CN102581010B - 二辊水平轧机 - Google Patents

Abstract

本发明公开二辊水平轧机，包括轧机底座、轧机机架和安装在轧机机架内的相互平行设置的上下两个轧辊(3、2)、辊缝对中机构及轧辊间隙调整机构，所述轧机底座(5)上端四个角各设置有一个立柱，所述轧机机架为位于四个立柱之间的浮动式机架，所述下轧辊轴承座(1)设置在浮动式机架(11)的下横梁上面。轧辊间隙调整机构为设置在浮动式机架上横梁上的液压式传动机构或机械式传动机构；辊缝对中机构包括设置在立柱上端部的活动式顶盖，和安装在该顶盖上的液压式传动机构或机械式传动机构。本发明在进行两轧辊间隙调整的同时，能使两轧辊的辊缝自动对中。设备简化，制造成本低，检修方便，作业率高，能用于连续轧制矩形钢、管材、棒材和型材。

Description

二辊水平轧机

技术领域

本发明涉及二辊轧机，特别涉及能够对矩形钢、管材、棒材和型材进行轧制的二辊水平轧机。

背景技术

二辊水平轧机包括：轧机底座和固定在轧机底座上的轧机机架，安装在轧机机架内相互平行设置的两个水平轧辊和轧辊平衡机构及安装在轧机机架上的轧辊间隙调整机构。其中：轧机底座安装在地基上；轧机机架是一个具有空腔的长方体，在空腔长方体的四个长方形的壁上开有窗口，形成一个长方体形的空心框架；两个水平轧辊分别通过两端的轧辊轴承座相对于轧制中心线A-A上、下平行的安装在轧机机架的四个窗口中相对两侧窗口之间的空腔内，上、下轧辊轴承座能够在轧机机架窗口内壁上进行垂直移动；轧制时，轧件从轧机机架的输入侧进料，穿过两个轧辊之间的辊缝，由两个轧辊的辊身对轧件进行纵向垂直轧制，轧制后的轧件由轧机机架的输出侧输出。为保证轧辊轴承座在轧机机架窗口内壁上水平移动的效果，在轧辊轴承座和轧机机架窗口内壁相配合的面设置有导向滑板。轧辊平衡机构是安装在两个轧辊的轴承座之间的弹性平衡部件，通过弹性平衡部件的弹性压缩量所具有的预紧反力，消除轧辊与轴承座和轴承座与轧辊间隙调整机构之间的间隙，减小轧件咬入时对轧辊的冲击。轧辊间隙调整机构用于调整两轧辊间隙，它安装在轧机机架上部，使上轧辊位移，该轧辊间隙调整机构为液压伺服缸或电动机传动丝杠螺母机构。液压伺服缸或丝杠控制上轧辊的轴承座使上轧辊相对于下轧辊进行上、下移动，改变两轧辊的间隙，调节成品轧件的厚度。由于轧辊间隙调整机构是实施上轧辊单方向移动进行轧辊间隙调整，所以在改变两轧辊间隙的同时两轧辊的辊缝中心高度也随之变化。但是，对于钢管连轧机、棒材连轧机和型材连轧机，在连续轧制生产中，通常要求在上轧辊垂直移动进行两轧辊间隙调整的同时，两轧辊的辊缝中心不变，即：连续轧制中应当保持轧制中心线的高度不变，为此在轧机机架的下部增设了用于位移下轧辊的轧辊间隙调整机构，该轧辊间隙调整机构也为液压伺服缸或电动机传动丝杠、螺母机构，即：上述两套轧辊间隙调整机构分别对上、下轧辊的轴承座进行相对等距离的移动，实现两轧辊间隙的调整，并保持两轧辊的辊缝中心不变。

另外，为了实现两个轧辊相对同步等距离的移动，在上述两个轧辊间隙调整机构之间设置同步联锁机构，即：上述两个液压伺服缸设置有位移传感器或两个电动机、减速机通过离合器、同步轴相连接。轧制前，液压伺服缸的位移传感器发出信号或离合器分离，两个轧辊间隙调整机构分别单独动作，调节各自轧辊的初始位置，使两轧辊的辊缝中心设定在轧制中心线A-A上；随后，两个液压伺服缸的位移传感器接收信号相对于轧制中心线A-A等距离移动或离合器接合，两个轧辊间隙调整机构在线经同步轴相对于轧制中心线A-A进行同步地等距离地对中移动。

它的不足之处在于：由于轧辊间隙调整机构为分别移动两个轧辊，两个轧辊的对于对中移动通过位移传感器或离合器、同步轴进行同步联锁，在相对移动减小或增大两轧辊间隙的同时，对两个轧辊同步等距离对中移动进行调整控制，结构比较复杂，造价高。

由于下轧辊的轧辊间隙调整机构安装在轧机机架的下部，其液压伺服缸和流体管线或电动机和电缆管线以及丝杠螺母均处于带氧化铁皮和轧制冷却水的浸泡及冲刷中，甚至因氧化铁皮在其轧机周围的堆积，轧机机架下部的工作环境十分恶劣，严重影响了下轧辊间隙调整机构的使用寿命，检修困难的问题非常突出，导致生产作业率降低，维修成本增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在进行两轧辊间隙调整的同时，还能够使两轧辊的辊缝自动对中的二辊水平轧机，设备简单，检修方便。

本发明二辊水平轧机，包括轧机底座、轧机机架和安装在轧机机架内的相互平行设置的上、下两个轧辊、辊缝对中机构及轧辊间隙调整机构，其中：所述轧机底座上端的四个角各设置有一个立柱，所述轧机机架为位于四个立柱之间的浮动式机架，该浮动式机架和四个立柱相配合的壁上各设置有导向滑板，所述下轧辊的轴承座设置在浮动式机架的下横梁上面；

所述轧辊间隙调整机构为设置在所述浮动式机架上横梁上的具有位移传感器的液压式传动机构或具有编码器的机械式传动机构；

所述辊缝对中机构包括设置在所述立柱上端部的活动式顶盖，和安装在该顶盖上具有位移传感器的液压式传动机构或具有编码器的机械式传动机构。

本发明二辊水平轧机，其中：所述轧辊间隙调整机构的液压式传动机构，包括：一个或两个压下液压缸，该压下液压缸安装在所述浮动式机架的上横梁上，其活塞杆的端面与上轧辊轴承座接触。

