CN109114149B - 一种轧机用分级阻尼减振装置 - Google Patents

一种轧机用分级阻尼减振装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轧机用分级阻尼减振装置，包括振动传感器、阻尼油缸及多个电磁阀，所述阻尼油缸包括上阻尼油腔和下阻尼油腔，每个电磁阀控制一个流液通道，所述上阻尼油腔及下阻尼油腔通过流液通道及回流通道连通，所述流液通道中设有可浮动密封阀，所述回流通道上端设有用单向控制阀片控制的回流通道；所述振动传感器采集振动的动态信号频率，电磁阀根据动态信号的频率控制电磁阀对应的流液通道打开。本发明中不同电磁阀对应的油液通径的不同导致阻尼液流动时产生的阻尼力大小不同，能实现针对轧机不同频率振动的分级减振。

Description

一种轧机用分级阻尼减振装置
技术领域
本发明涉及一种阻尼减振器，尤其涉及一种轧机用分级阻尼减振装置，属于轧机减振技术领域。
背景技术
随着现代化工业和各项技术的飞速发展，各行业对钢材表面质量要求也越来越高。然而，在钢材的生产过程中会不可避免的面临轧机组的振动问题，轧机振动不仅会导致板带和轧辊上形成振痕，影响板带生产精度和轧辊系的使用寿命，严重时甚至会引起板带断裂和堆钢等故障，影响设备的安全运行，造成巨大的经济损失。因此轧机生产过程中的振动抑制问题成为一个亟待解决的关键技术问题。
板带轧机的振动现象较为复杂，各种振动的产生原因和表现特点也各不相同。根据大量的现场实践可以发现轧机的垂直振动频率主要集中在两个频段，即振动频率为1Hz～15Hz的横向低频振动，以及包括振动频率为120Hz～250Hz的三倍频颤振和振动频率为500Hz～700Hz的五倍频颤振的高频振动，两种振动均会对板带质量产生影响，严重时甚至会造成带钢的厚度偏差和断带问题，影响产品质量。
目前抑制轧机振动的方法主要包括使用振动质量块进行吸振，设计振动缓冲结构来减弱振动时产生的能量，以及改善轧机工作时的润滑状态来弱化振动等，但是这些抑制振动方法并没有充分考虑到高频振动和低频振动两种不同振动的特点和表现不同，在实际实施中会出现不适用或者抑振效果不好的情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轧机用分级阻尼减振装置，该装置结构简单可靠，能将轧机振动产生的机械能转化为阻尼油的热能，进而实时有效的抑制轧机生产过程中的振动问题。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明公开了一种轧机用分级阻尼减振装置，其特征在于，包括振动传感器、阻尼油缸及多个电磁阀，所述阻尼油缸包括上阻尼油腔和下阻尼油腔，每个电磁阀控制一个流液通道，所述上阻尼油腔及下阻尼油腔通过流液通道及回流通道连通，所述流液通道中设有可浮动密封阀，所述回流通道上端设有用单向控制阀片控制的回流通道；所述振动传感器采集振动的动态信号频率，电磁阀根据动态信号的频率控制电磁阀对应的流液通道打开。所述可浮动密封阀为球芯。
所述球芯位于活塞内设置的凹槽中，可以控制减振过程中阻尼油的单向流通。所述振动传感器安装于上工作辊轴承座侧面，
当轧机工作产生振动时，振动传感器采集轧机振动的动态信号频率，两组电磁阀根据动态信号的频率不同决定哪组进行通电，通电后该电磁阀对应的流液通道打开，活塞杆带动活塞向下移动，阻尼油顶开球芯，通过流液通道流动至上阻尼油腔，实现阻尼减振。减振过程结束后单向控制阀片打开，阻尼油通过回流通道流回下阻尼油腔。本发明中两组电磁阀对应的油液通径的不同导致阻尼液流动时产生的阻尼力大小不同，能实现针对轧机不同频率振动的分级减振。
