一种适用于精整机组的主动式带钢边部修磨装置的制作方法

本发明属于冶金领域，特别涉及一种修磨剪切带钢边部的装置。

背景技术

为了满足不同用户对于带钢宽度的要求，在精整机组设置有带钢切边装置——圆盘剪，通常，通过圆盘剪的剪切，带钢的边部会呈现出塌角区、切断区、撕裂区、扣边区。圆盘剪由于自身的剪切工艺特点会使撕裂区“毛糙”而出现毛刺。一般而言，机组会采用压毛刺机对圆盘剪扣边区的毛刺进行压边处理，压毛刺机的工作原理是利用带有一定辊型的辊子或者轮子，对带钢边部进行挤压处理。然而，对于带钢撕裂区的“毛刺”，并未有相应的处理措施。随着下游客户对带钢切边质量要求的提高，亟需带钢撕裂区的“毛刺”处理工艺和设备。例如，对于一些下游客户生产的搪瓷钢，带钢撕裂区的毛刺会使搪瓷工艺出现问题。由于撕裂区的毛刺不同于扣边区的毛刺，可以通过压毛刺进行压下处理，故必须开发出能针对带钢侧面进行毛刺修磨的工艺和设备。目前现有的带钢边部修磨装置，普遍存在以下问题：1.仅仅针对扣边区进行修磨，没有专门针对带钢切边撕裂区进行修磨的装置；2.占用空间大、笨重，添加到机组中会对其它设备造成干涉；3.修磨效果不明显；4.有些修磨装置针对性设计过于单一，不能适应带钢规格的变化；5.装置不灵活，修磨力度不可调。

技术实现要素：

针对目前带钢边部修磨装置存在的种种缺陷，本发明提供一种结构简单精巧、占用空间小、修磨力可调、可适应带钢规格变化并且专门针对带钢边部撕裂区进行修磨的适用于精整机组的主动式带钢边部修磨装置。

本发明包括磨边机构、高度和角度调整机构、水平角度调整机构、随动机构、进给机构和气压传动系统，其中，随动机构与进给机构连接，水平角度调整机构与随动机构连接，高度和角度调整机构和磨边机构与水平角度调整机构连接，气压传动系统固定在随动机构上；

所述进给机构包括手轮、57步进电机、电机支座、联轴器、左丝杆支撑板、丝杠、光轴、右丝杆支撑板、轴承、长滑块、直线轴承和丝杠螺母，其中57步进电机固定在电机支座上，手轮与57步进电机轴连接，电机支座与左丝杆支撑板固连，丝杠的一端穿过设在左丝杆支撑板中心的轴承与57步进电机的联轴器连接，丝杠的另一端穿过长滑块的中心与设在右丝杆支撑板中心的轴承连接，丝杠与滑块的连接处设有丝杠螺母，丝杠的两侧分别设有一个光轴，光轴的一端分别与左丝杆支撑板固连，光轴的另一端分别穿过设在滑块两侧的通孔内的直线轴承与右丝杆支撑板固连，对57步进电机进行编程控制或者转动手轮，实现对装置的电动或者手动的横向进给，而且丝杠传动平稳、精确，可以较好的适应对不同宽度带钢的修磨；

所述随动机构包括底板、牛眼轮、连接板、滑台气缸，其中随动机构中的滑台气缸固定在与上述长滑块顶面固连的底板的一侧，连接板固定在滑台气缸的上面，两个牛眼轮并排固定在底板另一侧的连接板下面，由牛眼轮和连接板组成支持机构，提高了连接板的刚度，使得磨轮压磨更加平稳；

所述气压传动系统包括pu管、压力表、四通、单向阀、气瓶、节流阀、二位五通电磁阀，其中单向阀与四通的第一个口(右端)连接，单向阀用来保证气压传动系统具有良好的密封性；压力表接在四通的第二个口(上端)，用来检测气瓶中气体的实时压力；节流阀与四通的第三个口(左端)连接，主要用来控制气瓶中气体的排出流量，保证滑台气缸的运动平缓；pu管用来传输气体，其中pu管1的一端与气瓶口相连，另一端与四通的第四个口(下端)连接；pu管2的一端与二位五通电磁阀的进气口一端相连，另一端与节流阀连接；二位五通电磁阀两个排气口通过pu管3与滑台气缸连接；二位五通电磁阀通过电控制，来保证滑台气缸的伸缩运动。气瓶的可调压强为0～0.8mpa，通过改变气瓶内压强的数值改变压磨力的大小，相对于通过更换弹簧来实现不同的压力更加方便快捷；

