专利名称：冷轧钢卷开卷机卷筒的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种冷轧钢卷开卷机卷筒，属于冶金机械技术。
背景技术：
在众多的轧钢工艺设备中，首台设备是打开坯料钢卷的开卷机。开卷机卷筒是开卷机的1个呈悬臂式轴状径向胀缩结构的组件，由其保证不同规格来料钢卷与其相配装并正常工作。所说卷筒的承载能力及其径向胀缩量，决定了开卷机的适用范围、使用寿命和轧制工艺设备运行的稳定性。
目前已有开卷机卷筒的径向胀缩量在30～70mm范围内，棱锥套斜楔角在7°～12°范围内。由于卷筒胀缩范围小而对上道工序钢卷卷取内径变化值要求较严，其使用受到限制。尤其是钳口式卷取机所提供的钢卷，其内孔存在较高的钳口，以致开卷机卷筒无法伸入钢卷内孔并胀开。中国专利授权公告号CN2461677Y所公开的“开卷机主轴胀缩芯轴”，尽管其芯轴直径尺寸变化范围是1900～2100mm，胀缩量达到200mm，但其轴向最大行程为2100mm。无疑，上述专利存在结构不合理，实用操作不方便等不足，只能适用内孔孔径＞φ1900mm的钢卷，尤其是由于其芯轴长度长，推拉杆驱动机构往复行程大，而其适用范围受到限制。综上所述，上述已有技术，不符合开卷机卷筒规格φ625max/φ610/φ510min×1500mm的现行行业标准工艺要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构合理，实用操作方便，径向胀缩量大，适用范围广的冷轧钢卷开卷机卷筒，以克服已有技术的不足，满足工厂高效生产的需要。
本发明解决其所要解决技术问题的构想是，选定卷筒径向胀缩量为≥115mm。以满足开卷机卷筒规格φ625max/φ610/φ510min×1500mm的行业标准工艺要求；增大斜楔角。以其在卷筒径向胀缩量加大条件下，缩短推拉杆的轴向行程，使卷筒轴向长度缩短，结构更加合理紧凑；在棱锥套与扇形板组成的斜楔运动线路与棱锥套和扇形板相交接的部位，采取技术措施，既能保证卷筒具有足够的承载能力，同时又能避免相互运动干涉，以最大程度延长斜楔运动的有效距离，谋求所要求的最大胀缩量，实现本发明的初衷。
有鉴于上述构想，本发明解决其所要解决技术问题的技术方案是一种冷轧钢卷开卷机卷筒，包括沿轴向设有相互对称的2个长槽孔的空心芯轴，推拉杆、呈至少2级外斜楔式结构且至少2棱的棱锥套、过堂键、与棱锥套的外斜楔级数和棱数均相等的呈内斜楔式结构且可与棱锥套外斜楔相配合的扇形板和卡块；空心芯轴可与开卷机旋转组件动力输出轴同轴连接；推拉杆可与往复运动动力单元连接且设在空心芯轴内并可沿轴向滑动；过堂键穿设在棱锥套的径向通孔、芯轴的长槽孔和推拉杆的径向通孔内，过堂键可不受长槽孔干涉而随推拉杆沿长槽孔轴向滑动；锥棱套与空心芯轴配装且通过平键配合连接，平键可沿其长键槽轴向滑动；扇形板和棱锥套的内外斜楔间，设有燕尾形/T字形槽块副，所说槽块副的燕尾形/T字形滑块，与棱锥套/扇形板固定联结，且可沿扇形板/棱锥套所设的燕尾槽/T形槽滑动；扇形板内侧端与卡块固定联结，且通过卡块与空心芯轴的轴肩相卡接，扇形板可沿径向胀缩滑动，其发明点在于所说棱锥套的外斜楔和扇形板的内斜楔的斜楔角α在14°～15°范围内；在棱锥套的斜楔最低端且位于所说滑块运动路线与其外圆相交的部位，设有用来避免棱锥套在轴向移动过程中与所说滑块相干涉的凹槽；在扇形板的位于棱锥套运动路线与其内圆相交部位，设有用来避免棱锥套在轴向移动过程中与扇形板相干涉的凹槽。
由以上所给出的技术方案可以明了，本发明在其斜楔角为14°和胀缩量符合现行行业标准工艺要求115mm的条件下，其推拉杆轴向行程为250mm，以而达到了小行程大胀缩量，卷筒长度较短，结构合理紧凑，适用范围广的目的。且可在其避免干涉凹槽部位具有足够承载钢卷重量的条件下，实施本发明轻型化设计，从而使本发明重量更轻、结构更加紧凑。
