專利名稱：帶材自動對中卷取和開卷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是那些在一些工業(yè)生產(chǎn)過程中，例如在某些金屬帶軋制過程中出現(xiàn)的金屬帶卷卷取和/或開卷所用的裝置。
背景技術(shù)：
多汽缸或森吉米爾(Sendzimir)冷軋機是這些裝置所用的典型實例。
在這種軋機中，隨同森吉米爾工藝所用人所共知的“多輥式”裝置中一系列的加強輥，帶材在一對裝在支架內(nèi)的對置回轉(zhuǎn)軋輥之間來回傳送。
每道軋制過程，待軋制的帶材從帶卷開卷，再卷取到支架相對側(cè)的另一帶卷上為此，上述帶卷裝在相應(yīng)的卷取裝置上，通常叫做“線架”，這就是本發(fā)明所涉及的。
這些裝置包括一個回轉(zhuǎn)主軸，在該軸上卷取(開卷)帶卷，通過相連的通常為電動型式的電動機驅(qū)動，必要時，根據(jù)實際情況采用減速裝置。
主軸可以徑向膨脹，以便鎖定上面卷取的帶卷，從內(nèi)部將力作用到卷圈上；這樣使巨大轉(zhuǎn)矩施加到帶卷上，以致將拉力作用到帶材上，這種拉力值在森吉米爾軋機中可達幾十噸。
軋制完畢，主軸回到縮進狀態(tài)，從而使帶卷能夠抽取，這通過從主軸在軸向的方向取下帶卷完成。
森吉米爾軋制過程的主要特征是在正規(guī)方式卷取帶材的地方需要具有帶卷。
實際上，如果待軋制的帶卷具有卷取缺陷，例如，一般在帶材卷圈邊緣沒有很好對準，致使生產(chǎn)的排列可能被稱作“伸縮式”的，那么在生產(chǎn)周期中，隨著軋制過程出現(xiàn)的中斷，顯著增加了帶材斷裂的危險。
在這方面，應(yīng)當指出，森吉米爾軋制過程是帶材在完全極限狀態(tài)下進行的。這種帶材不僅要經(jīng)受上述巨大拉力，而且還要在工作輥之間徑受大約1000米/分的進料速度為此，這些參數(shù)要求非常嚴格的工作條件，以便避免帶材的斷裂，所以，任何如上面所述有關(guān)帶卷卷取的缺陷是不容許的。
目前，為了克服這種缺點，在森吉米爾軋機特制開卷機(見圖1)上設(shè)置被加工前的不均勻帶卷。
開卷機設(shè)在兩臺卷取裝置2之一的旁邊，其軸線與主軸的軸線平行；并裝在卸卷車3上，它的車輪4沿著與該軸線平行布置的軌道5運動。
這樣，在軋制工作一開始，便從開卷機1上開卷不規(guī)則的帶卷，造成帶材6在工作輥7之間以低進料速度和減小的拉力情況下完成第一軋制道次；然后帶材被卷取到較遠的卷取裝置2上。
在帶材6從開卷機1開卷時，配裝的卸卷車3沿軌道5移動，以便使開卷機上所繞帶卷的不規(guī)則性得到校正；換言之，卸卷車的運動能使帶材開卷，同時在直線基準方向保持其邊緣對準。
所以，帶材可以再次卷取到較遠裝置2的主軸上，而且不會使具有邊緣的卷圈彼此之間產(chǎn)生不對準的危險。
這種解決方法使卷取到卷取裝置主軸上的帶卷均勻性有可能達到所計劃的結(jié)果，但是還有一些嚴重缺點。
首先，顯而易見，軋機必須配裝一整套專用設(shè)備，包括沿軋道移動的卸卷車和上面所裝的開卷機；這些設(shè)備只是為了消除最初帶卷中的卷取缺陷進行帶材第一軋制道次時使用。
因此，不言而喻，上述事實顯著提高了全套設(shè)備的復(fù)雜性，而且從使用其部件的觀點來看，還會造成更不利情況，因為其中一些設(shè)備(即卸卷車上裝的開卷機和其他那些如圖1所示的裝置)只是在生產(chǎn)周期最初階段操作，而不再用于軋制帶材。
而且很明顯，涉及上述專用設(shè)備安裝所需空間也大大增加了整個軋機的外形尺寸。
最后，還必須考慮到，由于從開卷機來的帶材未軋制的工序因而增加了生產(chǎn)周期的工作時間，這種情況發(fā)生在帶材的低速進料和拉力低于實際軋制工序時所用的拉力，也就是帶材卷到一臺裝置2和從另一臺裝置開卷進入工作輥7之間的時候。
