CN103551386B - 万能轧机及其立辊旋转轴线角度可调的轧机立辊装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种万能轧机及其立辊旋转轴线角度可调的轧机立辊装置，所述立辊旋转轴线角度可调的轧机立辊装置包括：立辊、具有第一内表面和第一外表面的内箱、具有第二内表面和第二外表面的外箱、具有缸底和活塞杆的液压缸、以及一对半轴。所述万能轧机包括：两个水平辊和两个轧机立辊装置，所述轧机立辊装置为上述所述的立辊旋转轴线角度可调的轧机立辊装置。本发明通过上述技术方案快速有效地修正立辊的倾斜的旋转轴线角度，效率高，成本低。

Description

万能轧机及其立辊旋转轴线角度可调的轧机立辊装置

技术领域

本发明属于型钢加工用轧机技术领域，特别涉及一种万能轧机及其立辊旋转轴线角度可调的轧机立辊装置。

背景技术

热轧型钢轧机通过立辊对轧件钢材的侧面进行轧制，现有的立辊以其旋转轴线垂直于水平面的方式安装在立辊箱中，立辊通过轴承和连接轴与立辊箱连接，立辊箱通过导轨与机架连接并固定，立辊箱的一侧面上有一个开口使得立辊的一部分伸出并与轧件钢材接触，从而对钢材进行轧制。

图1所示为现有技术的一种热轧型钢的轧机，其由一对水平辊1和一对立辊2组成主机架，其四个辊的轴线在一个平面内，水平辊为主动辊，立辊为从动辊（有的轧机立辊也可驱动），可对轧件3进行四面加工，该轧机的主机架和孔型是万能型的，可用来轧制各类型钢，如H型钢、工字钢、槽钢、角钢等，因此被称为“万能轧机”。

在安装立辊时，轴承存在工作间隙，导轨存在装配间隙，因此在轧制过程中，立辊的受力不均匀，如图2所示，会使其旋转轴线倾斜一定角度a，导致轧制出的钢材尺寸波动大甚至不合格，特别是当使用一段时间后，轴承和导轨出现一定程度的磨损，随着间隙的增加，立辊箱（内箱）装配到轧机上后，立辊旋转轴线倾斜角度会更大。出现这一情况后，由于现有立辊结构的限制，无法快速有效的修正这一倾斜角度，解决的唯一办法就是更换立辊、轴承，修复导轨，因此，效率较低，成本高昂，给生产带来不利影响。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种万能轧机及其立辊旋转轴线角度可调的轧机立辊装置。

所述立辊旋转轴线角度可调的轧机立辊装置，其包括：立辊、具有第一内表面和第一外表面的内箱、具有第二内表面和第二外表面的外箱、具有缸底和活塞杆的液压缸、以及一对半轴；所述内箱设置于所述外箱中；所述立辊以其旋转轴线垂直于水平面的方式设置于所述内箱中，通过轴承与设置在所述内箱上的连接轴连接并绕所述连接轴旋转，且通过所述内箱上设置有的第一开口与轧件接触；所述液压缸位于所述第一外表面和所述第二内表面之间，用于提供液压作用力以控制所述内箱绕所述半轴旋转使得所述立辊的旋转轴线与所述水平面垂直，所述缸底连接于所述第二内表面，所述活塞杆连接于所述第一外表面，且所述液压缸的轴线垂直于所述水平面；一对半轴的轴线在同一直线上且平行于轧件轧制方向，所述一对半轴之间间隔有所述内箱，所述一对半轴的各自一端均贯穿于所述第二内表面和所述第二外表面，各自另一端均连接于所述第一外表面。

在如上所述的轧机立辊装置中，优选，所述轧机立辊装置还包括：设置于内箱和外箱之间的螺旋弹簧；所述螺旋弹簧的一端与所述第二内表面连接，另一端与所述第一外表面连接。

在如上所述的轧机立辊装置中，优选，所述第一外表面包括：第一外上表面、第一外下表面、第一外前表面、第一外右表面和第一外后表面；所述第二内表面包括：第二内上表面、第二内下表面、第二内前表面和第二内后表面；所述液压缸位于所述第一外上表面和所述第二内上表面之间；所述一对半轴的另一端分别连接于所述第一外前表面和所述第一外后表面；所述螺旋弹簧为拉伸弹簧，用于向所述内箱施加拉力，所述拉伸弹簧的一端连接于所述第二内下表面，所述拉伸弹簧的另一端连接于所述第一外右表面；所述液压缸和所述拉伸弹簧位于所述半轴轴线的两侧；所述液压缸位于靠近轧件一侧，所述拉伸弹簧位于远离轧件一侧。

