一种冷轧上料装置、冷轧上料方法和无头冷轧系统与流程

1.本发明涉及冷轧技术领域，尤其是涉及一种冷轧上料装置、冷轧上料方法和无头冷轧系统。


背景技术：

2.冷轧机是一种新型的钢筋冷轧加工设备。该机可直径在6.5毫米至12 毫米之间的热轧盘条、热轧盘圆加工成成品规格直径在5毫米至12毫米的冷轧带肋钢筋。
3.冷轧机由工作机构及传动机构构成。其中：工作机构由机架、轧辊、轧辊轴承、轧辊调整机构、导位装置、轧座等部分构成；传动机构由齿轮机座、减速机、轧辊、联接轴、联轴节等部分构成。龙门式水平双主动轧机组作为一种常用的轧机，通常由两台主动轧机组成，两台轧机安装方式和结构相同，主传动部分采用“电机
→
减速机
→
万向轴
→
轧机”的结构形式。两台轧机均为水平式轧机，轧辊水平安装，轧机采用龙门式牌坊，辊环套装在轧辊主轴上，螺母固定，轧辊主轴两端装配轴承座，装入龙门架中间，轴承座和龙门式牌坊框架配合安装，将轧辊在龙门架中间水平固定，上下轧辊安装方式相同。一道减径轧机是将原料压扁，在经过二道成型轧机挤压出带月牙的两面肋钢筋，扭转导卫调整轧件实现一道轧后椭圆轧件扭转90
°
进入二道轧成型轧机，轧制出成品钢筋。
4.由于针对钢筋的冷轧一般需要较大的场地，并且冷轧机各个机构基本都为重型加工设备，考虑在竖直方向进行传送与上料的想法往往戛然而止；因此，为提高钢筋的冷轧效率，想要提高上料速度，在现有水平轧机的基础上，通常采用的是提高电机的转速，但是当提高电机转速时，料卷上的钢筋(料)会经常发生缠绕和在料卷的径向方向发生大幅度的摆动，此时如果电机不停止转动就会导致缠绕的钢筋卡住轧机导致轧机不能正常稳定的运转，甚至还会出现焊接好的钢筋断在轧辊上(通常称之为断料)，此外，盲目的提高电机转速更严重的还会破坏周围的设备和机构；为此，现有技术中为提高产量主要是通过多个上料装置水平方向并行进行上料，但是并行上料时，由于钢筋在上料过程中趋于水平上料的，致使人们在更换料卷的过程中，需要人们或者焊接装置一根一根的跨过钢筋进行焊接，对焊非常不方便，致使钢筋的上料依然很慢；综上所述，现有技术中上料速度仅能达到每分钟上料三百米，严重影响钢筋冷轧的生产效率。


技术实现要素：

5.本发明的第一目的在于提供一种冷轧上料装置，该冷轧上料装置能够在钢筋冷轧过程中进行高速稳定的上料，进而提高钢筋冷轧过程中的效率，避免因高速上料而造成轧机不能稳定运转及意外情况的发生；
6.本发明专利提供的一种冷轧上料装置，包括：
7.机架，设置在使用地；
8.操作装置，设置在使用地，用于对料卷进行操作；
9.对焊平台，安装在机架上，位于操作装置的上方；
10.束料装置，设置在所述机架上，并位于所述对焊平台的上方，用于固定料卷、防止料卷上的料缠绕以及对料卷上的料进行限位。
11.通过操作装置对料卷进行操作，将料卷竖直放置在束料装置上进行上料，由于束料装置在高速上料的过程中能够防止料卷上的钢筋进行缠绕并且对料卷上的钢筋进行限位，因此保证了上料的稳定性；在上一个料卷的钢筋即将用完时，操作装置将下一个料卷放置在对焊平台位置处，通过人们手动或者利用自动焊接设备进行焊接，将上一个料卷的钢筋尾部(料尾) 与下一个料卷的钢筋头部(料头)进行焊接，由于料卷是竖直放置的，因此，通过料卷竖直的设置，而对焊平台是趋于水平的，二者相互垂直，能够保证人们在焊接时不需要一根一根的整个人身体都跨过钢筋才能焊接，可以采用多人或者多个焊接装置并排在一起分别进行焊接，不仅方便焊接，还进一步的节省了上料的时间；由于束料装置在上料过程中，料卷上的钢筋是向上的，而钢筋是围绕在料卷上的，料卷上的钢筋会螺旋向上进行摆动，为此，通过设置束料装置还能消除上料过程中料卷上的钢筋产生的螺旋向上的摆动，进而为后续的转向装置做准备。
12.作为进一步的技术方案，所述束料装置包括：
13.束料笼，固定设置在所述机架上，所述束料笼位于所述对焊平台和所述传送装置之间；
14.束料环，固定设置在所述机架上，并位于所述束料笼的上方；
