CN105171335B - 无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法，其包括：将左侧传动齿条和右侧传动齿条分别安装在冷轧机机座上的左侧和右侧；将机架安装在冷轧机机座上，调节机架和机座的运动间隙；对左侧传动齿条和右侧传动齿条的精度进行调整；对左侧传动齿条和右侧传动齿条进行紧固；其中，精度调整还包括：测量位于前端和后端的对应于左/右侧传动齿条的量棒与机架内平面之间的间隙值L_前右、L_前左、L_后右和L_后左；敲击左侧传动齿条或右侧传动齿条，直至L_前左＝L_前右(L_后左＝L_后右)或L_前右与L_前左(L_后右与L_后左)非常接近；根据P＝│(L_前右—L_前左)│±│(L_后右—L_后左)│≤一阈值与否来判断是否进行紧固或继续精度调整。

Description

无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法

技术领域

本发明涉及一种机械部件的安装方法，尤其涉及一种冷轧机组中的机械部件的安装方法。

背景技术

目前，冷轧是无缝钢管坯进行金属变形加工的主要方式，冷轧机组是广泛用于无缝钢管冷轧生产的设备。现有的无缝钢管冷轧机机座通常采用的齿轮是直齿齿轮，其与轧辊装置中的直齿圆柱齿轮匹配使用来实现管件的轧制形变加工，因此，在无缝钢管冷轧机中，直齿齿轮是主要的传动构件之一。

图1显示了现有的无缝钢管冷轧机的结构，图2为图1所示的无缝钢管冷轧机的侧视图。图3显示了图1所示的无缝钢管冷轧机中的机座的结构。

如图1、图2和图3所示，无缝钢管冷轧机10的机座2安装在混凝土基础上，两根导轨4安装在机座2的底部，机座2具有两根传动齿条5，分别安装在机座2宽度方向上的左右两侧；机架3安装于机座底部的导轨4上；轧辊装置包括上轧辊6和下轧辊7，其中上轧辊6为双侧单齿，下轧辊7为双侧双齿，上、下轧辊组成轧辊装置成套地安装于机架3上，由齿轮防护罩8罩设于上轧辊6之外。

为了保证无缝钢管的轧制质量，要求轧辊装置的齿轮(齿轮组)与机座传动齿条的啮合精度高，由此就必须提高轧辊装置的齿轮(齿轮组)与机座传动齿条的装配精度。尤其是对于安装在机座上的传动齿条而言，一旦装配上机座后就无法调整，并且需要使用周期较长(≥12个月)，因此，传动齿条装配的精度和难度远高于轧辊齿轮(齿轮组)装配的精度和难度。当传动齿条装配不当时，轻则轧辊齿轮与传动齿条的摩擦加剧，产生剧烈的重复撞击，造成齿形磨损失效、断裂等故障；重则轧辊无法再机座中正常运动，导致管坯轧制异常，整套轧制机构故障频发。因此，提高轧辊齿轮与传动齿条的装配精度，对提高轧辊齿轮与传动齿条的啮合精度有着直接的影响，其是延长轧辊装置与传动齿条的使用寿命，提高无缝钢管的轧制质量的关键因素。

目前，通常采用拉线找正测量法来装配无缝钢管冷轧机机座的传动齿条。拉线找正测量法的步骤包括：

1)在机座传动齿条的第一齿和最后一齿的齿形上，划出齿形中心线；

2)将细钢丝分别将左右齿条的第一齿、最后一齿的齿形中心线连接起来；

3)利用90°角尺的横向测量细钢丝(即齿形中心线的连线)与角尺的平行重合度，从而来判断齿条安装的同步精度；

4)根据判断结果，及时对传动齿条进行调整，以实现机座传动齿条的装配。

采用拉线找正测量法来装配机座的传动齿条是使用多年且较为成熟的装配技术，但是该方法的装配精度还是相对不高，通常在0.08-0.10mm之间，需要重复安装调整的次数较多，一次装配成功的几率较小，因此，既不能有效地改善轧辊齿轮与传动齿条的啮合精度，还会浪费大量装配时间，降低生产效率。

另外，由于采用拉线找正测量法来进行传动齿条装配的步骤繁杂，需要借助着色，压铅丝等间接步骤来确定传动齿条的同步精度，对操作人员的装配技能经验要求较高，且通常需要至少三名经验丰富的操作人员协同作业，因此，所需投入的人力成本也相应较高。

