CN105710132A - 一种分传动直驱式三辊y型轧机 - Google Patents
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Abstract
一种分传动直驱式三辊Y型轧机，克服了现有三辊Y型轧机C型齿轮箱机架结构复杂成本高，径向调整机构联动调整制造要求高以及主传动轴和机架刚度较低的问题，特征是3组相同的主电机和减速机分别安装于底座和C型机架或直接安装于轧机机架上，通过十字接轴、花键轴、花键套与主轴相连，3个主轴分别安装在3个偏心套内，3个偏心套通过安装在轧机机架上的3个分别独立的蜗轮蜗杆调整机构相连接并可以单独实现径向精确调整，通过调整轴向调整螺母与偏心套之间的螺纹连接实现轧辊位置的精确调整，有益效果是，可实现主轴的轴向和径向位置在线精确调整，传动轴和机架刚度高，提高了轧机工作效率和轧制质量，且制造、装配和维修成本相对较低。
Description
技术领域
本发明属于轧机技术领域，特别涉及径向和轴向轧辊位置无级精确调整的一种分传动直驱式三辊Y型轧机。
背景技术
三辊Y型轧机每个轧机机架上装有3个轧辊轴，它们垂直于轧制中心线，相互间呈120°布置,该型轧机具有轧制材料组织均匀、对轧制材料的包裹性比较好，可以轧制强度高、脆性大等难于用普通轧机轧制成型的金属材料，并且具有轧制工件表面几何精度高的主要特点，被广泛应用于特种钢、钛合金、镁合金、钨钼合金等一系列具有较高轧制难度的材料生产中。
现有技术中的三辊Y型轧机，有的采用伞齿轮组集中传动，或通过C型机架齿轮箱组传动，它们的共同特点是将1台电机驱动的1根主轴转动分配到3个方向上3根轧机主轴上，带动3个轧辊工作，其中，伞齿轮集中传动系统，如申请号为96206749.0的实用新型公开的一种Y型轧机,包括机架和安装在1个主动轴和2个从动辊轴上的3个轧辊,其特点是安装在1个主动轴和2个从动辊轴上的3个直径及转速相同的轧辊，3个轧辊的辊面外缘相互接触构成轧制孔型；主动轴上装有1个轧辊、轧辊的两侧有2个伞齿轮，2个伞齿轮的外侧装有2个轴承，轴承固定在机架上，主动轴的传动装置在主动辊的一端，2个从动辊轴上各装有1个轧辊，1个伞齿轮和2个轴承，主支轴上的2个伞齿轮分别与2个从动辊轴上的伞齿轮啮合，主动轴上的2个轴承安装在轧辊两侧的2个伞齿轮的外侧；从动辊轴上的伞齿轮的一端有轴承套筒，轴承套筒内套2个并列的轴承，轴承的内套装在从动辊轴上，从动辊轴的两端固定在机架上。由于伞齿轮传动的特点，齿轮间隙不可调，所以，不能将径向和轴向调整装置组合到该型轧机上，所以，该类型轧机没有轴向和径向调整装置，轧辊的压下量不可调，孔型的调整则需要人工添加垫片的方式进行，给工艺调整和控制产品规格带来极大的不方便。申请号为201320690580.2的实用新型公开了“一种三辊Y型轧机的轧辊径向同步调整装置”，该实用新型涉及一种三辊Y型轧机的轧辊径向同步调整装置，其目的是想解决三辊Y型轧机的轧辊径向不能同步调整，导致孔型调整不准确，影响轧材尺寸精度及调整方式繁琐、时间长的问题，该实用新型设有1根带伺服电机的主动调整轴，2根被动调整轴及2个过渡锥齿轮组成，3根调整轴绕轧制轴线成120°布置，通过锥齿轮传动，调整装置与轧辊装置沿轧制轴线平行布置。该实用新型的调整原理是：轧辊轴上的轴承座固定不动，在轧辊轴上的轴承外环上加偏心齿轮套，通过伺服电机旋转调整装置主轴，使调整装置上的齿轮做圆周运动，带动轧辊装置上的偏心齿轮套做圆周运动，从而带动轧辊轴做直线运动，达到3个轧辊轴同步进退，实现孔型的精确调整。这种结构严重破坏了伞齿轮传动的基本啮合条件，存在很大不合理性，是在牺牲伞齿轮啮合间隙状态下实现的，是一种无奈并硬性改变机械传动条件获取径向调整的方法，调整量很小且很难满足传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、结构紧凑等齿轮传动的基本要求，使用寿命有限。
