CN103785892A - 一种用于高精度圆盘剪侧向间隙调整机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于冶金行业的精整设备领域，具体涉及一种用于高精度圆盘剪侧向间隙调整机构，包括机架、支撑轴、套在支撑轴上的上刀轴、从右端依次套接在支撑轴上并位于上刀轴左侧的后轴承和前轴承，上刀轴穿套在前轴承和后轴承的内圈上，后轴承的外圈套有轴承套，轴承套和前轴承套在偏心套内侧，还包括主传动动力源装置和叉形斜楔调整结构，可以用来对上下剪刃的侧向间隙进行调整，也可以将上刀轴从侧向间隙调整机构中引出与动力传动装置连接实现动力剪切；采用大减速比、直接检测与闭环控制相结合的调整方法实现侧向间隙的高精度调整。

Description

一种用于高精度圆盘剪侧向间隙调整机构

技术领域

本发明属于冶金行业的精整设备领域，具体涉及一种用于高精度圆盘剪侧向间隙调整机构。

背景技术

在精整生产线（重卷、纵剪、拉矫、酸洗等机组）中，成品板材质量的重要指标之一是圆盘剪剪切时的剪切毛刺大小，对于高品质板带材，用户要求剪切断面毛刺高度不能超过0.02mm甚至更小，这就要求除了圆盘剪设备本身的综合精度高外，还要剪刃侧向间隙调整数值准确，同时，随着钢材品质的不断升级，生产工艺对双动力圆盘剪的配置要求越来越普及，这样，圆盘剪的侧向间隙调整就显得更加重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于高精度圆盘剪的叉形斜楔式轴向调整机构，结构简单、操作方便，同时还具有大减速比与直接检测相结合，附之以闭环控制可以高精度实现圆盘剪的侧间隙调整。

为此，本发明提供了一种用于高精度圆盘剪侧向间隙调整机构，包括主传动动力源、通过可伸缩球笼联轴器连接着主传动动力源的支撑轴、从右端依次套接在支撑轴上的后轴承和前轴承，上刀轴的刀轴固定在在前轴承和后轴承的内圈上，后轴承的外圈套有轴承套，轴承套和前轴承套在偏心套内侧，还包括动力装置、滚珠丝杠副、螺母座、直线导轨Ⅰ、直线导轨Ⅱ和过渡连接盘；

所述过渡连接盘连接在轴承套左端，支撑轴水平穿过过渡连接盘中心位置；

所述动力装置连接驱动竖直向下的滚珠丝杠副，滚珠丝杠副的螺母副与螺母座的螺纹孔通过螺纹旋接，所述螺母座下部开有供支撑轴穿过的水平通孔；

所述直线导轨Ⅰ由滑块和轨道滑动连接组成，直线导轨Ⅱ由斜面滑块和斜面轨道滑动连接组成，滑块的右端面和斜面滑块的左端面分别固定连接在螺母座的左侧和右侧；斜面滑块的右端面为斜面，与之相对应的斜面轨道也为斜面，并且与斜面滑块左端面相对且彼此平行设置，斜面轨道与过渡连接盘左端面固定连接。

所述的动力装置为侧向间隙调整齿轮马达和弹性柱销联轴器，侧向间隙调整齿轮马达的输出轴竖直向下，通过弹性柱销联轴器连接驱动滚珠丝杠副。

还包括电气控制系统，所述电气控制系统由控制器、变频器、驱动侧向间隙调整齿轮马达的驱动电机、测量侧向间隙调整的位移传感器组成，位移传感器探针或者测量头直接与过渡连接盘相接触，并且位移传感器与所述控制器电联接，控制器通过变频器联接控制驱动电机。

所述的动力装置为旋转手柄，所述旋转手柄连接驱动滚珠丝杠副。

所述的直线导轨Ⅰ的轨道安装在底座上，所述底座套在支撑轴上，并且底座刚性固定在圆盘剪的机架上。

所述的轴承套左侧内端面轴肩和过渡连接盘右侧外端面轴肩之间设置有双向推力轴承。

所述的前轴承为允许内外圈相对轴向错动的圆柱滚子轴承，后轴承为可承受轴向力的滚子轴承或者组合轴承。

所述的螺母座、渡连接盘以及底座供支撑轴穿过的通孔的孔径D满足：

  式中：

—在上述位置中穿过的刀轴传动轴直径，单位：mm

        

—偏心套的偏心量，单位：mm

    —刀轴传动轴在任意位置与上述三处孔径的最小间隙，单位：mm。

本发明提供的这种用于高精度圆盘剪侧向间隙调整机构，由于叉形斜楔式轴向调整机构采用了高刚性、高预紧性及高精密的滚柱直线导轨配合高精度的双向推力轴承与刀轴旋转支持轴承作为侧向间隙调整机构的执行元件，执行位移传感器直接连接在轴向移动的零件上作为检测元件，采用变频调速、闭环控制及直接检测作为控制方案，既实现了圆盘剪侧向间隙的高精度调整，也实现了动力剪切。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是侧向间隙调整机构装配示意图。

