CN111250543A - 一种可逆轧机间隙消除装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可逆轧机间隙消除装置，所述消除装置包括上支撑辊、上工作辊、入口平衡缸块、出口平衡缸块、下工作辊、下支撑辊，所述上支撑辊、上工作辊、入口平衡缸块、出口平衡缸块、下工作辊、下支撑辊均设置在轧机机架窗口内，所述上工作辊设置在上支撑辊的下方，所述下工作辊设置在下支撑辊的上方，所述入口平衡缸块和出口平衡缸块设置在上、下工作辊轴承座的两侧，所述消除装置还包括液压控制***，该方案在轧机上使用该装置以后，可以满足轧机在不同状态下对设备间隙的要求，既可以在换辊时获得较大的间隙方便操作，又能在生产状态下通过该装置的作用将间隙消除以满足设备的功能精度，为生产的稳定和产品质量提供了保证。

Description

一种可逆轧机间隙消除装置

技术领域

本发明涉及一种装置，具体涉及一种可逆轧机间隙消除装置，属于轧机油缸控制技术领域。

背景技术

热轧生产以高温、高速、高强度、快节奏为特点，生产环境恶劣，除设备的可靠性要求外，设备的功能精度必须达到一定的标准，否则会影响产品的性能和质量，在有些设备部位，间隙被列入需要控制的功能精度之一。

主要的使用背景：轧机的牌坊由两片封闭机架组成，直立安装后形成一个叫窗口的空间，用于安装辊系，常规的热连轧机的辊系一般由上下支承辊和上下工作辊组成，工作辊处于上下支承辊之间。辊系的轴承座安装于轧辊的两侧并放置在窗口之内；在生产中，轧制力在工作辊辊缝处产生后通过支承辊辊面传递到支承辊的轴承座，在通过支承辊轴承座加载于机架上；对轧件厚度的设定和调整由压下装置完成。在辊缝调整时，轴承座在窗口内上下移动,此时，轧辊轴承座与衬板产生相对运动。考虑到轧辊的更换以及生产中不可避免的磨损，在轧机窗口及轧辊轴承座上安装有大量的衬板，这些衬板与轧辊轴承座的衬板接触，将辊系规范在一定的空间内；由于轧钢状态下的冲击和辊缝频繁地调整，衬板表面会产生磨损，使得间隙变大，间隙超过一定的数值要对其更换，以免影响辊系位置的精度。经过计算，牌坊衬板间隙每增加0.5mm，造成的轧辊交叉会导致两侧刚度偏差达到60吨以上。

在生产过程中希望所谓的间隙尽可能的小或者没有，在更换时，希望这些间隙尽可能大一些，方便更换作业。这是一对无法调和的矛盾；衬板的磨损是不可避免的，在一个使用周期之内，随着衬板处磨损的加大，设备的间隙会越来越大，冲击意味着设备功能精度下降，同时较大的设备间隙会带来严重的冲击负荷；这些因素会加剧产品质量的不稳定性。为了增加辊系的稳定性，工作辊的中心线与支承辊的中心线设计有一定的偏心量，所以工作辊和支承辊各有一侧的衬板受到的冲击载荷相对较大，轧钢时轧辊轴承座紧贴在出口缸块上，此时轴承座与入口缸块之间存在一定的间隙，因此我们希望能拥有一种间隙消除装置。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种可逆轧机间隙消除装置，该方案在轧机上使用该装置以后，可以满足轧机在不同状态下对设备间隙的要求，既可以在换辊时获得较大的间隙方便操作，又能在生产状态下通过该装置的作用将间隙消除以满足设备的功能精度，为生产的稳定和产品质量提供了保证。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种可逆轧机间隙消除装置，所述消除装置包括上支撑辊、上工作辊、入口平衡缸块、出口平衡缸块、下工作辊、下支撑辊，所述上支撑辊、上工作辊、入口平衡缸块、出口平衡缸块、下工作辊、下支撑辊均设置在轧机机架窗口内，所述上工作辊设置在上支撑辊的下方，所述下工作辊设置在下支撑辊的上方，所述入口平衡缸块和出口平衡缸块设置在上、下工作辊轴承座的两侧，所述消除装置还包括液压控制***，所述液压控制***包括下、下工作辊油缸液压控制***以及上、下工作辊垂直油缸液压控制***。

