CN107138534A - 一种短应力线轧机及其螺纹间隙的消除方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种短应力线轧机及其螺纹间隙的消除方法，属于冶金行业轧钢系统技术领域。本发明的短应力线轧机，包括机架、拉杆装配、辊系装配、导卫梁装配以及辊缝调节装置，拉杆装配中安装有消除螺纹间隙用平衡装置，该平衡装置包括保持架、螺母、碟簧、支撑构件和挡套，所述支撑构件的两端分别安装有挡套和螺母，所述的碟簧套装于支撑构件的表面，并通过挡套和螺母进行限位形成平衡组件，所述的平衡组件安装于保持架中，并通过保持架安装于拉杆装配中。本发明通过在轧机拉杆装配中安装间隙消除平衡装置，并对该平衡装置的结构进行优化设计，使其以组件的形式进行安装，从而可以有效提高轧机中螺纹间隙的消除效果，进而能够保证轧机轧制的精度。

Description

一种短应力线轧机及其螺纹间隙的消除方法

技术领域

本发明属于冶金行业轧钢系统技术领域，更具体地说，涉及一种短应力线轧机及其螺纹间隙的消除方法。

背景技术

钢材轧制过程中通常需要用到轧机，其中，短应力线轧机因具有刚度高、更换快速等众多优点而在热轧长材生产线上得到广泛的应用，世界各国也涌现出很多关于短应力线轧机的发明。短应力线轧机机芯一般主要由辊缝调节装置、拉杆装配、轧辊装配及导卫梁装配四部分组成。

其中，拉杆装配用四根张力拉杆把轴承座、压下装置、密封、支撑、平衡装置等连为一体，形成径向主体。拉杆主要通过螺纹传动机构对上下辊缝进行调节，其具体结构为：拉杆表面设置有外螺纹，拉杆外部套设有套筒，用于支撑轧辊的轴承座固定设置在套筒上，并且套筒内设置有与拉杆上的外螺纹适配的内螺纹。需要进行辊缝调节时，通过驱动装置驱动拉杆转动，拉杆与套筒构成了典型的丝杠滑块机构，拉杆的转动将转化为套筒在拉杆轴向上的上下平移运动，进而带动轴承座上下运动，从而实现了辊缝大小的调节。

但由于螺纹传动机构都会存在一定大小的间隙，而这个间隙的存在会影响整个轧机的精度及使用，因此，现有技术中通常需要在拉杆装配中设计相应的间隙消除装置。如，中国专利201510958247.9公开了一种轧机及其预紧平衡系统，该申请案的预紧平衡系统，包括：设置在轧辊两端，且带有外螺纹的拉杆；螺纹连接在拉杆上，且与拉杆构成丝杠滑块机构的内层套筒；固连在轴承座上，且套设在拉杆上的外层套筒，所述外层套筒的底端通过套垫与所述内层套筒相抵，且所述套垫与所述内层套筒相接触的一端为球面；螺纹连接在所述拉杆上，且与所述拉杆构成丝杠滑块机构的平衡螺母；套设在所述拉杆上，且下端与所述外层套筒和所述轴承座固连的透盖，所述透盖将所述平衡螺母罩设在透盖的内部；两端分别与所述透盖和所述平衡螺母相抵，并处于压缩状态的预紧弹簧。

又如，中国专利201510299383.1公开了一种棒材减定径机，该申请案包括辊缝调节装置、拉杆装配、机架、梁、轧辊装配、导卫梁，其中，所述轧辊装配包括上轧辊装配、下轧辊装配，所述拉杆装配包括拉杆，设置在拉杆上、下两端的消除拉杆与铜螺母之间间隙的蝶形弹簧减震器。所述蝶形弹簧减震器环绕拉杆设置，其包括垫片组、碟簧、压环、垫环，碟簧挤压导杆，从而可以消除拉杆与铜螺母之间的间隙。

