CN102247984A - 短应力线轧机 - Google Patents

Abstract

本发明所述的短应力线轧机，包括辊系、轧辊防窜动机构、辊缝调整机构和密封机构。防窜动机构的操作侧轴承座定位装置的扰动板由设置在耳轴内、外两侧的凹球面滑块和与其球面配合的凸球面滑块构成；辊缝调整机构的上、下调节螺母的外端分别设置上、下锁紧螺母和上、下平衡元件，上、下锁紧螺母通过螺纹套装在辊缝调整机构的拉杆上，上、下定位销分别与具有外螺纹的上、下调节螺母连接在一起；密封机构包括套装在辊缝调整机构的拉杆上的四个O形密封圈、四个压盖和两个分别安装在轧辊防窜动机构的限位块的轴承座连接板两端的上、下壳体。具有轧辊弹跳比较小、轴向偏移幅度比较小和整体密封型式更合理，轧制平稳，轧机整体刚度和轧制精度高的优点。

Description

短应力线轧机

技术领域

本发明涉及一种短应力线轧机，特别涉及一种能够对棒线材或窄带钢进行轧制的短应力线轧机。

背景技术

现有短应力线轧机包括辊系、轧辊防窜动机构、辊缝调整机构、密封机构和机座等。

轧制时，上、下轧辊对棒线材或窄带钢坯料进行轧制。轧辊防窜动机构的限位块的轴承座连接板的顶部侧面对上、下轧辊轴承座凸部起到垂直上下移动约束作用，控制轧机的开口度，与此同时，限位块的上、下导向柱凹槽又对上、下轴承座垂直上下移动起到导向约束作用。机座的止口对限位块起到水平左右移动约束作用，机座的键对限位块起到轴向前后移动约束作用，预紧机座的活接螺栓对限位块起到垂直上下移动约束作用，同时承受上、下轧辊的轴向力和倾翻力矩。

但是，在轧制过程中，一方面轧辊受轴向力的影响，上、下轧辊之间会发生相对轴向偏移；另一方面在轧制力作用下，轧辊可以简化为以操作侧轴承座和传动侧轴承座为支点的简支梁，两个轴承座分别承受轧制力的集中载荷P，轧辊产生一定的弯曲变形，导致轴承座产生一定的挠动变形。实践表明：轴承座的挠动变形是整个短应力线轧机在轧制力下本身固有的特性，不应该对其进行约束。因此，通常采取操作侧轴承座固定，传动侧轴承座游动的结构，即：为克服上、下轧辊的相对轴向偏移和轴承座的挠动变形对轧制精度造成的不良影响，操作侧轴承座具有能够抑制上、下轧辊相对轴向偏移的定位装置；该操作侧轴承座定位装置由限位块的上、下导向柱具有凹槽和插装在凹槽中的操作侧上、下轧辊轴承座耳轴及安装在耳轴两侧的内扰动板、外扰动板构成；通过凹槽的两侧壁对耳轴起到轴向偏移约束作用，凹槽的底壁对耳轴起到水平偏移约束作用；通过耳轴两侧的扰动板对耳轴的扰动起到柔性约束作用。

辊缝调整机构的传动装置驱动拉杆转动，上、下调节螺母随之移动，因上、下调节螺母通过其外螺纹、齿条销分别与上、下轧辊轴承座结为一体，故拉杆在上调节螺母、限位块的拉杆安装孔和下调节螺母中转动时，上、下调节螺母是不转动的，只做垂直方向移动，即：拉杆分别传动上、下轧辊轴承座垂直上下对称移动，上、下轧辊轴承座带动上、下轧辊随之垂直上下对称移动，调整上轧辊与下轧辊之间的中心距离，平衡上、下轧辊的重力，减少轧辊本身的固有弹跳。辊缝调整机构的平衡元件位于轴承座外，穿过限位块的平衡元件安装孔，其两端与上、下轧辊轴承座基座固定相连；平衡元件可以是弹性阻尼体或液压缸，其弹性阻尼体或液压缸根据辊系重量设定预紧平衡力，通过其活塞杆的伸缩移动，消除调节螺母与拉杆之间的螺纹间隙，减小轧制时调节螺母与拉杆的螺纹间隙对轧辊产生的弹跳。辊缝调整机构的上、下球面垫能够分别使上、下轧辊轴承座自调整一定的角度，避免上、下轧辊轴承座与拉杆的刚性接触，轴承座受力更好

