CN105382033A - 一种周期式冷轧管机传动机构 - Google Patents

Abstract

一种周期式冷轧管机的主传动机构，属于冷轧管机技术领域，特征是双腿连杆与其余六根连杆相互铰接，组成七连杆机构，七连杆机构与伺服液压缸中的活塞杆以及轧机机架相互铰接，通过伺服液压缸驱动活塞杆作伸缩运动带动七连杆机构运动，从而带动轧机机架作往复运动，实现轧制工作要求。优点为：①工作平稳，结构简单且重量减轻，大大降低了投资成本；②可以几乎完全平衡连杆和机架产生的惯性力和惯性力矩且电能的有效利用率高；③可适用于特大型、大型、中型和小型周期式冷轧管机。

Description

一种周期式冷轧管机传动机构

技术领域

本发明属于冷轧管机技术领域，具体涉及一种周期式冷轧管机的主传动机构。

背景技术

中国无缝钢管产业经过十几年的飞速发展，已成为全球最大的无缝钢管生产国和消费国，年产量占全球比重一直稳定在70％左右。截至目前，中国已建成各类先进无缝钢管生产线千余条，总产能达到4500万吨，其中冷轧无缝钢管以周期式冷轧管机为主，并且每年周期式冷轧管机机组数量以较大的速度不断递增。

目前国内外大部分周期式冷轧管机主传动机构都是采用曲柄连杆机构，通过带扇形平衡块的曲柄连杆机构加上垂直上下往复运动的重锤来平衡机架产生的惯性力和曲柄轴上的惯性力矩，这种平衡机构的缺点是结构比较复杂，安装和维修不便，扇形平衡块和重锤的重量占到整个轧机重量的百分之七十左右，耗能大且成本高；并且这种平衡机构需要修建一个深地坑，价格昂贵且土建难度较大。

另一种平衡机构采用行星齿轮曲柄传动机构来驱动并平衡惯性力和惯性矩，该机构的缺点是平衡连接器只能设计成一块，因而重量有限，能平衡掉的惯性力也十分有限，因而只能适用于工作机架重量很轻的特小型和小型冷轧管机，即便如此，平衡机构的重量也占到整个轧机重量的百分之五十到百分之六十左右，成本较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种周期式冷轧管机的主传动机构，可有效地克服现有技术存在的缺点。

本发明是这样实现的，如图1、3、5所示，其特征是伺服液压活塞缸2通过销轴4与安装在箱体1上的左右耳座3、3＇相铰接，活塞杆5的顶端与双腿连杆6顶端的第一通孔601相铰接，安装在双腿连杆6上部第二通孔602中的支撑轴7的左右端部支承在左右轴承座8、8＇中，左右轴承座8、8＇分别固定在箱体1的顶部；如图4、5所示，双腿连杆6左右腿的中下部分别制有左三、左四通孔603、604和右三、右四通孔603＇、604＇，第一、第五连杆15、17的左端分别与双腿连杆6中下部的左三、左四通孔603、604相铰接，第二、第六连杆9、11的左端分别与双腿连杆6中下部右三、右四通孔603＇、604＇相铰接，第三、第四连杆16、10的左端分别与第一、第二连杆15、9的右端相铰接，双腿连杆6与第一、第二、第三、第四、第五、第六连杆15、9、16、10、17、11构成七连杆机构；第三、第四连杆16、10和第五、第六连杆17、11的右端分别与轧机机架13相铰接，轧机机架13安装在滑动轨道12上。

双腿连杆6自上往下：第一、第二通孔601、602的中心距为a，第二通孔602与左三、右三通孔603、603＇的中心距为b，左三、右三通孔603、603＇与左四、右四通孔604、604＇的中心距分别为c，第一连杆15和第二连杆9两端铰接点的中心距分别为d，第三连杆16和第四连杆10两端铰接点的中心距为e，第五连杆17和第六连杆11两端铰接点的中心距为g，它们之间的关系是a<b，d<e，且d+e>g，第一与第三连杆以及第二与第四连杆的夹角为α，135°<α<180°。

本发明优点及积极效果是：

(1)采用伺服液压缸驱动的方式，不仅工作平稳，并且通过实时的反馈电信号来调整油压，可以几乎完全平衡连杆和机架产生的惯性力和惯性力矩，这种平衡方式不需要配备平衡块和重锤，节省了很大一部分材料，减轻了整个轧机的重量，使轧机的结构变的更加简单，安装和维修更为方便，而且可以节省土建基础的费用，使整体的投资成本大大降低。

