卷取机详解

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
11
——稳定性:对于大张力薄带卷取,有产生塌卷的可能,这 是不能允许的。 ——纠偏控制:一般采用光电元件——伺服阀,进行在线纠 偏。如图所示。
12
二、冷带卷取机的结构
一般以卷筒的结构进行分类。 1、实心卷筒卷取机:其结构最简单,刚度大,可受大张力; 但无法胀缩故无法卸卷。 2、四棱锥卷取机: 用于20辊1180轧机。它由四个扇形块、四棱锥(α=7045)及 胀缩液压缸组成。液压油由左端的旋转接头进入液压缸使 胀缩液压缸右移,同时使棱锥轴右移;锥轴上的四个斜面 将扇形板沿径向顶开。而棱锥轴左移则实现卷筒收缩。在 卷筒表面安有钳口,以固定带钢头部。
7
的情况下,上辊抬起,使带钢通过它进入下一台卷取机。 2、卷筒 卷筒: 卷筒 在高压下能实现胀缩,要有足够的强度与刚度。要有辅助支承, 以增加刚度。一般采用斜楔式的斜面柱塞式,当液压缸(或复 位弹簧)使得锥形心轴左移时,斜面效应使得卷筒张开,反之 使卷筒收缩。 卷筒的驱动有电机直接驱动及通过减速传动两种方式。直接驱 动必须妥善解决胀缩缸设置问题。
Q = 2 2 DBp (tan α − f 2 ) N
对于不自动缩径的卷筒tgα<f2,此时,Q用于卸卷,其方向 与图示相反:
Q = 2 2 DBp ( f 2 − tan α ) N
f 2一般取0.08——0.12. 一般自锁角由 f 确定,当α<6度时自锁;而α=7.5—8度时, 可实现自动缩径。而棱锥锥角越大,轴向平衡力越大。
N = P /[ 1 − f 22 cos α + 2 f 2 sin α ]
2、胀缩缸平衡力计算 、 由图可以得出: :
(
)
4 P (tan α − f 2 ) Q= N 2 1 − f 2 + 2 f 2 tan α
27
由于在卷取过程中,tgα>f2,即卷筒不自锁,这就必须有 Q>0方可平衡。由上式简化之,得:
13
该卷筒刚度大,强度高,并可承受大的张力。 缺点:卷筒涨开以后不是一个整圆。
14
2、八棱锥卷取机: 为改善带钢卷取的质 量,使卷筒胀开以后 为一整圆,发展了八 棱锥卷取机。 其扇形块锥角: α=12045,镶条锥角: α=1604351;增加镶条 的目的在于填充扇形 块间的间隙,使得卷 筒无论张开或收缩均 为一整圆。
20
对四棱锥卷筒:
r22 A2 r1 = 2 + A2
r A2 = ln 2 2 A A——棱锥横断面的二分之一边长的平均值(mm)。
令h = dr ,以积分代替和式,得出卷筒表面压力P的公式:
p = ∑ ∆ pi = ∫
Rc
r2
r12 Rc2 − r12 1 − 2 ln 2 dpi = r r − r 2 MPa (12-4) 2 2 2 1
15
其特点如下: ——在卷筒压力较大时,由于其锥角较大,故可产 生自动缩径,从而使压力减小。 ——胀缩楔块的楔角小于其摩擦角,故在卷取时, 胀缩缸不受卷取力影响。 除以上类型以外,还有弓形块式的(张开不是一个 整圆),在冷轧原料段中也广为应用。
16
§3 卷取机的设计计算
首先根据工艺要求确定其结构形式,结构参数,最后进行强 度校核。 一、卷筒主要参数确定 卷筒主要参数确定 1、卷筒直径及筒身长 卷筒直径及筒身长 冷带卷取——内层带材不产生塑性变形。 热带卷取——开始几圈产生一定的塑性变形,以得到密实、 整齐的带卷。 由弹塑性理论可以推出: 卷筒外径: D冷≥Ehmin/σs (mm) D热≤0.2Eh平均/σs (mm) (12-1) (12-2)
30
4、卷取时电机功率计算 卷取时电机功率计算 卷取功率一般由卷取张力,塑性弯曲变形,卷取速度,摩擦 阻力确定:
N er ≥ N j = k 2 (Tv ) max kW 1000η
(12-13)
25
——胀缩缸平衡力的计算 胀缩缸平衡力的计算 根据以上推出的卷筒径向压力计算公式,即可对胀缩缸的 平衡力进行计算。 锥面间的反力: 锥面间的反力 如图,带卷对每一扇形块 的等效压力:
P = 2 ∫ Br2 p cos θdθ = 2