在如上所述的轧机立辊装置中，优选，所述液压缸为两个，所述拉伸弹簧为两个；两个所述液压缸和两个所述拉伸弹簧均沿垂直于所述第一外前表面的方向呈直线排列设置。

在如上所述的轧机立辊装置中，优选，所述第一外表面包括：第一外上表面、第一外下表面、第一外前表面和第一外后表面；所述第二内表面包括：第二内上表面、第二内下表面、第二内前表面和第二内后表面；所述液压缸位于所述第一外上表面和所述第二内上表面之间；所述一对半轴的另一端分别连接于所述第一外前表面和所述第一外后表面；所述螺旋弹簧为压缩弹簧，用于向所述内箱施加压力，所述压缩弹簧的一端连接于所述第二内上表面，所述压缩弹簧的另一端连接于所述第一外上表面；所述液压缸和所述压缩弹簧位于所述半轴轴线的两侧；所述液压缸位于靠近轧件一侧，所述压缩弹簧位于远离轧件一侧。

在如上所述的轧机立辊装置中，优选，所述液压缸为两个，所述压缩弹簧为两个；两个所述液压缸和两个所述压缩弹簧均沿垂直于所述第一外前表面的方向呈直线排列设置。

在如上所述的轧机立辊装置中，优选，所述内箱绕所述半轴旋转的角度为-30°～+30°。

在如上所述的轧机立辊装置中，优选，所述外箱的外表面上设置有导轨，以引导所述外箱固定于轧机机架上。

在如上所述的轧机立辊装置中，优选，在所述外箱的侧面中，在靠近轧件的外箱侧面上设置有第二开口，所述立辊通过第一开口和第二开口与所述轧件接触。

所述万能轧机包括：两个水平辊和两个轧机立辊装置，所述轧机立辊装置为上述所述的立辊旋转轴线角度可调的轧机立辊装置。

本发明带来的有益效果如下：通过在内箱和外箱之间设置液压缸，当立辊旋转轴线发生倾斜时，在线调整液压缸的行程使立辊旋转轴线重新垂直于水平面。通过螺旋弹簧对内箱施加额外的拉（压）应力，消除外箱、液压缸与内箱之间的连接间隙，解决了立辊旋转轴线垂直于水平面不可调整的不足，效率高，成本低。

附图说明

图1是现有技术提供的一种热轧型钢的轧机结构示意图；

图2是在现有技术条件下，图1中的轧机的立辊旋转轴线角度倾斜角度为α的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种螺旋弹簧为拉伸弹簧的立辊旋转轴线角度可调的轧机立辊装置沿轧制方向的结构示意图；

图4是图3的右侧视图；

图5是本发明实施例提供的一种螺旋弹簧为压缩弹簧的立辊旋转轴线角度可调的轧机立辊装置沿轧制方向的结构示意图；

图6是图5的右侧视图；

其中，图中符号说明如下：

1水平辊、   2立辊、   3轧件、   4内箱、   5外箱、

41第一外上表面、   42第一外下表面、

43第一外前表面、   44第一外后表面、

45第一外右表面、

51第二内上表面、   52第二内下表面、

53第二内前表面、   54第二内后表面、

6半轴、     7液压缸、 81拉伸弹簧、 82压缩弹簧、 9导轨。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

参见图3-图6，本发明实施例提供了一种立辊旋转轴线角度可调的轧机立辊装置，其包括：立辊2、具有第一内表面和第一外表面的内箱4、具有第二内表面和第二外表面的外箱5、具有缸底和活塞杆的液压缸7、以及一对半轴6。

