CN104741385A - 一种四辊轧机的工作辊弯辊装置及弯辊力的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四辊轧机的工作辊弯辊装置及弯辊力的控制方法，所述轧机包括牌坊、工作辊以及支撑辊，所述弯辊装置包括用于对工作辊提供弯辊力的弯辊机构，所述弯辊机构设有弯辊块以及弯辊梁，所述弯辊块固定安装在牌坊窗口内，且对称布置于工作辊轴承座的两侧，所述弯辊块的两端均设有活塞杆和端盖，所述弯辊块与活塞杆以及端盖一起组成弯辊液压缸，所述活塞杆作用于弯辊梁上。本发明弯辊装置在结构上采用固定式单油缸、控制上采取微量差压控制，相对于现有技术，本发明弯辊装置的能力得以充分的利用，整体具有维护点少、油缸数量少等优点。

Description

一种四辊轧机的工作辊弯辊装置及弯辊力的控制方法

技术领域

本发明属于板/带钢热轧领域，涉及一种四辊轧机的工作辊弯辊装置及弯辊力的控制方法，特别适用于要求工作辊轴向窜辊的轧机。

背景技术

在板/带钢热轧领域，工作辊弯辊装置是重要的板型控制设备，其弯辊力由液压缸施加在工作辊轴承座上。而在要求工作辊轴向窜辊的轧机上，为确保窜辊状态下弯辊力始终作用在轧辊轴承中心，专利CN201320204637.3、CN200420065505.8公开了移动式液压缸方案，专利CN200680037764.1、CN200710203401.7公开了固定式双油缸差压控制方案。

上述方案虽然也解决了工作辊轴承的偏载问题，但同时又带来了新的问题。移动式液压缸方案，其液压缸随工作辊轴承座一起移动，增加了滑板和液压软管，结构复杂，加大了检修维护量。固定式双油缸差压控制方案，由于受工作辊轴承座宽度限制，两个油缸中心距不能做大(某5000mm轧机上，为380mm)，而窜辊行程-150mm≤s≤150mm。当在正向最大窜辊行程下，为保证两油缸的合力作用于轴承中心，其靠近工作辊轴承中心的油缸要承受90％的弯辊力；而当在反向最大窜辊行程下，该油缸则远离了工作辊轴承中心，只需承受10％的弯辊力，因此，油缸的尺寸设计和阀门的选型均要考虑最大负荷的工况，造成油缸尺寸和阀门的能力浪费。

发明内容

鉴于以上所述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种四辊轧机的工作辊弯辊装置，其结构上采用固定式单油缸、控制上采取微量差压控制，相对现有技术，本发明的弯辊装置的能力得以充分的利用，具有维护点少、油缸数量少、油缸的选型更合理等优点。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种四辊轧机的工作辊弯辊装置，所述轧机包括牌坊、工作辊以及支撑辊，所述牌坊设有传动侧和操作侧，所述工作辊的两端设有轴承座，所述工作辊轴承座设置于牌坊窗口内，其特征在于：所述弯辊装置包括用于对工作辊提供弯辊力的弯辊机构，所述弯辊机构设有弯辊块以及弯辊梁，所述弯辊块固定安装在牌坊窗口内，且对称布置于工作辊轴承座的两侧，所述弯辊块的两端均设有活塞杆和端盖，所述弯辊块与活塞杆以及端盖一起组成弯辊液压缸，所述活塞杆作用于弯辊梁上。

