钢卷车及其触卷检测方法
阅读说明：本技术 钢卷车及其触卷检测方法 (Steel coil car and coil touch detection method thereof ) 是由 胡志威 于 2019-09-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种钢卷车,其鞍座上设有适于与钢卷滚动接触的托辊和托辊升降驱动机构。还涉及上述钢卷车的触卷检测方法,包括：分别检测托辊所受压力以及托辊在鞍座上所处位置,当托辊所受压力超过预设压力值以及托辊位于预设判定位置以上时,判定鞍座和托辊同时接触钢卷,托该预设判定位置为托辊与鞍座能同时接触钢卷的位置。本发明通过在鞍座上设置托辊,能可靠地将带尾定位在钢卷的5点钟方向或7点钟方向；在卸卷之前鞍座可不与钢卷接触,解决了厚带卷取时钢卷半径的变化对卷筒和钢卷车带来的不利影响。上述触卷检测方法采用压力检测与位置检测相结合能充分地保证触卷检测结果的准确性和可靠性,避免对钢卷及卷取机卷筒造成损伤。(The invention relates to a steel coil car, wherein a supporting roller and a supporting roller lifting driving mechanism which are suitable for rolling contact with a steel coil are arranged on a saddle of the steel coil car. The coil touch detection method of the steel coil car comprises the following steps: detect the pressure that the bearing roller receives and the position that the bearing roller is located on the saddle respectively, when the pressure that the bearing roller receives surpassed preset pressure value and the bearing roller is located and predetermine and judge more than the position, judge that saddle and bearing roller contact the coil of strip simultaneously, hold in the palm this predetermine and judge the position and be the position that bearing roller and saddle can contact the coil of strip simultaneously. According to the invention, the supporting roller is arranged on the saddle, so that the belt tail can be reliably positioned in the 5 o 'clock direction or the 7 o' clock direction of the steel coil; before coil stripping, the saddle does not contact with the steel coil, so that adverse effects on the winding drum and the steel coil car caused by the