本发明二辊水平轧机，其中：所述辊缝对中机构的液压式传动机构，包括安装在所述顶盖上的一个或两个对中液压缸，所述对中液压缸的移动行程为压下液压缸移动行程的1/2，所述对中液压缸的移动方向与所述压下液压缸的移动方向相反；当为一个对中液压缸时，活塞杆穿过顶盖通过连接座与所述压下液压缸的缸体串接，或活塞杆穿过顶盖与所述浮动式机架的上横梁连接；当为两个对中液压缸时，活塞杆穿过顶盖与浮动式机架的上横梁连接。

本发明二辊水平轧机，其中：所述辊缝间隙调整机构的机械式传动机构为一套或两套压下蜗轮蜗杆机构，每套压下蜗轮蜗杆机构包括：设置在所述浮动式机架的上横梁上的一个压下螺母，与压下螺母螺纹连接的压下螺杆，压下螺杆通过连接键与压下蜗轮连接，压下蜗轮与压下蜗杆啮合，该压下蜗轮、压下蜗杆和轴承一起安装在减速器箱体内，减速器箱体与浮动式机架的上横梁固定连接，所述压下蜗轮与连接键紧固连接，连接键与压下螺杆的键槽滑动配合，所述压下螺杆的下端部放置在上轧辊轴承座上；当为两套压下蜗轮蜗杆机构时，两套机构中的一个压下蜗杆通过联轴器与压下电动机连接，两个压下蜗杆之间设置有离合器。

本发明二辊水平轧机，其中：所述辊缝对中机构的机械式传动机构为一套或两套对中蜗轮蜗杆机构，每套对中蜗轮蜗杆机构包括：设置在所述顶盖上的对中螺母和与对中螺母螺纹连接的对中螺杆，对中螺母的上端部设置有压板，下端部设置有挡板，对中螺母通过键与对中蜗轮连接，对中蜗轮与对中蜗杆啮合，所述对中螺杆的移动行程为压下螺杆移动行程的1/2，所述对中螺杆的移动方向与压下螺杆移动方向相反；当为一套对中蜗轮蜗杆机构时，对中螺杆穿过顶盖通过连接座与所述减速器箱体串接，或对中螺杆穿过顶盖与所述浮动式机架的上横梁连接；当为两套对中蜗轮蜗杆机构时，两个对中螺杆分别穿过顶盖与所述浮动式机架的上横梁连接，两个对中蜗杆通过离合器相连接。

本发明二辊水平轧机，其中：所述对中蜗轮的下端面具有环形凸台，所述顶盖上具有环形槽，所述环形凸台的形状与所述环形槽的形状相适配；所述顶盖上位于对中蜗轮的轮缘处设置有蜗轮压板。

本发明二辊水平轧机，其中：所述对中螺母通过螺栓和所述压板、挡板连接在一起，或所述对中螺母和所述压板或挡板之一结为一体，未连接在一起的另一件通过螺栓与对中螺母的端部相连接。

本发明二辊水平轧机，其中：所述对中螺母、压板、挡板或对中蜗轮用铜合金材料制成，或所述对中螺母、对中蜗轮与相关零件的运动面设置有滚动轴承或耐磨滑动轴承。

本发明二辊水平轧机，其中：所述轧辊间隙调整机构的机械式传动机构为一套或两套压下对中蜗轮蜗杆机构，每套压下对中蜗轮蜗杆机构包括：设置在所述浮动式机架上横梁内的压下螺母，与压下螺母螺纹连接的压下对中螺杆，压下对中螺杆通过连接键与压下蜗轮连接，压下蜗轮与具有编码器的压下蜗杆啮合，该压下蜗轮、压下蜗杆和轴承一起安装在减速器箱体内，减速器箱体与浮动式机架的上横梁固定连接，所述压下蜗轮与连接键紧固连接，连接键与压下对中螺杆的键槽滑动配合；所述压下对中螺杆的下端部顶靠在上轧辊轴承座上；当为两套压下对中蜗轮蜗杆机构时，两个压下蜗杆中的一个通过联轴器与压下电动机连接，两个压下蜗杆之间设置有离合器，或两个压下蜗杆分别通过联轴器与各自的压下电动机连接，两个压下蜗杆之间设置有离合器。

本发明二辊水平轧机，其中：所述辊缝对中机构的机械式传动机构，包括设置在所述顶盖上的对中螺母，所述压下对中螺杆的上端与所述对中螺母螺纹连接，对中螺母的上端部设置有压板，下端部设置有挡板，所述压下对中螺杆与对中螺母螺纹的螺距是压下对中螺杆与压下螺母之间的螺距的1/2，所述压下对中螺杆与压下螺母螺纹的旋向和压下对中螺杆与对中螺母螺纹的旋向相同。

本发明二辊水平轧机，其中：在所述对中螺母上设置有通过键与其连接的初调蜗轮，该初调蜗轮与初调蜗杆啮合，初调蜗杆通过联轴器与初调电动机连接。

本发明二辊水平轧机，其中：所述初调蜗轮的下端面具有环形凸台，所述顶盖上具有环形槽，所述环形凸台的形状与所述环形槽的形状相适配；所述顶盖上位于初调蜗轮的轮缘处设置有蜗轮压板。

本发明二辊水平轧机，其中：所述对中螺母通过螺栓和所述压板、挡板连接在一起，或所述对中螺母和所述压板或挡板之一结为一体，未连接在一起的另一件通过螺栓与对中螺母的端部相连接。

本发明二辊水平轧机，其中：所述对中螺母、压板、挡板和所述初调蜗轮用铜合金材料制成，或所述对中螺母、所述初调蜗轮与相关零件的运动面设置有滚动轴承或耐磨滑动轴承。

本发明所述的二辊轧机具有以下特点和有益效果：

1、由于将轧机底座设计为具有立柱，传统轧机的固定的轧机机架设计为能够在轧机底座立柱中垂直移动的浮动式机架，浮动式机架上仅安装有一个轧辊间隙调整机构，该轧辊间隙调整机构能够移动浮动式机架内的上轧辊轴承座，取消了位于轧机下部的轧辊间隙调整机构；同时增设位于轧机底座立柱上的辊缝对中机构，该辊缝对中机构能够移动浮动式机架，使浮动式机架和设置在浮动式机架内的上、下轧辊一起移动；即：通过轧辊间隙调整机构和辊缝对中机构，在进行两轧辊间隙调整的同时，完成两轧辊辊缝的自动对中调节，保持两轧辊的辊缝中心位置不变。