此外，无缝钢管冷轧机机座内的作业环境十分局促，多名操作人员同时在场也不利于现场的安全作业。

综上所述，希望能够通过对现有的装配方法进行改进，在确保机座传动齿条的装配精度的前提下，实现快速、高效的传动齿条定向装配，以满足企业的生产制造需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法，其能够提高轧辊齿轮与传动齿条的装配精度，从而提高轧辊齿轮与传动齿条的啮合精度，这样不仅延长了轧辊齿轮与传动齿条的使用寿命，还改善了无缝钢管的轧制质量。

为了达到上述发明的目的，本发明提供了一种无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法，其包括步骤：

将左侧传动齿条和右侧传动齿条分别安装在冷轧机机座上的左侧和右侧；

将机架安装在冷轧机机座上，并调节机架和机座的运动间隙；

对左侧传动齿条和右侧传动齿条的精度进行调整；

对左侧传动齿条和右侧传动齿条进行紧固，使其位置不再变化；

此外，对左侧传动齿条和右侧传动齿条的精度进行调整包括：

(1)将机架移动到对应左侧传动齿条和右侧传动齿条的前端齿廓处，将量棒分别置于左侧传动齿条和右侧传动齿条的前端某个相同的齿廓内，测量各量棒与机架内平面之间的间隙值，其中测得的对应左侧传动齿条的量棒与机架内平面之间的间隙值为L_前左，测得的对应右侧传动齿条的量棒与机架内平面之间的间隙值为L_前右；

(2)敲击左侧传动齿条或右侧传动齿条，直至L_前左＝L_前右或L_前右与L_前左非常接近；

(3)将机架移动到对应左侧传动齿条和右侧传动齿条的后端齿廓处，将量棒分别置于左侧传动齿条和右侧传动齿条的后端某个相同的齿廓内，测量各量棒与机架内平面之间的间隙值，其中测得的对应左侧传动齿条的量棒与机架内平面之间的间隙值为L_后左，测得的对应右侧传动齿条的量棒与机架内平面之间的间隙值为L_后右；

(4)敲击左侧传动齿条或右侧传动齿条，直至L_后左＝L_后右或L_后右与L_后左非常接近；

(5)采用步骤(1)和步骤(3)所述的方法再次测量L_前左、L_前右、L_后左和L_后右，并在L_前右≤L_前左且L_后右≤L_后左，或是L_前右≥L_前左且L_后右≥L_后左的情况下判断P＝│(L_前右-L_前左)│+│(L_后右-L_后左)│是否小于等于一阈值；在L_前右≤L_前左且L_后右≥L_后左，或是L_前右≥L_前左且L_后右≤L_后左的情况下判断P＝│(L_前右-L_前左)│-│(L_后右-L_后左)│是否小于等于所述阈值；若P小于等于所述阈值则进入对左侧传动齿条和右侧传动齿条进行紧固的步骤，若P大于所述阈值则重复进行步骤(1)-(4)。

本发明所述的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法关键在于对左侧传动齿条和右侧传动齿条的精度进行调整的步骤。

现有技术中所采用的装配方法常常会以不同的基准来进行精度调整，例如，装配基准(以齿条与机座楔形槽顶部的接触面为基准)，测量校验基准(以齿形角中心连线为基准)或使用基准(以齿廓渐开线啮合为基准)，三种基准的不统一会影响轧辊齿轮与传动齿条的装配精度。相较于现有的装配方法，本发明的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法仅以齿条齿廓的渐开线表面为测量基准，即将量棒分别置于左侧传动齿条和右侧传动齿条的前端某个相同的齿廓内(或后端某个相同的齿廓内)，这样就避免了测量基准的不统一而造成传动齿条装配精度的下降。

另外，本发明的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法还充分地利用冷轧机的自身部件。该方法以机架作为参照物，通过测量校验量棒与机架内平面之间的间隙，来确定左右齿条的前端和后端是否与机架内平面具有相同或非常接近的间隙值L，以及判断左右齿条的同步误差值是否小于等于某一阈值。因此，本发明的缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法可以实现对于齿条的直接测量，而无需借助额外工具和测量手段。

在无缝钢管冷轧机机座宽度方向上的左右两侧分别设置有一根传动齿条。将无缝钢管冷轧机机座沿长度方向上的两端分别称为前端和后端。理想状态当然是右侧传动齿条的前端间隙值等于左侧传动齿条的前端间隙值，然而在实际生产过程中，这两个值通常是不相等的，当右侧传动齿条的前端间隙值大于左侧传动齿条的前端间隙值(L_前右＞L_前左)时，被称为“滞后”，而当右侧传动齿条的前端间隙值小于左侧传动齿条的前端间隙值(L_前右＜L_前左)时，被称为“超前”。