进一步，所述工作辊轴承座的两侧设有延伸臂，所述弯辊梁作用于工作辊轴承座的延伸臂上。

进一步，所述弯辊梁上设有平垫板，所述工作辊轴承座的延伸臂上设有圆弧垫板，所述平垫板与所述圆弧垫板线接触。

进一步，所述圆弧垫板的弧面轴线垂直于工作辊轴线并与水平面平行，所述弧面轴线在水平面的投影与工作辊轴承中心线重合。

进一步，所述弯辊梁还设有用于跟随工作辊做升降运动的侧面导向装置。

一种基于所述弯辊装置的弯辊力控制方法，其特征在于：

1)所述牌坊的传动侧和操作侧的弯辊力由对应的弯辊液压缸传递给弯辊梁；

2)所述弯辊梁再将弯辊力通过其上的平垫板传递到工作辊轴承座延伸臂的圆弧垫板上；

3)所述圆弧垫板的弯辊力均传递在工作辊轴承的中心线上；

4)因弯辊力的方向始终指向圆弧垫板的圆弧中心(工作辊轴承的中心)，所以弯辊液压

缸的推力控制目标值为：

Fos＝0.5*F+s/a*F

Fds＝0.5*F－s/a*F

s……工作辊窜辊行程，向操作侧窜辊为正，反之为负。不窜辊时，s＝0

a……操作侧与传动侧上弯辊液压缸之间的中心距

F……操作侧/传动侧轴承座的弯辊力

Fos……操作侧的弯辊液压缸推力

Fds……传动侧的弯辊液压缸推力

当工作辊不发生轴向窜辊时：

即窜辊行程s＝0，其操作侧和传动侧上的弯管液压缸的推力为：Fos＝Fds＝0.5*F；

当需要工作辊作轴向窜辊时：

若工作辊向操作侧作轴向窜辊，即窜辊行程s>0，其操作侧和传动侧上的弯辊液压缸的推力为：Fos>0.5*F>Fds；

若工作辊向传动侧作轴向窜辊，即窜辊行程s<0，其操作侧和传动侧上的弯辊液压缸的推力为：Fos<0.5*F<Fds。

本发明的优点在于：本发明弯辊装置在结构上采用固定式单油缸、控制上采取微量差压控制，相对于现有技术，本发明弯辊装置的能力得以充分的利用，整体具有维护点少、油缸数量少、油缸的选型更合理等优点。对于工作辊有轴向窜辊需求的轧机，能够有效的避免工作辊轴承的偏载问题；而对于工作辊轴向不窜辊的轧机，使用本发明的弯辊装置，可方便日后升级窜辊功能。

附图说明

图1为本发明的弯辊装置主视图；

图2为图1的俯视图(旋转90度)；

图3为工作辊不窜辊状态下的A-A剖视图；

图4为图3的局部放大图Ⅰ；

图5为工作辊窜辊状态下的A-A剖视图；

图中：1-牌坊，2-工作辊轴承座，3-弯辊块，4-活塞杆，5-端盖，6-弯辊梁，7-平垫板，8-圆弧垫板，9-工作辊轴承，其中：201-上工作辊轴承座，202-下工作辊轴承座，601-上入口弯辊梁，602-上出口弯辊梁，603-下入口弯辊梁，604-下出口弯辊梁。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

如图1、图2、图3、图4所示：一种四辊轧机的工作辊弯辊装置，所述轧机包括牌坊1、工作辊以及支撑辊，所述牌坊1设有传动侧和操作侧，所述工作辊的两端设有轴承座，所述工作辊轴承座2设置于牌坊窗口内，其特征在于：所述弯辊装置包括用于对工作辊提供弯辊力的弯辊机构，所述弯辊机构设有弯辊块3以及弯辊梁6，所述弯辊块3固定安装在牌坊1窗口内，且对称布置于工作辊轴承座2的两侧，所述弯辊块3的两端均设有活塞杆4和端盖5，所述弯辊块3与活塞杆4以及端盖5一起组成弯辊液压缸，所述活塞杆4作用于弯辊梁6上。

