轴，所述空心轴竖直转动安装在所述机箱内，并在所述空心轴的外壁上固定套设有锥齿轮一；所述机箱内还设置有与所述锥齿轮一啮合安装的锥齿轮二，所述锥齿轮二通过传动轴与所述驱动机构连接传动；所述传动轴通过角接触轴承转动安装在所述机箱上，并且所述传动轴通过联轴器与所述驱动机构连接。
11.优选的，所述空心轴的外壁上安装有用于限定所述锥齿轮一位置的齿轮锁紧螺母；所述空心轴的上下两端分别通过内圈无挡边圆柱滚子轴承和双列圆锥滚子轴承转动安装在所述机箱上；所述双列圆锥滚子轴承的圆周侧壁与机箱之间设置有磨削垫片。
12.优选的，所述导辊包括同轴设置的芯轴和辊子，所述辊子通过单列圆锥滚子轴承转动套设在所述芯轴上；所述芯轴的两端安装有用于固定所述导辊的轴端挡板；所述芯轴上还安装有透盖，所述透盖与辊子通过螺栓固定，并且在所述透盖与辊子之间安装调整垫片。
13.本发明的有益效果：
14.本发明提供的一种立式高速旋转冷轧盘卷上料装置，通过采用多条旋转臂，保证了装置结构上的对称，达到高速旋转时离心力的相互平衡，使装置运行旋转起来后没有附加力或是使附加力减小，保证了旋转臂的运行平稳；同时多条旋转臂互相调换使用，减轻了导辊的磨损，如一条旋转臂离线维修时另一条旋转臂仍可继续工作，并且在上料过程中还可以从旋转臂的侧面贯穿盘卷线材的上料情况，并在旋转臂出现故障后，能够快速的将盘卷线材从故障的旋转臂中转移到状态良好的旋转臂中继续进行上料工作，避免了对盘卷线材的切断和重新上料；通过驱动机构的主动正反向旋转功能，旋转速度无极可调，可适应的轧机速度范围较宽，高低速轧机上料均可适应；通过驱动机构带动旋转臂绕盘卷线圈圆周方向顺应线圈开卷趋势主动转动，盘卷开卷顺畅，线材伸展自然，克服了目前因轧机速度高导致在垂直拉升盘卷时而引起的线材打结、乱圈和折断现象，为冷轧线材轧制提高速度、增加产量、提高效益提供了可靠的技术保障。
附图说明
15.图1为本发明提供的立式高速旋转冷轧盘卷上料装置整体结构示意图；
16.图2为本发明提供的实施例一旋转上线机构结构示意图一；
17.图3为本发明提供的实施例一旋转上线机构结构示意图二；；
18.图4为图2中a-a向结构示意图；
19.图5为本发明提供的实施例二旋转上线机构俯视示意图；
20.图6为本发明提供的转动装置结构示意图；
21.图7为本发明提供的导辊结构示意图；
22.图8为图6中空心轴c向示意图；
23.图9为本发明提供的导管结构示意图；
24.图10为本发明提供的导向输出机构结构示意图一；
25.图11为本发明提供的导向输出机构结构示意图二；
26.图12为图11侧视结构示意图；
27.图13为图1中b-b向结构示意图；
28.图中，1、锥形罩；
29.2、旋转上线机构；
30.21、旋转臂；211、弧形板；212、安装插槽一；
31.22、汇集管；
32.23、圆管；231、键；
33.24、安装盘；
34.25、加强筋版；
35.3、基座；
36.4、转动装置；401、机箱；402、空心轴；403、锥齿轮一；404、齿轮锁紧螺母；405、锥齿轮二；406、外圈无挡边圆柱滚子轴承；407、传动轴；408、角接触轴承；409、锁紧圆螺母；410、双列圆锥滚子轴承；411、挡油环；412、轴承锁紧螺母；413、内圈无挡边圆柱滚子轴承；414、键槽；415、螺栓孔；416、磨削垫片；
37.5、导向输出机构；501、支座；502、安装板；503、安装插槽二；
38.6、导管；601、固定板；602、定位孔；
39.7、联轴器；701、联轴器保护罩；
40.8、驱动机构；801、驱动支架；
41.9、导辊；901、芯轴；902、轴端挡板；903、透盖；904、辊子；905、单列圆锥滚子轴承；906、调整垫片；907、油封；908、油杯。
具体实施方式
42.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