密封机构能够防止氧化铁皮、水等杂物进入轴承座和/或限位块，避免调节螺母和/或限位块发生卡阻等现象。

现有操作侧轴承座定位装置的不足：由于操作侧轴承座耳轴两侧的扰动板为弧形板，弧形板与限位块凹槽两侧壁的接触为线接触，不仅弧形板易磨损，影响了对轴承座的扰动变形进行柔性约束的效果；而且轴承座耳轴与限位块凹槽之间的间隙变化比较大，导致上、下轧辊轴向偏移现象仍然比较严重，降低了轧机的整体刚度，影响了轧制精度；并且轴承座因弧形扰动板所产生的挠动角度比较小，轴承座适应轧制力的扰动能力比较差，轴承座受力状态不稳定，影响了轴承的使用寿命；又由于将操作侧上轧辊轴承座的耳轴设计在其基座两侧的底部中间位置处、下轧辊轴承座的耳轴设计在其基座两侧的顶部中间位置处，上、下轧辊轴承座的垂直移动面设计在各轴承座凸部两侧，受轴承座凸部高度的限制，上、下轧辊轴承座之间的垂直移动量比较小，导致上、下轧辊开口度调整范围比较小，轧机的应用范围受到影响。第三，由于凹槽的两侧壁均为固定式，耳轴扰动板拆装、调整不方便。

现有辊缝调整机构的不足：由于在轧制过程中，轧辊开口度不断变化，轧机振动大，平衡元件的活塞杆伸缩移动调整频繁，其弹性阻尼体易疲劳或液压缸易漏油，导致拉杆和调节螺母之间的螺纹齿啮合侧隙无法正常消除，增加了轧辊的弹跳量，影响了轧制精度，也影响了平衡元件的使用寿命。又由于在轧制过程中，当轧机开口度越小时，其平衡元件活塞杆的压缩量越大，其平衡元件的平衡力越大，拉杆与调节螺母之间的压力也越大，消除该压力所需的传动力矩也越大，经常出现辊缝调整机构的传动装置驱动能力不够的“压不动”现象，即：拉杆无法正常旋转，上、下轧辊无法在线正常垂直上下移动。第三，由于平衡元件穿过限位块，外置地安装在上、下轧辊轴承座之间，工作环境差，安装空间小，拆卸、维护不方便。

现有密封机构的不足：由于仅具有沟槽式O形环密封，在拆装过程及轧制过程中，因氧化铁皮、水等杂物冲击使O形密封圈变形快，密封可靠性降低，导致调节螺母和限位块处卡阻现象比较严重，拉杆在轴承座中和/或限位块中无法正常旋转，降低了轧机的整体刚度，影响了轧制精度。影响轧机的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种轧机整体刚度大、轧制精度高的短应力线轧机。

本发明短应力线轧机，包括辊系、轧辊防窜动机构、辊缝调整机构和密封机构。其中：所述轧辊防窜动机构的操作侧轴承座定位装置的内扰动板由嵌装在耳轴内侧的内凹球面滑块和与其球面配合的内凸球面滑块构成，所述内凸球面滑块通过耳轴螺栓与内凹球面滑块和耳轴连接；其外扰动板由嵌装在所述耳轴外侧的外凸球面滑块和与其球面配合的外凹球面滑块构成，所述外凹球面滑块通过耳轴螺栓与外凸球面滑块和耳轴连接；所述内扰动板和外扰动板球面的曲率半径相同，其球心位于操作侧轴承座中心线BB与耳轴螺栓中心轴线CC的相交点上。

所述的辊缝调整机构包括拉杆、安装在所述拉杆上的上、下球面垫、位于上、下两个球面垫外端的具有内、外螺纹的上、下调节螺母和位于上、下两个调节螺母外端的上、下锁紧螺母及上、下平衡元件。所述上、下两个球面垫的球面相对设置，所述上、下锁紧螺母通过上、下定位销分别与上、下调节螺母连接在一起，上锁紧螺母与上调节螺母之间、下锁紧螺母与下调节螺母之间具有间隙。

所述密封机构位于所述辊缝调整机构的上、下球面垫之间，包括套装在所述辊缝调整机构的拉杆上的四个O形密封圈、四个压盖和两个分别安装在所述轧辊防窜动机构的限位块的轴承座连接板两端的上、下壳体。所述四个压盖中的两个分别与所述壳体连接，另两个压盖分别与所述上、下轧辊轴承座连接；所述四个O形密封圈中的两个分别位于所述上、下壳体上，另两个分别设置在位于上轧辊轴承座下端及下轧辊轴承座上端；在所述壳体的上、下压盖中分别设置迷宫环或防尘圈。

本发明短应力线轧机，其中：所述操作侧限位块的凹槽偏置于上、下导向柱的一侧，该凹槽由具有直角缺口的上、下导向柱和位于直角缺口端的活动侧壁构成，所述操作侧轴承座定位装置的轴承座耳轴偏置，与限位块的凹槽相对设置。

