带钢张力装置

技术领域

本发明涉及轧钢工艺技术领域，尤其涉及一种带钢张力装置。

背景技术

一般而言，张力装置可广泛存在于热轧平整分卷机组、单机架可逆冷轧机组、重卷机组、冷平整机组等生产线中。此类生产线工艺流程较短，均为单卷生产，生产中穿带频繁，故无法采用可提供大张力的“S”辊型式。现有张力机构可采用下辊固定且集中传动、上辊升降、辊间距不可调的张力型式，压下重叠量基本固定，且较小。然而，对于来料厚度范围跨度大的工况，只能有一种张力生成方式，生成的张力通常不能满足工艺所要求的张力大小。并且，对于薄带钢，现有张力机构由于带钢包角较小，生成张力比较困难，且容易发生带钢表面划伤。随着环保轻质化的市场发展，高强板带钢占比呈大幅增长趋势，强度高达1300MPa，甚至更高。

因此，本领域需要一种新的带钢张力装置，其可消除或至少缓解上述现有技术中的全部或部分缺陷。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种带钢张力装置，其可通过不同工作状态，实现对不同厚度、不同强度带钢的张力生成，多功能，可调整张力。

在此强调，除非另有说明，本文所用术语与本领域中各种科技术语的通常含义、各种技术词典、教科书等中定义的专业术语的含义一致。

为此，根据本发明一实施例，提供一种带钢张力装置，其中，带钢张力装置包括：

机架；

位于带钢上方的第一升降辊和第二升降辊；

升降组件，其安装到机架，用于使第一升降辊和第二升降辊分别独立地上升和下降；

位于带钢下方的第一移动辊、第二移动辊、及位于第一移动辊和第二移动辊之间的固定辊，其中，第一升降辊和第二升降辊位于固定辊中心线的两侧；

横移组件，其安装到机架，用于分别独立地横向移动第一移动辊和第二移动辊；

施压锁定机构，其用于分别施压和锁定第一升降辊和第二升降辊，以精确控制第一升降辊和第二升降辊与第一移动辊、第二移动辊及固定辊之间的辊缝重合量。

进一步地，在一实施例中，升降组件可包括：

两对楔形轴承座，其中一对可用于支承第一升降辊，且另一对可用于支承第二升降辊，其中，每个楔形轴承座的背向带钢的顶部表面可呈楔形形状；

两个滑轨，其可沿竖向设置在机架上，并且，两对楔形轴承座可分别以可移动方式连接到两个滑轨，使得两个滑轨可分别用于导引第一升降辊和第二升降辊上升和下降；

第一升降缸和第二升降缸，其可分别连接到两对楔形轴承座，使得第一升降缸和第二升降缸可分别用于独立地驱动第一升降辊和第二升降辊沿滑轨上升和下降，其中，第一升降缸和第二升降缸可带有第一位移传感器，以分别用于监控第一升降辊和第二升降辊的运动。

进一步地，在一实施例中，横移组件可包括：

两对滑动轴承座，其中一对可用于支承第一移动辊，且另一对可用于支承第二移动辊；

两个滑道，其可沿横向设置在机架上，并且，两对滑动轴承座可分别以可滑动方式连接到两个滑道，使得两个滑道分别用于导引第一移动辊和第二移动辊横向移动；

两个横移机构，其可分别连接到两对滑动轴承座，使得两个横移机构可分别用于独立地驱动第一移动辊和第二移动辊沿滑道横向移动。

进一步地，在一实施例中，施压锁定机构可包括：

推动缸，其可通过铰接方式安装到机架，并且，推动缸可带有第二位移传感器；

滑座组件，其可包括至少一个滑座，所述至少一个滑座以可拆卸方式安装到机架(8)；

斜楔机构，其背向带钢的顶部可连接到滑座组件，并可在侧部铰接到推动缸，以由推动缸驱动以沿所述至少一个滑座执行伸缩运动，并且，斜楔机构的面向带钢的底部可为楔形形状，适于与各对楔形轴承座顶部表面配合，以在相应楔形轴承座顶部表面上滑动、以及锁定相应楔形轴承座的位置，其中，第二位移传感器用于监控斜楔机构的运动。

