一种控制冷轧卷带头折印的装置的制作方法

本实用新型涉及一种金属带卷取时减少带头折印的技术，尤其涉及一种控制冷轧卷带头折印的装置。

背景技术：

在钢铁及有色金属板带生产企业冷带生产过程中，金属带需要进行一次或多次卷取作业。金属带在卷取芯轴上卷取时，若卷取芯轴不使用橡胶套筒，则成卷后的金属带内圈不仅会由于芯轴本身扇形块张紧压力产生压印，还可能会因开始卷取时金属带和芯轴打滑产生层间擦划伤等缺陷。因此，为了提高金属带表面质量，在金属带加工行业，金属带卷取时普遍在卷取机芯轴上使用橡胶套筒，以控制芯轴扇形块压印以及其他衍生缺陷。

然而，即使在使用橡胶套筒的情况下，金属带卷在卷取机卷取时，由于带头本身具有一定厚度，当带头进入卷取位后，从卷取的第二圈起，金属带覆盖在带头处的部位也会产生称为“带头折印”或“带头印”的硌印。所谓硌印就是冷轧板的板面受突兀硬物挤压而产生的凸凹痕迹。这种硌印在卷取张力和抱紧力的作用下，会导致金属带卷内圈的若干层材料在该处产生塑性变形，形成周期性不可消失的凸起印痕，影响了用户的使用。一般来说，对于厚度不大于0.60mm的金属带，带头厚度形成的台阶较小，形成的带头折印伤卷较轻，长度较短，影响不是很大，但是对于厚度≥0.60mm的金属带，内圈目视可见且有手感的“横折印”缺陷长度至少数十米，最长可达200米以上，远远超过了工厂可接受程度，不得不在加工配送时进行切除，切除重量少则200kg，多则4吨~5吨，严重影响了成材率，造成了质量损失。

为了降低金属带卷取时带头折印带来的质量损失，人们不断改进橡胶套筒的结构和卷取控制，比如在套筒径向方向上设置多个不同硬度层的方式，增加套筒外圈部分的弹性。还有人发明了带软区的新型橡胶套筒，该软区的结构是在橡胶套筒的制造过程中在橡胶层某一位置弧面表皮下一定深度沿轴向预埋一个铁件，待橡胶套筒成型后抽出，形成一个宽50~100mm，高2~10mm的长方形通孔，用以在带头定位到该通孔位置上方后提供一定的弹性容纳空间，减轻对第二圈以上带钢的硌伤效应。还有人在橡胶套筒的橡胶筒面上沿轴向设置一个开放式的显性圆弧槽过渡结构，卷取时将带头定位于该圆弧槽的底部，以期达到与前述结构同等的效果。

经过现场的实际情况检测，上述两种套筒结构对减轻带头折印缺陷起到了一定的效果。

但是，不论是“隐形”的通孔结构，还是“显性”的开放式圆弧过渡结构，仍存在两个主要问题，一是控制带头折印不理想，由于带头压在通孔结构或圆弧结构上，金属带在卷取缠绕过程中，又产生了新的轻微“凹”形印痕；二是该两种结构在遇到带头在套筒上打滑时，无法有效阻止打滑，导致带头偏离该特定功能区，导致失效，对带头定位精度要求很高。据了解，采用这两种结构的带头定位准确率在90%~95%左右。就质量过程控制而言，这两种现有结构存在一定质量失控的风险。

技术实现要素：

为解决目前已有的定位套筒结构的不足，本实用新型的目的是提供一种结构简单、避免打滑、带头定位快、不产生“凹”形印痕，使用寿命长，基本消除冷轧卷带头折印的装置，可实现进一步减少带头折印长度而挽回质量损失。

通过下述方案可实现本实用新型目的：

一种控制冷轧卷带头折印的装置，包括卷取机、橡胶套筒、皮带助卷器，卷取机芯轴上套装橡胶套筒，在橡胶套筒的外围安装皮带助卷器，其特征在于：所述橡胶套筒表面设有一特定区域，在该区域内沿轴向设置一个l形台阶状槽口，所述l形台阶状槽口的垂直面高度h：0.60～2.50mm，槽口的边缘与橡胶套筒基体圆弧过渡。

所述l形台阶状槽口边缘的圆弧通过倒角制成。

所述l形台阶状槽口的上部倒角半径r1：0.30～1.50mm，下部倒角半径r2：50～100mm。

所述橡胶套筒的l形台阶状槽口位于皮带助卷器的咬入口。

本实用新型与现有技术相比，有益效果是：

1、橡胶套筒特定区域采用一个l形台阶状槽口，相比现有橡胶套筒的“隐形”通孔结构和“显性”开放式圆弧过渡结构，带头可被该l形台阶状槽口阻挡在台阶垂直面处，定位准确性可达到99%以上，避免了在出现打滑时其他结构无法准确定位在特定区域的问题，提高了定位准确性，定位快，不需要下线切除带头缺陷重卷；