但由于现有轧机用间隙消除装置的稳固性相对较差，且易受力不均匀，从而导致其消除间隙的效果受到影响，进而影响轧机的轧制精度，同时，采用现有轧机的间隙消除装置，碟簧经长期使用后易产生疲劳失效，其使用寿命相对较短，而由于每组碟簧组通常由多片碟簧叠加组成，现有机构在实际使用时安装及更换非常麻烦。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有轧机存在的以上不足，提供了一种短应力线轧机及其螺纹间隙的消除方法。本发明通过在轧机拉杆装配中安装间隙消除平衡装置，并对该平衡装置的结构进行优化设计，使其以组件的形式进行安装，从而可以有效提高轧机中螺纹间隙的消除效果，进而能够保证轧机轧制的精度。

2.技术方案

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的一种短应力线轧机，包括机架、拉杆装配、辊系装配、导卫梁装配以及辊缝调节装置，所述的拉杆装配中安装有消除螺纹间隙用平衡装置，该平衡装置包括保持架、螺母、碟簧、支撑构件和挡套，其中，所述支撑构件的两端分别安装有挡套和螺母，所述的碟簧套装于支撑构件的表面，并通过挡套和螺母进行限位形成平衡组件，所述的平衡组件安装于保持架中，并通过保持架安装于拉杆装配中。

更进一步的，所述的机架固定在移动底座上，拉杆装配通过导套固定在机架上，所述辊系装配的轴承座连接在对称布置的拉杆上。

更进一步的，所述辊系装配的上下轧辊轴承座内均加工有供拉杆穿过的装配孔，该装配孔内安装有与拉杆螺纹连接的铜螺母和副螺母，且铜螺母与副螺母通过销钉固定相连；所述拉杆上还套设有端盖，端盖与轴承座固定相连，所述的消除螺纹间隙用平衡装置即沿纵向安装于副螺母与端盖之间。

更进一步的，所述的支撑构件包括限位部和支撑部，且限位部的直径大于支撑部的直径，所述挡套的内孔加工为阶梯孔，挡套通过该阶梯孔与限位部相卡合；所述支撑部远离限位部的一端设有螺纹段，所述螺母与螺纹段螺纹相连。

更进一步的，所述螺母与副螺母之间设有压板，该压板与平衡装置及端盖形成一个径向封闭系统；所述铜螺母与轴承座之间还设有球面垫。

更进一步的，所述的保持架套装于拉杆上，且保持架上沿其周向均匀加工有一圈安装孔，所述的平衡组件安装于安装孔内。

更进一步的，所述的螺母为六角形螺母，其外圆直径与挡套的外径相同，均小于安装孔的直径1～2mm，且大于碟簧的直径1～2mm；所述支撑部的直径与碟簧内径相匹配，所述挡套的内孔包括第一孔段和第二孔段，所述限位部卡合于第二孔段内，其中第一孔段的内径介于支撑部直径与限位部直径之间，第二孔段的内径与限位部的直径相匹配，且第二孔段的长度大于限位部的长度1～2mm。

更进一步的，所述的辊缝调节装置包括液压马达、蜗杆、蜗轮、齿轮轴I和齿轮轴II，其中，所述蜗杆与蜗轮相啮合，且蜗杆与液压马达驱动相连，所述蜗轮上安装有齿轮轴I，齿轮轴I与齿轮轴II通过配对齿轮传动相连，且齿轮轴II与拉杆之间为键连接。

本发明的一种轧机螺纹间隙的消除方法，该方法是通过在轧机拉杆装配中安装消除螺纹间隙用平衡装置来实现的，具体包括以下步骤：

步骤一、平衡组件的组装

(1)将挡套穿入支撑构件的支撑部上，支撑构件的限位部与挡套上的第二孔段配合，使限位部与挡套上的第二孔段侧壁贴合；

(2)支撑部上安装所需数量的碟簧，碟簧采用叠合组合、对合组合或复合组合方式进行安装；

(3)碟簧安装完成后，拧入螺母，使碟簧卡紧于挡套与螺母之间，即组成了平衡组件，上述螺母的拧入深度由碟簧的受力状态确定，但拧入深度不超出螺母的端面；

步骤二、平衡装置的安装

将组装好的平衡组件分别置于保持架的各安装孔内，并将压板置于螺母与副螺母之间，最后将端盖套装于拉杆上，并通过螺栓将其与轴承座进行固定，从而使平衡装置顶紧安装于副螺母与端盖之间。