具体的，所述弯辊机构由四件弯辊块3和四件弯辊梁6组成，并按照牌坊1的操作侧入口和出口、传动侧入口和出口对称布置在工作辊轴承座2的两侧，使得各弯辊块在结构上相互独立，且弯辊块3固定安装在牌坊1的窗口内，弯辊块3与活塞杆4以及端盖5分别构成弯辊液压缸，即：操作侧上入口弯辊液压缸和传动侧上入口弯辊液压缸的活塞杆4共同作用于上入口弯辊梁601，操作侧上出口弯辊液压缸和传动侧上出口弯辊液压缸的活塞杆4共同作用于上出口弯辊梁602，操作侧下入口弯辊液压缸和传动侧下入口弯辊液压缸的活塞杆4共同作用于下入口弯辊梁603，操作侧下出口弯辊液压缸和传动侧下出口弯辊液压缸的活塞杆4共同作用于下出口弯辊梁604。而上入口弯辊梁601和上出口弯辊梁602的两端分别压靠在操作侧和传动侧上工作辊轴承座201的两侧延伸臂上，下入口弯辊梁603和下出口弯辊梁604的两端分别压靠在操作侧和传动侧下工作辊轴承座202的两侧延伸臂上。让弯辊液压缸提供的推力作用于工作辊轴承座2上，从而为工作辊提供弯辊力。本发明的弯辊装置在结构上采用固定式单油缸、控制上采取微量差压控制，使得弯辊液压缸的能力得以充分的利用，整体具有维护点少、油缸数量少、油缸的选型更合理等优点。

作为本实施例的进一步改进，所述弯辊梁6上设有平垫板7，所述工作辊轴承座2的延伸臂上设有圆弧垫板8，所述平垫板7与所述圆弧垫板8为线接触。所述圆弧垫板8的弧面轴线垂直于工作辊轴线并与水平面平行，所述弧面轴线在水平面的投影与工作辊轴承9中心线重合。即在弯辊力的作用下，圆弧垫板8与平垫板7始终为线接触式压靠，并将弯辊力传递给工作辊轴承9，不论窜辊与否，弯辊力的方向始终指向圆弧垫板8的中心(工作辊轴承9的中心)。因此，对于工作辊有轴向窜辊需求的轧机，能够有效的避免工作辊轴承9的偏载问题；而对于工作辊轴向不窜辊的轧机，使用本发明的弯辊装置，可方便日后升级窜辊功能。