2、由于将轧辊间隙调整机构设计为设置在浮动式机架上的液压式传动机构或电动机经减速机的机械式传动机构，辊缝对中机构设计为设置在轧机底座立柱上的活动式顶盖和安装在顶盖上的液压式传动机构或电动机经减速机的机械式传动机构，其中：液压式传动机构的压下液压缸和对中液压缸的位移传感器对轧辊间隙调整机构和辊缝对中机构进行电气联锁控制，或者机械式传动机构的压下蜗轮蜗杆机构和对中蜗轮蜗杆机构的编码器对轧辊间隙调整机构和辊缝对中机构进行电气联锁控制，使轧辊间隙调整机构和辊缝对中机构同时动作，辊缝对中机构的实际移动行程为轧辊间隙调整机构移动行程的1/2，且方向相反，实现两轧辊的间隙调整和辊缝自动对中。

3、由于将机械式传动的轧辊间隙调整和辊缝对中进行组合设计，即：将压下蜗轮蜗杆机构和对中蜗轮蜗杆机构共用一个压下对中螺杆，该压下对中螺杆既借助于设置在浮动式机架中的压下螺母，移动浮动式机架及下轧辊，同时又借助于设置在顶盖中的对中螺母，整体地移动浮动式机架及上、下轧辊，对中螺母的螺距是压下螺母螺距的1/2，且其螺纹旋向相同，实现两轧辊间隙调整和辊缝自动对中，结构简化，操作方便。

4、由于浮动式机架是承受通过轧辊轴承座传递的轧制负荷，且为内力，辊缝对中机构的对中液压缸或电动机传动的蜗杆传动机构主要承受浮动式机架和两个轧辊及其轴承座等部件的重量产生的摩擦力，轧制时辊缝对中机构的负荷与两轧辊之间的轧制压力相比要小得多，从而辊缝对中机构比下轧辊间隙调整机构的设备重量轻，造价低。

由于辊缝对中机构取代了现有技术中设置在轧机机架下部的轧辊间隙调整机构及两个轧辊间隙调整机构之间的同步联锁机构，从而节省了投资。

5、由于将对中机构设计为通过顶盖与轧机底座连接，在辊缝对中机构从轧机底座拆除后，浮动式机架和轧辊间隙调整机构等相关零部件能够很方便地从轧机上方出入。

6、由于将浮动式机架设置在轧机底座中移动，取消了现有技术中设置在轧机机架下部的轧辊间隙调整机构，并将轧辊间隙调整机构和辊缝对中机构均设置在轧机的上部；工作环境好，便于检修维护，提高了作业率，降低了生产成本和维修成本。

7、对于带芯棒的钢管轧制，控制对中液压缸的平衡力，使浮动式机架具有微量浮动，能够减少轧制中因芯棒弯曲、管壁厚度不均匀、孔型对中偏差所产生的芯棒的附加弯曲力，从而延长了芯棒使用寿命，减少了生产中的堵钢事故。

总之，具有浮动式机架的本发明二辊水平轧机，通过轧辊间隙调整和辊缝对中机构进行两轧辊间隙调整的同时，完成两轧辊辊缝的自动对中。设备简化，制造成本低，检修方便，作业率高，能够用于连续轧制矩形钢、管材、棒材和型材。

附图说明

图1是本发明所述的二辊水平轧机结构示意图，表示轧辊轴承座为连体式轴承座时，具有一个压下液压缸和两个对中液压缸；

图2是本发明所述的二辊水平轧机结构示意图，表示轧辊轴承座为连体式轴承座时，具有一个压下液压缸和一个对中液压缸；

图3是本发明所述的二辊水平轧机结构示意图，表示轧辊轴承座为分体式轴承座时，具有两个压下液压缸和一个对中液压缸；

图4是本发明所述的二辊水平轧机结构示意图，表示轧辊轴承座为连体式轴承座时，具有一套压下蜗轮蜗杆机构和两套对中蜗轮蜗杆机构；

图5是本发明所述的二辊水平轧机结构示意图，表示轧辊轴承座为连体式轴承座时，具有一套压下蜗轮蜗杆和一套对中蜗轮蜗杆机构；

图6是本发明所述的二辊水平轧机结构示意图，表示轧辊轴承座为分体式轴承座时，具有两套压下蜗轮蜗杆和一套对中蜗轮蜗杆机构；

图7是本发明所述的二辊水平轧机结构示意图，表示轧辊轴承座为连体式轴承座时，具有一套压下对中蜗轮蜗杆机构；

图8表示图7的D-D剖示局部放大图；

图9是本发明所述的二辊水平轧机结构示意图，表示轧辊轴承座为分体式轴承座时，具有两套压下对中蜗轮蜗杆机构的第一实施例；

图10是是本发明所述的二辊水平轧机结构示意图，表示轧辊轴承座为分体式轴承座时，具有两套压下对中蜗轮蜗杆机构的第二实施例。

其中：1下轧辊的轴承座，2下轧辊，3上轧辊，4上轧辊的轴承座，5轧机底座，6顶盖，7位移传感器/编码器，8对中液压缸，9压下液压缸，10轧辊平衡机构，11浮动式机架，12轧件，13连接座，14下轧辊传动侧轴承座，15上轧辊传动侧轴承座，16上轧辊操作侧轴承座，17下轧辊操作侧轴承座，18压下对中螺杆，18-1压下螺杆，18-2对中螺杆，19对中蜗轮，20对中蜗杆，21压下蜗轮，22压下蜗杆，23压下螺母，24连接键，25蜗轮压板，26键，27压板，28环形凸台，29对中螺母，30挡板，31轴承，32减速器箱体，33压下电动机，34联轴器，35离合器，36初调蜗轮，37初调蜗杆，38对中电动机，39初调电动机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明所述的二辊水平轧机的具体实施方式作进一步说明。