通过齿轮箱组传动的结构是将一台电机的转动分配到3个方向上，带动3个轧辊工作。如德国KOCKS轧机，就是一种三辊减定径轧机，由3个120°分布的轧辊构成三角形的孔型，对轧件进行轧制加工，轧件变形时承受3个方向压应力，该Y型轧机具有在线快速径向调整功能，轴向调整是通过机构完成的，纵向延伸好，轧材受力均匀，可获得高精度的产品，但是问题在于，Y型轧机3个120°分布的3个主轴特点决定了将一个主轴的传动，通过齿轮组机构分配到3个方向上，C型机架结构庞大复杂，传动齿轮的数量多且制造精度要求高，同比制造成本和检修维护成本也非常高。
现有技术中的Y型轧机具有径向调整的结构为，3个轧辊分别安装于3个偏心套内，3个偏心套之间采用伞齿轮组相互关联，径向调整时，机架外电机驱动其中1个偏心套从而使3个偏心套同时完成调整，存在的问题是，这种结构使得3个轧辊轴同步进退，虽然能同心调节轧辊位置和辊缝，但是这种结构要求初始加工装配精度很高，也要求整个偏心套组和伞齿轮组的制造和装配精度非常高，给加工制造带来了很大的难度，并增加了设备成本，同时，这种结构只能完成固定形状的产品轧制，不能适应异型产品的轧制。
此外，现有技术中的Y型轧机机架是通过螺栓固定在底座上的，轧辊的调整和更换必须将机架拆卸下来进行，过程繁杂；且在轧机工作过程产生的蒸汽、烟尘只能向车间自由溢出，氧化皮与冷却水的清理和导出以及机架清理和维护也很不方便，不利于氧化皮的集中收集，并且污染车间的工作环境。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足之处和缺陷，提供可以进行径向和轴向轧辊位置无级精确调整的且机架强度和刚度高，能够承受很大轧制力并可以移动的一种分传动直驱式三辊Y型轧机。
本发明所采用的技术方案包括底座、C型机架、轧机机架和3个主轴，在主轴上安装有轧辊，3组相同的主电机和减速机分别安装于底座和C型机架或将3组相同的主电机和减速机直接安装于轧机机架上，，所述轧机机架为可移出式机架，所述轧机机架由锁紧油缸锁紧固定于底座的工作位置上，在C型机架上安装有推拉油缸，推拉油缸同时与可移出式的轧机机架相连，所述3组相同的主电机和减速机通过十字接轴和花键轴与花键套连接，花键套同时又与主轴相连，在花键套外部套有可移动式的花键套移动油缸。
所述3个主轴分别安装在3个偏心套内，3个偏心套安装于轧机机架上并呈120°分布，所述偏心套与安装在轧机机架上的蜗轮蜗杆调整机构相连接，在每个偏心套内与主轴之间安装有轴向调整螺母，通过调整轴向调整螺母与偏心套之间的螺纹连接，可实现主轴的轴向精确移动，主轴与轴向调整螺母之间的轴向位置通过前止推轴承和后止推轴承相对固定。
所述轧辊与主轴之间通过花键槽连接，轧辊通过端部的锁紧螺母锁紧于主轴上。
所述蜗轮蜗杆调整机构是分别独立的调整机构，分别驱动三个偏心套完成径向调整；蜗轮蜗杆调整机构由伺服控制电机驱动或手动调整。
所述轧机机架包括前机架和后机架，前机架和后机架分别采用锻轧特厚板整体加工成型，通过若干个螺柱固定连接构成一个整体机架。
在所述轧机机架的底部设有可以在底座上横向移动的横移导轨，在轧机机架的底部还设有氧化皮冷却水导出孔，在前机架或后机架的右侧上方还设有至少1个蒸汽烟尘导出孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明采用了对3个轧辊实行独立的直联驱动系统，3个主电机分别带动3个减速机通过十字接轴和花键套与轧机主轴通联传动，这种结构为在主轴上增设径向调整机构创造了条件，也避免了采用C型架整体传动带来的制造、装配和维修困难的问题，同时也大大降低了制造和维护成本。