更进一步的，所述保持架上安装孔的个数为偶数且对称布置，同时保证安装孔的个数*单个碟簧组的变形张力＝(1.4～1.5)*(轴承座重量*1/2+轧辊重量*1/4)*10。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种短应力线轧机，本发明通过在拉杆装配中安装消除螺纹间隙用平衡装置，并对平衡装置的结构进行优化设计，从而可以有效提高其结构的稳固性，保证平衡组件受力的均匀性，进而有利于提高拉杆与铜螺母之间螺纹间隙的消除效果，使轧机的轧制精度得到有效保证。

(2)本发明的一种短应力线轧机，拉杆装配中的消除螺纹间隙用平衡装置通过螺母和挡套对碟簧进行限位，将螺母、挡套、支撑构件与碟簧组装形成一个整体构件后直接置于保持架的安装孔内即可，从而可以有效解决现有平衡装置中的碟簧经长期使用后易产生疲劳失效，以及平衡装置在实际使用时安装与更换非常麻烦，严重影响装机效率的问题，延长了碟簧的使用寿命，且平衡装置整体安装、更换操作特别简单。

(3)本发明的一种短应力线轧机，其平衡装置安装于拉杆装配的副螺母与端盖之间，且螺母与副螺母之间设有压板，压板与平衡装置及端盖形成一个径向封闭系统，从而有利于进一步提高平衡装置结构的稳固性以及受力的均匀性。

(4)本发明的一种轧机螺纹间隙的消除方法，通过在拉杆装配中安装平衡装置，该平衡装置采用组件形式进行安装，并配合有保持架装置，从而使每个组件受力稳定性更好，且受力均匀，碟簧寿命有效增长，消除螺纹间隙的效果更好；同时平衡装置的结构简单、紧凑，加工容易、安装及更换方便，有效解决了现有平衡装置消除螺纹间隙的效果相对较差以及更换麻烦的问题。

(5)本发明的一种轧机螺纹间隙的消除方法，通过对平衡装置中各部件的结构尺寸及保持架上安装孔的分布进行优化设计，从而可以进一步提高轧机结构的稳定性螺纹间隙的消除效果，并保证轧机的平稳工作。

附图说明

图1是本发明的一种短应力线轧机的总装示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是本发明的拉杆装配的剖视图；

图4是本发明的消除螺纹间隙用平衡装置的剖视示意图；

图5是本发明的消除螺纹间隙用平衡装置的装配结构示意图；

图6是本发明的保持架的端面示意图；

图7为本发明的支撑构件的结构示意图。

图中：1、螺母；2、碟簧；3、支撑构件；301、限位部；302、支撑部；303、螺纹段；4、挡套；401、第一孔段；402、第二孔段；5、端盖；6、保持架；601、安装孔；602、内孔；7、压板；8、蜗杆；9、辊缝调节装置；10、液压马达；11、拉杆装配；12、辊系装配；13、机架；14、导卫梁装配；15、蜗轮；16、齿轮轴I；17、齿轮轴II；18、轴承座；19、球面垫；20、铜螺母；21、副螺母；22、拉杆；23、导套。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，现结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。

实施例1

如图1、图3所示，所示，本实施例的一种短应力线轧机，包括机架13、拉杆装配11、辊系装配12、导卫梁装配14以及辊缝调节装置9，其中，所述的机架13固定在移动底座上，拉杆装配11通过导套23固定在机架13上，所述辊系装配12的轴承座18连接在对称布置的拉杆22上。所述辊系装配12的上下轧辊轴承座18内均加工有供拉杆22穿过的装配孔，该装配孔内安装有与拉杆22螺纹连接的铜螺母20和副螺母21，且铜螺母20与副螺母21通过销钉固定相连；所述拉杆22上还套设有端盖5，端盖5与轴承座18固定相连，所述副螺母21与端盖5之间安装有消除螺纹间隙用平衡装置。