15.过线模，设置在所述机架上，并位于所述束料环的上方，所述束料环和所述过线模上分别设有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔的直径大于所述第二通孔的直径。
16.束料笼是用来放置料卷并且防止高速上料过程中料卷上的钢筋发生径向发现的摆动而设置的，以保证生产过程中的安全；此外，与传统的上料装置相比较，束料笼的设置还能节省钢筋冷轧上料的空间并且方便维修；具体的，传统的冷轧装置由于钢筋在上料过程中会在料卷方向发生径向的摆动(跳动)，需要足够大的空间，为此一般上料装置周围都是通过墙体等进行封闭住的，作业人员和检修人员无法越过，只有等上料结束或者电源关闭等情形才能进入该区域并进行检修等操作。
17.作为进一步的技术方案，所述束料笼与所述对焊平台的高度差为2-5m，所述束料环与所述束料笼的高度差为4-7m，所述过线模与所述束料环的高度差为0.5-2m，所述转向装置与所述过线模的高度差为0.2-1.5m；所述第一通孔的直径1.3-2.5m，所述第二通孔的直径为0.004-0.18m。
18.为了控制上料过程中的空间，具体的说，为了尽可能的降低整个上料装置的高度，以节省由于本上料装置高度太高造成的人员安全隐患和成本的控制，同时使得钢筋在上料过程中不被束料笼的笼身所摩擦而造成钢筋的损坏，特将束料笼与对焊平台的高度差设置为2-5m，束料环与束料笼的高度差设置为4-7m，过线模与束料环的高度差设置为0.5-2m，转向装置与过线模的高度差设置为0.2-1.5m；此外，为了在上料过程中不损坏转向装置，特将第一通孔的直径设置为1.3-2.5m，第二通孔的直径设置为0.004-0.18m。
19.作为进一步的技术方案，所述
20.束料笼、束料环和过线模的中心点位于同一中心线上。
21.由于在竖直方向从下至上依次是束料笼、束料环和过线模，由于在上料过程中进一步减少钢筋在束料笼径向方向的摆动，使得冷轧后的钢筋拉应力更好，为此，特将束料
笼、束料环和过线模的中心点设置在同一中心线上。
22.作为进一步的技术方案，还包括：
23.转向装置，设置在所述机架上，并位于所述束料装置的上方。
24.在束料装置上方的机架上设置转向装置，当束料装置进行束料时，由于上料过程中料卷上的钢筋是竖直的，而冷轧过程一般是在水平方向进行的，为了使的高速传送的钢筋能够稳定的由竖直方向转为水平方向以冷轧，因此特设置转向装置。
25.作为进一步的技术方案，所述转向装置包括：
26.限向件，设置在所述机架的顶部；
27.限位件，固定设置在所述机架的顶部，并与所述限向件相对，所述限向件与所述限位件之间留有间隙。
28.传统的上料装置是将钢筋绕在滚轮上进行传送的，但是转向时往往会出现钢筋在滚轮上跳动，不能紧贴在滚轮上，一旦提高电机速度，会导致在钢筋轧制过程中出现变形和上料的钢筋跳出滚轮的情况，通常情况下，一般将上料的钢筋跳出滚轮的情形称之为跳轮，因此为了减少高速上料过程中钢筋的变形和“跳轮”，特将限向件固定设置在机架的顶部，限位件也固定设置在机架的顶部，并与限向件相对设置，限向件与限位件之间留有能够使钢筋穿过该间隙。
29.作为进一步的技术方案，所述间隙为0.004-0.18m。
30.为适应不同尺寸的钢筋，特将上述间隙设置为0.004-0.18m。
31.作为进一步的技术方案，所述限位件为圆柱体，所述圆柱体一侧与所述机架固定连接，所述限向件包括一端与所述机架相连的支撑座、与所述支撑座转动连接的支撑轴和穿设在所述支撑轴上，并与所述限位件相适配的限位柱，所述限位柱上设置有环形凹槽。
32.通过支撑座与机架相连，支撑轴与支撑座转动连接，钢筋在上料过程中，限位柱穿设在支撑柱，限位柱上设有环形凹槽，当支撑柱被转送过程中的钢筋带动时，支撑柱也能够进行转动；实际冷轧时，如果出现断料等情形，通过支撑柱可转动的设置，还能够方便检修人员“退料”，即向钢筋上料相反的方向施力，以抽出断料的钢筋，提高检修人员的维修效率。
