臥式活套中托輥車新式定位方式的設(shè)計(jì)

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）

0 引言

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。

1 臥式活套主體結(jié)構(gòu)

臥式活套采用水平布置形式，長度較長，一般對(duì)廠區(qū)占地面積有一定的要求，但對(duì)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(duì)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(duì)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

2 臥式活套中托輥車定位方式的設(shè)計(jì)

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?？吭谥付ㄎ恢茫瑥亩鸬街螏т摰淖饔?，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(duì)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(duì)關(guān)系布置圖

3 臥式活套中托輥車的鏈條驅(qū)動(dòng)裝置簡介

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(duì)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(duì)，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(duì)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(duì)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

4 結(jié)語

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(duì)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。