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1、粗中箔轧机新型开卷机液压系统设计分析design of rolling mill hydraulic system for model uncoiler of coarse foil李连军 杨天博 樊锐摘要：本文介绍了粗中铝箔轧机新型开卷机锥头对钢套筒、纸套筒夹紧打开、左右移动及对中的液压系统的设计分析。关键词：粗中铝箔轧机 新型开卷机 纸套筒及钢套筒 液压系统 夹紧打开 左右移动 对中 1、 前言由于箔带材比较薄，在轧制过程中，开卷张力相对较小，对张力控制要求较高，为了减小转动惯量对张力控制的影响，同时也为了带卷定位准确，达到较高的控制精度，新型开卷机采用了双锥头夹紧套筒型结构，利用轴向移动
2、的双锥头夹紧套筒及对中卷材。此开卷机既能对缠绕于钢套筒上的铝箔来料开卷，又能对缠绕于纸质套筒上的铝箔来料开卷，且满足多种套筒长度。本文介绍了这种新型开卷机的液压系统及功能分析。新型开卷机液压示意图如图1所示：图1 新型开卷机液压示意图2、新型开卷机液压系统粗中铝箔轧机的新型开卷机液压控制系统原理图如图2、3、4所示。2.1锥头的夹紧及打开2.1.1钢套筒的夹紧及打开见新型开卷机锥头夹紧对中缸液压原理图如图2和开卷机锥头涨缩缸液压原理图3所示。图2 新型开卷机锥头夹紧对中缸液压原理图每一机型的铝箔轧机，钢套筒长度比较固定，开卷机设计时直接通过对中夹紧缸来完成。夹紧时，阀4.1 b端得电，夹紧对中
3、缸外腔进油，锥头夹紧，同时阀13 a端得电，涨缩缸有杆腔进油，锥头涨；打开时，阀13 b端得电，涨缩缸无杆腔进油，锥头缩，阀3 a端得电，打开液控单向阀2， 阀4.1 a端得电，压力油通过阀4.2中位，夹紧对中缸内腔进油，锥头打开。操作侧和驱动侧锥头采用两个规格相同的对中液压缸驱动，但考虑到加工误差，两油缸实际尺寸必然存在误差，摩擦阻力不可能完全一样，驱动侧与操作侧锥头连接结构不一样，移动时，负载也不一样，这就会造成夹紧时，两锥头不同步，造成套筒夹紧时，中间位偏差加大，通过调节桥式调速阀1可以分别精确的调节两侧速度，保持一致；桥式调速阀调速的精度高，并且不受液压系统温度和压力变化的影响；液控单
4、向阀2起到锁紧保护作用，在突然断电和系统压力降低时，保证锥头不松开，减压阀6设定夹紧压力，锥头夹紧压力过大时，开卷带上张力后，锥头轴承负载大，容易产生异响，影响轴承使用寿命。图3 新型开卷机锥头涨缩缸液压原理图当开卷机锥头走到夹紧位时，锥头涨，固定好套筒，压力可以通过压力传感器8来显示压力，并可以设一涨紧值时，当低于设定值时，发出报警信号，防止生产时，锥头卷材跳动或掉卷现象；安全阀15压力过高时，可以溢流；蓄能器16起到稳压和缓冲作用，保证锥头涨时，缓冲压力，保护锥头压力瞬间过高，压力低时，稳定压力，保证锥头不松动；减压阀10设定涨缩压力，锥头涨缩压力过大时，夹紧纸套筒时，易将纸套筒撑破；单向
5、节流阀7调节涨缩速度，采用出口节流，保证调节速度平稳。2.1.2纸套筒的夹紧及打开每一机型的铝箔轧机，一般规定卷材的最小宽度和最宽宽度，纸套筒都和卷材宽度一样，有时卷材比较窄时，用对中缸夹紧，行程不够，这样，开卷机设计时，对中缸固定在活动机架上，有两液压缸驱动机架，增加一部分行程，然后，再用对中缸夹紧不同宽度的卷材，开卷机机架夹紧液压原理图如图4所示：图4 新型开卷机机架夹紧打开液压原理图夹紧时，阀19 a端得电，机架夹紧缸有杆腔进油，机架夹紧，然后，再夹紧纸套筒，和钢套筒的夹紧动作一样，打开时，先按钢套筒的打开动作，将纸套筒打开，再阀19 b端得电，机架夹紧缸无杆腔进油，机架打开。操作侧和驱