2、避免了现有结构新产生的“凹”形印痕缺陷，进一步提高了金属带的表面质量等级和成材率；

3、l形台阶状槽口的垂直面高度h可根据生产线所生产的品种规格厚度进行参数优化匹配，可最大程度控制带头折印缺陷；

4、本实用新型结构简单，制造容易，使用寿命长，可显著降低了套筒加工成本和企业制造费用。

附图说明

图1是本实用新型套筒结构主视图。

图2是图1中套筒结构特定区域放大图。

图3是图1中右视图。

图4是应用本实用新型金属带卷取时的示意图。

图5是本实用新型卷取机自动静态定位穿带过程示意图。

图中：1、卷取机芯轴，2、橡胶套筒，21、l形台阶状槽口，3、反光纸，4、皮带助卷器，5、l形台阶状槽口的位置检测光栅，6、穿带导板台，7、带头检测光栅，8、反射点，9、金属带，10、转向辊，11、转向夹送辊，12、控制系统，h、l形台阶状槽口垂直面高度，r1、l形台阶状槽口上部倒角，r2、l形台阶状槽口下部倒角，m、l形台阶状槽口底面宽度。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：参见图1～图4，一种控制冷轧卷带头折印的装置，包括卷取机、橡胶套筒2、皮带助卷器4，卷取机芯轴1上套装橡胶套筒2，在橡胶套筒2的外围安装皮带助卷器4，其特征在于：所述橡胶套筒2表面设有一特定区域，在该区域内沿轴向设置一个l形台阶状槽口21，所述l形台阶状槽口21的垂直面高度h：0.60～2.50mm，槽口的边缘与橡胶套筒2基体圆弧过渡。所述l形台阶状槽口21边缘的圆弧通过倒角制成。所述l形台阶状槽口21的上部倒角半径r1：0.30～1.50mm，下部倒角半径r2：50～100mm。所述橡胶套筒2的l形台阶状槽口21位于皮带助卷器4的咬入口。

图1是本实用新型套筒结构2的端面主视图。如图1所示，橡胶套筒2圈定的区域a为橡胶套筒2表面设定的特定区域，结合a区域放大图2，在该区域内沿轴向加工有一个l形台阶状槽口21，所述l形台阶状槽口21的垂直面高度h根据冷轧板卷的强度、厚度而定，一般在0.60～2.50mm范围内选择。l形台阶状槽口21的上部边缘倒角，倒角半径r1：0.30～1.50mm，l形台阶状槽口21的下部边缘倒角，倒角半径r2：50～100mm，使槽口的边缘与橡胶套筒2基体圆弧过渡，卷取过程不伤卷。图1、图2显示的l形台阶状槽口底面宽度m与橡胶套筒2的外径有关，一旦l形台阶状槽口21的垂直面高度h确定，l形台阶状槽口底面宽度m也确定。

如图3所示，橡胶套筒2为外径为d、内径为d，l形台阶状槽口21的垂直面高度h，内径d与卷取机芯轴1的外径配合安装。橡胶套筒2的厚度为20～80mm，套装后涨开工作状态有508mm外径，也有610mm外径。在橡胶套筒2的外围安装皮带助卷器4，构成本实用新型（详见图5）。

图4是应用本实用新型金属带卷取时的示意图，从图4可以看出，根据在线生产冷轧金属带9的厚度，选用与之匹配的带l形橡胶套筒2，金属带9的带头厚度稍小于l形台阶状槽口垂直面高度h，使金属带9的第一圈带头藏在l形台阶状槽口垂直面高度h下，从金属带9的第二圈起，金属带9覆盖在带头处的部位平滑圆弧过渡，既克服了凸起的“横折印”产生，又避免了“凹”形印痕新缺陷的出现。

