CN101733287B - 轧机工作辊水平偏移量调节定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开轧机工作辊水平偏移量调节定位装置，其中：包括安装在轧机机架(5)入口侧立柱上的、与轧机的上、下工作辊两端轴承座(4、1)相对设置的位置控制机构，和安装在轧机出口侧机架立柱上、与位置控制机构相对的压紧平衡机构。位置控制机构包括上推杆(6)及下推杆(7)，上、下推杆穿过立柱，一端抵靠在上、下工作辊轴承座的一侧，其另一端与推杆传动机构连接；压紧平衡机构包括上平衡液压缸(3)及下平衡液压缸(2)。本发明应用在工作辊没有侧向支撑的四辊、六辊冷连轧机或可逆式冷轧机上，根据轧制参数，能够相应地水平移动工作辊，调节其水平偏移量并定位，使其水平力减小，达到比常规设计更小的工作辊，轧制薄规格的带钢。

Description

轧机工作辊水平偏移量调节定位装置

技术领域

本发明涉及一种轧机工作辊调节定位装置，特别涉及一种四辊、六辊冷轧机工作辊水平偏移量调节定位装置。

背景技术

常用的冷轧带钢轧机有四辊、六辊、十二辊、十八辊和二十辊等结构形式。轧制带钢的最小厚度与工作辊直径有关，当轧辊材质为钢时，其经验公式是：

h_min≈(1/1500～1/2000)D_w；

其中：h_min是带钢最小厚度；D_w是工作辊直径。

为了轧制薄规格的带钢，需要使用小直径的工作辊。对于四辊、六辊冷轧机，在轧制过程中带钢和支承辊或中间辊对工作辊辊身要施加水平力，并通过上下工作辊轴承座传递到轧机立柱上，同时工作辊辊身产生弯曲应力和弯曲变形。若弯曲应力过大工作辊会断裂，若弯曲变形过大会影响带钢板形；即：工作辊直径的减小受到辊身弯曲应力和弯曲变形的限制。解决的方法目前有：其一是用两个中间辊来承受工作辊的水平力，例如二十辊、十二辊等多辊轧机都是通过两个较大直径的中间辊同时承受工作辊的水平力和垂直力，多辊轧机工作辊直径比常规四辊或六辊冷轧机的工作辊直径小得多，工作辊没有轴承座。其二是在常规四辊或六辊轧机的基础上，在工作辊前后沿轧制方向增加承受工作辊水平力的支持辊，例如十八辊轧机，十八辊轧机在相同情况下，其工作辊直径也比四辊或六辊冷轧机的工作辊直径小得多。

目前，四辊、六辊冷轧机在带钢生产领域广泛应用，但是由于工作辊没有侧向支撑辊，即：没有附加的辊系承受工作辊的水平力，所以其工作辊尺寸较大，减小工作辊直径受到工作辊水平力的限制，不能满足薄规格带钢的轧制要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现轧制薄规格带钢的轧机工作辊水平偏移量调节定位装置。

本发明轧机工作辊水平偏移量调节定位装置，包括安装在轧机机架入口侧立柱上的、与轧机的上、下工作辊两端轴承座相对设置的位置控制机构，和安装在轧机出口侧机架立柱上、与位置控制机构相对的压紧平衡机构。其中：所述位置控制机构包括上推杆及下推杆，上、下推杆穿过立柱，一端抵靠在上、下工作辊轴承座的一侧，其另一端与推杆传动机构的蜗杆螺旋推进器连接；所述压紧平衡机构包括上平衡液压缸及下平衡液压缸，平衡液压缸的活塞杆端部靠压在上、下工作辊轴承座的侧面上。

所述推杆传动机构包括具有传感器的动力机，该动力机的输出轴与具有制动器的减速器连接，所述减速器的输出轴通过联轴器与分置于减速器两侧的伞齿轮减速器连接，伞齿轮减速器分别与位于工作辊两端的蜗杆螺旋推进器连接。

在所述减速器的两个输出轴中的一个上设置有差动机构，该差动机构通过制动器与具有传感器的动力机连接。

本发明轧机工作辊水平偏移量调节定位装置，其中：所述蜗杆螺旋推进器包括上推进器和下推进器，两者通过联轴器连接，分别带动上、下推杆。

本发明轧机工作辊水平偏移量调节定位装置，其中：所述动力机为电机或液压马达，其尾部设置有编码器。

本发明轧机工作辊水平偏移量调节定位装置，其中：在轧机的上、下工作辊两端轴承座的入口侧增设一套压紧平衡机构，在轧机的上、下工作辊两端轴承座的出口侧增设一套与入口侧的压紧平衡机构相对设置的位置控制机构。

