CN110153339B - 一种双转轴悬臂式斜轧机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属塑性成形工艺与装备技术领域，提供了一种双转轴悬臂式斜轧机，该斜轧机主要由底座、悬臂式辊系、齿轮同步机构、径向压下机构、机架、导料单元、倾角调整机构组成；悬臂式辊系由轧机机架背部螺栓拉紧，辊系倾角调整通过轴承座下方倾角调整机构实现；2机架由轧机底座双转轴支撑；通过齿轮同步机构实现两机架同步对中压下，保证轧机竖直方向中心线固定；径向压下装置布置在机架上方，通过旋转压下螺母实现两轧辊的辊距调节；倾角调整机构放置于机架拐角处，不仅能够节省空间，而且作用线长可实现对辊系倾角的高精度调整。本发明设计巧妙，具有换辊方便，轧机竖直中心线位置固定，安装调整便捷等优点，适用于大批量小直径钢球的生产。

Description

一种双转轴悬臂式斜轧机

技术领域

本发明涉及金属塑性成形工艺与装备技术领域，特别涉及一种双转轴悬臂式斜轧机。

背景技术

钢球在工业生产中有着非常广泛的应用，尤其是在矿山选矿领域消耗量巨大，数据显示每年消耗量达数百万吨，因此随着钢球的应用和需求不断增大，对钢球生产制造技术的要求也日益提高，低耗、清洁、高质量、高效率是未来钢球生产的发展方向。

目前我国生产钢球的主要方式有两种，一种是冷镦，虽然生产量可观但是冷镦对其模具内腔有较严重的磨损，劳动强度大，效率不高，成本不低，污染也较严重。另外一种是钢球铸造成形，铸造成形方法最大的优点是可以通过优化材质来获得需要的金相组织，进而可以获得不同表面硬度和耐磨度的钢球，铸造法的缺点是模具笨重，球坯有冷隔。与其它成形方法相比，螺旋孔型斜轧具有生产效率高、工作载荷小、产品性能优良、干净无污染、材料利用率高的特点。因此斜轧钢球技术的应用是未来钢球生产的趋势，但目前大部分斜轧机存在安装调节步骤复杂，换辊步骤繁琐，调节精度低，生产产品单一等缺点。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术的不足，提供了一种双转轴悬臂式斜轧机，采用悬臂式轧辊及双转轴机架结构可实现快捷换辊、简化安装调整流程、轧制多种直径钢球、两机架同步对中压下进给等功能。

本发明的技术方案如下：

一种双转轴悬臂式斜轧机，包括底座单元、导料单元、机架单元、齿轮同步机构、悬臂式辊系、径向压下机构、倾角调整机构；

所述机架单元，包括左机架和右机架，分别通过左机架转轴、右机架转轴固定安装在底座单元上，所述左机架转轴、右机架转轴以坯料轴线为轴对称设置；所述左机架、右机架能分别绕左机架转轴、右机架转轴旋转；

所述悬臂式辊系，包括2个轧辊，分别固定安装在左机架和右机架上，所述悬臂式辊系用于对坯料的轧制；

所述齿轮同步机构，用于使左机架和右机架同步反向旋转；

所述径向压下机构，用于调整左机架、右机架上部开口距离，从而调整2个轧辊的辊距；

所述倾角调整机构，用于调整轧辊轴线相对于坯料轴线的倾斜角；

所述导料单元，与坯料同轴线布置，用于防止坯料在轧制过程中发生甩摆。

进一步的，所述悬臂式辊系包括左辊系和右辊系；左辊系和右辊系均只在单侧设置轴承，另一侧使用锁紧螺母固定轧辊。

进一步的，所述左辊系和右辊系均包括倾角调整齿轮、轧辊、轴承座、减速器、伺服电机；

所述轧辊安装在轧辊轴上；所述伺服电机通过螺栓与减速器连接，减速器通过螺栓安装于轴承座上，减速器输出轴与轧辊轴通过键连接带动轴系旋转；所述倾角调整齿轮通过螺栓与轴承座连接；所述轴承座通过背部拉紧螺栓与左机架/右机架固定。