所述水平角度调整机构包括角件、铝型材、步进电机支架、电机支架螺钉、42步进电机、法兰联轴器、顶丝、螺钉、小齿轮、大齿轮、过渡板、转盘轴承和铜柱，其中在上述连接板上的一侧设有3-5个均布的铜柱，转盘轴承固定在铜柱上，过渡板下面与转盘轴承连接，过渡板通过均布的铜柱与大齿轮固连；在连接板的另一侧的两端分别设有竖直的铝型材，在与连接板的连接处设有角件，起紧固作用，电机支架通过电机支架螺钉固定在两个竖直的铝型材之间，42步进电机固定在步进电机支架上，42步进电机的法兰联轴器通过顶丝与42步进电机连接，法兰联轴器与小齿轮通过螺钉固定连接，小齿轮与大齿轮啮合；转盘轴承可以将压磨机构、高度调整机构的重力卸载，使齿轮转动更加平稳。通过对42步进电机编程控制，42步进电机将转动并带动小齿轮转动，通过小齿轮与大齿轮的传动实现磨边机构的水平转动。

所述高度调整机构包括铝型材、铝型材角件、上面板、推杆支架、推杆销、后电动推杆、前电动推杆、大齿轮和3d打印铰接件，其中，两个均布的后电动推杆的一端固定在上述大齿轮上，在两个后电动推杆之间均布三个前电动推杆，两个后电动推杆的另一端分别通过推杆销与固定在上面板下面的推杆支架连接，3d打印铰接件固定在上述过渡板的下面，两个竖直的铝型材通过铝型材角件固定在上面板的一端，两个平行的铝型材通过铝型材角件固定在上面板上面，其一端分别与竖直的铝型材连接；由前后电动推杆升降同样高度时，可以实现机构的上升下降；当前后电动推杆上升高度不一致时，可以实现磨边机构与水平面呈一定的倾斜角度，从而使磨边的范围更大，提高带钢的质量。

所述磨边机构包括角件、电机轴向固定螺栓、垫片、磨轮、平面推力轴承、电机支座、3510电机和铝型材，其中铝型材通过角件与上述两个竖直铝型材固连，l形的电机支架固定在铝型材上，3510电机固定在电机支架上，磨轮套在电机输出轴上，其下端设有平面推力轴承，上端通过电机轴向固定螺栓紧固，在磨轮和螺栓之间设有垫片；磨轮中心设有d形孔，磨轮通过d形孔和d型电机轴与电机相对固定连接，实现与电机的同步转动，为磨边机构提供转矩。

本发明的工作过程：首先通过控制前后电动推杆的伸出长度调整上面板的倾斜角度，使装置倾斜角度与带钢切边撕裂区倾斜角度一致，由于电动推杆有自锁性，此时角度确定。控制步进电机或者转动手轮，在丝杆和丝杆螺母作用下，进给底板及其上方机构一起进给，当磨轮接触带钢边部后，二位五通电磁阀得电，滑台气缸伸出，给与带钢边部一定的压磨力，达到一定压磨力后，机组运行，通过can协议传送给3510电机信号，磨轮在电机转矩作用下转动，编码器实时检测运转情况，使其匀速转动；并且与带钢形成一定的速度差，形成滑动摩擦。当带钢跑偏，随动机构的作用会使压磨机构始终紧贴带钢边部，保证磨边的均匀性。同时，由于平面转动机构，磨边机构可以在轧制平面内转动，使切下的碎屑向工作区外飞去，保证切下的碎屑不影响后续工艺。

本发明在现场应用需要针对具体带钢进行角度调整与压磨力调整，具体调试方法如下：

(1)收集现场设备工艺参数，带钢厚度h，机组圆盘剪侧隙量s，机组带钢的运行速度v，切边带钢撕裂区占带钢厚度的比例λ。

(2)收集压磨装置参数，磨轮半径r，磨轮与带钢的摩擦系数μ，装置内压磨机构的组数n。前后电动推杆初始长度l0及中心距在进给方向的投影x，前电动推杆伸出后长度l1，后电动推杆伸出后长度l2。