本实施例中，所述弯辊梁还设有用于跟随工作辊做升降运动的侧面导向装置，有利于生产工艺中选择不同的板/带坯轧制尺寸。

本发明的工作原理及弯辊力的控制方法如图5所示：

1)所述牌坊1的传动侧和操作侧的弯辊力由对应的弯辊液压缸传递给弯辊梁6；

2)所述弯辊梁6再将弯辊力通过其上的平垫板7传递到工作辊轴承座2延伸臂的圆弧垫板8上；

3)所述圆弧垫板8的弯辊力传递在工作辊轴承9的中心线上；

4)因弯辊力的方向始终指向圆弧垫板8的圆弧中心(工作辊轴承9的中心)，所以弯辊液压缸的推力控制目标值为：

Fos＝0.5*F+s/a*F

Fds＝0.5*F－s/a*F

s……工作辊窜辊行程，向操作侧窜辊为正，反之为负。不窜辊时，s＝0

a……操作侧与传动侧上弯辊液压缸之间的中心距

F……操作侧/传动侧轴承座的弯辊力

Fos……操作侧的弯辊液压缸推力

Fds……传动侧的弯辊液压缸推力

当工作辊不发生轴向窜辊时：

即窜辊行程s＝0，其操作侧和传动侧上的弯管液压缸的推力为：Fos＝Fds＝0.5*F；

当需要工作辊作轴向窜辊时：

若工作辊向操作侧作轴向窜辊，即窜辊行程s>0，其操作侧和传动侧上的弯辊液压缸的推力为：Fos>0.5*F>Fds；

若工作辊向传动侧作轴向窜辊，即窜辊行程s<0，其操作侧和传动侧上的弯辊液压缸的推力为：Fos<0.5*F<Fds。

具体的，对板/带钢热轧机，工作辊的窜辊行程范围通常为-150mm≤s≤150mm，中心距a值可按两片牌坊的中心距考虑。例如一：1700mm轧机，a可为2700mm，若工作辊向操作侧作轴向窜辊，按上述公式计算可得，Fos＝0.56*F，Fds＝0.44*F；例如二：5000mm轧机，a可为7140mm，若工作辊向传动侧作轴向窜辊，按上述公式计算可得，Fos＝0.48*F，Fds＝0.52*F；而它们在工作辊轴向不窜辊下，Fos＝Fds＝0.5*F。由此可见，即使在最大窜辊行程，操作侧和传动侧的液压缸推力也只有微小的调整。对板/带钢热轧机，所述a值远大于s值，无论窜辊与否，弯辊液压缸的推力大小均约为F/2左右，因此，本发明的弯辊装置的能力得以充分的利用，整体具有维护点少、油缸数量少、油缸的选型更合理等优点。对于工作辊有轴向窜辊需求的轧机，能够有效的避免工作辊轴承的偏载问题；而对于工作辊轴向不窜辊的轧机，使用本发明的弯辊装置，可方便日后升级窜辊功能。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种四辊轧机的工作辊弯辊装置，所述轧机包括牌坊、工作辊以及支撑辊，所述牌坊设有传动侧和操作侧，所述工作辊的两端设有轴承座，所述工作辊轴承座设置于牌坊窗口内，其特征在于：所述弯辊装置包括用于对工作辊提供弯辊力的弯辊机构，所述弯辊机构设有弯辊块以及弯辊梁，所述弯辊块固定安装在牌坊窗口内，且对称布置于工作辊轴承座的两侧，所述弯辊块的两端均设有活塞杆和端盖，所述弯辊块与活塞杆以及端盖一起组成弯辊液压缸，所述活塞杆作用于弯辊梁上。

2.根据权利要求1所述的一种四辊轧机的工作辊弯辊装置，其特征在于：所述工作辊轴承座的两侧设有延伸臂，所述弯辊梁作用于工作辊轴承座的延伸臂上。

3.根据权利要求2所述的一种四辊轧机的工作辊弯辊装置，其特征在于：所述弯辊梁上设有平垫板，所述工作辊轴承座的延伸臂上设有圆弧垫板，所述平垫板与所述圆弧垫板线接触。

4.根据权利要求3所述的一种四辊轧机的工作辊弯辊装置，其特征在于：所述圆弧垫板的弧面轴线垂直于工作辊轴线并与水平面平行，所述弧面轴线在水平面的投影与工作辊轴承中心线重合。

5.根据权利要求1所述的一种四辊轧机的工作辊弯辊装置，其特征在于：所述弯辊梁还设有用于跟随工作辊做升降运动的侧面导向装置。

6.一种基于所述弯辊装置的弯辊力控制方法，其特征在于：

1)所述牌坊的传动侧和操作侧的弯辊力由对应的弯辊液压缸传递给弯辊梁；

2)所述弯辊梁再将弯辊力通过其上的平垫板传递到工作辊轴承座延伸臂的圆弧垫板上；

3)所述圆弧垫板的弯辊力均传递在工作辊轴承的中心线上；

4)因弯辊力的方向始终指向圆弧垫板的圆弧中心(工作辊轴承的中心)，所以弯辊液压缸的推力控制目标值为：

Fos＝0.5*F+s/a*F

Fds＝0.5*F－s/a*F

s……工作辊窜辊行程，向操作侧窜辊为正，反之为负。不窜辊时，s＝0

a……操作侧与传动侧上弯辊液压缸之间的中心距

F……操作侧/传动侧轴承座的弯辊力

Fos……操作侧的弯辊液压缸推力

Fds……传动侧的弯辊液压缸推力

当工作辊不发生窜辊时：

即窜辊行程s＝0，其操作侧和传动侧上的弯管液压缸的推力为：Fos＝Fds＝0.5*F；当需要工作辊作轴向窜辊时：

若工作辊向操作侧作轴向窜辊，即窜辊行程s>0，其操作侧和传动侧上的弯辊液压缸的推力为：Fos>0.5*F>Fds；

若工作辊向传动侧作轴向窜辊，即窜辊行程s<0，其操作侧和传动侧上的弯辊液压缸的推力为：Fos<0.5*F<Fds。