图5是本实用新型应用于连续退火线和重卷精整机组的卷取机自动静态定位穿带过程示意图。如图5所示，在卷取机的芯轴1上套装橡胶套筒2，然后在橡胶套筒2的外围安装皮带助卷器4，手动单点动定位或控制系统12驱动卷取机自动单点动进行定位，卷取机芯轴1定位完成后，使卷取机芯轴1上的橡胶套筒2的l形台阶状槽口21停留在皮带助卷器4咬入口。为了使橡胶套筒2的l形台阶状槽口21在皮带助卷器4的咬入口自动精确定位，在卷取机的芯轴1轴承座上设置l形台阶状槽口21的位置检测光栅5，在l形台阶状槽口21端面中心贴有的反光纸3，控制系统12自动设定定位角度，该定位角反映的就是l形台阶状槽口21端面的中心与l形台阶状槽口21的位置检测光栅5投影之间的圆心角θ，定位角参数的设定与标定“0”位、金属带9的穿带方式有关。图5显示的是金属带9的上穿带方式，圆心角θ是以橡胶套筒2上方端面光栅投影位置为“0”度，逆时针方向计算，到l形台阶状槽口21端面的中心止，θ角为40^°~45^°。如果金属带9的穿带方式是下穿带方式，圆心角θ需重新计算，控制系统12重新自动设定定位角度。穿带导板台6设置在卷取机与转向辊10之间，其上方支架上安装有带头检测光栅7，光栅垂直照射到穿带导板台6上设置的方形凹槽（反射点8），方形凹槽（反射点8）内贴有反光纸3。卷取机穿带前，选择适当的时间段进行卷取机芯轴1橡胶套筒2的l形台阶状槽口21预定位，卷取机芯轴1橡胶套筒2的l形台阶状槽口21预定位完成后，卷取机停止，卷取机芯轴1橡胶套筒2的l形台阶状槽口21到达皮带助卷器4咬入口，等待自动穿带带头到达皮带助卷器4咬入口；自动穿带过程中，金属带9经过转向辊10与转向夹送辊11之间转向，带头到达穿带导板台6起始端，将穿带速度降为30m/min，带头到达穿带导板台6光栅反射点8的位置，开始启动带头运行长度定位（通过设定长度或运行时间），带头运行一定长度（计算长度＋偏移量）或时间后停止，带头运行长度大于穿带导板台6光栅反射点8到皮带助卷器4咬入口实际距离30mm以上，此时带头到达皮带助卷器4咬入口，带头与橡胶套筒2的l形台阶状槽口21的垂直面在停止状态下接触；短暂延时后，金属带9与卷取机同步同线速度运行，同步运行适当时间（2~4秒）后，卷取机投入速度附加给定，给定值为0.15~0.25m/s，将穿带导板台6上松弛的金属带9收紧，带头助卷一圈以后，卷取机建立穿带张力，完成自动穿带。

实施例1：如图5所示，将本实用新型应用于1550mm冷轧带钢重卷机组，生产线上重卷的冷轧带钢材料为dc04，厚度为0.60mm。如图1～图4所示，本实用新型橡胶套筒2的涨开工作状态外径d为508mm，在特定区域内沿轴向加工的一个l形台阶状槽口21，l形台阶状槽口21的垂直面高度h为0.70mm，l形台阶状槽口21的上部边缘倒角半径r1为0.30mm，l形台阶状槽口21的下部边缘倒角半径r2为50mm，l形台阶状槽口底面宽度m为16.89mm。当冷轧带钢即金属带9的带头通过生产线带头定位系统定位在l形台阶状槽口21处后，冷轧带钢沿橡胶套筒2外周缠绕，当第二圈带钢到达该特定区域时带钢与第1圈带头高度差为0.10mm，由于该高度差较小，且槽口的边缘与橡胶套筒2基体圆弧过渡，带钢绕过带头时不会产生明显弯折，即有效控制了带头压印，卷取过程不伤卷。具体操作过程是：生产线配置单卷取机，前一卷带钢的带尾焊缝处剪切后，形成新的带头在出口剪位置等待卷取机甩尾、卸卷和助卷准备，助卷准备过程中完成卷取机芯轴1橡胶套筒2的l形台阶状槽口21预定位。卷取机芯轴1橡胶套筒2的l形台阶状槽口21预定位完成后，卷取机芯轴1橡胶套筒2的l形台阶状槽口21到达皮带助卷器4咬入口，卷取机停止，等待自动穿带带头到达皮带助卷器4咬入口；带头继续启动穿带，带钢经过转向辊10与转向夹送辊11之间转向，带头到达穿带导板台6光栅反射点8的位置开始计时，延时2.5秒停止，带头到达皮带助卷器4咬入口，带头与橡胶套筒2的l形台阶状槽口21的垂直面在停止状态下接触；系统设定带头运行2.5秒的距离大于穿带导板台6光栅反射点8到皮带助卷器4咬入口距离30mm以上，因此在穿带导板台6上与卷取机之间的带钢略微拱起。带头到达皮带助卷器4咬入口停止，延时2秒后，带钢和卷取机以30m/min速度同步起动，延时3秒后，卷取机投入速度附加给定0.20m/s，将拱起的带钢收紧，带头助卷一圈以后，卷取机建立穿带张力，完成自动穿带。整个重卷机组生产由控制系统12自动控制。