本发明所述的轧机工作辊水平偏移量调节定位装置能够在相同轧制参数工作状态下、调节四辊、六辊冷轧机工作辊水平偏移量，减小工作辊水平力。它应用在现有相同规格的四辊、六辊冷轧机上，能够使其工作辊直径变小，其具体优点和有益效果如下：

1.采用上述结构，由于在轧机的上、下工作辊传动侧和操作侧的轴承座的两侧面分别设置了上推杆、下推杆和上平衡液压缸、下平衡液压缸，上推杆、下推杆传动机构能够使四辊冷轧机的工作辊相对支承辊或六辊冷轧机的工作辊相对中间辊中心线的偏移量Δ改变，使工作辊水平力减小到设定的数值。即：根据各个轧制道次的轧制压力、轧制力矩、前后张力、压下量、传动方式等轧制参数，计算各轧机工作辊相对支承辊或中间辊中心线的最佳偏移量Δ_最佳，将工作辊水平移动到最佳偏移量处，使工作辊水平力降低到最小，使工作辊弯曲应力和弯曲变形减小，从而在使用较小直径的工作辊时可以保证工作辊的弯曲应力和弯曲变形在允许范围内，实现轧制更薄规格带钢的目的。

平衡液压缸从推杆的对面压住工作辊轴承座，保持一定的平衡压力，并当推杆向前伸出时，平衡液压缸的活塞杆压回；当推杆向后退回时，平衡液压缸的活塞杆伸出，即：让推杆始终抵靠着工作辊轴承座，使工作辊轴承座被平衡液压缸压紧，因此，在轧制过程中上、下工作辊不会产生水平方向的位移，消除轧机工作辊轴承座与其相邻轧机机架窗口之间的间隙，从而能够保持工作辊具有较高的稳定性。

综上所述，具有本发明的轧机工作辊水平偏移量调节定位装置的四辊、六辊冷连轧机或可逆式冷轧机，通过设置在上、下工作辊两端轴承座处的定位推杆和平衡液压缸的相互配合、共同作用，使工作辊能够在水平位移后实现定位，稳定工作辊，减小工作辊水平负荷；并在使用直径小的工作辊时，仍然能够保证工作辊的弯曲应力和弯曲变形在允许范围内，从而达到轧制薄规格带钢的目的。

2.由于在推杆传动机构的减速器与一个伞齿轮减速器之间设置了差动机构，可以单独移动操作侧或传动侧的推杆，实现工作辊与支承辊或工作辊与中间辊水平方向平行度的调节。

附图说明

下面结合附图对本发明轧机工作辊水平偏移量调节定位装置的具体实施方式作进一步说明。

图1是本发明轧机工作辊水平偏移量调节定位装置用于四辊轧机的第一实施方式示意图；

图2是图1左视图；

图3是本发明轧机工作辊水平偏移量调节定位装置用于四辊轧机的第二实施方式示意图；

图4是本发明轧机工作辊水平偏移量调节定位装置用于六辊轧机的第一实施方式示意图；

图5是本发明轧机工作辊水平偏移量调节定位装置用于六辊轧机的第二实施方式示意图。

其中：1下工作辊轴承座，2下平衡液压缸，3上平衡液压缸，4上工作辊轴承座，5轧机机架，6上推杆，7下推杆，8上、下工作辊蜗杆螺旋推进器，9伞齿轮减速器，10差动机构，11传感器，12动力机，13制动器，14传感器，15减速器，16动力机，17制动器，18工作辊，19支撑辊，20带钢，21中间辊。

具体实施方式

参见图1、图2和图4，本发明所述的轧机工作辊水平偏移量调节定位装置。其中：包括安装在轧机机架5入口侧立柱上的、与轧机的上、下工作辊两端轴承座4、1相对设置的位置控制机构，和安装在轧机出口侧机架立柱上、与位置控制机构相对的压紧平衡机构。所述位置控制机构包括上推杆6及下推杆7，上、下推杆6、7穿过立柱，一端抵靠在上、下工作辊轴承座4、1的一侧，其另一端与推杆传动机构的蜗杆螺旋推进器8连接；所述压紧平衡控制机构包括上平衡液压缸3及下平衡液压缸2，平衡液压缸3、2的活塞杆端部靠压在上、下工作辊轴承座4、1的侧面上。

