CN102717012A - 高效精密闭环轧机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及精密轧机领域，具体为一种高效精密闭环轧机，主要应用于金属精密加工领域，解决现有技术中生产率较低，精度较难控制的问题。本发明具有上轧辊、下轧辊和分别支撑上、下轧辊的上、下支撑辊，轧辊和支撑辊的至少一端安装在支撑架上，至少一个支撑架直接或间接安装在导轨上，作为可沿导轨移动或转动的活动支撑架。本发明单侧活动支撑架可快速移开，便于快速装卸工件，提高生产率；轧辊的两侧工作位移可独立控制，有利于提高制造精度；本发明允许轧制更宽的带环，提高生产率。
Description
技术领域：
本发明涉及精密轧机领域，具体为一种高效精密闭环轧机，主要应用于金属精密加工领域。
背景技术：
无级变速器广泛应用于汽车，由夹持于锥盘间的挠性传动元件以摩擦方式传递动力和运动。在汽车领域中应用最多的挠性传动元件是压力钢带，其中的关键零件是多层精密轧制后嵌套的金属薄壁闭环钢环组。为保证性能和成本，这种金属薄壁闭环轧机的生产率和轧制精度就成为其关键因素。
发明内容：
本发明的目的是提供一种高效精密闭环轧机，解决现有技术中生产率较低，精度较难控制的问题。
本发明的技术方案是：
一种高效精密闭环轧机，用于轧制金属薄壁闭环筒状元件，具有轧辊和支撑轧辊的支撑辊，以及至少一个可沿与轧辊轴线垂直方向移动的且与轧辊平行的拉辊，活动支撑架直接或间接安装在导轨或直线轴承上，轧辊、支撑辊和拉辊的轴向宽度都大于30mm；
至少一个轧辊、或支撑辊、或拉辊一端的轴承直接或通过中间元件安装在活动支撑架中；
活动支撑架可在导轨上沿轧辊、或支撑辊、或拉辊的轴向方向移动；
活动支撑架可沿导轨或直线轴承至少移至至少一个轧辊、或支撑辊、或拉辊与此活动支撑架分离的位置。
所述的高效精密闭环轧机，轧辊、或支撑辊、或拉辊一端安装有滚动轴承，滚动轴承上直接或间接安装有直线轴承，直线轴承直接或间接安装在活动支撑架中。
所述的高效精密闭环轧机，轧辊、或支撑辊、或拉辊的一端安装有直线轴承，直线轴承上安装有滚动轴承，滚动轴承直接或间接安装于活动支撑架之中。
所述的高效精密闭环轧机，至少一个轧辊、或支撑辊、或拉辊的一端安装有直线轴承，直线轴承直接或间接安装在活动支撑架中。
所述的高效精密闭环轧机，轧制时分别控制轧辊两端的工作位移，即压下量或压上量。
所述的高效精密闭环轧机，在轧辊与拉辊上被轧制的金属薄壁闭环筒状元件处设置工件厚度测量系统，轧制的同时测量金属薄壁闭环筒状元件轴向方向上至少两处不同位置的径向厚度。
所述的高效精密闭环轧机，采用光学原理检测被轧制的金属薄壁闭环筒状元件上的裂纹，光学裂纹检测装置位于被轧制的金属薄壁闭环筒状元件在轧辊部位的弯曲段。
所述的高效精密闭环轧机，所述光学裂纹检测装置采用共焦色谱成像技术。
所述的高效精密闭环轧机，与金属薄壁闭环筒状元件内表面接触的轧辊表面粗糙度大于与金属闭环外表面接触的轧辊表面粗糙度。
所述的高效精密闭环轧机，具有可移动的托起机构，托起机构包括轧辊托起机构或拉辊托起机构，轧辊托起机构位于轧辊两侧，拉辊托起机构位于拉辊底部；托起机构托住轧辊或支撑辊或拉辊，在活动支撑架移开时保持其位置。
本发明的有益效果是：
1、本发明单侧支撑架可快速移开，便于快速装卸工件，提高生产率。
2、本发明轧辊的两侧工作位移可独立控制，有利于提高制造精度。
3、本发明可以轧制宽度大于30mm的钢环，提高生产率。
4、本发明集成了光学裂纹检测系统，可以更好地保证制造的质量。
5、本发明上下轧辊的表面粗糙度不同，轧制出的钢环内外表面粗糙度也不同，根据实验结果，可以提高钢环使用寿命。
附图说明：
图1(a)-(b)：本发明高效精密金属闭环轧机轧辊结构示意图；其中，图1(a)为轧机轧辊装卸工件状态示意图；图1(b)为轧机轧制状态示意图；