43.需要理解的是，术语“水平、竖直、顶面、底面、顶端、底端、两端、上方、下方”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
44.如图1至图13所示，本发明为一种立式高速旋转冷轧盘卷上料装置，与夹送辊或轧机配合使用，原料盘卷拉升的动力来自夹送辊或轧机，在夹送辊或轧机牵引盘条的同时，本发明上料装置提供旋转运动和拨动线材的圆周力，盘卷在轧机拉力和本发明上料装置圆周力的共同作用下，由盘卷的环形线圈转变成直条状态；其中，本发明的上料装置包括水平放置的基座3，在基座3上安装有竖直设置的旋转上线机构2，旋转上线机构2位于盘卷的正上方，并且绕盘卷的中心轴线旋转，用于对盘卷线材进行提升输送；旋转上线机构2包括安装机构和若干个呈圆周均布在安装机构上的旋转臂21，通过旋转上线机构2的整体旋转，带动若干个旋转臂21绕其形成的圆周中心进行同步的回转，并且旋转臂21的底端入线口位于回转圆周线上；在旋转臂2的底部入线口处还安装有锥形罩1，便于将线材引入进旋转臂2中；此外，旋转臂21的回转直径与上料盘卷的直径相一致，使旋转臂21入线口的旋转轨迹与上
料盘卷的外径相匹配，保证旋转臂21的入线口始终保持在上料盘卷圆周直径的正上方，防止线材在升展时出现螺旋情况，避免了线材因打结而拉断，便于盘卷线材完整的通过和输送；同时，通过设置多个旋转臂21，使其之间能够互相调换使用，减轻了导辊的磨损，如一条旋转臂21离线维修时，另一条旋转臂21仍可继续工作，在规定的时间内能够显著的提高工作效率；另外的，在基座3上还安装有驱动机构8，驱动机构8与旋转上线机构2之间通过转动装置4连接传动，旋转上线机构2安装进转动装置4中，通过驱动机构8对转动装置4进行驱动，进而使转动装置4带动旋转上线机构2进行轴向旋转，在本发明实施例中，驱动机构8为电动机，电动机通过驱动支架801固定安装在基座3上，并且电动机具有正反向旋转、电磁制动和无机调速的功能，进而使旋转臂12入线口的旋转线速度与夹送辊的线速度或轧制机轧制速度保持一致，便于盘卷线材的进入和输送。
45.进一步的，如图2至图4所示，在本发明具体实施例一中，旋转臂21设置有四个，其中，旋转臂21包括两个对应且平行设置的弧形板211，两个弧形板211之间的水平间距大于盘卷线材的直径，并且在两个弧形板211之间安装有若干组均匀分布的导辊组，每组导辊组均包括两个对称设置的导辊9，通过两个弧形板211和若干个导辊9共同形成用于盘卷线材穿过的通道，并且通过两个对应平行设置的弧形板211形成的旋转臂21，便于从旋转臂21的侧面空隙中观察盘卷线材的通过情况，若一个旋转臂21在工作时出现故障或磨损后，通过拆卸一侧导辊9即可实现将盘卷线材从故障的旋转臂21中转移到另一个能够正常工作的旋转臂21中，避免了将盘卷线材裁断或重新上料的过程，提高了工作效率；此外，导辊9转动安装在两个弧形板211之间，并沿其自身轴线方向进行转动，且导辊9的中部还开设有用于放置线材并使其穿过的弧形槽，其作用是一方面在线材通过旋转臂2时对盘卷线材提供限位导向的作用，并减小摩擦阻力，另一方面，通过上下对应对称设置的导辊9，在盘卷线材通过时对盘卷线材起到矫正作用，使盘卷线材得到初步拉直；另外的，在弧形板211的两侧边缘位置处开设有若干个均匀且对称分布的安装插槽一212，用于安装导辊9；在旋转臂21之间还安装有加强筋板25，用于对旋转臂21进行固定支撑，避免旋转臂21发生变形断裂；在加强筋板25上还开设有圆形或方形的通孔，用于减轻旋转臂21的整体重量，以减小其转动惯量。
46.进一步的，如图2至图4所示，在本发明中，旋转上线机构2中的安装机构包括用于安装旋转臂21的安装盘24，以及用于与转动装置4连接传动的圆管23；其中，安装盘24还用于安装在转动装置4上，当圆管23安装进转动装置4中后，安装盘24固定连接在转动装置4上，通过安装盘24对旋转臂21的位置进行固定，进而使整体的旋转臂21安装在转动装置4上；旋转臂21的顶端固定在安装盘24的底面上，并且每个旋转臂21均与安装盘24相连通，以使盘卷线材能够从旋转臂21中进入到安装盘24中；此外，圆管23竖直设置，并与安装盘24同轴设置，且位于安装盘24的上方；另外的，在圆管23与安装盘24之间通过竖直设置的汇集管22连接，并且圆管23、安装盘24和汇集管22相互连通，以便盘卷线材能够通过。
