CN102310079A - 一种智能轧机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于轧钢设备的智能轧机，包括设置于第一、二轴承座组件上的第一、二轧辊，立柱的一端与轧机机座相连、另一端与上横梁相连，轧机还包括调节第一、二轴承座组件间距的辊距调节机构以及轧辊轴向调节的调节机构，所述的辊距调节机构包括设置于上横梁上的下压第二轴承座组件的液压缸和支撑于第一、二轴承座组件之间的弹簧；轧辊轴向调节机构的动力源选用液压马达或伺服电机；控制器输出控制信号驱动液压马达或伺服电机转动，以及控制液压缸的控制回路，该轧机由分离部件组装构成，机架刚度强、便于辊距以及轧辊轴向调节的智能轧机。

Description

一种智能轧机
技术领域
本发明涉及轧钢设备，具体讲就是轧机的机架结构。
背景技术
现有技术中线棒材的加工，多是采用轧机轧制而成的。而轧机就其结构来分一般可分为牌坊式机架、悬臂式机架或由型材焊接为牌坊式机架，轧辊间距的调节和控制直接导致待轧制产品的尺寸，待轧制产品的尺寸精度又依赖轧机机架和轧辊的整体刚性、轧辊的精度和选材。目前，无论牌坊式机架、悬臂式机架的轧机中，以牌坊式机架立式安装为例，其上下方向的变形较大、难以控制，因为下轴承座均是采用螺栓类部件固定在牌坊式机架的底部支座上，上轴承座的压下装置通常是设置在上部横梁上，这样轧制时，牌坊式机架位于底部支座和上部横梁之间的立柱在其整个长度范围内均受拉力而伸长变形，其变形伸长量大；对于悬臂式机架而言，其立柱的变形情况基本类似。这就是说，轧机机架的刚度不足，再加之其它部件的变形，累计后的误差就很大，难以满足轧制季度要求。
名称为“支撑辊辊身带有液压下压装置的钢板轧机”(公开号CN101658862A)的专利文献，其轧机机架包括位于上部的横向机架10、位于下部的机架下梁12-1以及位于两者之间的立柱1，其整体结构可以看成是牌坊式机架，其中的立柱在工作时其总长范围内均会发生伸长变形。
名称为“轧机组合机架”(公开号CN2796875Y)的专利文献，其机架包括上、下横梁1、4以及连接两者的各立柱2，上、下横梁1、4及立柱2之间采用杆8和螺母9连接，这样立柱2就受到压应力的作用，该结构的缺陷在于，上、下横梁1、4与立柱2之间在垂直于立柱2方向上的定位无法满足要求，因为，上、下横梁1、4与立柱2之间彼此之间提供的压力，维持垂直于立柱2方向的位置要依赖于彼此之间的摩擦力，这是极不可靠的；另外，由于杆8和螺母9连接的结构自身限制，其提供的预紧力是十分有限的，轧制过程中的外力一旦抵消了杆8和螺母9提供的预紧力，严重时将可能导致上、下横梁1、4与立柱2之间彼此脱离，跟谈不上轧制精度了。
名称为“无机架轧机机座的辊缝调节***”(公开号CN1108975A)的专利文献，其结构中包括一上部的左旋螺纹段22a、一中间的圆柱段22b及一下部的右手螺纹段22c的螺杆12，相邻的第一、二轴承座组件由一对构造完全相同的螺杆12相互连接，螺杆12中间的圆柱段22b相对于架件28沿轴向固定并且作成轴颈从而在架件28内转动，架件28本身支撑在基座30上，上部的左旋螺纹段22a和下部的右手螺纹段22c分别于第一、二轴承座组件相连，实际上第一、二轴承座组件是同时作接近或分离运动来实现辊缝的调节的。该方案的缺陷在于：螺杆12受拉力作用时其整个杆长范围均伸长变形，其刚度差；螺杆12的下端呈下垂状，第二轴承座组件上的第二轧辊14轧制时受到线棒材行走方向的冲击载荷时，螺杆12的下端受压弯曲变形，导致第一、二轧辊的工作位置发生位移，严重影响轧制精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种由分离部件组装构成的机架刚度强、便于辊距以及轧辊轴向调节的智能轧机。