作为本发明的一种改进，所述入口平衡缸块包括缸块本体、衬板、油缸端盖、活塞杆、端盖密封组件、活塞密封组件以及导向环，所述入口平衡缸块设置为长方体形，入口平衡缸块上设计有6个独立的油缸，两个油缸Ⅱ和Ⅲ作用在垂直方向，分别位于缸块的顶部和底端，这两个油缸的活塞杆Ⅱ和Ⅲ动作方向相反，可以消除垂直方向的辊系间隙。四个油缸Ⅰ作用在水平方向，活塞杆动作方向相同，其中上部两个油缸的活塞杆作用在上工作辊轴承座上，下部两个油缸的活塞杆作用在下工作辊轴承座上，所述入口平衡缸块本体通过螺栓直接安装在轧机牌坊窗口的入口侧，入口平衡缸块本体的另一侧面安装有衬板，入口平衡缸块衬板上对应四个水平油缸的活塞杆处设计有四个孔，用于活塞杆通过，入口平衡缸块共两件，分别安装在轧机牌坊窗口的传动侧和工作侧入口，所述端盖密封组件25设置在缸块本体的一侧，所述活塞密封组件设置在活塞杆上。

作为本发明的一种改进，所述下工作辊油缸液压控制***包括溢流减压阀、换向阀、溢流阀以及油缸，其中溢流减压阀、换向阀、溢流阀安装在一个液压阀块上，阀块内部加工有油液通道，按照其工作原理将各个阀连接起来。溢流减压阀和溢流阀的作用是控制和稳定换向阀出口的压力。换向阀的两个出口分别通过液压连接管与油缸的两腔进油口连接，实现油缸活塞杆的伸出和缩回。换辊时换向阀的YH1A得电，油缸杆腔进油，油缸全部缩回，轧钢时，YH1B得电，油缸盲腔给油，此时四个垂直向下和四个水平油缸全部伸出，使下工作辊两个方向的间隙完全消除。

作为本发明的一种改进，所述上工作辊水平油缸液压控制***包括液控单向阀、换向阀、比例换向阀、压力传感器、安全阀以及水平油缸，其中液控单向阀、换向阀和比例换向阀、压力传感器、安全阀和换向阀安装在阀台的阀块上，阀块内部加工有油液通道，按照其工作原理将各个阀连接起来。换向阀的有两根出口管路分别与油缸的两腔油口连接，实现油缸活塞干的伸出和缩回。

作为本发明的一种改进，所述上工作辊垂直油缸液压控制***包括溢流减压阀、液控单向阀、比例换向阀、换向阀、溢流阀、三位四通换向阀、两位四通换向阀、安全阀、压力传感器、油缸，所述溢流减压阀、液控单向阀、比例换向阀、换向阀、溢流阀、三位四通换向阀两位四通换向阀、安全阀和压力传感器均安装在阀台的阀块上，阀块的内部加工有液压通道，将这些阀件按照其工作原理连通起来，实现压力和换向的控制，换向阀的两个出口通过压压管道与油缸的两腔油液入口连接起来，实现油缸活塞缸的伸出和缩回

由于工作辊轴承座与轧机窗口之间、上下工作辊之间均存在间隙，而且这些间隙会随着机架内侧衬板和轴承座衬板的磨损而变大，影响了轧件的尺寸精度和生产稳定性。本发明技术方案采用液压控制下的水平油缸的作用力，在轧制过程中消除工作辊轴承座与轧机窗口之间的间隙，稳定工作辊辊系从而稳定生产，提高产品精度，并考虑了换辊和生产时对间隙的不同需要，采用灵活的液压控制技术达到最佳的间隙效果。

相对于现有技术，本发明的优点如下：在生产时通过入口平衡缸块上水平油缸的，尽量减小或消除设备的间隙，提高设备的稳定性；在设备更换作业时油缸缩回释放出较大的间隙，利与设备的更换检修作业，在水平油缸的设置上，将其与现有的出、入口工作辊平衡缸快集成在一起，减少了增加水平油缸所需要的额外的安装空间，同时在缸块内部加工油路，减少了外部管路的数量，降低了液压漏油的风险。

附图说明

图1为本发明轧机结构示意简图；

图2和图3为本发明入口平衡缸块结构及局部放大图；

图4下工作辊油缸液压控制示意简图；

图5上工作辊水平油缸液压控制示意简图；

图6上工作辊垂直油缸液压控制示意简图；

图中：1、上支撑辊，2、上工作辊，3、入口平衡缸块，4、下支承辊，5、出口平衡缸块，6、下工作辊，21、缸块本体，22、衬板，23、油缸端盖，24、活塞杆，25、端盖密封组件，26、活塞密封组件，27、导向环、101、溢流减压阀，102、换向阀，103、溢流阀，104、油缸，201液控单向阀，202、换向阀，203、比例换向阀，205、压力传感器，206、安全阀，104、水平油缸，302、换向阀，303、溢流阀，305、三位四通换向阀，306、两位四通换向阀，308、安全阀.