如图4-图6所示，本实施例的消除螺纹间隙用平衡装置，包括保持架6、螺母1、碟簧2、支撑构件3和挡套4，其中，所述支撑构件3的两端分别安装有挡套4和螺母1，所述的碟簧2套装于支撑构件3的表面，并通过挡套4和螺母1进行限位形成平衡组件，所述的平衡组件安装于保持架6中，并通过保持架6安装于拉杆装配中。

上述保持架6套装于拉杆22上，且保持架6上沿其周向均匀加工有一圈安装孔601，所述的平衡组件即安装于安装孔601内。可根据实际情况将保持架6的内孔602直径加工为大于对应的拉杆22直径1～2mm，其外圆直径加工为小于与之配合的端盖5内孔直径1～2mm。具体的，如图7所示，本实施例的支撑构件3包括限位部301和支撑部302，且限位部301的直径大于支撑部302的直径，所述挡套4的内孔加工为阶梯孔，挡套4通过该阶梯孔与限位部301相卡合；所述支撑部302远离限位部301的一端设有螺纹段303，所述螺母1与螺纹段303螺纹相连。

本实施例通过在拉杆装配中安装消除螺纹间隙用平衡装置，并对其结构进行优化设计，通过挡套4、螺母1与支撑构件3的配合将碟簧组装形成一个整体，同时通过保持架6对平衡组件进行横向限位，从而可以有效提高整个平衡装置的结构稳固性，防止轧制过程中由于受到轧制力的冲击作用使平衡装置发生偏斜，保证了平衡组件受力的均匀性，因此相对于现有机构能够有效提高拉杆22与铜螺母20之间螺纹间隙的消除效果，进而使轧机的轧制精度能够得到有效保证。

上述螺母1与副螺母21之间还设有压板7，该压板7与平衡装置及端盖5形成一个径向封闭系统，从而有利于进一步提高平衡装置结构的稳固性及受力的均匀性。由于本实施例中将螺母1、挡套4、支撑构件3与碟簧2装配形成一个整体组件后以组件形式直接置于保持架6的安装孔601内即可，从而可以有效解决现有平衡装置中的碟簧2经长期使用后易产生疲劳失效，以及平衡装置在实际使用时安装与更换非常麻烦，严重影响加工效率的问题，使每个组件受力稳定性更好，且受力均匀，碟簧2寿命有效增长，消除螺纹间隙的效果更好，且实际现场更换及装配简单方便。

本实施例的螺母1为六角形螺母，其外圆直径与挡套4的外径相同，均小于安装孔601的直径1～2mm，且大于碟簧2的直径1～2mm。所述支撑部302的直径与碟簧2内径相匹配，挡套4的内孔包括第一孔段401和第二孔段402，所述限位部301卡合于第二孔段402内，其中第一孔段401的内径介于支撑部302直径与限位部301直径之间，第二孔段402的内径与限位部301的直径相匹配，且第二孔段402的长度大于限位部301的长度1～2mm。通过对平衡装置中各部件的结构及装配尺寸进行优化设计，从而既能够保证装置的结构牢固性及轧机的正常工作，同时也有利于保证螺纹间隙的消除效果。

本实施例的轧机螺纹间隙的消除方法，是通过在拉杆装配中安装消除螺纹间隙用平衡装置来实现的，具体包括以下步骤：

步骤一、平衡组件的组装

(1)将挡套4穿入支撑构件3的支撑部302上，支撑构件3的限位部301与挡套4上的第二孔段402配合，使限位部301与挡套4上的第二孔段402侧壁贴合；

(2)支撑部302上安装所需数量的碟簧2；

(3)碟簧2安装完成后，拧入螺母1，使碟簧2卡紧于挡套4与螺母1之间，即组成了平衡组件，上述螺母1的拧入深度由碟簧2的受力状态确定，但拧入深度不得超出螺母1的端面。

