CN101698196B - 工作辊换辊机自动挂钩装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于轧机的工作辊系，特别涉及冷、热轧板坯生产线粗轧和精轧主轧机的工作辊换辊机中的一种工作辊换辊机自动挂钩装置及其操作方法；包括推拉装置固定架体、换辊钩、挂钩，其特征在于：在工作辊辊系上装设钩头顶面M低于钩身顶面N的挂钩，与挂钩的位置相对应，在工作辊换辊机上装移动架体，在移动架体上装设由复位块、定位块、铰轴、压缩弹簧、圆弧面滑板和换辊钩组成的压缩弹簧调控的换辊钩机构。本发明不仅设计合理，结构紧凑，既不需外接专用的驱动能源，就可完成工作辊的换辊，又简单实用，而且具有节约能源，投资费用低，工作可靠，便于维修以及操作安全，使用十分方便等优点。

Description

工作辊换辊机自动挂钩装置及其操作方法 

技术领域

本发明属于轧机的工作辊系，特别涉及冷、热轧板坯生产线中粗轧和精轧主轧机的工作辊换辊机中的一种工作辊换辊机自动挂钩装置及其操作方法。 

背景技术

目前，国内外的轧制板坯的冷、热轧机组中工作辊换辊机都采用自动换辊装置，换辊装置由横移装置和推拉装置两部分组成，横移装置负责将工作辊系对中机架窗口，推拉装置负责将工作辊系推入和拉出机架窗口。推拉装置在推入工作辊系时，使工作辊系沿特定轨道向前运动到工作位置并停止；推拉装置的结构一般用大行程推拉液压缸或者电动拖车驱动，推拉缸或者拖车与工作辊系通过推拉装置固定架体前端的换辊钩与固定在工作辊系换辊侧轴承座上的挂钩连接来完成推入和拉出动作，当前这种连接被广泛采用。根据换辊工艺过程的需要，换辊钩的挂入和脱离是要分步骤按程序进行的，目前国内外的这种类型换辊机换辊钩的挂入和脱离动作一般通过三种方式进行，一是人工手动挂入和脱离，即完全靠人工手动操作使换辊钩与工作辊系上的挂钩挂入和脱离，该方式结构虽然简单，但缺点是必须要人在现场操作，自动化程度很低；二是半自动挂入和脱离，即挂入或者脱离两个动作中有一个由人工手动操作完成，另一个动作由设备通过特定机构自动完成，该方式较第一种稍有进步，但缺点是结构较第一种复杂，需要专设动作驱动装置；三是自动挂入和脱离，这种方式是通过采用一个液压缸或者电液推杆来完成挂钩的挂入和脱离动作，这种方式自动化程度高，现在也被广泛采用，缺点是必须设计较为复杂的机构和机构动作来完成这两个动作，而且必须有附加的专门驱动装置并且消耗能源才能完成工作，这使设备结构复杂程度大大增加，设备故障率、后期维护难度、设备成本以及能源消耗都随之增加。 

发明内容

本发明旨在为了避免上述技术中存在的缺点和不足之处，而提供不仅设计 合理，结构紧凑，既不需外接专用的驱动能源，就可完成工作辊的换辊，又简单实用，而且具有节约能源，投资费用低，工作可靠，便于维修以及操作安全和使用十分方便的一种工作辊换辊机自动挂钩装置及其操作方法。 

本发明的目的是采用如下的技术方案实现的：所述的工作辊换辊机自动挂钩装置及其操作方法，包括推拉装置固定架体、换辊钩、挂钩，其特征在于：在工作辊辊系上装设钩头顶面M低于钩身顶面N的挂钩，与挂钩的位置相对应，在推拉装置固定架体上装设作纵向直线运动的移动架体，在移动架体上装设由弹簧调控的换辊钩机构，所述的弹簧调控的换辊钩机构由复位块、限位块、铰轴、弹簧、圆弧面滑板和换辊钩组成，在移动架体上以铰轴铰接换辊钩，换辊钩的钩头前端下部端面上连接圆弧面滑板，铰轴与换辊钩之间的侧面上装设至少一个弹簧，与换辊钩后端上侧面位置相对应，在推拉装置固定架体的上部固接复位块，与换辊钩后端下侧面位置相对应，在移动架体下部连接限位块。 