图2(a)-(f)：本发明高效精密金属闭环轧机结构示意图；其中，图2(a)为轧机轧制状态结构示意图；图2(b)为单侧机架整体为活动支撑架移开状态结构示意图；图2(c)为轧辊一端只安装直线轴承，轴承座作为活动支撑架的移开、复位结构示意图。图2(d)为轧辊一端只安装滚动轴承，轴承座作为活动支撑架的移开、复位结构示意图。图2(e)为轧辊一端的滚动轴承外圈安装直线轴承，轴承座作为活动支撑架的移开、复位结构示意图。图2(f)为轧辊一端的直线轴承外圈安装滚动轴承，轴承座作为活动支撑架的移开、复位结构示意图。
图3(a)-(b)：本发明高效精密金属闭环轧机金属薄壁闭环筒状元件壁厚测量及裂纹检测示意图；其中，图3(a)为主视图；图3(b)为俯视图。
图4：本发明高效精密金属闭环轧机托起结构示意图；其中，图4(a)为轧辊托起结构；图4(b)为拉辊托起机构；
图中，1-轧辊组；101-上轧辊；102-下轧辊；103-下支撑辊；104-上支撑辊；105-拉辊；2-金属薄壁闭环筒状元件；301-支撑架基座；302-固定支撑架；303-活动支撑架；304-导轨(直线轴承)；305-上轧辊与上支撑辊轴承座；306-下轧辊轴承座；307-下支撑辊轴承座；4-托起机构；401-轧辊托起机构；402-拉辊托起机构；5-压下机构；6-拉伸测量系统；7-测厚系统；8-光学裂纹检测装置。
具体实施方式：
如图1-图4所示，本发明高效精密金属闭环轧机主要设有上轧辊101、下轧辊102、下支撑辊103、上支撑辊104、拉辊105、金属薄壁闭环筒状元件2、支撑架基座301、固定支撑架302、活动支撑架303、直线导轨304、上轧辊与上支撑辊轴承座305、下轧辊轴承座306、下支撑辊轴承座307、托起机构4、轧辊托起机构401、拉辊托起机构402、压下机构5、拉伸测量系统6、测厚系统7和光学裂纹检测装置8等，具体结构如下：
本发明高效精密金属闭环轧机，用于轧制金属薄壁闭环筒状元件2(金属薄壁闭环筒状元件的壁厚在0.2-0.4mm，轴向宽度在60-100mm)，轧辊组1包括轧辊(分为上轧辊101、下轧辊102)和支撑辊(分为上支撑辊104、下支撑辊103)，轧辊和支撑辊的轴承座至少一端安装在活动支撑架上；至少一个可沿与轧辊轴线垂直方向移动的且与轧辊平行的拉辊105(本实施例中，金属薄壁闭环筒状元件2安装在下轧辊102与拉辊105之间，图4)，测量拉辊位置的拉伸测量系统6、工件厚度测量系统(测厚系统7，位于连接下轧辊102与拉辊105的金属薄壁闭环筒状元件2上方，图3)。
轧制过程中同时分别控制轧辊两端的工作位移，工作位移在具体实施时为压下机构5对轧辊的压下量或压上量。同时，测量金属薄壁闭环筒状元件2轴向方向上至少两处不同位置的径向壁厚；光学裂纹检测装置8位于连接下轧辊102与拉辊105的金属薄壁闭环筒状元件2上，轧制的同时采用光学原理检测工件上的裂纹，所述光学裂纹检测装置采用共焦色谱成像技术；光学裂纹检测装置位于被轧制的金属薄壁闭环筒状元件在轧辊部位的弯曲段，在此区间裂纹将被放大，可以更好地检测裂纹；与金属闭环内表面接触的轧辊表面粗糙度大于与金属闭环外表面接触的轧辊的表面粗糙度。
如图2所示，轧机机架包括支撑架基座301、固定支撑架302、活动支撑架303、导轨304、上轧辊与上支撑辊轴承座305、下轧辊轴承座306、下支撑辊轴承座307等，支撑架基座301上设置固定支撑架302、活动支撑架303；活动支撑架303直接或间接安装在导轨304上；活动支撑架303可移至至少一个轧辊或支撑辊或拉辊与此支撑架分离，或下轧辊轴承座306移至与下轧辊102分离，以便金属薄壁闭环筒状元件2的安装、拆卸。本发明中，固定支撑架302、活动支撑架303上分别设置有上轧辊与上支撑辊轴承座305、下轧辊轴承座306、下支撑辊轴承座307、压下机构5。
