CN101690944A - 一种轧机机架快速打开与紧固装置及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轧机机架快速打开与紧固装置及其工作方法，所述的装置包括预应力拉杆、传动侧机架、套筒、操作侧机架、快速驱动缸、支撑套和支架，所述的预应力拉杆通过螺纹与预应力螺母连接，所述的预应力螺母通过螺栓把合在传动侧机架上；所述的预应力拉杆上开有梯形槽；所述的斜楔式卡板的斜度的取值范围为1∶10～1∶50，其最佳值为1∶30。所述的方法包括操作侧机架和传动侧机架紧固与打开两个步骤。由于本发明巧妙地利用了斜面力的放大原理，将原卡盘式油缸锁紧装置中的两个动作，改为快速驱动缸的一个动作，取消了12个卡盘式油缸，简化了结构，节约了能源消耗，降低了成本，提高了轧制稳定性，减少了轧制事故率。
Description
技术领域
本发明涉及一种现代H型钢轧线之万能精轧机组设备，特别是涉及轧机或其他类似轧机中需要操作侧机架和传动侧机架快速分离和紧固的轧机机架快速打开与紧固装置及其工作方法。
背景技术
目前，代表世界先进技术的大型H型钢轧线，具有年产量高、品种多、生产效率高等特点，正是由于品种多且年产量高等特点，就决定了具有辊系数量及规格多，换辊次数多，要求换辊时间短等特点；另外万能精轧机组操作侧机架和传动侧机架在换辊时必须分离；为了满足快速换辊和换辊后能够稳定轧制的要求，需要一种装置，这种装置既能快速分离操作侧和传动侧机架，满足换辊的要求，又能在换完辊后将操作侧机架和传动侧机架快速连接起来，形成一体，并能承受水平轧制力的要求，满足轧制稳定性的条件。
如图6所示，目前使用的H型钢轧线之万能精轧机机组机架的打开与紧固装置采用的是卡盘式结构，该装置由往复式卡盘油缸、预应力拉杆、传动侧机架、套筒、操作侧机架、矩形卡板、快速驱动缸和支架等部分组成。该装置的工作原理如下：
当操作侧机架和传动侧机架需要紧固时，首先通过控制系统下达指令，并在液压阀块的作用下使快速驱动缸动作带动矩形卡板插入位于操作侧的预应力拉杆的矩形槽内；其次控制在液压阀块的作用下使往复式卡盘油缸左端进油口给油，使活塞向右移动，活塞和预应力拉杆通过螺纹连在一起，预应力拉杆也向右移动，随着拉杆的向右移动，拉杆与矩形卡板的间隙渐渐消除，通过预应力拉杆和套筒将操作侧机架和传动侧机架紧固在一起，并随着油缸压力的不断增大，拉杆产生预变形而使操作侧机架和传动侧机架紧固为一体；往复式卡盘式油缸所需要的工作压力是根据轧制H型钢时最大水平轧制力而确定的，且要求在工作过程中始终保压，否则不但保证不了轧制精度，而且可能导致轧制事故的发生。
当操作侧机架和传动侧机架需要打开时，首先使往复式卡盘油缸右端进油口给油，在卡盘油缸的作用下，使活塞向左移动，预应力拉杆也向左移动，释放预应力拉杆的预应力，使操作侧机架、传动侧机架、套筒均处于自由状态，并使预应力拉杆上的槽与矩形卡板具有足够的间隙；其次控制快速驱动缸带动矩形卡板从预应力拉杆的矩形槽内抽出，这样操作侧机架和传动侧机架就可以分离了。
该装置采用液压动态控制，有往复式液压缸，具有打开/紧固快，控制准确之优点。但缺点是：
1、在轧制过程中需持续供油，并保持工作压力为28MPa；
2、结构复杂，一个轧机有四个卡盘，一个机组共三个轧机，需12个卡盘。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明要提出一种轧机机架快速打开与紧固装置及其工作方法，解决在轧制过程中需对12个卡盘油缸持续供油的问题，并减少液压系统的负荷、节约能源消耗、简化结构、降低成本，在满足快速打开/紧固的前提下提高轧制的稳定性。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种轧机机架快速打开与紧固装置包括预应力拉杆、传动侧机架、套筒、操作侧机架、快速驱动缸、支撑套和支架，所述的预应力拉杆通过螺纹与预应力螺母连接，所述的预应力螺母通过螺栓把合在传动侧机架上，所述的套筒两端通过圆柱面配合和端面止口分别与操作侧机架和传动侧机架连接；所述的快速驱动缸通过销子与斜楔式卡板连接，通过铰链与支架连为一体；所述的支架通过螺栓与操作侧机架连为一体；在支架、操作侧机架与预应力拉杆之间安装有支撑套，所述的支撑套与支架、操作侧机架和预应力拉杆均通过圆柱面配合连接，预应力拉杆可沿支撑套内表面自由滑动。