在美國專利第3,477,655號中可以找到對這種現(xiàn)代技術(shù)的改進，該專利披露了一種卷取裝置，其中，主軸是由減速齒輪裝置驅(qū)動。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是糾正這種情況。
換言之，其目的是提出一種具有結(jié)構(gòu)和操作特點的卷取裝置，使之還能操作不均勻卷繞的帶卷，而且不需要上述專用設(shè)備，特別是沿軌道移動的卸卷車上裝的開卷機。
用本文所附權(quán)利要求中所示特點的卷取裝置可以達到上述目的。


為了更好地理解本發(fā)明，下面參照附圖描述本發(fā)明的幾個非限制的該軋機包括裝有工作輥并位于兩臺卷取裝置12之間的軋制機座11，以卷取被軋制的帶材N；上述裝置彼此相同，而且布置得使帶材卷取軸線垂直于圖2的繪制圖紙。
本發(fā)明卷取裝置12的第一實施例詳見圖3；由于軋機10中的裝置彼此相同，所以，不言而喻，下面所述的內(nèi)容對兩者均適用。
按照圖3所示的裝置是直接傳動型，即包括一臺電動機20，它轉(zhuǎn)動主軸21，軸上卷繞帶材N，沒有中間減速附段。
從圖中可以看出，在主軸21的軸尾部分21a上有一液壓裝置運作，所述液壓裝置由固定在所述主軸上并在外筒形室23內(nèi)滑動的活塞22組成；液壓裝置操作所需用油通過軟管24供給軟管一方面與筒形室23相連，另一方面則連接用于在壓力下分配油的回轉(zhuǎn)裝置25。
筒形室23有一端壁23a，它相對于主軸端部21a同心延伸，并終接在齒圈27；該齒圈由直齒組成，并與套筒29內(nèi)形成的對應(yīng)齒圈28聯(lián)接，套筒與主軸21同軸安裝。
套筒29還與延伸的操作部分30成為整體，該部分靠電動機20轉(zhuǎn)動。
在與端壁23a的相對側(cè)，有一筒形室23與空心軸31相連，而該軸則滑動聯(lián)接主軸21的中心部分；基本上以此形成單一剛性元件。
依靠位于底座33上的外殼32，相對于裝置12的卷取軸線Z可旋轉(zhuǎn)地支承空心軸31；為此，在外殼內(nèi)設(shè)置滾動軸承34和35，以便構(gòu)成軸31的軸頸。
尤其是這些軸承最好包括有圓筒形滾柱，并具有較大寬度和沒有保持邊的內(nèi)座圈(即，適用于空心軸)；這樣，與軸承內(nèi)座圈形成整體的空心軸31，按照后面所更多敘述的，自由地相對于內(nèi)座圈外部(和圓筒形滾柱)作軸向運動。
空心軸31在與主軸21一起轉(zhuǎn)動中通過齒輪聯(lián)軸節(jié)37鎖定，卷繞帶卷N(其斷面在圖3和4中用虛線示出)的主軸前部伸出上述聯(lián)軸節(jié)以外。
主軸這部分的型式本來已為人知，并參照圖3和4，隨著主軸向左的軸向運動，使位于主軸外部的一些元件39得以徑向膨脹；這是由于主軸在向左移動時，向外徑向推動上述元件，并在主軸表面上形成一些平截頭棱錐體表面40而存在的緣故。
如上所述，這種膨脹運動具有更加穩(wěn)固地把帶卷鎖定在主軸上的作用，從而能夠承受在軋制過程中帶材卷取和開卷時產(chǎn)生的巨大拉力。
只有一些情況要補充，那就是主軸21的膨脹在這種意義上是可逆的，即主軸向右軸向移動時，外部元件39回到最初縮進狀態(tài)，致使能軸向抽取帶材的卷。
為了使這種操作得以實現(xiàn)，主軸21的端部21b支承在軸承41上，該軸承裝在所謂的“閘門”42內(nèi)，也就是說，一個圍繞豎軸(即與Z軸垂直)旋轉(zhuǎn)安裝、并靠位于其底座上的液壓缸43驅(qū)動的閘板，以便能夠圍繞樞軸旋轉(zhuǎn)，并移動離開主軸，使能軸向抽取帶卷。
位于外殼32內(nèi)的主軸21部分裝有軸環(huán)45(在圖5上看的更加清楚)，該環(huán)徑向從中伸出；固定在外殼32上的致動器46、47作用于上述軸環(huán)上。