进一步的，所述阻尼油缸外部均匀焊接有环形散热片，多组散热片构成散热腔。本装置整个过程散发的热量由散热腔吸收。
进一步的，所述阻尼油缸内安装有活塞和与之相连的活塞杆，活塞在阻尼油缸内壁进行密封滑动，活塞将阻尼油缸内分为上阻尼油腔和下阻尼油腔，所述活塞杆沿轴向贯穿上阻尼油腔、导向器总成、油封、轴承组件以及端盖延伸到油缸外部。
进一步的，阻尼油缸开口端通过端盖进行密封，缸内形成密闭结构。所述端盖、轴承组件、油封、导向器总成在阻尼油缸顶部沿活塞杆依此配合，起到密封导向的作用。
进一步的，述导向器总成沿活塞杆外侧安装有导向套，导向器总成外侧设置密封圈与油缸内壁形成静密封。
进一步的，轴承组件包括轴承座、轴套、顶丝、滑动轴承，轴套与轴承座之间配合方式为过盈配合，轴套与滑动轴承的配合方式为间隙配合，顶丝设置在活塞杆和轴套之间。轴承组件可以用来防止活塞杆和轴套间的相对运动。
进一步的，阻尼油缸底部设有弹簧底支座，调节弹簧安装于活塞和弹簧底支座之间。用于平衡轧机压下装置的预压力，也可以起到一定的辅助减振效果。
进一步的，所述单向控制阀片对称安装在所述活塞上表面。在减振过程结束后控制上阻尼油腔的阻尼油液通过回流通道流回下阻尼油腔。
进一步的，所述电磁阀分别安装于活塞的左右两侧，左侧电磁阀所开流液通道的直径大于右侧电磁阀所开流液通道的直径。阻尼油流经这两组流液通道时产生的阻尼力大小不同，从而实现阻尼分级减振的效果。
进一步的，所述分级阻尼减振装置通过安装总成安装，所述安装总成包括防尘圈、弹性调整垫座、上工作辊、上工作辊轴承座及下工作辊轴承座，振动传感器内嵌于传感器支架中，并通过传感器底座固连于上工作辊轴承座的侧面。
分级阻尼减振装置底端直接安装于弹性调整垫座中，并与下工作辊轴承座通过防尘圈进行防尘密封。弹性调整垫座在一定程度上可以减小活塞杆的行程。密封端盖通过紧定螺钉固定于上工作辊轴承座下表面。所述紧定螺钉周向均布。
进一步的，所述安装总成还包括固定块、调整垫、止推块及外保护壳，活塞杆向上安装顶在外保护壳上，外保护壳内侧有固定块和止推块用于承受载荷，阻尼油缸外表面设有调整垫，用来起到密封和调整阻尼油缸和上工作辊轴承座间隙的作用。
本发明所具有的有益效果：
（1）本发明采用振动传感器进行频率监测，使用电磁线圈进行控制，可靠性高，对轧机的振动反应灵敏，响应迅速，能有效地调节轧机低频振动和高频振动。
（2）本发明的安装总成部分为分级阻尼减振机构提供了良好的支撑与密封保护，使其工作过程中的安全性、稳定性提高。
（3）本发明在阻尼油缸外部设置了散热片，防止阻尼油液温度过高导致各部位的密封元件效果不佳甚至失效，提高了密封元件的使用寿命。
（4）本发明区别于传统的阻尼减振装置，通过阻尼油流液通径的大小应对不同频率的轧机振动减振，针对性强，工作效率高。
（5）本发明结构紧凑，原理简单，各部件易于加工，安装和维护工作量小，工作稳定，符合市场要求，具有良好的市场发展和推广前景。
附图说明
图1为本发明一种轧机用分级阻尼减振装置的安装示意图；
图2为本发明一种轧机用分级阻尼减振装置内部结构剖视图；
图3为本发明一种轧机用分级阻尼减振装置的电磁阀结构简图。
附图中：
1.传感器支架；2.传感器底座；3.振动传感器；4.密封端盖；5.紧定螺钉；6.防尘圈；7.弹性调整垫座；8.分级阻尼减振装置；9.固定块；10.调整垫；11.止推块；12.外保护壳；13.上工作辊；14.上工作辊轴承座；