参见图1，本发明所述的二辊水平轧机，包括轧机底座、轧机机架、安装在轧机机架内的相互平行设置的上、下两个轧辊3、2和轧辊间隙调整机构。为实现两轧辊间隙调整和辊缝自动对中，所述轧机底座5上端的四个角各设置有一个立柱，所述轧机机架为浮动式机架11，位于四个立柱之间；在所述立柱的上端部还设置有辊缝对中机构；所述下轧辊的轴承座1设置在浮动式机架下横梁的内壁上。这样，一方面在轧辊间隙调整机构的作用下，上轧辊的轴承座4能够在浮动式机架11的窗口内壁上进行垂直移动；另一方面在辊缝对中机构的作用下，浮动式机架11能够沿着轧机底座5的立柱进行垂直移动。

为提高浮动式机架垂直移动的效果，所述立柱与浮动式机架11相配合的壁上各设置有导向滑板，该导向滑板能够对浮动式机架11在轧机底座上立柱内的垂直移动进行导向和限位。

所述轧辊间隙调整机构为设置在所述浮动式机架11上横梁上的具有位移传感器7的液压式传动机构或具有编码器的机械式传动机构。所述辊缝对中机构为设置在所述立柱上端部的活动式顶盖6，和安装该顶盖6上具有位移传感器7的液压式传动机构或具有编码器的机械式传动机构。

本发明所述的二辊水平轧机可以是具有连体式轴承座的二辊水平轧机，也可以是具有分体式轴承座的二辊水平轧机。所谓“连体式轴承座”是针对短辊身的轧辊而言，因其两端的轴承座连在一起，即：一对轧辊只具有两个轴承座4、1，如图1、2、4、5、7；所谓“分体式轴承座”是针对长辊身的轧辊而言，因其两端的轴承座单独设置，即：一对轧辊具有四个轴承座14、17和15、16，分别位于两个轧辊的传动侧和操作侧，如图3、6、8。

对于具有连体式轴承座的二辊水平轧机，参见图1、2，所述轧辊间隙调整机构的液压式传动机构，包括：一个压下液压缸9，该压下液压缸9安装在所述浮动式机架11的上横梁上，其活塞杆的端面与上轧辊轴承座4接触。

对于具有分体式轴承座的二辊水平轧机，参见图3，所述轧辊间隙调整机构的液压式传动机构，包括：两个压下液压缸9，该两个压下液压缸9同样安装在浮动式机架11的上横梁上，其活塞杆的端面分别与上轧辊轴承座15、16接触。

无论本发明所述的二辊水平轧机的轴承座为连体式轴承座还是分体式轴承座，所述辊缝对中机构的液压式传动机构，包括安装在所述顶盖6上的一个或两个对中液压缸8；轧制时，所述对中液压缸8的移动行程为压下液压缸9移动行程的1/2，所述对中液压缸8的移动方向与所述压下液压缸9的移动方向相反。当为一个对中液压缸8时，活塞杆穿过顶盖6通过连接座13与所述压下液压缸9的缸体串接，如图2所示，或者活塞杆穿过顶盖6与所述浮动式机架11的上横梁连接，如图3所示；当为两个对中液压缸8时，活塞杆穿过顶盖6与浮动式机架11的上横梁连接，如图1所示。

这样，在调整两轧辊间隙时，控制压下液压缸9，使上轧辊3相对于下轧辊2进行移动，与此同时，控制对中液压缸8，使浮动式机架11载着两个轧辊2、3一起相对于轧机底座移动。设定压下液压缸9的移动行程是对中液压缸8移动行程的2倍，即：通过位移传感器7电气联锁，控制压下液压缸9活塞杆移动量是对中液压缸8活塞杆移动量的2倍，并且移动方向相反使上轧辊3相对于下轧辊2的移动量是浮动式机架11和两个轧辊2、3一起移动量的两倍。

以上、下轧辊3、2间隙调整减小为例：假设：上、下轧辊3、2之间的总间隙调整量：-Δh，上述调整两轧辊间隙的工作原理用公式表示如下，其中：以X-Y坐标轴的方向为标准，轧辊或浮动式机架的移动方向与坐标轴Y轴方向相同时用“+”表示，轧辊或浮动式机架的移动方向与坐标轴Y轴方向相反时，用“-”表示。

若：上轧辊3向下移动调整：-Δh

浮动式机架11和两个轧辊2、3一起向上移动调整：+1/2Δh

则：上轧辊3的实际向下移动调整：-Δh+1/2Δh＝-1/2Δh

下轧辊2的实际向上移动调整：+1/2Δh

上、下轧辊3、2之间总间隙调整量：(-Δh+1/2Δh)-(+1/2Δh)＝-Δh

浮动式机架11实际移动行程：+1/2Δh

从上述计算结果可以得知：当上轧辊向下移动调整-1/2Δh时，下轧辊2相应地向上移动调整+1/2Δh，同时浮动式机架也相应地移动+1/2Δh，从而相对移动两个轧辊3、2，不仅实现了上轧辊3与下轧辊2的间隙减小调整，而且两轧辊3、2的辊缝能够自动对中调节，保持辊缝中心的位置不变。并且上、下轧辊3、2之间总间隙调整量为-Δh，即：两轧辊间隙调整量也是轧件的压下调整量为-Δh。

反之，若上、下轧辊3、2间隙调整为增大时，即：假设：上、下轧辊3、2之间的总间隙调整量：+Δh，因轧辊平衡机构10预紧反力的协同作用，上轧辊轴承座4始终紧靠在压下液压缸9的活塞杆端部，同样通过位移传感器7电气联锁，控制压下液压缸9活塞杆移动量是对中液压缸8活塞杆移动量的2倍，并且移动方向相反，使上轧辊向上移动调整-1/2Δh时，下轧辊2相应地向下移动调整+1/2Δh，同时浮动式机架也相应地向下移动调整+1/2Δh，从而移动两个轧辊3、2，不仅实现了上轧辊3与下轧辊2的间隙调整，而且两轧辊3、2的辊缝自动对中调节，仍然能够保持辊缝中心的位置不变。其工作原理是相同的，在此不再多述。

当调整两轧辊间隙的初始位置时，首先控制辊缝对中机构的对中液压缸8，移动浮动式机架11，使辊缝中心调节到设定位置，然后再通过位移传感器7电气联锁，控制轧辊间隙调整机构的压下液压缸9和辊缝对中机构的对中液压缸8，将两轧辊3、2的间隙调整到预设定值；保证各轧机的辊缝中心位于轧制中心线上，满足轧制要求。