对于位于后端的左侧传动齿条和右侧传动齿条的情况正好相反。当右侧传动齿条的后端间隙值大于左侧传动齿条的后端间隙值(L_后右＞L_后左)时，被称为“超前”；而当右侧传动齿条的后端间隙值小于左侧传动齿条的后端间隙值(L_后右＜L_后左)时，被称为“滞后”。

根据测得的间隙值L_前左、L_前右、L_后左和L_后右，建立同步误差值P的计算模型，P＝│(L_前右-L_前左)│±│(L_后右-L_后左)│，其中，若传动齿条的前端和后端同时发生超前现象或滞后现象，即当L_前右≤L_前左且L_后右≥L_后左，或当L_前右≥L_前左且L_后右≤L_后左时，则P＝│(L_前右-L_前左)│-│(L_后右-L_后左)│，若传动齿条的前端和后端分别发生超前现象或滞后现象，即当L_前右≤L_前左且L_后右≤L_后左，或当L_前右≥L_前左且L_后右≥L_后左时，则P＝│(L_前右-L_前左)│+│(L_后右-L_后左)│。

将上述模型的计算结果与设定的一阈值进行比较，根据比较结果来判断是否需要对左侧传动齿条和/或右侧传动齿条再次进行精度调整。

进一步地，在本发明所述的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法中，上述阈值为0.05mm。

现有技术中的装配精度为0.08-0.10。较之于现有的装配精度，将阈值设定为0.05mm，可以进一步提高传动齿条的装配精度。

进一步地，在本发明所述的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法中，上述步骤(2)中的L_前右与L_前左非常接近是指二者的差值小于等于0.03mm。

在步骤(2)的过程中，将L_前右与L_前左的接近差值限定得越小，则越有利于提高左右两侧传动齿条的同步性。

进一步地，在本发明所述的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法中，上述步骤(4)中的L_后右与L_后左非常接近是指二者的差值小于等于0.03mm。

同样地，在步骤(4)的过程中，将L_后右与L_后左的接近差值限定得越小，则越有利于提高左右两侧传动齿条的同步性。

更进一步地，在本发明所述的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法中，在上述步骤(1)中，将量棒分别置于左侧传动齿条和右侧传动齿条的第一齿齿廓内。

更进一步地，在本发明所述的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法中，在上述步骤(3)中，将量棒分别置于左侧传动齿条和右侧传动齿条的最后一齿齿廓内。

由于越接近无缝钢管冷轧机端部(前端或后端)的传动齿条，其可能相对于机架内平面所产生的间隙越大；因此，为了进一步减小传动齿条的精度误差，并简化装配难度，可以将左/右侧传动齿条的第一齿齿廓的渐开线表面同时作为间隙值L_前右与L_前左的测量基准，也可以将左/右侧传动齿条的最后一齿齿廓的渐开线表面同时作为间隙值L_后右与L_后左的测量基准。

更进一步地，在本发明所述的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法中，上述量棒为圆柱体，以便更好地贴合传动齿条的齿形轮廓。

需要说明的是，本领域的技术人员可以根据上述技术方案中所采用的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法的设计原理以及现场安装需求，对具有相同或类似的传动齿条的其他机械设备进行装配调整。

本发明所述的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法与现有技术的装配方法相比较，其能够实现传动齿条的快速、高效的定向装配，且安装到位后的传动齿条的装配精度高，同步性好，可以提高轧辊齿轮与传动齿条的啮合精度，从而一方面能够有效地延长轧辊装置与传动齿条的使用寿命，另一方面能够提升无缝钢管的轧制质量。

另外，本发明所述的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法的操作步骤简单，易于实施，稳定性好，大幅度地减小了传动齿条的装配误差，降低了装配操作的返工率，提高了装配作业的工作效率，减轻了劳动作业强度。

此外，本发明的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法的通用性强，对于采用双侧同步传动齿条的机座的装配具有一定的参考借鉴和应用价值。

附图说明

图1为现有的无缝钢管冷轧机的结构示意图。

图2为图1所示的无缝钢管冷轧机的侧视图。

图3为图1所示的无缝钢管冷轧机中的机座的结构示意图。

图4为本发明所述的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法在一种实施方式下的流程示意图。

图5为本发明所述的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法在一种实施方式下的无缝钢管冷轧机的结构示意图。