特別是這些致動器根據(jù)下面更清楚地看到的實際情況通過沿外殼上構(gòu)成的對應(yīng)導(dǎo)向器50，51移動的有關(guān)滑動器48、49，對平行于Z軸線的軸環(huán)45發(fā)生作用，向前或向后；為此，滑動器與致動器連接起來，并具有C形構(gòu)造，與從主軸21伸出的軸環(huán)45相配合。
致動器46、47最好是液壓的，并根據(jù)探測的帶材N斷面，用定位環(huán)進行反饋控制，這種探測可用光學、電磁式或其他型式的系統(tǒng)(也叫做帶材掃描器)進行。
最后，可以看出，卷取裝置12怎樣在內(nèi)部還有一個凸肩53，以便通過固定在外殼32上的液壓缸54來保持移動主軸上存在的帶卷。
下面描述軋機10的操作，軋機上采用了上面所述的兩臺同樣的卷取裝置12。
首先，必須指出，裝在卸卷車3上的開卷機1和所有現(xiàn)有技術(shù)中的(參見圖1)適合把帶材用到卷取裝置上的其他部件，在開始軋制工作前已被排除。
這在本發(fā)明的裝置12中有可能做到，即利用致動器46和47可使主軸21軸向移動，從而使帶材N均勻卷取。
當然，在軋機10上需要軋制未對準邊(“伸縮”樣式)的帶卷時，則安裝到兩臺卷取裝置12之一的主軸21上。
為此，在已放到主軸上后，利用管道24供給的油啟動液壓裝置，使主軸縮回，在這道工序中，固定在軸尾部分21a上的活塞22移到左邊，參見圖3和4，這樣使與其成整體的主軸朝同一方向移動，而其平截頭棱錐體表面40引起元件39膨脹，把帶卷鎖定在主軸上。
然后，活塞22保持在該位置，致使主軸21依然鎖定在空心軸31內(nèi)，該軸與裝有活塞的筒形室23成為整體。
所以，在這種情況下，空心軸31，主軸21，活塞22和筒形室23共同構(gòu)成一個剛體。
剛體可相對于Z軸轉(zhuǎn)動，還可對其作縱向移動。
造成旋轉(zhuǎn)是套筒29的齒圈28與筒形室端壁23a上的齒圈27之間嚙合的結(jié)果實際上，是上述嚙合裝置把連接電動機的延長部30傳給的旋轉(zhuǎn)運動傳送到上述剛體。應(yīng)當認為，在這方面主軸21是通過齒輪聯(lián)軸節(jié)37連接空心軸31的。
另一方面，由于致動器40和47作用于軸環(huán)45上的結(jié)果，造成上述剛體軸向移動。
實際上，軸環(huán)在空心軸31上構(gòu)成，因此可以與其一起移動，而致動器則固定在外殼32上，所以不能移動。
如上所述，在軋制工作開始，卷繞的不均勻帶卷裝在森吉米爾軋機10的兩臺卷取裝置12的其中之一；然后，將帶材N端部固定在另一卷取裝置的主軸21上，使帶材從軋制機座11的軋輥之間穿過。
這時，軋制滿載起動，即帶材N正常采用的高度張緊和高速條件，即使帶材從具有不均勻邊緣的最初帶卷開卷，也不會有任何撕裂的危險。
達到這種效果是由于主軸21有可能軸向運動的緣故，主軸上卷繞有所述帶卷，并且如上所述，該軸與空心軸31形成剛體。
當然，在軋制過程中，用上面提到的裝置(例如帶材掃描器)探測從不均勻帶卷開卷的帶材邊緣斷面；這種探測可使軋機的總控制系統(tǒng)完成致動器46和47的反饋調(diào)整，致使該致動器移動相應(yīng)的滑動器48、49和與其一起的空心軸31的軸環(huán)45。
因此，空心軸的軸向位置，特別是空心軸內(nèi)主軸21的軸向位置可以瞬時調(diào)整。這樣就能在從最初帶卷(即伸縮卷繞的帶卷)逐漸開卷時，校正帶材N邊緣的對準度。
還應(yīng)指出，主軸和空心軸與筒形室23及位于其中的活塞22一起運動，它們共同構(gòu)成上述剛體；由于是直齒圈27和28，使有可能相互縱向移動，因而該剛體可相對于傳送電動機旋轉(zhuǎn)的套筒29軸向滑動。
因此，帶材能夠準確恰當?shù)叵蛑鴻C座11內(nèi)的軋輥，從而避免由于向所述軋輥橫向進料不當造成的拉斷和撕裂的危險。