change of the radius of the steel coil when the thick strip is coiled are avoided. The touch roll detection method can fully ensure the accuracy and reliability of the touch roll detection result by combining pressure detection and position detection, and avoids damage to the steel coil and the coiler mandrel.)
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种钢卷车及该钢卷车的触卷检测方法。
背景技术
在热轧、冷轧带材处理机组中，卸卷车上升接触并托住钢卷是卸卷过程中的重要一环，如果不能准确可靠地检测卸卷车接触钢卷，则自动卸卷无法进行，甚至会造成卷取机卷筒或卸卷车的损坏。
目前，卸卷车上升过程中接触钢卷的检测方法主要有两种：第一种为卸卷车安装有高度检测的编码器，卸卷车的上升高度根据带钢的卷径计算而定；第二种是在卸卷车升降的液压控制回路中，卸卷车顶升油缸的无杆腔设置有压力继电器，当卸卷车上升接触到钢卷，无杆腔的压力超过设定压力，则认为接触到钢卷。第一种检测方法，卸卷车的上升高度完全取决于卷径，当卷径计算存在误差时，则卸卷车的上升高度会随之存在误差，特别是厚带，这种卷径计算的偏差较为明显。第二种检测方法为卸卷车V型鞍座接触钢卷的间接检测，若压力继电器触卷压力设置较小，则V型座上升极易造成误信号，若压力继电器触卷压力设置较大，则卸卷车对卷筒造成危险性亦随之变大，因此存在一定的可靠性差、危险性高的特点。
发明内容
本发明实施例涉及一种钢卷车及该钢卷车的触卷检测方法，至少可解决现有技术的部分缺陷。
本发明实施例涉及一种钢卷车，包括车体，所述车体上设有鞍座和鞍座升降驱动机构，所述鞍座上设有适于与钢卷滚动接触的托辊以及用于驱动所述托辊升降的托辊升降驱动机构，所述托辊的轴向与水平向平行。
作为实施例之一，所述鞍座为V型鞍座，所述托辊布置于所述鞍座的两个鞍台之间。
作为实施例之一，所述托辊升降驱动机构包括托辊升降液压缸，所述托辊升降液压缸的无杆腔所连油路上旁接有溢流管路并且于所述溢流管路上设有溢流阀。
作为实施例之一，所述托辊升降液压缸的无杆腔所连油路上设有压力继电器。
作为实施例之一，该钢卷车还包括用于检测所述托辊在所述鞍座上所处位置的位置检测机构，所述托辊位于预设判定位置下方时，所述位置检测机构发送第一信号，所述托辊位于预设判定位置以上时，所述位置检测机构发送第二信号；所述托辊处于所述预设判定位置时，所述托辊与所述鞍座能同时接触钢卷。
作为实施例之一，所述位置检测机构包括接近开关和感应块，两感应元件中，其中一感应元件安设于所述鞍座上，另一感应元件安设于所述托辊上。
作为实施例之一，所述鞍座升降驱动机构包括鞍座驱动液压缸，所述鞍座驱动液压缸的无杆腔所连油路具有高压工作模式和低压工作模式并且配置有用于进行两工作模式切换的油路切换机构。
本发明实施例还涉及如上所述的钢卷车的触卷检测方法，包括：
检测托辊所受压力，当托辊所受压力超过预设压力值时，发送第三信号，当托辊所受压力不超过预设压力值时，发送第四信号；
检测所述托辊在所述鞍座上所处位置，所述托辊位于预设判定位置下方时，发送第一信号，所述托辊位于预设判定位置以上时，发送第二信号；所述托辊处于所述预设判定位置时，所述托辊与所述鞍座能同时接触钢卷；
同时接收到第二信号和第三信号时，判定托辊接触钢卷，鞍座未接触钢卷；
同时接收到第一信号和第三信号时，判定鞍座和托辊同时接触钢卷。
作为实施例之一，所述托辊配置有托辊升降液压缸，托辊所受压力通过托辊升降液压缸的无杆腔所连油路上设置的压力继电器检测。
