CN100589893C - 一种三辊轧机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三辊轧机，它包括一个沿轧制轴线L设置的外框架3、若干个并列设置在外框架内的轧制机芯、驱动轧辊沿各自的轴线旋转的传动装置和轧辊调节装置；每一个轧制机芯上开有三个沿机芯圆周均匀分布径向导向槽，轧辊调节装置通过轧辊滑座与导向槽内的轴承座连接。通过轧辊调节装置使轧辊沿导向槽滑动，实现轧辊单独径向调整，调整轧辊旋转中心线(A1，A2，A3)与轧制轴线(L)间的距离，并且保证轧辊在移动的过程中轧辊孔型中心线始终在原始移动半径方向上。这种轧机的轧辊中心两侧对称的孔型点速度相等，提高了轧材几何形状、精度和表面光洁度。

Description

一种三辊轧机

技术领域

本发明涉及一种三辊轧机，特别是涉及用于轧制无缝钢管或棒材类的三辊轧机。

背景技术

目前，在无缝钢管连轧生产线中，连轧管机主要有两种，一种为传统的两辊连轧机，相邻机架上的轧辊呈90度交错布置，另一种为新型的三辊连轧机，相邻机架上的轧辊呈60度交错布置。从理论上和实验上已证明：三辊轧机有更先进的工艺性，能获得更高的轧件质量。

中国专利CN1042702C(发明名称：轧机机架)、CN1173786C(发明名称：一种具有三个或更多个可调旋臂的轧机机架)和CN1167522C(发明名称：采用芯棒的管材轧制单元)公开了一种具有三个可调旋臂的轧制机架的技术方案。三个轧辊分别安装在相应的杠杆臂上，这些杠杆臂可沿铰接在机架上的枢轴上转动，在压下缸的作用下三个杠杆臂在横向与轧制轴线的平面内摆动实现轧制。

上述结构存在问题是：由于轧辊沿杠杆臂枢轴旋转，使轧辊孔型中心线偏移原始压下半径方向，轧辊中心两侧对称的孔型点产生速度差，而轧材几何形状、精度、表面光洁度与轧辊圆周速度之间的差值有关，这影响轧制材料的金属流动性，影响轧制稳定性，对于正确的轧制是不可接受的。为克服这一问题，专利CN1042702C(发明名称：轧机机架)的技术方案中采用手动调节杠杆臂枢轴的位置进行补偿，但由于轧制过程中在相关区域会产生结壳和沉积，不能总是很容易地进行操作，必须对每一个摆臂枢轴反复进行；而且每个支承架有三个或更多个杠杆臂，同时在一个轧机中可能有六个或更多个支承架，所以调整所有的摆臂枢轴所需的时间和过程变得相当长和麻烦。专利CN1173786C(发明名称：一种具有三个或更多个可调旋臂的轧机机架)技术方案中设置了使轧辊支架绕轧制轴线旋转的装置，以调整摆臂枢轴的位置，但也不能根本改变轧辊沿摆臂枢轴旋转的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于轧制无缝钢管或棒材的三辊轧机，它能够解决轧机在调整轧辊旋转中心线与轧制轴线间的距离时，由于轧辊沿摆臂枢轴旋转，造成轧辊中心两侧对称孔型点速度不一致，影响轧材几何形状、精度和表面光洁度的问题。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是提供一种轧辊单独径向调整的三辊轧机，它包括一个沿轧制轴线L设置的外框架3、若干个轧制机芯30、传动装置11、12、13和轧辊调节装置5、6、7，所述的轧制机芯30并列设置在外框架3内，每一个轧制机芯包括三个轧辊45、46、47，三个轧辊分别有各自的自转轴线A1、A2、A3，三个轴线之间的夹角为60度；相邻的轧制机芯中的轧辊成60度交错布置；轧辊45、46、47的自转轴分别与传动装置11、12、13刚性连接，传动装置驱动轧辊沿各自的轴线旋转；轧制机芯30上开有三个径向导向槽37、38、39且沿机芯圆周均匀分布；导向槽37、38、39内分别设有轧辊滑座48、49、50；轧辊调节装置5、6、7固定设置在外框架3上且其伸缩端调节轧辊滑座在导向槽内位置，轧辊滑座48、49、50内侧端通过轴承座52，53，54与机芯内相应的轧辊45、46、47连接。这样，通过轧辊调节装置5、6、7使轧辊45、46、47沿导向槽滑动，实现轧辊单独径向调整，调整轧辊旋转中心线(A1，A2，A3)与轧制轴线(L)间的距离，并且保证轧辊在移动的过程中轧辊孔型中心线始终在原始移动半径方向上。

