趙宗剛　梁芳

【摘 要】本文對(duì)卡倫塞爾卷取機(jī)（雙卷筒卷取機(jī)）機(jī)型的組成及優(yōu)點(diǎn)，兩種機(jī)型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，工作原理以及制造加工難點(diǎn)進(jìn)行了分析和介紹。對(duì)新的設(shè)備設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】卡倫塞爾卷取機(jī)；組成及優(yōu)點(diǎn)；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；工作原理；制造難點(diǎn)

1、前言

卡倫塞爾卷取機(jī)是一種新型的主要應(yīng)用于全連續(xù)式帶鋼冷軋生產(chǎn)線成品帶材卷取的雙卷筒卷取機(jī)。該設(shè)備屬于大型高速回轉(zhuǎn)類機(jī)器，其內(nèi)部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)造相當(dāng)復(fù)雜（傳動(dòng)級(jí)數(shù)多，傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)特殊并且長(zhǎng)度很長(zhǎng)），無(wú)論是在設(shè)計(jì)上，還是在加工制造和組裝試車上，都屬于技術(shù)要求和實(shí)施難度非常高的冶金機(jī)械設(shè)備。目前設(shè)計(jì)和制造這種卷取機(jī)的外國(guó)公司有日本三菱—日立公司、德國(guó)西馬克—德馬格公司、西門子奧鋼聯(lián)公司等，中國(guó)公司有中國(guó)第一重型機(jī)械股份公司、中冶陜壓重工設(shè)備有限公司、常州寶菱冶金設(shè)備制造有限公司等。

卡倫塞爾卷取機(jī)的最大優(yōu)勢(shì)是能以高速度、高效率、全連續(xù)的方式卷取成品帶鋼。該設(shè)備在國(guó)外已得到廣泛使用。進(jìn)入二十一世紀(jì)后，國(guó)內(nèi)諸家大型鋼鐵用戶在帶鋼冷連軋生產(chǎn)線上也首選使用。其中除寶鋼1800冷軋是從國(guó)外整機(jī)引進(jìn)外，其他廠家（如益昌薄板、衡水薄板、鞍鋼、攀鋼、馬鋼、邯鋼、本鋼、首鋼等）隨后也已經(jīng)陸續(xù)選用或準(zhǔn)備選用這種卷取機(jī)。

2、卡倫塞爾卷取機(jī)主要組成及其優(yōu)點(diǎn)

卡倫塞爾卷取機(jī)布置在TCM冷連軋機(jī)組軋機(jī)出口區(qū)域帶鋼導(dǎo)板臺(tái)之后，由兩套帶張力的卷筒3600交替旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)連續(xù)軋制出的帶鋼進(jìn)行成卷卷取。該設(shè)備主要由主電機(jī)（兩臺(tái)）、齒式聯(lián)軸器（兩套）、雙輸入傳動(dòng)箱（又稱初級(jí)減速箱）、主轉(zhuǎn)盤（又稱大回轉(zhuǎn)箱或大轉(zhuǎn)盤，含兩套張力卷筒的傳動(dòng)齒輪系）、回轉(zhuǎn)定位裝置（又稱回轉(zhuǎn)支撐，包括電機(jī)、聯(lián)軸器、抱閘、減速機(jī)、支撐滾輪、旋轉(zhuǎn)小齒輪及鎖緊機(jī)構(gòu)等）、張力卷筒（兩套，含卷筒脹縮機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)接頭）、排油裝置（分旋轉(zhuǎn)集油器和固定集油槽）、蓋裝配（即大轉(zhuǎn)盤操作側(cè)正面的封閉蓋）、外支承（兩套，分入口側(cè)和出口側(cè)）、壓緊輥裝置、皮帶助卷器、安全罩、機(jī)上配管（分液壓、潤(rùn)滑）及機(jī)上配線等組成。

為了實(shí)現(xiàn)帶鋼的連續(xù)生產(chǎn)，入口段需要采用兩臺(tái)開(kāi)卷機(jī)，用焊機(jī)將帶尾和下一卷帶鋼的帶頭焊接起來(lái)實(shí)現(xiàn)連續(xù)酸洗--軋制。所以，出口段也相應(yīng)需要兩臺(tái)卷取機(jī)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，卡羅賽爾卷取機(jī)迎運(yùn)而生，它具有兩個(gè)芯軸，可以隨機(jī)旋轉(zhuǎn)，與傳統(tǒng)卷取機(jī)型式相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

一、設(shè)備布置緊湊合理，節(jié)省安裝空間；

二、操作簡(jiǎn)捷方便，更利于連續(xù)平穩(wěn)地卷取帶鋼；

三、帶材利用率大大提高；

四、設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，能源、動(dòng)力消耗低；

五、卷取機(jī)外圍設(shè)備數(shù)量減少一半（助卷器、卸卷小車、壓輥等），基建施工量少，液壓電控等系統(tǒng)相應(yīng)減少，設(shè)備總體投資少；

基于以上特點(diǎn)，卡倫塞爾型卷取機(jī)，已成為帶鋼連續(xù)酸洗--軋制生產(chǎn)線、冷軋連續(xù)生產(chǎn)線等卷取設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)。