图6为图5所示的无缝钢管冷轧机的侧视图。

图7为图5在M处的局部放大图。

图8为图5在N处的局部放大图。

具体实施方式

下面将根据具体实施例及说明书附图对本发明所述的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法做进一步的说明，但是该说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。

图4显示了本发明所述的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法在一种实施方式下的步骤流程。

图5为本发明所述的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法在一种实施方式下的无缝钢管冷轧机的结构示意图，而图6为图5所示的无缝钢管冷轧机的侧视图。

由于在本发明的技术方案中包括前端、后端、左侧以及右侧等涉及方位的术语，为了能够更好地理解本发明技术方案的内容，在此，结合相关说明书附图对于上述方位术语进行解释。

请参阅图5，沿着图示的无缝钢管冷轧机长度方向的两端分别为前端a和后端b，而垂直于图5所在平面的两侧分别为左侧和右侧。

请参阅图6，沿着图示的无缝钢管冷轧机宽度方向的两侧分别为左侧c和右侧d，而垂直于图6所在平面的两端分别为前端和后端。

参阅图4、图5和图6的内容，对于本发明的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法进行具体说明，该装配方法包括如下步骤：

A)将左侧传动齿条21和右侧传动齿条22分别安装于冷轧机机座11上的左侧c和右侧d，在完成两侧传动齿条的安装平行度校验后进行初步预紧：

B)将机架12安装在冷轧机机座11上，分别测量机架12与机座11的四个接触面(左右侧面、左右顶面)之间的间隙，并调节机架12和机座11的运动间隙以符合生产技术的要求，其中，机架与机座的左右侧面的间隙距离约为0.28mm，机架与机座的左右顶面的间隙距离约为0.16mm；

C)对左侧传动齿条和右侧传动齿条的精度进行调整，具体步骤为：

(C1)将机架12移动到对应左侧传动齿条21和右侧传动齿条22的前端a的齿廓处，将量棒23分别置于左侧传动齿条21和右侧传动齿条22的前端a的第一齿I齿廓内(具体参阅图7)，量棒23插入的深度与传动齿条21，22宽度相当，利用测量尺R量出各量棒23与机架内平面(以机架内平面作为参考平面，Q表示该参考平面所在的位置)之间的间隙值，其中测得的对应左侧传动齿条的量棒与机架内平面之间的间隙值为L_前左，测得的对应右侧传动齿条的量棒与机架内平面之间的间隙值为L_前右；

(C2)敲击左侧传动齿条21或右侧传动齿条22，直至L_前左＝L_前右或│L_前右-L_前左│≤0.03mm；

(C3)将机架12移动到对应左侧传动齿条21和右侧传动齿条22的后端b的齿廓处(如图5中虚线所描绘的机架即为机架从前端移动到后端的状态下的机架)，将量棒23分别置于左侧传动齿条21和右侧传动齿条22的后端b的最后一齿II齿廓内(具体参阅图8)，利用测量尺R量出各量棒23与机架内平面(以机架内平面作为参考平面，Q表示该参考平面所在的位置)之间的间隙值，其中测得的对应左侧传动齿条的量棒与机架内平面之间的间隙值为L_后左，测得的对应右侧传动齿条的量棒与机架内平面之间的间隙值为L_后右；

(C4)敲击左侧传动齿条或右侧传动齿条，直至L_后左＝L_后右或│L_后右-L_后左│≤0.03mm；

(C5)采用步骤(C1)和步骤(C3)的方法再次测量L_前左、L_前右、L_后左和L_后右，在L_前右≤L_前左且L_后右≤L_后左，或是L_前右≥L_前左且L_后右≥L_后左的情况下判断P＝│(L_前右-L_前左)│+│(L_后右-L_后左)│是否小于等于0.05mm(阈值)；在L_前右≤L_前左且L_后右≥L_后左，或是L_前右≥L_前左且L_后右≤L_后左的情况下判断P＝│(L_前右-L_前左)│-│(L_后右-L_后左)│是否小于等于0.05mm(阈值)；若P小于等于0.05mm则进入步骤(D)，若P大于0.05mm则重复进行步骤(C1)-(C4)直至P值小于等于0.05mm；D)对左侧传动齿条和右侧传动齿条进行紧固，使其位置不再变化。

在上述实施方式下，所采用的量棒是圆柱体型的量棒。

显然地，为了进一步地提高传动齿条的装配精度，可以将上述阈值设定得更小。

在此说明的是，当发生滞后现象时，向前敲击；当发生超前现象时，向后敲击。

另外，在上述步骤(A)中，两侧传动齿条的安装平行度的校验需要在三个测量点，对单根传动齿条的垂直面与机座床身侧面之间的距离进行测量。若三个测量数据中的最大值L_max与最小值L_min之间的差值小于等于0.05mm，即L_max-L_min≤0.05mm，则安装后的传动齿条符合平行度的技术要求。