作为本发明的优选方案，所述三轧辊机的外框架3包括轧机入口机架61、轧机出口机架62、若干个闭合的环形板4、若干个拉杆63和两条与轧制轴线L平行的导轨20、21；环形板4分别套装在每个轧制机芯30的外侧，且通过若干个拉杆63串装固定连接在一起；导轨20、21对称设置在轧制轴线L两侧，分别与轧机入口机架61和轧机出口机架62的内侧固定连接；轧制机芯30下部的两侧分别设置有导轨附座35和36，其下表面分别安装有滚轮42和43，且分别卡在导轨20和21上，使轧制机芯30可以沿轧制轴线L轴向移动；导轨附座35和36的上表面分别设有定位块40、41；外框架3上与定位块40、41的相对面上开有定位槽，定位槽与定位块40、41的横截面相同；导轨附座35和36的下方分别设有液压缸14、15，液压缸活塞杆的伸出端与导轨附座35和36的下表面接触；液压缸从连接块35和36的下方将机芯30向上提升，使连接块35和36上的定位块40、41嵌入到外框架3对应位置的定位槽中，实现机芯30垂直和水平方向的定位；轧机出口机架62上还设有夹紧装置17，该夹紧装置可以施加有沿轧制轴线L的推力，使所有的机芯30紧靠轧机入口机架61。

作为本发明的进一步优选方案，所述的的三个轧辊45、46、47单独驱动。

作为本发明的再进一步优选方案，所述每个机芯30还包括三个定位销51，所述轧辊滑座48，49，50的侧壁上分别开有长孔33，定位销51分别伸进轧辊滑座48，49，50侧壁长孔33内，实现轧辊滑座在导向槽内的定位。轧辊45，46，47和轧辊滑座48，49，50可以沿径向从机芯30中移出。

作为本发明的更进一步优选方案，所述机芯30中的轧辊滑座48，49，50外侧端与轧制轴线L垂直的截面为工字形结构；轧辊调节装置5、6、7活塞杆端与轧制轴线L垂直的截面为两个相对的内弯钩结构，且与轧辊滑座48，49，50上的工字型结构相扣合。这样通过轧辊调节装置5、6、7对轧辊滑座48，49，50进行调整。各个机芯30可以沿与轧制轴线L平行的导轨15、16从外框架3中装入和移出，轧辊调节装置5、6、7上的弯钩18及轧辊滑座48，49，50上的工字型槽的方向与轧制轴线(L)平行，在机芯30装入和移出的过程中，弯钩18与工字型凹槽可以自然连接和脱开。

作为本发明的更再进一步优选方案，，所述机芯30还包括若干个调整垫片65，轧辊滑座48，49，50与轴承座52，53，54通过螺栓拉杆固定连接，调整垫片65分别置于轧辊滑座48，49，50与轴承座52，53，54之间。通过垫片调整实现轧辊修磨前后孔型一致，加工相同规格的轧材。

轧材通过几个机芯时被压延，沿径向施加到轧辊45，46，47上的轧制力，通过轴承座52，53，54传送到相应的轧辊滑座48，49，50上，然后，通过轧辊调节装置5，6，7的活塞杆5b，6b，7b将轧制力传到固定部件缸体5a，6a，7a上，最后该轧制力传到外支承架3上。

在轧材通过轧机时，对轧辊45，46，47作用沿轧制轴线L逆向的反作用力，通过轴承座52，53，54传到机芯30的端壁31上，端壁31与附座34，35，36刚性固定在一起，而且相邻机芯30之间附座34，35，36是相互挤靠在一起，因此，轴向的轧制力通过附座沿轧制轴线L从出口向入口传递，最后作用在轧机入口机架61上。外支承架3有一个圆柱状的几何体，有利于把上述轧制力分散到整个形体。可见通过这样的结构设计，可以将轴向轧制力和径向轧制力都传递到外支承架3上。机芯30只起支承轧辊的作用，其机构可以设计轻巧，容易实现机芯30的轴向移动和更换。

这种三辊轧机，在调整轧辊旋转中心线(A1，A2，A3)与轧制轴线(L)间的距离时，轧辊45、46、47只能沿导向槽径向调整，使轧辊中心两侧对称孔型点速度保持一致，提高了轧材几何形状、精度和表面光洁度，获得更高质量的轧件。而且，一体的液压调整机构，结构紧凑，维护简便；采用由加强体、实心体连接块焊接形成的机芯刚性好；对于磨损后再修磨的轧辊，通过垫片调整即可实现修磨前后孔型一致，加工相同规格的轧材。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是所述轧制机芯30的结构示意图；