进一步的，所述齿轮同步机构包括左齿轮、右齿轮；左齿轮设置于左机架转轴端部，且与左机架转轴同心；右齿轮设置于右机架转轴端部，且与右机架转轴同心；左齿轮和右齿轮啮合，从而使左机架、右机架分别绕机架左转轴、机架右转轴同速反向旋转。

进一步的，所述径向压下机构包括丝杠、压下螺母、第一刻度盘、柱面垫圈、球面垫圈；

所述丝杠通过球面垫圈和柱面垫圈与左机架和右机架连接；所述刻度盘通过螺栓与丝杠连接；

所述柱面垫圈通过螺栓固定在机架上，所述球面垫圈沉入机架内10mm，当2个左机架、右机架间距调整完毕后可通过球面垫圈将机架锁紧，防止轧制过程中左机架、右机架上部开口距离变化。

当旋转压下螺母时，压下螺母通过与柱面垫圈的作用缩短或扩大左机架、右机架上部开口距离，进而实现2个轧辊间距的调整。

进一步的，所述倾角调整机构包括2套组件，每套组件均包括第二刻度盘、轴承、齿条螺母、倾角调整转轴；

所述倾角调整转轴通过轴承安装在左机架/右机架下部；所述倾角调整转轴设置有转轴螺纹；当倾角调整转轴旋转，由于轴承的作用倾角调整转轴只有旋转而无轴向进给，转轴螺纹带动齿条螺母沿轴线方向运动，带动倾角调整齿轮旋转，实现轧辊轴线相对于坯料轴线的倾斜角调整；第二刻度盘用于实时读取所述倾斜角的大小。

进一步的，所述底座单元包括底座、机架转轴座、机架转轴盖；机架转轴座固定在底座上方，机架转轴盖布置在转轴座上方；机架转轴座与机架转轴盖为机架转轴的上下剖分式座，以坯料轴线为对称中心均加工有机架转轴安装孔。

进一步的，所述底座上设置有排水地漏。

进一步的，所述导料单元包括导板座、导料装置、导板；

所述导板座以焊接方式固定在机架转轴盖上，导料装置通过螺栓与机架转轴盖连接，导板通过螺栓固定在导板座上。

进一步的，所述左机架、右机架均为“L”型结构，机架由下至上分别设置机架转轴安装孔、倾角调整机构安装孔、背部拉紧螺栓安装孔及径向压下机构安装孔。

本发明的有益效果为：

1、采用双转轴式机架结构，距辊系轴线短，调整机架距离时水平轧制线位置波动小，整体结构更为稳定。

2、轧机机架为“L”型双飞边结构机架，轧机一体性好、强度高。

3、辊系采用悬臂式辊系结构，仅单边安装轴承，在保证使用强度前提下简化辊系结构，大幅提升换辊速度，缩短换辊时间。

4、采用新型倾角调整机构，调节方便、节省空间，作用线长，能够实现高精度调节，并且螺纹自锁功能能够增加轧制过程稳定性。

5、齿轮同步机构能够保证两机架同时压下进给，保证竖直轧制中心线位置固定。

附图说明

图1所示为本发明实施例一种双转轴悬臂式斜轧机的结构示意图。

图2所示为实施例中轧机底座单元的结构示意图。

图3所示为实施例中齿轮同步机构的结构示意图。

图4所示为实施例中机架的结构示意图。

图5所示为实施例中径向压下机构的结构示意图。

图6所示为实施例中悬臂式辊系的结构示意图。

图7所示为实施例中倾角调整机构的结构示意图。

图8所示为实施例中导料单元的结构示意图。

图中：1.底座；2.齿轮同步机构；3.机架；4.导料装置；5.压下装置；6.悬臂式辊系；7.倾角调整机构；8.导板；9.导板座；10.左转轴；11.转轴盖；12.右转轴；13.转轴座；14.排水地漏；15.左齿轮；16.右齿轮；17.丝杠；18.柱面垫圈；19.球面垫圈；20.刻度盘；21.压下螺母；22.倾角调整齿轮；23.轧辊；24.轴承座；25.减速器；26.伺服电机；27.带刻度盘转轴；28.轴承；29.齿条螺母；30.倾角调整转轴；A为压下装置安装孔；B为转轴安装孔。