0
π /4
2
DBp
B——带卷宽;D——卷筒 外径。
26
假设卷筒收缩时,扇形块受力如图示,由力的平衡条件, 可解出法向力N:
2
3
2、卷取工艺 ——控制速度以控制卷取张力。 ——带钢卷取。
4
以下简述卷取工艺过程: 1、控制张力必须控制速度:当带钢头部离开轧机以后,辊 道的速度必须大于轧制速度,目的是防止堆钢。而进入夹送 辊以后,夹送辊的速度必须大于轧制速度,以建立张力。 2、助卷辊的作用:轧件头部经导板进入卷筒与助卷辊之间, 卷上2-3圈以后,助卷辊方可松开(厚板除外)。 3、卷筒与轧机同步加速,卷取。 4、卷取终了,必须使夹送辊速度小于卷筒速度,以维持张 力。而且卷取速度应低,以保持稳定。 一般现代化的卷取机最大卷取速度v=30m/s,卷重:45t,带 钢厚度达:25mm;全部采用计算机控制,大卷重、高速化 以提高生产能力。
kσ 0 p= fπ 1+ 1
2
Rc ln MPa r2
而系数k:k=c[0.15+1/(1.5+(Rc/r2)2)] c——卷筒刚度系数;对四棱锥卷筒c与关系见图12-20。 当锥角=14度——16度时,推荐c=1.45—1.6,以此作为平衡 力的计算依据。 这是自动缩径状态下的卷筒压力计算公式,教材还给出 了自锁状态下的径向压力计算公式。以上公式可用于卷筒 的强度校核。
9
§2 冷带钢卷取机
开卷机
卷取机
10
一、冷带卷取机的类型及工艺特点
1、分类 一般为卷筒式,主要由胀缩卷筒及传动装置组成,卷筒同 时配有皮带助卷器或钳口。 为改善轧制条件,改善板形,卷取整齐,卷取时必须有一 定的张力。按张力的大小,可分为:轧制及平整线上的大张 力卷取机及精整线(退火、酸洗、涂层作业线)上的卷取机。 其卷筒大多是棱锥式、弓形块式。也有用实心卷筒的。 2、工艺特点 ——张力:σ0以可逆式轧机为最高,比张力最大达0.5~0.8。 而精整线为0.05~0.10最低(比张力定义为张力与相对应材料 的屈服极限之比)。 ——几何形状:无论张开或缩起,必须为一整圆不能有缺口。
其中:h平均=(hmax+hmin)/2;σs——卷取温度下轧件的屈服极限, 其大小见p419。 17
卷筒外径D不宜过大,也不宜过小,应综合考虑卷取工艺及 材料强度。也可用经验公式,如: D=(150——200)hmax 筒身长一般大于等于轧辊辊身长。卷筒胀缩量△D=15—— 卷筒胀缩量△ 卷筒胀缩量 40mm,热带取上限。 2、卷筒径向压力计算 卷筒径向压力计算 卷筒径向压力直接影响卷筒强度以及胀缩缸的推力;并影响 卷取质量。它受许多因素的影响:如与张力,带卷外径,卷 筒刚度,层间滑动及摩擦等因素有关。由于该问题在理论上 极具深度,故而难度很大。以下仅介绍这方面的部份研究成 果。
29
Fra Baidu bibliotek
对电机直接驱动的卷取机:ner≥ nj,否则,减速机的速比 为:i=ner/nj 3、励磁调速范围与最大卷径比 为保持卷取过程中恒张力卷取,必须保持恒功率,这 就意味着,其励磁调速范围应满足以下要求: 由于有:vmax =2πRcner/60i= πDnmax/60i; 所以:nmax/ner=2Rc/D,D——卷筒外径。
18
——英格利斯(C. E. Englis)公式 : 英格利斯( 英格利斯 ) 其本假设:将带卷及卷筒均视作厚壁弹性圆筒,在张 力作用下,每层带卷均受一均布的径向压力Pi的作用,而 卷筒压力是所有各层带卷对卷筒所产生的径向压力增量 之和。 假设带材与卷筒弹性模量相同,各向同性,在张力恒定、 各层无滑动的条件下,卷筒径向压力分析为弹性力学的 平面轴对称问题。在卷取第i+1层带钢时,由拉密解答及 r2处的变形协调条件,可解出卷筒径向压力增量△Pi为:
8
3、助卷辊 助卷辊:一般设有三个 助卷辊 助卷辊沿圆周方向120度均 布,起到压紧带钢头几圈的 作用。武钢1700热轧卷取机 助卷辊采用气动式的压紧方 案,如图所示。 助卷辊的最大的问题在于 由于带钢头部层叠引起的冲 击问题。过大的冲击往往引 起助卷辊的损坏。在实际生 产中采用液压控制的办法以 减少冲击。
.