步骤二、平衡装置的安装

将组装好的平衡组件分别置于保持架6的各安装孔601内，并将压板7置于螺母1与副螺母21之间，最后将端盖5套装于拉杆22上，并通过螺栓将其与轴承座18进行固定，从而使平衡装置顶紧安装于副螺母21与端盖5之间。

具体的，上述碟簧2可以是叠合组合、对合组合或复合组合方式，组合方式的选择及保持架6上安装孔601数量的选择主要根据载荷和行程确定。具体的，上述保持架6上安装孔601的个数及碟簧的预压缩量对于整个平衡装置的使用效果及轧机工作的稳定性至关重要，本实施例中需保证安装孔的个数*单个碟簧组的变形张力＝(1.4～1.5)*(轴承座重量*1/2+轧辊重量*1/4)*10，从而可以满足各种不同吨位轧机对螺纹消除间隙的使用要求。同时为了使单个碟簧组受力均匀，保持架上所设安装孔601为偶数，且对称布置。

实施例3

结合图1-图3，本实施例的一种短应力线轧机，其结构基本同实施例2，其区别在于：所述铜螺母20与轴承座18之间设有球面垫19。本实施例的辊缝调节装置9包括液压马达10、蜗杆8、蜗轮15、齿轮轴I 16和齿轮轴II 17，其中，所述蜗杆8与蜗轮15相啮合，且蜗杆8与液压马达10驱动相连，所述蜗轮15上安装有齿轮轴I16，齿轮轴I16与齿轮轴II17通过配对齿轮传动相连，且齿轮轴II17与拉杆22之间为键连接。通过液压马达10作为动力，驱动蜗杆8转动，蜗杆8带动蜗轮15转动，蜗轮15通过齿轮轴I 16及配对齿轮驱动齿轮轴II 17转动。齿轮轴II17的内孔加工有与拉杆22上部花键配合的花键，从而驱动拉杆22转动，铜螺母20上的螺纹与拉杆22外表面螺纹配合，铜螺母20随着拉杆22的转动作上下运动，轴承座18内部的球面垫19、铜螺母20、副螺母21、消除螺纹间隙用平衡装置以及端盖5组成了一个封闭系统，因此铜螺母20会带着轴承座18上下运动，从而实现了轧机的辊缝调节。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种短应力线轧机，包括机架(13)、拉杆装配(11)、辊系装配(12)、导卫梁装配(14)以及辊缝调节装置(9)，其特征在于：所述的拉杆装配(11)中安装有消除螺纹间隙用平衡装置，该平衡装置包括保持架(6)、螺母(1)、碟簧(2)、支撑构件(3)和挡套(4)，其中，所述支撑构件(3)的两端分别安装有挡套(4)和螺母(1)，所述的碟簧(2)套装于支撑构件(3)的表面，并通过挡套(4)和螺母(1)进行限位形成平衡组件，所述的平衡组件安装于保持架(6)中，并通过保持架(6)安装于拉杆装配(11)中。

2.根据权利要求1所述的一种短应力线轧机，其特征在于：所述的机架(13)固定在移动底座上，拉杆装配(11)通过导套(23)固定在机架(13)上，所述辊系装配(12)的轴承座(18)连接在对称布置的拉杆(22)上。