具体实施方式

为了加强对本发明的理解和认识，下面结合附图和具体实施方式对本发明做出进一步的说明和介绍。

实施例1：参照图1，一种轧机间隙消除装置，所述消除装置包括上支撑辊1、上工作辊2、入口平衡缸块3、出口平衡缸块5、下工作辊6、下支撑辊4,以及液压控制***，图中入口平衡缸块3和出口平衡缸块5安装在轧机牌坊机架内，工作辊2的中心线与支承辊1的中心线存在水平方向的偏心量，运转时在压下力的作用下，工作辊2紧贴在出口平衡缸块5上，所以出口平衡缸块无需设计水平油缸。所述入口平衡缸块包括缸块本体21、衬板22、油缸端盖23、活塞杆24、端盖密封组件25、活塞密封组件 26以及导向环27，所述入口平衡缸块3设置为长方体形，入口平衡缸块上设计有6 个独立的油缸，两个油缸Ⅱ和Ⅲ作用在垂直方向，分别位于缸块的顶部和底端，这两个油缸的活塞杆Ⅱ和Ⅲ动作方向相反，可以消除垂直方向的辊系间隙。四个油缸Ⅰ作用在水平方向，活塞杆24动作方向相同，其中上部两个油缸的活塞杆作用在上工作辊轴承座上，下部两个油缸的活塞杆作用在下工作辊轴承座上，所述入口平衡缸块本体21通过螺栓直接安装在轧机牌坊窗口的入口侧，入口平衡缸块本体21的另一侧面安装有衬板22，入口平衡缸块衬板上对应四个水平油缸的活塞杆处设计有四个孔，用于活塞杆通过，入口平衡缸块3共两件，分别安装在轧机牌坊窗口的传动侧和工作侧入口，所述端盖密封组件25设置在缸块本体的一侧，所述活塞密封组件26设置在活塞杆24上。所述下工作辊油缸液压控制***包括溢流减压阀101、换向阀102、溢流阀103以及油缸104，其中溢流减压阀101、换向阀102、溢流阀103安装在一个液压阀块上，阀块内部加工有油液通道，按照其工作原理将各个阀连接起来。溢流减压阀和溢流阀的作用是控制和稳定换向阀出口的压力。换向阀的两个出口分别通过液压连接管与油缸的两腔进油口连接，实现油缸活塞杆的伸出和缩回。换辊时换向阀102 的YH1A得电，油缸104杆腔进油，油缸全部缩回，轧钢时，YH1B得电，油缸104盲腔给油，此时四个垂直向下和四个水平油缸全部伸出，使下工作辊6两个方向的间隙完全消除。所述上工作辊水平油缸液压控制***包括液控单向阀201和204、换向阀 202、比例换向阀203、压力传感器205、安全阀206以及水平油缸104，其中液控单向阀、换向阀和比例换向阀、压力传感器、安全阀和换向阀安装在阀台的阀块上，阀块内部加工有油液通道，按照其工作原理将各个阀连接起来。换向阀的有两根出口管路分别与油缸的两腔油口连接，实现油缸活塞干的伸出和缩回。所述上工作辊垂直油缸液压控制***包括溢流减压阀101、液控单向阀201、比例换向阀203、换向阀302、溢流阀303、三位四通换向阀305、两位四通换向阀306、安全阀308、压力传感器205、油缸104，所述溢流减压阀、液控单向阀、比例换向阀、换向阀、溢流阀、三位四通换向阀两位四通换向阀、安全阀和压力传感器均安装在阀台的阀块上，阀块的内部加工有液压通道，将这些阀件按照其工作原理连通起来，实现压力和换向的控制，换向阀的两个出口通过压压管道与油缸的两腔油液入口连接起来，实现油缸活塞缸的伸出和缩回；由于工作辊轴承座与轧机窗口之间、上下工作辊之间均存在间隙，而且这些间隙会随着机架内侧衬板和轴承座衬板的磨损而变大，影响了轧件的尺寸精度和生产稳定性。本发明技术方案采用液压控制下的水平油缸的作用力，在轧制过程中消除工作辊轴承座与轧机窗口之间的间隙，稳定工作辊辊系从而稳定生产，提高产品精度，并考虑了换辊和生产时对间隙的不同需要，采用灵活的液压控制技术达到最佳的间隙效果。

