CN105290111A - 一种用于十八辊冷轧机的换辊连接装置及换辊方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于十八辊冷轧机的换辊连接装置及换辊方法，布置在轧机传动侧；斜撑板部分包括斜撑板、与连接铰轴固定为一体的连接铰轴套；斜撑板的侧向内斜面与水平下底面光滑过渡交叉；斜撑板固定于中间辊固定弯辊块上；连接铰轴套、连接铰轴以及连接铰轴的尾部伸出端成为一体并一致动作；连接铰轴套外壁上设置连接孔端，连接孔端设置沉孔；需要换辊时，连接铰轴的尾部伸出端沿着斜撑板的斜面滑动直至到达斜面与水平下底面交叉点所在的终点，而销轴插入该连接孔端的孔中；换辊结束后销轴从所述孔中拉出。本发明结构简单小巧，加工制作方便，安装简易，整套装置能较为轻松地适应十八辊冷轧机窗口设计，且能一两拨千斤实现调节功能。

Description

一种用于十八辊冷轧机的换辊连接装置及换辊方法

技术领域

本发明涉及一种适应换辊工艺的连接装置及方法，尤其是一种适用于十八辊冷轧机背衬系统换辊工艺的连接装置及方法。

技术背景

随着国民经济的快速增长，冷轧薄板的需求量不断增加，但我国冷轧薄板的成品质量不高，与国外产品相比，还有较大的差距，主要表现在化学成分和机械性能不稳定，成品带钢表面质量、板形及尺寸精度等方面。究其根本原因是国内冷轧薄板生产规模小，装备水平低。就目前来看，十八辊冷轧机在不锈钢、高碳钢等高强度带钢生产上拥有较多业绩。近年来，国内主要不锈钢板带生产企业大部分都引进十八辊冷轧机。十八辊机型组成的全连续、高生产率的不锈钢全连续轧制技术已经成为不锈钢生产的发展趋势。

在十八辊冷轧机结构中，如图1所示，背衬系统32位于工作辊装配33与中间辊装配31的两侧。在轧制时，机架两侧的侧支撑系统通过油缸将背衬系统32从两侧靠紧工作辊装配33，从而通过背衬系统32下侧的两个侧支撑辊35对工作辊起到支撑作用。背衬系统32通过连接铰轴34固定于中间辊装配31的轴承座上，侧支撑辊35、工作辊装配33及中间辊装配31的辊间接触，完成轧制过程。当需要进行换辊时，侧支撑系统油缸缩回，但背衬系统32在自重作用且无外力拉动下无法自动张开，但换辊工艺要求背衬系统32在换辊时必须向两侧对向张开一定的角度以保证与工作辊与中间辊之间留有一定的间隙。这样换辊时才能较为安全，不至于损伤辊面。因此，开发一种适应换辊工艺的连接装置成为十八辊冷轧机背衬系统中一个重要的课题。

由于十八辊冷轧机窗口设备较多，如何能在狭小的空间内布置这种连接装置也是一个较难解决的难题。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供一种具有良好通用性和适应性的适应十八辊冷轧机换辊工艺的连接装置及方法，具有空间小、配置灵活，适应性强等优点。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于十八辊冷轧机的换辊连接装置，所述十八辊冷轧机中，中间辊固定弯辊块固定于机架上，用以对中间辊进行弯辊；侧支撑系统固定于机架上，用以对中间辊及背衬系统进行侧推与固定；背衬系统通过连接铰轴固定于中间辊装配的轴承座上，连接铰轴插入背衬系统并与背衬系统结为一体而同步转动；

