卡伦塞尔卷取机结构特点工作原理及制造难点的分析研究.docx

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卡伦塞尔卷取机结构特点工作原理及制造难点的分析研究【摘要】本文对卡伦塞尔卷取机（双卷筒卷取机）机型的组成及优点，两种机型结构特点，工作原理以及制造加工难点进行了分析和介绍。对新的设备设计具有指导意义。【关键词】卡伦塞尔卷取机；组成及优点；结构特点；工作原理；制造难点1、前言卡伦塞尔卷取机是一种新型的主要应用于全连续式带钢冷轧生产线成品带材卷取的双卷筒卷取机。该设备属于大型高速回转类机器，其内部驱动系统的构造相当复杂（传动级数多，传动轴结构特殊并且长度很长），无论是在设计上，还是在加工制造和组装试车上，都属于技术要求和实施难度非常高的冶金机械设备。目前设计和制造这种卷取机的外国公司有日本三菱—日立公司、德国西马克—德马格公司、西门子奥钢联公司等，中国公司有中国第一重型机械股份公司、中冶陕压重工设备有限公司、常州宝菱冶金设备制造有限公司等。卡伦塞尔卷取机的最大优势是能以高速度、高效率、全连续的方式卷取成品带钢。该设备在国外已得到广泛使用。进入二十一世纪后，国内诸家大型钢铁用户在带钢冷连轧生产线上也首选使用。其中除宝钢1800冷轧是从国外整机引进外，其他厂家（如益昌薄板、衡水薄板、鞍钢、攀钢、马钢、邯钢、本钢、首钢等）随后也已经陆续选用或准备选用这种卷取机。2、卡伦塞尔卷取机主要组成及其优点卡伦塞尔卷取机布置在TCM冷连轧机组轧机出口区域带钢导板台之后，由两套带张力的卷筒3600交替旋转实现对连续轧制出的带钢进行成卷卷取。该设备主要由主电机（两台）、齿式联轴器（两套）、双输入传动箱（又称初级减速箱）、主转盘（又称大回转箱或大转盘，含两套张力卷筒的传动齿轮系）、回转定位装置（又称回转支撑，包括电机、联轴器、抱闸、减速机、支撑滚轮、旋转小齿轮及锁紧机构等）、张力卷筒（两套，含卷筒胀缩机构和旋转接头）、排油装置（分旋转集油器和固定集油槽）、盖装配（即大转盘操作侧正面的封闭盖）、外支承（两套，分入口侧和出口侧）、压紧辊装置、皮带助卷器、安全罩、机上配管（分液压、润滑）及机上配线等组成。为了实现带钢的连续生产，入口段需要采用两台开卷机，用焊机将带尾和下一卷带钢的带头焊接起来实现连续酸洗--轧制。所以，出口段也相应需要两台卷取机。随着科学技术的不断进步，卡罗赛尔卷取机迎运而生，它具有两个芯轴，可以随机旋转，与传统卷取机型式相比，具有以下优点：一、设备布置紧凑合理，节省安装空间；二、操作简捷方便，更利于连续平稳地卷取带钢；三、带材利用率大大提高；四、设备运行过程中，能源、动力消耗低；五、卷取机外围设备数量减少一半（助卷器、卸卷小车、压辊等），基建施工量少，液压电控等系统相应减少，设备总体投资少；基于以上特点，卡伦塞尔型卷取机，已成为带钢连续酸洗--轧制生产线、冷轧连续生产线等卷取设备的发展趋势。3、卡伦塞尔卷取机的现有机型结构形式3.3两种结构的优缺点：4、卡伦塞尔卷取机工作原理卡伦塞尔卷取机布置在带钢导板台的后面，交替地使用两套张力卷筒卷取带钢。它由两台电机分别用于每个卷筒的传动和胀缩机构、共用的回转箱体、回转箱体盘旋机构、外支承、压力辊和皮带助卷器组成。卷取机在上卷位置时，在卷取的前几圈带钢时，在卡罗赛卷取机上装有摆动式皮带助卷器。皮带助卷器配有液压驱动的皮带张紧装置。当卷取机卷到2～3圈，带钢张力建立起来后，皮带助卷器返回到它的初始位置，而串列式轧机加速到要求的轧制速度。卷筒在卸卷位置由外支承提供辅助支撑。卷筒直径的改变由外加扇形板实现，这种改变将不影响成品的质量。卷取机的旋转是由电机通过一个齿轮箱和大齿圈实现的。卷取机由一组托辊支撑，带有一个锁定机构将其锁定在穿带位置。这个锁定机构由油缸带动连杆操作。5、卡伦赛尔卷取机加工制造的技术难点卡伦塞尔卷取机在生产线中的重要作用，决定了其安全性为“高可靠度”设备。为此，装机水平高。主要表现在：零件材料选取要求高（焊接工艺、锻件毛坯及热处理等）、加工精度高，装配精度高，配套件精度高（大多为非标准件，需带图定货）。5.1主转盘箱体的制造：5.2卷筒的制造：卷筒的扇形板为合金锻钢，加工精度要求高，形状复杂，加工制造过程中易变形，扇形板外园表面要求喷沙后氮化热处理；卷筒主轴为合金锻钢，加工精度要求高，形状复杂；轴向斜楔为耐磨铝黄铜件，该件的关键是各段滑动斜面的角度及位置公差要求严，零件细长易变形。各零件加工要求高，装配要求更高，要经过两次试装，两次刮研，保证滑动面的接触率和滑动的灵活性。5.3传动齿轮的制造：传动箱体及主转盘箱体中的传动齿轮均为硬齿面齿轮，都为7级以上加工要求，齿面均要求进行表面渗碳淬火热处理，齿轮啮合精度要求高。此外，还有平行轴结构中的两个齿轮接轴和内外齿圈，同心轴结构中的内外空心套筒等均为要求精度较高和难加工件。总之，卡伦塞尔卷取机是高速、高负荷的设备，因此高精度的零部件很多。装配复杂，各部位的间隙控制精度高。各零部件的焊接、加工、装配要求都比较高。6、总结卡伦赛尔卷取机是一种新型的卷取结构，其各方面的优点必将在各种连续冷轧机组中被广泛应用，而其完全国产化也已经是一个必然的趋势，希望在以后的设计中能进行更好的改进。使其制造成本和制造周期均有所减少。使用性能更加优异。参考文献：[1]中冶陕压中工设备有限公司设计制造的鞍钢1500mm卡伦赛尔卷取机技术附件。[2]中冶陕压中工设备有限公司设计制造的中国重型机械研究所1700mm卡伦赛尔卷取机技术附件。[3]甄志霞，卡伦塞卷取机的基本结构和控制原理，中国工控网，2007。作者简介：赵宗刚（1979-），男，中冶陕压重工设备有限公司，工程师。梁芳（1980-），女，中冶陕压重工设备有限公司，工程师。