卷筒 · 扇形板

膨胀段

膨胀段指卷取机、开卷机胀缩卷筒上能径向张开和收拢的扇形板。张开时撑住钢卷内圈传递张力,收拢后钢卷才能推下卷筒。

钢带卷筒上的扇形板要换新、返修或随整根卷筒订货时,可按这里的结构类型、胀缩量和热卷取条件,把扇形板与配套斜楔、镶条一起说清楚。

膨胀段应用场景
示意图:卷取机卷筒端部,几块扇形板围成卷筒外圆,外面套着钢带卷,下方是助卷臂。

扇形板在卷筒上做什么

产品作用

卷取机和开卷机的卷筒(英文资料多称 mandrel,芯轴)由主轴、胀缩轴、扇形板、斜楔、拉杆、胀缩液压缸和回转接头等组成[3]。扇形板就是英文资料里的 expansion segments:几块扇形板围成卷筒外圆,胀开后夹紧钢卷,卷取结束后收缩,便于卸卷[1]。热轧卷取机的卷筒要在张力下高速卷取重达 45 t 的热态钢卷,还要在较大的带材压力下缩径卸卷[4],所以扇形板既是承载件,也是每卷都要动作的运动件。

工作原理

胀缩靠斜面完成。液压缸推动胀缩轴(或棱锥轴)在空心主轴里轴向移动,斜面推动斜楔或柱塞向外,扇形板随之径向张开;胀缩轴反向移动时,连杆、T 形键或钩把扇形板拉回,卷筒直径变小[1][2]。四棱锥卷筒由胀缩缸直接推动棱锥轴,使扇形块径向位移,中间零件少,可承受 400–600 kN 的张力[4]。卷筒直径的胀缩量约 15–40 mm,热轧取大值[4]。

扇形板和与它配合的几件

扇形板通常和斜楔、镶条、连杆一起磨损,返修时按同一套图纸成组检查。下表名称按国内教材和厂家资料的叫法写。

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部件作用材料与配置
扇形板(扇形块)围成卷筒外圆,直接承托钢卷内圈;在斜楔或棱锥面推动下径向外移胀开,卸卷前收回[2][4]。Brant 资料写为高强度合金钢加耐热表面处理[1];具体牌号和热处理按卷筒图纸。
斜楔与棱锥面(滑动配合面)把胀缩轴的轴向移动变成扇形板的径向位移[1][2]。科美达双斜楔卷筒可自动或手动注入润滑剂以减少磨损[2],SMS 的卷筒采用连续油脂润滑[5]。与扇形板配对加工的钢件,硬度和配合间隙按图纸。
连杆、T 形键与复位弹簧连杆式卷筒用连杆把扇形板连在胀缩轴上,扇形板不会脱落;斜楔中间装压缩弹簧,使斜楔贴紧扇形板和棱锥面[2]。倒锥式棱锥卷筒收缩时由 T 形键把扇形板拉回[2]。连杆、键和弹簧按厂家图纸配套;八棱锥卷筒的弹簧属于易损件[4]。
镶条与外斜楔(填缝件)八棱锥卷筒在四棱锥的扇形块之间加镶条,四斜楔卷筒由外斜楔填补扇形块间隙,胀开后外圆成为完整圆柱,卷薄带时内圈不留压痕[4]。与扇形块成套加工,按卷筒图纸选材。

