一种超越主轴和安装超越主轴的收线装置及收线方法与流程

本发明属于冶金轧制技术领域，涉及一种超越主轴和一种收线装置，还涉及一种收线方法。

背景技术：

在冷轧铝线材需求日益增加的今天，终端用户不仅对产品机械特性的要求不断提高，对产品的表面质量也提出了新的要求。由于轧机轧制后，铝线材收线成卷的特殊性，使得收线设备速度与机组速度很难去完全匹配，这就使得铝线材收线成卷的时候，线材之间发生相对滑移，造成铝线材表面划伤。铝线材表面质量是产品质量的一项重要指标，影响后期成材价格。成品铝线材表面划伤严重会影响用户的后期销售，且给用户带来了巨大的经济损失。

目前铝线材收线机采用横向卷曲，卷轴垂直于地面，线材的弯曲半径利用前置三辊弯曲的方法完成，线材弯曲后卷成无心成品卷。驱动采用电机带动卷轴下的链轮进行的链传动，此方案在线材生产中被广泛采用。

现有的驱动方案存在以下问题：

一是，采用普通电机带变频器虽然可以实时响应机组速度，但可调速度范围小不能很好的跟随主轧机的速度；二是，卷线机内部线材在成卷半径发生变化时，变频器可调节速度无法计算出设备实时的成卷速度，导致成卷速度与线材速度严重不匹配。这些问题都会导致线材在卷线机中发生滑移，导致线材表面严重划伤，制约了整个机组的生产成品合格率，给用户造成巨大的成本损失。

技术实现要素：

本发明的第一目的是提供一种超越主轴，实现轴的主从速度相分离的目的。

本发明的第二目的是提供一种收线装置，实现了铝线材与绕线装置线速度实时匹配的目的。

本发明的第三目的是一种收线方法，解决了现有收线装置收线时铝线材有相对滑动，易划伤线材表面的问题。

本发明所采用的第一种技术方案是，一种超越转动主轴，包括轴，轴外套有能够超越转动的双轴套，双轴套嵌于从动轮内。

本发明的第一种技术方案的特点还在于，

双轴套包括内轴套，内轴套套于轴外，内轴套外套有单向轴承，单向轴承外套接有外轴套，外轴套嵌于从动轮内。

内轴套与轴通过键连接。

从动轮包括轮a，轮a一端固接有环状的固定壁，轮a与固定壁一体成型，轮a内壁与外轴套外壁固接，固定壁通过螺栓与外轴套一端连接。

轮a为链轮。

轴的端面安装有压盖，压盖将内轴套的端面压住，压盖与固定壁之间有间隙。

本发明采用的第二种技术方案是，一种收线装置，包括安装有超越转动主轴及变频电机，变频电机的输出轴安装有主动链轮；从动轮与主动链轮通过链条连接，轴上固定有托卷盘，托卷盘上设有托盘。

本发明的第二种技术方案的特点还在于，

一种超越转动主轴与变频电机均竖直安装在行走机构上，托卷盘位于行走机构上方。

行走机构包括车架，车架下部安装有行走轮，行走轮置于行走轨道，轴与变频电机均通过轴承a竖直安装于车架上，轴承a与双轴套之间设有限位环。

本发明的第三种技术方案是，一种收线方法，使用的收线装置为安装了超越转动主轴的收线装置，方法具体按照以下步骤实施：

步骤1，启动电源，变频电机开始工作；

步骤2，当铝线材的线速度小于变频电机输出的线速度，变频电机通过链传动带动托卷盘转动，铝线材绕于托卷盘上；当铝线材的线速度大于等于变频电机输出的线速度，轴惯性自行转动，将铝线材绕于托卷盘上；

步骤3，托卷盘上绕满线材时关闭电源，变频电机停止工作；

步骤4，将车架从拉出行走轨道拉出，启动吊车勾住托盘，卸下托卷盘，收线结束。

本发明的第一种技术方案的有益效果是，采用单向轴承来连接双轴套，进而安装于轴上，进而实现轴的驱动装置的线速度与轴的速度相分离，当轴的线速度高于驱动装置输出的线速度的时候，轴不受驱动装置速度的限制，也不需要驱动装置提供驱动力。

本发明的第二种技术方案的有益效果是，以具有超越转动的轴带动具有卷线功能的托卷盘转动，以变频电机及链传动装置来带动托卷盘的转动，进而收线；超越主轴可以使得主轴与待卷的铝线材的线速度相适应，将变频电机的驱动线速度与轴的转动的线速度相分离，使得当铝线材的线速度大于驱动电机的输出线速度时，轴能够照其惯性转动，将铝线材卷起来，避免因铝线材输出时的速度过大或者随着托卷盘卷线直径的变化带来的线速度变大，而出现铝线材在卷线过程中滑移、摩擦，进而损伤表面。

本发明的第三种技术方案的有益效果是，安装超越主轴的收线装置在使用过程中，超越主轴能够补偿变频电机控制之外的由于卷径变化引起的速度变化，有效防止线材之间的相对滑移，动力系统采用变频电机，实时响应速度更高；卷轴驱动采用新型的结构，能够有效自动匹配线材与成卷速度，当卷满托卷盘的时候，可以将行车机构拉出，便于起吊与卸下托卷盘，提高工作效率，该装置在使用过程中，稳定运行，使用效果良好，为用户提高了产品成材率。