图3是图1的A-A剖视图；

图4是所述轧辊调节装置的结构示意图；

图5是所述调整垫片置于轧辊滑座与轴承座之间连接关系示意图

图6是本发明所述滚轮与导轨配合结构放大图。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本发明包括一个沿轧制轴线L设置的外框架3、若干个轧制机芯30、传动装置11、12、13和轧辊调节装置5、6、7，所述的轧制机芯30并列设置在外框架3内，且同轴线，机芯30其结构基本上为一扁平框架，包括两个端壁31，并借助三个附座34，35，36刚性地连接两个端壁，其中形成一个中心孔32，构成待加工管材的通道；三个附座34，35，36成三角形布置，并且该三角形相对于通过轧制轴线L的垂直方向基本上是对称，附座34，35，36的间距足够大，以使轧辊滑座48，49，50能够容纳于其中。每一个轧制机芯30还包括三个轧辊45、46、47，三个轧辊分别有各自的自转轴线A1、A2、A3，三个轴线之间的夹角为60度；相邻的轧制机芯中的轧辊成60度交错布置；轧辊45、46、47的自转轴分别与传动装置11、12、13刚性连接，传动装置驱动轧辊沿各自的轴线旋转；轧制机芯30上开有三个径向导向槽37、38、39且沿机芯圆周均匀分布；导向槽37、38、39内分别设有轧辊滑座48、49、50；轧辊调节装置5、6、7固定设置在外框架3上且其伸缩端调节轧辊滑座在导向槽内位置，轧辊滑座48、49、50内侧端通过轴承座52，53，54与机芯内相应的轧辊45、46、47连接。这样，通过轧辊调节装置5、6、7使轧辊45、46、47沿导向槽滑动，实现轧辊单独径向调整，调整轧辊旋转中心线(A1，A2，A3)与轧制轴线(L)间的距离，并且保证轧辊在移动的过程中轧辊孔型中心线始终在原始移动半径方向上。

优选地，所述三轧辊机的外框架3包括轧机入口机架61、轧机出口机架62、若干个闭合的环形板4、若干个拉杆63和两条与轧制轴线L平行的导轨20、21；环形板4分别套装在每个轧制机芯30的外侧，且通过若干个拉杆63串装固定连接在一起；导轨20、21对称设置在轧制轴线L两侧，分别与轧机入口机架61和轧机出口机架62的内侧固定连接；如图6所示，轧制机芯30下部的两侧分别设置有导轨附座35和36，其下表面分别安装有滚轮42和43，可在导轨20和21上行走，使轧制机芯30可以沿轧制轴线L轴向移动；导轨附座35和36的上表面分别设有定位块40、41；外框架3上与定位块40、41的相对面上开有定位槽，定位槽与定位块40、41的横截面相同；导轨附座35和36的下方分别设有液压缸14、15，液压缸活塞杆的伸出端与导轨附座35和36的下表面接触；液压缸从导轨附座35和36的下方将机芯30向上提升，使导轨附座35和36上的定位块40、41嵌入到外框架3对应位置的定位槽中，实现机芯30垂直和水平方向的定位；多个机芯30作为轧制组件放置在外框架3内，相互之间通过导轨附座35和36挤靠，在轧机出口机架62上安装有夹紧装置17，可以施加有沿轧制轴线L的推力，使所有的机芯30紧靠轧机入口机架61，实现机芯30轧制轴线方向的固定；机芯30移出外框架3时，机芯30的连接块35和36的上有挂钩，机芯30通过挂钩相互连接在一起，从而被一起牵引而沿导轨15和16朝出口移动。

进一步优选地，所述的的三个轧辊45、46、47单独驱动。

再进一步优选地，所述每个机芯30还包括三个定位销51，轧辊滑座48，49，50的侧壁上分别开有长孔33，定位销51分别伸进轧辊滑座48，49，50侧壁长孔33内，限定与轧辊滑座48，49，50相连的轧辊45，46，47沿机芯30内导向槽37，38，39径向滑动的极限位置。

更进一步优选地，如图4所示，所述轧辊滑座48，49，50外侧端与轧制轴线L垂直的截面为工字形结构；轧辊调节装置5、6、7是组合在一体的液压调整机构，活塞杆端与轧制轴线L垂直的截面为两个相对的内弯钩结构18，且与轧辊滑座48，49，50上的工字型结构相扣合并消除间隙，以平衡轧辊总重(包括轧辊、轴承座、调整滑座的重量)，从而确保轧辊调节装置5，6，7的预定的接触状态。轧辊调节装置5、6、7中的活塞杆5b，6b，7b分别对应地沿径向作用于轧辊滑座48，49，50，当机芯处于工作位置后，按照预定的调整参数保持个轧辊的旋转轴线与轧制轴线L间的距离。这样通过轧辊调节装置5、6、7实现对轧辊滑座48，49，50的调整。

