带钢处理线一种伸缩式上套筒装置
摘 要：本文介绍一种伸缩式上套筒装置，此装置配合出口段卸卷小车上的中心检测装置，可以有效解决由于钢卷与套筒间直径差异过大引起的空间不足问题，以及套筒中心定位不准引起的定位问题。
关键词：带钢处理线;套筒;伸缩式上套筒装置;钢卷小车;中心检测装置。
0 引言。
本装置属于冶金设备，涉及一种用于带钢处理生产线新型的上套筒装置。带钢处理线主要包括针对碳钢的酸洗线、连续退火线、镀锌线、重卷线等，近年来还发展出针对铝材的涂油和彩涂处理线。由于各处理线板厚一般都比较薄，常规厚约0.9mm以下的卷取需要用到钢制套筒，其作用主要有两个，一是防止卷材内圈塌卷，二是防止内圈变形。本文仅介绍出口段的上套筒设备，其对入口段的卸套筒装置设计具有很大的借鉴作用，可参照其做适当修改即可。
1 工作原理。
带钢处理线出口段的上套筒装置，其主要功能是将套筒从套筒存放架上放到钢卷小车的鞍座上，然后钢卷小车横移和提升将套筒套到卷取机芯轴上，进行后续的卷取工作。套筒存放架需要有一定的坡度，坡向钢卷小车，坡度要适中，太大钢制套筒速度过快冲击大，太小速度慢影响生产效率，常规取1.5°为宜。存放架要能同时存放多个套筒，以适应快节奏的生产需要。套筒要能保证按顺序一个一个依次放到钢卷小车上，因此存放架上需要有一套活动翻板，放下第一个套筒的同时能挡住后一个套筒。存放架对面要有一套伸缩式挡板，采用弹性表面材料，当套筒滚落到钢卷小车的鞍座上时及时挡住并吸收冲击能量，避免套筒滚落地面并消除噪声。在钢卷小车上的套筒要尽可能保证在小车鞍座的中心位置，以便依靠小车的横移定位系统保证套筒中心处于卷取机芯轴和轧制线的中心。
2 问题描述和分析。
现有带钢处理线较多地采用固定式存放架，能够存储三四个或更多个套筒，采用天车吊装。存放架前端需要尽可能靠近钢卷小车上的鞍座，以利于套筒释放，同时存放架上会有一套手动对中装置。此种设计能适应部分生产线，但是对于钢卷和套筒直径差异比较大的场合则无法使用，当卸卷小车把较大钢卷从芯轴上取下并横移时会与固定式的套筒存放架前端产生干涉。另外手动对中装置需要人工操作，采用天车吊装需要人工辅助且效率低。而且由于钢制套筒一般超过1吨，重量很大，手动操作需耗费大量时间和体力，效果比较差。其他还有采用车间天车或单轨吊车的形式，虽然能精确控制让起吊装置横移到套筒的正上方，但因为其提升机构往往为柔性的钢丝绳带夹钳，无法自动抓取套筒，需要地面人工辅助。即使采用刚性夹钳系统，也往往因为在钢卷车鞍座上的套筒可供抓取的面积太小，也无法自动抓取套筒。
各带钢处理线产品的最大卷径、最小卷径，套筒直径，作为重要的设计参数或保证值是项目技术规格书早已确定的。卷取机芯轴中心标高受制于轧制线标高、卷取机的尺寸、周围设备布置及上下卷取工艺要求，也基本不能隨意改变。钢卷与套筒半径的差值决定了钢卷小车的轨道标高和提升行程。如果该差值过大，接近已有钢卷小车的极限提升行程，意味着钢卷小车鞍座的最低位也很靠近最大钢卷底部，此时位于小车横移坑道旁边的固定套筒存放架端部会与较大的钢卷产生干涉。
3 设计改进。
鉴于以上的技术缺点，我公司设计开发出一种可伸缩式上套筒装置，并且在实际的应用中验证了其有效性。其布置视图见图一。
需要往钢卷小车的鞍座上装载套筒时，首先钢卷小车向套筒存放架横移，小车前端装有光电开关，带着光电开关照射套筒，其发射的激光被套筒反射回来时光电开关收到反馈信号。根据反射持续时间和小车行走速度，电气控制系统可自动计算被照射套筒的长度，再根据反射开始和结束位置，可得到套筒的中心位置，检测完毕小车停到套筒的中心位置，并提升其鞍座到接纳套筒的高位。然后套筒存放架上的液压缸动作带动套筒存放架横移，靠近小车鞍座。
套筒存放架在小车坑道对面的挡板伸出靠近小车鞍座，此时存放架上的翻板机构可以旋转，使最前端一个套筒滚下，被对面的挡板挡住落到小车鞍座上，同时翻板机构尾部翘起挡住后面一个套筒。可采用一个翻板液压缸，通过连杆机构，同时驱动多个翻板同时动作，向前一个一个依次传输套筒。然后钢卷小车可带着套筒横移将其套到卷取机芯轴上，由于小车鞍座中心与套筒中心一致，保证了芯轴上的套筒与轧制中心线一致。当钢卷卷取完毕，小车从芯轴上将钢卷取下时，套筒存放架提前缩回，留给大钢卷足够的空间，避免发生干涉。
本装置可采用叉车或自动化运输车（AGV）运输套筒，可一次装填2个，节省了时间，提高了效率。
4 技术参数。
5结论。
本装置已成功运用到实际的板材处理生产线中，如沙特国有矿业公司的一条铝卷化学热处理线。经实践证明，该装置质量可靠，定位准确，运行稳定，提高了自动化程度，节省了人力物力。
参考文献：
[1] 王廷溥主编，《现代轧钢学）》，冶金工业出版社，2014年。
[2] 付作宝主编，《冷轧薄钢板生产》，冶金工业出版社，2009年。
[3] 周家林主编，《材料成型设备》，冶金工业出版社，2010年。
[4] 胡国栋主编，《板带材生产工艺及设备》，冶金工业出版社，2008年。
作者简介：
滕永志（1982年8月 ），男，籍贯：山东乳山人，汉族，现职称：中级工程师，学历：本科，研究方向：从事冶金机械设计工作。