CN104084854B - 一种磨削工作辊的自动调心扁头驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种磨削工作辊的自动调心扁头驱动装置，属于轧辊磨床夹具技术领域，用于快速夹装工作辊扁头进行磨削。其技术方案是：它由左侧驱动拨爪组件、右侧驱动拨爪组件两个部分构成，成对使用。驱动拨爪组件的基板上有主芯轴安装孔和副芯轴安装孔，两个导套分别焊接到主芯轴安装孔和副芯轴安装孔一侧，主芯轴和副芯轴的下部分别装入导套和主芯轴安装孔、副芯轴安装孔中，主芯轴和副芯轴的前端套装有铜套，铜套外周套装尼龙套，球面套套装在尼龙套上面，基板与拨盘活动调心板紧固连接。本发明实现了上、下工作辊不用安装、拆卸卡圈直接进行磨削，使工艺步骤得到简化，磨削效率提高20%，每台轧辊磨床每年可创效50.2万元，具有显著的经济效益。

Description

一种磨削工作辊的自动调心扁头驱动装置

技术领域

本发明涉及一种轧辊磨床对工作辊进行磨削加工时使用的驱动装置，属于轧辊磨床夹具技术领域。

背景技术

热轧板带轧机的工作辊在上轧机使用前需要由轧辊磨床进行加工。由于工件重量、尺寸巨大，所以本磨床为工件固定、砂轮移动式的加工方式。加工时，安装在磨床工件床身上面的中心架托瓦托住工作辊托肩部位，磨床轧辊电机驱动床头箱拨盘旋转，拨盘上面的拨爪拨动安装在工作辊驱动扁头上面的卡圈，从而带动工作辊旋转，砂轮电机同时驱动砂轮旋转，在砂轮与轧辊的切削接触之处，砂轮向下方切削旋转，轧辊向上旋转，即砂轮与轧辊相对旋转，磨床拖板带着砂轮沿着轧辊辊身方向（Z-轴方向）移动，完成工作辊整个辊身圆周方向的磨削工作。

在轧辊磨床上磨削轧机工作辊的传统工艺是：首先需要将存放台架上面的工作辊用天车上的电动吊具吊起来，人工将卡圈安装在工作辊驱动扁头上。吊装轧辊到磨床工件床身上方，工作辊托肩部位落到中心架托瓦上面。操作床头箱拨盘向前伸出150毫米，点动拨盘向着轧辊磨削旋转方向旋转大约90°，使安装在拨盘上面的单拨爪接触工作辊扁头上的卡圈，开始磨削。磨完工作辊后，床头箱拨盘自动向后回退150毫米，点动旋转拨盘，使安装在拨盘上面的单拨爪回转90°以利于吊装。吊出工作辊到空场地，人工将卡圈卸下放在地面上等待第二次使用。将工作辊放到存放台架上面，完成一根工作辊的磨削工作。

这种传统的工艺方案存在以下优缺点：

1．设计简单，卡圈制作容易，成本低，但是每种轧辊需要准备一个。

2．床头箱拨盘采用单个拨爪设计，结构简单。

3．每次磨削工作辊都需要人工安装卡圈，当磨削完毕，需要人工方式拆卸卡圈。轧辊扁头由于润滑需要该处表面抹了黄油，造成卡圈表面非常光滑，同时由于卡圈大约重25公斤，所以每次安装、拆卸卡圈都需要两个人配合，安全性非常差，经常发生坠落地面，出现人身伤害状况。

4．每次安装固定卡圈需要3分钟时间，松开顶紧螺栓然后拆卸卡圈需要3分钟时间，6分钟时间占每根工作辊总磨削时间的12%，操作繁琐，浪费时间及人力，不利于磨削效率的提高，同时磨削工艺不顺畅。