本发明短应力线轧机，其中：在所述上、下直角缺口侧壁上设置垫片，所述上、下导向柱分别与上、下活动侧壁之间设置调整垫片。

本发明短应力线轧机，其中：在所述上球面垫与所述上轧辊轴承座的相邻处设置上球面垫定位销，在所述下球面垫与所述下轧辊轴承座的相邻处设置下球面垫定位销。

本发明短应力线轧机，其中：所述上平衡元件和下平衡元件为减振元件或弹簧。所述减振元件为套置在所述拉杆上的组合式蝶形减振元件，所述弹簧为螺旋式弹簧或碟簧，套置在所述拉杆上或由2～4个围绕在所述拉杆外缘成阵列组合式排列。

本发明短应力线轧机，其中：在所述壳体的迷宫环与O型密封圈之间还安装防尘圈；在所述上、下轧辊轴承座的压盖中分别设置迷宫环或防尘圈，在该迷宫环与O型密封圈之间安装防尘圈。

本发明短应力线轧机，其中：所述迷宫环为双沟槽式迷宫环，所述防尘圈为Z型防尘圈，并在所述双沟槽式迷宫环和/或所述Z型防尘圈的肩部外侧套置补偿O形环密封。

本发明短应力线轧机，其中：在所述O形密封圈的内环处设置与其叠置在一起的耐磨环。

本发明所述的短应力线轧机具有以下优点和效果：

1、本发明所述的轧机操作侧轴承座耳轴的内、外扰动板均设计为由具有凹球面滑块和与其配装的具有凸球面滑块结构，同时根据轴承座在轧制力下所产生的扰动角度，内扰动板的凸球面滑块通过耳轴螺栓与其凹球面滑块连接在一起，外扰动板的凹球面滑块通过耳轴螺栓与其凸球面滑块连接在一起，即：在操作侧轴承座适应轧制力产生挠动时，轴承座耳轴带着其两侧的内凹球面滑块和外凸球面滑块一起挠动，与其配装的内凸球面滑块和外凹球面滑块同步相应旋转一定的球面角，不仅保证了轧制时对操作侧轴承座的适应扰动所进行的柔性约束的效应，同时凸球面滑块与凹球面滑块之间为面接触，耐磨性好，轴承座耳轴与限位块凹槽之间的间隙变化很小，有效抑制了上、下轧辊的相对轴向偏移，提高了轧机的轴向刚度，保持上、下轧辊具有较高的稳定性，满足了轧制精度的要求；并且轴承座适应轧制力所产生的挠动范围比较大、适应效果好，轴承座受力好，延长了轴承的使用寿命。

将操作侧限位块凹槽的位置偏置、靠近上、下导向柱的端部，即：操作侧限位块凹槽向着轴承座的外侧或内侧偏置，为实现无孔型轧制奠定了基础。

将操作侧上、下轧辊轴承座耳轴的位置偏置，该偏置的耳轴与限位块的凹槽相对设置，操作侧轴承座基座的两侧面能够作为操作侧轴承座的垂直移动面，即：操作侧限位块的上、下导向柱的偏置式凹槽的端部既对操作侧的上、下轧辊轴承座基座垂直移动进行导向，同时又对操作侧上、下轧辊轴承座基座的垂直移动进行约束，控制轧机的开口度；与此相应传动侧轴承座基座的两侧面也能够作为传动侧轴承座的垂直移动面，因轴承座基座的高度大于轴承座凸部的高度，增加了上、下轧辊轴承座的垂直移动量，扩大了上、下轧辊开口度的调整范围，为实现无孔型轧制提供了保障。

插装耳轴的限位块凹槽由具有直角缺口的导向柱和位于直角缺口的活动侧壁构成，在直角缺口侧壁上设置垫片，在导向柱与活动侧壁之间设置调整垫片，即：根据耳轴扰动板的实际状况，通过增加或减少垫片组，调整凹槽两侧壁与轴承座耳轴之间的间隙，既控制轧辊轴向偏移，又进一步保证轧制时操作侧轴承座的适应扰动柔性约束的效应，满足了轧机的轴向刚度和轧制精度的要求，同时轴承座耳轴扰动板安装、调整更方便。

2、在辊缝调整机构的上、下调节螺母处间隔设计了上、下锁紧螺母，锁紧螺母和拉杆之间的作用力E与调节螺母和拉杆之间的作用力F大小相等、方向相反，即：锁紧螺母和拉杆之间的作用力E能够被调节螺母和拉杆之间的作用力F所抵消，使拉杆只承受比较稳定的轧制力，保证辊缝调整机构的传动装置能够正常驱动，上、下轧辊能够在线正常垂直上下移动。

平衡元件为上平衡元件和下平衡元件且靠近拉杆，即：上平衡元件设计在上锁紧螺母处，下平衡元件设计在下锁紧螺母处，平衡元件选用减振元件或弹簧，并且根据轧机辊系重量所需的预紧平衡力设定平衡元件的平衡力，消除拉杆和调节螺母之间的螺纹间隙；当轧机开口度变化时，在调节螺母、锁紧螺母和减振器或弹簧的共同作用下，平衡力稳定，实现了拉杆既平衡辊系的重量，拉杆又在上、下轧辊轴承座中平稳旋转带动上、下轧辊平稳垂直移动，平衡元件还消除拉杆和调节螺母之间的螺纹间隙，使整个轧制过程中轧机体现的均是辊系本身固有的刚性，减少了轧辊弹跳量，实现了平稳轧制，轧机的径向刚度和轧制精度得到提高，为扩大本发明短应力线轧机的应用范围奠定了基础。