此外，在上述步骤(B)中的机架与机座的左右侧面的间隙距离，以及机架与机座的左右顶面的间隙距离可以根据实际生产情况进行调整，其中，机架与机座的左右侧面的间隙距离可以设定为0.25-0.30mm，机架与机座的左右顶面的间隙距离可以设定为0.15-0.20mm。

在上述步骤(D)中，可以在机座与传动齿条上加工定位孔，并配制相应的定位销，以增加传动齿条的稳定性，防止因紧固件的松动而导致传动齿条的位移，确保其位置不再发生任何变化。同时，在传动齿条装配完成后，经过轧制生产24小时后，再次对左右两侧的传动齿条进行紧固，从而消除在冲击载荷情况下紧固螺栓的松动隐患。

在无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配操作前，还可以对传动齿条以及对机座安装传动齿条的位置进行清理擦拭，以进一步地提高传动齿条的装配精度。

需要说明的是，本发明的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法并不局限于无缝钢管冷轧机，本领域的技术人员可以根据其设计原理将该方法应用于采用双侧同步传动齿条的装置和设备的装配操作。

需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法，其包括步骤：

将左侧传动齿条和右侧传动齿条分别安装在冷轧机机座上的左侧和右侧；

将机架安装在冷轧机机座上，并调节机架和机座的运动间隙；

对左侧传动齿条和右侧传动齿条的精度进行调整；

对左侧传动齿条和右侧传动齿条进行紧固，使其位置不再变化；

其特征在于，对左侧传动齿条和右侧传动齿条的精度进行调整包括：

(1)将机架移动到对应左侧传动齿条和右侧传动齿条的前端齿廓处，将量棒分别置于左侧传动齿条和右侧传动齿条的前端某个相同的齿廓内，测量各量棒与机架内平面之间的间隙值，其中测得的对应左侧传动齿条的量棒与机架内平面之间的间隙值为L_前左，测得的对应右侧传动齿条的量棒与机架内平面之间的间隙值为L_前右；

(2)敲击左侧传动齿条或右侧传动齿条，直至L_前左＝L_前右或L_前右与L_前左非常接近；

(3)将机架移动到对应左侧传动齿条和右侧传动齿条的后端齿廓处，将量棒分别置于左侧传动齿条和右侧传动齿条的后端某个相同的齿廓内，测量各量棒与机架内平面之间的间隙值，其中测得的对应左侧传动齿条的量棒与机架内平面之间的间隙值为L_后左，测得的对应右侧传动齿条的量棒与机架内平面之间的间隙值为L_后右；

(4)敲击左侧传动齿条或右侧传动齿条，直至L_后左＝L_后右或L_后右与L_后左非常接近；

(5)采用步骤(1)和步骤(3)所述的方法再次测量L_前左、L_前右、L_后左和L_后右，并在L_前右≤L_前左且L_后右≤L_后左，或是L_前右≥L_前左且L_后右≥L_后左的情况下判断P＝│(L_前右—L_前左)│+│(L_后右—L_后左)│是否小于等于一阈值；在L_前右≤L_前左且L_后右≥L_后左，或是L_前右≥L_前左且L_后右≤L_后左的情况下判断P＝│(L_前右—L_前左)│-│(L_后右—L_后左)│是否小于等于所述阈值；若P小于等于所述阈值则进入对左侧传动齿条和右侧传动齿条进行紧固的步骤，若P大于所述阈值则重复进行步骤(1)-(4)。

2.如权利要求1所述的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法，其特征在于，所述阈值为0.05mm。

3.如权利要求1所述的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法，其特征在于，所述步骤(2)中的L_前右与L_前左非常接近是指二者的差值小于等于0.03mm。

4.如权利要求1所述的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法，其特征在于，所述步骤(4)中的L_后右与L_后左非常接近是指二者的差值小于等于0.03mm。

5.如权利要求1所述的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，将量棒分别置于左侧传动齿条和右侧传动齿条的第一齿齿廓内。

6.如权利要求1所述的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，将量棒分别置于左侧传动齿条和右侧传动齿条的最后一齿齿廓内。

7.如权利要求1所述的无缝钢管冷轧机机座传动齿条的装配方法，其特征在于，所述量棒为圆柱体。