李 萌,魏宗強(qiáng),范 維,劉 瑩,曹愛玲
(1.北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所有限公司,北京 100120;2.山東重騎摩托車(集團(tuán))廠,濟(jì)南 250000)
本文簡要介紹西南鋁采用氣墊爐進(jìn)行鋁合金帶材處理線的生產(chǎn)線中臥式活套的整體布置及主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等。由于活套的帶鋼存儲(chǔ)量大,設(shè)計(jì)上考慮到以往板帶生產(chǎn)線中臥式活套中托輥車的定位方式安裝調(diào)試難度大,此次設(shè)計(jì)中在結(jié)構(gòu)上作了較大的改進(jìn),定位準(zhǔn)確可靠。
臥式活套采用水平布置形式,長度較長,一般對廠區(qū)占地面積有一定的要求,但對車間廠房高度的要求不大,臥式活套常用于厚板帶鋼表面處理生產(chǎn)線,具有牽引力大,套量大的特點(diǎn)。所以該種活套適用于采用臥式連續(xù)退火爐帶鋼表面處理的生產(chǎn)線線,這種布置可以比較有效的節(jié)約廠區(qū)占地,此次設(shè)計(jì)的前后活套就是采用此種布置方式:分別布置在了臥式氣墊爐及雙彎雙矯機(jī)組的下面。該生產(chǎn)線板帶的板寬幅度大(1000mm~2650mm),厚度跨度大(0.5mm~4.0mm),最高工藝速度為55m/min。該生產(chǎn)線的前后活套的儲(chǔ)料量均為30。
此次設(shè)計(jì)中,由于活套儲(chǔ)量大,厚板帶的張力大,利用中間轉(zhuǎn)向輥布置了對中輥與測張輥,避免了生產(chǎn)中帶材由于各種原產(chǎn)生跑偏現(xiàn)象;活套中配置一臺(tái)主傳動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)驅(qū)動(dòng),鋼絲繩的一端固定在卷揚(yáng)機(jī)卷筒上,另一端固定于鋼絲繩固定裝置上,中間通過一組鋼絲繩轉(zhuǎn)向滑輪后,與牽引車配置的動(dòng)滑輪組構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)的牽引系統(tǒng)。牽引車受力對稱,可有效減少傾翻力的影響,提升運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性。整體布置如圖1所示,臥式活套機(jī)組主體設(shè)備包括:主動(dòng)牽引車、帶鋼托輥車(托輥車間距根據(jù)板帶懸垂量確定)、主傳動(dòng)裝置、轉(zhuǎn)向輥組及托輥組、小車軌道、鋼絲繩定滑輪組等組成。此次的設(shè)計(jì),主要在各托輥車的定位方式上做了很大改進(jìn)。
圖1 臥式活套主體結(jié)構(gòu)圖
常規(guī)設(shè)計(jì)中,機(jī)組給出操作指令,活套主動(dòng)牽引車沿軌道移動(dòng),實(shí)現(xiàn)帶鋼的充放套操作。充套操作時(shí),通過卷揚(yáng)機(jī)的傳動(dòng)裝置拉動(dòng)鋼絲繩牽引活套主動(dòng)牽引車及托輥車(如圖2所示)沿軌道移動(dòng),沿軌道布置有幾組不同標(biāo)高定位的鋼架體,托輥車移動(dòng)過程中,經(jīng)過不同標(biāo)高的鋼架時(shí),掛鉤的彈性定位機(jī)構(gòu)的作用下抬起,從而與相連接的托輥車分離,同時(shí),通過限位機(jī)構(gòu)的約束,使各托輥車停靠在指定位置,從而起到支撐帶鋼的作用,避免帶鋼懸垂量過大造成張力波動(dòng);當(dāng)活套進(jìn)行放套操作時(shí),鋼板張力拉動(dòng)活套主動(dòng)牽引車,帶動(dòng)托輥車沿軌道后退,從而實(shí)現(xiàn)放套操作。這種托輥車的定位方式,安裝調(diào)試難度很大。
圖2 改造前托輥小車與其定位機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)