其中，立辊2设置于内箱4中，且其旋转轴线垂直于水平面，其通过轴承（未示出）与设置在内箱4上的连接轴（未示出）连接以绕连接轴旋转，其绕连接轴水平旋转，而且连接轴的轴向方向相对内箱4固定（也可以是连接轴相对内箱4固定）。在实际中，立辊2绕连接轴旋转的动力来源可以是驱动力，驱动力驱动连接轴旋转，旋转的连接轴带动立辊旋转；还可以是从动力，轧件的运动带动立辊的旋转，本实施例不对此进行限定。安装时，内箱4和外箱5的轧件一侧表面（在本实施例中即为左表面）上均设有一个开口，立辊2的一部分依次伸出内箱4上的开口和外箱5上的开口以与轧件钢材接触，从而对钢材进行轧制。

内箱4设置于外箱5中，优选，内箱4的上下方向的中心线与立辊旋转轴线平行，换句话说内箱4的上下方向中心线线也与水平面垂直。

液压缸7位于第一外表面和第二内表面之间，对立辊2施加向相反方向（与立辊旋转轴线倾斜方向相反）倾斜的力，以控制内箱4绕半轴6旋转使得内箱4中的立辊2的旋转轴线与水平面垂直，缸底连接于第二内表面，活塞杆连接于第一外表面，且液压缸的轴线垂直于水平面。由于立辊2固定于内箱4中，当立辊2因为受力不均匀等原因而导致其旋转轴线发生倾斜时，内箱4的中心线也会发生倾斜，因此对立辊旋转轴线的调整可通过内箱4中心线的调整来实现。在本优选实施例中，内箱4的上下方向中心线与立辊2的旋转轴线平行，当需要调整立辊2的旋转轴线重新垂直于水平面时，液压缸提供的液压作用力对内箱4进行控制以使内箱4绕半轴6旋转使得内箱4的中心线与水平面垂直即可。

一对半轴6的轴线在同一直线上且平行于水平面，内箱4把一对半轴6间隔开，一对半轴中的一个半轴6的一端贯穿于外箱5的第二内表面和第二外表面，另一端连接于内箱4的第一外表面。另一个半轴6的一端贯穿于外箱5的第二内表面和第二外表面，另一端连接于内箱4的第一外表面。在实际中，半轴6可以相对内箱4固定，相对外箱5转动；还可以相对外箱5固定，相对内箱4转动，本实施例不对此进行限定。

为了消除内箱4、液压缸7和外箱5之间连接存在的间隙，立辊轴线角度可调的轧机立辊装置还包括设置于内箱4和外箱5之间的螺旋弹簧，其通过对内箱4施加预应力消除内箱4、液压缸7以及外箱5之间存在的间隙；螺旋弹簧的一端与第二内表面连接，另一端与第一外表面连接。

具体地，为了更好地说明螺旋弹簧、液压缸7的位置，对第一外表面和第二内表面进行细分如下：第一外表面包括：第一外上表面41、第一外下表面42、第一外前表面43、第一外后表面44、第一外左表面和第一外右表面45，其中上下前后左右以正视图3和图5为标准，左为轧件3一侧，右为远离轧件3一侧，即图3和图5中的螺旋弹簧一侧，前为纸面面前侧，后为纸面面内侧；第二内表面包括：第二内上表面51、第二内下表面52、第二内前表面53、第二内后表面54、第二内左表面和第二内右表面（上下前后左右的方位关系同上）。

液压缸7位于第一外上表面41和第二内上表面51之间，一对半轴6的各自一端分别穿过第二内前表面53和第二外前表面以及第二内后表面54和第二外后表面；一对半轴6的各自另一端分别连接于第一外前表面43和第一外后表面44。

具体地，如图3所示，螺旋弹簧为拉伸弹簧81时，该拉伸弹簧81用于向内箱4施加拉力，拉伸弹簧81的一端连接于第二内下表面52，拉伸弹簧81的另一端连接于第一外右表面45；液压缸7和拉伸弹簧81位于半轴6轴线的两侧；液压缸7位于靠近轧件3一侧，拉伸弹簧81位于远离轧件一侧。在实际中，可以设置多个液压缸7，在内箱4的第一外上表面41上沿着前后方向安装在靠近轧件3的地方，优选多个液压缸7呈直线排列设置，进一步优选液压缸数量为两个。拉伸弹簧81也可以设置多个，在外箱5的第二内下表面52上沿着前后方向安装在远离轧件3的地方，优选多个拉伸弹簧81呈直线排列设置，进一步优选拉伸弹簧81的数量为两个。

