CN108405626A - 一种用于厚板非对称轧机的轧辊错位自动调节装置 - Google Patents

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张涛
李磊
鲁世红
章珈彬
李正芳
陈鹏
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    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/16—Adjusting or positioning rolls
    • B21B31/20—Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis
    • B21B31/22—Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis mechanically, e.g. by thrust blocks, inserts for removal
    • B21B31/30—Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis mechanically, e.g. by thrust blocks, inserts for removal by wedges or their equivalent

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Abstract

本发明公开了一种用于厚板非对称轧机的轧辊错位自动调节装置，涉及厚板的轧制成形领域，能避免异步轧制过程厚板弯曲严重的问题，使厚板在保持板形平直的基础上实现强剪切变形。本发明包括：下支撑座、下工作辊、下轴承座、楔形块、弹簧、上支撑座、上轴承座、下工作辊、液压缸；下支撑座上固定下轴承座，下轴承座由两块楔形块夹紧，液压缸推动楔形块运动进而带动下轴承座水平运动，下工作辊穿过并和下轴承座内部连接；上支撑座内部夹持上轴承座，上工作辊穿过并和上轴承座内部连接，上轴承座底面固定弹簧，顶面固定压下装置；楔形块上下方分别安装上下液压缸。本装置可实时调节上下工作辊水平错位量，实现不同异步轧制条件下厚板弯曲有效调控。

