非接觸帶鋼抑振裝置的製作方法
2023-05-12 14:39:31
專利名稱：非接觸帶鋼抑振裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及帶鋼軋制工藝的輔助設備，更具體地指一種非接觸帶鋼抑振裝置，該抑振裝置能應用於帶鋼軋制或熱鍍鋅生產中，對帶鋼可能發生的振動進行抑制。
背景技術：
在帶鋼軋制、平整等生產過程中，帶鋼振動會導致帶鋼產生振動紋等表面缺陷。在帶鋼熱鍍鋅等生產過程中，帶鋼振動會造成鍍層厚度不均勻，合金化不均勻等缺陷。為了解決上述問題，目前所採用的解決方法是在一定的帶鋼長度上安置穩定輥，以抑制帶鋼的振動。雖然穩定輥能有效的抑制帶鋼振動，但是在帶鋼表面質量要求很高的場合，由於穩定輥旋轉、帶鋼跑偏等機械摩擦問題，同樣仍會降低帶鋼的表面質量。尤其，在熱鍍鋅領域，鍍層在穩定輥的機械作用下產生表面劃傷等，還是嚴重影響了高表面質量帶鋼的生產。
日本專利04283715和中國專利200320109335.4公開了採用通電的電磁線圈發生電磁場，進而對帶鋼產生電磁吸引力。其工作方式是在帶鋼兩側相對安置電磁線圈，使相對的電磁線圈對帶鋼的磁吸引力平衡，同時，利用位移傳感器判斷帶鋼的位置，一旦帶鋼偏向某一方向的電磁線圈，控制系統自動降低該方向電磁線圈的電流大小，而增大帶鋼另一側的電磁線圈電流，使帶鋼重新回到中心線位置。
這類採用電磁場原理的抑振裝置為電流勵磁，通過自動控制饋電電流的大小即可以調整電磁力，具有調節方便的優點。但缺點是a，系統的工作方式勢必造成本來無振動帶鋼，產生高頻小振幅的水平振動，對熱鍍鋅產品質量產生一定的影響；b，整個抑制系統複雜，必須增加專用的電源設備和電磁線圈的偶合自動控制系統，製造和維護成本都很高；c，該抑制系統要快速的判斷帶鋼的位置，對電磁傳感器提出了很高的要求，電磁線圈在電流作用下發熱，使用壽命不長；d，必須要求電磁線圈相對的布置在帶鋼兩側，一般情況下不能只布置在一側，也不能交錯布置。由於電磁線圈不能製造的特別大，如果採用串聯或並聯多個線圈，自動偶合控制和製造成本都難以估計，因而在帶鋼非常薄的情況下，容易造成帶鋼抑振效果局限在很小的範圍內，整體抑振效果不佳。
此外，日本專利07298637同樣是採用電磁線圈對帶鋼產生吸引力達到抑制帶鋼振動的目的，電磁力通過調節饋電電流的大小，具有調節方便的優點。該專利公開的電磁線圈是上下布置，在上下布置的線圈中間設置噴嘴，利用噴吹氣體防止帶鋼被吸引到帶鋼表面。該系統可以只在帶鋼一側或兩側相對或交錯布置。該技術方案的缺點是噴嘴布置在上下線圈之間，尺寸不能作的很小，這就造成氣體的作用區域比較小，要達到一定的氣體壓力，必須要提高壓縮空氣的流量和壓力，這樣可能造成帶鋼扭曲，也不利於設備的高效能利用。如果線圈尺寸相對於噴嘴尺寸比較大，電磁力和壓縮空氣的作用力達不到平衡的要求。
發明內容
本發明的目的是針對帶鋼軋制或熱鍍鋅生產中，傳統技術對帶鋼可能發生的振動進行抑制中所存在的上述缺陷，提供一種設備結構簡單、運行和維護成本低的非接觸帶鋼抑振裝置。
