檢查站機(jī)組中開卷機(jī)壓輥設(shè)計(jì)計(jì)算

【摘 要】開卷機(jī)作為精整機(jī)組的開頭設(shè)備，而開卷機(jī)壓輥是最重要的輔助設(shè)備。通過介紹帶鋼的開卷過程，了解開卷機(jī)壓輥在開卷作業(yè)中的功用。本文主要介紹了開卷機(jī)壓輥的基本結(jié)構(gòu)，分析了選擇電動(dòng)液壓缸的優(yōu)勢(shì)以及主要參數(shù)選擇，為后續(xù)開卷機(jī)壓輥的設(shè)計(jì)計(jì)算提供參考。

【關(guān)鍵詞】開卷機(jī)；壓輥；電動(dòng)液壓缸

在精整機(jī)組中，常用的開卷機(jī)設(shè)備包括雙圓柱頭式、懸臂式、雙錐頭式開卷機(jī)。與雙圓柱頭式開卷機(jī)相比，懸臂式開卷機(jī)重量小、剛性大、開卷張力大等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于冷軋薄板生產(chǎn)線；而雙錐頭式開卷機(jī)因其錐頭與帶卷接觸面積小，使得帶鋼的損壞率較高，目前已被淘汰。通常開卷機(jī)都設(shè)有壓輥，用以壓緊帶鋼，增加制動(dòng)力，有利于正常開卷。

1.壓輥基本原理

要實(shí)現(xiàn)開卷機(jī)開卷，預(yù)開卷站是必不可少的輔助設(shè)備，包括入口步進(jìn)梁、上卷小車、剝捆扎帶機(jī)、開卷機(jī)、直頭機(jī)等。在開卷過程中，為了更好的實(shí)現(xiàn)開卷引料，將壓輥?zhàn)龀蓚鲃?dòng)。在一些鋼卷檢查機(jī)組中，為了檢查鋼卷的內(nèi)外表面質(zhì)量，需要開卷機(jī)上下開卷，為此專門設(shè)計(jì)了上壓輥1和下壓輥2，來實(shí)現(xiàn)鋼卷上下開卷，見圖1。這里以某廠重卷檢查機(jī)組最大卷徑φ2100mm為例，介紹開卷機(jī)上下開卷的基本過程：帶鋼被天車吊到入口受卷臺(tái)上，上卷小車由電機(jī)驅(qū)動(dòng)到入口受卷臺(tái)上取卷，上卷小車將鋼卷送到開卷機(jī)卷筒上，此時(shí)開卷機(jī)卷筒漲徑，卷筒將鋼卷撐住，開卷機(jī)上壓輥1壓下，剝捆扎帶機(jī)開始工作，上卷小車托頭下降，小車返回接卷位置，此時(shí)，開卷機(jī)電機(jī)、開卷機(jī)壓輥油馬達(dá)、開頭機(jī)的上下輥電機(jī)聯(lián)動(dòng)，開頭機(jī)擺動(dòng)導(dǎo)板就位，當(dāng)帶頭經(jīng)過導(dǎo)板臺(tái)進(jìn)入開頭機(jī)后，直頭輥壓下使帶頭上翹，開卷機(jī)、開頭機(jī)和穿帶速度聯(lián)動(dòng)，處理剪將不規(guī)則的帶頭切下，將帶鋼經(jīng)導(dǎo)板進(jìn)入對(duì)中裝置，完成上開卷工作，用于鋼板外表面檢查；為檢查鋼板內(nèi)表面，需要鋼卷進(jìn)行下開卷，當(dāng)上卷小車上卷完畢后，開卷機(jī)上壓輥1壓下，剝捆扎帶機(jī)開始工作，上卷小車托頭下降，小車返回接卷位置，下壓輥2壓緊鋼卷，上壓緊輥1抬起，開頭機(jī)擺動(dòng)導(dǎo)板就位，同樣在開頭機(jī)、處理剪的協(xié)助下，將帶鋼送進(jìn)對(duì)中裝置，使得鋼板完成下開卷工作，用于鋼板內(nèi)表面檢查。

2.壓輥基本結(jié)構(gòu)

在重卷檢查機(jī)組中，為實(shí)現(xiàn)鋼卷的上下開卷，設(shè)置了上壓輥1和下壓輥2，下面詳細(xì)介紹下壓輥的基本結(jié)構(gòu)。

下壓輥由壓輥、托架、推桿、支架、電動(dòng)液壓缸和電機(jī)組成，見圖2，其中：支架固定在基礎(chǔ)上，電動(dòng)液壓缸固定在支架上，托架固定在電動(dòng)液壓缸和推桿上，托架和支架用厚鋼板焊接，壓輥固定在托架上，電機(jī)直接安裝在壓輥傳動(dòng)軸上，以往下壓輥電機(jī)采用鏈傳動(dòng)，將電機(jī)嵌入箱體中。較以往結(jié)構(gòu)相比，傳動(dòng)更為簡(jiǎn)單。以往的托架為箱式結(jié)構(gòu)，占用空間較大，這樣使得液壓缸的行程增大，推桿長(zhǎng)度增加，且增加很多相關(guān)件，如鏈輪罩、調(diào)整支架等。壓輥通常都是空心的，為了防止刮傷鋼板，輥?zhàn)颖砻娑加幸粚右r膠層。

3.電機(jī)選擇

壓輥在壓緊鋼卷時(shí)，壓緊力受力分析，見圖3，壓輥壓緊力可表示為（1）

式中：為帶卷半徑（mm）；為開卷角（°）；為帶鋼在壓輥壓緊力作用下，帶鋼所產(chǎn)生彈塑彎曲力矩值（kg.mm）

4.電動(dòng)液壓缸選擇

電動(dòng)液壓缸主要由交流電機(jī)、聯(lián)軸器、雙向齒輪泵、閥塊和鋼桶油箱組成，其基本原理為交流電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)雙向齒輪泵，齒輪泵輸出的高壓油經(jīng)閥塊進(jìn)入液壓缸，電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)液壓缸活塞桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)液壓缸省去了復(fù)雜的液壓成套系統(tǒng)，如泵站、管路、閥臺(tái)等設(shè)備，充分的節(jié)省了空間，不需要專門維護(hù)，就可安全可靠的工作，這也是本設(shè)計(jì)選擇電動(dòng)液壓缸的主要原因。

由式（3）計(jì)算得到壓輥所承受的力矩，壓輥1的直徑為235mm，壓緊力為 （5）

考慮壓輥1、托架2和電機(jī)6的重量，電動(dòng)液壓缸推力為（6）

式中為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，x=0.1～0.15。

這里取x=0.15，由式（6）計(jì)算可得，這里選擇電動(dòng)液壓缸型號(hào)為DYT（B）J4000Ⅴ800A。

5.結(jié)論

本文介紹檢查機(jī)組中開卷機(jī)在實(shí)現(xiàn)上下開卷時(shí)，下壓輥的功用和基本結(jié)構(gòu)，對(duì)開卷機(jī)壓輥的壓緊力和電機(jī)功率分別進(jìn)行了理論分析和簡(jiǎn)單計(jì)算，介紹了電動(dòng)液壓缸的基本結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)以及選擇方法，為后續(xù)開卷機(jī)壓輥的設(shè)計(jì)計(jì)算提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]李偉.開卷機(jī)壓輥設(shè)計(jì)計(jì)算.機(jī)械2009年增刊.2009.48-49.

[2]周國(guó)盈.板帶車間精整設(shè)備.機(jī)械工程出版社.1982.28-30.