5．由正向旋转到反向旋转轧辊时需要空旋转近360度，使用不方便，浪费时间。

6．由于拨盘自动停车位时单拨爪处于接近垂直上下的位置，吊装工作辊上磨床时容易发生刮擦碰撞，所以每次磨床上辊前需要人工确认拨盘上面的单拨爪是否处于水平位置，否则操作工需要点动操作旋转拨盘至水平位置，以避免吊装工作辊上磨床时的碰撞。磨削完毕，准备吊装工作辊下磨床时，为了避免刮擦碰撞，每次操作工必须点动操作旋转拨盘至水平位置后才能吊装工作辊下磨床，人工操作步骤多，占用准备时间，容易发生误操作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种磨削工作辊的自动调心扁头驱动装置，这种扁头驱动装置的结构简单、使用方便、安全可靠，不必每次安装和拆卸卡圈，减少准备工艺步骤，并可实现自动调心，提高工作辊磨削的工作效率。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种磨削工作辊的自动调心扁头驱动装置，它由左侧驱动拨爪组件、右侧驱动拨爪组件两个部分构成，它们结构相同对称，成对使用；

左侧驱动拨爪组件和右侧驱动拨爪组件分别包括基板、导套、主芯轴、副芯轴、铜套、尼龙套、球面套，基板上有主芯轴安装孔和副芯轴安装孔，两个导套分别焊接到主芯轴安装孔和副芯轴安装孔一侧，导套的内孔径与主芯轴安装孔、副芯轴安装孔的孔径相匹配，主芯轴和副芯轴的下部分别装入导套和主芯轴安装孔、副芯轴安装孔中，主芯轴和副芯轴的前端套装有铜套，铜套外周套装尼龙套，球面套套装在尼龙套上面，基板由基板固定螺栓与拨盘活动调心板紧固连接。

上述磨削工作辊的自动调心扁头驱动装置，所述左侧驱动拨爪组件与右侧驱动拨爪组件相对的球面套之间的工作距离与工作辊扁头的宽度相匹配。

上述磨削工作辊的自动调心扁头驱动装置，所述主芯轴、副芯轴与基板的主芯轴安装孔和副芯轴安装孔由紧定螺栓连接固定。

上述磨削工作辊的自动调心扁头驱动装置，所述主芯轴外径、副芯轴外径与铜套内径为可转动的间隙配合，尼龙套内径与铜套外径、球面套内径与尼龙套外径均为可转动的间隙配合。

上述磨削工作辊的自动调心扁头驱动装置，所述主芯轴和副芯轴前部的球面套的前端面上有铜挡圈槽，铜挡圈嵌入在铜挡圈槽中，铜挡圈的内孔套在主芯轴和副芯轴上，铜挡圈定位螺栓将铜挡圈与主芯轴和副芯轴连接固定，在主芯轴和副芯轴上还有弹性挡圈槽，弹性挡圈槽位于铜挡圈位置的外侧，弹性挡圈嵌入在弹性挡圈槽中。

上述磨削工作辊的自动调心扁头驱动装置，所述主芯轴和副芯轴的轴体内有润滑油道，润滑油道的进油端位于主芯轴和副芯轴的端面上，润滑油嘴安装在主芯轴和副芯轴的端面上，润滑油嘴与润滑油道的进油端相连接，润滑油道的出油端在主芯轴和副芯轴的轴体侧面，润滑油道的出油端与铜套导油槽相对。

上述磨削工作辊的自动调心扁头驱动装置，所述套在主芯轴和副芯轴后部的两个导套之间焊接有加强筋板。

本发明的有益效果是：

本发明是专用于数控轧辊磨床磨削上、下工作辊的工具，实现了上、下工作辊不用安装、拆卸卡圈直接磨削的功能。

对于不同工作辊扁头宽度，直接调整两侧驱动组件之间的档距即可，适应变化范围比较宽，不必准备多种工作辊扁头卡圈。

本发明在处于自动处于停车位置时，左、右侧驱动拨爪组件的4个球面套处于垂直上下的停车位置，轧辊吊装的上下方向没有拨爪阻挡，在吊装工作辊时上下磨床时不存在刮擦碰撞问题，所以不必每次点动旋转拨盘躲避。去掉了人工操作环节，避免了人工误操作的可能。