為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案，該非接觸帶鋼抑振裝置包括空氣箱、永磁體，所述的空氣箱外接有空氣進氣管、氣體調壓閥，空氣箱的前側面開設有噴氣排孔，進氣管與空氣箱相通，氣體調壓閥安置於進氣管上；所述的永磁體通過一支撐板置於空氣箱內，支撐板固定於空氣箱內，並與空氣箱的前側面相平行設置，永磁體也與前側面呈平行設置。
所述的空氣箱前側面開設的噴氣排孔呈均勻分布。
所述的空氣箱上下兩端分別設置供支撐板移動的上下導軌，支撐板安裝於上下導軌之間，支撐板上還開設有通氣孔。
所述的支撐板與空氣箱的後側內壁之間還接有壓縮彈簧。
所述的空氣箱的前側面邊緣還設置聚氣罩。
所述的聚氣罩呈稜形體。
在本發明的上述技術方案中，該抑振裝置一方面在空氣箱體內置入永磁鐵，利用永磁鐵產生磁場，對帶鋼產生吸引力，不需要消耗額外電能，也不需要專用的電源設備以及複雜的自控系統，另一方面，空氣箱的前側面開設有噴氣排孔，噴氣排孔排出的氣體均勻，利用受控的帶鋼的張力和空氣箱體內的壓縮空氣的共同作用，使帶鋼的振動呈阻尼衰減運動，而基本不增加帶鋼的運動頻率，沒有高頻小振幅振動對鍍層質量產生的影響，還避免了傳統抑振裝置安裝噴嘴許多限制，容易使磁力和壓縮空氣的作用力在同一平面上，易於達到受控帶鋼受力平衡。因此，該抑振裝置與傳統的抑振裝置相比，具有結構簡單、運行和維護成本都很低。
圖1為本發明的非接觸帶鋼抑制裝置結構示意圖。
圖2為圖1的「A-A」向剖視示意圖。
圖3為帶鋼受力平衡示意圖。
圖4為應用本發明的抑制裝置於熱鍍鋅帶鋼兩側呈交錯布置示意圖。
圖5為應用本發明的抑制裝置於熱鍍鋅帶鋼兩側呈相對布置示意圖。
具體實施例方式
為了能更好地理解本發明的上述技術方案，下面結合附圖和實施例進行進一步地詳細描述。
請參閱圖1所示，本發明的非接觸帶鋼抑振裝置10包括空氣箱11、永磁體12。
所述的空氣箱11外接有空氣進氣管13、氣體調壓閥14，空氣箱的前側面15開設有噴氣排孔151，噴氣排孔151呈均勻分布(見圖2)，均勻分布有利於向帶鋼噴氣均勻，噴射氣體的作用面積大，維護方便，有效避免了採用噴嘴帶來氣體不均勻的缺點。當然，噴氣排孔151也可以呈不規則分布。
空氣箱11外接的進氣管13與空氣箱11相通，氣體調壓閥14安置於進氣管13上，空氣箱11內的氣體通過進氣管13是不間斷供應，氣體調壓閥14用於調節進氣量。
所述的永磁體12通過一支撐板16置於空氣箱11內，支撐板16固定於空氣箱11內，並與空氣箱11的前側面15相平行設置，永磁體12也與前側面15呈平行設置。
所述的空氣箱11上下兩端分別設置供支撐板16移動的上下導軌17、18，支撐板16安裝於上下導軌17、18之間，支撐板16上還開設有通氣孔161。
所述的支撐板16與空氣箱的後側內壁之間還接有壓縮彈簧19。
所述的空氣箱的前側面15邊緣還設置聚氣罩20，聚氣罩20呈稜形體，聚氣罩20使帶鋼30靠近空氣箱時，氣體的噴吹壓力隨著增大。
當壓縮空氣由進氣管13進入，氣體調壓閥14後把壓力調整到要求後，再進入空氣箱11，氣體再經過支撐板16上的通氣孔161後充滿整個空氣箱11，空氣箱的前側面15上的噴氣排孔151噴出到帶鋼30表面，阻止帶鋼30靠近空氣箱11。空氣箱前側面15邊緣的聚氣罩20聚集氣流，在帶鋼30靠近空氣箱11一定距離後，能有效保證氣體的壓力。隨著氣體壓力的變化，空氣箱11內的永磁體12隨同支撐板16沿上下導軌17、18可以在小範圍內自由移動，如圖1的虛線所示。壓縮彈簧19在氣體壓力的作用下被壓縮。在帶鋼30處于振動的平衡位置時，壓縮彈簧19的壓縮量基本為零，即彈簧不工作。此時受抑制的帶鋼30保持平衡，對此可參見圖3所示，Pem為永磁體12對帶鋼30的磁吸引力，Pg為壓縮氣體對帶鋼30的噴氣壓力。