其特征在于：在十八辊冷轧机传动侧布置且互相配合动作的插销锁定部分以及斜撑板部分；

斜撑板部分包括斜撑板、与连接铰轴固定为一体的连接铰轴套；斜撑板为具有竖向延伸板面的水平悬臂平板，水平悬臂平板的水平臂设置水平下底面，水平下底面与悬臂伸出端的竖向楔形钩体连接，使得竖向楔形钩体的侧向内斜面与水平下底面光滑过渡交叉；斜撑板水平悬臂尾端固定于中间辊固定弯辊块上；连接铰轴套固定在连接铰轴的尾部伸出端上，使连接铰轴套、连接铰轴以及连接铰轴的尾部伸出端成为一体并一致动作；连接铰轴套外壁上设置连接孔端，连接孔端设置沉孔；连接铰轴的尾部伸出端能够沿着斜撑板的斜面滑动直至到达斜面与水平下底面交叉点所在的终点，此时，连接孔端的孔正好朝向水平方向；

插销锁定部分中，与斜撑板的水平悬臂相平行设置水平油缸，油缸外壳固定于中间辊固定弯辊块上，油缸活塞水平伸出端的端头连接竖向油缸活塞连接板，油缸活塞连接板与油缸外壳之间设置与油缸活塞垂直的竖向异形挡板，异形挡板上边缘设置竖向缺口，该缺口与油缸活塞外径相配合并能使得油缸活塞能正常穿设过异形挡板的缺口而滑动；油缸活塞连接板为平板，该平板与异形挡板的无缺口部位具有竖直面重合部分，该重合部分使得油缸活塞连接板能够带动异形挡板沿油缸活塞直线滑动；异形挡板的下方无缺口部位还固定有与油缸活塞平行间隔的销轴；销轴穿过竖向平行间隔的第二支板和第一支板，并能够沿第二支板和第一支板中间的通孔水平移动；在第二支板和第一支板之间的销轴外侧套设弹簧，油缸活塞保持伸出时，弹簧处于压缩状态直至连接铰轴套连接孔端的孔正好朝向水平方向时弹簧推动销轴插入该连接孔端的孔中；油缸活塞缩回时，油缸活塞连接板能够带动异形挡板沿油缸活塞直线滑动而通过弹簧拉伸将销轴从所述孔中拉出。

上述技术方案中，异形挡板位于第三支板上，且第三支板与异形挡板之间在竖直方向留有设定间距t,该设定间距使得异形挡板无法绕销轴旋转，且油缸活塞连接板与异形挡板始终接触。

上述技术方案中，第一支板、第二支板及第三支板竖直间隔平行地焊于轧机传动侧中间辊装配的轴承座上。

上述技术方案中，在连接铰轴套与中间辊装配的轴承座上设置一个缓冲弹簧。

一种采用上述用于十八辊冷轧机的换辊连接装置进行换辊的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）在十八辊冷轧机的传动侧布置上述换辊连接装置的插销锁定部分以及斜撑板部分；

（2）中间辊固定弯辊块中的抬升油缸抬升将中间辊装配竖直抬起；背衬系统通过连接铰轴的带动也随中间辊装配一起向上移动；连接铰轴的尾部伸出端的圆柱面沿斜撑板的斜面向上滑动直至达到斜撑板的斜面与水平下底面交叉点所在的终点为止，此时，连接铰轴套上连接孔端的孔正好朝向水平方向，销轴在弹簧作用下自动弹入连接孔端的孔中将背衬系统锁定；在此过程中，油缸活塞保持伸出不动，油缸活塞连接板位于异形挡板和第二支板之间并与异形挡板始终接触；

（3）从十八辊冷轧机的操作侧沿换辊轨道将中间辊装配和背衬系统拉出机架窗口，此过程中中间辊装配和背衬系统两者之间没有相对运动；

（4）从十八辊冷轧机的操作侧沿换辊轨道将新的中间辊装配和背衬系统推入机架窗口；

（5）当新中间辊装配及背衬装置到达换辊位的终点位置时，用于十八辊冷轧机的换辊连接装置的油缸活塞缩回，并带动油缸活塞连接板缩回，带动异形挡板与油缸活塞沿同一方向回缩运动，销轴被带动从连接孔端的孔中脱离，从而带动连接铰轴的尾部伸出端的圆柱面沿着斜撑板的斜面向下滑动，带动与连接铰轴一体的背衬系统慢慢向内侧旋转，并缓慢地向中间辊靠近，直到到达到与工作辊相接触位置为止。