所述的换辊钩铰接在移动架体的数量或是一个或是两个；当安装两个换辊钩时，并列安装在移动架体上。 

所述的圆弧面滑板或是用螺钉连接或是铆接在换辊钩的钩头前端下部端面上。 

所述的工作辊换辊机自动挂钩装置的操作方法，其特征在于：其操作方法的步骤于下： 

步骤1——准备推入工作辊系； 

步骤2——换辊钩随移动架体向挂钩移动，当安装在换辊钩前端的圆弧面滑板与挂钩的M导向区接触时，受到M处的阻碍和导向作用，换辊钩将绕铰轴逆时针转动，使移动架体继续向挂钩移动，导致弹簧得以拉伸； 

步骤3——当圆弧面滑板滑过M区时，换辊钩因受弹簧的弹力作用，将绕铰轴顺时针转动，使换辊钩的钩头与挂钩的钩头得以自动钩接；此时使移动架体仍然继续向挂钩移动； 

步骤4——当圆弧面滑板与挂钩的N导向区接触时，受到N处的阻碍和导向作用，换辊钩又将绕铰轴逆时针转动，仍然使移动架体继续向挂钩移动，当移动架体移动到一定距离时，换辊钩的转动使弹簧对换辊钩产生的力矩达到临界状 态；当移动架体继续向挂钩移动一小段距离，换辊钩将绕铰轴发生快速的逆时针转动，停止在限位块处； 

步骤5——使移动架体继续向挂钩移动，待移动架体的前端顶紧挂钩，并迫使工作辊系沿特定轨道向前运动到工作位置并停止； 

步骤6——当工作辊系到达工作位置后，使移动架体反向移动并返回到起始位置，因受复位块的复位作用和限位块的制约作用，换辊钩得以完成复位；而实现更换工作辊推入工作辊辊系； 

步骤7——准备工作辊拉出工作辊系，移动架体向挂钩移动； 

步骤8——换辊钩随移动架体向挂钩移动，当安装在其前端圆弧面滑板与挂钩的M导向区接触时，受到M区的阻碍和导向作用，换辊钩将绕铰轴逆时针转动； 

步骤9——当换辊钩继续向挂钩移动，使换辊钩的钩嘴滑过M区时，换辊钩因受到弹簧的弹力作用，使换辊钩立即绕铰轴顺时针转动，实现自动挂钩；此时停止移动架体向挂钩移动，并准备拉出工作辊系； 

步骤10——使移动架体反向移动，将工作辊系拉出工作位置并停止在指定位置； 

步骤11——使移动架体又一次向挂钩移动，并使换辊钩前端的圆弧面滑板与挂钩的N区接触，此时使移动架体继续向挂钩移动，移动架体移动到一定距离时，换辊钩的转动使弹簧对换辊钩产生的力矩达到临界状态；此位置弹簧对换辊钩产生的转矩为零；当移动架体继续向挂钩移动一小段距离，换辊钩将受到弹簧对换辊钩与平衡点之前反向的力矩，换辊钩将绕铰轴发生快速的逆时针转动，停止在限位块处；此时顺利完成自动脱钩动作； 

步骤12——再次使移动架体反向移动，并返回到起始位置，因受复位块的复位作用和限位块的制约作用，换辊钩得以完成复位；而实现更换工作辊拉出工作辊辊系。 

本发明的原理和操作过程分述于下： 

本发明中的换辊钩的挂入和脱离是通过一组可调预压缩量或伸长量的弹簧所储存的弹簧能，依靠换辊钩前端圆弧面滑板圆弧面的辅助导向作用驱动换辊钩以完成换辊钩的自动挂入和自动脱离，完成换辊过程。这种自动挂钩装置不仅能自动完成换辊钩的挂入和脱离，而且不再依赖外部复杂的驱动装置，也无能源消耗，取而代之的是使用最简单的机械原理——巧妙的利用弹簧以及曲面导向运动副的作用实现完全自动化。 