本发明在磨削上、下工作辊时每次磨削可以节省2道准备工序，节省磨削准备时间6分钟，降低单支工作辊总磨削时间12%，年节省工作时间1005小时，磨削效率提高20%，年增加磨辊数量2010支，创效40.2万元/年；每台轧辊磨床每年可以减少人工工作量251.25工作日，减少天车设备运行时间1005小时，可以直接节约人工费用10万元/年，合计年创效50.2万元/年，具有显著的经济效益。同时由于去掉了人工搬运安装、拆卸卡圈的不安全环节，人身安全得到了保障。

附图说明

图1是本发明的左侧驱动拨爪组件结构示意图；

图2是图1的右视图；

图3是图1的左视图；

图4是左侧驱动拨爪组件与磨床拨盘活动调心板的安装侧视图；

图5是左、右侧驱动拨爪组件与磨床拨盘活动调心板的安装正视图；

图6是本发明在拨盘伸出后卡住工作辊扁头的状态示意图；

图7是本发明在拨盘缩回后脱开工作辊扁头的状态示意图。

图中标记如下：基板固定螺栓孔1、定位平面2、紧定螺栓螺纹孔3、紧定螺栓4、主芯轴安装孔5、筋板6、定位键7、副芯轴安装孔8、基板9、导套10、副芯轴11、铜档圈槽12、铜套13、尼龙套14、球面套15、铜挡圈16、弹性档圈17、铜挡圈定位螺栓18、润滑油嘴19、铜套导油槽20、弹性档圈槽21、润滑油道22、主芯轴23、床头箱拨盘24、床头箱25、逆方向旋转工作辊时球面套调心旋转示意26、床头箱拨盘的工作辊轴向定位面27、工作辊扁头28、定位键槽29、工作辊磨削时球面套调心旋转示意30、拨盘活动调心板31、拨盘活动调心板旋转轴32、基板固定螺栓33。

具体实施方式

本发明由左侧驱动拨爪组件、右侧驱动拨爪组件两个部分构成，它们结构相同对称，固定在拨盘活动调心板31上，成对使用。

左侧驱动拨爪组件和右侧驱动拨爪组件分别包括基板9、导套10、主芯轴23、副芯轴11、铜套13、尼龙套14、球面套15、铜挡圈16、弹性档圈17。

图中显示，基板9底面加工了定位键7，用于承受旋转扭矩。基板9的上部和下部分别有两个基板固定螺栓孔1，用四条基板固定螺栓33将基板9固定在磨床的拨盘活动调心板31上面。基板9底面的定位键7卡住拨盘活动调心板31上面的定位键槽29，完成径向定位。同时基板9上面的定位平面2与拨盘活动调心板31上面的定位面接触，完成轴向定位。

图中显示，基板9上有主芯轴安装孔5和副芯轴安装孔8，两个导套10分别焊接到主芯轴安装孔5和副芯轴安装孔8一侧，导套10的内孔径与主芯轴安装孔5、副芯轴安装孔8的孔径相匹配，主芯轴23和副芯轴11的下部分别装入导套10和主芯轴安装孔5、副芯轴安装孔8中。主芯轴23和副芯轴11的芯轴直径与导套10的内径为间隙配合。将主芯轴23和副芯轴11安装到导套10的内孔后，在基板9底面的安装孔与芯轴的两者接触缝为中心沿轴向打孔后加工紧定螺栓螺纹孔3，用紧定螺栓4将主芯轴23和副芯轴11与基板9固定。

图中显示，主芯轴23和副芯轴11的前端套装有铜套13，铜套13外周套装尼龙套14，球面套15套装在尼龙套14上面。主芯轴外径、副芯轴外径与铜套内径为可转动的间隙配合，尼龙套内径与铜套外径、球面套内径与尼龙套外径均为可转动的间隙配合。

图中显示，主芯轴23和副芯轴11前部的球面套15的前端面上有铜挡圈槽12，铜挡圈16嵌入在铜挡圈槽12中，铜挡圈16的内孔套在主芯轴23和副芯轴11上，铜挡圈定位螺栓18将铜挡圈16与主芯轴23和副芯轴11连接固定，注意将铜挡圈16的键槽孔对准铜挡圈定位螺栓18高出芯轴表面部分，即铜挡圈定位螺栓18做为铜挡圈16的定位键使用，防止球面套15在小角度调心旋转过程中铜挡圈16跟随转动。在主芯轴23和副芯轴11上还有弹性挡圈槽21，弹性挡圈槽21位于铜挡圈16位置的外侧，弹性挡圈17嵌入在弹性挡圈槽中21。

