一种金属卷材无损伤的开卷方法以及开卷机构与流程

本发明涉及金属带材以及金属板带制造领域，尤其是涉及一种金属卷材无损伤的开卷方法以及开卷机构。

背景技术：

在带钢及有色金属板带制造领域,产品中间退火或最终成品退火通常是在钟罩炉中进行的,退火后的金属卷材在进行下一工序（如平整、酸洗等）时都需要开卷机开卷展开。由于金属卷材在钟罩炉中经过长时间高温加热，金属卷材材料层与层之间会发生不同程度的粘结，如图1所示，金属卷材1的切点A为没有发生粘结时金属卷材1自然展开的切点位置，当金属卷材1发生层间粘结时，金属卷材1通过转向辊2在开卷时层间不能实现自然展开，而是借助开卷张力揭开,实际展开位置滞后到B点，其实际开卷力不与B点相切，实际的开卷力在B点可以分为一个切于B点的切向力以及一个通过金属卷材1圆心的法向力（揭开力），通过揭开力带材在B点揭开,法向力的出现是发生挠曲及屈服变形，形成折印、皱纹、撕裂等缺陷的根本原因，严重影响产品质量；当金属卷材1的直径逐渐变小，其揭开力逐渐变大，导致上述缺陷更加严重。

为了减轻上述缺陷，在金属卷材1以及转向辊2之间安装一过渡辊3，如图2所示增加的过渡辊3会改变实际开卷力的方向，从而增大切向力且减小法向力，而采用这种方式金属卷材1在B点区域仍然会产生挠曲屈服变形，仍然不能从根本上解决折印、皱纹、撕裂等开卷缺陷。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种从根本上解决折印、皱纹以及撕裂等开卷缺陷的金属卷材无损伤的开卷方法以及开卷机构。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种金属卷材无损伤的开卷方法，粘结的金属卷材的理论开卷点为其切点A，在所述的理论开卷点A的后方设置实际开卷点C，在所述实际开卷点C处开卷力的方向相切于金属卷材的圆周，从实际开卷点C处开始金属卷材的开卷力方向沿着一弧面发生变化且相切于此弧面；当金属卷材的开卷力方向不再变化时，此时开卷力的方向与实际开卷点C处开卷力的方向之间形成夹角α，所述的夹角α大于0°。

进一步具体的，所述的夹角α的范围为10°～180°。

一种金属卷材无损伤的开卷机构，包括开卷机以及转向辊，在所述的开卷机内有金属卷材，所述的金属卷材设置在开卷机的卷筒上，所述的金属卷材通过转向辊开卷，所述的金属卷材上设有一背撑辊，所述的背撑辊位于金属卷材的理论开卷点A后方的实际开卷点C处，所述背撑辊的位置随着金属卷材的卷径变化而变化且始终压靠在金属卷材的表面；开卷之后的金属卷材脱离所述背撑辊的点为脱离点Ｄ，所述的实际开卷点C在背撑辊上的切线方向与脱离点Ｄ在背撑辊上的切线方向形成夹角α，所述的夹角α大于0°

进一步具体的，所述的夹角α的范围为10°～180°。

进一步具体的，所述的背撑辊的辊面采用弹性耐磨材料制作而成。

进一步具体的，所述的背撑辊的辊面采用橡胶或者聚氨酯材料制作而成。

进一步具体的，所述的背撑辊辊面的有效工作宽度大于金属卷材的宽度。

进一步具体的，所述的背撑辊为整体式结构。

进一步具体的，所述的背撑辊为组合式结构，由若干个辊环组合固定而成。

进一步具体的，所述的背撑辊为组合皮带辊，包括两个皮带辊，其中一个皮带辊压靠在金属卷材上作为背撑功能使用，另一个皮带辊不与金属卷材接触，用作涨紧和传动皮带，在两个皮带辊上设有相互平行的皮带槽并装配皮带，整组皮带与金属卷材压靠，整组皮带形成的辊面有效工作宽度大于金属卷材的宽度。

本发明的有益效果是：采用上述开卷方法以及开卷机构之后，通过将实际开卷点C处的开卷力切于金属卷材，杜绝揭开力的出现，并通过一系列的改变开卷力的方向实现揭开效果，从根本上完全杜绝折印、皱纹、撕裂等开卷缺陷的产生，提高产品的质量，降低成本。