综以上所采取的技术方案，实现本发明的目的。 

与现有技术相比，本发明具有如下优点： 

一、设计合理，结构紧凑，简单实用，使用预压缩量-伸长量的弹簧来储存能量代替液压缸或电液推杆等驱动装置来完成换辊钩的挂入和脱离，不仅使设备结构大大简化，而且也省掉外接专用的驱动能源，不仅维护方便简单，而且从结构和能源两方面都大大节省了设备成本和维护费用。 

二、采用可调的预压缩量的弹簧，用以调节换辊钩挂入和脱离的准确位置，使该装置具有更好的实用性、可靠性和安全性。 

三、换辊钩前端导向部分设有一块圆弧面滑板，以方便磨损后更换，不仅更换简单方便，而且圆弧面设计在导向时能保证较小的压力角和较低的摩擦系数，另外这种小局部更换也大大减低了设备维护时间和维修成本。 

四、还便于对现有的手动和半自动方式的设备进行技术改造，提高设备的自动化程度。 

附图说明

本发明有十四幅附图。其中： 

附图1是本发明的具体实施例的主视结构示意图。 

附图2是本发明具体实施例的操作步骤1的示意图； 

附图3是本发明具体实施例的操作步骤2的示意图； 

附图4是本发明具体实施例的操作步骤3的示意图； 

附图5是本发明具体实施例的操作步骤4的示意图； 

附图6是本发明具体实施例的操作步骤5的示意图； 

附图7是本发明具体实施例的操作步骤6的示意图； 

附图8是本发明具体实施例的操作步骤7的示意图； 

附图9是本发明具体实施例的操作步骤8的示意图； 

附图10是本发明具体实施例的操作步骤9的示意图； 

附图11是本发明具体实施例的操作步骤10的示意图； 

附图12是本发明具体实施例的操作步骤11的示意图； 

附图13和附图14是本发明具体实施例的操作步骤12的示意图。 

图中：1、移动架体，2、复位块，3、限位块，4、铰轴， 5、换辊钩，6、弹簧，7、圆弧面滑板，8、挂钩，9、工作辊辊系，10、推拉装置固定架体。 

具体实施方式

图1所示是本发明的具体实施例，它是轧制厚为20mm，宽为2800mm的四辊可逆轧机的工作辊换辊机中的工作辊换辊机自动挂钩装置及其操作方法；包括推拉装置固定架体10、换辊钩5、挂钩8，其特征在于：在工作辊辊系9上装设钩头顶面M低于钩身顶面N的挂钩8，与挂钩8的位置相对应，在推拉装置固定架体10上装设作纵向直线运动的移动架体1，在移动架体1上装设由弹簧调控的换辊钩机构，所述的弹簧调控的换辊钩机构由复位块2、限位块3、铰轴4、弹簧6、圆弧面滑板7和换辊钩5组成，在移动架体1上以铰轴4铰接一个换辊钩5，换辊钩5的钩头前端下部端面上布以螺钉连接圆弧面滑板7，铰轴4与换辊钩5之间的侧面上装设一个弹簧6，与换辊钩5后端上侧面位置相对应，在拉装置固定架体10的上部固接复位块2，与换辊钩5后端下侧面位置相对应，在移动架体1下部固接限位块3。 

所述的工作辊换辊机自动挂钩装置的操作方法，其特征在于：其操作方法的步骤于下： 

步骤1(如图2所示)——准备推入工作辊系9； 

步骤2(如图3所示)——换辊钩5随移动架体1向右侧的挂钩8移动，当安装在换辊钩5前端的圆弧面滑板7与挂钩8的M导向区接触时，受到M处的阻碍和导向作用，换辊钩5将绕铰轴4逆时针转动，使移动架体1继续向右侧的挂钩8移动，导致弹簧6得以拉伸； 

步骤3(如图4所示)——当圆弧面滑板7滑过M区时，换辊钩5因受弹簧6的弹力作用，将绕铰轴4顺时针转动，使换辊钩5的钩嘴与挂钩8的钩嘴得以自动钩接；此时使移动架体1仍然继续右侧的挂钩8移动； 