上述方案应用于带钢轧制方向不变、且其工作辊没有侧向支撑的四辊、六辊冷连轧机上。即：在其上、下工作辊的每个轴承座的入口侧设置上、下推杆6、7，其出口侧设置上、下平衡液压缸3、2，两端的上、下平衡液压缸3、2安装在轧机机架5带钢出口侧的立柱上。这样，分别位于轴承座两侧的上、下推杆6、7与上、下平衡液压缸3、2相互配合、共同作用，限制四辊轧机的工作辊18相对支承辊19或六辊轧机的工作辊18相对中间辊21的偏移量，保证本发明的使用效果。

对于可逆式四辊、六辊冷轧机，轧制方向和工作辊水平力方向按轧制道次交替变化。为了使工作辊轴承座的水平力都能够由推杆承受，在轧机入口侧和出口侧各设计一套压紧平衡机构和位置控制机构，位置控制机构的推杆分别承受其中一个方向的工作辊的水平力，并由其各自相对设置的压紧平衡机构中的平衡液压缸将其中一侧的工作辊轴承座压靠在推杆上，消除间隙，实现准确定位。

位于轧机出口侧的位置控制机构与入口侧的位置控制机构的结构相同，所述上、下推杆6、7也同样穿过轧机机架5的立柱，一端抵靠在上、下工作辊轴承座4、1的侧面、且与位于上、下工作辊轴承座4、1另一侧的上、下平衡液压缸3、2相对设置，上、下推杆6、7另一端与由推杆传动机构驱动的蜗杆螺旋推进器8连接，如图3、图5所示。这样，当带钢20沿某一方向进行轧制时，位于带钢入口上、下推杆6、7能够抵靠在上、下工作辊轴承座4、1的一侧，位于带钢出口侧的上、下平衡液压缸3、2能够将工作辊轴承座压紧在上、下推杆6、7上；同样，当带钢20沿另一方向进行轧制时，由于带钢的出口方向改变，则位于该轧制道次带钢入口侧的上、下推杆6、7能够抵靠在上、下工作辊轴承座4、1的另一侧，位于带钢出口侧的上、下平衡液压缸3、2能够将工作辊轴承座压紧在上、下推杆6、7上。即：位于轴承座两侧的上、下推杆6、7与上、下平衡液压缸3、2相互配合、共同作用，能够随着轧制方向的改变，由分别位于轴承座两侧的上、下推杆6、7及上、下平衡液压缸3、2的交替作用，控制四辊轧机的工作辊18相对支承辊19或六辊轧机的工作辊18相对中间辊21的偏移量，保证本发明的使用效果，实现本发明的目的。

所述蜗杆螺旋推进器8包括上推进器和下推进器，两者通过联轴器连接，同时带动上、下推杆6、7转动。

所述蜗杆螺旋推进器8可以通过上、下推杆6、7改变上、下工作辊的水平偏移量，控制其工作辊的水平力，即：根据各轧制道次的轧制压力、轧制力矩、前后张力、压下量、传动方式等轧制参数，计算出上、下工作辊水平力为零时的理论偏移量，根据生产经验进行修正，确定上、下工作辊的最佳偏移量Δ_最佳。由蜗杆螺旋推进器通过上、下推杆6、7完成调节，并由上、下平衡液压缸3、2定位，从而减小工作辊水平力。因此应用到四辊、六辊冷轧机，由于水平力减小，当使用比常规设计更小的工作辊时，工作辊的弯曲应力和弯曲变形仍然在许用变化的范围以内。

所述推杆传动机构包括具有传感器14的动力机16，该动力机的输出端与具有制动器17的减速器15连接。所述减速器15的输出轴通过联轴器与分置于减速器15两侧的伞齿轮减速器9连接，伞齿轮减速器9分别与位于工作辊两端的蜗杆螺旋推进器8连接。两个伞齿轮减速器9分别带动两侧的蜗杆螺旋推进器8的蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮转动，使上、下推杆6、7能够沿轧制方向向前伸出或向后退回，推动上、下工作辊水平移动，并在上、下平衡液压缸3、2的作用下，使上、下工作辊分别压靠在上、下推杆6、7上，消除间隙，实现准确定位。