电机和减速机分别安装于底座和C型机架或直接安装于轧机机架上，通过十字接轴、花键轴、花键套与主轴相连，3个主轴分别安装在3个偏心套内，3个偏心套通过安装在轧机机架上的3个分别独立的蜗轮蜗杆调整机构相连接并可以单独实现径向精确调整，通过调整轴向调整螺母与偏心套之间的螺纹连接实现轧辊位置的精确调整，有益效果是，可实现主轴的轴向和径向位置在线精确调整，传动轴和机架刚度高，提高了轧机工作效率和轧制质量，且制造、装配和维修成本相对较低。
（2）本发明通过调整轴向调整螺母与偏心套之间的螺纹连接，可实现主轴的轴向精确移动，达到调整轧辊的轴向位置和辊缝的目的，不需要拆装机架，调整方便快捷且精度高，提高了轧机工作效率和轧制质量。
（3）本发明可以精确完成3个轧辊径向位置调整，相对于现有技术的Y型轧机的伞齿轮组调整方式，可以实现在线调整，对于制造精度、装配精度要求相对较低，但调整后的径向位置精度更优，且3个轧辊径向位置采用3套独立的蜗轮蜗杆机构驱动偏心套，可以分别对每个轧辊进行调整，因此可以轧制异形材，而且，本发明采用带蜗轮的偏心套的结构，蜗轮与偏心套本体一体化，提高了偏心套的强度，消除了蜗轮与偏心套之间的装配间隙，可以避免装配精度误差。
（4）本发明的轧机机架用锻轧特厚板整体加工成型，机架金属内部缺陷少，机架形体能够承受很大的轧制力，机架强度和刚度高，为精确轧制高强度材料提供了先决条件；并且由于采用一体化加工，可以保证轧机各部件的装配精度。
（5）本发明在轧机机架侧上方设有至少1个蒸汽烟尘导出孔，使用中与车间的排烟或排风通道连通，在轧制过程中产生的蒸汽和烟尘可以及时排出，可很好地保护车间环境的清洁，同时，本发明在轧机机架底部设有氧化皮冷却水导出孔，使用中与车间的水循环系统连通，可以防止冷却水四溢和利用冷却水及时将轧制过程中产生的氧化皮排出集中收集，同时将冷却污水导出排出，经沉降处理后的水继续循环使用，氧化皮得到充分的回收和再利用，既保护了环境又增加了经济效益。
（6）本发明在轧机机架底部设有横移导轨，可以将轧机机架从工作位置横移至检修维护位置，方便上轧辊的调整和更换以及机架的清理和维护。
附图说明
图1是本发明的装配结构主视图，
图2是本发明轧机的装配结构主剖视图，
图3是本发明的径向调整机构和轴向调整机构示意图；
图4是本发明的轧机机架结构示意图。
图中：
1.底座，2.推拉油缸，3.主电机，4.减速机，
5.花键套移动油缸，6.C型机架，
7.轧机机架，
7-1.前机架，7-2.后机架，7-3.螺柱，
7-4.轧辊工作空间，7-5.底部横移导轨，
7-6.氧化皮冷却水导出孔，7-7.蒸汽烟尘导出孔，
7-8.推拉油缸安装孔，7-9.侧面横移导轨，
8.锁紧油缸，9.花键套，10.轧辊，
11.伺服控制电机，12.蜗轮蜗杆调整机构，
13.轴向调整螺母，14.锁紧螺母，15.第一偏心套，
16.主轴，
16-1.定位台肩，16-2.花键轴，
16-3.螺纹轴，16-4.副轴承轴，
17.十字接轴，18.花键轴，
19.前止推轴承，20.后止推轴承，21.垫片，
22.副轴承，23.第二偏心套,24.偏心套连接件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细描述。