工作原理：参见图1-图6，所述入口平衡缸块3为长方体形，缸块上设计有6个独立的油缸，两个作用在垂直方向、上下各一个活塞杆，可以消除垂直方向的辊系间隙；四个作用在水平方向，对应的上面两个活塞杆作用在上工作辊轴承座上，下面两个活塞杆作用在下工作辊轴承座上。油缸块通过螺栓安装在轧机牌坊的入口内侧，缸块的内侧面安装有衬板，入口缸块衬板上对应每个缸块上的四个水平活塞杆设计有四个孔，偏于活塞杆动作，入口平衡缸块3共两件，分别安装在传动侧和工作侧。所述出口平衡缸块5与缸块3类似，其只有上下两垂直方向的活塞杆，没有水平方向的活塞杆。同样出口平衡缸块5共两件，分别安装在传动侧和工作侧。四个缸块共16个油缸，上下工作辊各有8个油缸作用在轴承座上。

其中上辊有四个油缸向上、四个水平方向顶在轴承座上，下辊同样也有有四个油缸向上、四个水平方向顶在轴承座上。

所述液压***主要三个：

1)下辊位置相对较固定，***控制较简单，参照图4，主要有溢流减压阀101、换向阀102、溢流阀103、油缸104等组成，换辊时换向阀102的YH1A得电，油缸104 杆腔进油，油缸全部缩回，轧钢时，YH1B得电，油缸104盲腔给油，此时四个垂直向下和四个水平油缸全部伸出，使下工作辊6两个方向的间隙完全消除。

2)由于可逆轧机的上工作辊动作范围较大，故上辊水平方向控制简图参照图5，主要有液控单向阀201和204、换向阀202、比例换向阀203、压力传感器205、安全阀206、水平油缸104等组成，其共有以下几种工作状态：

a)换辊时，换向阀202的YH2A得电，液控单向阀201和204处于直通转态，比例换向阀203的YH1A得电，油缸104完全缩回。

b)设定辊缝时(上工作辊向上或向下动作)，换向阀202的YH2A得电，液控单向阀201和204处于直通状态，比例换向阀203的YH1A得电，油缸104 完全缩回。上工作辊辊缝到位后，比例换向阀203的YH1B得电，油缸104 完全伸出，此时上工作辊6在油缸104的作用下，紧贴在出口平衡缸块5 上。

c)轧钢时，通过安装在机架上的振动数据采集器获得的水平振动数据与压力传感器205的压力相比较，后台PLC***自动调整比例换向阀203的YH1B 的电流，调整时，换向阀202的YH2A先得电，液控单向阀201和204处于直通状态。为了防止咬钢瞬间对液压***的冲击，安全阀206安全溢流作用。抛钢后，重覆步骤b)。

3)上辊垂直方向液压控制简图参照图6，主要有溢流减压阀101(设定压力为系

统压力一半左右)、液控单向阀201、比例换向阀203、换向阀302、溢流阀303、三位四通换向阀305、两位四通换向阀306、安全阀308、压力传感器205、油缸

104等组成，其共有以下几种工作状态：

a.换辊时，换向阀302的YH1b得电，油缸104杆腔给油)，同时三位四通换向阀305的YH3b得电，液控单向阀201处于直通状态，比例换向阀203 的YH2b得电，油缸104盲腔接油箱，活塞杆完全缩回。

b.轧钢时，换向阀302的YH1b得电，油缸104杆腔给油，同时三位四通换向阀305的YH3b得电，液控单向阀201处于直通状态，比例换向阀203 的YH2a得电，油缸盲腔给油，油缸产生向上的推力，消除垂直方向的间隙，咬钢后，通过安装在机架上的振动数据采集器获得的垂直振动数据与压力传感器205的压力相比较，后台PLC***自动调整比例换向阀203 的YH2a的电流，消除由于间隙引起的振动。

c.当可逆轧机最后一道次轧完后，辊缝需要快速的抬起到初始位，此时油缸动作行程较大，需要的压力油流量也较大，此时需要切换到大流量的快速回路，动作如下：换向阀302的YH1b得电，油缸104杆腔给油，三位四通换向阀305的YH3a得电，液控单向阀204处于直通状态(液控单向阀201关闭)，大流量的两位四通换向阀306的YH4a得电，大流量的压力油快速的进入油缸104的盲腔，快速抬起。