本发明采用的技术方案包括以下步骤：

该发明涉及内容的主要优点在于：

（1）本装置小巧，整套装置能较为轻松地适应十八辊冷轧机窗口设计。

（2）本装置原理较为简单，加工制作方便，安装简易，能较好地实现调节功能。

（3）本装置同样可以延用于其他同等要求场合，有实现较为容易，能较好地进行移植安装与调节，即对同类型问题的设计与处理均具有良好的借鉴意义。

（4）本装置配置灵活，能适应十八辊冷轧机特定的换辊要求，具有良了的适应性与可操作性。

（5）该控制方法简单实用，成本低，可行性强。

附图说明

图1为本发明涉及的十八辊冷轧机辊系结构示意图；

图2为本发明的用于十八辊冷轧机的换辊连接装置结构布局示意图（窗口结构示意图）；

图3为图2的局部放大图（俯视图）；

图4为本发明的用于十八辊冷轧机的换辊连接装置斜撑板部分安装示意图（立体图）；

图5为本发明的用于十八辊冷轧机的换辊连接装置斜撑板部分安装示意图（立体图）；

图6为本发明的用于十八辊冷轧机的换辊连接装置插销锁定部分局部结构示意图（一个视角的立体图）；

图7为本发明的用于十八辊冷轧机的换辊连接装置插销锁定部分结构示意图（另一个视角的立体图）；

图8为异形挡板结构示意图（立体图）；

图9为异形挡板结构示意图（正视图）；

图10为本发明的用于十八辊冷轧机的换辊连接装置工况示意图（图2的A向，开始打开时）；

图11为本发明的用于十八辊冷轧机的换辊连接装置工况示意图（图2的A向，打开终结时）。

图1-11中：1为机架；2为中间辊固定弯辊块；3为中间辊及背衬系统；4为侧支撑系统；5为推动油缸；31为中间辊装配；32为背衬系统；33为工作辊装配；34为连接铰轴；35为侧支撑辊；111为斜撑板；112为连接铰轴34的尾部伸出端；113为连接铰轴套；114为轴端挡板；115为第一螺栓组件；116为连接铰轴套113上连接孔端；117为第一支板；118为弹簧挡板；119为弹簧；120为第二支板；121为第三支板；122为异形挡板；123为油缸活塞；124为油缸外壳；125为第二螺栓组件；126为销轴；127为第三螺栓组件，128为油缸活塞连接板；21为斜撑板111的斜面；22为连接铰轴34的尾部伸出端112的圆柱面。

具体实施方式

下面结合一个实施例及附图1-11对本发明作进一步说明。

图1和2中：1为机架；2为中间辊固定弯辊块；3为中间辊及背衬系统；4为侧支撑系统；5为推动油缸。中间辊固定弯辊块2固定于机架1上，用以对中间辊31进行弯辊；侧支撑系统4固定于机架1上，用以对中间辊及背衬系统3进行侧推与固定。

本发明的用于十八辊冷轧机的换辊连接装置布置在传动侧。如图2所示。包括互相配合动作的插销锁定部分以及斜撑板部分。斜撑板部分包括斜撑板111、与连接铰轴34固定为一体的连接铰轴套113；斜撑板111为具有竖向延伸板面的水平悬臂平板，水平悬臂平板的水平臂设置水平下底面，水平下底面与悬臂伸出端的竖向楔形钩体连接，使得竖向楔形钩体的侧向内斜面21与水平下底面光滑过渡交叉。斜撑板111水平悬臂尾端通过第二螺栓组件125固定于中间辊固定弯辊块2上。连接铰轴套113通过轴端挡板114与第一螺栓组件115固定在连接铰轴34的尾部伸出端112上，使连接铰轴套113、连接铰轴34以及连接铰轴34的尾部伸出端112成为一体，并完成一致动作。连接铰轴套113外壁上设置连接孔端116，连接孔端116设置沉孔；连接铰轴34的尾部伸出端112能够沿着斜撑板111的斜面21滑动直至到达斜面21与水平下底面交叉点所在的终点，此时，连接孔端116的孔在正好位于水平位置。