當帶鋼30在擾動向遠離空氣箱11方向振動時，永磁體12對帶鋼30的磁吸引力對帶鋼30振動產生制動作用，減少振動速度和振幅，起到抑制作用；當帶鋼30擾動向空氣箱11方向振動時，永磁體12對帶鋼30產生磁吸引力，使帶鋼30有加速向空氣箱11運動的趨勢，而空氣箱的前側面15上的噴氣排孔151的噴氣壓力阻止帶鋼30向空氣箱11運動，在帶鋼30回復張力，磁吸引力和噴氣壓力作用下達到瞬態平衡，而又不使帶鋼30被空氣箱11吸住。當永磁體12使帶鋼30有加速趨勢時，空氣箱的聚氣罩20和帶鋼30之間的作用體積減小，空氣箱11內的空氣壓力增大，導致永磁體12和支撐板16向後運動，開始向壓縮彈簧19，永磁體12退後的運動又使磁吸引力迅速衰減，加速了帶鋼的阻尼運動。
所述的空氣箱11內的壓縮空氣為持續供應，當帶鋼30距離空氣箱11噴氣排孔151較遠時，氣體的噴氣壓力小，帶鋼30被永磁體12吸引向空氣箱11靠近，到一定距離後，空氣箱11噴出空氣，使帶鋼受力平衡。
當帶鋼30以一定的速度向空氣箱11相反方向振動時，永磁體12產生對帶鋼30的磁吸引力，使帶鋼30振動速度和幅度減小直至到零，起到減小振動幅度的作用。此時，帶鋼30與空氣箱11之間的空氣體積增大，壓縮空氣從噴氣排孔151噴出直接擴散到外圍空間，基本對帶鋼30的振動不產生負面影響；當帶鋼30開始向空氣箱方向運動時，永磁體12的磁吸引力有使帶鋼30振動加速的趨勢。這時候，帶鋼30產生與磁吸引力相反的回覆張力，隨著帶鋼30向空氣箱11的靠近，壓縮空氣被包圍在空氣箱聚氣罩20內，壓縮空氣的作用體積減少，進而使空氣箱11噴吹的氣體壓力也隨著增大，阻止帶鋼30向空氣箱11靠近。這樣磁作用力和空氣壓力、帶鋼回復力就可以達到設定的瞬態平衡。與此同時，空氣箱11內的支撐板16和永磁體12在空氣箱11壓力的增大條件下，通過導軌17、18向後運動，開始壓縮彈簧19，使永磁體12的磁作用力迅速衰減，極大程度的阻止帶鋼30向空氣箱11繼續運動，從而起到抑制帶鋼振動的作用。被壓縮的彈簧19在相反方向振動時，釋放勢能，促使對下一個帶鋼振動的抑制作用。
請繼續參閱圖4所示，可採用兩個結構基本相同的抑制裝置10，分布於熱鍍鋅的帶鋼的兩側並呈交錯布置，使兩個抑制裝置的噴氣排孔相對。帶鋼30進入鋅鍋40，繞過沉沒輥41、穩定輥42後垂直離開鋅鍋40，氣刀43刮去多餘鋅液，控制鍍層厚度。由於帶鋼30離開鋅鍋40後在高達幾十米的距離內非常容易振動，對鍍層的均勻性和後面的合金化產生不良影響。如果採用增加穩定輥對帶鋼30進行抑振，必定會破壞鍍層的表面質量，限制了高表面質量鍍鋅板的生產。熱鍍鋅生產中，採用了本發明的帶鋼抑振裝置10後，利用永磁體對帶鋼的吸引力和壓縮空氣對帶鋼的排斥力，可有效抑制帶鋼的振動。這種兩個抑制裝置10採用交錯布置，磁的作用面積大，抑制效果好，尤其適合厚度較小的帶鋼熱鍍鋅。