为实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种智能轧机，包括设置于第一、二轴承座组件上的第一、二轧辊，立柱的一端与轧机机座相连、另一端与上横梁相连，其特征在于：轧机还包括调节第一、二轴承座组件间距的辊距调节机构以及轧辊轴向调节的调节机构，所述的辊距调节机构包括设置于上横梁上的下压第二轴承座组件的液压缸和支撑于第一、二轴承座组件之间的弹簧；轧辊轴向调节机构的动力源选用液压马达或伺服电机；控制器输出控制信号驱动液压马达或伺服电机转动，以及控制液压缸的控制回路。
有上述技术方案可知，轧辊轴向调节机构的动力源选用液压马达或伺服电机，以及第二轴承座组件的上下端面分别由液压缸和弹簧实现限位和支撑，由此可见，液压缸压下弹簧时，第二轴承座组件相对第一轴承座组件的距离将更为接近，反之第二轴承座组件与第一轴承座组件之间的间距将增大，上述液压马达或伺服电机、液压缸的动作由控制器输出控制信号驱动，这样就实现了自动、智能调节，克服了现有技术中必须等待设备停机后才能实施调节的缺陷。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的左视图；
图3是图1中的A-A剖视图；
图4是图1中的局部放大图；
图5是立柱的结构示意图；
图6是图5的左视图；
图7是第二轴承座的结构示意图。
具体实施方式
线棒材加工时，依赖彼此配合的轧机轧辊上开设的相互配合的槽口，如果槽口彼此有错位或者说槽口位置彼此未完全正对，所轧制产品将会出现截面形状和尺寸偏差等质量问题；另外。由于轧制过程中轧辊将会不可避免受到磨损，出现槽口变形等现象，上述问题严重时将会轧制出废品。有鉴于此，需要对彼此配合的一对轧辊进行轴向调节以确保轧辊上开设的相互配合的槽口彼此正对或调节轧辊的辊间距离。轧辊进行轴向调节通常将一个轧辊进行轴向固定，另一个轧辊进行轴向调节，这是一种较为简单、容易实现的轴向调节方案；辊间距的调节也是类似，即固定一个轧辊而调节另一个轧辊的位置。
一种智能轧机，包括设置于第一、二轴承座组件30、40上的第一、二轧辊31、41，立柱20的一端与轧机机座10相连、另一端与上横梁50相连，轧机还包括调节第一、二轴承座组件30、40间距的辊距调节机构以及轧辊轴向调节的调节机构，所述的辊距调节机构包括设置于上横梁50下压第二轴承座组件40的液压缸80和支撑于第一、二轴承座组件30、40之间的弹簧70；轧辊轴向调节机构的动力源选用液压马达或伺服电机；控制器输出控制信号驱动液压马达或伺服电机转动，以及控制液压缸80的控制回路。
采用液压马达或伺服电机以及液压缸80作为动力或执行机构的效果在于驱动信号的来源可以由控制器提供，只要控制器输出了驱动调整信号，液压马达或伺服电机及液压缸80就会及时、准确的响应，尤其是其调整的准确性和可靠性均能得到保证，由于钢材在轧制过程中其周边是安全禁区，轧制过程中操作人员是无法实现在线调整的，本发明提供的方案为实现在线调节提供了可能，显著提高了轧钢设备的控制和轧制精度，不仅为废品率的降低提供了装配保障，并为及时发现产品是否超差且能迅速进行纠差调整提供了可能，另外节约了大量时间、并减轻工人的劳动强度。
作为辊距调节结构的主要内容就是要为第二轴承座组件40提供一个可靠的浮动支撑，本发明中优选了弹簧结构，具体讲就是所述的弹簧70包括位于第一、二轴承座组件30、40相邻端面间且垂直于该相邻端面的第一、二碟簧71、72，两碟簧71、72刚度相异且叠加放置，如图4所示。
第一、二碟簧71、72的弹性系数大小各异，弹性系数小的弹簧72受到下压力时首先收缩变形，随着下压油缸的下压动作，两个弹簧71、72均收缩变形到适当位置，这样第二轴承座组件40就被上部的液压缸60和下部的弹簧70定位了，该结构可以提供基本刚性的固定可靠地定位着第二轴承座组件40，确保了第一、二轴承座组件30、40的间距的恒定，从而可以确保轧制精度。