在辊缝中心位置设定后，连续轧制中进行轧辊间隙调整，参见图1，轧件12沿轧制中心线A-A穿过两个轧辊3、2之间的辊缝，由两个轧辊的辊身对轧件进行纵向垂直轧制。根据轧制要求，控制压下液压缸9，实施上轧辊3移动调整；同时控制对中液压缸8，浮动式机架11和下轧辊2的相对地半行程的移动调整，使两轧辊间隙调整到设定值，同时辊缝中心不变。

同理，所述轧辊间隙调整机构的机械式传动机构为一套或两套压下蜗轮蜗杆机构，对于具有连体式轴承座的本发明所述的二辊水平轧机，所述压下蜗轮蜗杆机构为一套，参见图4、5；对于具有分体式轴承座的本发明所述的二辊水平轧机，所述压下蜗轮蜗杆机构为两套，参见图6。每套压下蜗轮蜗杆机构包括：设置在所述浮动式机架11的上横梁上一个压下螺母23，与压下螺母23螺纹连接的压下螺杆18-1，压下螺杆18-1通过连接键24与压下蜗轮21连接，压下蜗轮21与压下蜗杆22啮合，该压下蜗轮21、压下蜗杆22和轴承31一起安装在减速器箱体32内，减速器箱体32与浮动式机架11的上横梁固定连接。所述压下蜗轮21与连接键24紧固连接，连接键24与压下螺杆18-1的键槽滑动配合。当为一套压下蜗轮蜗杆机构时，所述压下螺杆18-1的下端部放置在上轧辊轴承座4上。当为两套压下蜗轮蜗杆机构时，两套机构中的压下螺杆18-1的下端部分别放置在上轧辊轴承座15、16上，两套机构中的一个压下蜗杆22通过联轴器34与压下电动机33连接，两个压下蜗杆22之间设置有离合器35。

在压下蜗杆22上设置有编码器，该编码器也可以设置在压下蜗杆22的电动机上。

在对中蜗杆20上设置有编码器，该编码器也可以设置在对中蜗杆的电动机上。

无论本发明所述的二辊水平轧机的轴承座为连体式轴承座还是分体式轴承座，所述辊缝对中机构的机械式传动机构为一套或两套对中蜗轮蜗杆机构，每套对中蜗轮蜗杆机构包括：设置在所述顶盖6上的对中螺母29和与对中螺母29螺纹连接的对中螺杆18-2；对中螺母29的上端部设置有压板27，下端部设置有挡板30；对中螺母29通过键26与对中蜗轮19连接，对中蜗轮19与对中蜗杆20啮合；轧制时，所述对中螺杆18-2的移动行程为压下螺杆18-1移动行程的1/2，所述对中螺杆18-2的移动方向与压下螺杆18-1移动方向相反。当为一套对中蜗轮蜗杆机构时，对中螺杆18-2穿过顶盖6通过连接座13与所述减速器箱体32串接，如图5所示，或者对中螺杆18-2穿过顶盖6与所述浮动式机架11的上横梁连接，如图6所示。当为两套对中蜗轮蜗杆机构时，两个对中螺杆18-2分别穿过顶盖6与所述浮动式机架11的上横梁连接，两个对中蜗杆20之间通过离合器35相连接，参见图4。

所述对中蜗轮19的下端面具有环形凸台28，所述顶盖6上具有环形槽，所述环形凸台28的形状与所述环形槽的形状相适配，以保障对中蜗轮19在圆周上定位，如图4、5、6。所述顶盖6上位于对中蜗轮19的轮缘处设置有蜗轮压板25，如图4、5、6，以便于整体吊装对中螺母29、对中蜗轮19和顶盖6时，该蜗轮压板25能够对吊装中的对中蜗轮19进行限位，防止对中蜗轮19滑脱。

所述对中螺母29通过螺栓和所述压板27、挡板30连接在一起；或者所述对中螺母29可以和所述挡板30结为一体，未结为一体的压板27通过螺栓与对中螺母29的端部相连接，所述对中螺母2也可以和所述压板27结为一体，未结为一体的挡板30通过螺栓与对中螺母29的端部相连接。对中螺母29的外轴壁能够在顶盖6的通孔中转动，压板27和挡板30用于对中螺母29在垂直方向的定位。

在对中蜗杆20上设置有编码器，该编码器也可以设置在对中蜗杆的电动机上。

为减少上述调节过程中的阻力和提高对中蜗轮19和对中螺母29的使用寿命，所述对中蜗轮19下端面的环形凸台28与顶盖6的环形槽、对中蜗轮19与压板27、对中螺母29与顶盖6的运动面可以设置有滚动轴承或耐磨滑动轴承。当然，为使整体结构更为简化，对中螺母29、压板27和挡板30及对中蜗轮19也可以由铜合金材料制成。

这样，当调整两轧辊间隙时，由压下电动机33通过压下蜗杆22、压下蜗轮21和连接键24转动压下螺杆18-1，控制压下螺杆18-1移动行程，使上轧辊3相对于下轧辊2进行移动，与此同时；由对中电动机38通过对中蜗杆20、对中蜗轮19和键26转动对中螺母29，控制对中螺杆18-2移动行程，使浮动式机架11载着两个轧辊2、3一起相对于轧机底座5移动。设定压下螺杆18-1的移动行程是对中螺杆18-2移动行程的2倍，即：通过编码器7电气联锁控制压下电动机33、对中电动机38分别旋转，压下螺杆18-1的移动行程是对中螺杆18-2移动行程的2倍，并且移动方向相反，使上轧辊3相对于下轧辊2的移动量是浮动式机架11和两个轧辊2、3一起移动量的两倍。其工作原理与液压式轧辊间隙调整和辊缝对中机构的工作原理是相同的，为使文字简洁，在此不再多述。