本发明所述的预应力拉杆上开有梯形槽。
本发明所述的斜楔式卡板的斜度的取值范围为1∶10～1∶50，其最佳值为1∶30。
一种轧机机架快速打开与紧固装置的工作方法包括以下步骤：
A、当操作侧机架和传动侧机架需要紧固时，通过人工操作或自动控制系统下达指令，并在液压阀块的作用下使快速驱动缸带动斜楔式卡板插入位于操作侧的预应力拉杆的梯形槽内，随着快速驱动缸的向下移动，首先消除预应力拉杆梯形槽斜面与斜楔式卡板斜面的间隙，其次使预应力拉杆产生变形，并随着快速驱动缸压力的不断增大，操作侧机架、传动侧机架及套筒被压缩而产生应变，这样，就使操作侧机架和传动侧机架紧紧连为一体；
B、当操作侧机架和传动侧机架需要打开时，通过人工操作或自动控制系统下达指令，并在液压阀块的作用下使快速驱动缸反向动作带动斜楔式卡板从位于操作侧的预应力拉杆的梯形槽内抽出即可。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、由于本发明巧妙地利用了斜面力的放大原理，快速驱动缸用较小的力就能产生满足轧制要求的较大的紧固力。如图4所示，斜面力的放大原理可以用公式N＝F/λ表示，F为油缸产生的驱动力，N为产生的紧固力，λ为斜面的斜度，如果λ＝0.5，则F可放大一倍。
2、由于本发明巧妙地利用了斜面力的放大原理，将原卡盘式油缸锁紧装置中的两个动作，改为快速驱动缸的一个动作，同样完成机架快速打开/紧固的目的，快速驱动缸带有位移传感器和压力传感器，同样可以根据轧制H型钢的水平轧制力的要求，设定机架预紧力，起到卡盘式油缸一样的作用；本发明取消了12个卡盘式油缸，简化了结构，节约了能源消耗，降低了成本，提高了轧制稳定性，减少了轧制事故率；
3、本发明简化了结构，由简单结构的预应力螺母取代卡盘式油缸，取消了给卡盘式油缸的配管，自然也解决了在轧制过程中持续供油、并要保持工作压力为28MPa的缺点；
4、本发明中的斜面由于采用接近自锁范围内的斜度的设计，可保持在轧制时的自锁，再加上快速驱动缸的保压作用，可实现轧制过程中的双保险功能，提高了轧制稳定性。
5、本发明由于在操作侧机架侧增加了一个支撑套，相对与斜面来说它是一个近距离支点，在紧固与打开的过程中，可减少拉杆的弯曲变形，提高预应力拉杆的使用寿命。
6、本发明预计节省油缸造价62～68万元、节省阀组造价8～8.5万元、节省蓄能器造价11～12万元，这还没考虑泵站能力的减小所节省的费用以及用于电气控制的费用；实施本发明的直接经济效益在100万元以上，且简化了控制，对用户来讲，可节省能源消耗，减少噪音，减少环境污染，其社会效益巨大。
附图说明
本发明共有附图6张，其中：
图1是本发明轧机机架的快速打开与紧固装置的结构示意图。
图2是本发明轧机机架的快速打开与紧固装置的A-A剖面图。
图3是本发明轧机机架的快速打开与紧固装置的B-B剖面图。
图4是本发明轧机机架的快速打开与紧固装置的紧固时斜面工作位置示意图。
图5是本发明轧机机架的快速打开与紧固装置的斜面工作原理示意图。
图6是现有轧机机架的快速打开与紧固装置的结构示意图。