作为实施例之一，所述托辊在所述鞍座上所处位置通过接近开关组件检测，所述接近开关组件中，其中一感应元件安设于所述鞍座上，另一感应元件安设于所述托辊上。
本发明实施例至少具有如下有益效果：
本发明提供的钢卷车，通过在鞍座上设置托辊，该托辊能升降而与钢卷7滚动接触，可以在带钢卷取过程中压住带尾，能够方便可靠地将带尾定位在钢卷的5点钟方向或7点钟方向，从而该钢卷车可同时适用于上卷取和下卷取，适用性广，便于钢卷打捆运输及适应下游生产工序。同时，通过该托辊定位带尾，在卸卷之前鞍座可不与钢卷接触，从而解决了厚带卷取时钢卷半径的变化对卷筒和钢卷车带来的不利影响。
本发明提供的钢卷车的触卷检测方法，采用压力检测与位置检测相结合的方式，相比于在鞍座驱动液压缸的液压回路和托辊升降液压缸的液压回路各设置一套压力继电器进行粗放判定的方式，本发明只需设置一套压力继电器，减少了检测元件成本。而且位置检测是托辊与鞍座之间有无相对运动的直接检测，不受顶升阻力、液压系统压力波动等的影响，检测结果精准度高且可靠，而采用压力检测与位置检测相结合能充分地保证触卷检测结果的准确性和可靠性，避免对钢卷及卷取机卷筒造成损伤。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。
图1为本发明实施例提供的钢卷车的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的钢卷车的侧视结构示意图；
图3为本发明实施例提供的鞍座驱动液压缸及托辊升降液压缸的油路示意图；
图4为本发明实施例提供的鞍座与托辊的相对运动状态示意图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1和图2，本发明实施例提供一种钢卷车1，包括车体，所述车体上设有鞍座11和鞍座升降驱动机构，所述鞍座11上设有适于与钢卷7滚动接触的托辊12以及用于驱动所述托辊12升降的托辊升降驱动机构，所述托辊12的轴向与水平向平行。
车体及车体上设置的鞍座11均为本领域常规设备，具体结构此处不作详述。上述车体可在卷取位与卸卷位之间移行。
上述托辊12适于与钢卷7滚动接触，即在鞍座11上承托有钢卷7时，该托辊12轴向与钢卷7轴向平行；或者说，上述托辊12轴向与车体的平移方向平行。
其中，优选地，采用V型鞍座11，在进一步优选的方案中，如图2和图4，所述托辊12布置于所述鞍座11的两个鞍台111之间，进一步优选为两个鞍台111相对于该托辊12的轴线/竖向对称平面对称布置。基于上述方案，该托辊12能竖直上升而压靠在钢卷7的6点钟位置，对于带尾定位在5点钟方向或7点钟方向的带钢卷取方案，能较好地压住带尾，方便可靠地定位带尾，便于钢卷7打捆运输及适应下游生产工序。
本实施例提供的钢卷车1，通过在鞍座11上设置托辊12，该托辊12能升降而与钢卷7滚动接触，可以在带钢卷取过程中压住带尾，能够方便可靠地将带尾定位在钢卷7的5点钟方向或7点钟方向，从而该钢卷车1可同时适用于上卷取和下卷取，适用性广，便于钢卷7打捆运输及适应下游生产工序。同时，通过该托辊12定位带尾，在卸卷之前鞍座11可不与钢卷7接触，从而解决了厚带卷取时钢卷7半径的变化对卷筒和钢卷车1带来的不利影响。
上述托辊12除能随鞍座11一起上升之外，还能由托辊升降驱动机构进行驱动，该托辊升降驱动机构优选为包括托辊升降液压缸13，该托辊升降液压缸13的输出轴轴向为竖向。在可选的实施例中，经托辊升降液压缸13实现的托辊12升降行程相对较小，例如在80～150mm范围内。
进一步优选地，如图1、图2和图4，在鞍座11上设有导向机构，用于对托辊12的升降运动进行导向。该导向机构可采用滑块滑轨配合式结构，或者，采用导杆16与滑套配合式结构。本实施例中，如图1，该导向机构包括导杆16和滑套，导杆16设于托辊12底部，滑套设于鞍座11上；进一步优选为导杆16有两根，沿托辊12轴向分别固定于托辊12两端，滑套对应设置两个。
