用于冷轧板生产的开卷机

绪论

开卷机是轧钢成卷生产不可少的设备。保证开卷机顺利工作对提高轧机生产率有很重要意义。冷轧机组中，开卷机用于将钢卷伸展。采用恒张力轧制，可以提高带钢质量。例如对于1700冷轧机组开卷机设计，其用于二机架冷轧机组中。首先，选择开卷机的设计方案，并对设计方案进行评述。由于冷带钢开卷张力大，采用四棱锥卷筒结构。用液压缸移动斜楔进行胀缩。将四棱锥体单独加工装在卷筒轴上，这样改进，加工方便。当锥体磨损后可以单独更换。这样，可以降低设备维修费用。另外，四个扇形块边采用搭接技术，防止卷筒胀开后出现空隙，减少钢卷局部压扁，提高钢卷质量。去掉钳口，采用助卷器卡紧带钢头部，方便卸卷。

这次设计，计算带钢卷开过程中对卷筒的压力并计算卷取轴弯曲强度，对支承轴承进行选择和校核。采用合理的润滑方案、润滑方法和控制技术，使开卷机技术先进，经济合理。强度足够，有广泛的使用价值，可用于酸洗、热处理、镀锌和镀锌机组中。经过朱老师的指导，我们所设计型号为KJJ-560。

第一章开卷机的概念和发展趋势

1.1选题的背景和目的

开卷机的设计，除了按一般机械设计程序进行机构和强度设计外，尚有几个与工艺和操作有关特殊问题。如机构选择、主要参数确定、卷筒压力计算和张力、调速、卷取质量等。

开卷机的结构形式的选择，热带钢卷取机装在热带钢轧机的后面地下式开卷机，一般三辊式成形辊布置多支点棱锥型卷筒。冷轧带钢卷取机安装冷轧机组、平整机组外，广泛用于各类纵切和横切精整机组、重卷机组和酸洗机组的不同部位以满足不同的工艺要求。

在可逆式冷轧机上轧制时，带钢张力由开卷机产生，因而这种开卷机要承受很大的张力，宽带钢的张力可达400~500千牛，特别多辊轧机轧制合金薄带材时，带钢对卷取机的径向压力极大，长期以来多采用带钳口的实心卷筒。在设置重卷机组倒卷时，多采用八棱锥无缝隙卷筒，以防止卷筒损坏坯带材表面。冷带钢开卷机是冷轧生产的重要设备。

1.2开卷机的概述

开卷设备大体可分为：悬臂式开卷机、双圆柱头式开卷机和双锥头式开卷机。悬臂式开卷机具有刚性大，开卷张力大等优点，因此适用于较薄带材的开卷。

悬臂式开卷机和双圆柱头式开卷机及双锥头式开卷机已成功地应用于带材精整机组及冷连轧机组。最近几年，西德和美国一些机械制造公司和生产厂商，大力推广双圆柱头式开卷机。国外生产事件证明，双圆柱头式开卷机上料操作方便，工作平稳可靠，其结构也比悬臂式开卷机简单。其缺点是，由于采用两套传动装置，双圆柱头式开卷机设备重量比悬臂式开卷机要大。

由于双锥头式开卷机，锥头部分和带内卷圈接触面积太小，带张力操作时，容易损坏带材头部，所以目前已不大采用。

图1.1 为某机组悬臂式开卷机的结构形式。

图1.1悬臂式开卷机

1卷筒2传动装置3减速机4电机5胀缩油缸6对中油缸

1.3开卷机的结构

1.3.1单卷筒可胀缩开卷机

这种结构开卷机，其结构上与张力卷取机基本相同，但在开卷机卷筒上无钳口装置。案卷筒结构形式不同，可分为单卷筒棱锥式开卷机和单卷筒链板式开卷机。

图1.2为单卷筒链板开卷机机构。它在带钢精整机组的头部，用来开卷厚度为0.6毫米，宽度为500毫米的带卷。卷重为15吨，开卷速度为3米/秒。

卷筒的缩径机构，依靠仅作径向运动的四块弓形块3来实现。弓形块3与内卷筒1用链板2铰接，内卷筒1与心轴4采用其尾部的垫板5连接在一起。心轴4则与卷筒端部的轴向胀缩液压缸活塞杆相连。若轴向液压缸进行压力压油时，活塞杆与心轴4一起做轴向移动使卷筒缩径。借助于弹簧的作用，使活塞杆与心轴4复位，卷筒胀径。

