CN1036252C - 轧机 - Google Patents

Abstract

组式轧机沿轧制线排有许多机座，各机座有至少一对以悬臂方式装在一对辊轴上的一对工作辊，所述辊轴有相互分开又分别与一对正齿轮之一啮合的小齿轮，所述正齿轮装在一对中间传动轴上，各机座的中间传动轴之一联结于两条平行于轧制线的总轴之一。至少一个机座设有第二对以悬臂方式安装在第二对辊轴上的工作辊。第二对辊轴具有相互分开又分别与所述至少一个机座的相互啮合的正齿轮之一啮合的小齿轮。

Description

轧机

本发明涉及轧机，具体而言，涉及对无扭曲地轧制棒、杆等产品时使用的那种单线组式精轧机的改进。

大家熟知的单线组式轧机的一个实例公开于美国专利第4,537,055号中，这里将其全部技术内容用作参考。在这种轧机中(如后面附图1-3所示)，连续的轧机机座ST₁-ST₁₀交替地沿着轧制线P两侧排列。连续机座的辊对R₁-R₁₀相对倾斜，并适当开槽以便以一种椭圆孔型序列和无扭曲方式轧制产品。

轧机驱动电机12的输出轴10带动增速器16的中间齿轮14。齿轮14又带动总轴22，24上的一对侧面齿轮18，20，总轴22，24则与轧制线P平行。总轴各段穿过相应的机座并在机座中用做转动轴颈，其相邻的伸出端通过联轴节26相互联结。由于各机座为交错设置，机座ST₉与增速器16隔开一个间隙，其间接有一条中间轴段24a。

现对照附图2和3，位于一机座中的每个总轴轴段承载着一个主动斜齿轮28，它与两平行的中间传动轴32之一上的一个被动斜齿轮30相啮合。两中间传动轴承载着相互啮合的正齿轮34。工作辊R可御式地以悬臂方式安装在平行的辊轴36的端部。每条辊轴都承载着一个与正齿轮34之一相啮合的一个小齿轮38。正齿轮34和小齿轮38这样排列成所谓的“四齿轮组”。

虽然并没有画出，但是显然每个机座内部都设有调整装置，以便调整工作辊之间的辊缝。这种调整装置一般相对于轧制线对称地以相反的两个方向拨动辊轴36及其小齿轮38，同时保证中间传动轴32及其相互啮合的正齿轮34保持不受干扰。在连续的工作辊对之间设有导向装置(也未画出)，以便为工件沿着轧制线导向。传统上，连续工作辊对之间的间距“C”(一般称为“机座中心距”)为600～800mm左右。

在典型的现代高速线材轧制作业中，从上游的中间轧机(未画出)以每秒大约8-18mm的速度向机座ST₁输送16-24mm的圆钢，而从最后的机座ST₁₀以每秒大约100m的速度输出成品5.5mm圆钢。连续斜齿轮组28，30和四齿轮组34，38的速比要加以选择以适应迅速加速的产品并保证当产品通过轧机时处于小张力的情况。

传统上，从精轧机轧出的产品的横截面应在适于某些但不是所有用途的公差范围以内。例如，根据美国材料试验学会的规定(ASTM-A29)，正常轧制的5.5mm圆钢的公差应为或稍低于±0.15。这样的产品可直接用于多种场合，例如，用于焊接网和铁丝织网等。但是对于其它用途，例如气门用钢，则要求公差更为严格，是美国材料试验学会规定标准的1/4左右。这样的产品通常称为“精密圆钢”。过去，这样的精密程度可以通过下述两种方法实现，第一种是对轧制后的棒料进行另外的机加工；第二种是通过分别驱动的定径机进行连续轧制。

另外的机加工通常称为“扒皮”，大大增加了产品的成本。虽然通过定径机进行连续轧制费用较低，但是精轧下游每个定径孔型所承担的减缩量相对很小，这就可能引起不可接受的晶粒增长水平，情况严重时还要进行另外的热处理来补救，使成本增加。

本发明的基本目的是使在精轧时轧出精密圆钢，从而消除其后另外进行的机加工，或在下游分别驱动的定径机上进行另外轧制的需要。

本发明的另一个目的是轧制精密圆钢而不会引起不可接受的晶粒增长水平。

本发明的其它目的还包括：改善从轧机最后机座轧出的产品的公差，以及在精轧机中轧制较小直径的圆钢。

实现本发明上述和其它的目的和优点的途径是在普通精轧机中引入至少一个改进的机座。这种改进的机座包括承载着相互啮合的正齿轮的中间传动轴，中间传动轴之一通过一个斜齿轮组与相应的一条总轴进行机械式连接。但是，与传统的设计相比较，不同的是中间传动轴是位于两对辊轴之间并与这两对辊轴机械式连接。每对辊轴承载着与装在中间传动轴上的正齿轮啮合的小齿轮，因此，建立了所谓的“六齿轮组”。第一或称上游辊轴承载着用于较小“定径”减缩任务的工作辊。这些辊位于与前一机座工作辊较近的位置。第二或下游辊轴承载着适于承担大约20％的正常减缩任务的工作辊。

为了实现上述各种目的，沿着精轧机在不同的位置上可以采用一个或更多的改进机座。例如，普通机座ST₃，ST₅或ST₉中的任何一个都可以由一个改进机座代替。由于这种布置，改进机座的上游定径辊可以使前一机座来的圆钢定径，而改进机座以及轧机中以后的机座的辊对则不承担工作，即“空轧”，因此，轧机轧出的圆钢具有较高的直径精度。同样由于这样的布置，所有辊对也可以仍旧工作，使定径后的圆钢继续通过轧机的其余部分进行轧制，最后的结果是轧制出具有改善公差的直径较小的产品。