801.活塞杆；802.端盖；803油封；804.散热腔；805.导向器总成；806.密封圈一；807.导向套；808.单向控制阀片；809.回流通道；810.下阻尼油腔；811.弹簧底支座；812.调节弹簧；813.球芯；814a.电磁阀一；814b.电磁阀二；814a-1.流液通道一；814b-1.流液通道二；815.活塞；816.上阻尼油腔；817.滑动轴承；818.轴承座；819.阻尼油缸；820.轴套；821.顶丝；
814a-2.阀体；814a-3.电磁线圈；814a-4.静铁芯；814a-5.弹簧；814a-6.动铁芯；814a-7.密封圈二；814a-8.进油口；814a-9.阀座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步阐述：
如图1所示，本发明一种轧机用分级阻尼减振装置8的安装总成包括密封端盖4、紧定螺钉5、防尘圈6、弹性调整垫座7、固定块9、调整垫10、止推块11、外保护壳12、上工作辊13、上工作辊轴承座14。振动传感器3内嵌于传感器支架1中，并通过传感器底座2固连于上工作辊轴承座14的侧面。
分级阻尼减振装置8底端直接座于弹性调整垫座7中，并与下工作辊轴承座使用防尘圈6进行防尘密封，弹性调整垫座7在一定程度上可以减小活塞杆801的行程。
密封端盖4通过周向均布的紧定螺钉5固定于上工作辊轴承座14下表面，活塞杆801向上安装顶在外保护壳12上，外保护壳12内侧有固定块9和止推块11用来承受载荷。
阻尼油缸819外表面采用调整垫10来起到密封和调整阻尼油缸819和上工作辊轴承座14间隙的作用。
如图2所示，本发明一种轧机用分级阻尼减振装置8包括活塞杆801、端盖802、油封803、散热腔804、导向器总成805、密封圈一806、导向套807、单向控制阀片808、回流通道809、下阻尼油腔810、弹簧底支座811、调节弹簧812、球芯813、电磁阀一814a、电磁阀二814b、流液通道一814a-1、流液通道二814b-1、活塞815、上阻尼油腔816、滑动轴承817、轴承座818、阻尼油缸819、轴套820、顶丝821。
所述阻尼油缸819外部均匀焊接有环形散热片，多组散热片构成散热腔804，阻尼油缸底端密闭，顶部开口端通过端盖802进行密封，内部形成密闭结构。
所述阻尼油缸819内安装有活塞815和与之相连的活塞杆801，活塞815可以在阻尼油缸内壁进行密封滑动，将整个密闭容腔分为上阻尼油腔816和下阻尼油腔810。
所述活塞杆801沿轴向贯穿上阻尼油腔816、导向器总成805、油封803、轴承组件以及端盖802延伸到油缸外部。所述导向器总成805沿活塞杆801外侧安装有导向套807，用以平衡减振机构工作时产生的侧向力。
导向器总成805外侧设置密封圈806与油缸内壁形成静密封。
轴承组件包括轴承座818、轴套820、顶丝821、滑动轴承817，轴套820与轴承座818之间配合方式为过盈配合，轴套820与滑动轴承817的配合方式为间隙配合。顶丝821设置在活塞杆801和轴套820之间，可以用来防止活塞杆801和轴套820间的相对运动，滑动轴承组件的设计可以减小减振机构活塞杆801上下移动时产生的摩擦力。
阻尼油缸819底部设有弹簧底支座811，所述调节弹簧812安装于活塞815和弹簧底支座811之间，用于平衡轧机压下装置的预压力，也可以起到一定的辅助减振效果。