参见图7、8、9、10，为简化上述结构和控制，对上述压下螺杆18-1和对中螺杆18-2进行组合，即：用一根压下对中螺杆18替代上述压下螺杆18-1和对中螺杆18-2，并设置一台压下电动机33传动一个蜗轮副即可完成上述上、下轧辊间隙调整和辊缝自动对中。具体实施方式是：对于具有连体式轴承座的本发明所述的二辊水平轧机，所述轧辊间隙调整机构的机械式传动机构为一套压下对中蜗轮蜗杆机构，参见图7、8；对于具有分体式轴承座的本发明所述的二辊水平轧机，所述轧辊间隙调整机构的机械式传动机构为两套压下对中蜗轮蜗杆机构，参见图9、10。每套压下对中蜗轮蜗杆机构包括：设置在所述浮动式机架11上横梁内的一个压下螺母23，与压下螺母23螺纹连接的压下对中螺杆18，压下对中螺杆18通过连接键24与压下蜗轮21连接，压下蜗轮21与具有编码器的压下蜗杆22啮合，该压下蜗轮21、压下蜗杆22和轴承31一起安装在减速器箱体32内，减速器箱体与浮动式机架11的上横梁固定连接。所述压下蜗轮21与连接键24紧固连接，连接键24与压下对中螺杆18的键槽滑动配合；所述压下对中螺杆18的下端顶靠在上轧辊轴承座4上。当为两套压下对中蜗轮蜗杆机构时，压下对中螺杆18的下端部分别顶靠在上轧辊轴承座15、16上，两个压下蜗杆22中的一个通过联轴器34与压下电动机33连接，两个压下蜗杆22之间设置有离合器35，如图9所示，或两个压下蜗杆22分别通过联轴器34与各自的压下电动机33连接，两个压下蜗杆22之间设置有离合器35，如图10所示。

所述辊缝对中机构的机械式传动机构包括：设置在所述顶盖6上的对中螺母29，所述压下对中螺杆18的上端与所述对中螺母29螺纹连接，对中螺母29的上端部设置有压板27，下端部设置有挡板30；所述压下对中螺杆18与对中螺母29螺纹的螺距是压下对中螺杆18与压下螺母23之间的螺距的1/2，所述压下对中螺杆18与压下螺母23螺纹的旋向和压下对中螺杆18与对中螺母29螺纹的旋向相同。

这样，在调整两轧辊间隙时，初调蜗轮36不工作，压下电动机33通过压下蜗杆22、压下蜗轮21和连接键24转动压下对中螺杆18。因压下对中螺杆18与压下螺母23是螺纹连接，压下螺母23与浮动式机架11结为一体，在压下对中螺杆18转动时，浮动式机架11和下轧辊2一起相对于上轧辊3进行移动，与此同时，因压下对中螺杆18与对中螺母29也是螺纹连接，压下对中螺杆18在对中螺母29中转动，而对中螺母29是不转动的，故压下对中螺杆18带动浮动式机架和两个轧辊一起相对于轧机底座移动。由于对中螺母29与压下对中螺杆18的螺距是压下对中螺杆18与压下螺母23螺距的1/2，且螺纹旋向相同，故上述两个移动调整后，浮动式机架11和下轧辊2移动量是浮动式机架11和两个轧辊一起移动量的2倍且方向相反。

以上、下轧辊3、2间隙调整减小为例：假设：上、下轧辊3、2之间的总间隙调整量：-Δh，上述调整两轧辊间隙的工作原理用公式表述如下，其中：以X-Y坐标轴的方向为标准，轧辊或浮动式机架的移动方向与坐标轴Y轴方向相同时，用“+”表示，轧辊或浮动式机架的移动方向与坐标轴Y轴方向相反时，用“-”表示。

若：压下对中螺杆18和压下螺母23、对中螺母29为右旋螺纹，当压下蜗轮21顺时针旋转压下对中螺杆18时，压下对中螺杆18在压下螺母23中顺时针旋转。此时，压下螺母23和浮动式机架11及下轧辊2一起相对压下对中螺杆18及上轧辊3向上移动量为：+Δh

同时，压下对中螺杆18在对中螺母29中顺时针旋转，使压下对中螺杆18带动浮动式机架11、两个轧辊3、2一起又向下移动量为：-1/2Δh

则：上轧辊3的实际向下移动调整：-1/2Δh

下轧辊2的实际向上移动调整：+Δh-1/2Δh＝+1/2Δh

上、下轧辊3、2之间总间隙调整量：-1/2Δh-(+1/2Δh)＝-Δh

浮动式机架11实际移动行程：+Δh-1/2Δh＝+1/2Δh

从以上计算结果可以得知：当上轧辊3向下移动调整-1/2Δh时，下轧辊2相应地向上移动调整+1/2Δh，同时浮动式机架也相应地向上移动调整+1/2Δh，从而相对移动两个轧辊3、2，不仅实现了上轧辊3与下轧辊2的间隙减小调整，而且两轧辊3、2的辊缝能够自动对中调节，保持辊缝中心的位置不变。并且上、下轧辊3、2之间总间隙调整量为-Δh，即：两轧辊间隙调整变化量也就是轧件的压下调整量为-Δh。

反之，当压下电动机33反转，压下蜗轮21逆时针旋转压下对中螺杆18，此时，压下对中螺杆18在压下螺母23中逆时针旋转，因轧辊平衡机构10预紧反力的协同作用，上轧辊轴承座4始终紧靠在压下对中螺杆18的端部，使浮动式机架11和下轧辊2一起相对上轧辊3进行向下移动量为：-Δh

同时，压下对中螺杆18在对中螺母29中逆时针旋转，使压下对中螺杆18带动浮动式机架11和两个轧辊3、2一起向相反方向进行向上移动量为：+1/2Δh

则：上轧辊3的实际向上移动调整：+1/2Δh

下轧辊2的实际向下移动调整：-Δh+1/2Δh＝-1/2Δh

上、下轧辊3、2之间总间隙调整量：+1/2Δh-(-1/2Δh)＝+Δh

浮动式机架11实际移动行程：-Δh+1/2Δh＝-1/2Δh

从以上计算结果可以得知：当上轧辊3向上移动+1/2Δh时，下轧辊2相应地向下移动-1/2Δh，同时浮动式机架也相应地向下移动-1/2Δh，从而相对移动两个轧辊3、2，不仅实现了上轧辊3与下轧辊2的间隙增大调整，而且两轧辊3、2的辊缝能够自动对中调节，保持辊缝中心的位置不变。并且上、下轧辊3、2之间总间隙调整量为：+Δh，即：同样两轧辊间隙调整量也就是轧件的压下调整量为+Δh。