上述平衡元件设计在上、下轧辊轴承座的封闭腔内，平衡元件的工作环境得到了改善，延长了使用寿命，调整、维护方便。同时，限位块上没有必要预留平衡元件的位置，释放了限位块的空间，提高了限位块的强度和刚度。

在上、下调节螺母的球面垫与轴承座的相邻处分别还设计了上、下球面垫定位销，球面垫定位销能够保证球面垫与轴承座的整体性，不仅使轴承座、调节螺母受力状况更稳定，而且球面垫与调节螺母的球面接触效果更好，使轧制时轴承座适应轧制力所需调整的角度更加灵活，进一步提高了轧机的径向刚度和轧制精度，也延长了轴承的使用寿命。

3、将拉杆与轴承座和拉杆与限位块的接合处的密封设计为O型密封圈与迷宫环两道密封组合，压盖提供预紧压力，使迷宫环的唇部能够贴紧在拉杆密封面上，防止大的铁削、粉尘进入拉杆，使O型密封圈的密封环境得到改善，提高O形密封圈的密封可靠性。

在上述迷宫环和压盖之间又设计了防尘圈，形成O型密封圈与防尘圈、迷宫环多道密封组合，压盖提供预紧压力，迷宫环起主要密封，防止大的铁削、粉尘进入拉杆，使O形密封圈的密封环境得到进一步改善；同时，防尘圈和O型密封圈共同起辅助密封，进一步防止氧化铁皮、水等其他杂物的进入拉杆；密封型式合理，保证了拉杆正常旋转，提高了轧机的径向刚度和轧制精度。

迷宫环还设计为双沟槽式迷宫环，在密封过程中，不仅杂物防御线增多，又其沟槽能够存贮油脂，起到润滑效果，提高了迷宫环的使用效率。

双沟槽式迷宫环的沟槽唇部设计为向其圆心倾斜，在密封过程中，倾斜式沟槽不仅油脂存贮空间比较大，又倾斜式沟槽唇的端部能够贴紧在拉杆密封面上，减少杂物在密封处的堆积，还当拉杆旋转时，油脂对拉杆具有旋转润滑作用，防尘圈和O型密封圈的工作环境得到更进一步改善。

在双沟槽式迷宫环和/或防尘圈的肩部外侧还设计了补偿O形环密封，该补偿O形环密封提供预紧压力，保证迷宫环和/或防尘圈的唇端部能够更好地贴紧在拉杆密封面上，增强多道杂物防御线的强度，密封效果整体更佳；补偿O形环密封不直接与拉杆和杂物接触，寿命长。另外，在上述设计的基础上，在O型密封圈的内环处再设计了与其叠置在一起的耐磨环，因耐磨环具有良好的耐磨性，O型密封圈则作为补偿圈，对耐磨环提供预紧压力，使耐磨环的唇端部能够贴紧在密封面上，保证耐磨环与拉杆的紧密结合，密封型式更合理，密封效果整体最优；O形密封圈不直接与拉杆和杂物接触，使用寿命延长，

总之，本发明所述的短应力线轧机具有轧辊弹跳比较小、轴向偏移幅度比较小和整体密封型式更合理的特点，轧制平稳，轧机的整体刚度和轧制精度高，有利于扩展产品规格。机型优势突出，市场竞争力强。