图中显示，主芯轴23和副芯轴11的轴体内有润滑油道22，润滑油道22的进油端位于主芯轴23和副芯轴11的端面上，润滑油嘴19安装在主芯轴23和副芯轴11的端面上，润滑油嘴19与润滑油道22的进油端相连接，润滑油道22的出油端在主芯轴23和副芯轴11的轴体侧面，润滑油道22的出油端与铜套导油槽20相对，加油至铜套13内孔溢出黄油。

图中显示，左侧驱动拨爪组件与右侧驱动拨爪组件相对的球面套15之间的工作距离与工作辊扁头28的宽度相匹配。

本发明的拨爪组件的安装调整：

当左侧驱动拨爪组件、右侧驱动拨爪组件全部组装完毕后，首先将原来磨床上面的驱动拨爪拆掉，将左侧驱动拨爪组件用四条基板固定螺栓33将基板9固定在磨床的拨盘活动调心板31上面，同样方法安装右侧驱动拨爪组件在磨床的拨盘活动调心板31上面。

将磨床的托瓦调节正确后，调节磨床U1轴到“零”位，吊装轧辊到磨床工件床身上面的中心架软着陆装置上面，操作放下软着陆装置，工作辊托肩部位落到中心架托瓦上面，中心架减荷功能开启补偿掉轴承座重量（注意使工作辊扁头28处于垂直上下位置±5°之内）。

操作床头箱拨盘24向前伸出150毫米，横向调节左右两侧的驱动拨爪组件位置，使每侧的主芯轴23和副芯轴11的球面套15与工作辊扁头28平行距离3毫米，固定紧四条基板固定螺栓33。

打开磨床床头箱25，将停车位置检测接近开关改装到当前位置有效，即每次磨床自动停车到当前位置，使工作辊扁头28处于上下垂直状态，满足轧机位置要求。

调整左侧驱动拨爪组件、右侧驱动拨爪组件两者之间的距离，卡住工作辊扁头28的四个球面套15与工作辊扁头28之间每侧留出3毫米自由间隙，完全旋紧基板固定螺栓33，至此，驱动拨爪组件的安装调整完毕。

使用时直接伸出拨盘，四个球面套15直接卡住工作辊扁头28，不论正向还是逆向旋转，每次都是对面的两个球面套15接触工作辊扁头28的平面，带动工作辊旋转。

球面套15与铜套13之间设计增加安装了尼龙套14，利用尼龙套14受力时弹性变形大的特性，一方面缓冲球面套15与工作辊扁头28平面的接触冲击，也隔离一部分由床头箱25自身的传动系统旋转时产生的震动，减少该震动对工作辊磨削精度的影响。球面套15与尼龙套14之间、尼龙套14与铜套13之间、铜套13与芯轴之间可以随意转动，在驱动工作辊旋转过程中，如果工作辊中心线与磨床中心线不重合，工作辊扁头28位置将发生滑动，球面套15将发生轻微旋转，自适应调心位置，而且由于球面套15与工作辊扁头28接触位的轻微移动属于球面套15旋转的滚动摩擦，避免了工作辊扁头28接触位的磨损。该装置的设计位置与磨床自带的拨盘活动调心板31两者构成了接近“十”字传动轴的调心效果。

本发明的工作过程如下。

安装好的左、右侧驱动拨爪组件对工作辊扁头28的装夹过程。

第一步、查看拨盘上面的左、右侧驱动拨爪组件的四个球面套15是否处于垂直上下的停车位置，否则点动旋转拨盘至停车位置。吊装工作辊到磨床工件床身上面的中心架软着陆装置上面，操作放下软着陆装置，工作辊托肩部位落到中心架托瓦上面，中心架减荷功能开启补偿掉轴承座重量。