33.本发明的第二目的在于提供一种冷轧上料方法，用于上述的无头冷轧装置，冷轧上料方法包括如下步骤：
34.s1、操作装置将料卷竖立至传送装置；
35.s2、料卷的料头依次穿过传送装置；
36.s2、操作装置将下一料卷传送至对焊平台；
37.s3、通过人工或者焊接装置在对焊平台对上一料卷的料尾与下一料卷的料头进行焊接；
38.s4、将焊接好料头的下一料卷传送至传送装置；
39.s5、重复s2至s4，直至完成。
40.本发明的第三目的在于提供一种无头冷轧系统，包括上述的冷轧上料装置。
41.本发明的有益效果：
42.本发明的技术方案通过设置操作装置，使得料卷直立进行上料，使得在高速上料过程中，为料卷运输提供良好的基础，并且便于后续的上料与焊接操作；通过在机架上设置
对焊平台，使得工作人员或者焊接装置对料卷上的钢筋进行焊接时更加快速和方便；通过将束料装置设置在对焊平台的上方，能够减少钢筋在束料笼径向方向的摆动，进而使得钢筋在后续的轧制过程中在轧辊上不会出现错位，进而使得冷轧后的钢筋拉应力更好；
43.此外，由于束料装置对料卷上的料的限位作用，还使得由于钢筋在束料笼内进行径向方向的摆动进而方便检修人员对整个上料装置进行检修，相对于传统的上料装置，还保证了上料过程中周边工作人员的安全。
44.由于上料速度的增加，相应的，轧机上轧辊的速度可以按照上料速度进行提高，进而使得钢筋冷轧的速度得到了提升，以提高钢筋冷轧过程中的生产率；具体的，由原来的每分钟300米的速度提升至每分钟不低于1000 米，实现了10万吨/年产能。
附图说明
45.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
46.图1为本发明中一种冷轧上料装置的结构示意图；
47.图2为本发明中的钢筋上料示意图；
48.图3为本发明中转向装置示意图。
49.附图标记说明：
50.1-机架；
51.2-操作装置；
52.3-对焊平台；
53.4-束料装置；41-束料笼；42-束料环；43-过线模；
54.5-转向装置；51-限向件；511-支撑座；512-支撑轴；513-限位柱；52
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限位件。
具体实施方式
55.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
56.在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、" 长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、" 水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
57.此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、 "第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可
以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
58.如图1-2所示，本发明提出的一种冷轧上料装置，包括：
59.机架1，设置在使用地；
60.操作装置2，设置在使用地，用于对料卷进行操作；
61.对焊平台3，安装在机架1上，位于操作装置2的上方；
62.束料装置4，设置在所述机架1上，并位于所述对焊平台3的上方，用于固定料卷、防止料卷上的料缠绕以及对料卷上的料进行限位。
63.需要说明的是，本发明中所说的操作装置2是对现有技术中的线式上料系统的取送卷装置、翻转装置和升降装置的总称。
64.操作装置2设置在使用地，用于对料卷进行操作；即在使用过程中对料卷进行移动、翻转和升降；本发明中，对焊平台3安装在机架1上，位于操作装置2的上方，工作人员或者自动焊接装置能够在对焊平台3上将上一个料卷的尾部和下一个料卷的头部进行焊接，将这两个料卷焊接在一起，以实现无头上料(也叫无头焊接)为后续的钢筋冷轧提供连续不间断的原料；束料装置4设置在机架1上，并位于对焊平台3的上方；