具体地，如图5所示，螺旋弹簧为压缩弹簧82，该压缩弹簧82用于向内箱4施加压力，压缩弹簧82的一端连接于第二内上表面51，压缩弹簧82的另一端连接于第一外上表面41；液压缸7和压缩弹簧82位于半轴6轴线的两侧；液压缸7位于靠近轧件一侧，压缩弹簧82位于远离轧件一侧，也就是说，液压缸7靠近第一外左表面，压缩弹簧82靠近第一外右表面45。在实际中，可以设置多个液压缸7，在内箱4的第一外上表面41上沿着前后方向安装在靠近轧件3的地方，优选多个液压缸7呈直线排列设置，进一步优选，液压缸7的数量为两个。压缩弹簧82也可以设置多个，在内箱4的第一外上表面41上沿着前后方向安装在远离轧件3的地方，优选，多个压缩弹簧82呈直线排列设置，进一步优选，压缩弹簧82的数量为两个。

具体地，内箱4绕半轴6的轴线在一定范围内旋转，优选旋转的角度为-30°～+30°。

在实际中，在因立辊受力不均或其它原因引起轧制过程中立辊旋转轴线不垂直于水平面，从而影响成品尺寸形状或精度时，需要象如下所述那样进行调整。

当立辊旋转轴线逆时针倾斜角度后，通过调整液压缸7的行程，使液压缸缩短，往回（顺时针方向）拉内箱4，使内箱4绕半轴6顺时针旋转，由于连接立辊与内箱的连接轴相对内箱4固定，所以内箱的转动会带动立辊旋转轴线顺时针旋转，通过液压缸行程的控制使立辊旋转轴线重新垂直于水平面位置。拉伸弹簧对内箱施加额外的拉应力，或压缩弹簧对内箱施加额外的压应力，可以消除外箱5、液压缸7、内箱4之间的连接间隙。

当立辊旋转轴线顺时针倾斜角度后，通过调整液压缸7的行程，使液压缸伸长，往回（逆时针）推内箱4，使内箱4绕半轴6逆时针旋转，带动立辊旋转轴线逆时针旋转，通过液压缸行程的控制使立辊旋转轴线重新垂直于水平面位置。拉伸弹簧对内箱施加额外的拉应力，或压缩弹簧对内箱施加额外的压应力，可以消除外箱5、液压缸7、内箱4之间的连接间隙。

在调整液压缸行程的过程中，根据轧后轧件与立辊工作面接触的面（即图2中Ｈ型钢的右腿外侧面）与水平面的夹角来判断立辊旋转轴线是否垂直于水平面。在具体操作时，先进行初步调整，然后根据轧后轧件与立辊工作面接触的面（即图2中H型钢的右腿外侧面)是否达到标准要求（垂直于水平面）来决定是否继续调整液压缸行程，直到达到标准要求。

为了方便立辊旋转轴线角度可调的轧机立辊装置安装于万能轧机相对位置，该轧机立辊装置还包括：导轨9；导轨9设置于外箱5的外表面上，以引导外箱5推入万能轧机并固定于轧机机座上。

本发明实施例还提供了一种万能轧机，其包括两个水平辊1和两个轧机立辊装置，其中，轧机立辊装置为上述所述的立辊旋转轴线角度可调的轧机立辊装置。

在轧制钢材过程中，当立辊2出现如图2所示的情况，旋转轴线逆时针倾斜a角度时，通过缩短液压缸7的行程，内箱4可在液压缸7和螺旋拉伸弹簧8作用下绕半轴6旋转一定角度，从而使立辊2轴线在垂直于钢材轧制方向的平面内改变角度，使立辊2的旋转轴线顺时针旋转a角度，从而使立辊轴线重新垂直水平面。

综上所述，本发明带来的有益效果如下：通过在内箱和外箱之间设置液压缸，当立辊旋转轴线发生倾斜时，在线调整液压缸的行程使立辊旋转轴线向与立辊旋转轴线倾斜方向相反的方向倾斜以重新垂直于水平面。通过螺旋弹簧对内箱施加额外的拉（压）应力，消除外箱、液压缸与内箱之间的连接间隙，解决了立辊旋转轴线垂直于水平面不可调整的不足，效率高，成本低。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种立辊旋转轴线角度可调的轧机立辊装置，其特征在于，所述轧机立辊装置包括：立辊、具有第一内表面和第一外表面的内箱、具有第二内表面和第二外表面的外箱、具有缸底和活塞杆的液压缸、以及一对半轴；