实施例2：参考图5，将本实用新型应用于1550mm冷轧带钢连续退火生产线出口终端，橡胶套筒2的涨开工作状态外径d为610mm，配有2台卷取机，飞剪分切后交替卷取。生产线上的冷轧带钢材料为spcd，厚度为1.0mm。如图1～图4所示，本实用新型橡胶套筒2特定区域内l形台阶状槽口21的垂直面高度h为1.20mm，l形台阶状槽口21的上部边缘倒角半径r1为0.80mm，l形台阶状槽口21的下部边缘倒角半径r2为100mm，l形台阶状槽口底面宽度m为22.15mm。当冷轧带钢即金属带9的带头通过生产线带头定位系统定位在l形台阶状槽口21处后，冷轧带钢沿橡胶套筒2外周缠绕，当第二圈带钢到达该特定区域时带钢与第1圈带头高度差为0.20mm，由于该高度差较小，且槽口的边缘与橡胶套筒2基体圆弧过渡，带钢绕过带头时不会产生明显弯折，卷取过程不伤卷。具体运作过程是：出口张力辊承担穿带速度的执行和长度定位任务，张力辊速度为出口段主速度。带钢分切后，带头由出口张力辊及张力辊压辊、飞剪前夹送辊，水平皮带运输机，穿带导板台6、转向辊10及转向夹送辊11配合向卷取机传输，带头过穿带导板台6至卷取机，根据带钢宽度不同控制系统12设定的定位角在40^°~45^°之间（以橡胶套筒2上方端面光栅投影位置为“0”度，逆时针方向计算，到l形台阶状槽口21端面的中心止），也就是说此定位角与l形台阶状槽口21端面的中心与软区位置检测光栅5投影之间的圆心角θ相同，为40^°~45^°。如果带钢宽度1450mm，优选定位角45^°，带钢宽度1250mm，优选定位角44^°，带钢宽度900mm，优选定位角42^°。卷取机采用自动单点动进行定位，定位完成后卷取机芯轴1橡胶套筒2的l形台阶状槽口21停在皮带助卷器咬入口。飞剪分切后，在出口段以60m/min速度穿带，带头到达穿带导板台6起始位，穿带速度降为30m/min，带头到达穿带导板台6光栅反射点8的位置开始长度定位，光栅反射点8到皮带助卷器4咬入口距离为1650mm，带钢定位长度设定为1700mm，带头到达皮带助卷器4咬入口停止，略微超长（超长50mm）的带钢在穿带导板台6与卷取机之间拱起，但不影响后续穿带，延时2秒后，出口段继续穿带，卷取机与带钢以30m/min速度同步起动，延时3秒钟后，卷取机增加0.16m/s速度附加值，将拱起的带钢收紧，带头助卷一圈以后，卷取机建立穿带张力，完成自动穿带。整个连续退火生产线的运行由控制系统12自动控制。

实施例3：如图5，将本实用新型应用于1550mm冷轧带钢连续退火生产线出口终端或1550mm冷轧带钢重卷机组，生产线上的冷轧带钢材料为cr340/590dp

，厚度为1.50mm。如图1～图4所示，本实用新型橡胶套筒2的涨开工作状态外径d为508mm，在特定区域内l形台阶状槽口21的垂直面高度h为1.80mm，l形台阶状槽口21的上部边缘倒角半径r1为1.20mm，l形台阶状槽口21的下部边缘倒角半径r2为60mm，l形台阶状槽口底面宽度m为26.37mm。当冷轧带钢即金属带9的带头通过生产线带头定位系统定位在l形台阶状槽口21处后，冷轧带钢沿橡胶套筒2外周缠绕，当第二圈带钢到达该特定区域时带钢与第1圈带头高度差为0.30mm，由于该材料强度比spcd稍高，且较厚，高度差可以稍大，且槽口的边缘与橡胶套筒2基体圆弧过渡，带钢绕过带头时不会产生明显弯折，卷取过程不伤卷。

实施例4：如图5，将本实用新型应用于1550mm冷轧带钢连续退火生产线出口终端或1550mm冷轧带钢重卷机组，生产线上的冷轧带钢材料为hc500/780dp

，厚度为2.0mm。如图1～图4所示，本实用新型橡胶套筒2涨开工作状态外径为d为610mm，在特定区域内l形台阶状槽口21的垂直面高度h为2.50mm，l形台阶状槽口21的上部边缘倒角半径r1为1.50mm，l形台阶状槽口21的下部边缘倒角半径r2为80mm，l形台阶状槽口底面宽度m为33.35mm。当冷轧带钢即金属带9的带头通过生产线带头定位系统定位在l形台阶状槽口21处后，冷轧带钢沿橡胶套筒2外周缠绕，当第二圈带钢到达该特定区域时带钢与第1圈带头高度差为0.50mm，由于该材料强度比cr340/590dp更高，且更厚，高度差可以再大些，带钢绕过带头时不会产生明显弯折，卷取过程不伤卷。