3 、卡倫塞爾卷取機(jī)的現(xiàn)有機(jī)型結(jié)構(gòu)形式

3.3 兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)：

4、卡倫塞爾卷取機(jī)工作原理

卡倫塞爾卷取機(jī)布置在帶鋼導(dǎo)板臺(tái)的后面，交替地使用兩套張力卷筒卷取帶鋼。它由兩臺(tái)電機(jī)分別用于每個(gè)卷筒的傳動(dòng)和脹縮機(jī)構(gòu)、共用的回轉(zhuǎn)箱體、回轉(zhuǎn)箱體盤旋機(jī)構(gòu)、外支承、壓力輥和皮帶助卷器組成。

卷取機(jī)在上卷位置時(shí)，在卷取的前幾圈帶鋼時(shí)，在卡羅賽卷取機(jī)上裝有擺動(dòng)式皮帶助卷器。皮帶助卷器配有液壓驅(qū)動(dòng)的皮帶張緊裝置。當(dāng)卷取機(jī)卷到2～3圈，帶鋼張力建立起來(lái)后，皮帶助卷器返回到它的初始位置，而串列式軋機(jī)加速到要求的軋制速度。

卷筒在卸卷位置由外支承提供輔助支撐。卷筒直徑的改變由外加扇形板實(shí)現(xiàn)，這種改變將不影響成品的質(zhì)量。

卷取機(jī)的旋轉(zhuǎn)是由電機(jī)通過(guò)一個(gè)齒輪箱和大齒圈實(shí)現(xiàn)的。卷取機(jī)由一組托輥支撐，帶有一個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)將其鎖定在穿帶位置。這個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)由油缸帶動(dòng)連桿操作。

5、卡倫賽爾卷取機(jī)加工制造的技術(shù)難點(diǎn)

卡倫塞爾卷取機(jī)在生產(chǎn)線中的重要作用，決定了其安全性為“高可靠度”設(shè)備。為此，裝機(jī)水平高。主要表現(xiàn)在：零件材料選取要求高（焊接工藝、鍛件毛坯及熱處理等）、加工精度高，裝配精度高，配套件精度高（大多為非標(biāo)準(zhǔn)件，需帶圖定貨）。

5.1 主轉(zhuǎn)盤箱體的制造：

5.2 卷筒的制造：

卷筒的扇形板為合金鍛鋼，加工精度要求高，形狀復(fù)雜，加工制造過(guò)程中易變形，扇形板外園表面要求噴沙后氮化熱處理；卷筒主軸為合金鍛鋼，加工精度要求高，形狀復(fù)雜；軸向斜楔為耐磨鋁黃銅件，該件的關(guān)鍵是各段滑動(dòng)斜面的角度及位置公差要求嚴(yán)，零件細(xì)長(zhǎng)易變形。各零件加工要求高，裝配要求更高，要經(jīng)過(guò)兩次試裝，兩次刮研，保證滑動(dòng)面的接觸率和滑動(dòng)的靈活性。

5.3 傳動(dòng)齒輪的制造：

傳動(dòng)箱體及主轉(zhuǎn)盤箱體中的傳動(dòng)齒輪均為硬齒面齒輪，都為7級(jí)以上加工要求，齒面均要求進(jìn)行表面滲碳淬火熱處理，齒輪嚙合精度要求高。

此外，還有平行軸結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)齒輪接軸和內(nèi)外齒圈，同心軸結(jié)構(gòu)中的內(nèi)外空心套筒等均為要求精度較高和難加工件?？傊?，卡倫塞爾卷取機(jī)是高速、高負(fù)荷的設(shè)備，因此高精度的零部件很多。裝配復(fù)雜，各部位的間隙控制精度高。各零部件的焊接、加工、裝配要求都比較高。

6、總結(jié)

卡倫賽爾卷取機(jī)是一種新型的卷取結(jié)構(gòu)，其各方面的優(yōu)點(diǎn)必將在各種連續(xù)冷軋機(jī)組中被廣泛應(yīng)用，而其完全國(guó)產(chǎn)化也已經(jīng)是一個(gè)必然的趨勢(shì)，希望在以后的設(shè)計(jì)中能進(jìn)行更好的改進(jìn)。使其制造成本和制造周期均有所減少。使用性能更加優(yōu)異。

參考文獻(xiàn)：

[1]中冶陜壓中工設(shè)備有限公司設(shè)計(jì)制造的鞍鋼1500mm卡倫賽爾卷取機(jī)技術(shù)附件。

[2]中冶陜壓中工設(shè)備有限公司設(shè)計(jì)制造的中國(guó)重型機(jī)械研究所1700mm卡倫賽爾卷取機(jī)技術(shù)附件。

[3]甄志霞，卡倫塞卷取機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和控制原理，中國(guó)工控網(wǎng)，2007。

作者簡(jiǎn)介：

趙宗剛（1979- ），男，中冶陜壓重工設(shè)備有限公司，工程師。

梁 芳（1980- ），女，中冶陜壓重工設(shè)備有限公司，工程師。