在另一种实施例中，中间轴段24a和最后机座ST₁₀由两个改进机座替代。由于在改进机座中采用了工作辊对和空轧辊对的适当结合，这种布置可以从改进的第10机座轧出一定尺寸的普通圆钢，也可以从改进的第11机座生产出例如4.5mm直径圆钢那样的较小的产品。另外，上述辊轴对上的小齿轮可以具有不同齿数；上述辊轴对的工作辊可以具有不同的直径。

现参照以下附图对发明进行详细说明：

图1是美国专利第4,537,055号所述那种普通单线式轧机的平面示意图；

图2是图1所示轧机机座ST₂，ST₃和ST₄的传动件的放大示意图；

图3是沿图2中3-3线的剖视图；

图4是一单线组式轧机的局部平面图，是用按照本发明改进的机座MST₃替代了普通的第二机座ST₃；

图5是图4所示机座的传动件的放大示意图；

图6是沿图5中6-6线的剖视图；

图7是另一单线组式轧机的局部示意图，普通的最后机座ST₁₀和中间轴段24a由两个按照本发明改进的机座MST₁₀和MST₁₁替代。

现在对照附图4-6，按照本发明的改进机座MST₃代替了普通机座ST₃。改进机座包括一个前述的斜齿轮组28，30，用于建立总轴24和两平行中间传动轴32之一之间的传动连接。两中间传动轴则由相互啮合的正齿轮34以机械方式相互连接起来。第一和第二辊对的轴36a，36b分别布置在中间传动轴32的上、下游侧。辊轴36a，36b上分别设有小齿轮38a、38b，小齿轮38a、38分别与排列其间的正齿轮34啮合。这样的布置可以称为“六齿轮组”。辊轴36a，36b分别承载着工作辊R_3a和R_3b。

工作辊R_3a用于使从前一机座ST₂来的圆钢定径。术语“定径”意思是在一个轧制道次中承担压下大约0.2-10％左右，这比前一机座ST₂所承担的大约20％的压下量要低。

如图4所示，由于引入两个辊对R_3a，R_3b代替普通的一个辊对R₃，所以在机座ST₂和ST₄之间的机座间距2C，变成了在辊R₂和R₃之间的紧凑间距“A”，以及辊R_3a和R_3b之间形成的间距“B”和辊R_3b和R₄之间形成的间距“E”。

当在椭圆孔型序列中以20％的一般平均轧下量轧制时，轧制过程中圆截面有扭曲的倾向，这种扭曲受到下游椭圆孔型稳定效果的抵抗。但是，在定径操作中，由于孔型序列是圆的，没有上述的稳定效果。因此，定径孔型要尽可能靠近前一道轧辊孔型，以便在可能发生扭曲前就实现定径效果，这一点是很重要的。本发明中在定径辊R_3a和前一个辊R₂之间的距离“A”是大约100-150mm左右，这大大小于普通的机座间距“C”，因此本发明满足了上述要求。

经过这样定径的圆钢可作为轧机的成品，在这种情况下，改进机座的另一辊对R_3b以及其余机座的辊R₄-R₁₀都是空轧的。但是，这样定径的圆钢也可以通过辊R_3b以及一个或多个随后的轧辊孔型继续轧制以便产生逐渐变小的圆钢，由于在辊R_3a的中间定径操作，这种较小圆钢的特征也在于：虽然可能达不到精密圆钢所要求的公差范围，但是其公差也得到了改善。

图7是本发明的另一种实施例。其中，最后机座ST₁₀和中间轴段24a由改进机座MST₁₀和MST₁₁所替代。除了机座MST₁₀和MST₁₁具有改进的外部形状和不同的齿轮速比外，其特征还在于与前述改进机座MST₃相同的基本设计。这种实施例提供了下述可能性：

1.在圆—椭圆—圆孔型序列中，由R_11a为空轧辊，辊R_10a，R_10b和R_11b承担大约为20％的普通平均轧下量，可以生产直径较小，例如4.5mm的圆钢。

2.由R_11b为空轧辊，由辊R_10a承担20％的普通平均轧下量来产生5.5mm圆钢，由辊R_10b承担大约2％的较小轧下量来产生轻微的椭圆度(一般称为“成品前的引导圆”)，使用辊R_11a作普通定径操作，可以获得5.5mm的精密圆钢。

综上所述，在本来是普通型的单线组式轧机中采用一个或多个改进机座，只花费较小的开支，就可以获得大大优于普通设备和/或工艺的优点。

Claims (4)

1.在沿轧制线排列有许多机座的组式轧机中，每个机座有一个以悬臂方式装在一对辊车上的工作辊对，所述辊轴通过中间传动件机械式联结于与轧制线平行的两条总轴之一，两总轴由一个共同的传动机构驱动，连续机座的工作辊用来以无扭曲的方式轧制单一线材，所述中间传动件包括一对承载于中间传动轴上相互啮合的正齿轮，所述中间传动轴之一借助一对相互啮合的斜齿轮联结于所述总轴之一，其特征在于：

至少一个所述机座设有一个以悬臂方式装在一对附加辊轴上的附加工作辊对，所述附加辊轴通过所述至少一个机座的中间传动件机械式联结于相关的所述一条总轴，每条辊轴上承载一个小齿轮，每对所述辊轴的小齿轮在所述相互啮合的正齿轮的两侧分别与其啮合。

2.按照权利要求1所述的轧机，其特征在于：所述辊轴对上的小齿轮具有不同的齿数。

3.按照权利要求2所述的轧机，其特征在于；所述辊轴对的工作辊具有不同的直径。

4.按照权利要求1-3中任一项所述的轧机，其特征在于：所述至少一个机座的连续工作辊对之间的距离是大约100～150mm左右。

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