为了能够使本发明的轧机工作辊水平偏移量调节定位装置应用灵活，本发明所述的装置在减速器14的两个输出轴中的一个上设置有差动机构10，该差动机构10通过制动器13与设置有传感器11的动力机12连接。这样，能够单独使工作辊操作端或传动端的上下工作辊轴承座同时移动，以便调节工作辊相对于支承辊或工作辊相对于中间辊在水平方向的平行度。

根据实际情况，推杆传动机构和差动机构可以直接安装在轧机机架的横梁上，也可以安装其它相应位置处。其中推杆传动机构的动力机16及差动机构的动力机12可以是电机或液压马达。

为了提高本发明轧机工作辊水平偏移量调节定位装置的控制水平，在推杆传动机构的动力机16和差动机构10的动力机12的尾部分别设置有编码器。这样，能够显示和控制上、下工作辊推杆6、7的行程，即上、下工作辊的水平偏移量。

本发明基于改变四辊冷轧机工作辊相对于支承辊或六辊冷轧机工作辊相对于中间辊中心线水平偏移量Δ将导致工作辊水平力变化的原理，提出根据不同轧制状况，相应地水平移动工作辊，改变水平偏移量Δ的值，使水平力减小，从而减小工作辊直径的轧机工作辊水平偏移量调节定位装置，应用到四辊、六辊冷轧机上，能够使用比常规设计更小的工作辊，轧制出薄规格的带钢。尽管工作辊直径减小，但由于调节了工作辊相应的水平偏移量，从而减小了工作辊的水平力，使工作辊的弯曲应力和弯曲变形仍然在许用变化的数值范围内。

工作时，控制上、下工作辊推杆传动机构的动力机16，通过减速器15，伞齿轮减速器9带动上、下工作辊一侧或两侧的蜗杆螺旋推进器传动，使上、下工作辊一侧或两侧的推杆向前伸出或向后退回，使工作辊沿水平移动，实现水平偏移量的调节；控制上、下平衡液压缸3、2，保持轧机工作时一直供油，其活塞杆端部始终分别紧靠在轧机上、下工作辊的轴承座4、1侧面上，并使上述轴承座的另一侧紧靠在位置控制机构的上、下推杆6、7上，使工作辊水平方向定位。控制差动机构10的动力机12，进行一侧上、下工作辊轴承座的水平移动，实现工作辊水平方向平行度的调整。

Claims (4)

1.一种轧机工作辊水平偏移量调节定位装置，包括安装在轧机机架(5)入口侧立柱上的、与轧机的上、下工作辊两端轴承座(4、1)相对设置的位置控制机构，和安装在轧机出口侧机架立柱上、与位置控制机构相对的压紧平衡机构，其特征在于：所述位置控制机构包括上推杆(6)及下推杆(7)，上、下推杆穿过立柱，一端抵靠在上、下工作辊轴承座(4、1)的一侧，其另一端与推杆传动机构的蜗杆螺旋推进器(8)连接；所述压紧平衡机构包括上平衡液压缸(3)及下平衡液压缸(2)，平衡液压缸的活塞杆端部靠压在上、下工作辊轴承座(4、1)的侧面上；

所述推杆传动机构包括具有第一传感器(14)的第一动力机(16)，该动力机的输出轴与具有制动器(17)的减速器(15)连接，所述减速器(15)的输出轴通过联轴器与分置于减速器(15)两侧的伞齿轮减速器(9)连接，伞齿轮减速器(9)分别与位于工作辊两端的蜗杆螺旋推进器(8)连接；

在所述减速器(15)的两个输出轴中的一个上设置有差动机构(10)，该差动机构(10)通过制动器(13)与具有第二传感器(11)的第二动力机(12)连接。

2.根据权利要求1所述的轧机工作辊水平偏移量调节定位装置，其特征在于：所述蜗杆螺旋推进器(8)包括上推进器和下推进器，两者通过联轴器连接，分别带动上、下推杆(6、7)。

3.根据权利要求2所述的轧机工作辊水平偏移量调节定位装置，其特征在于：所述第一动力机(16)、第二动力机(12)为电机或液压马达，其尾部设置有编码器。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的轧机工作辊水平偏移量调节定位装置，其特征在于：在轧机的上、下工作辊两端轴承座(4、1)的入口侧增设一套压紧平衡机构，在轧机的上、下工作辊两端轴承座(4、1)的出口侧增设一套与入口侧的压紧平衡机构相对设置的位置控制机构。

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