进一步地，在一实施例中，所述至少一个滑座可具有“T”形凹槽结构，且斜楔机构可具有匹配的“T”形形状，以连接到所述至少一个滑座。

进一步地，在一实施例中，所述至少一个滑座可通过第一紧固件安装到机架。

进一步地，在一实施例中，在机架上可设置有用于安装固定辊的两个固定轴承座，且所述两个固定轴承座均可通过第二紧固件安装到机架。

进一步地，在一实施例中，所述带钢张力装置还可包括用于锁定第一升降辊和第二升降辊的插销锁定机构，其可包括：

锁紧缸，其可安装到所述两个固定轴承座；

两个滑槽，其可分别沿横向设置在两个固定轴承座上，并分别朝向两侧的滑动轴承座延伸；

两个插销，其可分别铰接到锁紧缸，并可由锁紧缸驱动以分别沿两个滑槽执行伸缩运动，其中，根据需要，两个插销能分别伸出以连接到相应滑动轴承座，从而将第一移动辊和第二移动辊锁定在位。

进一步地，在一实施例中，所述带钢张力装置还可包括驱动机构，其可包括：

三个减速电机，其可分别用于独立地驱动第一移动辊、第二移动辊、及固定辊；

三个万向联轴器，其可分别用于将第一移动辊、第二移动辊、及固定辊与相应的减速电机连接在一起。

进一步地，如上述实施例中任一项所述的带钢张力装置可具有厚板带张力生成状态、薄带张力生成状态、高强板带钢张力生成状态、及快开穿带状态四种工作状态，并根据来料参数的不同，能选择性地实现所述四种工作状态之一。

根据本发明实施例提供的带钢张力装置可具有如下有益效果：

本发明可通过不同工作状态，实现对不同厚度、不同强度带钢的张力生成。

进而，本发明可通过采用移动辊、斜楔机构、快开机构与单辊传动等结构型式，对不同厚度、不同强度带钢实现两种张力生成方式，尤其可对高强薄带钢，本发明可提供与“S”辊相似的大张力。

进而，本发明可通过快开机构，使穿带作业变得方便快捷，避免单卷生产过程中的穿带困难。

另外，本发明可采用机械方式进行锁紧，例如施压锁定机构自锁或者插销锁定机构锁紧，避免升降缸一直承受重载，从而避免漏油故障，延长升降缸寿命。。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示意性示出根据本发明一实施例的一带钢张力装置的结构简图，其中示出上述带钢张力装置的厚板带张力生成工作状态；

图2示意性示出图1中的带钢张力装置处于薄带张力生成工作状态；

图3示意性示出以A向观察到的图1中的带钢张力装置的驱动机构；

图4示意性示出沿线C-C剖得的图1中的带钢张力装置，示出其处于快开穿带工作状态；

图5分别示意性示出图1中的带钢张力装置的楔形轴承座的主视图和B向视图；

图6示意性示出图1中的带钢张力装置的沿线D-D剖取的局部剖视图，示出斜楔机构与滑动轴承座之间的连接方式。

1：第一移动辊；2：固定辊；3：第二移动辊；4：第一升降辊；5：第二升降辊；6：滑动轴承座；7：横移机构；8：机架；9：滑轨；10：插销；11：锁紧缸；12：固定轴承座；13：楔形轴承座；14：推动缸；15：斜楔机构；16：第一滑座；17：第一升降缸；18：紧固件；19：第二升降缸；20：滑槽；21：第二滑座；22：减速电机；23：万向联轴器；100：带钢张力装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明根据本发明实施例提供的技术方案。