(2)本发明采用伺服液压缸驱动以及平衡连杆和机架产生的惯性力和惯性力矩，消除了由平衡块和重锤在平衡过程中空载耗能，电能的有效利用率高，可以节省不少的电费开支。

(3)本发明的结构和技术方案可适用于特大型、大型、中型和小型周期式冷轧管机。

附图说明

图1为本发明结构正视图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的A-A剖视图；

图4为七连杆机构连接关系的示意图；

图5为双腿连杆示意图；

图6为轧机机架在前极限位置时的结构示意图；

图7为轧机机架在后极限位置时的结构示意图；

图中：1—箱体；2—伺服液压缸；3、3＇—左、右耳座；4—销轴；5—活塞杆；6—双腿连杆；7—支承轴；8、8＇—左、右轴承座；9—第二连杆；10—第四连杆；11—第六连杆；12—滑动轨道；13—轧机机架；14—轧辊；15—第一连杆；16—第三连杆；17—第五连杆；601—第一通孔；602—第二通孔；603、604—左三、左四通孔；603＇、604＇—右三、右四通孔。

具体实施方式

如图1所示，当轧制工作需要启动时，首先启动伺服液压缸2，其活塞杆5作伸缩运动，带动双腿连杆6绕支撑轴7中心摆动，通过由双腿连杆6和第一、第二、第三、第四、第五、第六连杆15、9、16、10、17、11构成的七连杆机构运动，带动轧机机架13作往复运动，实现轧制工作要求。

在轧制过程中，当双腿连杆6处于竖直位置时，轧机机架13处于中间位置，当机架处在中间位置与后极限位置之间时取双腿连杆6的摆角为+θ，当机架处在中间位置与前极限位置之间时取双腿连杆6的摆角为-θ，当机架处在后极限位置和前极限位置时的摆角分别为θ_max和-θ_max，伺服液压缸2的活塞杆5水平方向的行程为±X₁，轧机机架行程为±X₂，|X₂|>|X₁|,机架行程X₂以及第二与第六连杆夹角α与双腿连杆6的摆角和各个连杆长度之间有如下关系为：

机架行程：|X₂|＝(b+c)sin|θ_max|

夹角： $\mathrm{\&alpha;}=\arccos \frac{d^2+e^2-\left\{{\&lsqb;\sqrt{e^2-{((b+c)-(b+c)cos\mathrm{\&theta;})}^2}-c\sin \mathrm{\&theta;}\&rsqb;}^2+{(b-b\cos \mathrm{\&theta;})}^2\right\}}{2de}.$

Claims (2)

1.一种周期式冷轧管机主传动机构，其特征是伺服液压活塞缸(2)通过销轴(4)与安装在箱体(1)上的左右耳座(3、3＇)相铰接，活塞杆(5)的顶端与双腿连杆(6)顶端的第一通孔(601)相铰接，安装在双腿连杆(6)上部第二通孔(602)中的支撑轴(7)的左右端部支承在左右轴承座(8、8＇)中，左右轴承座(8、8＇)分别固定在箱体(1)的顶部；双腿连杆(6)左右腿的中下部分别制有左三、左四通孔(603、604)和右三、右四通孔(603＇、604＇)，第一、第五连杆(15、17)的左端分别与双腿连杆(6)中下部的左三、左四通孔(603、604)相铰接，第二、第六连杆(9、11)的左端分别与双腿连杆(6)中下部右三、右四通孔(603＇、604＇)相铰接，第三、第四连杆(16、10)的左端分别与第一、第二连杆(15、9)的右端相铰接，双腿连杆(6)与第一、第二、第三、第四、第五、第六连杆(15、9、16、10、17、11)构成七连杆机构；第三、第四连杆(16、10)和第五、第六连杆(17、11)的右端分别与轧机机架(13)相铰接，轧机机架(13)安装在滑动轨道(12)上。

2.如权利要求1所述的周期式冷轧管机的主传动机构，其特征在于双腿连杆(6)自上往下：第一、第二通孔(601、602)的中心距为a，第二通孔(602)与左三、右三通孔(603、603＇)的中心距为b，左三、右三通孔(603、603＇)与左四、右四通孔(604、604＇)的中心距分别为c，第一连杆(15)和第二连杆(9)两端铰接点的中心距分别为d，第三连杆(16)和第四连杆(10)两端铰接点的中心距为e，第五连杆(17)和第六连杆(11)两端铰接点的中心距为g，它们之间的关系是a<b，d<e，且d+e>g，第一与第三连杆以及第二与第四连杆的夹角为α，135°<α<180°。