如图1和图2所示，本发明所述的分传动直驱式三辊Y型轧机采用分传动直联驱动方式，采用的技术方案包括底座1，在底座1的上面固定连接C型机架6，在底座1的上面还安装有可移出式的轧机机架7，在轧机机架7内安装3个主轴16，在每个主轴16上安装轧辊10，所述轧机机架7由锁紧油缸8锁紧固定于底座1的工作位置上，3组相同的主电机3和减速机4分别安装于底座1和C型机架6上，或将3组相同的主电机3和减速机4直接安装于轧机机架7上，在C型机架6上安装有推拉油缸2，推拉油缸2同时与轧机机架7相连；所述3组相同的主电机3和减速机4通过十字接轴17和花键轴18与花键套9连接，花键套9同时又与主轴16相连，在花键套9外部套有可移动式的花键套移动油缸5，该花键套移动油缸5可将花键套9与主轴16连接或分离，连接或分离的动作是通过花键套移动油缸5的伸缩带动花键套9沿轴向移动实现的；3个主轴16分别安装在3个第一偏心套15内，3个第一偏心套15安装于轧机机架7上并呈120°分布，所述第一偏心套15为带蜗轮的偏心套，带蜗轮的第一偏心套15与安装在轧机机架7上的蜗轮蜗杆调整机构12相连接，蜗轮蜗杆调整机构12与伺服控制电机11相连，并由伺服控制电机11驱动，在每个第一偏心套15内与主轴16之间安装有轴向调整螺母13，通过调整轴向调整螺母13与偏心套15之间的螺纹连接实现主轴16的轴向精确移动，达到调整轧辊10的轴向位置和辊缝的目的，主轴16与轴向调整螺母13之间的轴向位置通过前止推轴承19和后止推轴承20相对固定，当主轴16旋转工作时，轴向调整螺母13是固定的；
如图2和图3所示，所述主轴16为一根通轴，主轴16的前端支撑为四层台阶结构，第一层台阶为用于对轧辊10进行定位的定位台肩16-1，第二层台阶为花键轴16-2，第三台阶为螺纹轴16-3，第四台阶为副轴承轴16-4，在花键轴16-2上安装轧辊10，轧辊10的花键齿与花键轴16-2咬合，在轧辊10右端面与定位台肩16-1之间安装有垫片21，在轧辊10左端面的螺纹轴16-3上安装2个锁紧螺母14，通过双锁紧螺母结构将轧辊10锁紧在主轴16上，在副轴承轴16-4上套装副轴承22，在副轴承22外套装第二偏心套23，所述带蜗轮的第一偏心套15和第二偏心套23之间通过偏心套连接件24连接；通过转动蜗杆12，带动带蜗轮的第一偏心套15旋转，并通过偏心套连接件24带动第二偏心套23旋转，使主轴16上升或下降，带动轧辊10上升或下降，完成轧辊径向位置的精确调整；在上述基础上，在蜗杆12上加装伺服控制电机11可以实现在线快速自动化精确调整。
如图4所示，所述轧机机架7包括前机架7-1和后机架7-2，前机架7-1和后机架7-2分别采用锻轧特厚板整体加工成型，通过若干个螺柱7-3固定连接构成一个整体，这样即可以保证机架金属内部缺陷少，又可以保证机架具有很高的强度和很高的刚度，机架形体能够承受很大的轧制力，并可以保证轧机各部件装配精度，为精确轧制高强度材料提供了先决条件；在轧机机架7上设有Y型分布的轧辊工作空间7-4，在轧机机架7的底部设有可以在轧机的底座1上横向移动的底部横移导轨7-5和侧面横移导轨7-9，在轧机机架7的底部还设有与Y型分布的轧辊工作空间7-4通连的氧化皮冷却水导出孔7-6，在轧机机架7的前机架7-1或后机架7-2的侧上方还设有至少1个蒸汽烟尘导出孔7-7，在所述轧机机架7还上设有推拉油缸安装孔7-8。
使用时，通过底部横移导轨7-5和侧面横移导轨7-9安装在轧机的底座1上构成可移出式的轧机机架7，轧机机架7通过推拉油缸安装孔7-8中安装的铰轴与C型机架6上安装的推拉油缸2相连，需要单机调整或更换轧辊10或检修轧机机架7时，底座1上的锁紧油缸8在液压系统作用下松开，花键套移动油缸5将花键套9与主轴16脱开，推拉油缸2即可将单架轧机机架7推送至底座1上的检修位置进行调整或更换轧辊10或检修轧机机架7，方便了轧辊10的调整和更换以及轧机机架7的清理和维护，从而提高作业效率，减低人力劳动强度；
此外，使用时，本发明在机架底部设有的氧化皮冷却水导出孔7-6与车间的水循环系统连通，可以防止冷却水四溢和利用冷却水及时将轧制过程中产生的氧化皮排出集中收集，同时将冷却污水导出排出，经沉降处理后的水继续循环使用，而在机架侧上方设有的蒸汽烟尘导出孔7-7在使用中与车间的排烟或排风通道连通，在轧制过程中产生的蒸汽和烟尘可以及时排出，从而很好地保护了车间工作环境。