上述的鞍座升降驱动机构可采用液压缸、气缸等常规顶升设备，本实施例中，所述鞍座升降驱动机构包括鞍座驱动液压缸14。
上述托辊12主要用于在卷取过程中压住带尾，即该托辊12先于鞍座11/鞍台111接触钢卷7，在鞍座11随后上升以便托住钢卷7的过程中，由于鞍座11的上升带动托辊12随之上升，但托辊12与钢卷7的接触位置保持不变，因此，在鞍座11上升过程中，托辊升降液压缸13的无杆腔持续溢流，另外，在钢卷7卷取时，卷径增大也可导致托辊升降液压缸13无杆腔的溢流，尤其是厚带卷取的情况下；对应地，如图3，所述托辊升降液压缸13的无杆腔所连油路上旁接有溢流管路并且于所述溢流管路上设有溢流阀133。易知地，托辊升降液压缸13的无杆腔持续溢流至鞍座11与钢卷7接触，此时鞍座11与托辊12之间无相对运动。
进一步优选地，上述托辊12还配置有压力检测单元，可以检测该托辊12是否与钢卷7接触，保证设备安全及钢卷7安全。在其中一个实施例中，如图3，该压力检测单元采用压力继电器136，即在托辊升降液压缸13的无杆腔所连油路上设有压力继电器136。
上述托辊12主要用于在卷取过程中压住带尾，因此托辊升降液压缸13所需输出作用力远小于鞍座驱动液压缸14所需输出作用力(托住整卷钢卷7)，则该鞍座驱动液压缸选型优于托辊升降液压缸选型，托辊升降液压缸13小于鞍座驱动液压缸14。
作为上述钢卷车1的优选实施方式，上述鞍座驱动液压缸14的无杆腔所连油路具有高压工作模式和低压工作模式并且配置有用于进行两工作模式切换的油路切换机构。其中，在低压工作模式下，该鞍座驱动液压缸14的无杆腔进油压力相对较小，可驱动鞍座11缓慢上升，一方面，可带动托辊12缓慢上升至与钢卷7接触，保护托辊12、托辊升降液压缸13及带钢；另一方面，鞍座11缓慢上升能与托辊升降液压缸13无杆腔的溢流较好地匹配，能更好地保护托辊升降液压缸13；再一方面，在鞍座驱动液压缸14的低压工作模式下，鞍座11缓慢触卷后，鞍座驱动液压缸14再切换为高压工作模式，使鞍座11托住钢卷7，可以防止鞍座11对钢卷7和卷筒造成过度顶升。
在托辊12压住带尾以及鞍座11上升至接触钢卷7过程中，作用于钢卷7及卷筒的力始终为托辊升降液压缸13提供的力，由于该托辊升降液压缸13输出作用力远小于鞍座驱动液压缸14输出作用力，因此，对钢卷7和卷筒造成的过度顶升潜在危险远小于常规卸卷车用鞍座11直接顶升触卷的方式。
在其中一个实施例中，鞍座驱动液压缸14采用如下的液压回路，可以具备上述的高压工作模式和低压工作模式：
(1)鞍座11的升降驱动：
如图3，钢卷车1通过比例阀141控制其快速、慢速升降，第一减压阀143用来控制钢卷车1上升时鞍座驱动液压缸14无杆腔的压力，在具体应用的实施例中，高压溢流阀147的卸荷压力可设置为15MPa，低压溢流阀145的卸荷压力可设置为3.5MPa。平衡阀144可以确保钢卷车1升降平稳并防止钢卷7意外下落。在卸卷区域，输入比例阀141上升控制信号(即该比例阀141的平行位)，液压油经第一减压阀143、平衡阀144至鞍座驱动液压缸14的无杆腔，钢卷车1上升。电磁阀142在失电时(即图3示出的平行位)，第一减压阀143的压力为其手动设定值(例如可设置为2.5MPa)，单向阀146开启，低压溢流阀145投入工作，鞍座驱动液压缸14运行在低压工作模式，当鞍座11上升接触钢卷7后，鞍座驱动液压缸14无杆腔的压力超过低压溢流阀145的压力，则低压溢流阀145溢流，钢卷车1不再上升。在运卷区域，钢卷车1需要高压上升运卷，则比例阀141给上升信号的同时，电磁阀142得电(交叉位)，第一减压阀143的先导压力即为系统压力(14MPa)，同时，单向阀146关闭，因此，鞍座驱动液压缸14运行在低压工作模式。
(2)托辊12的升降驱动：