第二步、操作床头箱拨盘24向前伸出150毫米，驱动拨爪组件上面的四个球面套15卡住工作辊扁头28，开始驱动工作辊旋转（磨削）即可。

第三步、磨削完毕，操作缩回床头箱拨盘24（150毫米行程），驱动拨爪组件上面的四个球面套15脱开工作辊扁头28，具备工作辊吊出条件。此时床头箱拨盘24自动处于停车位置，即左、右侧驱动拨爪组件的四个球面套15处于垂直上下的停车位置，工作辊吊装的上下方向没有拨爪阻挡，在吊装工作辊时不存在碰撞问题，所以不必点动旋转拨盘。

第四步吊出工作辊完成一次磨削过程，将工作辊放到存放台架备用。

Claims (7)

1.一种磨削工作辊的自动调心扁头驱动装置，其特征在于：它由左侧驱动拨爪组件、右侧驱动拨爪组件两个部分构成，它们结构相同对称，成对使用；

左侧驱动拨爪组件和右侧驱动拨爪组件分别包括基板（9）、导套（10）、主芯轴（23）、副芯轴（11）、铜套（13）、尼龙套（14）、球面套（15），基板（9）上有主芯轴安装孔（5）和副芯轴安装孔（8），两个导套（10）分别焊接到主芯轴安装孔（5）和副芯轴安装孔（8）一侧，导套（10）的内孔径与主芯轴安装孔（5）、副芯轴安装孔（8）的孔径相匹配，主芯轴（23）和副芯轴（11）的下部分别装入导套（10）和主芯轴安装孔（5）、副芯轴安装孔（8）中，主芯轴（23）和副芯轴（11）的前端套装有铜套（13），铜套（13）外周套装尼龙套（14），球面套（15）套装在尼龙套（14）上面，基板（9）由基板固定螺栓（33）与拨盘活动调心板（31）紧固连接。

2.根据权利要求1所述的磨削工作辊的自动调心扁头驱动装置，其特征在于：所述左侧驱动拨爪组件与右侧驱动拨爪组件相对的球面套（15）之间的工作距离与工作辊扁头（28）的宽度相匹配。

3.根据权利要求2所述的磨削工作辊的自动调心扁头驱动装置，其特征在于：所述主芯轴（23）、副芯轴（11）与基板（9）的主芯轴安装孔（5）和副芯轴安装孔（8）由紧定螺栓（4）连接固定。

4.根据权利要求3所述的磨削工作辊的自动调心扁头驱动装置，其特征在于：所述主芯轴外径、副芯轴外径与铜套内径为可转动的间隙配合，尼龙套内径与铜套外径、球面套内径与尼龙套外径均为可转动的间隙配合。

5.根据权利要求4所述的磨削工作辊的自动调心扁头驱动装置，其特征在于：所述主芯轴（23）和副芯轴（11）前部的球面套（15）的前端面上有铜挡圈槽（12），铜挡圈（16）嵌入在铜挡圈槽（12）中，铜挡圈（16）的内孔套在主芯轴（23）和副芯轴（11）上，铜挡圈定位螺栓（18）将铜挡圈（16）与主芯轴（23）和副芯轴（11）连接固定，在主芯轴（23）和副芯轴（11）上还有弹性挡圈槽（21），弹性挡圈槽（21）位于铜挡圈（16）位置的外侧，弹性挡圈（17）嵌入在弹性挡圈槽（21）中。

6.根据权利要求5所述的磨削工作辊的自动调心扁头驱动装置，其特征在于：所述主芯轴（23）和副芯轴（11）的轴体内有润滑油道（22），润滑油道（22）的进油端位于主芯轴（23）和副芯轴（11）的端面上，润滑油嘴（19）安装在主芯轴（23）和副芯轴（11）的端面上，润滑油嘴（19）与润滑油道（22）的进油端相连接，润滑油道（22）的出油端在主芯轴（23）和副芯轴（11）的轴体侧面，润滑油道（22）的出油端与铜套导油槽（20）相对。

7.根据权利要求6所述的磨削工作辊的自动调心扁头驱动装置，其特征在于：所述套在主芯轴（23）和副芯轴（11）后部的两个导套（10）之间焊接有加强筋板（6）。