Claims (6)
1.一种分传动直驱式三辊Y型轧机，包括底座(1)、C型机架（6）、轧机机架（7）和3个主轴（16），在每个主轴（16）上安装有轧辊（10），其特征在于，3组相同的主电机（3）和减速机（4）分别安装于底座(1)和C型机架（6）上或将3组相同的主电机（3）和减速机（4）直接安装于轧机机架（7）上，所述轧机机架(7)为可移出式机架，所述轧机机架(7)由锁紧油缸（8）锁紧固定于底座(1)的工作位置上，在C型机架（6）上安装有推拉油缸（2），推拉油缸（2）同时与可移出式的轧机机架(7)相连，所述3组相同的主电机（3）和减速机（4）通过十字接轴（17）和花键轴（18）与花键套（9）连接，花键套（9）同时又与主轴（16）相连，在花键套（9）外部套有可移动式的花键套移动油缸（5）。
2.根据权利要求1所述一种分传动直驱式三辊Y型轧机，其特征在于，所述3个主轴（16）分别安装在3个第一偏心套（15）内，3个第一偏心套（15）安装于轧机机架（7）上并呈120°分布，所述第一偏心套（15）为带蜗轮的偏心套，所述第一偏心套（15）与安装在轧机机架（7）上的蜗轮蜗杆调整机构（12）相连接，在每个第一偏心套（15）内与主轴16之间安装有轴向调整螺母（13），通过调整轴向调整螺母（13）与偏心套（15）之间的螺纹连接实现主轴（16）的轴向精确移动，主轴（16）与轴向调整螺母（13）之间的轴向位置通过前止推轴承（19）和后止推轴承（20）相对固定。
3.根据权利要求1所述一种分传动直驱式三辊Y型轧机，其特征在于，所述主轴（16）的前端支撑为四层台阶结构，第一层台阶为用于对轧辊（10）进行定位的定位台肩（16-1），第二层台阶为花键轴（16-2），第三台阶为螺纹轴（16-3），第四台阶为副轴承轴（16-4），在花键轴（16-2）上安装轧辊（10），轧辊（10）的花键齿与花键轴（16-2）咬合，在轧辊（10）右端面与定位台肩（16-1）之间安装有垫片（21），在轧辊（10）左端面的螺纹轴（16-3）上安装2个锁紧螺母（14），通过双锁紧螺母结构将轧辊（10）锁紧在主轴（16）上，在副轴承轴（16-4）上套装副轴承（22），在副轴承（22）外套装第二偏心套（23），所述第一偏心套（15）和第二偏心套（23）之间通过偏心套连接件（24）连接；通过转动蜗杆（12），带动第一偏心套（15）旋转，并通过偏心套连接件（24）带动第二偏心套（23）旋转，使主轴（16）上升或下降，带动轧辊（10）上升或下降，完成轧辊径向位置的精确调整。
4.根据权利要求3所述一种分传动直驱式三辊Y型轧机，其特征在于，所述蜗轮蜗杆调整机构（12）是分别独立的调整机构，分别驱动3个第一偏心套（15）完成径向调整；蜗轮蜗杆调整机构（12）由伺服控制电机（11）驱动或手动调整。
5.根据权利要求1所述一种分传动直驱式三辊Y型轧机，其特征在于，所述轧机机架（7）包括前机架（7-1）和后机架（7-2），前机架（7-1）和后机架（7-2）分别采用锻轧特厚板整体加工成型，通过若干个螺柱（7-3）固定连接构成一个整体机架。
6.根据权利要求5所述一种分传动直驱式三辊Y型轧机，其特征在于，在所述轧机机架（7）上设有Y型分布的轧辊工作空间（7-4），在所述轧机机架（7）的底部设有可以在底座（1）上横向移动的底部横移导轨（7-5）和侧面横移导轨（7-9），在轧机机架（7）的底部还设有与Y型分布的轧辊工作空间（7-4）通连氧化皮冷却水导出孔（7-6），在前机架（7-1）或后机架（7-2）的右侧上方还设有至少1个蒸汽烟尘导出孔（7-7），在所述轧机机架7还上设有推拉油缸安装孔（7-8）。
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