具体实施方式

下文将结合具体附图详细描述本发明具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。

如图1-7所示，本发明实施例一种双转轴悬臂式斜轧机，包括底座单元、导料单元、机架单元（左机架、右机架）、齿轮同步机构（左齿轮、右齿轮）、悬臂式辊系（左辊系、右辊系）、径向压下机构、倾角调整机构（左倾角调整机构、右倾角调整机构）；

如图1、图2所示，双转轴悬臂式斜轧机整体通过双转轴安装于底座单元上，所述底座单元包括底座、机架转轴座、机架转轴盖；机架转轴座固定在底座上方，机架转轴盖布置在转轴座上方；机架转轴座与机架转轴盖为机架转轴的上下剖分式座，以坯料轴线为对称中心均加工有机架转轴安装孔；转轴盖与转轴座通过螺栓连接固定。优选的，底座上还可以设置排水地漏。

如图8所示，所述导料单元包括导料装置、导板座、导板。导料装置通过螺栓与机架转轴盖连接，导料装置可防止轧制过程中坯料抖动及甩摆；导板通过螺栓固定在导板座上，导板座以焊接的方式固定在机架转轴盖上，导板与轧辊孔型一起构建轧件变形的空间。

如图3所示，所述齿轮同步机构包括两个左齿轮、两个右齿轮，分别通过螺栓与左机架、右机架连接，并在机架与齿轮间放置键用于承受扭矩。

如图1、图4所示，左机架、右机架几何尺寸相同，两机架通过双机架转轴安装于底座上，并以竖直轧制中心线为对称轴对称分布，机架为“L”型双飞边结构，保证机架有良好的强度与刚度。

如图1、图4、图5所示，悬臂式辊系包括左辊系、右辊系；均包括倾角调整齿轮、轧辊、轴承座、减速器、伺服电机。两辊系所含部件安装位置相同，辊系通过背部拉紧螺栓与机架贴紧，倾角调整齿轮通过螺栓与轴承座连接。伺服电机、减速器安装于轴承座上，可驱动轧辊转动。

如图6所示，径向压下机构通过柱面垫圈与机架连接，小刻度盘通过螺栓与压下螺母连接，大刻度盘通过螺栓与柱面垫圈固定。当旋转压下螺母时，压下螺母通过与柱面垫圈的作用缩短或扩大两机架距离从而完成两辊系间距的调整，并能够从第一刻度盘读取机架间距变化值。

如图7所示，倾角调整机构包括第二刻度盘、两个轴承、齿条螺母、倾角调整转轴。倾角调整机构通过两轴承与机架接触，当旋转转轴时，由于轴承的作用转轴只旋转而没有轴向进给，进一步地转轴螺纹带动齿条螺母沿轴线方向运动，进而带动倾角调整齿轮旋转，从而完成对轧辊系的倾角调整，转轴刻度盘能够读取辊系实时倾角。

本发明的工作原理为：

轧辊由伺服电机驱动作旋转运动，辊系采用悬臂式结构，仅单边安装轴承进而简化辊系，达到快捷换辊目的。辊系倾角调整通过轧机下方倾角调整机构实现，倾角调整机构作用线较长，可实现高精度调节角度。径向压下机构以及齿轮同步机构能够保证两机架同步对中压下，保证竖直轧制中心线位置固定。双转轴式机架结构能够缩短下方转轴与轧制中心线距离，从而减小机架距离调整引起的水平轧制中心线位置波动。导料辅助装置能够防止坯料在轧制过程中发生甩摆及大幅抖动，保证坯料平稳前进。通过调节两辊系间距，可实现不同直径钢球轧制。本发明具有换辊便捷、安装调节简单、调节精度高、竖直中心线不偏移等优点，可用于小直径钢球的大批量生产。

本文虽然已经给出了本发明的几个实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (10)

1.一种双转轴悬臂式斜轧机，其特征在于，包括底座单元、导料单元、机架单元、齿轮同步机构、悬臂式辊系、径向压下机构、倾角调整机构；

所述机架单元，包括左机架和右机架，分别通过左机架转轴、右机架转轴固定安装在底座单元上，所述左机架转轴、右机架转轴以坯料轴线为轴对称设置；所述左机架、右机架能分别绕左机架转轴、右机架转轴旋转；