图中：1、预应力螺母，2、预应力拉杆，3、传动侧机架，4、套筒，5、操作侧机架，6、斜楔式卡板，7、快速驱动缸，8、支撑套，9、支架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1-5所示，一种轧机机架快速打开与紧固装置包括预应力拉杆2、传动侧机架3、套筒4、操作侧机架5、快速驱动缸7、支撑套8和支架9，所述的预应力拉杆2通过螺纹与预应力螺母1连接，所述的预应力螺母1通过螺栓把合在传动侧机架3上，所述的套筒4两端通过圆柱面配合和端面止口分别与操作侧机架5和传动侧机架3连接；所述的快速驱动缸7通过销子与斜楔式卡板6连接，通过铰链与支架9连为一体；所述的支架9通过螺栓与操作侧机架5连为一体；在支架9、操作侧机架5与预应力拉杆2之间安装有支撑套8，所述的支撑套8与支架9、操作侧机架5和预应力拉杆2均通过圆柱面配合连接，预应力拉杆2可沿支撑套8内表面自由滑动。所述的预应力拉杆2上开有梯形槽。所述的斜楔式卡板6的斜度的取值范围为1∶10～1∶50，其最佳值为1∶30。
一种轧机机架快速打开与紧固装置的工作方法包括以下步骤：
A、当操作侧机架5和传动侧机架3需要紧固时，通过人工操作或自动控制系统下达指令，并在液压阀块的作用下使快速驱动缸7带动斜楔式卡板6插入位于操作侧的预应力拉杆2的梯形槽内，随着快速驱动缸7的向下移动，首先消除预应力拉杆2梯形槽斜面与斜楔式卡板6斜面的间隙，其次使预应力拉杆2产生变形，并随着快速驱动缸7压力的不断增大，操作侧机架5、传动侧机架3及套筒4被压缩而产生应变，这样，就使操作侧机架5和传动侧机架3紧紧连为一体；
B、当操作侧机架5和传动侧机架3需要打开时，通过人工操作或自动控制系统下达指令，并在液压阀块的作用下使快速驱动缸7反向动作带动斜楔式卡板6从位于操作侧的预应力拉杆2的梯形槽内抽出即可。
Claims (4)
1.一种轧机机架快速打开与紧固装置包括预应力拉杆(2)、传动侧机架(3)、套筒(4)、操作侧机架(5)、快速驱动缸(7)、支撑套(8)和支架(9)，其特征在于：所述的预应力拉杆(2)通过螺纹与预应力螺母(1)连接，所述的预应力螺母(1)通过螺栓把合在传动侧机架(3)上，所述的套筒(4)两端通过圆柱面配合和端面止口分别与操作侧机架(5)和传动侧机架(3)连接；所述的快速驱动缸(7)通过销子与斜楔式卡板(6)连接，通过铰链与支架(9)连为一体；所述的支架(9)通过螺栓与操作侧机架(5)连为一体；在支架(9)、操作侧机架(5)与预应力拉杆(2)之间安装有支撑套(8)，所述的支撑套(8)与支架(9)、操作侧机架(5)和预应力拉杆(2)均通过圆柱面配合连接，预应力拉杆(2)可沿支撑套(8)内表面自由滑动。
2.根据权利要求1所述的轧机机架快速打开与紧固装置，其特征在于：所述的预应力拉杆(2)上开有梯形槽。
3.根据权利要求1所述的轧机机架快速打开与紧固装置，其特征在于：所述的斜楔式卡板(6)的斜度的取值范围为1∶10～1∶50，其最佳值为1∶30。
4.一种轧机机架快速打开与紧固装置的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、当操作侧机架(5)和传动侧机架(3)需要紧固时，通过人工操作或自动控制系统下达指令，并在液压阀块的作用下使快速驱动缸(7)带动斜楔式卡板(6)插入位于操作侧的预应力拉杆(2)的梯形槽内，随着快速驱动缸(7)的向下移动，首先消除预应力拉杆(2)梯形槽斜面与斜楔式卡板(6)斜面的间隙，其次使预应力拉杆(2)产生变形，并随着快速驱动缸(7)压力的不断增大，操作侧机架(5)、传动侧机架(3)及套筒(4)被压缩而产生应变，这样，就使操作侧机架(5)和传动侧机架(3)紧紧连为一体；
B、当操作侧机架(5)和传动侧机架(3)需要打开时，通过人工操作或自动控制系统下达指令，并在液压阀块的作用下使快速驱动缸(7)反向动作带动斜楔式卡板(6)从位于操作侧的预应力拉杆(2)的梯形槽内抽出即可。
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