本发明的进一步发明点在于棱锥套是3级4棱外斜楔式棱锥套；扇形板是3级内斜楔式扇形板，所说扇形板的数量是4块。这是本发明所优选的。由于棱锥套所设的4棱互间90°对称布置，可使卷筒与钢卷两者的配合比2棱或3棱更加合理，两者的结合力分布更加均匀，有利于本发明的正常工作。而其棱数在4棱以上的，尽管都能实现本发明目的，且与钢卷内孔的结合更好，但其结构显得很复杂，且其自重也将有所增加。这对制造成本、装配维修及其正常工作，都不是十分有利的。
扇形板与空心芯轴的轴肩的配接面之间，还设有与轴肩/扇形板联结的用来减少两者磨损的铜块。其目的显然在于进一步提高扇形板胀缩运动性能，和延长使用寿命。
上述技术方案得以实施后，本发明所具有的下列实质性特点和显著进步，是显而易见的。
1、径向胀缩量大。胀缩量达115mm，能够满足现行开卷机卷筒规格的要求，且适用范围广；2、推拉杆轴向行程小。推拉杆在胀缩量115mm条件下，轴向行程为250mm。所说卷筒长度短；与其相配装的轴向往复运动动力单元例如液压组件的行程短，开卷机结构紧凑，占用生产现场的空间小；3、径向胀缩量与轴向行程的比值大。这是目前已有技术所不可比拟的。解决了长期以来人们渴望解决而未能解决的技术关键；4、结构合理紧凑。尤其是与中国专利CN2461677Y相比，本发明结构具有显著的进步。
5、实用操作间易方便，安装卷筒工作效率真高。不存在如同中国专利CN2461677Y那样，通过在卷筒上加装增径垫板，来扩大卷筒胀缩范围所带来的麻烦。
考虑到本发明斜楔角较大，以致钢卷对卷筒径向作用力沿斜楔的分力较大，而有可能产生卷筒与钢卷锁紧力不足的问题，为此本发明建议，由推拉杆轴向往复运动单元例如油缸组件，通过推拉杆实施棱锥套的轴向锁定。但并不是必须的。因为本发明的斜楔角小于坡面自锁角15°
图1是本发明一种具体实施方式
在其中心线以上为胀开状态的轴向剖视示意图；图中示出了棱锥套3与扇形板7为3级斜楔式结构；其中间1个斜楔相互配合，且不存在所说滑块副10；图2是图1的A-A剖视示意图。图中示出了本发明的棱锥套3是4棱结构；图3是如同图1所示扇棱锥套3的轴向剖视图。图中示出了避免棱锥套3与滑块6运动干涉的凹槽3-2，和棱套锥3的3级外斜楔4棱结构；图4是如同图1所示扇形板7的轴向剖视图。图中示出了避免棱锥套3与扇形板7运动干涉的凹槽7-3、7-4，和扇形板7的3级内斜楔结构；图5是本发明卷筒胀开外径为φ510mm的状态参考图；图6是本发明卷筒胀开外径为φ610mm的状态参考图；图7是本发明卷筒胀开外径为φ625mm的状态参考图。
具体实施例方式
以下对照附图，通过具体实施方式
的描述，对本发明作进一步说明。
一种典型的具体实施方式
，如附图1至4所示。
一种冷轧钢卷开卷机卷筒，包括沿轴向设有相互对称的2个长槽孔4的空心芯轴1，推拉杆2、呈多级外斜楔式结构且至少2棱的棱锥套3、过堂键5、与棱锥套3棱数相等的呈多级内斜楔式结构且可与棱锥套3外斜楔相配合的扇形板7和卡块8；空心芯轴1可与开卷机旋转组件动力输出轴同轴连接；动力输出轴同轴连接；推拉杆2可与往复运动动力单元连接且设在空心芯轴1内并可沿轴向滑动；过堂键5穿设在棱锥套3的径向通孔、芯轴1的长槽孔4和推拉杆2的径向通孔内且呈滑配合，过堂键5可不受长槽孔4干涉而随推拉杆2沿长槽孔4轴向滑动；锥棱套3与空心芯轴1配装且通过平键9配合连接，平键9可沿其长键槽轴向滑动；扇形板7和棱锥套3的首尾2个内外斜楔间，设有燕尾形槽块副10，所说槽块副10的燕尾形滑块6，与扇形板7固定联结，且可沿棱锥套3所设的燕尾槽滑动；扇形板7内侧端通过螺钉与卡块8固定联结，且通过卡块8与空心芯轴1的轴肩1-1相卡接，扇形板7可沿径向