(3)计算上面板的调整角度α

初定前电动推杆伸出后长度l1，根据步骤(3)计算结果，通过公式调整电动推杆的伸出长度，求得后电动推杆伸出后长度l2。

(4)控制转动电机或者转动手轮进给，磨轮接触带钢后，继续进给，此时进给量根据现场情况选择，确保时刻可以接触到带钢。

(5)运行机组，压磨装置开始工作。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、结构简单精巧、占用空间小；

2、通过横向进给装置，只需控制转动电机或者转动手轮即可实现针对不同钢种不同规格的毛刺修磨要求；

3、通过调整角度可以实现只针对带钢的切边撕裂区进行磨削而不引入工艺干涉；

4、通过磨削，使得带钢切边质量大幅提高。

附图说明

图1是本发明的立体示意简图。

图2是图1的后视图。

图3是本发明进给机构的示意简图。

图4是本发明随动机构的示意简图。

图5是本发明水平角度调整机构的示意简图。

图6是本发明高度和角度调整机构的示意简图。

图7是本发明磨边机构的示意简图。

图8是本发明气压传动系统示意简图。

图中：1-进给机构、2-随动机构、3-水平角度调整机构、4-高度和角度调整机构、5-磨边机构、6-气压传动系统、7-手轮、8-57步进电机、9-螺钉、10-电机支座、11-联轴器、12-沉头螺钉、13-左丝杆支撑板、14-丝杠、15-光轴、16-右丝杆支撑板、17-轴承、18-长滑块、19-直线轴承、20-丝杠螺母、21-螺栓、22-底板、23-牛眼轮、24-螺母、25-铝质连接板、26-牛眼轮固定螺栓、27-气缸固定螺栓、28-滑台气缸、29-角件、30-铝型材、31-电机支架螺钉、32-步进电机支架、33-42步进电机、34-法兰联轴器、35-顶丝、36-螺钉、37-小齿轮、38-大齿轮、39-过渡板、40-转盘轴承、41-铜柱、42-铝质连接板、43-铝型材、44-铝型材角件、45-上面板、46-型材固定螺栓、47-推杆支架、48-推杆销、49-后电动推杆、50-前电动推杆、51-3d打印铰接件、52-铰接件螺钉、53-前电动推杆螺钉、54-角件、55-电机轴向固定螺栓、56-垫片、57-磨轮、58-电机支座固定螺栓、59-平面推力轴承、60-电机支座、61-3510电机、62-铝型材、63-pu管1、64-压力表、65-四通、66-单向阀、67-气瓶、68-节流阀、69-pu管2、70-二位五通电磁阀、71-pu管3。

具体实施方式

在图1和图2所示的适用于精整机组的主动式带钢边部修磨装置示意图中，随动机构2与进给机构1连接，水平角度调整机构3与随动机构连接，高度和角度调整机构4和磨边机构5与水平角度调整机构连接，气压传动系统6固定在随动机构上；

如图3所示，所述进给机构中的57步进电机8通过电机螺钉9固定在电机支座10上，手轮7与57步进电机轴连接，电机支座通过沉头螺钉12与左丝杆支撑板13固连，丝杠14的一端穿过设在左丝杆支撑板中心的轴承与57步进电机的联轴器11连接，丝杠的另一端穿过长滑块18的中心与设在右丝杆支撑板16中心的轴承17连接，丝杠与长滑块的连接处设有丝杠螺母20，丝杠螺母通过螺栓21固定在长滑块上，丝杠的两侧分别设有一个光轴15，光轴的一端分别与左丝杆支撑板固连，光轴的另一端分别穿过设在长滑块两侧的通孔中的直线轴承19与右丝杆支撑板固连，对57步进电机进行编程控制或者转动手轮，实现对装置的电动或者手动的横向进给，而且丝杠传动平稳、精确，可以较好的适应对不同宽度带钢的修磨；

如图4所示，随动机构中的滑台气缸28固定在与上述长滑块顶面固连的底板22的一侧，铝质连接板25通过气缸固定螺栓27固定在滑台气缸的上面，两个牛眼轮23通过螺母24和牛眼轮固定螺栓26并排固定在底板另一侧的铝质连接板下面，由牛眼轮和连接板组成支持机构，提高了铝质连接板的刚度，使得磨轮压磨更加平稳；