22
——自动缩径卷筒径向压力的计算 自动缩径卷筒径向压力的计算 由以上分析可以看出,r1 =0的实心卷筒,带卷D越大,则卷 筒表面的压力P越大;这样使得卸卷困难,并使得卷筒及棱锥 容易发生破坏。为此,新设计的卷筒采用自动缩径,或称之 为“可控刚度卷筒”;即采用棱锥角等于7度30分到8度的卷 筒,使其大于磨擦角而不致自锁。其原理如下: 当带卷外径Dc增加时,卷筒压力随之增大,而作用在棱锥 上的水平力Q'也增大。当Q'>Q时,棱锥轴向右移,使卷 筒压力P减小,而Q'也随之下降。随着带卷外径的增加,卷 筒压力P与Q'又增加,当其到达其临界值P0时,又产生缩径 而使其减小。 这种当径向压力不断增加—>缩径—>压力减小—>压力增 加……这一过程称之为缩径 缩径。 缩径
σ0
Rc——带卷外径,mm;而带卷表面的切应力(12-5):
−σ0 στ = 2
r12 Rc2 − r12 2 − 1 + 2 ln 2 r r − r 2 MPa 2 2 1
21
.
以上公式表明,卷筒压力及其切向压力是带卷及卷筒的尺寸 (r1、r2、Rc)以及张力的函数。 卷筒压力P随当量内半径r1的增加而减少,随带卷外径Rc增 大而增大; 切向压力σt随当量半径r1的增加而减少,随Rc增大而增大(负 值)。
23
缩径使卷筒径向压力减小,一般缩径量为 缩径量为0.18—3mm。但 缩径量为 过大的缩径量会使内层带卷切向应力加大,甚至引起塌卷。 所以必须正确确定P0的值,保证适量的缩径 适量的缩径。 适量的缩径
24
——自动缩径时压力计算的丛书和公式: 自动缩径时压力计算的丛书和公式: 自动缩径时压力计算的丛书和公式
28
二、卷筒传动设计 1、卷取机的速度控制 卷取机的速度控制 为适应机组出口速度而调速时,由于此时带钢的张力与带 卷的半径不变,所以驱动电机的驱动力矩不变——应调电压。 (N=Fv,功率N随速度而增大)即恒力矩。 当卷径变化而需调速时,张力应保持不变,此时驱动力矩 是变的——应调励磁。(N不变、即恒功率) 2、电机的额定转速与速比 、 卷取计算转速:nj=30vmax/πRcmax (r.p.m)
5
带钢热连轧机地下式卷取机
6
三辊式卷取机的结构( 一、1700三辊式卷取机的结构(地下式) 三辊式卷取机的结构 地下式) 性能及结构特点——见表12-1(p407) 卷取速度:8-22m/s,卷重:30t;它由张力辊、卷筒以及助 卷辊组成。 1、结构与组成 结构与组成: 结构与组成 张力辊:由上下辊组成 (D1/D2 =2:1,以利咬入。 同时上辊偏向前方,以利轧 轧件 件下弯),用气缸调整上辊 的开闭;辊缝用千斤顶调整。 张力辊前有风动导尺,其作 用是使带钢边缘齐整。张力 辊后有导板,使带钢能顺利 进入卷筒。在有多台卷取机
∆ pi
(r = (r
2 2 2
− r12 r 2 . pi MPa 2 2 − r1 r2
) )
(12-3)
19
而pi=σ0h/r; σ0——单位张力MPa h——带材厚度 r——第i层带材半径,mm r1——卷筒当量内半径 r2——卷筒当量外半径 对弓形块卷筒:r1=弓形块最薄处内径;实心卷筒:r1=0;
轧钢 机械
第九章:卷取机(教材第十二章) 计划学时:4学时
1
卷取机功用:卷取超长轧件(一般指线材、带材),以便 卷取机功用 储存、运输。
§1 热带钢卷取机
它是热带钢轧机的配套设备,又可再分为地上式与地下式 两种。以地下式的为最常用。 一、设备布置与卷取工艺 设备布置与卷取工艺 1、地下式卷取机的配置 这种类型的卷取机位于工作辊道的下面,所以称之为地下式 的卷取机。 特点:工作条件恶劣,处于连续交替作业,生产节奏快。 结构:由夹送辊、前后导尺、导板、助卷辊、卷筒组成。具 体见F12-1。
相关文档
最新文档