65.在实际运用中，首先取送卷装置取到料卷后送至翻转结构，翻转机构翻转后经升降装置将料卷送至束料装置4，随后抽出该料卷上的料头进行上料；待料卷上的钢筋快用完时，取送卷装置取到下一料卷后通过翻转装置翻转使料卷成为立式，由于下一料卷顶部的高度位于对焊平台3位置，上一个料卷的底部也位于对焊平台3位置处，因此工作人员或者焊接装置即可在对焊平台3位置处将翻转后的料卷引出料头与上一个料卷的料尾焊接；上一个料卷传输即将完成时，带有驱动托盘的升降装置带着少量的料卷下降，下降至接触到下面的料卷时，托盘驱动装置驱动两侧的托盘从料卷下部移开后托盘继续下降，通过人们手动或者利用其它设备即可将用完的料卷卸下；托盘驱动装置驱动托盘到下一料卷下部后再升至束料装置4；取送卷装置和翻转装置再将下一卷的料卷翻转后，抽出料头与上一卷的料尾焊接，反复上述过程，以完成连续上料；
66.与现有技术相比，料卷上的料(钢筋)能够经束料装置4以进行高速的上料，通过设置束料装置4，不仅能够放置料卷，而且还能防止料卷上的钢筋在上料过程中的发生缠绕，还能对料卷上的料进行限位；需要说明的是，束料装置4在实际使用中，还能起到护栏的作用，以提高上料的安全性；其中，
67.所述束料装置4包括：束料笼41、束料环42和过线模43，该束料笼 41固定设置在机架1上，束料笼41的高度位于对焊平台3和传送装置之间；
68.在实际使用中，用于放置料卷和约束料卷上的料在束料笼41的径向方向摆动，避免摆动幅度过大而使得工作人员和周围的设备因离得太近而造成损伤，并且还可以方便检修人员进行检修；使用阶段，料卷上的钢筋是从由下至上穿过束料环42和过线模43的，束料环42固定设置在机架1上，并位于束料笼41的上方；由于束料笼41内的钢筋在高速上料过程中会出现摆动/甩动，在实际生产运用中，为避免处于束料笼41内的钢筋在上料过程中触碰到束料笼41造成划伤钢筋和噪音过大等情况的发生，通过在束料笼41的上方设置束料环42能够使得束料笼41内的钢筋不至于摆动幅度过大进而使得钢筋摩擦到束料笼41的侧面，导
致噪音过大；过线模43设置在机架1上，并位于束料环42的上方，束料环42和过线模43上分别设有第一通孔和第二通孔，第一通孔的直径大于第二通孔的直径；在实际使用中，束料笼41上的钢筋依次穿过第一通孔和第二通孔，由于第一通孔是靠近束线笼的，料卷上的钢筋在向上输送的过程中，束料笼41内的钢筋摆动是螺旋向上的，为使束料笼41向上输送的钢筋的摆动幅度逐渐减少，以进一步使上料过程更加稳定，特将第一通孔的直径设置为大于第二通孔的直径；
69.具体的，束料笼41与对焊平台3的高度差为2-5m，束料环42与束料笼41的高度差为4-7m，过线模43与束料环42的高度差为0.5-2m，转向装置5与过线模43的高度差为0.2-1.5m；第一通孔的直径1.3-2.5m，第二通孔的直径为0.004-0.18m；
70.束料笼41与对焊平台3的高度差为2-5m，，实际使用中，优选为2米，在实际使用中也可以为3.5m或者5m，通过高度差的设置，可以为焊接工作人员或者焊接装置在对焊平台3上进行焊接时提供足够的空间以方便焊接；束料环42与束料笼41的高度差为4-7m，可以为4米，还可以为5.5 米或者7米，在本实施例中，优选为4米，通过束料笼41与束料环42之间设置合理的高度差，保证了在束料笼41中的料卷在上料过程中的钢筋无划伤以及人员的安全，并且方便检修人员实时观察上料过程的情况，以方便检修；过线模43与束料环42的高度差为0.5-2m，实际使用中，可以为 0.5米，也可以为1.25米或者2米，在本实施例中，优选为1.25米，通过合理控制过线模43与束料环42的高度位置，以进一步使在料卷上摆动的钢筋更加稳定；