如图5所示，在上述铝质连接板42上的一侧设有4个均布的铜柱41，水平角度调整机构中转盘轴承40固定在铜柱上，过渡板39下面与转盘轴承连接，过渡板通过均布的铜柱与大齿轮38固连；在铝质连接板的另一侧的两端分别设有竖直的铝型材30，在与铝质连接板的连接处设有角件29，起紧固作用，步进电机支架32通过电机支架螺钉31固定在两个竖直的铝型材之间，42步进电机33固定在步进电机支架上，42步进电机的法兰联轴器34通过顶丝35与42步进电机连接，法兰联轴器与小齿轮37通过螺钉36固定连接，小齿轮与大齿轮啮合；转盘轴承可以将磨边机构、高度调整机构的重力卸载，使齿轮转动更加平稳。通过对42步进电机编程控制，42步进电机将转动并带动小齿轮转动，通过小齿轮与大齿轮的传动实现磨边机构的水平转动；

如图6所示，高度调整机构中的两个均布的后电动推杆49的一端固定在上述大齿轮上，在两个后电动推杆之间均布的三个前电动推杆50通过前电动推杆螺钉53固定在大齿轮上，两个后电动推杆的另一端分别通过推杆销48与固定在上面板45下面的推杆支架47连接，3d打印铰接件51通过铰接件螺钉52固定在上述过渡板的下面，两个竖直的铝型材通过铝型材角件固定在上面板的一端，两个平行的铝型材43通过铝型材角件44和型材固定螺栓46固定在上面板上面，其一端分别与竖直的铝型材连接；由前后电动推杆升降同样高度时，可以实现机构的上升下降；当前后电动推杆上升高度不一致时，可以实现磨边机构与水平面呈一定的倾斜角度，从而使磨边的范围更大，提高带钢的质量；

如图7所示，磨边机构中的铝型材62通过角件54与上述两个竖直铝型材固连，l形的电机支架60固定在铝型材上，3510电机61通过电机支座固定螺栓58固定在电机支架上，磨轮57套在电机输出轴上，其下端设有平面推力轴承59，上端通过电机轴向固定螺栓55紧固，在磨轮和螺栓之间设有垫片56；磨轮中心设有d形孔，磨轮通过d形孔和d型电机轴与电机相对固定连接，实现与电机的同步转动，为磨边机构提供转矩。

如图8所示，气压传动系统中单向阀66与四通65的第一个口(右端)连接，单向阀用来保证气压传动系统具有良好的密封性；压力表64接在四通的第二个口(上端)，用来检测气瓶中气体的实时压力；节流阀68与四通的第三个口(左端)连接，主要用来控制气瓶中气体的排出流量，保证滑台气缸的运动平缓；pu管用来传输气体，其中pu管163的一端与气瓶67口相连，另一端与四通的第四个口(下端)连接；pu管269的一端与二位五通电磁阀70的进气口一端相连，另一端与节流阀连接；二位五通电磁阀两个排气口通过pu管371与滑台气缸连接；二位五通电磁阀通过电控制，来保证滑台气缸的伸缩运动。气瓶的可调压强为0～0.8mpa，通过改变气瓶内压强的数值改变压磨力的大小，相对于通过更换弹簧来实现不同的压力更加方便快捷。

本发明在现场应用需要针对具体带钢进行角度调整与压磨力调整，具体调试方法如下：

(1)收集现场设备工艺参数，带钢厚度h，机组圆盘剪侧隙量s，机组带钢的运行速度v，切边带钢撕裂区占带钢厚度的比例λ。

(2)收集压磨装置参数，磨轮半径r，磨轮与带钢的摩擦系数μ，装置内压磨机构的组数n。前后电动推杆初始长度l0及中心距在进给方向的投影x，前电动推杆伸出后长度l1，后电动推杆伸出后长度l2。

(3)计算上面板的调整角度α

初定前电动推杆伸出后长度l1，根据步骤(3)计算结果，通过公式调整电动推杆的伸出长度，求得后电动推杆伸出后长度l2。

(4)控制转动电机或者转动手轮进给，磨轮接触带钢后，继续进给，此时进给量根据现场情况选择，确保时刻可以接触到带钢。

(5)运行机组，压磨装置开始工作。