如图5，连接铰轴34插入背衬系统32的部分可以采用扁头设计或是采用直接紧配合的方式，使二者同步转动，即不发生相对位移，类似于固定在一体。

插销锁定部分中，油缸外壳124与斜撑板111的水平悬臂相平行，并通过第二螺栓组件固定于中间辊固定弯辊块2上。油缸活塞123水平伸出端的端头连接油缸活塞连接板128，油缸活塞连接板128与油缸外壳124之间设置与油缸活塞123垂直的竖向异形挡板122，异形挡板122上边缘设置竖向缺口（如图7-9，上端往右侧均为缺口），该缺口与油缸活塞123外径相配合并能使得油缸活塞123能正常穿设过异形挡板122的缺口而滑动；油缸活塞连接板128为平板，该平板与异形挡板122的无缺口部位具有重合部分，该重合部分使得油缸活塞连接板128能够带动异形挡板122沿油缸活塞123直线滑动。异形挡板122的下方无缺口部位还固定有与油缸活塞123平行间隔的销轴126；销轴126穿过竖向平行间隔的第二支板120和第一支板117，并能够沿第二支板120和第一支板117中间的通孔水平移动。在第二支板120和第一支板117之间的销轴126外侧套设弹簧119。

如图3，第一支板117、第二支板120及第三支板121竖直间隔地焊于轧机传动侧中间辊装配31的轴承座上。第三支板121与异形挡板122之间在竖直方向留有一定的间距t,以保证异形挡板122无法绕销轴126旋转，从而保证在正常工况下油缸活塞连接板128与异形挡板122始终接触。

当然，如果想进一步减少侧支撑辊35对工作辊装配33的冲击，也可以在连接铰轴套113与中间辊装配31的轴承座上设计一个缓冲弹簧，当背衬装置32到达与工作辊装配33相隔一很小距离时，先与缓冲弹簧接触，从而避免工作辊装配33与背衬装置32下侧的侧支撑辊35之间的直接碰撞。

当正常轧制时，侧支撑系统4通过推动油缸5将背衬系统32紧紧的靠紧工作辊装配33，从而保证工作辊装配33的水平刚度。

当需要换辊时，首先，中间辊装配31在中间辊固定弯辊块2中的抬升油缸的抬升下向上抬起，此时，背衬系统32通过连接铰轴34的带动也随中间辊装配31一起向上移动。当移动到一定高度时，如图10和11所示：当连接铰轴34的尾部伸出端112的圆柱面22接触至斜撑板111的斜面21最下端时，由于中间辊装配31一直沿油缸抬升方向竖直向上，而由于连接铰轴34卡合固定在中间辊固定弯辊块2上，在斜撑板111的斜面21的作用下，连接铰轴34可以沿着斜撑板111的斜面21向上抬升，这样背衬系统32就会随着连接铰轴34的尾部伸出端112的圆柱面22同步向外侧旋转，直至达到斜撑板111的斜面21与水平下底面交叉点所在的终点为止，背衬系统32此时就会张开一个角度。连接铰轴套113也随之转动一个角度，其连接铰轴套113上连接孔端116的孔正好位于水平位置。在此过程中，油缸活塞123保持伸出不动状态，以保证油缸活塞连接板128能与异形挡板122通过一竖直面相接触从而往油缸活塞端拉动弹簧119，由此弹簧119一直被压缩，销轴126只能顶到连接铰轴套113而不能插到孔中，当连接铰轴套113上连接孔端116的孔正好到达水平位置时，销轴126在弹簧119作用下自动往背离油缸活塞端的方向弹入连接孔端116的孔中（如图3和5所示），从而完成了锁定功能，此时背衬系统32被固定。中间辊装配31和背衬系统32就可以从操作侧沿换辊轨道拉出机架窗口，两者之间没有相对运动，较为安全。

