专利名称：非接触带钢抑振装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及带钢轧制工艺的辅助设备，更具体地指一种非接触带钢抑振装置，该抑振装置能应用于带钢轧制或热镀锌生产中，对带钢可能发生的振动进行抑制。
背景技术：
在带钢轧制、平整等生产过程中，带钢振动会导致带钢产生振动纹等表面缺陷。在带钢热镀锌等生产过程中，带钢振动会造成镀层厚度不均匀，合金化不均匀等缺陷。为了解决上述问题，目前所采用的解决方法是在一定的带钢长度上安置稳定辊，以抑制带钢的振动。虽然稳定辊能有效的抑制带钢振动，但是在带钢表面质量要求很高的场合，由于稳定辊旋转、带钢跑偏等机械摩擦问题，同样仍会降低带钢的表面质量。尤其，在热镀锌领域，镀层在稳定辊的机械作用下产生表面划伤等，还是严重影响了高表面质量带钢的生产。
日本专利04283715和中国专利200320109335.4公开了采用通电的电磁线圈发生电磁场，进而对带钢产生电磁吸引力。其工作方式是在带钢两侧相对安置电磁线圈，使相对的电磁线圈对带钢的磁吸引力平衡，同时，利用位移传感器判断带钢的位置，一旦带钢偏向某一方向的电磁线圈，控制系统自动降低该方向电磁线圈的电流大小，而增大带钢另一侧的电磁线圈电流，使带钢重新回到中心线位置。
这类采用电磁场原理的抑振装置为电流励磁，通过自动控制馈电电流的大小即可以调整电磁力，具有调节方便的优点。但缺点是a，系统的工作方式势必造成本来无振动带钢，产生高频小振幅的水平振动，对热镀锌产品质量产生一定的影响；b，整个抑制系统复杂，必须增加专用的电源设备和电磁线圈的偶合自动控制系统，制造和维护成本都很高；c，该抑制系统要快速的判断带钢的位置，对电磁传感器提出了很高的要求，电磁线圈在电流作用下发热，使用寿命不长；d，必须要求电磁线圈相对的布置在带钢两侧，一般情况下不能只布置在一侧，也不能交错布置。由于电磁线圈不能制造的特别大，如果采用串联或并联多个线圈，自动偶合控制和制造成本都难以估计，因而在带钢非常薄的情况下，容易造成带钢抑振效果局限在很小的范围内，整体抑振效果不佳。
此外，日本专利07298637同样是采用电磁线圈对带钢产生吸引力达到抑制带钢振动的目的，电磁力通过调节馈电电流的大小，具有调节方便的优点。该专利公开的电磁线圈是上下布置，在上下布置的线圈中间设置喷嘴，利用喷吹气体防止带钢被吸引到带钢表面。该系统可以只在带钢一侧或两侧相对或交错布置。该技术方案的缺点是喷嘴布置在上下线圈之间，尺寸不能作的很小，这就造成气体的作用区域比较小，要达到一定的气体压力，必须要提高压缩空气的流量和压力，这样可能造成带钢扭曲，也不利于设备的高效能利用。如果线圈尺寸相对于喷嘴尺寸比较大，电磁力和压缩空气的作用力达不到平衡的要求。
发明内容
本发明的目的是针对带钢轧制或热镀锌生产中，传统技术对带钢可能发生的振动进行抑制中所存在的上述缺陷，提供一种设备结构简单、运行和维护成本低的非接触带钢抑振装置。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，该非接触带钢抑振装置包括空气箱、永磁体，所述的空气箱外接有空气进气管、气体调压阀，空气箱的前侧面开设有喷气排孔，进气管与空气箱相通，气体调压阀安置于进气管上；所述的永磁体通过一支撑板置于空气箱内，支撑板固定于空气箱内，并与空气箱的前侧面相平行设置，永磁体也与前侧面呈平行设置。
所述的空气箱前侧面开设的喷气排孔呈均匀分布。
所述的空气箱上下两端分别设置供支撑板移动的上下导轨，支撑板安装于上下导轨之间，支撑板上还开设有通气孔。
所述的支撑板与空气箱的后侧内壁之间还接有压缩弹簧。
所述的空气箱的前侧面边缘还设置聚气罩。
所述的聚气罩呈棱形体。
在本发明的上述技术方案中，该抑振装置一方面在空气箱体内置入永磁铁，利用永磁铁产生磁场，对带钢产生吸引力，不需要消耗额外电能，也不需要专用的电源设备以及复杂的自控系统，另一方面，空气箱的前侧面开设有喷气排孔，喷气排孔排出的气体均匀，利用受控的带钢的张力和空气箱体内的压缩空气的共同作用，使带钢的振动呈阻尼衰减运动，而基本不增加带钢的运动频率，没有高频小振幅振动对镀层质量产生的影响，还避免了传统抑振装置安装喷嘴许多限制，容易使磁力和压缩空气的作用力在同一平面上，易于达到受控带钢受力平衡。因此，该抑振装置与传统的抑振装置相比，具有结构简单、运行和维护成本都很低。
