CN1270086A - 一种单传动输入轴可调式三辊(120°y型)轧机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在生产线上可调辊缝的三辊轧机,其特征是三个互成120°的轧辊***靠单一输入传动轴通过两对轴向可调位的螺旋锥轮齿达到同步旋转,轧辊径向调整是靠辊系(轧辊、轴、轴承、螺旋锥齿轮)装在内孔偏心量a,外圆有变位蜗轮的轴承套(4)中;转动与蜗轮相啮合的蜗杆(3),达到调整轧辊径向的目的,4根蜗杆靠链轮,链条将其串联,用以达到同步旋转及同步调整三个辊缝的目的。而且可以实现自动遥控轧件尺寸,本发明轧机使用效果与德国KOCKS公司最新的RSB轧机相仿。但造价仅是它的1/10左右,这对普遍推广的三辊轧机极为有利。

Description

一种单传动输入轴可调式三辊(120°Y型)轧机

本发明涉及一种单传动输入轴，轧辊辊缝在生产线上可随时调整的三辊(120°Y型)轧机，以下简称可调式三辊轧机，它适用各种金属棒材、线材、管材的轧制，尤其有利于难变形金属及合金的轧制。

三辊120°轧机(简称KOCKS轧机)其历史是由德国Hilden，FRIEDRICH KOCKSGMBH&Co.首创于1947年，用于无缝管和焊管的张力减径机。1954年用于棒线材的三辊减径和定径机组。早期的张力减径机和棒线材减径和定径机(PSB)均属单根输入轴，通过螺旋锥齿轮，使三根轧辊轴同步转动，见图1。因此，这种三辊轧机轧辊为固定直径，不可调整的(只能在装配时微调)孔型磨损后只能采用小孔型的轧制道次机架的轧辊加工后，移到大孔型的轧制道次上使用(保持轧辊中心径不变)。这种轧机虽然精度极高。但是，轧辊的不可调整，大大限制了这种轧机的使用效果，并大大增加了备用机架的数量。1984年，KOCKS公司开发出新的减径定径机组(RSB)采用三个传动输入轴，每个轧辊均为可调整的，径向调整量为10mm，轴向调整量为0.5mm。这种新轧机确实具有使用方便灵活的优点，效果特佳。见图6，但是这种新型RSB轧机由于120°三根输入轴分别传动。其传动齿轮箱比较复杂，庞大、笨重，它带来了设备重量大，使用维护复杂，造价高的特点。一套3至5机架的215至370辊径的RSB机组的售价为350至600万美元之巨。因此，它也限制了该轧机的普遍使用。它的投资费用让用户望而却步，使它的优越性大打折扣。

现有的三辊轧机由于其轧辊(辊环)呈Y型120°布置的结构特点，在轧制棒材、线材、管材及它们的难变形金属中显示其突出优点：(1)它是三向压缩，如果交替轧制呈六向压缩，图1为上传动三辊轧机；图2为下传动三辊轧机，它们交替压缩轧件，因此变形及冷却较均匀。(2)劈头显著减少，堆料事故也少，图3中1-为普通轧机轧出的端头为劈头；2-为三辊轧机轧出的端头为园头。(3)在三辊轧机中采用三角孔型***属“同形孔型”各道不大改变轧件形状，因此，孔型磨损均匀，连轧中轧件断面各处张力也较均匀；三辊轧机轧出的成品精度极高，其尺寸公差可达±0.1mm。

三辊轧机的上述优点，理应推广此类轧机，但是，由于其结构特点，又限制了它的广泛使用；(1)三辊轧机的三个轧辊采用不可调整的结构，见图1和图5。虽然相对来说，结构较简单，易加工制造，造价也低，但是，由于轧辊不可调整，当轧辊装机后，各种误差及弹性变形无法弥补，积累误差及轧辊轧制一段时间磨损后无法补救，既影响轧件尺寸精度，又增加了换辊次数。更需要备用多套机架。(2)如果用轧辊可调式三辊轧机，虽然克服了上述不可调的弱点，但是，由于轧辊可调整带来三辊轧机非常复杂。见图4中一种可调式三辊轧机的传动结构简图和图6为KOCKS公司RSB(3-roll Reducing and/or Sizing Blocks)。它的加工制造难度高，造价也高，维护也困难。因此，上述缺点又大大限制轧机的发展和广泛使用。

图1为上传动三辊轧机其中1-轴承；2-主动轴；3-锥齿轮；4-轧辊；5-从动轴。

图2为下传动三辊轧机其中1-轴承；2-主动轴；3-锥齿轮；4-轧辊；5-从动轴。

图3为轧件头部形状图，其中1-普通轧机轧出的轧件端头；2-Y型轧机轧出的轧件端头。

图4为可调式三辊轧机传动结构简图。其中1-主动轴；2-轴承；3-园柱齿轮。4-联轴器；5-锥齿轮；6-轧辊。

图5为单一传动输入轴的定径机图(PSB：Precision Sizing Block)

图6为三个传动输入轴的减径定径机图(RSB：Reducing and/or Sizing Block)

图7为可调式三辊轧机正面视图(下)及侧面剖视图(右)，正面剖视图(左)其中1-主动轴；2-从动轴；3-蜗杆；4-偏心轴承套及蜗轮；5-螺母环；6-轧辊；7-机架；8-螺旋锥齿轮；9-双排链轮；10-单排链条；11-轴承；12-轴承。

本发明的任务旨在给出一种结构简单，制造方便，造价低、可随时在生产线上调整轧辊辊缝的单轴传动三辊轧机，其设计的辊缝2或1.5mm可无级调整至0。离开生产线换辊时辊径变化8～12mm。