图1.2 单卷筒链板式开卷机结构

1内卷筒2链板3弓形块4心轴5垫板

这种开卷机进适用于开卷张力不大于1000公斤的卷重在15吨以下的横切机组、清洗机组、退火机组等精整机组。对于处理卷重较大和开卷张力较大的带卷时，可采用单卷筒棱锥式开卷机。

图1.3为单卷筒棱锥式开卷机。它用于双机架平整机组，带材厚度为0.15-0.8毫米，宽度为550-1270毫米。开卷速度为33米/秒或23米/秒。开卷张力为2270公斤，卷重为20000-45000公斤。

这种开卷机卷筒由活动支撑轴颈1、拉杆2、空心轴3、扁销4.弓形块5、棱锥轴6以及滑键7等组成。

图1.3单卷棱锥式开卷机的卷筒结构

1活动支撑轴颈2拉杆3空心轴4扁销5弓形块6棱锥轴7滑键

这种单卷筒棱锥式开卷机与链板式开卷机比较，具有刚性好、开卷张力大、设备重量较轻等优点，目前已被广泛采用。

1.3.2双锥头无胀缩开卷机

图1.4为双锥头无胀缩开卷机。它用来开卷厚度为1.5-5毫米，宽度为1500毫米的带材，开卷速度为1米/秒。这种开卷机结构简单，其缺点是圆锥头与带卷内孔容易产生打滑。为了克服这一缺点，可采用锥头可胀缩开卷机。

图1.4双锥头无胀缩开卷机

1.3.3双圆柱头可胀缩开卷机

双圆柱头可胀缩开卷机按其胀缩方式的不同，还可分为径向液压缸胀缩双圆柱头式开卷机和轴向液压缸胀缩双圆柱头开卷机两种。

双圆柱头式开卷机用于酸洗机组、剪切机组及冷连轧机组。一般来说，这种开卷机用来开卷张力不大的带厚为2-8毫米的热轧带钢。对于薄带钢和大张力开卷时，则采用悬臂式开卷机。

图1.5为径向液压缸胀缩双圆柱头开卷机。开卷机左右锥头分别由液压缸2操作，可沿其水平方向移动。借此夹持带卷内径，并对中机组中心线。圆柱胀缩由二个

图1.5径向液压缸胀缩双圆柱头开卷机

径向液压缸来实现。为了使两个径向液压缸4作同步径向运动，利用齿轮3实现机械同步。这种结构上克服了上述锥头无胀缩开卷机的打滑现象，使用情况表明，效果良好。

轴向液压缸双圆柱头开卷机，用于五机架冷连轧机组。带材厚度为1.5-6毫米，

毫米。最大卷重为45000公斤。带材宽度为550-1530毫米。屈服极限为37公斤/2

开卷速度为10.5米/秒。开卷张力为920-9200公斤。

卷筒结构如图1.6所示，卷筒直径为610毫米，胀径时为630毫米，缩径时为560毫米。卷筒长度为855毫米，由于卷筒较短，把与轴向胀缩液压缸活塞直接相连的拉杆头部做成锥形，在锥形部位加工出燕尾槽滑动面，使它与弓形3相配合，构成斜契滑动机构。推动弓形块胀开，卷筒胀径。轴向胀缩液压缸反向动作时，借助拉杆端部上的燕尾槽是卷筒缩径。轴向胀缩活塞直径为440毫米，行程为221毫米。