图1为本发明的非接触带钢抑制装置结构示意图。
图2为图1的“A-A”向剖视示意图。
图3为带钢受力平衡示意图。
图4为应用本发明的抑制装置于热镀锌带钢两侧呈交错布置示意图。
图5为应用本发明的抑制装置于热镀锌带钢两侧呈相对布置示意图。
具体实施例方式
为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进行进一步地详细描述。
请参阅图1所示，本发明的非接触带钢抑振装置10包括空气箱11、永磁体12。
所述的空气箱11外接有空气进气管13、气体调压阀14，空气箱的前侧面15开设有喷气排孔151，喷气排孔151呈均匀分布(见图2)，均匀分布有利于向带钢喷气均匀，喷射气体的作用面积大，维护方便，有效避免了采用喷嘴带来气体不均匀的缺点。当然，喷气排孔151也可以呈不规则分布。
空气箱11外接的进气管13与空气箱11相通，气体调压阀14安置于进气管13上，空气箱11内的气体通过进气管13是不间断供应，气体调压阀14用于调节进气量。
所述的永磁体12通过一支撑板16置于空气箱11内，支撑板16固定于空气箱11内，并与空气箱11的前侧面15相平行设置，永磁体12也与前侧面15呈平行设置。
所述的空气箱11上下两端分别设置供支撑板16移动的上下导轨17、18，支撑板16安装于上下导轨17、18之间，支撑板16上还开设有通气孔161。
所述的支撑板16与空气箱的后侧内壁之间还接有压缩弹簧19。
所述的空气箱的前侧面15边缘还设置聚气罩20，聚气罩20呈棱形体，聚气罩20使带钢30靠近空气箱时，气体的喷吹压力随着增大。
当压缩空气由进气管13进入，气体调压阀14后把压力调整到要求后，再进入空气箱11，气体再经过支撑板16上的通气孔161后充满整个空气箱11，空气箱的前侧面15上的喷气排孔151喷出到带钢30表面，阻止带钢30靠近空气箱11。空气箱前侧面15边缘的聚气罩20聚集气流，在带钢30靠近空气箱11一定距离后，能有效保证气体的压力。随着气体压力的变化，空气箱11内的永磁体12随同支撑板16沿上下导轨17、18可以在小范围内自由移动，如图1的虚线所示。压缩弹簧19在气体压力的作用下被压缩。在带钢30处于振动的平衡位置时，压缩弹簧19的压缩量基本为零，即弹簧不工作。此时受抑制的带钢30保持平衡，对此可参见图3所示，Pem为永磁体12对带钢30的磁吸引力，Pg为压缩气体对带钢30的喷气压力。
当带钢30在扰动向远离空气箱11方向振动时，永磁体12对带钢30的磁吸引力对带钢30振动产生制动作用，减少振动速度和振幅，起到抑制作用；当带钢30扰动向空气箱11方向振动时，永磁体12对带钢30产生磁吸引力，使带钢30有加速向空气箱11运动的趋势，而空气箱的前侧面15上的喷气排孔151的喷气压力阻止带钢30向空气箱11运动，在带钢30回复张力，磁吸引力和喷气压力作用下达到瞬态平衡，而又不使带钢30被空气箱11吸住。当永磁体12使带钢30有加速趋势时，空气箱的聚气罩20和带钢30之间的作用体积减小，空气箱11内的空气压力增大，导致永磁体12和支撑板16向后运动，开始向压缩弹簧19，永磁体12退后的运动又使磁吸引力迅速衰减，加速了带钢的阻尼运动。
所述的空气箱11内的压缩空气为持续供应，当带钢30距离空气箱11喷气排孔151较远时，气体的喷气压力小，带钢30被永磁体12吸引向空气箱11靠近，到一定距离后，空气箱11喷出空气，使带钢受力平衡。
当带钢30以一定的速度向空气箱11相反方向振动时，永磁体12产生对带钢30的磁吸引力，使带钢30振动速度和幅度减小直至到零，起到减小振动幅度的作用。此时，带钢30与空气箱11之间的空气体积增大，压缩空气从喷气排孔151喷出直接扩散到外围空间，基本对带钢30的振动不产生负面影响；当带钢30开始向空气箱方向运动时，永磁体12的磁吸引力有使带钢30振动加速的趋势。这时候，带钢30产生与磁吸引力相反的回复张力，随着带钢30向空气箱11的靠近，压缩空气被包围在空气箱聚气罩20内，压缩空气的作用体积减少，进而使空气箱11喷吹的气体压力也随着增大，阻止带钢30向空气箱11靠近。这样磁作用力和空气压力、带钢回复力就可以达到设定的瞬态平衡。与此同时，空气箱11内的支撑板16和永磁体12在空气箱11压力的增大条件下，通过导轨17、18向后运动，开始压缩弹簧19，使永磁体12的磁作用力迅速衰减，极大程度的阻止带钢30向空气箱11继续运动，从而起到抑制带钢振动的作用。被压缩的弹簧19在相反方向振动时，释放势能，促使对下一个带钢振动的抑制作用。