当新中间辊装配31及背衬装置32进入窗口后，由于异形挡板122有一个缺口存在，当新中间辊装配31及背衬装置32到达换辊位的终点位置时，油缸活塞123能正常穿设过异形挡板122的缺口。当新中间辊装配31及背衬装置32就位后，油缸活塞123缩回，油缸活塞连接板128随之缩回，当与异形挡板122接触时，就会带动异形挡板122与油缸活塞123沿同一方向运动，销轴126就会从连接孔端116的孔中脱离，背衬系统32就会沿着到斜撑板111的斜面21绕连接铰轴34的尾部伸出端112的圆柱面22旋转，并缓慢地向中间辊靠近，直到到达工作辊相接触位置为止。

一种采用上述用于十八辊冷轧机换辊连接装置进行换辊的方法，如图1-11所示，其特征在于包括如下步骤：

（1）在十八辊冷轧机的传动侧布置上述换辊连接装置；

（2）中间辊装配31在中间辊固定弯辊块2中的抬升油缸抬升将中间辊装配31抬起；背衬系统32通过连接铰轴34的带动也随中间辊装配31一起向上移动；连接铰轴34的尾部伸出端112的圆柱面22沿斜撑板111的斜面21向上滑动直至达到斜撑板111的斜面21与水平下底面交叉点所在的终点为止，此时，连接铰轴套113也随连接铰轴34的尾部伸出端112转动一个角度，使得连接铰轴套113上连接孔端116的孔正好位于水平位置；销轴126在弹簧119作用下自动弹入连接孔端116的孔中将背衬系统32锁定；在此过程中，油缸活塞123保持伸出不动，油缸活塞连接板128位于异形挡板122和第二支板120之间；

（3）从十八辊冷轧机的操作侧沿换辊轨道将中间辊装配31和背衬系统32拉出机架窗口，此过程中中间辊装配31和背衬系统32两者之间没有相对运动；

（4）从十八辊冷轧机的操作侧沿换辊轨道将新的中间辊装配31和背衬系统32推入机架窗口；

（5）当新中间辊装配31及背衬装置32到达换辊位的终点位置时，用于十八辊冷轧机换辊连接装置的油缸活塞123缩回，并带动油缸活塞连接板128缩回，带动异形挡板122与油缸活塞123沿同一方向回缩运动，销轴126被带动从连接孔端116的孔中脱离，从而带动连接铰轴34的尾部伸出端112的圆柱面22沿着斜撑板111的斜面21滑动，带动与连接铰轴34一体的背衬系统32慢慢向内侧旋转，并缓慢地向中间辊靠近，直到到达到与工作辊相接触位置为止。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案，都落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于十八辊冷轧机的换辊连接装置，所述十八辊冷轧机中，中间辊固定弯辊块固定于机架上，用以对中间辊进行弯辊；侧支撑系统固定于机架上，用以对中间辊及背衬系统进行侧推与固定；背衬系统通过连接铰轴固定于中间辊装配的轴承座上，连接铰轴插入背衬系统并与背衬系统结为一体而同步转动；

其特征在于：在十八辊冷轧机传动侧布置且互相配合动作的插销锁定部分以及斜撑板部分；

斜撑板部分包括斜撑板、与连接铰轴固定为一体的连接铰轴套；斜撑板为具有竖向延伸板面的水平悬臂平板，水平悬臂平板的水平臂设置水平下底面，水平下底面与悬臂伸出端的竖向楔形钩体连接，使得竖向楔形钩体的侧向内斜面与水平下底面光滑过渡交叉；斜撑板水平悬臂尾端固定于中间辊固定弯辊块上；连接铰轴套固定在连接铰轴的尾部伸出端上，使连接铰轴套、连接铰轴以及连接铰轴的尾部伸出端成为一体并一致动作；连接铰轴套外壁上设置连接孔端，连接孔端设置沉孔；连接铰轴的尾部伸出端能够沿着斜撑板的斜面滑动直至到达斜面与水平下底面交叉点所在的终点，此时，连接孔端的孔正好朝向水平方向；