为了实现辊间距以及轧辊的轴向调节，其十分重要的基本前提就是要保证对一个轧辊实施精确且可靠的定位，本发明就是采用以下方案对第一轴承座组件30实施定位的：所述的立柱20的中下段部位设置有板面向下的台阶面21，该台阶面21与轧机机座10向上的支撑面之间构成对第一轴承座组件30实施压力预紧定位的上下方向位移的限位机构，以及轧机机座10或立柱20与第一轴承座组件30之间设置有限制沿轧辊轴向或沿轧制物料行进方向移动的限位机构。
如图5、6所示，更为具体的方案是所述的立柱20的上段为圆柱螺纹段22a、中段为截面为方形的方柱段22b以及方柱段22b以下的下段22c，方柱段22b与下段22c交界处形成台阶面21，台阶面21的板面水平或斜向向下，优选方案是台阶面21的板面水平向下，这样可以获得最大的预紧压力，所述的立柱20的台阶面21以下的下段22c有相互平行的杆面23，杆面23与轧辊的轴向垂直，该下段22c位于轧机机座10的槽口向上的槽体11内，所述相互平行的两杆面23间的间距与槽体11的槽宽吻合，下段22c的下端与槽体11之间设置铰接轴60，铰接轴60与轧辊的轴芯平行。
所述圆柱螺纹段22a是为了与上横梁50连接，即通过液压螺母将立柱20与上横梁50连接为一体，杆面23与轧机机座10上槽体11配合限定立柱20沿轧辊轴向的位置。
所述的台阶面21与第一轴承座组件30之间和或第一轴承座组件30与轧机机座10之间设置有垫块80。也就是在装配时，便于先将轴承座组件30放置到轧机机座10上，绕铰接轴60转动立柱20使其上位于中下段地部分柱体即圆柱形的下段22c位于槽31内，此时台阶面21高于轴承座组件30上端面适当距离，这样便于立柱20的转动入位，拉伸立柱20适当变形后在台阶面21与轴承座组件30上端面之间放置适当厚度的垫块80于其间，以保证立柱20应有的拉伸量，依此确保预紧拉应力。所述的立柱20的下段22c与槽31配合限定了第一轴承座组件30的轴向位置。
所述的第一轴承座组件30的端面形状为倒凸形，并与所述的轧机机座10上开设的凹形区域构成限制所述的第一轴承座组件沿轧制物料行进方向移动的限位机构，这是通过第一轴承座组件30与轧机机座10的配合实现了沿轧制物料行进方向的位置定位。
所述的立柱20中段的方柱段22b彼此相对的柱面上设置有沿立柱20长度方向布置的导轨槽24，第二轴承座组件40位于该导轨槽24槽内。
位于第二轴承座组件40同一端的两个导轨槽24的槽底构成对第二轴承座组件40沿轧制物料行进方向上的限位，槽壁则构成对第二轴承座组件40沿轧辊轴向的限位，这样就实现了第二轴承座组件40沿导轨槽24限定的方向即立柱的长度方向上的位移。
上述结构可以确保立柱20与轧机机座10的配合的可靠性和刚度，就是说立柱20相对于轧机机座10只有以铰接轴60的轴芯作转动的可能，这是在拆装轧辊时的配合关系，其它方向的自由度均被限定，也正是由于立柱20被有效定位后才能对轧辊轴承座组实施可靠的定位。
所述的立柱20的台阶面21的下方有一段柱***于轴承座组件30上开设的槽31内，两者配合构成限制第一轴承座组件30沿轧辊轴向移动的限位机构。如图5、6所示，台阶面21是以相互平行的杆面23的中心对称面对称布置在杆面23两侧的，所述杆面23的中心对称面垂直于轧辊的轴向方向。这样就可以确保作用在槽31端口处的压力均匀且对称，避免了立柱20受到弯矩作用而出现弯曲现象。
所述的第一轴承座组件30的端面形状为倒凸形，并与所述的轧机机座10上开设的凹形区域构成限制所述的第一轴承座组件沿轧制物料行进方向移动的限位机构。这是通过第一轴承座组件30与轧机机座10的配合实现了沿轧制物料行进方向的位置定位。
上述结构就是实现了第一轴承座组件30上下、左右、前后方向的位移及相应方向的转动，从而实现了第一轴承座组件30的可靠定位。
所述的轧辊轴向调节机构包括第二轧辊41上的位于主轴颈外端的副轴颈处设置副轴承42，副轴承42的外圈位于轴向调节套43的套腔中，轴向调节套43外圈上设置齿431与蜗杆44构成涡轮蜗杆机构，轴向调节套43外圈的齿431的旁侧设置外螺纹与调节定位环45内圈上设置的内螺纹构成丝杆螺母配合，调节定位环45与主轴承座40固连，蜗杆44的外端延伸至调节定位环45的外部并与液压马达或伺服电机46的输出轴相连。