图3是直线导轨Ⅰ结构示意图。

图4是直线导轨Ⅱ结构示意图。

附图标记说明：1、侧向间隙调整齿轮马达；2、弹性柱销联轴器；3、滚珠丝杠副；4、螺母座；5直线导轨Ⅰ；6、主传动动力源；7、可伸缩球笼联轴器；8、直线导轨Ⅱ；9、检测装置；10、过渡连接盘；11、轴承套；12、偏心套；13、上刀轴；14、前轴承；15、后轴承；16、底座；17、双向推力轴承；18、支撑轴；19、导轨；20、滑块；21、斜面滑块；22、斜面导轨。

具体实施方式

一种用于高精度圆盘剪侧向间隙调整机构，如图1所示，包括主传动动力源6、通过可伸缩球笼联轴器7连接着主传动动力源6的支撑轴18、从右端依次套接在支撑轴18上的后轴承15和前轴承14，上刀轴13的刀轴固定在在前轴承14和后轴承15的内圈上，后轴承15的外圈套有轴承套11，轴承套11和前轴承14套在偏心套12内侧，还包括动力装置、滚珠丝杠副3、螺母座4、直线导轨Ⅰ5、直线导轨Ⅱ8和过渡连接盘10；过渡连接盘10连接在轴承套11左端，支撑轴18水平穿过过渡连接盘10中心位置；所述动力装置连接驱动竖直向下的滚珠丝杠副3，滚珠丝杠副3的螺母副与螺母座4的螺纹孔通过螺纹旋接，所述螺母座4下部开有供支撑轴18穿过的水平通孔；直线导轨Ⅰ5由滑块20和轨道19滑动连接组成，直线导轨Ⅱ8由斜面滑块21和斜面轨道22滑动连接组成，滑块20的右端面和斜面滑块21的左端面分别固定连接在螺母座4的左侧和右侧；斜面滑块21的右端面为斜面，与之相对应的斜面轨道22也为斜面，并且与斜面滑块21左端面相对且彼此平行设置，斜面轨道22与过渡连接盘10左端面固定连接。

直线导轨Ⅰ5的轨道19安装在底座16上，所述底座16套在支撑轴18上，并且底座16刚性固定在圆盘剪的机架上。

所述的轴承套11左侧内端面轴肩和过渡连接盘10右侧外端面轴肩之间设置有双向推力轴承17。所述的前轴承14为允许内外圈相对轴向错动的圆柱滚子轴承，后轴承15为可承受轴向力的滚子轴承或者组合轴承。

如图1、图2、图3和图4所示，动力装置驱动滚珠丝杠副3与螺母座4的螺纹孔通过螺纹旋接，螺母座4在滚珠丝杠副3旋转作用下进行上下调整，当螺母座4向下动作时，螺母座4连接的斜面滑块21会使斜面轨道22向右运动，继而过渡连接盘10推动轴承套11、前轴承14和后轴承15在偏心套12内部向右运动，实现上刀轴13的向右调节；反之，当螺母座4向上动作时，实现上刀轴13的向左调节。

本实施例中，主传动动力源6通过可伸缩球笼联轴器7和支撑轴18给上刀轴13提供了一个旋转的动力，实现了动力剪切。

所述动力装置为侧向间隙调整齿轮马达1和弹性柱销联轴器2，侧向间隙调整齿轮马达1的输出轴竖直向下，通过弹性柱销联轴器2连接驱动滚珠丝杠副3，另外，该侧向间隙调整机构还包括电气控制系统，所述电气控制系统由控制器、变频器、驱动侧向间隙调整齿轮马达1的驱动电机、测量侧向间隙调整的位移传感器9组成，位移传感器9探针或者测量头直接与过渡连接盘10相接触，并且位移传感器9与所述控制器电联接，控制器通过变频器联接控制驱动电机。

采用高精度的位移传感器9直接测量，避免了间接测量带来的误差影响；侧向间隙调整齿轮马达1通过变频控制使重叠量调整运行平稳，为提高控制精度，采用两级速度控制，在调整的起始阶段采用较高速度，当接近目标值时，再采用较低速度；通过控制器实现位置闭环控制，将目标值始终与位移传感器检测的实际值进行比较，根据比较结果，发送相应的速度给变频器来控制驱动电机，从而实现侧向间隙调整的精确控制。

本实施例中，采用齿轮马达与斜楔机构实现大减速比，所述的大减速比的选用依据是：假设侧向间隙的调整精度≤±E，在此仅考虑电机在额定转速时电机驱动侧间隙调整机构的停止运行距离是否满足精度要求。如果此种状态下能够满足调整精度要求，那么，不论是电动模式下人工按一次操作按钮的调整距离，或者在自动模式下，发出停机断电指令后的调整距离等均可以满足精度要求。

为了满足上述的侧向间隙的调整精度≤±E，那么一额定转速时电机驱动侧间隙调整机构停止的运行距离不得超过1/8~1/5E，我们取1/8E。

式中：

—电机从额定转速降到零速的停止时间，单位：min；

—驱动电机输入转速，单位：rpm；

—齿轮马达的减速比；

—滚珠丝杠的导程，单位：mm/r；

—斜楔块的当量减速比。

，其中

为斜楔块的斜度，单位：度（o）；

—侧向间隙的调整精度，单位：mm。

为保证侧向间隙调整精度的实现，需要确定调整机构的科学经济的总传动速比。总速比与侧向间隙的调整模式（自动操作模式与电动操作模式）、驱动方式（变频驱动/伺服驱动或者交流驱动）与控制方式（闭环控制与开环控制）有关，本发明中取总传动速比2000~6000左右即可满足高精度的实现。