参见图1至6，示出根据本发明一实施例的一带钢张力装置100，其中，带钢张力装置100包括：

机架8；

位于带钢上方的第一升降辊4和第二升降辊5；

升降组件，其安装到机架8，用于使第一升降辊4和第二升降辊5分别独立地上升和下降；

位于带钢下方的第一移动辊1、第二移动辊3、及位于第一移动辊1和第二移动辊3之间的固定辊2，其中，第一升降辊4和第二升降辊5位于固定辊2中心线的两侧；

横移组件，其安装到机架8，用于分别独立地横向移动第一移动辊1和第二移动辊3；

施压锁定机构，其用于分别施压和锁定第一升降辊4和第二升降辊5，以精确控制第一升降辊4和第二升降辊5与第一移动辊1、第二移动辊3及固定辊2之间的辊缝重合量。

进一步地，在一实施例中，如图1和2所示，升降组件可包括：

两对楔形轴承座13，其中一对可用于支承第一升降辊4，且另一对可用于支承第二升降辊5，其中，每个楔形轴承座13的背向带钢的顶部表面可呈楔形形状；

两个滑轨9，其可沿竖向设置在机架8上，并且，两对楔形轴承座13可分别以可移动方式连接到两个滑轨9，使得两个滑轨9分别用于导引第一升降辊4和第二升降辊5上升和下降；

第一升降缸17和第二升降缸19，其可分别连接到两对楔形轴承座13，使得第一升降缸17和第二升降缸19分别用于独立地驱动第一升降辊4和第二升降辊5沿滑轨9上升和下降，其中，第一升降缸17和第二升降缸19均带有第一位移传感器，分别用于监控第一升降辊4和第二升降辊5的运动。

进一步地，在一实施例中，如图1和2所示，横移组件可包括：

两对滑动轴承座6，其中一对可用于支承第一移动辊1，且另一对可用于支承第二移动辊3；

两个滑道，其可沿横向设置在机架8上，并且，两对滑动轴承座6分别以可滑动方式连接到两个滑道，使得两个滑道分别用于导引第一移动辊1和第二移动辊3横向移动；

两个横移机构7，其可分别连接到两对滑动轴承座6，使得两个横移机构7分别用于独立地驱动第一移动辊1和第二移动辊3沿滑道横向移动。

进一步地，在一实施例中，如图1、2和5所示，施压锁定机构可包括：

推动缸14，其可通过铰接方式安装到机架8，并且，推动缸14可带有第二位移传感器；

滑座组件，其可包括至少一个滑座，所述至少一个滑座以可拆卸方式安装到机架8；

斜楔机构15，其背向带钢的顶部可连接到滑座组件，并可在侧部铰接到推动缸14，以由推动缸14驱动以沿所述至少一个滑座执行伸缩运动，并且，斜楔机构15的面向带钢的底部可为楔形形状，适于与各对楔形轴承座13顶部表面配合，以在相应楔形轴承座13顶部表面上滑动、以及锁定相应楔形轴承座13的位置，其中，第二位移传感器用于监控斜楔机构15的运动。

进一步地，在一实施例中，如图6所示，所述至少一个滑座可具有“T”形凹槽结构，且斜楔机构15可具有匹配的“T”形形状，以连接到所述至少一个滑座。

进一步地，在一实施例中，所述至少一个滑座可通过第一紧固件安装到机架8。

进一步地，在一实施例中，在机架8上可设置有用于安装固定辊2的两个固定轴承座，且所述两个固定轴承座均可通过第二紧固件安装到机架8。

第一紧固件和第二紧固件均可采用紧固件18，紧固件18例如可为螺栓等螺纹连接装置，如图2所示。

进一步地，在一实施例中，如图1和2所示，带钢张力装置100还可包括用于锁定第一升降辊4和第二升降辊5的插销锁定机构，其可包括：

锁紧缸11，其可安装到所述两个固定轴承座；

两个滑槽20，其可分别沿横向设置在两个固定轴承座上，并可分别朝向两侧的滑动轴承座6延伸；

两个插销10，其可分别铰接到锁紧缸11，并由锁紧缸11驱动以分别沿两个滑槽20执行伸缩运动，其中，根据需要，两个插销10能分别伸出以连接到相应滑动轴承座6，从而将第一移动辊1和第二移动辊3锁定在位。

进一步地，在一实施例中，如图1至4所示，带钢张力装置100还可包括驱动机构，其可包括：

三个减速电机22，其可分别用于独立地驱动第一移动辊1、第二移动辊3、及固定辊2；

三个万向联轴器23，其可分别用于将第一移动辊1、第二移动辊3、及固定辊2与相应的减速电机连接在一起。

进一步地，上述实施例中任一项所述的带钢张力装置100均可具有厚板带张力生成状态、薄带张力生成状态、高强板带钢张力生成状态、及快开穿带状态四种工作状态，并根据来料参数的不同，能选择性地实现所述四种工作状态之一。