附图说明

图1是开卷时产生缺陷情况的示意图；

图2是现有技术的示意图；

图3是本发明的原理结构示意图；

图4是本发明第一种背撑辊的结构示意图；

图5是本发明第二种背撑辊的结构示意图；

图6与图7是本发明第三种背撑辊的结构示意图。

图中：1、5金属卷材； 2、转向辊； 3、过渡辊； 4、背撑辊； 6、辊环； 7、皮带辊； 8、皮带。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图3所示一种金属卷材无损伤的开卷方法，粘结的金属卷材1的理论开卷点为其切点A，实际开卷点C的位置滞后于理论开卷点A，且如图3所示位于理论开卷点A的右侧（即金属卷材1的揭开一侧），为了保证位于实际开卷点C处的开卷力不会产生向上的揭开力，故所述实际开卷点C处开卷力的方向相切于金属卷材1的圆周，为了使金属卷材1平稳的开卷，从实际开卷点C处开始金属卷材1的开卷力方向沿着一弧面发生变化且相切于此弧面，此弧面可以是变径弧面，也可以是等径弧面，开卷力方向通过弧面实现连续变化；当金属卷材1的开卷力方向不再变化时，此时开卷力的方向与实际开卷点C处开卷力的方向之间形成夹角α，经过多次试验，当所述的夹角α大于10°时，金属卷材1的表面状态较好，无折痕现象发生。

当上述实际开卷点C选取之后，其开卷力的方向也如上所述，金属卷材1在开卷时的滞后点B将不会出现。

当弧面为变径弧面时，在其结构上采用固定式的变径圆弧，不过金属卷材1会在其上进行摩擦，导致金属卷材1表面的损坏，故可在变径弧面上涂抹润滑油进行润滑，以及采用具有弹性的材料附着其上，减少对金属卷材1的损坏。

当弧面为等径弧面时，可以是固定式的等径圆弧，也可以是转动的等径圆辊，转动的圆辊会大大减少对金属卷材1的表面造成的损坏，提高产品的质量。

一种金属卷材无损伤的开卷机构，包括开卷机以及转向辊2，在所述的开卷机内有金属卷材1，所述的金属卷材1设置在开卷机的卷筒上，所述的金属卷材1通过转向辊2开卷，所述的金属卷材1上设有一背撑辊4，所述的背撑辊4位于金属卷材1的理论开卷点A后方的实际开卷点C处，背撑辊4与金属卷材1相切，所述背撑辊4的位置随着金属卷材1的卷径变化而变化且始终压靠在金属卷材1的外圆表面；开卷之后的金属卷材1脱离所述背撑辊4的点为脱离点Ｄ，所述的实际开卷点C在背撑辊4上的切线方向与脱离点Ｄ在背撑辊4上的切线方向形成夹角α，所述的夹角α大于0°；进一步优选的夹角α的范围为10°～180°，保证不同宽度的金属卷材1开卷时机构运行平稳，确保开卷带材表面质量效果。

背撑辊4采用变径圆弧，在圆弧的表面可以设置有在其表面运动的皮带，皮带通过金属卷材1的运动而运动，减少磨损。

背撑辊4为随金属卷材1回转而转动的被动式等径圆辊，其结构主要有三种形式：第一种，如图4所示背撑辊4为整体式的，并且在背撑辊4的辊面使用弹性耐磨材料制作而成，也可以在其辊面上设置弹性耐磨材料形成的涂层，并保证背撑辊4辊面有效工作宽度大于金属卷材5的宽度；第二种，如图5所示背撑辊4为组合式结构，由若干个直径相同的辊环6并列固定组合而成，组合而成的背撑辊4辊面的有效工作宽度大于金属卷材5的宽度，所有辊环6的辊面可以使用弹性耐磨材料制作而成，也可以在其辊面上设置弹性耐磨材料形成的涂层；第三种，如图6与图7所示背撑辊4采用组合皮带辊的形式，包括两个皮带辊7，其中一个皮带辊压靠在金属卷材5上作为背撑功能使用，另一个皮带辊不与金属卷材5接触，用作涨紧和传动皮带，在两个皮带辊7上设有相互平行的皮带槽并装配皮带8，整组皮带8与金属卷材5压靠，整组皮带8形成的辊面有效工作宽度大于金属卷材5的宽度。

薄带材开卷作业工况条件较好，背撑辊4辊面损伤较慢、较轻，可以采用整体式背撑辊；对于较厚的带材开卷，背撑辊4辊面损伤较快、较重，可采用组合式的辊环结构或组合皮带辊式背撑辊，与带材两边缘接触部位损伤较重较快，只需对背撑辊4局部更新修复即可，大大降低使用成本。

上述耐磨材料以及皮带均采用橡胶或者聚氨酯材料制作而成。

背撑辊4为被动式，跟随金属卷材1的转动而转动，其直径范围在100mm～600mm之间为宜。

综上，采用跟随压靠式背撑辊4的形式将实际开卷点C处的开卷力限定为切向方向，杜绝了揭开力的产生，并保证夹角α的最优选择范围在10°～180°之间，实现揭开的效果，从根本上杜绝折印、皱纹、撕裂等开卷缺陷的产生；背撑辊4结构形式可以根据所需开卷作业的实际工况条件进行选择设计或设置，在保证产品质量的前提下,便于操作与维修，降低维修成本。

需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。