本发明轧机具有可移动的托起机构，托起机构包括轧辊托起机构401、拉辊托起机构402，轧辊托起机构401位于轧辊两侧，拉辊托起机构402位于拉辊底部；在活动支撑架303移开后，可托住轧辊或支撑辊或拉辊，以保持其位置。
本实施例中，轧辊、支撑辊和拉辊的轴向宽度S1、S2和S3都为80mm。
本实施例的工作过程如下：
上支撑辊104与上轧辊101及其轴承座305被抬升机构(轧机标准配置，图中未表示)抬起，使上轧辊101与下轧辊102分离开，下轧辊102与下支撑辊103分离开，活动支撑架303移至轧辊102及拉辊105与此支撑架分离，或下轧辊轴承座306移至与下轧辊102分离，此时托起机构4将下轧辊102和拉辊105托起，以保持其位置，将金属薄壁闭环筒状元件2安装到下轧辊102和拉辊105上，活动支撑架303或下轧辊轴承座306复位，撤出托起机构4，支撑辊104与上轧辊101及其轴承座305两端被压下机构5分别压下，同时下轧辊102落到下支撑辊103上。轧辊驱动机构带动轧辊旋转的同时，拉伸测量系统6拉动拉辊105将金属薄壁闭环筒状元件2张紧并测量拉辊105位移。轧制时测厚系统7实时检测金属薄壁闭环筒状元件2的厚度，同时用光学裂纹检测装置8检测裂纹。轧制完成后，上支撑辊104与上轧辊101及其轴承座305被抬升机构抬起，活动支撑架303移至轧辊102及拉辊105与此支撑架分离，取出轧完的金属薄壁闭环筒状元件2。
Claims (10)
1.一种高效精密闭环轧机，用于轧制金属薄壁闭环筒状元件，具有轧辊和支撑轧辊的支撑辊，以及至少一个可沿与轧辊轴线垂直方向移动的且与轧辊平行的拉辊，活动支撑架直接或间接安装在导轨或直线轴承上，其特征在于：
轧辊、支撑辊和拉辊的轴向宽度都大于30mm；
至少一个轧辊、或支撑辊、或拉辊一端的轴承直接或通过中间元件安装在活动支撑架中；
活动支撑架可在导轨上沿轧辊、或支撑辊、或拉辊的轴向方向移动；
活动支撑架可沿导轨或直线轴承至少移至至少一个轧辊、或支撑辊、或拉辊与此活动支撑架分离的位置。
2.根据权利要求1所述的高效精密闭环轧机，其特征在于：
轧辊、或支撑辊、或拉辊一端安装有滚动轴承，滚动轴承上直接或间接安装有直线轴承，直线轴承直接或间接安装在活动支撑架中。
3.根据权利要求1所述的高效精密闭环轧机，其特征在于：
轧辊、或支撑辊、或拉辊的一端安装有直线轴承，直线轴承上安装有滚动轴承，滚动轴承直接或间接安装于活动支撑架之中。
4.根据权利要求1所述的高效精密闭环轧机，其特征在于：
至少一个轧辊、或支撑辊、或拉辊的一端安装有直线轴承，直线轴承直接或间接安装在活动支撑架中。
5.根据权利要求1所述的高效精密闭环轧机，其特征在于：
轧制时分别控制轧辊两端的工作位移，即压下量或压上量。
6.根据权利要求1所述的高效精密闭环轧机，其特征在于：
在轧辊与拉辊上被轧制的金属薄壁闭环筒状元件处设置工件厚度测量系统，轧制的同时测量金属薄壁闭环筒状元件轴向方向上至少两处不同位置的径向厚度。
7.根据权利要求1所述的高效精密闭环轧机，其特征在于：
采用光学原理检测被轧制的金属薄壁闭环筒状元件上的裂纹，光学裂纹检测装置位于被轧制的金属薄壁闭环筒状元件在轧辊部位的弯曲段。
8.根据权利要求7所述的高效精密闭环轧机，其特征在于：
所述光学裂纹检测装置采用共焦色谱成像技术。
9.根据权利要求1所述的高效精密闭环轧机，其特征在于：与金属薄壁闭环筒状元件内表面接触的轧辊表面粗糙度大于与金属闭环外表面接触的轧辊表面粗糙度。
10.根据权利要求1所述的高效精密闭环轧机，其特征在于：具有可移动的托起机构，托起机构包括轧辊托起机构或拉辊托起机构，轧辊托起机构位于轧辊两侧，拉辊托起机构位于拉辊底部；托起机构托住轧辊或支撑辊或拉辊，在活动支撑架移开时保持其位置。
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