如图3，电磁换向阀131的电磁铁b得电时，压力油经单向第二减压阀132至托辊升降液压缸13的无杆腔，托辊12上升，电磁换向阀131的电磁铁a得电时，托辊升降液压缸13的有杆腔进油，托辊12下降。当带尾定位完成后，鞍座11上升，托辊升降液压缸13的无杆腔压力升高，超过第三溢流阀133的设定卸荷压力而溢流，活塞杆相对缩回，直至托辊12与鞍座11没有相对运动，同时接触钢卷7。
作为上述钢卷车1的优选实施方式，该钢卷车1还包括用于检测所述托辊12在所述鞍座11上所处位置的位置检测机构，通过该位置检测机构检测托辊12在鞍座11上所处的位置，也即可以检测托辊12与鞍台111之间的相对位置，其中，所述托辊12位于预设判定位置下方时，所述位置检测机构发送第一信号，所述托辊12位于预设判定位置以上时，所述位置检测机构发送第二信号；所述托辊12处于所述预设判定位置时，所述托辊12与所述鞍座11能同时接触钢卷7。通过该位置检测机构，可以检测托辊12和鞍座11是否同时触卷，或者说是否具备同时触卷的条件，便于准确可靠地检测该钢卷车1是否接触钢卷7，保证自动卸卷的进行。
作为上述钢卷车1的优选实施方式，该钢卷车1还包括用于检测所述托辊12在所述鞍座11上所处位置的位置检测机构，通过该位置检测机构检测托辊12在鞍座11上所处的位置，也即可以检测托辊12与鞍台111之间的相对位置，其中，所述托辊12位于预设判定位置下方时，所述位置检测机构发送第一信号，所述托辊12位于预设判定位置以上时，所述位置检测机构发送第二信号；所述托辊12处于所述预设判定位置时，所述托辊12与所述鞍座11能同时接触钢卷7。通过该位置检测机构，可以检测托辊12和鞍座11是否同时触卷，或者说是否具备同时触卷的条件，便于准确可靠地检测该钢卷车1是否接触钢卷7，保证自动卸卷的进行。
在其中一个实施例中，上述位置检测机构采用接近开关15，易于在较小的空间内安装，工作可靠，且成本较低。如图1、图2和图4，上述位置检测机构包括接近开关15和感应块，两感应元件中，其中一感应元件安设于所述鞍座11上，另一感应元件安设于所述托辊12上。对于上述鞍座11上设有导向机构的结构，例如采用导杆16与滑套配合式结构，如图1、图2和图4，在托辊12底部安装的导杆16上安设感应块，接近开关15则对应安装于鞍座11上，两感应元件的安装位置满足：托辊12在下降极限位置至托辊12与鞍座11可以同时接触钢卷7这段距离L，接近开关15可以持续感应到感应块，若托辊12相对于鞍座11上升的高度超过L，接近开关15感应不到感应块。当然，其他的位置检测设备(例如红外检测等)也适用于本实施例中。
实施例二
基于上述实施例一所提供的钢卷车1，即在鞍座11上设有托辊12的钢卷车1，本实施例提供该钢卷车1的触卷检测方法，包括：
检测鞍座11所受压力，当鞍座11所受压力超过其预设压力值时，发送第三信号，当鞍座11所受压力不超过其预设压力值时，发送第四信号；
检测托辊12所受压力，当托辊12所受压力超过预设压力值时，发送第五信号，当托辊12所受压力不超过预设压力值时，发送第六信号；
同时接收到第四信号和第五信号时，判定托辊12接触钢卷7，鞍座11未接触钢卷7；
同时接收到第三信号和第五信号时，判定鞍座11和托辊12同时接触钢卷7。
在上述实施例一中已述及，托辊12所受压力可通过在托辊升降液压缸13的无杆腔所连油路上设置压力继电器进行检测；同样地，鞍座11所受压力也可通过在鞍座驱动液压缸14的无杆腔所连油路上设置压力继电器进行检测。
实施例三
基于上述实施例一所提供的钢卷车1，即在鞍座11上设有托辊12的钢卷车1，本实施例提供该钢卷车1的触卷检测方法，包括：
检测托辊12所受压力，当托辊12所受压力超过预设压力值时，发送第三信号，当托辊12所受压力不超过预设压力值时，发送第四信号；