附图说明

图1是本发明所述的短应力线轧机立体结构示意图；

图2是图1所示轧机的辊系放大俯视图；

图3是现有技术中限位块、耳轴、扰动板和平衡元件结构、安装示意图；

图4是图2中操作侧轴承座耳轴内、外扰动板结构、安装示意图；

图5是图2中限位块立体结构示意图；

图6是图2中轴承座结构示意图；

图7是图6左视图；

图8是图1所示轧机的辊缝调整机构结构示意图；

图9是图8的左视图中M部分局部放大；

图10是辊缝调整机构受力状态示意图；

图11是平衡元件套置在拉杆上的布置和受力状态示意图；

图12是平衡元件围绕在拉杆外缘成阵列组合式排列的布置和受力状态示意图；

图13是图1所示轧机的密封机构结构示意图。

其中：1辊缝调整机构，2辊系，3导位机构，4机座，5防窜动机构，6上轧辊轴承座，7下轧辊轴承座，8拉杆，9限位块，10垫片，11内凸球面滑块，12内凹球面滑块，13调整垫片，14活动侧壁，15螺栓，16外凸球面滑块，17外凹球面滑块，18轴承座耳轴，19耳轴螺栓，20轴承座基座侧面，21拉杆安装孔，22上导向柱垂直移动面，23上导向柱，24上、下直角缺口侧壁，25直角缺口端，26下导向柱，27下导向柱垂直移动面，28轴承座连接板，29透盖，30上平衡元件，31上锁紧螺母，32上调节螺母，33上球面垫，34下球面垫定位销，35下调节螺母，36下锁紧螺母，37下平衡元件，38端盖，39下球面垫，40上球面垫定位销，41耐磨环，42 O形密封圈，43防尘圈，44补偿O形环密封，45迷宫环，46压盖，47壳体，48上、下定位销，49齿条销，50凹槽，51内扰动板，52外扰动板，53平衡元件安装孔，54平衡元件。

AA轧制中心线，BB操作侧轴承座中心线，CC耳轴螺栓中心轴线，C透盖29或端盖38的作用力，D上锁紧螺母31或下锁紧螺母36的作用力，E上锁紧螺母31或下锁紧螺母36的作用力，F上调节螺母32或下调节螺母35的作用力，P轧制力，Z垫片10的作用力，X活动侧壁14的作用力。

具体实施方式

下面结合附图对本发明所述的短应力线轧机的具体实施方式作进一步说明。

参见图1、图2，本发明所述的短应力线轧机，包括辊系2、轧辊防窜动机构5，辊缝调整机构1、密封机构、导位机构3和机座4。

所述辊系2包括上、下轧辊和位于上、下轧辊两端的上轧辊轴承座6、下轧辊轴承座7及轴承。

现有技术的轧辊防窜动机构5包括机座4和安装在机座4上、与辊系2的上、下轧辊轴承座6、7两侧配装的限位块9和操作侧轴承座定位装置。参见图3，所述限位块包括具有拉杆安装孔21和平衡元件安装孔53的轴承座连接板28，所述拉杆安装孔21用于安装辊缝调整机构的拉杆8，所述平衡元件安装孔53用于安装辊缝调整机构1的平衡元件54，在轴承座连接板28的两个相对面上分别具有上导向柱23和下导向柱26；所述操作侧轴承座定位装置包括操作侧限位块9的上导向柱23和下导向柱26具有凹槽，该凹槽50位于上、下导向柱23、26的中间位置，和插装在所述凹槽中的操作侧轴承座耳轴18及安装在所述耳轴两侧的内扰动板51和外扰动板52，内扰动板51和外扰动板52为弧形板。

参见图4，本发明所述的轧辊防窜动机构5的操作侧轴承座定位装置的内扰动板51由嵌装在所述耳轴18内侧的凹球面滑块12和与其球面配装的凸球面滑块11构成，外扰动板52由嵌装在所述耳轴18外侧的凸球面滑块16和与其球面配装的凹球面滑块17构成。所述内凸球面滑块11通过耳轴螺栓19与内凹球面滑块12和耳轴18连接，所述外凹球面滑块17通过耳轴螺栓19与外凸球面滑块16和耳轴18连接，内凹球面滑块12相对内凸球面滑块11作球面转动，外凸球面滑块16相对外凹球面滑块17作球面转动。所述内扰动板51和外扰动板52的球面曲率半径相同，其球心位于操作侧轴承座中心线BB与耳轴螺栓19中心轴线CC的相交点上。这样，上述凸球面滑块与凹球面滑块之间为面接触，提高了扰动板的耐磨性，轴承座耳轴与限位块凹槽之间的间隙也得以保证，可以更大程度地防止上、下轧辊的相对轴向偏移。

参见图5，所述操作侧限位块9的凹槽偏置于上、下导向柱23、26的一侧，可以向着轴承座的外侧偏置，也可以向着轴承座的内侧偏置，为实现无孔型轧制奠定了基础。该凹槽50由具有直角缺口的上、下导向柱23、26和位于直角缺口端25的活动侧壁14构成，活动侧壁14通过螺栓15固定在上、下导向柱23、26上，构成与上述操作侧轴承座耳轴18相配装的凹槽。这样，当操作侧轴承座耳轴18插装在上述限位块9的凹槽时，凹槽50的直角缺口侧壁24和活动侧壁14不仅对操作侧轴承座耳轴18适应轧制力的刚性扰动进行柔性约束，而且轴承座耳轴18扰动板安装、调整方便。

为方便调节凹槽50与耳轴18之间的间隙，在所述上、下直角缺口侧壁24上设置垫片10，所述上、下导向柱23、26分别与上、下活动侧壁14之间设置调整垫片13。如此设计使操作侧轴承座耳轴的内、外扰动板拆装和调整都很方便。直角缺口侧壁24、活动侧壁14与耳轴扰动板之间的间隙范围分别设定在0.025mm～0.05mm。