胀缩量、卷取温度和五项按图纸给定的指标

公开资料给出的实数只有胀缩量、热轧卷取温度和张力档次;硬度、粗糙度、跳动、材料和重量都随卷筒直径、机组和带材而定,订货时以卷筒图纸为准。

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参数资料与范围选型含义
胀缩量(卷筒直径方向)约 15–40 mm,热轧取大值[4];上海中吉的液压开卷机在 508 mm 卷筒上加装四块圆弧板,用于 610 mm 内孔钢卷[6]。这是直径方向的张开量,按钢卷内径、卷筒收缩后的卸卷间隙和带材厚度一起定。
工作温度(卷取温度)科美达热轧卷筒资料给出的卷取温度为 550–850 ℃[2];冷轧和精整线卷筒在常温钢卷下工作。热卷取用的卷筒要有内部冷却与润滑系统[4],科美达双斜楔卷筒内设冷却水道[2];询价时写明卷取温度和冷却水条件。
径向跳动按机组速度和卷形要求在图纸上给定;博涅托铝铸轧卷取机卷筒配外支撑(OBBS),用来提高稳定性、减小卷筒跳动[3]。高速卷取要求卷筒动平衡良好[4];更换扇形板后在胀开状态下复测外圆跳动。
表面粗糙度按带材表面要求定;冷轧带钢表面光洁,对卷筒几何形状和表面质量的要求相应提高[4]。卷薄带选胀开后外圆无缝的闭式卷筒,卷厚带可用开式卷筒[2]。
硬度按扇形板材料和热处理图纸给定;Brant 卷筒采用耐热表面处理[1]。斜楔与扇形板的接触面硬度要成对规定,到货时随热处理记录一起验收。
材料按图纸指定;公开资料写到“高强度合金钢”[1],实心卷筒一般用合金锻钢并经均匀热处理[4]。热卷取扇形板要经受 550–850 ℃ 钢卷的反复加热和冷却水冷却[2],选材时一并考虑。
单块重量随卷筒直径、筒身长度和扇形板块数而定;筒身工作部分长度等于或稍大于轧辊辊身长度[4]。备件订货写明单块重量,便于吊装和卷筒动平衡校核。

开式还是闭式:看卷的带有多薄

科美达把冷轧卷筒简单分成两类:闭式卷筒胀开后外圆是一个无缝的整圆,适合卷薄带钢;开式卷筒胀开后扇形板之间留有缝隙,适合卷较厚的带钢[2]。国内教材的说法相同:八棱锥卷筒用镶条、四斜楔卷筒用外斜楔把缝补齐,就是为了消除扇形块间隙对薄带表面的影响[4]。

同样叫扇形板,在不同卷筒上的受力和换件方式差别很大。下表按结构列出扇形板怎样动作和常见用途。

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卷筒结构扇形板怎样胀缩常见用途
四棱锥(正锥、倒锥)胀缩缸直接推动棱锥轴,扇形块径向移动;倒锥式收缩时由 T 形键拉回[4][2]多辊可逆冷轧机、冷连轧机的大张力卷取,张力可达 400–600 kN[4]
八棱锥四棱锥加镶条,胀开后成完整圆柱;由扇形块、镶条、八棱锥芯轴、拉杆、花键轴等组成[4]高速冷连轧卷取;加工精度要求高,弹簧易损[4]
四斜楔内斜楔随芯轴轴向移动,外斜楔托住扇形块两翼并填补间隙[4]张力不大的平整机组和精整线[4]
连杆斜楔(热轧)胀缩轴的多级斜面推动斜楔,斜楔推开扇形板;连杆把扇形板拉回[2]热轧卷取机,卷取温度 550–850 ℃[2]
双斜楔(热轧)胀缩斜楔径向移动使扇形板张开,T 形钩和斜楔外钩拉回扇形板;内设冷却水道[2]热轧卷取机,花键连接便于整根快速更换[2]

热卷取:扇形板在高温钢卷里反复胀缩

热轧卷取机的扇形板直接贴着刚出精轧机的钢卷内圈,一卷一胀、一卷一缩。科美达的连杆斜楔卷筒在斜楔上表面与扇形板之间留一道间隙,用来减轻带头卷入时对卷筒的冲击[2];卷筒内部的冷却水道和注油润滑则用来控制温度和磨损[2][4]。

带材越厚、强度越高,卷筒在头几圈卷取时承受的力和扭矩越大[5]。SMS 集团的 X-Roll 闭式卷筒按卷取 API X80 管线钢、带厚最大 25.4 mm 设计,并通过卷取过程模拟确定各零件的受力和选材[5]。SMS 第一代卷筒就带有“再胀开”(re-expansion)功能,这项功能对卷取质量起决定作用[5]。

胀缩是否到位可以在线看:Mangalam 在一台地下卷取机上用不锈钢外壳的电感式接近传感器测量卷筒液压胀开量,检测范围 0–120 mm[7]。

单换扇形板,还是整根卷筒送修

扇形板、斜楔和镶条是成组配合的,单换一块往往要连同相邻斜楔一起修配。Brant 的卷筒服务包括结构检查、液压系统重新标定、扇形板更换和表面处理修复[1];SMS 在 Hilchenbach 的车间既修自产卷筒,也修其他厂家的卷筒,并可把旧结构改到新设计,新卷筒出厂前在专用车间做试验[5]。博涅托除整根卷筒外也生产卷筒备件,用户没有图纸时可按工况参数设计[3]。