步骤4(如图5所示)——当圆弧面滑板7与挂钩8的N导向区接触时，受到N处的阻碍和导向作用，换辊钩5又将绕铰轴4逆时针转动，仍然使移动架体1继续向右侧的挂钩8移动，当移动架体1移动到一定距离时，换辊钩5的转动使弹簧6对换辊钩5产生的力矩达到临界状态；当移动架体1继续向右侧的挂钩8移动一小段距离，换辊钩5将绕铰轴4发生快速的逆时针转动，停止在限位块3处； 

步骤5(如图6所示)——使移动架体1继续向右侧的挂钩8移动，待移动架体1的前端顶紧挂钩8，并迫使工作辊系9沿特定轨道向前运动到工作位置并停止；

步骤6(如图7所示)——当工作辊系9到达工作位置后，使移动架体1反向移动并返回到起始位置，因受复位块2的复位作用和限位块3的制约作用，换辊钩5得以完成复位；而实现更换工作辊推入工作辊辊系9； 

步骤7(如图8所示)——准备拉出工作辊系9，移动架体1向右侧的挂钩8移动； 

步骤8(如图9所示)——换辊钩5随移动架体1向右侧的挂钩8移动，当安装在其前端圆弧面滑板7与挂钩8的M导向区接触时，受到M区的阻碍和导向作用，换辊钩5将绕铰轴4逆时针转动； 

步骤9(如图10所示)——当换辊钩5继续向右侧的挂钩8移动，使换辊钩5的钩嘴滑过M区时，换辊钩5因受到弹簧6的弹力作用，使换辊钩5绕铰轴4发生快速的顺时针转动，实现自动挂钩；此时停止移动架体1向右侧的挂钩8移动，并准备更换工作辊拉出工作辊系9； 

步骤10(如图11所示)——使移动架体1反向移动，将工作辊系9拉出工作位置并停止在指定位置； 

步骤11(如图12所示)——使移动架体1又一次向右侧的挂钩8移动，并使换辊钩5前端的圆弧面滑板7与挂钩8的N区接触，此时使移动架体1继续向右侧的挂钩8移动，移动架体1移动到一定距离时，换辊钩5的转动使弹簧6对换辊钩5产生的力矩达到临界点；此位置弹簧6对换辊钩5产生的转矩为零；当移动架体1继续向挂钩8移动一小段距离，换辊钩5将受到弹簧6对换辊钩5与平衡点之前反向的力矩，换辊钩5将绕铰轴4发生快速的逆时针转动，停止在限位块3处；此时顺利完成自动脱钩动作； 

步骤12(如图13和图14所示)——再次使移动架体1反向移动，并返回到起始位置，换辊钩5因受复位块2的复位作用和限位块3的制约作用，换辊钩5得以完成复位；而实现更换工作辊拉出工作辊辊系9。 

以上所述，仅为本发明的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所有熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，根据本发明的技术方案及其本发明的构思加以等同替换或改变均应涵盖在本发明的保护范围之内。 

Claims (4)

1.一种工作辊换辊机自动挂钩装置，包括推拉装置固定架体(10)、换辊钩(5)、挂钩，其特征在于：在工作辊辊系(9)上装设钩头顶面M低于钩身顶面N的挂钩(8)，与挂钩(8)的位置相对应，在推拉装置固定架体(10)上装设作纵向直线运动的移动架体(1)，在移动架体(1)上装设由弹簧调控的换辊钩机构，所述的弹簧调控的换辊钩机构由复位块(2)、限位块(3)、铰轴(4)、弹簧(6)、圆弧面滑板(7)和换辊钩(5)组成，在移动架体(1)上以铰轴(4)铰接换辊钩(5)，换辊钩(5)的钩头前端下部端面上连接圆弧面滑板(7)，铰轴(4)与换辊钩(5)之间的侧面上装设至少一个弹簧(6)，与换辊钩(5)后端上侧面位置相对应，在推拉装置固定架体(10)的上部固接复位块(2)，与换辊钩(5)后端下侧面位置相对应，在移动架体(1)下部连接限位块(3)。