胀缩滑动；所说棱锥套3的外斜楔和扇形板7的内斜楔的斜楔角α为14°；在棱锥套3的斜楔最低端且位于所说滑块6运动路线与其外圆3-1相交的部位，设有用来避免棱锥套3在轴向移动过程中与所说滑块6相干涉的凹槽3-2；在扇形板7的位于棱锥套3运动路线与其内圆7-1、7-2相交部位，设有用来避免棱锥套3在轴向移动过程中与扇形板7相干涉的凹槽7-3、7-4；棱锥套3是3级4棱外斜楔式棱锥套；扇形板7是3级内斜楔式扇形板，所说扇形板7的数量是4块；扇形板7与空心芯轴1的轴肩1-1的配接面之间，还设有与轴肩1-1联结的用来减少两者磨损的铜块11。
以上所描述本发明的4棱棱锥套3，建议采用等强度钢质结构设计，其最小壁厚应≥20mm，以保证其刚性和强度，承载重量＞25t，满足大卷装钢卷的开卷需求。
本发明初样在机试用效果是很好的。在卷筒外径小和推拉杆往复行程小的条件下，实现了卷筒径向大胀缩量的目的。
权利要求
1.一种冷轧钢卷开卷机卷筒，包括沿轴向设有相互对称的2个长槽孔(4)的空心芯轴(1)，推拉杆(2)、呈至少2级外斜楔式结构且至少2棱的棱锥套(3)、过堂键(5)、与棱锥套(3)的外斜楔级数和棱数均相等的呈内斜楔式结构且可与棱锥套(3)外斜楔相配合的扇形板(7)和卡块(8)；空心芯轴(1)可与开卷机旋转组件动力输出轴同轴连接；推拉杆(2)可与往复运动动力单元连接且设在空心芯轴(1)内并可沿轴向滑动；过堂键(5)穿设在棱锥套(3)的径向通孔、芯轴(1)的长槽孔(4)和推拉杆(2)的径向通孔内，过堂键(5)可不受长槽孔(4)干涉而随推拉杆(2)沿长槽孔(4)轴向滑动；锥棱套(3)与空心芯轴(1)配装且通过平键(9)配合连接，平键(9)可沿其长键槽轴向滑动；扇形板(7)和棱锥套(3)的内外斜楔间，设有燕尾形/T形槽块副(10)，所说槽块副(10)的燕尾形/T形滑块(6)，与棱锥套(3)/扇形板(7)固定联结，且可沿扇形板(7)/棱锥套(3)所设的燕尾槽/T形槽滑动；扇形板(7)内侧端与卡块(8)固定联结，且通过卡块(8)与空心芯轴(1)的轴肩(1-1)相卡接，扇形板(7)可沿径向胀缩滑动，其特征在于a、所说棱锥套(3)的外斜楔和扇形板(7)的内斜楔的斜楔角α在14°～15°范围内；b、在棱锥套(3)的斜楔最低端且位于所说滑块(6)运动路线与其外圆(3-1)相交的部位，设有用来避免棱锥套(3)在轴向移动过程中与所说滑块(6)相干涉的凹槽(3-2)；c、在扇形板(7)的位于棱锥套(3)运动路线与其内圆(7-1、7-2)相交部位，设有用来避免棱锥套(3)在轴向移动过程中与扇形板(7)相干涉的凹槽(7-3、7-4)。
2.根据权利要求1所述的冷轧钢卷开卷机卷筒，其特征在于棱锥套(3)是3级4棱外斜楔式棱锥套；扇形板(7)是3级内斜楔式扇形板，所说扇形板(7)的数量是4块。
3.根据权利要求1或2所述的冷轧钢卷开卷机卷筒，其特征在于扇形板(7)与空心芯轴(1)的轴肩(1-1)的配接面之间，还设有与轴肩(1-1)/扇形板(7)联结的用来减少两者磨损的铜块(11)。
全文摘要
本发明公开的是一种冷轧钢卷开卷机卷筒，包括空心芯轴，设在空心芯轴内的推拉杆，棱锥套，过堂键，扇形板和卡块；棱锥套与扇形板为内外斜楔配合且由滑块连接；以其斜楔角在14°～15°范围内，棱锥套和扇形板分别设有避免其运动相互干涉的凹槽为主要特征。实现了在卷筒直径小和推拉杆往复行程小的条件下，增大卷筒胀缩量的目的。具有结构合理紧凑，实用操作方便，卷筒径向胀缩量大和适用来料钢卷内径变化范围广等特点。
文档编号B21C47/00GK101041169SQ20071002080
公开日2007年9月26日 申请日期2007年4月3日 优先权日2007年4月3日
发明者梅如敏, 程涛, 董春光 申请人:常州宝菱重工机械有限公司