71.在此需要说明的是，在上料过程中，料卷固定在束料笼41上，料卷上的料尾位于对焊平台3位置处，而下一料卷的料头是位于对焊平台3位置处的，因此工作人员或者焊接装置能够在对焊平台3进行焊接。
72.当然，第一通孔的直径1.3m、1.9m或者2.5m；第二通孔的直径可以为0.004m、0.092m或者0.18m；在本实施例中，第一通孔和第二通孔优选为 1.9m和0.092m；
73.进一步地，为了使得上料过程中在控制上料装置体积最小的情况下还能保证上述束料装置4的效果，特将束料笼41、束料环42和过线模43位于同一中心线上；
74.具体的，冷轧上料装置还包括：
75.转向装置5，设置在机架1上，并位于束料装置4的上方，以对上料过程中处于竖直状态的料卷上的钢筋进行转向，具体的，将竖直方向的传送的钢筋转变方向成趋于水平方向，为下一步钢筋冷轧做准备；
76.具体的，转向装置5包括限向件51和限位件52，该限向件51固定设置在机架1的顶部；限位件52也固定设置在机架1的顶部，并与限位件52 相对，限向件51与限位件52之间留有间隙；在实际使用中，料卷上的钢筋在上料过程中穿过限向件51与限位件52之间的间隙，上料过程中将料卷上的钢筋限制在限向件51与限位件52之间进行传输，起到的不仅仅是转向作用，还由于钢筋位于在限向件51和限位件52之间的缝隙而起到减少上料过程中钢筋的摆动和减震的作用。
77.进一步的，该间隙为0.004-0.18m；将间隙设置为0.004-0.18m，可以使得钢筋能够刚好通过该间隙，以进行限位；需要说明的是，在一些实施例中，该间隙可以设置为0.004m、0.18m或者0.089m，在本实施例中，优选为0.18m；需要说明的是，实际的尺寸由轧制钢筋的尺寸决定；
78.当然为更好的实现高速上料，所述限位件52为圆柱体，所述圆柱体一侧与所述机架1固定连接，所述限向件51包括一端与所述机架1相连的支撑座511、与所述支撑座511转动连接的支撑轴512和穿设在所述支撑轴 512上，并与所述限位件52与相适配的限位柱513，所述限位柱513上设置有环形凹槽；在实际使用中，由于料卷上的钢筋横截面为圆形，钢筋沿环形凹槽上料以实现转向，由于环形凹槽所在的圆柱体是可转动的，所以可以减少钢筋与限向件51的摩擦，进而能够避免因高速上料而导致钢筋与环形凹槽摩擦过大而使得钢筋轧制出的成品得不到品控要求；
79.根据本发明的另一方面，提供了一种冷轧上料方法，冷轧上料方法用于上述实施例中的无头冷轧装置，冷轧上料方法包括如下步骤：
80.s1、操作装置2将料卷竖立至所述束料装置4；
81.s2、所述料卷的料头依次穿过所述束料装置4；
82.s2、操作装置2将下一料卷传送至所述对焊平台3；
83.s3、通过人工或者焊接装置在所述对焊平台3对上一料卷的料尾与下一料卷的料头进行焊接；
84.s4、将焊接好料头的下一料卷传送至所述束料装置4；
85.s5、重复s2至s4，直至完成。
86.根据本发明的又一方面，提供了一种无头冷轧系统，包括上述实施例中的无头冷轧装置。
87.从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
88.本发明提供的一种冷轧上料装置，包括：机架1、操作装置2、对焊平台3和束料装置4，机架1设置在使用地；操作装置2设置在使用地，用于对料卷进行操作；对焊平台3安装在所述机架1上，位于所述操作装置2 的上方；束料装置4，设置在所述机架1上，并位于所述对焊平台3的上方，用于放置料卷、防止料卷上的料缠绕以及对料卷上的料进行限位，通过上述的设置，与传统的上料方式相比，不仅节省了焊接的时间，进而提高了上料速度，从原来的每分钟300m的速度提升至每分钟不低于1000米，实现了10万吨/年产能；而且工作还能够靠近上料装置去实时观察上料的过程，方便实时进行检修；此外，还能使得本上料装置运行的更加稳定，上料过程中的钢筋表面与接触位置的划伤更小。
89.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。