铝箔轧机的套筒返回装置技术改造

彭凤鸟，刘 宁，尤乐林

(洛阳正扬冶金技术股份有限公司，河南 洛阳 471003)

套筒返回装置是整个铝箔轧机生产线中一个常用的部件，其主要作用是将开卷结束后的空套筒从开卷机处卸下并传送、托举至卷取机双锥头处，供卷取机卷取带材使用。由于铝箔轧机机列长度一般都比较短，所以设计时通常把上、卸套筒装置和套筒返回装置作为一个功能单元来考虑。

1 传统铝箔轧机套筒返回装置简介

如图1所示，传统套筒返回装置一般包括入口端套筒升降装置1、倾斜式导轨2、液动挡块装置3和出口端套筒升降装置4;倾斜式导轨2从开卷机双锥头下方开始，穿越轧机机架下方的底座，到卷取机双锥头下方。其工作过程为，入口端套筒升降装置上升，从开卷机双锥头间接取空套筒，然后下降，把套筒搁置在倾斜式(入口侧高、出口侧第低)导轨架上;依靠自重，套筒由开卷侧沿倾斜轨道滚动至卷取侧。根据需要卷取机侧锥头下方的另一个托架上升，把导轨上的套筒托起至双锥头中心，保证双锥头顺利夹紧套筒。为最大可能提高操作效率，导轨架上放置的空套筒往往不止一个，而卷取机一次只需要一个套筒，为克服其余待用套筒在卷取侧轨道上的定位、干涉等问题，在倾斜式导轨架的中部设置有液动挡块装置。其基本结构为，在液压缸推动下绕固定铰点旋转的挡板，可阻挡从开卷机滚动过来的空套筒，卷取机需要上套筒时，通过液压缸推动挡板绕铰点转动，放行一个套筒。

2 传统结构的技术分析

图1 传统套筒返回装置结构示意图Fig.1 Layout of conventional spool handling system

传统设计在理想状态下，套筒是能够顺利从开卷机侧沿倾斜式导轨架到达卷取机侧。传统铝箔轧机基本上均使用这种结构，其弊端表现在，当套筒在倾斜式导轨上从开卷机侧滚动至卷取机侧的过程中，有时会卡死在导轨架两侧的挡板上，无法继续前进，往往需要人工多次干预，费时费力，设备可靠性差，影响生产效率;同时，套筒滚动过程中的撞击会导致套筒表面划伤，影响带材卷取质量。其原因在于，套筒在倾斜式导轨上运动，是一加速运行过程，由于制造和安装误差的存在，以及运动过程的不确定性，套筒容易发生左右跑偏并卡死在倾斜式导轨架内。

3 新型套筒返回装置

为了解决上述技术问题，本文提出了一种新型的铝箔轧机套筒返回装置，对传统结构进行了技术改进，如图2所示。该装置主要由三部分组成，位于入口侧的卸套筒装置(1)、套筒传送装置(2)和位于出口侧的上套筒装置。

图2 新型套筒返回装置结构示意图Fig.2 Layout of improved spool handling system

3.1 上、卸套筒主要组成及特点

本装置中的上套筒装置和卸套筒基本结构一样，有支撑套筒的托架，托架为左右对称设置的两个。上套筒装置中的托架在所对应升降装置的作用下上升接收开卷机卸下来的空套筒，下降将所接收的空套筒放置在套筒传送装置轨道的输入端;卸套筒装置中的托架在所对应升降装置的作用下拖起被套筒传送装置轨道传送到出口端的空套筒，将空套筒上升至卷取机中心线位置，供卷取机使用。用以驱动托架升降的升降装置为摆动式，包括短摆臂(5)、长摆臂(9)和摆动油缸(8)。长摆臂与托架一一对应设置，托架固联在长摆臂的一端;长摆臂的另一端通过铰接轴与短摆臂一端铰接，该铰接轴固定在支撑座Ⅰ(6)上;短摆臂的另一端与摆动油缸的油缸杆铰接;摆动油缸的底座与支撑座Ⅱ(7)铰接，短摆臂在摆动油缸的作用下动作，带动长摆臂绕铰接轴转动从而带动托架上升或下降。

3.2 套筒传送装置主要组成及特点

套筒传送装置包括放置套筒的轨道和驱动套筒在轨道上水平移动的传动机构，其中放置套筒的轨道为水平设置结构，轨道两端分别位于开卷机锥头和卷取机锥头的正下方。需要输送的套筒横向放置在套筒传送装置的轨道上，轨道可在传动机构的驱动下在开卷机锥头和卷取机锥头之间匀速运动，从而将套筒从开卷机侧运送至卷取机侧。传动机构主要包括液压马达、主动链轮、从动链轮和传送套筒的滚子链。两个滚子链左右对称设置，且其两端分别位于开卷机锥头和卷取机锥头的正下方，构成套筒传送装置的轨道。每个滚子链的两端均带有用以驱动滚子链运转的链轮，位于两个滚子链同一端的链轮均与相应的传动轴固联。由液压马达驱动主动链轮，从而带动滚子链和从动链轮共同运动，实现整个机构沿机列方向连续运行。

套筒传送装置的入口端与出口端，均设置预防套筒脱离套筒传送装置的端部挡板Ⅰ(4－1)和端部挡板Ⅱ(4－2)，其均是钢架焊接结构，底座上打有安装孔，通过螺栓与套筒传送装置的底座固联。套筒传送装置的底座通过地脚螺栓固定在基础地面上，同时，位于套筒传送装置出口侧的端部挡板Ⅱ上加有耐冲击、减震设施。

4 效果验证

这种新型套筒返回装置，已应用于多个项目现场，实践证明，有如下效果:

(1)通过套筒与链条之间的静磨擦力使套筒随链条向前移动，从而实现套筒在轨道上的传送。而链条由液压马达驱动，套筒传送速度及其在轨道上移动的距离均可实现无极调节。所以套筒传送的平稳性和输送的准确性可有效控制;

(2)此设计中输送套筒的轨道采用水平设置且轨道两侧无需挡边，有效解决了套筒在传动过程中跑偏、卡死的现象;

(3)采用摆动式升降装置，其驱动油缸可水平放置，通过连杆机构的合理分配，实现小行程油缸满足套筒升降要求。与传统上下升降式装置相比，无需设置升降导向结构，减少了制作安装难度;省去了在基础上挖放置升降装置的深坑，简化了基础施工;液压缸行程大幅减少，液压配管更加简单，故设备成本降低，经济性得以提高;

(4)套筒传送装置的入口端和出口端均设计有端部挡板，可防止套筒传送到端部时脱离轨道，且出口侧挡板上加有一层耐冲击、减震设施，既可起到在卷取机侧的套筒定位作用，同时又能保护套筒表面不被损坏。

5 结束语

本文提出的新型套筒返回装置是在原有结构上进行的一种技术改进，解决了套筒在返回过程中出现的跑偏、卡死现象，具有更有效节约生产空间、减少辅助时间、提高工效等优势，为设计者提供了一种新的思路，同时对用户来说在设备选型时也多了一种选择，具有一定的参考和借鉴价值。