換言之，可以認為，在本發(fā)明的卷取裝置12中，隨著被致動器46和47進行的調(diào)整，主軸21(與其組成部分的整個剛體一起)的軸向移動與在軋制開始前最初不規(guī)則的帶卷開卷時圖1現(xiàn)有技術(shù)中裝有開卷機1的卸卷車3沿軌道5所做的移動相適應(yīng)。
因此，可以看出，本發(fā)明可使卷繞不正確對準邊的帶卷開卷，沒有公開技術(shù)的所有缺點，也就是不需要軌道卸卷車以及所有其他現(xiàn)代技術(shù)中的現(xiàn)有設(shè)備，因為它們妨礙和延遲了帶材的軋制。
顯然，本發(fā)明的變化對于至今考慮的實例是可能的；其中有的變化示于圖6到8，這里的部件結(jié)構(gòu)或功能都與上面考慮的那些相同，并用同一編號標出，所以不再作詳細描述。
在這些變化中，主軸21的轉(zhuǎn)動通過減速器進行。
這種型式的致動系統(tǒng)在本領(lǐng)域已經(jīng)公開，由帶兩個反向螺旋齒60a、60b輪箍的齒輪60所構(gòu)成的齒輪裝置組成，齒輪裝置與主軸21共心安裝，并與小齒輪61嚙合，另外還有一雙組齒61a，61b，小齒輪靠電動機20通過延長臂63動作。
在這種情況下，由于在裝有主軸21的空心軸31上不可能設(shè)置如上面實例中的軸環(huán)(因有齒輪60妨礙這種可能性)，所以這時要以下列方式實現(xiàn)主軸的軸向移動。
還要安裝空心軸31，以便在管體65內(nèi)可作軸向滑動，并通過直齒聯(lián)軸節(jié)同時在轉(zhuǎn)動中鎖定。
另外，管體65還用軸承66和67支承(其中一個軸承軸向固定，具有止推軸承的功能)，以便相對于卷取軸Z能自由轉(zhuǎn)動，并相對于外殼32保持軸向固定。齒輪60還用鍵固定到管體65上。
空心軸31在其向著主軸的軸尾部分21a端部有一徑向向外伸出的法蘭70，并剛性固定在筒形室23上；致動器(圖中未示出)作用于該法蘭上，其方式與上述實例中關(guān)于空心軸上構(gòu)成的軸環(huán)45所考慮的方式類似。
根據(jù)上述對照，可以理解，本發(fā)明的這一第二實施例的操作基本上與上述實施例那么類似。
實際上，同樣在這種情況下，由固定在主軸軸尾部分21a上的活塞22和筒形室23組成的液壓裝置可使主軸在空心軸31內(nèi)滑動，從而使卷繞帶卷的部件產(chǎn)生膨脹(或收縮)。
此后，由空心軸31、筒形室23和主軸21與固定在軸屬部分上的活塞22共同構(gòu)成的剛體通過用鍵固定在管體65上的齒輪60所嚙合的小齒輪61進行轉(zhuǎn)動。
同時，作用于法蘭70上的致動器調(diào)整上述剛體及其中主軸21的軸向位置，以便達到前面已經(jīng)描述的同樣效果。
圖7表示本發(fā)明卷取裝置另一實施例，同樣是用適才設(shè)想型式的減速齒輪裝置傳動；而且為了便于理解，相應(yīng)部件的編號仍保持不變。
后面的這一實施例與上述實施例的不同點在于，用外部液壓系統(tǒng)代替調(diào)整主軸21(與空心軸31成整體)軸向位置用的致動器所作用的法蘭70。
外部液壓系統(tǒng)基本上是附加的液壓裝置，在外部由筒形室23和固定在主軸軸尾部分21a上的活塞22構(gòu)成。
實際上，從圖7中可以看出，在剛性固定到空心軸31上的第一筒形室23外面有一第二筒形室73，剛性固定到管體65上；因此，管體可自由轉(zhuǎn)動，并相對于Z軸軸向鎖定，而且管體65與它是一個整體。
第一和第二筒形室23和73一起構(gòu)成液壓裝置，在其內(nèi)部第一室作為活塞可在第二室內(nèi)來回滑動。
因此，不難理解，在這種情況下，使第一筒形室23在第二室73內(nèi)移動可達到主軸21與空心軸31作整體軸向運動(如上面已經(jīng)詳述的主軸在空心軸內(nèi)被鎖定以后)。