参见图6，所述操作侧轴承座定位装置的轴承座耳轴18偏置，该偏置的耳轴18与限位块9的凹槽50相对设置。这样，限位块的操作侧上、下导向柱23、26垂直移动面22、27在所述凹槽的直角缺口的端部，操作侧上、下轧辊轴承座6、7基座侧面20分别与上、下导向柱23、26的偏置式凹槽50的直角缺口端部的垂直移动面22、27相配装，操作侧轴承座基座的两侧面20能够作为操作侧轴承座的垂直移动面，如图7所示，与此相应传动侧轴承座基座的两侧面也能够作为传动侧轴承座的垂直移动面，即：所述辊系2的上、下轧辊轴承座6、7的垂直移动面均位于各轴承座基座的两侧，能够增加轧机的开口度，为实现无孔型轧制提供了保障。

当然，上述本发明所述轧辊防窜动机构5的轴承座定位装置也可以设置在传动侧轴承座上，或轴承座定位装置同时设置在操作侧、传动侧轴承座上，对上、下轧辊的相对轴向偏移进行抑制，增加轧机的开口度，并扰动板安装、调整方便。

参见图8，所述的辊缝调整机构1安装在操作侧和传动侧的上、下轧辊轴承座6、7上，用以调节上、下轧辊之间的中心距离。本发明所述的辊缝调整机构1包括拉杆8、安装在所述拉杆8上的上、下球面垫33、39、位于上、下两个球面垫33、39外端的具有内、外螺纹的上、下调节螺母32、35和位于上、下两个调节螺母32、35外端的上、下锁紧螺母31、36及上、下平衡元件30、37。所述上、下两个球面垫33、39的球面相对设置；所述上、下锁紧螺母31、36通过上、下定位销48分别与上、下调节螺母32、35连接在一起，上锁紧螺母31与上调节螺母32之间、下锁紧螺母36与下调节螺母35之间具有间隙。如图9所示。

另外，上调节螺母32和下调节螺母35分别用外置的齿条销49或圆柱销进行锁紧，用于防止上调节螺母32、下调节螺母35随着拉杆8的转动而转动，如图9所示。

这样，从辊系的整体状况上讲：一方面调节螺母与拉杆的螺纹齿啮合侧隙通过平衡元件进行消除，另一方面上调节螺母32和拉杆8之间的作用力F与上锁紧螺母31和拉杆8之间的作用力E大小相等、方向相反，及下锁紧螺母36和拉杆8之间的作用力E与下调节螺母35和拉杆8之间的作用力F大小相等、方向相反，即：锁紧螺母和拉杆之间的作用力E能够被调节螺母和拉杆之间的作用力F所抵消，从而辊缝调整机构1中的每根拉杆8只承受比较稳定的轧制力P，如图10所示。同时，在轧机开口度变化时，所述辊缝调整机构的传动装置驱动拉杆8，因拉杆8与上调节螺母32、下调节螺母35是内螺纹连接，上调节螺母32、下调节螺母35通过其外螺纹、齿条销49与上轧辊轴承座6、下轧辊轴承座7结为一体，故拉杆8在上调节螺母32、限位块9的拉杆安装孔21和下调节螺母35中转动时，上、下调节螺母32、35是不转动的，只做垂直方向移动，从而拉杆8分别传动上轧辊轴承座6和下轧辊轴承座7一起相对于轧机机座4垂直上、下对称移动，上、下轧辊轴承座带动上轧辊1、下轧辊19随之垂直上、下对称移动，调节上轧辊与下轧辊之间的中心距离。

为保证球面垫与轴承座的整体性，球面垫与上、下调节螺母32、35的球面接触效果更好，限制球面垫的活动范围，在所述上球面垫33与所述上轧辊轴承座6的相邻处设置上球面垫定位销40，在所述下球面垫39与所述下轧辊轴承座7的相邻处设置下球面垫定位销34，通过定位销将上球面垫33与上轧辊轴承座6、下球面垫39与下轧辊轴承座7结为一体。

所述上平衡元件30和下平衡元件37为减振元件或弹簧。所述减振元件为组合式蝶形减振元件，该组合式蝶形减振元件套置在拉杆8上，如图11所示。所述弹簧为螺旋式弹簧，该螺旋式弹簧可以是套置在拉杆8上；也可以由2～4个围绕在拉杆8外缘成阵列组合式排列，如图12所示；所述弹簧也可以为碟簧，由2～4个围绕在拉杆外缘成阵列组合式排列。这样，平衡元件能够平衡上轧辊和下轧辊的重力，平衡元件在上、下轧辊轴承座6、7的封闭腔内不发生变化，即：平衡元件的平衡力恒定。