以下进一步举例描述根据本发明一实施例的带钢张力装置。

参见图1至6，示出根据本发明一实施例的带钢张力装置100，其包括：第一移动辊1、固定辊2、第二移动辊3、第一升降辊4、第二升降辊5、滑动轴承座6、横移机构7、机架8、滑轨9、插销10、锁紧缸11、固定轴承座12、楔形轴承座13、推动缸14、斜楔机构15、第一滑座16、第一升降缸17、紧固件18、第二升降缸19、滑槽20、第二滑座21、减速电机22、及万向联轴器23。

优选地，上述带钢张力装置100可由高强板制成。

以下详述上述带钢张力装置100的工作原理。

根据本发明的带钢张力装置100可具有如下四种工作状态：

1)厚板带张力生成状态

2)薄带张力生成状态

3)高强板带钢张力生成状态

4)快开穿带状态

第一移动辊1和第二移动辊3可分别安装于四个滑动轴承座6上，滑动轴承座6通过横移机构7可实现沿着机架8上的滑道横向移动，例如在图1中可为左右移动。

第一升降辊4和第二升降辊5可分别安装于两对楔形轴承座13上，两对楔形轴承座13可分别可通过第一升降缸17和第二升降缸19沿着固定于机架8上的滑轨9实现独立升降。第一升降缸17和第二升降缸19均可带有位移第一传感器。

第一滑座16和第二滑座21可分别通过紧固件18安装于机架8上。

推动缸14可铰接安装于机架8上。斜楔机构15可与推动缸14铰接，并可通过推动缸14实现沿第一滑座16或第二滑座21的滑动。如图1和2所示，斜楔机构15的纵截面可呈直角梯形的形状，其中，斜楔机构15的顶部边缘为直角梯形的直角边，底部边缘为直角梯形的斜边，并且，斜楔机构15从其接近推动缸14的一侧到其远离推动缸14的另一侧的纵向厚度逐渐变窄。斜楔机构15顶部可与第一滑座16或第二滑座21通过“T”型槽联接，底部可为左右对称的楔形面，可与楔形轴承座13顶部楔形面配合进行滑动。推动缸14可带有第二位移传感器。

固定辊2可安装于两个固定轴承座12上，固定轴承座12可通过紧固件18固定在机架8上。

固定轴承座12上可安装有锁紧缸11，锁紧缸11可与插销10铰接，插销10可通过锁紧缸11沿滑槽20横向移动，例如在图1中可为左右移动，以实现将第一升降辊4和第二升降辊5的位置锁紧。

第一移动辊1、固定辊2、及第二移动辊3可分别由减速电机22通过万向联轴器23独立传动。

本发明可根据来料参数的不同，实现厚板带张力生成状态、薄带张力生成状态、高强板带钢张力生成状态、快开穿带状态，可有效地解决现有张力装置无法满足带钢强度、带钢厚度范围跨度大所要求的工艺张力；可避免张力生成过程中的带钢划伤，提高成材率；此外，可采用斜楔机构实现高强厚带钢的张力生成，避免生产中张力的抖动与液压缸的漏油情况。

以下详述本发明的带钢张力装置100的实施方法：

1)厚板带和高强板带钢的张力生成：当本发明的带钢张力装置100接收新的钢卷并进行穿带作业时，可通过横移机构7分别推动两对滑动轴承座6移动，使第一移动辊1和第二移动辊3处于最小辊距位置。然后，推动缸14可带动斜楔机构15缩回到回缩位置。然后，第一升降缸17和第二升降缸19可分别带动两对楔形轴承座13沿着固定于机架8上的滑轨9快速缩回到回撤位置。此时，位于上方的第一升降辊4和第二升降辊5与位于下方的第一移动辊1、固定辊2及第二移动辊3之间的辊缝打开至最大，可开始穿带作业。待穿带完成后，根据带钢厚度、强度及工艺张力要求，计算辊缝最优重合量。第一升降缸17和第二升降缸19可分别带动两对楔形轴承座13压下，直到第一升降辊4和第二升降辊5分别与带钢接触。然后，推动缸14可驱动斜楔机构15伸出并与斜楔轴承座13顶部楔面贴合，并继续驱动斜楔机构15，直至达到工艺要求的辊缝重合量，如图2所示。此时，第一升降缸17和第二升降缸19可反向通油，作为平衡缸将两对楔形轴承座13与斜楔机构15进行紧密贴合。通过楔形轴承座13与斜楔机构15之间的自锁，可确保张力生成的稳定。实际中，张力生成除与辊缝重合量有关外，还可与驱动第一移动辊1、固定辊2、第二移动辊3的三个减速电机22有关。通过控制三个减速电机22的输出功率与入口带钢张力，可精确获得所需张力。