Description

一种用于厚板非对称轧机的轧辊错位自动调节装置
技术领域
本发明涉及厚板的轧制成形领域，尤其涉及一种用于厚板非对称轧机的轧辊错位自动调节装置。
背景技术
厚板(厚度20mm-60mm）及特厚板（厚度大于60mm）广泛应用于航空航天、船舶舰艇、轨道交通和汽车工业等各个领域，是各种结构件的重要关键材料。轧制是生产厚板的关键工艺过程。然而厚板对称轧制过程是典型的非均匀变形过程，轧制压缩变形一般难以深入厚板中心，易引起厚板表层和中心变形不均匀，从而引起微观组织在厚度方向分布不均，进而影响厚板力学性能。
针对同步对称轧制无法使厚板变形向心部渗透的问题，有人提出采用异步轧制的方式，通过改变上下轧辊线速度使轧板承受强剪切应变，剪切应变有利于使变形深入厚板心部。然而异步轧制过程中轧板弯曲严重，不仅影响多道次轧制顺利进行，严重时会损坏轧机，造成安全事故。
综上,现有技术中缺乏一种装置,能够避免异步轧制过程中轧板弯曲严重的问题。
发明内容
本发明提供一种用于厚板非对称轧机的轧辊错位自动调节装置，能够避免异步轧制过程中厚板弯曲严重的问题，使得厚板能在保持板形平直的基础上实现强剪切变形。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于厚板非对称轧机的轧辊错位自动调节装置，包括：下支撑座、下工作辊、下轴承座、楔形块、弹簧、上支撑座、上轴承座、下工作辊。
下支撑座上固定下轴承座，下轴承座由两块楔形块夹紧，楔形块下方安装下液压缸，楔形块上方安装上液压缸，液压缸推动楔形块上下运动从而带动下轴承座做水平运动，下工作辊穿过并和下轴承座内部连接。
上支撑座内部夹持上轴承座，上工作辊穿过并和上轴承座内部连接，上轴承座底面固定弹簧，顶面固定压下装置。
根据厚板初始厚度和道次压下量，确定合理的异速比和错位量。压下装置设置道次压下量，通过调节上工作辊和下工作辊的线速度设置异速比。
进一步的，楔形块外围安装机架并且和机架贴合，楔形块的倾斜角为θ，楔形块中心对称安装于下轴承座两侧。下液压缸推动楔形块，楔形块沿着楔形块和机架的接触面上下运动，从而推动下轴承座水平方向运动。楔形块顶面安装的上液压缸，配合下液压缸推动楔形块做对称的往复运动。
进一步的，所述倾斜角θ的变化范围为0～20°。楔形块产生的竖直方向位移为Y，楔形块与上下轧辊水平错位量为S，S=Y*tanθ。由于上下轧辊错位，存在水平方向的推力，又因为倾斜角θ较小，所以力大部分作用在机架上，只有极少部分传递到上液压缸和下液压缸上，从而提高了系统的安全性。
异步轧制过程中由于厚板上下表面变形不均，厚板会朝向慢速辊侧弯曲，通过调节轧辊水平错位量，上下轧辊对厚板施加的轧制压力不在同一竖直线上，水平错位量的存在使得上下轧辊对厚板施加一个与弯曲方向相反的力矩，从而减少轧板弯曲的程度。
进一步的，下支撑座设置凹槽，下轴承座安装于所述凹槽内，限制下辊轴承座只在水平方向移动。
进一步的，位移传感器一端安装于下轴承座上，一端安装在机架上。因为θ较小，上下轧辊水平错位量S也较小，为了提高精度，通过传感器实时记录下工作辊错位量值，将下工作辊的位置信息反馈给控制台以便达到位置精确控制。
本发明的有益效果是：
本发明中，具有斜面的楔形块压紧下轴承座,通过移动楔形块来调节下轴承座的位置,楔形块由上下两组液压缸沿竖直方向往复推动，其斜面将液压缸竖直方向的推动转化为下轴承座的水平位移；机架和下轴承座之间还安装了位移传感器，位移传感器实时监测上下轧辊的错位量，针对厚板的初始厚度、压下量、异速比等参数，实时调节上下轧辊错位量大小，实现异步轧制过程不同轧制条件下厚板弯曲的有效调控；在异步轧制过程中由于厚板上下表面变形不均，厚板会朝向慢速辊侧弯曲，根据轧制力大小调节错位量数值，能够使工作辊对厚板施加一个与弯曲方向相反的力矩，从而减少轧板弯曲的程度，通过不断的调整错位量，能够在较小的轧制总变形率下获得变形及性能均匀的超厚板，避免异步轧制过程中厚板弯曲严重的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1 为本发明的结构示意图；
图2为本发明轧辊水平错位平面示意图；
图3为运动与几何非对称轧制方式示意图。
其中，1-机架、2-下液压缸、3-下支撑座、4-下工作辊、5-下轴承座、6-楔形块、7-位移传感器、8-弹簧、9-上支撑座、10-压下螺栓、11-上轴承座、12-下工作辊、13-上液压缸。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
一种提高厚板非对称轧机的轧辊错位自动调节装置，如图2所示，包括：机架1、下液压缸2、下支撑座3、下工作辊4、下轴承座5、楔形块6、位移传感器7、弹簧8、上支撑座9、压下螺栓10、上轴承座11、上工作辊12、上液压缸13。
机架1中间部位安装上支撑座9和楔形块6。楔形块6倾斜角和机架1贴合，两块楔形块6中心对称安装在下轴承座5的两侧，夹紧下轴承座5。下轴承座5安装在下支撑座3顶面的凹槽中，凹槽限制了下轴承座5只在水平方向移动。下工作辊4穿过并固定于下轴承座5,通过移动下轴承座5，从而调节下工作辊4的水平位移。
上支撑座9夹持上轴承座11，上工作辊12穿过并固定于上轴承座11，上轴承座11和上支撑座9直接安装弹簧8，用于减振。上轴承座11顶面安装压下螺栓10，用于向上轴承座施加道次压下量。
楔形块6底面安装下液压缸2，顶面安装上液压缸13，上液压缸13和下液压缸2互相配合，压住楔形块6紧贴着机架1的斜面沿竖直方向运动，从而带动下轴承座5做水平运动。机架1和下轴承座6之间安装位移传感器7，检测下轴承座5的水平位移，从而监测上工作辊12和下工作辊4的上下轧辊错位量。
两个本发明的所述装置，根本安装于上工作辊12和下工作辊4的两端，如图1所示，厚板于上工作辊12和下工作辊4轧制，在异步轧制过程中由于厚板上下表面变形不均，厚板会朝向慢速辊侧弯曲，如图3所示，根据轧制力大小调节错位量数值，能够使上工作辊12和下工作辊4对厚板施加一个与弯曲方向相反的力矩，从而减少轧板弯曲的程度，通过不断的调整错位量，能够在较小的轧制总变形率下获得变形及性能均匀的超厚板，避免异步轧制过程中厚板弯曲严重的问题。
本发明的有益效果是：本发明通过具有斜面的楔形块压持下轴承座,通过移动楔形块来调节下轴承座的位置,楔形块由上下两组液压缸沿竖直方向往复推动，其斜面将液压缸竖直方向的推动转化为下轴承座的水平位移；机架和下轴承座之间还安装了位移传感器，位移传感器实时监测上下轧辊的错位量，针对厚板的初始厚度、压下量、异速比等参数，矫正最佳的错位量，从而实现了自动控制，在异步轧制过程中由于厚板上下表面变形不均，厚板会朝向慢速辊侧弯曲，根据轧制力大小调节错位量数值，能够使工作辊对厚板施加一个与弯曲方向相反的力矩，从而在实现强剪切的基础上减少厚板弯曲程度，在较小的轧制总变形率下获得变形及性能均匀的超厚板；
上下轧辊错位量可实时调节，针对不同的厚板初始厚度、压下量、异速比，匹配最佳错位量。
增大接触面积，受力均匀性、系统稳定性，由于上下轧辊错位，存在水平方向的推力，又因为倾斜角θ较小，所以力大部分作用在机架上，只有极少部分传递到液压缸上，从而提高了系统的安全性；
与超厚板传统对称轧制相比，几何非对称异步轧制能有效降低轧制力，超厚板轧制中能有效降低轧机的最大负载要求；
与超厚板传统对称轧制相比，几何非对称异步轧制能在较小的轧制总变形率下获得变形及性能均匀的超厚板，能有效解决轧机开口度受限的问题；
发明提供的厚板非对称轧制的轧辊错位自动调节装置，结构设计合理，易操作，自动化程度高，适用性强，成形质量好，成本低；
与传统对称轧机相比，该装置能减小轧制力大小，有效降低厚板轧制过程对轧机的最大负载要求。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种用于厚板非对称轧机的轧辊错位自动调节装置，其特征在于，包括：液压缸(2)、下支撑座（3）、下工作辊（4）、下轴承座（5）、楔形块（6）、弹簧（8）、上支撑座（9）、上轴承座（11）、上工作辊（12）；
下支撑座（3）上固定下轴承座（5），下轴承座（5）由两块楔形块（6）夹紧，上液压缸（13）和下液压缸（2）推动楔形块（6）上下运动从而带动下轴承座（5）做水平运动，下工作辊（4）穿过并和下轴承座（5）内部连接；
上支撑座（9）内部夹持上轴承座（11），上工作辊（12）穿过并和上轴承座（11）内部连接，上轴承座（11）底面固定弹簧（8），顶面固定压下装置；
楔形块（6）下方安装下液压缸（2），楔形块（6）上方安装上液压缸（13）。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，楔形块（6）外围安装机架（1）并且和机架（1）贴合，楔形块（6）的倾斜角为θ，楔形块（6）中心对称安装于下轴承座（5）两侧。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述倾斜角θ的变化范围为0～20°。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，下支撑座（3）设置凹槽，下轴承座（5）安装于所述凹槽内。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，位移传感器（7）一端安装于下轴承座（5）上，一端安装在机架（1）上。
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