本发明的一种可逆轧机间隙消除的装置及其控制方法，降低由于间隙引起的轧机振动，提高轧机运行的稳定性，从而进一步的有利于控制板型，其控制精度高，能力强；***运行稳定，操作运行简便，大大促进了带钢的合格品率。

需要说明的是上述实施例，并没有用来限定本发明的保护范围，在上述基础上所作出的等同替换或者替代均属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种可逆轧机间隙消除装置，其特征在于，所述消除装置包括上支撑辊、上工作辊、入口平衡缸块、出口平衡缸块、下工作辊、下支撑辊，所述上支撑辊、上工作辊、入口平衡缸块、出口平衡缸块、下工作辊、下支撑辊均设置在轧机机架窗口内，所述上工作辊设置在上支撑辊的下方，所述下工作辊设置在下支撑辊的上方，所述入口平衡缸块和出口平衡缸块设置在上、下工作辊轴承座的两侧，所述消除装置还包括液压控制***，所述液压控制***包括下、下工作辊油缸液压控制***以及上、下工作辊垂直油缸液压控制***。

2.根据权利要求1所述的可逆轧机间隙消除装置，其特征在于，所述入口平衡缸块包括缸块本体、衬板、油缸端盖、活塞杆、端盖密封组件、活塞密封组件以及导向环，所述入口平衡缸块设置为长方体形，入口平衡缸块上设计有6个独立的油缸，两个油缸Ⅱ和Ⅲ作用在垂直方向，分别位于缸块的顶部和底端，四个油缸Ⅰ作用在水平方向，活塞杆24动作方向相同，其中上部两个油缸的活塞杆作用在上工作辊轴承座上，下部两个油缸的活塞杆作用在下工作辊轴承座上，所述入口平衡缸块本体通过螺栓直接安装在轧机牌坊窗口的入口侧，入口平衡缸块本体的另一侧面安装有衬板，入口平衡缸块衬板上对应四个水平油缸的活塞杆处设计有四个孔，用于活塞杆通过，入口平衡缸块共两件，分别安装在轧机牌坊窗口的传动侧和工作侧入口，所述端盖密封组件设置在缸块本体的一侧，所述活塞密封组件设置在活塞杆上。

3.根据权利要求2所述的可逆轧机间隙消除装置，其特征在于，所述下工作辊油缸液压控制***包括溢流减压阀、换向阀、溢流阀以及油缸，其中溢流减压阀、换向阀、溢流阀安装在一个液压阀块上，阀块内部加工有油液通道，按照其工作原理将各个阀连接起来，溢流减压阀和溢流阀的作用是控制和稳定换向阀出口的压力。换向阀的两个出口分别通过液压连接管与油缸的两腔进油口连接，实现油缸活塞杆的伸出和缩回。换辊时换向阀的YH1A得电，油缸杆腔进油，油缸全部缩回，轧钢时，YH1B得电，油缸盲腔给油，此时四个垂直向下和四个水平油缸全部伸出，使下工作辊两个方向的间隙完全消除。

4.根据权利要求2或3所述的可逆轧机间隙消除装置，其特征在于，所述上工作辊水平油缸液压控制***包括液控单向阀、换向阀、比例换向阀、压力传感器、安全阀以及水平油缸，其中液控单向阀、换向阀和比例换向阀、压力传感器、安全阀和换向阀安装在阀台的阀块上，阀块内部加工有油液通道，换向阀的有两根出口管路分别与油缸的两腔油口连接，实现油缸活塞干的伸出和缩回。

5.根据权利要求4所述的可逆轧机间隙消除装置，其特征在于，所述上工作辊垂直油缸液压控制***包括溢流减压阀、液控单向阀、比例换向阀、换向阀、溢流阀、三位四通换向阀、两位四通换向阀、安全阀、压力传感器、油缸，所述溢流减压阀、液控单向阀、比例换向阀、换向阀、溢流阀、三位四通换向阀两位四通换向阀、安全阀和压力传感器均安装在阀台的阀块上，阀块的内部加工有液压通道，实现压力和换向的控制，换向阀的两个出口通过压压管道与油缸的两腔油液入口连接起来，实现油缸活塞缸的伸出和缩回。

Images