3.根据权利要求1所述的一种短应力线轧机，其特征在于：所述辊系装配(12)的上下轧辊轴承座(18)内均加工有供拉杆(22)穿过的装配孔，该装配孔内安装有与拉杆(22)螺纹连接的铜螺母(20)和副螺母(21)，且铜螺母(20)与副螺母(21)通过销钉固定相连；所述拉杆(22)上还套设有端盖(5)，端盖(5)与轴承座(18)固定相连，所述的消除螺纹间隙用平衡装置即沿纵向安装于副螺母(21)与端盖(5)之间。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种短应力线轧机，其特征在于：所述的支撑构件(3)包括限位部(301)和支撑部(302)，且限位部(301)的直径大于支撑部(302)的直径，所述挡套(4)的内孔加工为阶梯孔，挡套(4)通过该阶梯孔与限位部(301)相卡合；所述支撑部(302)远离限位部(301)的一端设有螺纹段(303)，所述螺母(1)与螺纹段(303)螺纹相连。

5.根据权利要求4所述的一种短应力线轧机，其特征在于：所述螺母(1)与副螺母(21)之间设有压板(7)，该压板(7)与平衡装置及端盖(5)形成一个径向封闭系统；所述铜螺母(20)与轴承座(18)之间还设有球面垫(19)。

6.根据权利要求4所述的一种短应力线轧机，其特征在于：所述的保持架(6)套装于拉杆(22)上，且保持架(6)上沿其周向均匀加工有一圈安装孔(601)，所述的平衡组件安装于安装孔(601)内。

7.根据权利要求6所述的一种短应力线轧机，其特征在于：所述的螺母(1)为六角形螺母，其外圆直径与挡套(4)的外径相同，均小于安装孔(601)的直径1～2mm，且大于碟簧(2)的直径1～2mm；所述支撑部(302)的直径与碟簧(2)内径相匹配，所述挡套(4)的内孔包括第一孔段(401)和第二孔段(402)，所述限位部(301)卡合于第二孔段(402)内，其中第一孔段(401)的内径介于支撑部(302)直径与限位部(301)直径之间，第二孔段(402)的内径与限位部(301)的直径相匹配，且第二孔段(402)的长度大于限位部(301)的长度1～2mm。

8.根据权利要求7所述的一种短应力线轧机，其特征在于：所述的辊缝调节装置(9)包括液压马达(10)、蜗杆(8)、蜗轮(15)、齿轮轴I(16)和齿轮轴II(17)，其中，所述蜗杆(8)与蜗轮(15)相啮合，且蜗杆(8)与液压马达(10)驱动相连，所述蜗轮(15)上安装有齿轮轴I(16)，齿轮轴I(16)与齿轮轴II(17)通过配对齿轮传动相连，且齿轮轴II(17)与拉杆(22)之间为键连接。

9.一种轧机螺纹间隙的消除方法，其特征在于，该方法是通过在轧机拉杆装配中安装消除螺纹间隙用平衡装置来实现的，具体包括以下步骤：

步骤一、平衡组件的组装

(1)将挡套(4)穿入支撑构件(3)的支撑部(302)上，支撑构件(3)的限位部(301)与挡套(4)上的第二孔段(402)配合，使限位部(301)与挡套(4)上的第二孔段(402)侧壁贴合；

(2)支撑部(302)上安装所需数量的碟簧(2)，碟簧(2)采用叠合组合、对合组合或复合组合方式进行安装；

(3)碟簧(2)安装完成后，拧入螺母(1)，使碟簧(2)卡紧于挡套(4)与螺母(1)之间，即组成了平衡组件，上述螺母(1)的拧入深度由碟簧(2)的受力状态确定，但拧入深度不超出螺母(1)的端面；

步骤二、平衡装置的安装

将组装好的平衡组件分别置于保持架(6)的各安装孔(601)内，并将压板(7)置于螺母(1)与副螺母(21)之间，最后将端盖(5)套装于拉杆(22)上，并通过螺栓将其与轴承座(18)进行固定，从而使平衡装置顶紧安装于副螺母(21)与端盖(5)之间。

10.根据权利要求9所述的一种轧机螺纹间隙的消除方法，其特征在于：所述保持架(6)上安装孔(601)的个数为偶数且对称布置，同时保证安装孔(601)的个数*单个碟簧组的变形张力＝(1.4～1.5)*(轴承座重量*1/2+轧辊重量*1/4)*10。