如果压下对中螺杆18和压下螺母23、对中螺母29为左旋螺纹，其两轧辊间隙调整的工作原理与上述的两轧辊间隙调整工作原理相同，在此不再多述。

另外，为调节两轧辊辊缝中心的初始位置，在所述对中螺母29上设置有通过键26与对中螺母29连接的初调蜗轮36，该初调蜗轮36与初调蜗杆37啮合，初调蜗杆37通过联轴器与初调电动机39连接。这样，控制初调电动机39传动初调蜗杆37、初调蜗轮36带动对中螺母29转动，压下对中螺杆18在垂直方向带着浮动式机架11和上、下轧辊3、2一起移动，将两轧辊3、2的辊缝中心调整到预设定值，保证各轧机的辊缝中心位于轧制中心线上，满足轧制要求。

在辊缝中心位置设定后，连续轧制中进行轧辊间隙调整，参见图7、8，轧件12沿轧制中心线A-A穿过两个轧辊3、2之间的辊缝，由两个轧辊的辊身对轧件进行纵向垂直轧制。根据轧制要求，控制压下电动机33，通过压下蜗杆22、压下蜗轮21使压下对中螺杆18转动，借助于浮动式机架，实施下轧辊2移动，同时上轧辊3相对地半行程的移动，使两轧辊间隙调整到设定值，同时辊缝中心不变，轧辊间隙调整的变化量由压下电动机33或压下蜗杆22相连接的编码器7控制。

同样，所述对中螺母29通过螺栓和所述压板27、挡板30连接在一起；或者所述对中螺母29可以和所述挡板30结为一体，未结为一体的压板27通过螺栓与对中螺母29的端部相连接，所述对中螺母2也可以和所述压板27结为一体，未结为一体的挡板30通过螺栓与对中螺母29的端部相连接。对中螺母29的外轴壁能够在顶盖6的通孔中转动，压板27和挡板30用于对中螺母29在垂直方向的定位。

所述初调蜗轮36的下端面具有环形凸台28，所述顶盖6上具有环形槽，所述环形凸台28的形状与所述环形槽的形状相适配，使初调蜗轮36在圆周上定位。所述顶盖6上位于初调蜗轮36的轮缘处设置有蜗轮压板25。以便于整体吊装对中螺母29、初调蜗轮36和顶盖6时，该蜗轮压板25能够对吊装中的初调蜗轮36进行限位，防止初调蜗轮36滑脱。

为减少上述调节过程中的阻力和提高初调蜗轮36和对中螺母29的使用寿命，所述初调蜗轮36下端面的环形凸台28与顶盖6的环形槽、初调蜗轮36与压板27、对中螺母29与顶盖6的运动面可以设置有滚动轴承或耐磨滑动轴承。当然，为使整体结构更为简化，对中螺母29、压板27和挡板30及初调蜗轮36也可以由铜合金材料制成。

对于辊缝对中机构拆装，通常，先将压下对中螺杆18拧入已经安装在浮动式机架11内的压下螺母23中，然后将压下蜗轮21、压下蜗杆22、轴承31和减速器箱体32及其他相关附属零件组装成蜗轮减速器后套在压下对中螺杆18上，并和压下电动机33一起固定在浮动式机架11上，同时将蜗轮减速器和压下电动机33输出轴之间用联轴器34相连，之后将所述浮动式机架11连同两个轧辊轴承座等相关零部件一起插入轧机底座5内；第二步，将对中螺母29拧入螺杆18上端，此时选用对中螺母29与挡板30结为一体的结构型式；第三步，将初调蜗轮36、初调蜗杆37、初调电动机39及轴承、蜗轮压板25等安装在顶盖6上，并将联轴器34安装在相应位置上；第四步，将顶盖6及安装在上面的初调蜗轮36、初调蜗杆37、初调电动机39及轴承、蜗轮压板25等有关零部件一同吊起套在对中螺母29上，并在对中螺母29及初调蜗轮36接合面上的键槽中装入键26。最后，在对中螺母29的上端部安装压板27，用螺栓将顶盖6固定在轧机底座5上。

Claims (14)

1.一种二辊水平轧机，包括轧机底座、轧机机架和安装在轧机机架内的相互平行设置的上、下两个轧辊(3、2)、辊缝对中机构及轧辊间隙调整机构，其特征是所述轧机底座(5)上端的四个角各设置有一个立柱，所述轧机机架为位于四个立柱之间的浮动式机架(11)，该浮动式机架(11)和四个立柱相配合的壁上各设置有导向滑板；所述下轧辊的轴承座(1)设置在浮动式机架(11)的下横梁上面；

所述轧辊间隙调整机构为设置在所述浮动式机架(11)上横梁上的具有位移传感器(7)的液压式传动机构或具有编码器的机械式传动机构；

所述辊缝对中机构包括设置在所述立柱上端部的活动式顶盖(6)，和安装在该顶盖(6)上具有位移传感器(7)的液压式传动机构或具有编码器的机械式传动机构。

2.根据权利要求1所述的二辊水平轧机，其特征是所述轧辊间隙调整机构的液压式传动机构，包括：一个或两个压下液压缸(9)，该压下液压缸(9)安装在所述浮动式机架(11)的上横梁上，其活塞杆的端面与上轧辊轴承座接触。

3.根据权利要求1或2所述的二辊水平轧机，其特征是所述辊缝对中机构的液压式传动机构，包括安装在所述顶盖(6)上的一个或两个对中液压缸(8)，所述对中液压缸(8)的移动行程为压下液压缸(9)移动行程的1/2，所述对中液压缸(8)的移动方向与所述压下液压缸(9)的移动方向相反；当为一个对中液压缸时，活塞杆穿过顶盖(6)通过连接座(13)与所述压下液压缸(9)的缸体串接，或活塞杆穿过顶盖(6)与所述浮动式机架(11)的上横梁连接；当为两个对中液压缸时，活塞杆穿过顶盖(6)与浮动式机架(11)的上横梁连接。