所述内箱设置于所述外箱中；

所述立辊以其旋转轴线垂直于水平面的方式设置于所述内箱中，通过轴承与设置在所述内箱上的连接轴连接并绕所述连接轴旋转，且通过所述内箱上设置有的第一开口与轧件接触；

所述液压缸位于所述第一外表面和所述第二内表面之间，用于提供液压作用力以控制所述内箱绕所述半轴旋转使得所述立辊的旋转轴线与所述水平面垂直，所述缸底连接于所述第二内表面，所述活塞杆连接于所述第一外表面，且所述液压缸的轴线垂直于所述水平面；

一对半轴的轴线在同一直线上且平行于轧件轧制方向，所述一对半轴之间间隔有所述内箱，所述一对半轴的各自一端均贯穿于所述第二内表面和所述第二外表面，各自另一端均连接于所述第一外表面。

2.根据权利要求1所述的轧机立辊装置，其特征在于，所述轧机立辊装置还包括：设置于内箱和外箱之间的螺旋弹簧；

所述螺旋弹簧的一端与所述第二内表面连接，另一端与所述第一外表面连接。

3.根据权利要求2所述的轧机立辊装置，其特征在于，

所述第一外表面包括：第一外上表面、第一外下表面、第一外前表面、第一外右表面和第一外后表面；

所述第二内表面包括：第二内上表面、第二内下表面、第二内前表面和第二内后表面；

所述液压缸位于所述第一外上表面和所述第二内上表面之间；

所述一对半轴的另一端分别连接于所述第一外前表面和所述第一外后表面；

所述螺旋弹簧为拉伸弹簧，用于向所述内箱施加拉力，所述拉伸弹簧的一端连接于所述第二内下表面，所述拉伸弹簧的另一端连接于所述第一外右表面；

所述半轴轴线的一侧设置所述液压缸，所述半轴轴线的另一侧设置所述拉伸弹簧；

所述液压缸位于靠近轧件一侧，所述拉伸弹簧位于远离轧件一侧。

4.根据权利要求3所述的轧机立辊装置，其特征在于，

所述液压缸为两个，所述拉伸弹簧为两个；

两个所述液压缸和两个所述拉伸弹簧均沿垂直于所述第一外前表面的方向呈直线排列设置。

5.根据权利要求2所述的轧机立辊装置，其特征在于，

所述第一外表面包括：第一外上表面、第一外下表面、第一外前表面和第一外后表面；

所述第二内表面包括：第二内上表面、第二内下表面、第二内前表面和第二内后表面；

所述液压缸位于所述第一外上表面和所述第二内上表面之间；

所述一对半轴的另一端分别连接于所述第一外前表面和所述第一外后表面；

所述螺旋弹簧为压缩弹簧，用于向所述内箱施加压力，所述压缩弹簧的一端连接于所述第二内上表面，所述压缩弹簧的另一端连接于所述第一外上表面；

所述半轴轴线的一侧设置所述液压缸，所述半轴轴线的另一侧设置所述压缩弹簧；

所述液压缸位于靠近轧件一侧，所述压缩弹簧位于远离轧件一侧。

6.根据权利要求5所述的轧机立辊装置，其特征在于，

所述液压缸为两个，所述压缩弹簧为两个；

两个所述液压缸和两个所述压缩弹簧均沿垂直于所述第一外前表面的方向呈直线排列设置。

7.根据权利要求1所述的轧机立辊装置，其特征在于，

所述内箱绕所述半轴旋转的角度为-30°～+30°。

8.根据权利要求1所述的轧机立辊装置，其特征在于，

所述外箱的外表面上设置有导轨，以引导所述外箱固定于轧机机架上。

9.根据权利要求1所述的轧机立辊装置，其特征在于，

在所述外箱的侧面中，在靠近轧件的外箱侧面上设置有第二开口，所述立辊通过第一开口和第二开口与所述轧件接触。

10.一种万能轧机，包括两个水平辊和两个轧机立辊装置，其特征在于，所述轧机立辊装置为权利要求1-9中任一权利要求所述的立辊旋转轴线角度可调的轧机立辊装置。