附图说明

图1本发明一种超越主轴的结构示意图；

图2本发明一种收线装置的超越主轴的结构示意图；

图3本发明一种收线装置的整体结构示意图。

图中，1.双轴套，1-1.内轴套，1-2.外轴套，1-3.单向轴承，2.轴，3.从动轮，3-1.轮a，3-2.固定壁，4.限位环，5.行走机构，5-1.车架，5-2.行走轮，5-3.行走轨道，6.变频电机，7.主动链轮，8.托卷盘，9.托盘，10.压盖，11.张紧轮，12.链条。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明所采用的第一种技术方案是，一种超越转动主轴，如图1、2所示，包括轴2，轴2外套有能够超越转动的双轴套1，双轴套1嵌于从动轮3内；其中，双轴套1包括内轴套1-1，内轴套1-1套于轴2外，内轴套1-2与轴2通过键连接，内轴套1-1外套有单向轴承1-3，单向轴承1-3可以是多个套于内轴套1-1，这样更加稳定，轴单向轴承1-3外套接有外轴套1-2，外轴套1-2嵌于从动轮3内；该超越转动主轴的外轴套1-2转动的时候，通过单向轴承1-3来带动内轴承1-1的内圈的转动，进而带动轴2的转动；当轴2转动的时候，单向轴承1-3不能带动外轴套1-2的转动，使得轴2与外轴套1-3的线速度分离。

如图1所示，从动轮3包括轮a3-1，轮a3-1为链轮，轮a3-1一端固接有环状的固定壁3-2，轮a3-1与固定壁3-2一体成型，轮a3-1内壁与外轴套1-2外壁固接，固定壁3-2通过螺栓与外轴套1-2一端连接；轴2的端面安装有压盖10，压盖10将内轴套1-1的端面压住，压盖10与固定壁3-2之间有间隙；压盖10用于将双轴套1固定在轴2上，防止其轴向窜动，轴2末端与压盖10之间有间隙，可以避免因轴2末端平面与双轴套1端面不能平齐而引起双轴套1在轴2上的轴向窜动。

本发明采用的第二种技术方案是，一种收线装置，如图3所示，包括安装有超越转动主轴及变频电机6，变频电机6的输出轴安装有主动链轮7；从动轮3与主动链轮7通过链条12连接，轴2上固定有托卷盘8，托卷盘8上设有托盘9；变频电机6输出动力驱动主动链轮7，主动链轮7的旋转带动链条12，链条12带动从动轮3旋转，从动轮3将扭矩传递给双轴套1，再通过双轴套1的旋转传递扭矩给主轴2，通过主轴2的旋转带动托卷盘8旋转，托卷盘8通过旋转将铝线缠绕成卷；当铝线材输出的线速度大于变频电机6输出的线速度时，双轴套1的内轴套1-1与外轴套1-2的线速度分离，轴2靠惯性继续旋转缠绕线材，待线材满卷后，可以将托盘8取出。

如图3所示，一种超越转动主轴与变频电机6均竖直安装在行走机构5上，托卷盘8位于行走机构5上方，其中，行走机构5包括车架5-1，车架5-1下部安装有行走轮5-2，行走轮5-2置于行走轨道5-3，轴2与变频电机6均通过轴承a竖直安装于车架5-1上，轴承a与双轴套1之间设有限位环4，限位环4是为了定位双轴套1，防止其在轴2上沿轴向窜动；铝线材围绕托盘6进行缠绕，待满卷后，拉出行走机构5，此时伴随行走轮5-2在行走轨道5-3上运动，车架5-1被带出，托卷盘8被拉出，用起吊车勾住托盘9，将托卷盘8吊出，因为托卷盘8收线时被安装于设备中，空间狭小，需将其移动出才能利用起吊车将其取出。

本发明第二种技术方案的一种收线装置的工作原理如下：

当铝线材在托卷盘8上的线速度低于变频电机6传递到轴2的速度时，轴2通过托卷盘8牵引铝线材进行缠绕，保证铝线材的密实、各层之间紧密贴合不发生滑移；当铝线材在托卷盘8上的线速度大于变频电机6传递到轴2的旋转速度时，安装于轴2上的双轴套2便发挥作用。内轴套1-1与外轴套1-2在单向轴承1-3的作用下，外轴套1-2可以带动内轴套1-1进行旋转，但当内轴套1-1的旋转速度大于外轴套1-2的旋转速度时，内轴套1-1可以脱离外轴套1-2的束缚自行旋转，而外轴套1-2按照原速度进行旋转。双轴套1可以使轴2的速度超越变频电机1传递过来的速度，既当铝线材以自身的线速度带动托卷盘8进行旋转，与托卷盘8连接的轴2可以脱离变频电机6的速度从而跟随托卷盘8的速度，这便保证托卷盘8上的铝线材能够密实缠绕于托卷盘8上而不受变频电机6的速度影响。这种超越主轴可使变频电机6与旋转托卷盘8形成一种可速度分离状态，托卷盘8可以与变频电机6匹配速度进行盘卷，托卷盘8也可根据线材速度进行被动跟随，从而改变了托卷盘8不仅能根据变频电机6的速度进行旋转，还能根据线材瞬时速度进行跟随，减少了线材之间的滑移，升级了产品成品卷的品质。

本发明的第三种技术方案是，一种收线方法，使用的收线装置为安装了超越转动主轴的收线装置，方法具体按照以下步骤实施：

步骤1，启动电源，变频电机6开始工作；

步骤2，当铝线材的线速度小于变频电机6输出的线速度，变频电机6通过链传动带动托卷盘8转动，铝线材绕于托卷盘8上；当铝线材的线速度大于等于变频电机6输出的线速度，轴2惯性自行转动，将铝线材绕于托卷盘8上；

步骤3，托卷盘8上绕满线材时关闭电源，变频电机6停止工作；

步骤4，将车架5-1从拉出行走轨道5-3拉出，启动吊车勾住托盘9，卸下托卷盘8，收线结束。