臥式活套中托輥車新式定位方式的設計

李 萌，魏宗強，范 維，劉 瑩，曹愛玲

（1.北京機械工業自動化研究所有限公司，北京 100120；2.山東重騎摩托車（集團）廠，濟南 250000）

0 引言

本文簡要介紹西南鋁采用氣墊爐進行鋁合金帶材處理線的生產線中臥式活套的整體布置及主要結構特點等。由于活套的帶鋼存儲量大，設計上考慮到以往板帶生產線中臥式活套中托輥車的定位方式安裝調試難度大，此次設計中在結構上作了較大的改進，定位準確可靠。

1 臥式活套主體結構

臥式活套采用水平布置形式，長度較長，一般對廠區占地面積有一定的要求，但對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線，具有牽引力大，套量大的特點。所以該種活套適用于采用臥式連續退火爐帶鋼表面處理的生產線線，這種布置可以比較有效的節約廠區占地，此次設計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組的下面。該生產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。該生產線的前后活套的儲料量均為30。

此次設計中，由于活套儲量大，厚板帶的張力大，利用中間轉向輥布置了對中輥與測張輥，避免了生產中帶材由于各種原產生跑偏現象；活套中配置一臺主傳動卷揚機驅動，鋼絲繩的一端固定在卷揚機卷筒上，另一端固定于鋼絲繩固定裝置上，中間通過一組鋼絲繩轉向滑輪后，與牽引車配置的動滑輪組構成一個閉環的牽引系統。牽引車受力對稱，可有效減少傾翻力的影響，提升運行時的穩定性。整體布置如圖1所示，臥式活套機組主體設備包括：主動牽引車、帶鋼托輥車（托輥車間距根據板帶懸垂量確定）、主傳動裝置、轉向輥組及托輥組、小車軌道、鋼絲繩定滑輪組等組成。此次的設計，主要在各托輥車的定位方式上做了很大改進。

圖1 臥式活套主體結構圖

2 臥式活套中托輥車定位方式的設計

常規設計中，機組給出操作指令，活套主動牽引車沿軌道移動，實現帶鋼的充放套操作。充套操作時，通過卷揚機的傳動裝置拉動鋼絲繩牽引活套主動牽引車及托輥車（如圖2所示）沿軌道移動，沿軌道布置有幾組不同標高定位的鋼架體，托輥車移動過程中，經過不同標高的鋼架時，掛鉤的彈性定位機構的作用下抬起，從而與相連接的托輥車分離，同時，通過限位機構的約束，使各托輥車停靠在指定位置，從而起到支撐帶鋼的作用，避免帶鋼懸垂量過大造成張力波動；當活套進行放套操作時，鋼板張力拉動活套主動牽引車，帶動托輥車沿軌道后退，從而實現放套操作。這種托輥車的定位方式，安裝調試難度很大。

圖2 改造前托輥小車與其定位機構的結構

托輥小車定位方式改進后，如圖3所示，當活套處于充套狀態時，首先由卷揚機鋼絲繩牽引系統拉動牽引小車在軌道上運動，隨后各托輥小車則在獨立的鏈條驅動裝置的作用下運動，因不同的鏈輪齒數依次停在相應位置，托輥小車上托輥（V型分布，與帶材運動方向有關，如圖4所示）在帶材運動過程中托起帶材，減小懸垂量；當活套處于放套狀態時,各托輥小車在鏈條驅動裝置的作用下先行后退，之后，在帶鋼張力的作用下，帶動主動牽引車后退，從而實現放套操作。在進行沖套和放套操作時，活套主傳動牽引車與各組托輥車之間的距離，由主傳動卷筒上與鏈條驅動裝置上各自的絕對值編碼器控制確定。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，減小了安裝調試的難度，且位置準確可靠。另外，活套牽引小車在整個運動軌道兩端裝有檢測開關，用來控制牽引小車左、右端限位，主變頻電機尾部上裝有編碼器，用來檢測鋼絲繩的速度。

圖3 改造后托輥小車與其定位機構的結構

圖4 托輥與板帶的運行方向的相對關系布置圖

3 臥式活套中托輥車的鏈條驅動裝置簡介

傳統臥式活 套托輥車沒有獨立的驅動裝置，是由牽引車拉動，通過機械限位及脫鉤裝置來實現托輥車的就位，這種方式的弊端就是每次托輥車在脫鉤時都會產生振動，且需對每一個脫鉤及限位裝置進行單獨調試，安裝過程較復雜。該臥式活套托輥車配置了獨立的鏈條驅動裝置，不再依靠牽引車的拖動，因此也就不再需要配置脫鉤及限位裝置，安裝調試更加方便，傳動更加穩定，控制上更加靈活。

臥式活套中托輥車運動方式如圖5所示，根據不同的托輥車數量，配置相應套數的鏈輪及鏈條。當活套處于充套狀態時，首先由卷揚機鋼絲繩牽引系統拉動牽引小車在軌道上運動，隨后各托輥小車則在獨立的鏈條驅動裝置的作用下運動，因各托輥車的鏈輪齒數不同，各托輥車的運行速度也就不同，從而實現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型方向與帶材運動方向相對，可減少帶鋼的跑偏，托輥車上的托輥在帶鋼運動過程中起支撐帶鋼的作用，減小帶鋼的懸垂量；當活套處于放套狀態時,各托輥小車在鏈條驅動裝置的作用下先行后退，帶材再拉動牽引小車后退，完成放套，鏈條驅動裝置中電機配置的絕對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托輥小車的間距，由主傳動卷筒上與鏈條驅動裝置上各自的絕對值編碼器控制確定，托輥車與牽引車間的間距及運行速度的匹配，可根據工藝要求進行實時控制。

圖5 臥式活套中托輥車運動方式

活套牽引小車在整個運動軌道兩端裝有檢測開關，用來控制牽引小車左、右端限位，主變頻電機尾部上裝有編碼器，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，用于分加別調節各鏈條的懸垂量。

圖6 螺旋扣及托架詳圖

4 結語

本臥式活套這套新的托輥車運行設計簡化了現場的安裝及調試工作；托輥車和牽引車分別配置獨立傳動裝置和編碼器，使得托輥車的運行更加靈活，定位更加準確；活套中間配置的糾偏裝置，保證了帶鋼在活套內的對中操作，同時還配置有側張機，使得帶鋼在活套內的張力能保持穩定；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線的穩定運行。