6、动侧夹紧液压缸也可造成不同步，只需两液压缸达到夹紧行程，对同步性要求不高，单向调节阀17就可以满足调节同步性，双液控单向阀18起到锁紧保护作用，在突然断电和系统压力降低时，保证机架夹紧不松开，套筒不偏移。2.2锥头的左右移动见开卷机锥头夹紧对中缸液压原理图如图2在锥头夹紧套筒后，左右移动时，阀4.2 b端得电时，驱动侧油缸内腔进油，f1+F2F1+f2(f1为驱动侧内腔移动压力，F2为操作侧外腔夹紧压力，F1为驱动侧外腔夹紧压力，f2为操作侧内腔移动压力) 操作侧夹紧缸即推动卷材和套筒向驱动侧移动，操作侧内腔液压油通过T口回油箱，驱动侧外腔液压油通过调速阀流向操作侧外腔，保持流量平衡。反之，当
7、阀4.2 a得电时, 驱动侧夹紧缸即推动卷材和套筒向操作侧移动。节流阀5调节左右移动的速度，双锥头移动速度较快时，在卷材对中时，影响对中精度。2.3卷材对中在铝箔轧制过程中，上一道次提供的卷材并不一定在套筒的正中心，而上卷时，必须保证卷材中心线（卷材宽度上）与轧机中心线一致，（并不是套筒中心线对准轧机中心线）。因此需要检测卷材实际位置，通过左右移动，保证卷材对中。如图5开卷机卷材对中示意图。图5 新型开卷机卷材对中分析示意检测卷材的实际位置是激光测距仪，安装在锥头的固定底座两侧，照射在卷材的两个端面上。激光测距仪不要求对称于轧机中心线安装，减少了安装误差。首先，通过卷材的左右移动，保证卷材中心
8、线与轧机中心线一致，假设检测到激光测距仪到左断面的距离为L1，检测到激光测距仪到右断面的距离为L2，标定好两侧差数据A=L2-L1。当更换不同宽度的卷材时，检测到激光测距仪到左断面的距离为L1，检测到激光测距仪到右断面的距离为L2， 两侧差数据A=L2-L1，可计算卷材中心线与轧机中心线的偏移量，=1/2(A- A)，根据这一计算值相应的移动锥头，即可减小和消除卷材中心的位置误差。理论上希望等于或接近于零，但实际上误差很难消除，一般允许有个较小的偏移量（一般可取=1-2mm）。当大于零时，卷材须向操作侧移动mm，当小于零时，卷材须向驱动操作侧移动mm的绝对值。此对中方式简单，对安装要求不高，能
9、较快方便的使卷材对中。4 结语此新型开卷机，可以同时适应一定宽度的钢套筒和不同宽度的纸套筒，放宽了开卷机来料的范围，改变了锥头功能单一的现状。此液压系统，投入使用后，夹紧打开，左右移动性能稳定，通过激光测距仪，克服了卷材在套筒上对中的位置偏差等种种原因，在轧制过程中形成精确、稳定的后张力，为铝箔轧机能够高速、宽幅轧制，提供了保证。参考文献【1】成大先 机械设计手册单行本液压传动 化学工业出版社 2004第一作者资料姓 名：李连军单 位：涿神有色金属加工专用设备有限公司职位：工程师毕业学校：河北科技大学专业：机械设计制造及其自动化毕业时间：2006年7月电 话：13833205731通讯地址：河北省涿州市桃园区郦道元路2号第二作者资料姓 名：杨天博单 位：北京机械工业自动化研究所自控中心毕业学校：大连理工大学毕业时间：2009年1月电 话：13810404896通讯地址：北京西城区德外教场口一号第三作者资料姓 名：樊锐单 位：涿神有色金属加工专用设备有限公司毕业学校：河北工业大学毕业时间：2004年7月电 话：13780321519通讯地址：河北省涿州市桃园区郦道元路2号