4.根据权利要求1所述的二辊水平轧机，其特征是所述轧辊间隙调整机构的机械式传动机构为一套或两套压下蜗轮蜗杆机构，每套压下蜗轮蜗杆机构包括：设置在所述浮动式机架(11)的上横梁上的一个压下螺母(23)，与压下螺母(23)螺纹连接的压下螺杆(18-1)，压下螺杆(18-1)通过连接键(24)与压下蜗轮(21)连接，压下蜗轮(21)与压下蜗杆(22)啮合，该压下蜗轮(21)、压下蜗杆(22)和轴承(31)一起安装在减速器箱体(32)内，减速器箱体(32)与浮动式机架(11)的上横梁固定连接，所述压下蜗轮(21)与连接键(24)紧固连接，连接键(24)与压下螺杆(18-1)的键槽滑动配合，所述压下螺杆(18-1)的下端部放置在上轧辊轴承座上；当为两套压下蜗轮蜗杆机构时，两套机构中的一个压下蜗杆(22)通过联轴器(34)与压下电动机(33)连接，两个压下蜗杆(22)之间设置有离合器(35)。

5.根据权利要求4所述的二辊水平轧机，其特征是所述辊缝对中机构的机械式传动机构为一套或两套对中蜗轮蜗杆机构，每套对中蜗轮蜗杆机构包括：设置在所述顶盖(6)上的对中螺母(29)和与对中螺母(29)螺纹连接的对中螺杆(18-2)，对中螺母(29)的上端部设置有压板(27)，下端部设置有挡板(30)，对中螺母(29)通过键(26)与对中蜗轮(19)连接，对中蜗轮(19)与对中蜗杆(20)啮合，所述对中螺杆(18-2)的移动行程为压下螺杆(18-1)移动行程的1/2，所述对中螺杆(18-2)的移动方向与压下螺杆(18-1)移动方向相反；当为一套对中蜗轮蜗杆机构时，对中螺杆(18-2)穿过顶盖(6)通过连接座(13)与所述减速器箱体(32)串接，或对中螺杆(18-2)穿过顶盖(6)与所述浮动式机架(11)的上横梁连接；当为两套对中蜗轮蜗杆机构时，两个对中螺杆(18-2)分别穿过顶盖(6)与所述浮动式机架(11)的上横梁连接，两个对中蜗杆(20)通过离合器(35)相连接。

6.根据权利要求5所述的二辊水平轧机，其特征是所述对中蜗轮(19)的下端面具有环形凸台(28)，所述顶盖(6)上具有环形槽，所述环形凸台(28)的形状与所述环形槽的形状相适配；所述顶盖(6)上位于对中蜗轮(19)的轮缘处设置有蜗轮压板(25)。

7.根据权利要求6所述的二辊水平轧机，其特征是所述对中螺母(29)通过螺栓和所述压板(27)、挡板(30)连接在一起，或所述对中螺母(29)和所述压板(27)或挡板(30)之一结为一体，未连接在一起的另一件通过螺栓与对中螺母(29)的端部相连接。

8.根据权利要求6所述的二辊水平轧机，其特征是所述对中螺母(29)、压板(27)、挡板(30)或对中蜗轮(19)用铜合金材料制成，或所述对中螺母(29)、对中蜗轮(19)与相关零件的运动面设置有滚动轴承或耐磨滑动轴承。

9.根据权利要求1所述的二辊水平轧机，其特征是所述轧辊间隙调整机构的机械式传动机构为一套或两套压下对中蜗轮蜗杆机构，每套压下对中蜗轮蜗杆机构包括：设置在所述浮动式机架(11)上横梁内的压下螺母(23)，与压下螺母(23)螺纹连接的压下对中螺杆(18)，压下对中螺杆(18)通过连接键(24)与压下蜗轮(21)连接，压下蜗轮(21)与具有编码器的压下蜗杆(22)啮合，该压下蜗轮(21)、压下蜗杆(22)和轴承(31)一起安装在减速器箱体(32)内，减速器箱体(32)与浮动式机架(11)的上横梁固定连接，所述压下蜗轮(21)与连接键(24)紧固连接，连接键(24)与压下对中螺杆(18)的键槽滑动配合；所述压下对中螺杆(18)的下端部顶靠在上轧辊轴承座上；当为两套压下对中蜗轮蜗杆机构时，两个压下蜗杆(22)中的一个通过联轴器(34)与压下电动机(33)连接，两个压下蜗杆(22)之间设置有离合器(35)，或两个压下蜗杆(22)分别通过联轴器(34)与各自的压下电动机(33)连接，两个压下蜗杆(22)之间设置有离合器(35)。

10.根据权利要求9所述的二辊水平轧机，其特征是所述辊缝对中机构的机械式传动机构，包括设置在所述顶盖(6)上的对中螺母(29)，所述压下对中螺杆(18)的上端与所述对中螺母(29)螺纹连接，对中螺母(29)的上端部设置有压板(27)，下端部设置有挡板(30)，所述压下对中螺杆(18)与对中螺母(29)螺纹的螺距是压下对中螺杆(18)与压下螺母(23)之间的螺距的1/2，所述压下对中螺杆(18)与压下螺母(23)螺纹的旋向和压下对中螺杆(18)与对中螺母(29)螺纹的旋向相同。

11.根据权利要求10所述的二辊水平轧机，其特征是在所述对中螺母(29)上设置有通过键(26)与其连接的初调蜗轮(36)，该初调蜗轮(36)与初调蜗杆(37)啮合，初调蜗杆(37)通过联轴器与初调电动机(39)连接。

12.根据权利要求11所述的二辊水平轧机，其特征是所述初调蜗轮(36)的下端面具有环形凸台(28)，所述顶盖(6)上具有环形槽，所述环形凸台(28)的形状与所述环形槽的形状相适配；所述顶盖(6)上位于初调蜗轮(36)的轮缘处设置有蜗轮压板(25)。

13.根据权利要求12所述的二辊水平轧机，其特征是所述对中螺母(29)通过螺栓和所述压板(27)、挡板(30)连接在一起，或所述对中螺母(29)和所述压板(27)或挡板(30)之一结为一体，未连接在一起的另一件通过螺栓与对中螺母(29)的端部相连接。

14.根据权利要求13所述的二辊水平轧机，其特征是所述对中螺母(29)、压板(27)、挡板(30)和所述初调蜗轮(36)用铜合金材料制成，或所述对中螺母(29)、所述初调蜗轮(36)与相关零件的运动面设置有滚动轴承或耐磨滑动轴承。