参见图13，本发明所述的密封机构位于所述辊缝调整机构的上、下球面垫33，39之间，包括套装在所述辊缝调整机构1的拉杆8上的四个O形密封圈42、四个压盖46和两个壳体47，所述两个壳体47安装在所述轧辊防窜动机构5的限位块9的轴承座连接板28的上、下两端中；所述四个压盖46中的两个分别通过螺栓与所述壳体47连接，所述壳体47通过螺栓与所述限位块9连接；另两个压盖46分别与所述上、下轧辊轴承座6、7连接；所述四个O形密封圈42中的两个分别位于所述上、下壳体47上，另两个分别设置在位于上轧辊轴承座6下端及下轧辊轴承座7上端；在所述壳体47的上、下压盖46中可以分别设置迷宫环45或防尘圈43；当只设置迷宫环45时，在迷宫环45与O型密封圈42之间还可以安装防尘圈43。同样，在所述上、下轧辊轴承座6、7的上、下压盖46中也可以分别设置迷宫环45或防尘圈43；当只设置迷宫环45时，在迷宫环45与O型密封圈42之间还可以安装防尘圈43。这样，密封机构分别在拉杆8与上、下轧辊轴承座6、7、限位块9的轴承座连接板28的上、下两端接合处形成了多道密封组合，其中：迷宫环起主要密封，防止大的铁削、粉尘进入拉杆，使O形密封圈的密封环境得到进一步改善；防尘圈43和O型密封圈42共同起辅助密封，进一步防止氧化铁皮、水等其他杂物的进入拉杆；密封型式合理。

所述防尘圈43为Z型防尘圈。所述迷宫环45为双沟槽式迷宫环，该双沟槽式迷宫环的沟槽唇部向其圆心倾斜，其倾斜角度为30°～70°。这样，倾斜式沟槽不仅存贮油脂空间比较大，又倾斜式沟槽唇的端部能够贴紧在拉杆壁上，减少杂物在密封处的堆积，还当拉杆8旋转时，所存贮的油脂对拉杆又起到润滑作用，使防尘圈43和O型密封圈42的工作环境得到更进一步改善。

所述密封机构还可以在所述双沟槽式迷宫环45和/或Z型防尘圈43的肩部外侧套置补偿O形环密封44。这样，补偿O形环密封提供预紧压力，保证迷宫环45和防尘圈43的唇端部能够更好地贴紧在拉杆8壁上，密封效果整体更佳。在上述密封设计的基础上，所述密封机构又可以在所述O形密封圈42的内环处设置耐磨环41，该耐磨环41与所述O形密封圈42叠置在一起。这样，耐磨环的耐磨性好，O型密封圈则作为补偿圈，对耐磨环提供预紧压力，耐磨环的唇端部能够贴紧在拉杆8壁上，保证耐磨环41与拉杆8的紧密结合，密封型式更合理，密封效果整体最优。

当上述辊缝调整机构和密封机构安装后，在辊缝调整机构的上平衡元件30处安装有固定在上轧辊轴承座6上的透盖29，透盖29对上平衡元件30进行预紧定位，在辊缝调整机构的下平衡元件37处安装有固定在下轧辊轴承座7上的端盖38，端盖38对下平衡元件37进行预紧定位。

轧制时，棒线材或窄带钢坯料沿轧制中心线AA、经导位机构3由上、下轧辊进行轧制，其中：内置地上平衡元件30分别承受透盖29的预紧作用力C和上锁紧螺母31的反作用力D，每根拉杆8分别承受上锁紧螺母31的作用力E和上调节螺母32的作用力F，如图10所示；同理，内置地下平衡元件37分别承受端盖38的预紧作用力C和下锁紧螺母36的作用力D，每根拉杆8分别承受下锁紧螺母36的作用力E和下调节螺母35的作用力F。同时，操作侧轴承座耳轴18的扰动板分别承受限位块9凹槽的直角缺口侧壁24中垫片10的作用力Z和其活动侧壁14的作用力X，如图4所示。

当轧机开口度变化时，内置地平衡元件在压缩状态下提供一定的平衡力，平衡辊系的重量，消除拉杆8和调节螺母之间的螺纹间隙，合理的密封结构，保证拉杆8在上轧辊轴承座6、限位块9的拉杆安装孔21和下轧辊轴承座7中正常旋转，轧机的径向刚度高；球形内扰动板和外扰动板使操作侧轴承座适应轧制力的效果好，轧机的轴向刚度高；即：本发明短应力线轧机实现了平稳轧制，轧机整体刚度大，轧制精度高，应用范围广。

另外，操作侧上、下轧辊轴承座6、7的耳轴偏置，为实现无孔型轧制奠定了基础；操作侧限位块9的具有偏置式凹槽50的上导向柱23和下导向柱26限制操作侧上、下轧辊轴承座6、7基座两侧面的移动范围，传动侧限位块9上的导向柱23和下导向柱26限制传动侧上、下轧辊轴承座6、7基座两侧面的移动范围，轧机开口度调整范围比较大，为实现无孔型轧制提供了保障。

Claims (9)

