纵剪机组中的卷取机设计

　　可以通过表2的数据发现P0，Pr，ó合外，ó合内 随A值变化的关系，直观地说明以下问题：（1）T

　　压力提高到7.5MPa，即可满足规定的要求。 （5）本文选用斜摩擦系数为0.12，小于保证

　　所以，电机功率选为200kW 由于卷筒的缠绕比为J =1.75m/0.5m = 3.5 （ 其 中0.5m为卷筒直径，1.75m为剪切窄带时的最大卷 径，以前计算所用卷径为卷取厚带受力条件最差时 卷径），对于电机来讲，在弱磁区达到这一比值很 难。根据最大力矩张力调节系统的性质，电机变磁 场调速范围占整个卷取机调速范围的65%~80% 为 宜，过分压缩变磁场调速范围，势必导致电动机容 量的增加，所以电机转速选为0~500~1500 r / min. （3）减速机的选择 根据最大力矩调速系统，选弱磁调速为整个调 速系统的75%，则电机的弱磁调速范围为：

　　胀缩液压缸受力分析简图略，本文油缸推出卷 筒涨开，胀缩油缸保证最大带卷时卷筒不缩径的最 小 推 力F 为：

　　F = 4P0 r0 b（tgσ－f1）式中：F— — 胀 缩 油 缸 最小推力，公斤； f1 —— 斜楔摩擦表面摩擦系 数，f1 =0.12，α——棱锥角，α=80.

　　钢带首先经过鼓型辊，五辊破磷机去除大部分 氧化铁皮，再经四辊轧机进行一道次冷轧，压下率 15% ，经圆盘剪切，最后卷取成3.8 吨卷。在此工 艺流程中，前一卷钢带和后一卷钢带通过剪切机剪 切后，通过电弧焊首尾相连，在整个纵剪过程中只 需一次穿带。另外，圆盘剪在首次穿带时，由电机 传动剪切，随后打开离合器进入被动拉剪状态，此 时，由卷取机提供大张力，完成整个剪切过程，故 称为大张力连续纵剪。

　　设计考虑包钢公司原料来源，主要仍为普碳钢 及少量的低碳合金钢带，选定Q235BF为 参 考 材 料，进行特性分析。

　　首先对所需轧制和纵剪的Q235BF钢带进行了 15%压下量的模拟冷轧制，取得第一手资料，做为 以后设计计算的依据，轧制前后的有关机械特性见

　　速，对产品质量发展要求越来越严格，产品的几何尺寸 的控制范围越来越窄，在这种情况下，包头带钢厂 对热轧带钢进行一道次冷轧，以改善板形和厚差， 再进行连续纵剪，为用户更好的提供不一样的规格的产品，满 足深加工需要。新卷取机卷取张力为4.85吨是原四 连 轧 卷 取 机2 吨 的2.43倍 ， 重3.8 吨 是 原 卷 取 机 的 1.4吨的2.7倍。原卷取机的使用中，还存在如下问 题 ： （ 1 ）T 型 键 经 常 断 裂 ； （ 2 ） 卷 筒 使 用 寿 命 短。新卷取机卷筒棱锥形式为正四棱锥两段，卷筒 直径Φ500mm ，胀缩范围Φ486~ Φ 500mm ， 卷 筒 有效长度420mm，棱锥角度α=8O， 外 在 参 数 及 结 构形式同原卷取机。本文主要介绍在卷取机外部参 数不变、张力增大的情况下，如何运用有关计算公 式，优化设计卷头内部参数和改进内部结构，使其 满足生产需要的。

　　摘 要 ： 介绍自行设计的大张力连续被动拉剪的简单工艺流程，着重从设备角度介绍大张力卷取机的结构

　　（1）电机控制原则： 卷取机在卷取过程中，为了保证所卷钢带质 量，采用恒张力、恒线速最大力矩张力调节控制系 统。 （2）电机功率选择 采用直流电动机，根据机组的最大张力和最大 速度选取电机功率。最大张力T=4854kg ， 机 组 最 大速度Vmax=3.2m/s。

　　引入“当量卷筒”这一概念，当量卷筒外半径 r0 就是卷筒外半径，内半径就是卷筒当量半径 r当， 当 量 半 径 r当按推荐值选用，如四棱锥，r当=0.2 ～

　　用以上公式，将 1/2的棱锥横断面边长平均值 从原四连轧卷取机A =85开始取不同值，计算以下 参 数P0， ó合 外， ó合 内，Pr，F，E、 [fmax] ，VR， 其 中 VR为弓形板弦线高（示意图略）。

　　设计和计算，依据有关计算公式，计算了卷取机的卷筒径向压力，确定胀缩液压缸直径及工作油压，卷

　　E值合理时，如新设计卷取机，不但卷筒内外应力 值下降至许用值，而且弓形板的合理减薄，使棱锥

　　面尺寸增大，有空间做出所需的新T型键，新做的 T 型 键 受 力 横 截 面 宽 度 达 到36mm， 超 过 原T 型 键

　　型 键 折 断 ， 随A的 增 大 ，P0， Pr在 增 大 ， 而ó 合 外、 ó合 内、 VR 在 增 小 ， 引 起 注 意 的 是 原 四 连 轧 卷 取 机，A=85mm，ó合内=82.19MPa、E=0.52，ó合内超 过了弓型板的许用强度，允许值[σ]=60~80MPa ， 而当E=0.41时，A=120mm，ó合内=77.96MPa已 降 到 许 用 值[ σ]=60~80MPa范 围 内 。 从 表2可 以 清 晰 地 说明这一问题，当A选[ 值不合理时，如原四连轧卷 取E值过高，超过推荐值时，导致弓型板过厚，棱 锥面过小，致使原卷取机的T型键由于空间限制， 尺 寸 过 小 ， 受 力 横 截 面 宽 度 只 有 22mm ， 极 易 折 断，卷筒内应力过大超过许用值。A值 取 合 理 ， 即

　　径为内径d，受压力为P1 = 2T / bD，内压为P0（ 卷 筒径向压力）的厚壁弹性圆筒，而是把带卷作为连

　　14mm，既大大改善了T型键易折断的强度问题， 还为以后轧制高精度带钢时，设计液压钳口留出了 空间。（2）卷筒的内、外应力得到合理分布。

　　结论： 选取棱锥横断面平均值为：2A=240mm ，E= 0.41，来设计此次大张力连续纵剪卷取机。 （ 1 ） 在T=4854Kg的 大 张 力 下 ， 通 过 表 2 可 知，卷筒内外强度校核都低于许用值60~80MPa， 通过。 （2 ）T型键易切断问题，通过上述分析可得 到很大改善。 （3）在外部结构尺寸未增加，张力增加2.43 倍的情况下，通过使用证明，棱锥头常规使用的寿命提高 4倍以上。 （4）采用原有φ250胀缩缸不变，只需将工作