更再一步优选地，如图5所示，所述机芯30还包括若干个调整垫片65，轧辊滑座48，49，50与轴承座52，53，54通过螺栓拉杆固定连接，调整垫片65分别置于轧辊滑座48，49，50与轴承座52，53，54之间。通过垫片调整实现轧辊修磨前后孔型一致，加工相同规格的轧材。

以上关于本发明所述的三辊轧机，仅用以说明本发明而并非限制本实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果，只要满足使用需要，都在本发明的保护范围中。

Claims (8)

1、一种三辊轧机，包括一个沿轧制轴线设置的外框架(3)、若干个轧制机芯(30)、传动装置(11、12、13)和轧辊调节装置(5、6、7)，所述的轧制机芯(30)并列设置在外框架(3)内，每一个轧制机芯包括三个轧辊(45、46、47)，三个轧辊分别有各自的自转轴线(A1、A2、A3)，三个轴线之间的夹角为60度；相邻的轧制机芯中的轧辊成60度交错布置；轧辊(45、46、47)的自转轴分别与传动装置(11、12、13)刚性连接，传动装置驱动轧辊沿各自的轴线旋转；所述轧制机芯(30)上开有三个径向导向槽(37、38、39)且沿机芯圆周均匀分布；导向槽(37、38、39)内分别设有轧辊滑座(48、49、50)，所述轧辊调节装置(5、6、7)固定设置在外框架(3)上且其伸缩端调节轧辊滑座在导向槽内的位置，轧辊滑座(48、49、50)内侧端通过轴承座(52，53，54)与机芯内相应的轧辊(45、46、47)连接；

其特征在于：

所述轧辊调节装置(5、6、7)中，每个轧辊调节装置具有一个缸体(5a、6a、7a)，所述缸体(5a、6a、7a)内设有两个活塞杆，两个活塞杆从缸体同一端伸出；

上述两个活塞杆中，一个活塞杆的杆端与轧制轴线垂直的截面为两个相对的内弯钩结构(18)，且与轧辊滑座(48，49，50)上的工字型结构相扣合并消除间隙，以平衡轧辊总重，从而确保轧辊调节装置(5，6，7)的预定的接触状态，另一个活塞杆(5b，6b，7b)沿径向作用于轧辊滑座(48，49，50)，当机芯处于工作位置后，按照预定的调整参数保持各个轧辊的旋转轴线与轧制轴线间的距离。

2、根据权利要求1所述的三辊轧机，其特征在于所述轧辊滑座(48，49，50)外侧端与轧制轴线垂直的截面为工字形结构。

3、根据权利要求1或2所述的三辊轧机，其特征在于所述的外框架(3)包括轧机入口机架(61)、轧机出口机架(62)、若干个闭合的环形板(4)、若干个拉杆(63)和两条与轧制轴线平行的导轨(20、21)；所述环形板(4)分别套装在每个轧制机芯(30)的外侧，且通过若干个拉杆(63)串装固定连接在一起；导轨(20、21)对称设置在轧制轴线两侧，分别与轧机入口机架(61)和轧机出口机架(62)的内侧固定连接；所述的轧制机芯(30)下部的两侧分别设置有导轨附座(35、36)，其下表面分别安装有滚轮(42、43)，可在导轨(20、21)上行走。

4、根据权利要求3所述的三辊轧机，其特征在于所述导轨附座(35、36)的上表面分别设有定位块(40、41)；外框架(3)上与所述定位块(40、41)的相对面上开有定位槽，定位槽与定位块(40、41)的横截面相同；导轨附座(35、36)的下方分别设有液压缸(14、15)，液压缸活塞杆的伸出端与导轨附座(35、36)的下表面接触。

5、根据权利要求3所述的三辊轧机，其特征在于所述的轧机出口机架(62)上设有夹紧装置(17)，该夹紧装置可以施加有沿轧制轴线的推力，使所有的机芯(30)紧靠轧机入口机架(61)。

6、根据权利要求1所述的三辊轧机，其特征在于所述的的三个轧辊(45、46、47)单独驱动。

7、根据权利要求1所述的三辊轧机，其特征在于所述每个机芯(30)还包括三个定位销(51)，所述轧辊滑座(48，49，50)的侧壁上分别开有长孔(33)，定位销(51)分别伸进轧辊滑座(48，49，50)侧壁长孔(33)内。

8、根据权利要求1所述的三辊轧机，其特征在于所述机芯(30)还包括若干个调整垫片(65)，所述轧辊滑座(48，49，50)与轴承座(52，53，54)通过螺栓拉杆固定连接，调整垫片(65)分别置于轧辊滑座(48，49，50)与轴承座(52，53，54)之间。

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