这样，当液压马达或伺服电机46的输出轴将扭矩传递给蜗杆44，调节定位环45是与主轴承座40固连，所以轴向调节套43转动时还做轴向移动，副轴承42外圈受到轴向调节套43的轴向推力时，同时由于副轴承42选用止推轴承，则轴向推力再经由副轴承42、轴承压盖传递到第二轧辊41上，由于轴承压盖的里段的喇叭状锥面与第二轧辊41的主轴颈和副轴颈之间的锥状过渡面配合，提供可靠和均匀的轴向调节推力，实现第二轧辊41的轴向调节。

Claims (7)

1.一种智能轧机，包括设置于第一、二轴承座组件(30)、(40)上的第一、二轧辊(31)、(41)，立柱(20)的一端与轧机机座(10)相连、另一端与上横梁(50)相连，其特征在于：轧机还包括调节第一、二轴承座组件(30)、(40)间距的辊距调节机构以及轧辊轴向调节的调节机构，所述的辊距调节机构包括设置于上横梁(50)上的下压第二轴承座组件(40)的液压缸(80)和支撑于第一、二轴承座组件(30)、(40)之间的弹簧(70)；轧辊轴向调节机构的动力源选用液压马达或伺服电机；控制器输出控制信号驱动液压马达或伺服电机转动，以及控制液压缸(80)的控制回路。
2.根据权利要求1所述的智能轧机，其特征在于：所述的弹簧(70)包括位于第一、二轴承座组件(30)、(40)相邻端面间且垂直于该相邻端面的第一、二碟簧(71)、(72)，两碟簧(71)、(72)刚度相异且叠加放置。
3.根据权利要求1所述的智能轧机，其特征在于：所述的立柱(20)的中下段部位设置有板面向下的台阶面(21)，该台阶面(21)与轧机机座(10)向上的支撑面之间构成对第一轴承座组件(30)实施压力预紧定位的上下方向位移的限位机构，以及轧机机座(10)或立柱(20)与第一轴承座组件(30)之间设置有限制沿轧辊轴向或沿轧制物料行进方向移动的限位机构。
4.根据权利要求1或2或3所述的智能轧机，其特征在于：所述的立柱(20)的上段为圆柱螺纹段(22a)、中段为截面为方形的方柱段(22b)以及方柱段(22b)以下的下段(22c)，方柱段(22b)与下段(22c)形成台阶面(21)，台阶面(21)的板面水平或斜向向下，所述的立柱(20)的台阶面(21)以下的下段(22c)有相互平行的杆面(23)，杆面(23)与轧辊的轴向垂直，该下段(22c)位于轧机机座(10)的槽口向上的槽体(11)内，所述相互平行的两杆面(23)间的间距与槽体(11)的槽宽吻合，下段(22c)的下端与槽体(11)之间设置铰接轴(60)，铰接轴(60)与轧辊的轴芯平行。
5.根据权利要求1所述的智能轧机，其特征在于：所述的轧辊的调节机构包括第二轧辊(41)上的位于主轴颈外端的副轴颈处设置副轴承(42)，副轴承(42)的外圈位于轴向调节套(43)的套腔中，轴向调节套(43)外圈上设置齿(431)与蜗杆(44)构成涡轮蜗杆机构，轴向调节套(43)外圈的齿(431)的旁侧设置外螺纹与调节定位环(45)内圈上设置的内螺纹构成丝杆螺母配合，调节定位环(45)与主轴承座(40)固连，蜗杆(44)的外端延伸至调节定位环(45)的外部并与液压马达或伺服电机的输出轴相连。
6.根据权利要求4所述的轧机，其特征在于：所述的台阶面(21)与第一轴承座组件(30)之间和或第一轴承座组件(30)与轧机机座(10)之间设置有垫块(90)。
7.根据权利要求4所述的轧机，其特征在于：所述的第一轴承座组件(30)的端面形状为倒凸形，并与所述的轧机机座(10)上开设的凹形区域构成限制所述的第一轴承座组件沿轧制物料行进方向移动的限位机构，所述的立柱(20)中段的方柱段(22b)彼此相对的柱面上设置有沿立柱(20)长度方向布置的导轨槽(24)，第二轴承座组件(40)位于该导轨槽(24)槽内。
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