此外，动力装置也可以简单地设置为旋转手柄，所述旋转手柄连接驱动滚珠丝杠副3，这样利用千分尺或者百分尺对侧向间隙进行测量，再利用旋转手柄也可以简单地实现侧向间隙的调节。

为保证主传动动力源6能够与上刀轴13进行动力传导，所述的螺母座4、渡连接盘10以及底座16供支撑轴18穿过的通孔的孔径D满足：

  式中：—在上述位置中穿过的刀轴传动轴直径，单位：mm

        

—偏心套的偏心量，单位：mm

    

—刀轴传动轴在任意位置与上述三处孔径的最小间隙，单位：mm。

而且，一般在上刀轴13的轴端可以安装一个超越离合器进行工作状态下力矩保护或者工作状态的切换。通过这种结构就可以把主传动动力源6传递到上刀轴13，实现上刀轴13的主动旋转剪切运动。当上刀轴13不施加动力源时，即传动动力源6不工作，此时为被动剪。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于高精度圆盘剪侧向间隙调整机构，包括主传动动力源（6）、通过可伸缩球笼联轴器（7）连接着主传动动力源（6）的支撑轴（18）、从右端依次套接在支撑轴（18）上的后轴承（15）和前轴承（14），上刀轴（13）的刀轴固定在在前轴承（14）和后轴承（15）的内圈上，后轴承（15）的外圈套有轴承套（11），轴承套（11）和前轴承（14）套在偏心套（12）内侧，其特征在于：还包括动力装置、滚珠丝杠副（3）、螺母座（4）、直线导轨Ⅰ（5）、直线导轨Ⅱ（8）和过渡连接盘（10）；

所述过渡连接盘（10）连接在轴承套（11）左端，支撑轴（18）水平穿过过渡连接盘（10）中心位置；

所述动力装置连接驱动竖直向下的滚珠丝杠副（3），滚珠丝杠副（3）的螺母副与螺母座（4）的螺纹孔通过螺纹旋接，所述螺母座（4）下部开有供支撑轴（18）穿过的水平通孔；

所述直线导轨Ⅰ（5）由滑块（20）和轨道（19）滑动连接组成，直线导轨Ⅱ（8）由斜面滑块（21）和斜面轨道（22）滑动连接组成，滑块（20）的右端面和斜面滑块（21）的左端面分别固定连接在螺母座（4）的左侧和右侧；斜面滑块（21）的右端面为斜面，与之相对应的斜面轨道（22）也为斜面，并且与斜面滑块（21）左端面相对且彼此平行设置，斜面轨道（22）与过渡连接盘（10）左端面固定连接。

2.如权利要求1所述的侧向间隙调整机构，其特征在于：所述的动力装置为侧向间隙调整齿轮马达（1）和弹性柱销联轴器（2），侧向间隙调整齿轮马达（1）的输出轴竖直向下，通过弹性柱销联轴器（2）连接驱动滚珠丝杠副（3）。

3.如权利要求2所述的侧向间隙调整机构，其特征在于：还包括电气控制系统，所述电气控制系统由控制器、变频器、驱动侧向间隙调整齿轮马达（1）的驱动电机、测量侧向间隙调整的位移传感器（9）组成，位移传感器（9）探针或者测量头直接与过渡连接盘（10）相接触，并且位移传感器（9）与所述控制器电联接，控制器通过变频器联接控制驱动电机。

4.如权利要求1所述的侧向间隙调整机构，其特征在于：所述的动力装置为旋转手柄，所述旋转手柄连接驱动滚珠丝杠副（3）。

5.如权利要求1所述的侧向间隙调整机构，其特征在于：所述的直线导轨Ⅰ（5）的轨道（19）安装在底座（16）上，所述底座（16）套在支撑轴（18）上，并且底座（16）刚性固定在圆盘剪的机架上。

6.如权利要求1所述的侧向间隙调整机构，其特征在于：所述的轴承套（11）左侧内端面轴肩和过渡连接盘（10）右侧外端面轴肩之间设置有双向推力轴承（17）。

7.如权利要求1所述的侧向间隙调整机构，其特征在于：所述的前轴承（14）为允许内外圈相对轴向错动的圆柱滚子轴承，后轴承（15）为可承受轴向力的滚子轴承或者组合轴承。

8.如权利要求1所述的侧向间隙调整机构，其特征在于：所述的螺母座（4）、渡连接盘（10）以及底座（16）供支撑轴（18）穿过的通孔的孔径D满足：

  式中：

—在上述位置中穿过的刀轴传动轴直径，单位：mm

       

—偏心套的偏心量，单位：mm

   

—刀轴传动轴在任意位置与上述三处孔径的最小间隙，单位：mm。

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