47.进一步的，如图2所示，在本发明中，汇集管22内开设有呈喇叭状的空腔，喇叭状空腔的大开口端与安装盘24连接，其小开口端与圆管23连接，通过设置喇叭状的空腔，使盘卷线材在进入到汇集管22中时，对其进行初步的导向定位，使盘卷线材变为竖直状态并与位于圆管23的中心轴线上，让盘卷线材更平顺的从圆管23中通过。
48.还需说明的是，如图6所示，在本发明中，转动装置4包括固定安装在基座3上的机箱401，在机箱401内设置有用于安装旋转上线机构2的空心轴402，空心轴402竖直设置，并
且空心轴402转动安装在机箱401内，通过空心轴402的转动，来带动旋转上线机构2的轴向旋转；此外，在空心轴402的圆周外壁上固定套设有锥齿轮一403，通过锥齿轮一403的转动，来带动空心轴402与其同步转动；在机箱401内安装有与锥齿轮一403相互啮合的锥齿轮二405，锥齿轮二405通过外圈无挡边圆柱滚子轴承406转动安装在机箱401上，通过设置外圈无挡边圆柱滚子轴承406用来承受锥齿轮二405的径向载荷；锥齿轮二405通过传动轴407与驱动机构8连接，通过驱动机构8带动传动轴407转动，进而带动锥齿轮二405转动，通过锥齿轮二405与锥齿轮一403的啮合作用，实现锥齿轮一403与锥齿轮二405同步转动，在本具体实施例中，锥齿轮一403与锥齿轮二405的传动速比范围在2-4之间；另外的，传动轴407水平设置，并通过角接触轴承408转动安装在机箱401上，通过设置角接触轴承408用以承受传动轴407的径向和轴向联合载荷；传动轴407的一端与锥齿轮二405固定连接，另一端通过联轴器7与驱动机构8连接传动，在联轴7的外部设置联轴器保护罩701，用于对联轴器7进行保护。
49.进一步的，如图6所示，在本发明中，空心轴402的外壁上固定安装有齿轮锁紧螺母404，齿轮锁紧螺母404位于锥齿轮一403的下方，用于对锥齿轮一403位置的进行限定；此外，在空心轴402的上下两端分别通过内圈无挡边圆柱滚子轴承413和双列圆锥滚子轴承410转动安装在机箱401上，内圈无挡边圆柱滚子轴承413和双列圆锥滚子轴承410的外圈安装在机箱401上，内圈无挡边圆柱滚子轴承413和双列圆锥滚子轴承410的内圈套设在空心轴402上；其中，上端的内圈无挡边圆柱滚子轴承413用于承受空心轴402的径向力，下端的双列圆锥滚子轴承用于承受空心轴402的轴向力；另外的，在双列圆锥滚子轴承410的圆周侧壁与机箱401内壁之间设置有磨削垫片416，通过设置磨削垫片416，使双列圆锥滚子轴承410与机箱401之间产生的侧隙通过磨削垫片416的磨削减薄调整至合适尺寸，此时的锥齿轮一403及空心轴402在轴向上的微量移动是通过内圈无挡边圆柱滚子轴承413内圈窜动来实现；在双列圆锥滚子轴承410的下方还设置有挡油环411，挡油环411位于机箱401与空心轴402之间，用于密封润滑油，防止润滑油从箱体底板上的孔溢出。
50.进一步的，如图1、图2、图6、图8、图9和图13所示，在本发明中，圆管23伸入安装进空心轴402的内腔中，在圆管23的侧壁上固定安装有竖直设置的键231，在空心轴402的内腔侧壁上开设有用于适配键231安装的键槽414，键槽414竖直设置，通过将键231安装进键槽414中，使旋转上线机构2与空心轴402之间的相对位置进行限定，依靠键231来传递扭矩，使空心轴402带动旋转上线机构2一起转动；并且圆管23外圆柱面的中部尺寸小于其端部尺寸，其作用是为了减小圆管23与转动装置4的配合面，降低了加工精度，节省制造成本；此外，在空心轴402的内腔中还安装有导管6，导管6通过固定板601固定安装在空心轴402的内腔中，固定板601上开设有用于安装固定螺