2.按权利要求1所述的工作辊换辊机自动挂钩装置，其特征在于：所述的换辊钩(5)铰接在移动架体(1)的数量或是一个或是两个；当安装两个换辊钩(5)时，并列安装在移动架体(1)上。

3.按权利要求1所述的工作辊换辊机自动挂钩装置，其特征在于：所述的圆弧面滑板(7)或是用螺钉连接或是铆接在换辊钩(5)的钩头前端下部端面上。

4.一种如按权利要求1所述的工作辊换辊机自动挂钩装置的操作方法，其特征在于：其操作方法的步骤于下：

步骤1——准备推入工作辊系(9)；

步骤2——换辊钩(5)随移动架体(1)向挂钩(8)移动，当安装在换辊钩(5)前端的圆弧面滑板(7)与挂钩(8)的M导向区接触时，受到M处的阻碍和导向作用，换辊钩(5)将绕铰轴(4)逆时针转动，使移动架体(1)继续向挂钩(8)移动，导致弹簧(6)得以拉伸；

步骤3——当圆弧面滑板(7)滑过M区时，换辊钩(5)因受弹簧(6)的弹力作用，将绕铰轴(4)顺时针转动，使换辊钩(5)的钩头与挂钩(8)的钩头得以自动钩接；此时使移动架体(1)仍然继续向挂钩(8)移动；

步骤4——当圆弧面滑板(7)与挂钩(8)的N导向区接触时，受到N处的 阻碍和导向作用，换辊钩(5)又将绕铰轴(4)逆时针转动，仍然使移动架体(1)继续向挂钩(8)移动，当移动架体(1)移动到一定距离时，换辊钩(5)的转动使弹簧(6)对换辊钩(5)产生的力矩达到临界状态；当移动架体(1)继续向挂钩(8)移动一小段距离，换辊钩(5)将绕铰轴(4)发生快速的逆时针转动，停止在限位块(3)处；

步骤5——使移动架体(1)继续向挂钩(8)移动，待移动架体(1)的前端顶紧挂钩(8)，并迫使工作辊系(9)沿特定轨道向前运动到工作位置并停止；

步骤6——当工作辊系(9)到达工作位置后，使移动架体(1)反向移动并返回到起始位置，因受复位块(2)的复位作用和限位块(3)的制约作用，换辊钩(5)得以完成复位；而实现更换工作辊推入工作辊辊系(9)；

步骤7——准备工作辊拉出工作辊系(9)，移动架体(1)向挂钩(8)移动；

步骤8——换辊钩(5)随移动架体(1)向挂钩(8)移动，当安装在其前端圆弧面滑板(7)与挂钩(8)的M导向区接触时，受到M区的阻碍和导向作用，换辊钩(5)将绕铰轴(4)逆时针转动；

步骤9——当换辊钩(5)继续向挂钩(8)移动，使换辊钩(5)的钩嘴滑过M区时，换辊钩(5)因受到弹簧(6)的弹力作用，使换辊钩(5)立即绕铰轴(4)顺时针转动，实现自动挂钩；此时停止移动架体(1)向挂钩(8)移动，并准备工作辊拉出工作辊系(9)；

步骤10——使移动架体(1)反向移动，将工作辊系(9)拉出工作位置并停止在指定位置；

步骤11——使移动架体(1)又一次向挂钩(8)移动，并使换辊钩(5)前端的圆弧面滑板(7)与挂钩(8)的N区接触，此时使移动架体(1)继续向挂钩(8)移动，移动架体(1)移动到一定距离时，换辊钩(5)的转动使弹簧(6)对换辊钩(5)产生的力矩达到临界点；此位置弹簧(6)对换辊钩(5)产生的转矩为零；当移动架体(1)继续向挂钩(8)移动一小段距离，换辊钩(5)将受到弹簧(6)对换辊钩(5)与平衡点之前反向的力矩，换辊钩(5)将绕铰轴(4)发生快速的逆时针转动，停止在限位块(3)处；此时顺利完成自动脱钩动作；

步骤12——再次使移动架体(1)反向移动，并返回到起始位置，因受复位块(2)的复位作用和限位块(3)的制约作用，换辊钩(5)得以完成复位；而实现更换工作辊拉出工作辊辊系(9)。 

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