检测所述托辊12在所述鞍座11上所处位置，所述托辊12位于预设判定位置下方时，发送第一信号，所述托辊12位于预设判定位置以上时，发送第二信号；所述托辊12处于所述预设判定位置时，所述托辊12与所述鞍座11能同时接触钢卷7；
同时接收到第二信号和第三信号时，判定托辊12接触钢卷7，鞍座11未接触钢卷7；
同时接收到第一信号和第三信号时，判定鞍座11和托辊12同时接触钢卷7。
在上述实施例一中已述及，托辊12所受压力可通过在托辊升降液压缸13的无杆腔所连油路上设置压力继电器136进行检测。托辊12在鞍座11上所处位置的检测可采用接近开关15，具体的位置检测机构此处不作详述。
在本实施例中，采用压力检测与位置检测相结合的方式，相比于在鞍座驱动液压缸14的液压回路和托辊升降液压缸13的液压回路各设置一套压力继电器进行粗放判定的方式，本实施例只需设置一套压力继电器136，减少了检测元件成本。而且位置检测是托辊12与鞍座11之间有无相对运动的直接检测，不受顶升阻力、液压系统压力波动等的影响，检测结果精准度高且可靠，而采用压力检测与位置检测相结合能充分地保证触卷检测结果的准确性和可靠性，避免对钢卷7及卷取机卷筒造成损伤。
以下例举一具体的实施例对上述触卷检测方法进行说明：
鞍座驱动液压缸14的规格为：160/110-1100×2，托辊升降液压缸13的规格为：50/36-100×1。
调试步骤：
(1)将鞍座11空载升降多个回合，确定鞍座11稳定上升时鞍座驱动液压缸14无杆腔的最小压力为P1，则将图3中第一减压阀143的压力设置为(P1+1)MPa；将托辊12空载升降多个回合，确定托辊12稳定上升时托辊升降液压缸13无杆腔的最小压力为P2，则将图3中第二减压阀132的压力设置为(P2+1)MPa，压力继电器136的信号触发压力设置为(P2+0.5)MPa，第三溢流阀133的卸荷压力设置为(P2+1.5)MPa。
(2)将钢卷7放置于鞍座11，托辊12上升接触钢卷7，此时，托辊12相对于鞍座11的上升高度为L，调整接近开关15的位置，使托辊12上升高度大于L时，接近开关15检测不到导杆16上的感应块，发送开关量信号SBE＝0，若托辊12相对于鞍座11的上升高度小于L，接近开关15可持续检测到导杆16上的感应块，发送开关量信号SBE＝1。
卸卷步骤：
(1)卸卷时，托辊12先上升至最高位，电磁换向阀131失电回中位，接近开关15的状态为SBE＝0，随后，鞍座驱动液压缸14运行在低压工作模式，鞍座11缓慢上升，当托辊12接触钢卷7、托辊升降液压缸13无杆腔压力升高并大于(P2+0.5)MPa时，压力继电器136发送开关量信号FD＝1，鞍座11停止上升，开始带尾定位。此时，压力继电器136发送讯号FD＝1与接近开关15发送讯号SBE＝0，判定托辊12接触钢卷7，鞍座11未接触钢卷7。
(2)带尾定位完成，鞍座驱动液压缸14继续运行在低压工作模式，鞍座11缓慢上升(当然，若无需带尾定位，则鞍座11持续缓慢上升而不暂停)，有：
鞍座驱动液压缸14提供的顶升力F1＝2×(P1+1-P1)×πD2/4＝40192N(取D＝160mm)
托辊升降液压缸13无杆腔的卸荷阻力F2＝(P2+1.5)×πd2/4＝5887N(取P2＝1.5MPa，d＝50mm)
因F1>F2，鞍座11上升的过程中，托辊升降液压缸13的无杆腔持续溢流，直至鞍座11接触钢卷7，鞍座11与托辊12没有了相对运动，托辊升降液压缸13无杆腔的压力下降，压力继电器136发送开关量信号FD＝0，此时，接近开关15刚好可检测到导杆16上的感应块，发送开关量信号SBE＝1。此时，压力继电器136发送讯号FD＝0与接近开关15发送讯号SBE＝1同时满足，判定鞍座11与托辊12同时接触钢卷7。
检测到鞍座11接触钢卷7后，即可使鞍座驱动液压缸14切换运行在高压工作模式，并进行后续卷筒缩径等卸卷作业。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。