1.一种短应力线轧机，包括辊系(2)、轧辊防窜动机构(5)、辊缝调整机构(1)和密封机构；其特征在于：

所述轧辊防窜动机构(5)的操作侧轴承座定位装置的内扰动板(51)由嵌装在耳轴(18)内侧的内凹球面滑块(12)和与其球面配合的内凸球面滑块(11)构成，所述内凸球面滑块(11)通过耳轴螺栓(19)与内凹球面滑块(12)和耳轴(18)连接，其外扰动板(52)由嵌装在所述耳轴(18)外侧的外凸球面滑块(16)和与其球面配合的外凹球面滑块(17)构成，所述外凹球面滑块(17)通过耳轴螺栓(19)与外凸球面滑块(16)和耳轴(18)连接，所述内扰动板和外扰动板球面的曲率半径相同，其球心位于操作侧轴承座中心线(BB)与耳轴螺栓(19)中心轴线(CC)的相交点上；

所述辊缝调整机构(1)包括拉杆(8)、安装在所述拉杆(8)上的上、下球面垫(33、39)、位于上、下两个球面垫(33、39)外端的具有内、外螺纹的上、下调节螺母(32、35)和位于上、下两个调节螺母(32、35)外端的上、下锁紧螺母(31、36)及上、下平衡元件(30、37)，所述上、下两个球面垫(33、39)的球面相对设置，所述上、下锁紧螺母(31、36)通过上、下定位销(48)分别与上、下调节螺母(32、35)连接在一起，上锁紧螺母(31)与上调节螺母(32)之间、下锁紧螺母(36)与下调节螺母(35)之间具有间隙；

所述密封机构位于所述辊缝调整机构的上、下球面垫(33，39)之间，包括套装在所述辊缝调整机构(1)的拉杆(8)上的四个O形密封圈(42)、四个压盖(46)和两个分别安装在所述轧辊防窜动机构(5)的限位块(9)的轴承座连接板(28)两端的上、下壳体(47)，所述四个压盖(46)中的两个分别与所述壳体(47)连接，另两个压盖(46)分别与所述上、下轧辊轴承座(6、7)连接，所述四个O形密封圈(42)中的两个分别位于所述上、下壳体(47)上，另两个分别设置在位于上轧辊轴承座(6)下端及下轧辊轴承座(7)上端，在所述壳体(47)的上、下压盖(46)中分别设置迷宫环(45)或防尘圈(43)。

2.根据权利要求1所述的短应力线轧机，其特征在于：所述操作侧限位块(9)的凹槽偏置于上、下导向柱(23、26)的一侧，该凹槽由具有直角缺口的上、下导向柱(23、26)和位于直角缺口端(25)的活动侧壁(14)构成，所述操作侧轴承座定位装置的轴承座耳轴(18)偏置，与限位块(9)的凹槽相对设置。

3.根据权利要求2所述的短应力线轧机，其特征在于：在所述上、下直角缺口侧壁(24)上设置垫片(10)，所述上、下导向柱(23、26)分别与上、下活动侧壁(14)之间设置调整垫片(13)。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的短应力线轧机，其特征在于：在所述上球面垫(33)与所述上轧辊轴承座(6)的相邻处设置上球面垫定位销(40)，在所述下球面垫(39)与所述下轧辊轴承座(7)的相邻处设置下球面垫定位销(34)。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的短应力线轧机，其特征在于：所述上平衡元件(30)和下平衡元件(37)为减振元件或弹簧，所述减振元件为套置在所述拉杆(8)上的组合式蝶形减振元件，所述弹簧为螺旋式弹簧或碟簧，套置在所述拉杆(8)上或由2～4个围绕在所述拉杆(8)外缘成阵列组合式排列。

6.根据权利要求4所述的短应力线轧机，其特征在于：所述上平衡元件(30)和下平衡元件(37)为减振元件或弹簧，所述减振元件为套置在所述拉杆(8)上的组合式蝶形减振元件，所述弹簧为螺旋式弹簧或碟簧，套置在所述拉杆(8)上或由2～4个围绕在所述拉杆(8)外缘成阵列组合式排列。

7.根据权利要求6所述的短应力线轧机，其特征在于：在所述壳体(47)的迷宫环(45)与O型密封圈(42)之间还安装防尘圈(43)；在所述上、下轧辊轴承座(6、7)的压盖(46)中分别设置迷宫环(45)或防尘圈(43)，在该迷宫环(45)与O型密封圈(42)之间安装防尘圈(43)。

8.根据权利要求7所述的短应力线轧机，其特征在于：所述迷宫环(45)为双沟槽式迷宫环，所述防尘圈(43)为Z型防尘圈，并在所述双沟槽式迷宫环和/或所述Z型防尘圈(43)的肩部外侧套置补偿O形环密封(44)。

9.根据权利要求8所述的短应力线轧机，其特征在于：在所述O形密封圈(42)的内环处设置与其叠置在一起的耐磨环(41)。

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