栓的定位孔602，固定板601通过固定螺栓固定在空心轴402的内腔中；此外，导管6与圆管23上下对应设置，导管6位于圆管23的正上方位置处，并且导管6呈下口大上口小的锥形结构，进一步便于盘卷线材的穿入和通过；另外的，在空心轴402的底部端面上开设有与安装盘24相对应的螺栓孔415，安装盘24上安装有与螺栓孔415适配安装的螺栓，通过将安装盘24上的螺栓安装进螺栓孔415中，使安装盘24固定在空心轴402的底部端面上，进而实现旋转上线机构2固定安装在空心轴402中，避免其发生脱落现象，使旋转上线机构2能够更好的与空心轴402一起转动。
51.需要解释的是，如图1和图7所示，在本发明的具体实施方式中，导辊9包括芯轴901
和辊子904，其中，芯轴901用于安装在弧形板211上的安装插槽一207中，并且在芯轴901的两端均安装有轴端挡板902，通过轴端挡板902将芯轴901固定安装在弧形板211上；芯轴901和辊子904同轴设置，并且辊子904通过单列圆锥滚子轴承905转动套设在芯轴901上，通过设置单列圆锥滚子轴承905使辊子904沿芯轴901的轴线进行转动，并能够承受轴向力和径向力；此外，在芯轴901上还套设安装有透盖903，透盖903位于辊子904的两端，并通过螺栓与辊子904固定连接，并且在透盖903与辊子904之间还安装有调整垫片906，通过设置调整垫片906对单列圆锥滚子轴承905的游动缝隙进行调整；另外的，在芯轴901的端部还安装有油杯908，用于向芯轴901与辊子904之间提供润滑油，减少其之间在高转速下产生的发热、振动、噪音及相互磨损；在透盖903的内壁与芯轴901的外壁之间套设安装有油封907，对润滑油进行阻挡，避免其外漏对装置其他部件造成影响。
52.进一步的，如图1、图10至图12所示，在本发明具体实施方式中，转动装置4的顶面上安装有导向输出机构5，用于对线材进行最后的输出和导向；导向输出机构5位于空心轴402的正上方，并且在导向输出机构5中同样安装有对称设置的导辊9；此外，安装在导向输出机构5中的导辊9位于空心轴402中导管6的正上方，使线材在穿过导管6后能够顺利的导入进导向输出机构5中；另外的，安装在导向输出机构5中的导辊9与安装在弧形板211上的导辊9的轴线互成90
°
，保证了线材在上升的过程中，四周均有滚动导向作用。
53.更进一步的，如图10至图12所示，在本发明具体实施方式中，导向输出机构5包括支座501和对称设置的安装板502，其中，支座501固定安装在转动装置4的顶部端面上，安装板502竖直安装在支座501上；此外，在安装板502上开设有若干均匀对称分布的安装插槽二503，用于对导辊9进行放置和安装。
54.本发明装置的工作过程：
55.本发明装置在使用过程中与夹送辊或轧机配合使用，将处于竖直放置的原料盘卷的一端从旋转臂21多个入线口中的其中一个入线口伸入进旋转臂21中，并依次穿过旋转臂21、导管6和导向输出机构5后安装在夹送辊或轧机上，通过夹送辊或轧机对原料盘卷提供拉升的动力；在夹送辊或轧机牵引原料盘卷的同时，启动驱动机构8，通过各个齿轮之间的啮合传动，使驱动机构8带动空心轴402旋转，进而使空心轴402带动旋转上线机构2轴向旋转，对原料盘卷提供旋转运动和拨动线材的圆周力，原料盘卷在轧机拉力和本发明装置圆周力及辊子压力的共同作用下，由初始的环形线圈变成直条状态；此外，在本发明装置运行过程中，驱动机构8的电动机具有正转和反转、电磁制动、无极调速等功能，根据轧机的轧制速度进行调节，使原料盘卷的上料速度与轧机的轧制速度保持同步，用以满足不同生产速度的冷轧生产线。
56.上述对本发明的具体实施方案的描述是为了说明和例证的目的，这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然的，根据上述描述，可以进行多次改变和变化，对实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。