请继续参阅图4所示，可采用两个结构基本相同的抑制装置10，分布于热镀锌的带钢的两侧并呈交错布置，使两个抑制装置的喷气排孔相对。带钢30进入锌锅40，绕过沉没辊41、稳定辊42后垂直离开锌锅40，气刀43刮去多余锌液，控制镀层厚度。由于带钢30离开锌锅40后在高达几十米的距离内非常容易振动，对镀层的均匀性和后面的合金化产生不良影响。如果采用增加稳定辊对带钢30进行抑振，必定会破坏镀层的表面质量，限制了高表面质量镀锌板的生产。热镀锌生产中，采用了本发明的带钢抑振装置10后，利用永磁体对带钢的吸引力和压缩空气对带钢的排斥力，可有效抑制带钢的振动。这种两个抑制装置10采用交错布置，磁的作用面积大，抑制效果好，尤其适合厚度较小的带钢热镀锌。
请再参阅图5所述，也可采用两个结构基本相同的抑制装置10分布于带钢30两侧安置，两个抑制装置相对而设，处于同一水平线，这样布置的优点是节省空间，安装方便，但磁的作用面积小，抑制效果没有交错布置的方式好，适合于较大厚度的钢板热镀锌操作。
一般来说，空气箱长度尺寸略大于带钢宽度，空气箱宽度控制在0.1～2m之间。
由上述的描述可见，本发明带钢抑振装置是利用永磁铁产生磁场，对带钢产生吸引力，不需要消耗额外电能，也不需要专用的电源设备以及复杂的控制系统，因此，装置的结构非常简单，运行可靠，维护成本也很低。另外，本发明抑制机理是利用带钢的张力和压缩空气的共同作用，使带钢的振动呈阻尼衰减运动，而基本不增加带钢的运动频率，没有高频小振幅振动对镀层质量产生的影响。还有，由于采用空气箱前侧面上的喷气排孔设计，避免了传统的喇叭喷口的喷气不均匀以及安装喷嘴要受到的限制。本发明的抑制装置中的磁力和压缩空气的作用力在同一平面上，易于达到力的平衡，对压缩空气的自控要求低，方便实施。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
权利要求
1.一种非接触带钢抑振装置，其特征在于该装置包括空气箱、永磁体，所述的空气箱外接有空气进气管、气体调压阀，空气箱的前侧面开设有喷气排孔，进气管与空气箱相通，气体调压阀安置于进气管上；所述的永磁体通过一支撑板置于空气箱内，支撑板固定于空气箱内，并与空气箱的前侧面相平行设置，永磁体也与前侧面呈平行设置。
2.如权利要求1所述的非接触带钢抑振装置，其特征在于所述的空气箱前侧面开设的喷气排孔呈均匀分布。
3.如权利要求1所述的非接触带钢抑振装置，其特征在于所述的空气箱上下两端分别设置供支撑板移动的上下导轨，支撑板安装于上下导轨之间，支撑板上还开设有通气孔。
4.如权利要求3所述的非接触带钢抑振装置，其特征在于所述的支撑板与空气箱的后侧内壁之间还接有压缩弹簧。
5.如权利要求1或2或3或4所述的非接触带钢抑振装置，其特征在于所述的空气箱的前侧面边缘还设置聚气罩。
6.如权利要求5所述的非接触带钢抑振装置，其特征在于所述的聚气罩呈棱形体。
全文摘要
本发明公开了一种非接触带钢抑振装置，该抑振装置一方面在空气箱体内置入永磁铁，利用永磁铁产生磁场，对带钢产生吸引力，不需要消耗额外电能，也不需要专用的电源设备以及复杂的自控系统，另一方面，空气箱的前侧面开设有喷气排孔，喷气排孔排出的气体均匀，利用受控的带钢的张力和空气箱体内的压缩空气的共同作用，使带钢的振动呈阻尼衰减运动，而基本不增加带钢的运动频率，没有高频小振幅振动对镀层质量产生的影响，还避免了传统抑振装置安装喷嘴的许多限制，容易使磁力和压缩空气的作用力在同一平面上，易于达到受控带钢受力平衡。因此，该抑振装置具有结构简单、运行和维护成本都很低的优点。
文档编号C23C2/36GK101062510SQ20061002607
公开日2007年10月31日 申请日期2006年4月26日 优先权日2006年4月26日
发明者侯晓光, 周月明, 张永杰, 向顺华 申请人:宝山钢铁股份有限公司