托輥小車定位方式改進(jìn)后,如圖3所示,當(dāng)活套處于充套狀態(tài)時(shí),首先由卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩牽引系統(tǒng)拉動(dòng)牽引小車在軌道上運(yùn)動(dòng),隨后各托輥小車則在獨(dú)立的鏈條驅(qū)動(dòng)裝置的作用下運(yùn)動(dòng),因不同的鏈輪齒數(shù)依次停在相應(yīng)位置,托輥小車上托輥(V型分布,與帶材運(yùn)動(dòng)方向有關(guān),如圖4所示)在帶材運(yùn)動(dòng)過程中托起帶材,減小懸垂量;當(dāng)活套處于放套狀態(tài)時(shí),各托輥小車在鏈條驅(qū)動(dòng)裝置的作用下先行后退,之后,在帶鋼張力的作用下,帶動(dòng)主動(dòng)牽引車后退,從而實(shí)現(xiàn)放套操作。在進(jìn)行沖套和放套操作時(shí),活套主傳動(dòng)牽引車與各組托輥車之間的距離,由主傳動(dòng)卷筒上與鏈條驅(qū)動(dòng)裝置上各自的絕對值編碼器控制確定。托輥小車定位完全由電氣編程控制相互間距,且與牽引車間的間距,減小了安裝調(diào)試的難度,且位置準(zhǔn)確可靠。另外,活套牽引小車在整個(gè)運(yùn)動(dòng)軌道兩端裝有檢測開關(guān),用來控制牽引小車左、右端限位,主變頻電機(jī)尾部上裝有編碼器,用來檢測鋼絲繩的速度。
圖3 改造后托輥小車與其定位機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)
圖4 托輥與板帶的運(yùn)行方向的相對關(guān)系布置圖
傳統(tǒng)臥式活 套托輥車沒有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置,是由牽引車?yán)瓌?dòng),通過機(jī)械限位及脫鉤裝置來實(shí)現(xiàn)托輥車的就位,這種方式的弊端就是每次托輥車在脫鉤時(shí)都會(huì)產(chǎn)生振動(dòng),且需對每一個(gè)脫鉤及限位裝置進(jìn)行單獨(dú)調(diào)試,安裝過程較復(fù)雜。該臥式活套托輥車配置了獨(dú)立的鏈條驅(qū)動(dòng)裝置,不再依靠牽引車的拖動(dòng),因此也就不再需要配置脫鉤及限位裝置,安裝調(diào)試更加方便,傳動(dòng)更加穩(wěn)定,控制上更加靈活。
臥式活套中托輥車運(yùn)動(dòng)方式如圖5所示,根據(jù)不同的托輥車數(shù)量,配置相應(yīng)套數(shù)的鏈輪及鏈條。當(dāng)活套處于充套狀態(tài)時(shí),首先由卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩牽引系統(tǒng)拉動(dòng)牽引小車在軌道上運(yùn)動(dòng),隨后各托輥小車則在獨(dú)立的鏈條驅(qū)動(dòng)裝置的作用下運(yùn)動(dòng),因各托輥車的鏈輪齒數(shù)不同,各托輥車的運(yùn)行速度也就不同,從而實(shí)現(xiàn)各托輥車在各自位置上的定位,托輥車上的托輥呈V型布置,V型方向與帶材運(yùn)動(dòng)方向相對,可減少帶鋼的跑偏,托輥車上的托輥在帶鋼運(yùn)動(dòng)過程中起支撐帶鋼的作用,減小帶鋼的懸垂量;當(dāng)活套處于放套狀態(tài)時(shí),各托輥小車在鏈條驅(qū)動(dòng)裝置的作用下先行后退,帶材再拉動(dòng)牽引小車后退,完成放套,鏈條驅(qū)動(dòng)裝置中電機(jī)配置的絕對值編碼器可以控制各托輥車的相互間距。充放套期間,活套牽引小車與相鄰?fù)休佇≤嚨拈g距,由主傳動(dòng)卷筒上與鏈條驅(qū)動(dòng)裝置上各自的絕對值編碼器控制確定,托輥車與牽引車間的間距及運(yùn)行速度的匹配,可根據(jù)工藝要求進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
圖5 臥式活套中托輥車運(yùn)動(dòng)方式
活套牽引小車在整個(gè)運(yùn)動(dòng)軌道兩端裝有檢測開關(guān),用來控制牽引小車左、右端限位,主變頻電機(jī)尾部上裝有編碼器,用來檢測鋼絲繩速度。
鏈條與托輥車的連接處,配置螺旋扣及托架如圖6所示,用于分加別調(diào)節(jié)各鏈條的懸垂量。
圖6 螺旋扣及托架詳圖
本臥式活套這套新的托輥車運(yùn)行設(shè)計(jì)簡化了現(xiàn)場的安裝及調(diào)試工作;托輥車和牽引車分別配置獨(dú)立傳動(dòng)裝置和編碼器,使得托輥車的運(yùn)行更加靈活,定位更加準(zhǔn)確;活套中間配置的糾偏裝置,保證了帶鋼在活套內(nèi)的對中操作,同時(shí)還配置有側(cè)張機(jī),使得帶鋼在活套內(nèi)的張力能保持穩(wěn)定;該活套的整體配置,更加適合大套量、寬厚板的活套需求,更能滿足寬厚帶鋼退火生產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)行。