本发明的技术方案：包括机架、辊系、压下装置等，它的结构特点是将轧辊、轴、轴承等转动件装在内孔偏心，外园有变位蜗轮的轴承套(4)中，轴承套(4)装在机架(7)的内孔中，当装在机架(7)中与蜗轮相啮合的蜗杆(3)转动时，蜗轮也按减速比旋转一个角度，内孔偏心的轴承套(4)也随之旋转，并将轧辊、轴、轴承等的轴线相对机架中心移动一定位置(向心或离心)，三根轧辊都采用相同方法调整，就达到调整三个轧辊辊缝的目的。为了使三个辊缝均匀快捷的调整，将机架中部的六个轴承套上的蜗轮用三根蜗杆啮合，即一带二，整台机仅4根蜗杆，在每根蜗杆出轴处装一个双排链轮，再用单排链条将4个链轮串联起来，当手轮或搬手旋转任何一个双排链轮时，其它三个链轮将同时同方向转动，并通过4根蜗杆带动7个蜗轮同时转动，进而达到三根轧辊同时向机架中心或同时离机架中心移动。为了避免三根轧辊向心或离心移动时，在轧辊轴上的两对螺旋锥齿轮(8)的啮合条件受到破坏，在设计时对螺旋锥齿轮进行变位处理，并可以根据轧辊直径变化，利用螺母环(5)将两对螺旋锥齿轮进行轴向调整，使其保持正常啮合。当用一台小动力装置驱动链轮时即可实现自动遥控辊缝及轧件尺寸。

本发明是在不可调式三辊轧机的基础上做上述的结构修改，其制造难度比不可调式三辊轧机稍高一些。造价约高20％，它的使用效果将是不可调式三辊轧机(PSB)的8倍至10倍以上，体现在轧件和成品的精度高，轧制中尺寸变化可随时调整修正，轧辊磨损也可以用调辊缝来修正，轧辊在生产线上长时间使用可不用换辊，大大延长轧辊使用寿命。此外，本发明：可调式三辊轧机造价是RSB轧机造价的1/10或更低。

本发明是这样实施的：附图7为可调式三辊轧机正面视图(下)及侧面剖视图(右)正面剖视面(左)，其中1-主动轴；2-从动轴；3-蜗杆；4-偏心轴承套及蜗轮；5-螺母环；6-轧辊；7-机架；8-螺旋锥齿轮；9-双排链轮；10-单排链条；11-轴承；12-轴承。

在常规不可调式三辊轧机的结构基础上，将主动轴上的三个轴承套及从动轴上的四个轴承套做成内孔偏心，外园带变位蜗轮的轴承套(4)，其偏心量根据轧辊径向调整量确定，一般为2.5至3mm，轧辊(6)轴(1或2)、轴承(11)、螺旋锥齿轮(8)等辊系转动件装在轴承套(4)的内孔中，轴承套(4)又装在机架(7)的内孔中。一根主动轴与两根从动轴互成60°的正三角形分布，三个轧辊对机架(7)中心互成120°。4根蜗杆(3)分别与7个轴承套上的蜗杆(4)相啮合；其中在机架中间的三根蜗杆是一根蜗杆同时啮合两个蜗轮(4)。蜗杆(3)装有轴承(12)，安装在机架中用链轮串联起来，即第一个联第二个，第二个联第三个，第三个联第四个。其结果是旋转任何一个链轮一周，其它三个链轮也同时同方向旋转一周。(等于四根蜗杆同时同方向旋转一周)。

轧辊压下量的计算公式：根据蜗轮蜗杆传动原理

设ds——三根轧辊压下量        ΔS——单根轧辊轴线位移量

   a——轴承套内孔偏心量       Z₁——蜗杆头数

  Z₂——蜗轮齿数                n——链轮转动圈数 $\mathrm{\ΔS}=\frac{2\mathrm{an}{Z}_1}{Z_2}$

由于轧件形状及轧辊的孔型有差别，三根轧辊又是从120°三个方向压向轧件，对园轧件来说压下量ds≈2ΔS＝4anZ₁/Z₂

以上实施例中设计的蜗杆头数Z₁＝1，蜗轮齿数Z₂＝79，轴承套的偏心量a＝3mm，根据计算公式：当链轮(蜗杆)旋转1圈时

ΔS＝2×3×1×1/79＝0.076mm

三个辊压下量ds≈2ΔS×0.076＝0.152mm

a＝3，轧辊直径的径向变化量为4a＝12＝至0mm，轧辊直径D＝350±6mm，辊宽为b＝50

Claims (2)

1.一种单传动输入轴可调式三辊轧机，包括机架、辊系、齿轮、压下装置等，其特征在于：

a.三个互成120°的轧辊装有两对为实现同步旋转目的的轴向可调位的螺旋锥齿轮；

b.七个或六个内孔有偏心量a，外园有变位蜗轮的轴承套(4)装在互成60°的机架(7)的内孔中，并与蜗杆(3)相啮合的位置，其中三根蜗杆(3)处在同时啮合两个蜗轮(4)的位置；

c.每根蜗杆(3)出轴端装有直径相同的用链条将他们串联的单排或双排链轮(9)；

d.链轮的驱动可以是一台小动力装置；

2.也有的三辊轧机出轴端不装轴承，因此，主动轴上，根据需要装2个或3个轴承套(4)，所以，蜗轮可以是7个或6个，蜗杆可以是4根或3根。

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