所述悬臂式辊系，包括2个轧辊，分别固定安装在左机架和右机架上，所述悬臂式辊系用于对坯料的轧制；

所述齿轮同步机构，用于使左机架和右机架同步反向旋转；

所述径向压下机构，用于调整左机架、右机架上部开口距离，从而调整2个轧辊的辊距；

所述倾角调整机构，用于调整轧辊轴线相对于坯料轴线的倾斜角；

所述导料单元，用于限制坯料在2个所述轧辊间转动，防止坯料甩摆。

2.如权利要求1所述的双转轴悬臂式斜轧机，其特征在于，所述悬臂式辊系包括左辊系和右辊系；左辊系和右辊系均只在单侧设置轴承，另一侧使用锁紧螺母固定轧辊。

3.如权利要求2所述的双转轴悬臂式斜轧机，其特征在于，所述左辊系和右辊系均包括倾角调整齿轮、轧辊、轴承座、减速器、伺服电机；

所述轧辊安装在轧辊轴上；所述伺服电机通过螺栓与减速器连接，减速器通过螺栓安装于轴承座上，减速器输出轴与轧辊轴通过键连接带动轴系旋转；所述倾角调整齿轮通过螺栓与轴承座连接；所述轴承座通过背部拉紧螺栓与左机架和右机架固定。

4.如权利要求1所述的双转轴悬臂式斜轧机，其特征在于，所述齿轮同步机构包括左齿轮、右齿轮；左齿轮设置于左机架转轴端部，且与左机架转轴同心；右齿轮设置于右机架转轴端部，且与右机架转轴同心；左齿轮和右齿轮啮合，从而使左机架、右机架分别绕机架左转轴、机架右转轴同速反向旋转。

5.如权利要求1所述的双转轴悬臂式斜轧机，其特征在于，所述径向压下机构包括丝杠、压下螺母、第一刻度盘、柱面垫圈、球面垫圈；

所述丝杠通过球面垫圈和柱面垫圈与左机架和右机架连接；所述第一刻度盘通过螺栓与丝杠连接；

当旋转压下螺母时，压下螺母通过与柱面垫圈的作用缩短或扩大左机架、右机架上部开口距离，进而实现2个轧辊间距的调整。

6.如权利要求3所述的双转轴悬臂式斜轧机，其特征在于，所述倾角调整机构包括2套组件，每套组件均包括第二刻度盘、轴承、齿条螺母、倾角调整转轴；

所述倾角调整转轴通过轴承安装在左机架和右机架下部；所述倾角调整转轴设置有转轴螺纹；当倾角调整转轴旋转，由于轴承的作用倾角调整转轴只有旋转而无轴向进给，转轴螺纹带动齿条螺母沿轴线方向运动，带动倾角调整齿轮旋转，实现轧辊轴线相对于坯料轴线的倾斜角调整；第二刻度盘用于实时读取所述倾斜角的大小。

7.如权利要求1-6任一项所述的双转轴悬臂式斜轧机，其特征在于，所述底座单元包括底座、机架转轴座、机架转轴盖；机架转轴座固定在底座上方，机架转轴盖布置在转轴座上方；机架转轴座与机架转轴盖为机架转轴的上下剖分式座，以坯料轴线为对称中心均加工有机架转轴安装孔。

8.如权利要求7所述的双转轴悬臂式斜轧机，其特征在于，所述底座上设置有排水地漏。

9.如权利要求1-6任一项所述的双转轴悬臂式斜轧机，其特征在于，所述导料单元包括导板座、导料装置、导板；

所述导板座以焊接方式固定在机架转轴盖上，导料装置通过螺栓与机架转轴盖连接，导板通过螺栓固定在导板座上。

10.如权利要求1所述的双转轴悬臂式斜轧机，其特征在于，所述左机架、右机架均为“L”型结构，机架由下至上分别设置机架转轴安装孔、倾角调整机构安装孔、背部拉紧螺栓安装孔及径向压下机构安装孔。

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