询价或送修时一次交给供货方:卷筒结构类型(四棱锥、八棱锥、斜楔或连杆式)、卷筒公称直径与胀缩量、钢卷内径、带材厚度和强度范围、卷取温度与冷却水条件、最大张力,以及原扇形板图纸或实测尺寸。对方应回传扇形板材料与热处理说明、配合面硬度、胀开状态下的外圆尺寸与跳动检测记录;整根返修的卷筒,再要一份出厂试验记录。

关联的应用系统与部件

以下入口来自产品关系,用于继续查阅;具体机型的装配和兼容性仍需对应型号资料。

应用系统

资料来源与适用范围

核对日期:2026-10-17。页面按卷取机、开卷机胀缩卷筒上的扇形板来写,结构和数值取自厂家产品页、SMS 技术文章和一份卷取机教材讲义。硬度、粗糙度、跳动等没有公开实例的指标,按卷筒图纸给定。

  1. Brant Hydraulics:Mandrel(窄带热轧液压胀缩卷筒)读了产品说明:expansion segments 的胀缩原理(斜面推动径向柱塞)、高强度合金钢与耐热表面处理、扇形板更换等返修服务;用于定义、部件表和返修一节。
  2. 湖南科美达电气:Segment for Cold Rolling Mandrel Hot Rolling Mandrel Uncoiler Coiler(中国制造网产品页)读了热轧卷筒卷取温度 550–850 ℃、连杆斜楔与双斜楔结构、斜楔与扇形板间隙、压缩弹簧、冷却水道,以及冷轧卷筒开式与闭式的区分;用于原理、结构表、参数和热卷取一节。
  3. 河南博涅托科技:Aluminum continuous casting line coiler mandrel读了卷筒组成(主轴、扇形板、固定扇形板、钳口板、斜楔、拉杆、液压缸、回转接头)、外支撑减小跳动、备件与按参数定制;用于定义、跳动参数和返修一节。
  4. 《卷取机》讲义第 10 章(人人文库上传文档,预览页)读了预览部分:热卷筒冷却与润滑要求、四棱锥(张力 400–600 kN)、八棱锥镶条、四斜楔外斜楔、卷筒直径胀缩量约 15–40 mm、筒身长度与卷筒材料;用于原理、结构表和多项参数。
  5. SMS group:Manufacture of coiler mandrel number 400读了 X-Roll 卷筒的再胀开功能、连续油脂润滑、闭式卷筒按 API X80 与 25.4 mm 带厚设计、车间试验及第三方卷筒返修;用于热卷取和返修一节。
  6. 上海中吉机械:液压开卷机读了卷筒为四片套靴、提供 508 和 610 两种规格,508 改卷 610 内孔钢卷时加装四块圆弧板;用于胀缩量参数。
  7. Mangalam Electricals:Measurement of Mandrel hydraulic expansion in Down Coiler读了地下卷取机卷筒液压胀开量的测量案例:电感式接近传感器、检测范围 0–120 mm;用于热卷取一节的在线监测。

膨胀段相关厂家

比较厂家官网列出的产品系列,在本页查看资料、准备采购需求。

0 家 · 产品来源可查

采购需求由 CNFX 接收处理。厂家认领标识与产品资料来源分别展示;具体型号、供货及交期以双方确认为准。

常见问题

“膨胀段”和“扇形板”“扇形块”说的是同一个零件吗?

在卷取机和开卷机卷筒上是同一类零件。英文资料多写 segments 或 expansion segments,国内教材多写扇形块,也有专利写作扇形板。它们围成卷筒外圆,靠斜楔或棱锥面胀开、收缩。

卷薄带和卷厚带,扇形板要怎么选?

薄带选胀开后外圆无缝的闭式卷筒,如八棱锥加镶条或四斜楔结构,避免内圈压出缝印;较厚的带钢可用开式卷筒,扇形板之间留有缝隙。来源2和来源4都按这个原则区分。

热轧卷取机的扇形板和冷轧的有什么区别?

热轧卷筒要在 550–850 ℃ 的钢卷里工作,卷筒内部设冷却水道和润滑,胀缩量也取较大值;斜楔与扇形板之间还可留缓冲间隙,减轻带头冲击。冷轧卷筒更看重张力和外圆表面质量。

只坏了一两块扇形板,能单独订吗?

可以单订,但要连同原图纸或实测尺寸、相邻斜楔和镶条的磨损情况一起交给供货方。博涅托等厂家生产卷筒备件,Brant 和 SMS 也提供扇形板更换和整根卷筒返修。

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