卷取机卷筒的设计分析

０ 引 言
近年来 ， 国钢铁 产量正 以每年 递增 ２ ～３ 我 Ｏ ０
（ ）实心 卷筒式 ：结 构简 单 ，强 度刚度 高 ，无钳 １ 口。缺点 ：不便 于卸 卷 ，轧制 张力过 大易产 生塑 性变 形 。近年 被可控 涨缩 卷筒 取代 ，现常 采用转 盘式 双卷
筒结 构 。 （ ）链板式 ： ２ 结构 较 复杂 ， 刚性差 、 造困难 ， 制 一
度太 大会 导致涨缩 油 缸行 程也 随之增 加 。
卷取 机主要 由卷 筒 、涨 缩油缸 、回转接 头及 传动 系统 组成 。传 动系统 由电机 、制动 器 、联轴 器和 减速
机 等构成 。卷筒 的涨缩 一般 是通过 液压 控制 卷筒尾 部 的涨 缩油 缸来实 现 ，而卷筒 的旋转 运动则 由电机通 过 联轴 器 、减 速机 带动卷 筒转 动来实 现 。卷 筒旋 转将 酸 洗后 的带钢 卷成 卷料 ， 用卷 筒的涨 缩把 卷料 卸下 ， 利 从 而实 现卷取 机 的卷取 和卸 卷工作 。 ２ 卷取 机 的卷简 结构 卷 筒是 卷取机 的重要 组成部 分 ，一般 有 以下几 种 结构形 式 ：实心卷 筒式 、链板式 、弓形块 径 向液压 钳 口闭式 、扇形 块 四棱 锥式 和扩 张锥式 、扇 形块 八棱锥 等等 。现 阶段 在冷 轧机组 主要应 用有 两种 ，扩 张锥式 和 四棱 锥式 。
收 稿 日期 ：２ ０—５３ ；修 回 １期 ：２０ 一Ｏｌ ０ ９０ — １ ７ １ ０ ９ ｌ—８ 作 者 简 介 ：谢 磊 （ ２ ）男 ， 疆 克 拉玛 依 人 ． 读 硕 士 研 究 生 。 １８ 一 ， 新 ９ 在
（ ）扩 张锥式 ：其 主要 零件 为锥套 、拉 杆 、空心 ６
酸 洗线 的工作 原理是 ：热轧 卷料 （ 料 ） 原 由开卷机 开卷 ，在酸 洗槽 中除 去氧化铁 皮 ，然后 经水 洗 、钝化 、 烘 干 ，进 入 张力装 置 ，最 后经卷 取设 备将 带钢 卷取成
（） ３ 弓形 块径 向液 压钳 口闭式 ： 卷筒结 构 紧凑 ， 实 际使用 情况 良好 。缺 点 ：结 构上 不对称 ．高 速卷取 时 动平衡 性差 ，卷 筒不 圆柱度 带来 张力波 动 。要 求径 向
１ 卷取 机的组 成及 工作原 理
柱塞 密封设 计和 加工精 度较 高 ，易漏油 ，影 响带钢 表
面质 量 。
（ ）扇 形块八 棱锥 闭式 ：卷筒 封 闭 ，电机 通过装 ４
有 快速 拆装 齿轮套 的齿 形联轴 节直 接拖 动 。卷 筒 的涨 缩 不是 采用旋 转液 压缸 和输 油接 头 ，而 是通过 液压 缸 驱 动杠 杆 、带动 凸轮拨 叉 、驱 动连 杆机 构 以及 收缩用 的三组 弹簧完 成 。 （ ）四棱锥 式 ： 主要零件 为棱 锥轴 和扇形 板 ， ５ 其 工 作 时通过 涨缩 油缸 的拉 动使棱 锥轴前 后运 动 ，利用棱 锥 轴 和扇形 板 的斜 面 互 相配 合 以达 到 涨 和缩 的 目的。 这 种结构 形式 有 以下 几个 优点 ： 棱锥 轴为整 体铸 件 （ 或 锻件） ，其 刚性 比较 大 ，可 以承受较 大 的张力和 重力 ； 结构 简单 ，其 头部容 易连 接活 动支撑 ；润 滑方便 ，配 合 面防尘 效果好 。但 是 四棱 锥 也有其 缺点 ：由于棱锥 轴 为整体 ， 就注 定 了其制造 成本 高 ， 这 加工 难度 大 ； 棱 锥轴 和扇形 板之 间 的配合 面的斜 度不 能太 大 ，如 果斜
般 用 于 张 力 不 大 于 ２ Ｎ～ ５ Ｎ的 卷 取 机 。 ０ｋ ０ｋ
的速 度 向前 发展 ， 续几 年排名世 界第 一［ 。 文 以某 连 １本 ］ 冷轧机 厂酸 洗线卷 取机 的设计 过程 为例 ，对卷 筒 的结 构进行 了详 细 的分 析 ，将 目前 主要应 用 的两种 结构进 行对 比 ，选 择 了最 为适合 生产工 艺要 求 的结构 。
第 ２期 （ 第 １ ９ ） 总 ５ 期
２１ ０ ０年 ４ 月
机 械 工 程 与 自 动 化 Ｍ ＥＣ ＨＡＮＩ ＣＡＩ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭ ＡＴ１ ０Ｎ
Ｎ ｏ． ２
Ａ ｐｒ ．
文 章 编 号 ： ６ ２ ６ １ （ ０ ０ ０ — １ １０ １ ７ — ４ ３ ２ １ ） ２０ １ － ３
卷 取 机 卷 筒 的设 计 分 析
谢 磊 ，祁 文 君 ，牟艳 秋 ，那 洪 志
（ 疆 大 学 机 械 工 程 学 院 ．新 疆 乌 鲁 木 齐 新 ８００） ３０ ８
摘 要 ： 某 冷 轧 机 厂 的酸 洗 生 产 线 出发 ，详细 阐述 了现 代 卷 取 机 的设 计 原 理 ，并 分 析 了两 种卷 筒结 构 ：四棱 锥 从 式和 扩 张 锥 式 。对 这 两 种 卷 筒 结 构 进 行 了详 细 的 比 较 分 析 ，最 终 选 取 了符 合 实 际 生产 的结 构 。 关 键 词 ：卷 取 机 ； 卷 筒 ； 四棱 锥 ；扩 张锥 中 图 分 类 号 ：Ｔ ３ ． ４ Ｇ３３ ２ 文 献标 识 码 ：Ａ
料盘 。 取机 是酸洗 线及 冷轧机 组 后 或冷 轧后 的带钢 卷成卷 料 以方便 运输 以及 后续 加工 。 由于 冷轧工 艺要 求原料 （ 料 ） 坯 质 量 高 ，尤 其带 卷不 能有塔 形及松卷 ，这 就要 求 酸洗不 仅 要彻底 ，同时设计 卷筒 时必须考 虑 足够 的张力 。
轴和扇 形板 ，涨缩 油 缸拉动 拉杆 前后 运动 ，拉杆 带动
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机 械 工 程 与 自 动 化
２ １ 年 第 ２期 ００
锥套来 实现 涨缩 。虽然 结构看 似复杂 ，但其 制造 成本
很低 ，加工 简单 ，被称 为假 四棱锥 。这种 结构 不易接