所以，由引可見，主軸21的軸向位置通過外部液壓裝置控制，該裝置象圖3和4中圖解和描述的第一實例的致動器46、47那樣起到全部有效作用。
因此，上述裝置根據(jù)已經(jīng)描述的帶材掃描器探測的帶材斷面對主軸的軸向位置進行校正。
不過應(yīng)當指出，在這種情況下，由于直齒聯(lián)軸節(jié)在其外部聯(lián)接空心軸31和管體65，故外筒形室與內(nèi)室23可整體轉(zhuǎn)動。
參照圖8，可以注意到本發(fā)明的一個最后實施例，它同樣涉及一種卷取裝置，其主軸通過減速齒輪進行操作。
與其他兩個實施例的不同之處在于可進行主軸軸向移動的裝置。
這時設(shè)想的解決方法是一對在管體65相應(yīng)端部，相對于固定在空心軸31兩端的對應(yīng)法蘭81進行操作的小型液壓千斤頂80。
每個千斤頂都具有分別向左右推動空心軸31及其里面的主軸21的作用，該主軸靠活塞22在室23內(nèi)保持不動；這樣取得在軋制期間關(guān)于調(diào)整主軸21軸向位置的上述效果。
如最初所述，本發(fā)明擬用的卷取裝置不僅是那些用在森吉米爾金屬帶材軋機上的，而且還有那些用于帶卷材料(不只是金屬)的卷取和開卷的，即在應(yīng)用中由于卷繞的帶卷邊緣不均勻而發(fā)生困難的地方。
因此，除了上面考慮的實施例中的那些以外，本發(fā)明有可能變化，所述變化是其對于不同于森吉米爾軋制工藝的領(lǐng)域有可能進行更改以適應(yīng)卷取裝置而造成的。
盡管如此，所有這些變化和其他可能發(fā)生的變化都應(yīng)適合下面權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于帶材(N)卷取和開卷的裝置，包括—用于支承帶材卷的主軸(21)；—沿至少一部分主軸與主軸外部聯(lián)接的空心軸(31)，以便圍繞縱軸(Z)在轉(zhuǎn)動中鎖定，并且使主軸在空心軸內(nèi)軸向可滑動，直到主軸上所裝的帶卷鎖定在預(yù)定位置為止；—由小齒輪驅(qū)動的齒輪(6)，用于圍繞縱軸線轉(zhuǎn)動空心軸以及主軸，其中，空心軸沿所述軸線可滑動地被支承，并根據(jù)自主軸卷取或開卷的帶材邊緣斷面控制空心軸的滑動；其特征在于空心軸(31)安裝在圍繞縱軸(Z)的轉(zhuǎn)動中與其是一整體的管體(65)內(nèi)，而且空心軸設(shè)在相應(yīng)徑向伸出法蘭(81)的端部，相對于法蘭，在管體相應(yīng)端對邊工作的千斤頂(80)工作，以便根據(jù)帶材邊緣斷面引起空心軸的所述軸向滑動。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于齒輪(60)和與其聯(lián)接的驅(qū)動小齒輪(61)包括相關(guān)的反向雙螺旋齒圈(60a，60b；61a，61b)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種特別是用于冷軋的金屬帶材(N)卷取和開卷的裝置(12)。該裝置有一主軸(21)，它裝在空心軸(31)內(nèi)，并在上面卷繞帶材(N)；為此，主軸(21)靠電動機(20)轉(zhuǎn)動，電動機則通過機械傳動裝置(27－30)驅(qū)動空心軸(31)。按照優(yōu)選的實施例，空心軸(31)沿旋轉(zhuǎn)軸的位置可以通過液壓致動器(46、47)調(diào)整，以這樣的方式來校正主軸上存在的帶卷卷取的缺陷。
文檔編號B21C47/28GK1640577SQ20051000594
公開日2005年7月20日 申請日期2001年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月28日
發(fā)明者安吉洛·科里, 阿爾貝托·波拉斯特雷里 申請人:Sms德馬格英斯股份公司