2)薄带张力生成，包括高强薄带钢的张力生成：当本发明的带钢张力装置100接收新的钢卷并进行穿带作业时，可通过横移机构7分别拉动两对滑动轴承座6移动，使第一移动辊1和第二移动辊3处于最大辊距位置。然后，推动缸14可带动斜楔机构15缩回到回缩位置。然后，第一升降缸17、第二升降缸19可带动两对楔形轴承座13沿着固定于机架8上的滑轨9快速缩回到回撤位置。此时，位于上方的第一升降辊4和第二升降辊5与位于下方的第一移动辊1、固定辊2及第二移动辊3之间的辊缝打开至最大，可开始穿带作业。待穿带完成后，根据带钢厚度、强度及工艺张力要求，计算出所需生成的张力值。第一升降缸17和第二升降缸19可带动两对楔形轴承座13压下，直到达到最大行程。然后，锁紧缸11可推动插销10沿滑槽20伸出，插入到滑动轴承座6的销孔内，实现滑动轴承座6的位置锁定，第一升降缸17和第二升降缸19释压。然后，通过控制减速电机22的输出功率与入口带钢张力，实现所需张力。

如果所需张力较小时，第一升降缸17和第二升降缸19可带动两对楔形轴承座13压下，直到满足生成张力所需的带钢包角即可。此时，第一升降缸17和第二升降缸19可进行保压，直至该卷带钢生产完成。

另外，由于第一移动辊1、固定辊2、及第二移动辊3采用了独立传动形式，故使得张力调控更加灵活、快捷。

3)快开状态：当本发明的带钢张力装置100接收新的钢卷并进行穿带作业时，可通过横移机构7分别推动两对滑动轴承座6移动，根据来料状态，使第一移动辊1和第二移动辊3处于最小或最大辊距位置。然后，推动缸14可带动斜楔机构15缩回到回缩位置。然后，第一升降缸17和第二升降缸19可带动两对楔形轴承座13沿着固定于机架8上的滑轨9快速缩回到回撤位置。

本发明可通过设置移动辊、升降辊、斜楔压下机构、插销锁紧机构等，实现厚板带张力生成状态、薄带张力生成状态、高强板带钢张力生成状态、快开穿带状态四种穿带状态，可以获得如下效果：

①厚带钢生产时，一般可需产生较大张力；然而，为了防止因较大张力而导致厚带钢产生过度的屈服变形，不易采用大包角的张力生成方式。因而，根据本发明的带钢张力装置可采用升降缸保压、斜楔压下的方式，并通过精确控制推动缸的位置，确保工艺要求的辊缝重合量，从而获得准确的张力值。且，由于斜楔机构能够自锁，升降缸只起平衡作用，故生成的张力值稳定，并避免了升降缸的漏油故障。

②薄带钢生产时，根据本发明的带钢张力装置可以实现带钢连续生产线中通常采用的“S”辊形式来生成大张力。对比而言，现有张力装置，由于上辊与下辊的辊间距较小，且位置固定，故不能为薄带钢生成大张力，从而造成末尾几圈带钢无法卷紧。

③针对高强板带钢，无论是厚带钢还是薄带钢，生成张力后，均采用机械方式进行锁紧，例如斜楔机构自锁或者插销锁紧，以避免第一升降缸直承受重载，从而避免漏油故障，延长升降缸的寿命。

④本发明的带钢张力装置由于具备快开功能，因而使穿带工作快捷方便。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。