請再參閱圖5所述，也可採用兩個結構基本相同的抑制裝置10分布於帶鋼30兩側安置，兩個抑制裝置相對而設，處於同一水平線，這樣布置的優點是節省空間，安裝方便，但磁的作用面積小，抑制效果沒有交錯布置的方式好，適合於較大厚度的鋼板熱鍍鋅操作。
一般來說，空氣箱長度尺寸略大於帶鋼寬度，空氣箱寬度控制在0.1～2m之間。
由上述的描述可見，本發明帶鋼抑振裝置是利用永磁鐵產生磁場，對帶鋼產生吸引力，不需要消耗額外電能，也不需要專用的電源設備以及複雜的控制系統，因此，裝置的結構非常簡單，運行可靠，維護成本也很低。另外，本發明抑制機理是利用帶鋼的張力和壓縮空氣的共同作用，使帶鋼的振動呈阻尼衰減運動，而基本不增加帶鋼的運動頻率，沒有高頻小振幅振動對鍍層質量產生的影響。還有，由於採用空氣箱前側面上的噴氣排孔設計，避免了傳統的喇叭噴口的噴氣不均勻以及安裝噴嘴要受到的限制。本發明的抑制裝置中的磁力和壓縮空氣的作用力在同一平面上，易於達到力的平衡，對壓縮空氣的自控要求低，方便實施。
本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明，而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發明的權利要求書範圍內。
權利要求
1.一種非接觸帶鋼抑振裝置，其特徵在於該裝置包括空氣箱、永磁體，所述的空氣箱外接有空氣進氣管、氣體調壓閥，空氣箱的前側面開設有噴氣排孔，進氣管與空氣箱相通，氣體調壓閥安置於進氣管上；所述的永磁體通過一支撐板置於空氣箱內，支撐板固定於空氣箱內，並與空氣箱的前側面相平行設置，永磁體也與前側面呈平行設置。
2.如權利要求1所述的非接觸帶鋼抑振裝置，其特徵在於所述的空氣箱前側面開設的噴氣排孔呈均勻分布。
3.如權利要求1所述的非接觸帶鋼抑振裝置，其特徵在於所述的空氣箱上下兩端分別設置供支撐板移動的上下導軌，支撐板安裝於上下導軌之間，支撐板上還開設有通氣孔。
4.如權利要求3所述的非接觸帶鋼抑振裝置，其特徵在於所述的支撐板與空氣箱的後側內壁之間還接有壓縮彈簧。
5.如權利要求1或2或3或4所述的非接觸帶鋼抑振裝置，其特徵在於所述的空氣箱的前側面邊緣還設置聚氣罩。
6.如權利要求5所述的非接觸帶鋼抑振裝置，其特徵在於所述的聚氣罩呈稜形體。
全文摘要
本發明公開了一種非接觸帶鋼抑振裝置，該抑振裝置一方面在空氣箱體內置入永磁鐵，利用永磁鐵產生磁場，對帶鋼產生吸引力，不需要消耗額外電能，也不需要專用的電源設備以及複雜的自控系統，另一方面，空氣箱的前側面開設有噴氣排孔，噴氣排孔排出的氣體均勻，利用受控的帶鋼的張力和空氣箱體內的壓縮空氣的共同作用，使帶鋼的振動呈阻尼衰減運動，而基本不增加帶鋼的運動頻率，沒有高頻小振幅振動對鍍層質量產生的影響，還避免了傳統抑振裝置安裝噴嘴的許多限制，容易使磁力和壓縮空氣的作用力在同一平面上，易於達到受控帶鋼受力平衡。因此，該抑振裝置具有結構簡單、運行和維護成本都很低的優點。
文檔編號C23C2/36GK101062510SQ20061002607
公開日2007年10月31日 申請日期2006年4月26日 優先權日2006年4月26日
發明者侯曉光, 周月明, 張永傑, 向順華 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司