插销锁定部分中，与斜撑板的水平悬臂相平行设置水平油缸，油缸外壳固定于中间辊固定弯辊块上，油缸活塞水平伸出端的端头连接竖向油缸活塞连接板，油缸活塞连接板与油缸外壳之间设置与油缸活塞垂直的竖向异形挡板，异形挡板上边缘设置竖向缺口，该缺口与油缸活塞外径相配合并能使得油缸活塞能正常穿设过异形挡板的缺口而滑动；油缸活塞连接板为平板，该平板与异形挡板的无缺口部位具有竖直面重合部分，该重合部分使得油缸活塞连接板能够带动异形挡板沿油缸活塞直线滑动；异形挡板的下方无缺口部位还固定有与油缸活塞平行间隔的销轴；销轴穿过竖向平行间隔的第二支板和第一支板，并能够沿第二支板和第一支板中间的通孔水平移动；在第二支板和第一支板之间的销轴外侧套设弹簧，油缸活塞保持伸出时，弹簧处于压缩状态直至连接铰轴套连接孔端的孔正好朝向水平方向时弹簧推动销轴插入该连接孔端的孔中；油缸活塞缩回时，油缸活塞连接板能够带动异形挡板沿油缸活塞直线滑动而通过弹簧拉伸将销轴从所述孔中拉出。

2.根据权利要求1所述的用于十八辊冷轧机的换辊连接装置，其特征在于：异形挡板位于第三支板上，且第三支板与异形挡板之间在竖直方向留有设定间距t,该设定间距使得异形挡板无法绕销轴旋转，且油缸活塞连接板与异形挡板始终接触。

3.根据权利要求1所述的用于十八辊冷轧机的换辊连接装置，其特征在于：第一支板、第二支板及第三支板竖直间隔平行地焊于轧机传动侧中间辊装配的轴承座上。

4.根据权利要求1所述的用于十八辊冷轧机的换辊连接装置，其特征在于：在连接铰轴套与中间辊装配的轴承座上设置一个缓冲弹簧。

5.一种采用上述权利要求1-3之一所述用于十八辊冷轧机的换辊连接装置进行换辊的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）在十八辊冷轧机的传动侧布置上述换辊连接装置的插销锁定部分以及斜撑板部分；

（2）中间辊固定弯辊块中的抬升油缸抬升将中间辊装配竖直抬起；背衬系统通过连接铰轴的带动也随中间辊装配一起向上移动；连接铰轴的尾部伸出端的圆柱面沿斜撑板的斜面向上滑动直至达到斜撑板的斜面与水平下底面交叉点所在的终点为止，此时，连接铰轴套上连接孔端的孔正好朝向水平方向，销轴在弹簧作用下自动弹入连接孔端的孔中将背衬系统锁定；在此过程中，油缸活塞保持伸出不动，油缸活塞连接板位于异形挡板和第二支板之间并与异形挡板始终接触；

（3）从十八辊冷轧机的操作侧沿换辊轨道将中间辊装配和背衬系统拉出机架窗口，此过程中中间辊装配和背衬系统两者之间没有相对运动；

（4）从十八辊冷轧机的操作侧沿换辊轨道将新的中间辊装配和背衬系统推入机架窗口；

（5）当新中间辊装配及背衬装置到达换辊位的终点位置时，用于十八辊冷轧机的换辊连接装置的油缸活塞缩回，并带动油缸活塞连接板缩回，带动异形挡板与油缸活塞沿同一方向回缩运动，销轴被带动从连接孔端的孔中脱离，从而带动连接铰轴的尾部伸出端的圆柱面沿着斜撑板的斜面向下滑动，带动与连接铰轴一体的背衬系统慢慢向内侧旋转，并缓慢地向中间辊靠近，直到到达到与工作辊相接触位置为止。