所述球芯813位于活塞815内设置的凹槽中，可以控制减振过程中阻尼油的单向流通。
所述单向控制阀片808对称安装在所述活塞815上表面，在减振过程结束后控制上阻尼油腔816的阻尼油液通过回流通道809流回下阻尼油腔810。
所述电磁阀一814a设置于活塞815左侧，该电磁阀对应的流液通道一814a-1直径较大，在阻尼油流动时产生的阻尼力比较小，适用于低频振动的减振。所述电磁阀二814b设置于活塞815右侧，该电磁阀对应的流液通道二814b-1直径较小，在阻尼油流动时产生的阻尼力比较大，适用于高频振动的减振。
如图3所示，电磁阀结构简图包括阀体814a-2、电磁线圈814a-3、静铁芯814a-4、弹簧814a-5、动铁芯814a-6、密封圈二814a-7、进油口814a-8、阀座814a-9。所述电磁阀属于一种简单的直动式电磁阀，电磁线圈814a-3通电后产生电磁力。
由于电磁力的作用，动铁芯向上与静铁芯814a-4吸和，电磁阀门打开，阻尼油液从进油口814a-8进入流液通道一814a-1并流入上阻尼油腔816；电磁阀断电后，弹簧814a-5的回弹力将动铁芯814a-6压在阀座814a-9上，电磁阀工作结束。
本发明的具体工作过程为：
轧机在轧制工作过程发生振动后，安装于轧机上工作辊轴承座14的振动传感器3采集振动信号，并分析得出振动的频率值。若采集到的轧机振动为低频振动，振动传感器3则将该信号传送给电磁阀一814a，电磁阀一814a的电磁线圈814a-3接通，流液通道一814a-1完全打开，活塞杆801带动活塞815向下运动，下阻尼油腔810的阻尼油液顶开球芯813，经由流液通道一814a-1向上流动到上阻尼油腔816.轧机的低频振动通过阻尼油液流动过程产生的阻尼力得到衰减直至消失，从而将振动的机械能转化为阻尼油液的热能，实现轧机的低频振动减振。
同理，若采集到的轧机振动为高频振动，振动传感器3则将该信号传送给电磁阀二814b，电磁阀二814b的电磁线圈接通，流液通道二814b-1完全打开，活塞杆801带动活塞815向下运动，下阻尼油腔810的阻尼油液顶开球芯813，经由流液通道二814b-1向上流动到上阻尼油腔816。轧机的高频振动通过阻尼油液流动过程产生的阻尼力得到衰减直至消失，从而将振动的机械能转化为阻尼油液的热能，实现轧机的高频振动减振。
本领域的技术人员应该理解，本发明的具体实施方式仅用于解释本发明的原理，而并不限制本发明。凡是依据本发明中的设计精神所做出的等效变化或修饰，均应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种轧机用分级阻尼减振装置，其特征在于，包括振动传感器、阻尼油缸及多个电磁阀，所述阻尼油缸包括上阻尼油腔和下阻尼油腔，每个电磁阀控制一个流液通道，所述上阻尼油腔及下阻尼油腔通过流液通道及回流通道连通，所述流液通道中设有可浮动密封阀，所述回流通道上端设有用单向控制阀片控制的回流通道；所述振动传感器采集振动的动态信号频率，电磁阀根据动态信号的频率控制电磁阀对应的流液通道打开；
所述分级阻尼减振装置通过安装总成安装，所述安装总成包括防尘圈、弹性调整垫座、上工作辊、上工作辊轴承座及下工作辊轴承座，振动传感器内嵌于传感器支架中，并通过传感器底座固连于上工作辊轴承座的侧面；
分级阻尼减振装置底端直接安装于弹性调整垫座中，并与下工作辊轴承座通过防尘圈进行防尘密封；密封端盖通过紧定螺钉固定于上工作辊轴承座下表面；
所述安装总成还包括固定块、调整垫、止推块及外保护壳，活塞杆向上安装顶在外保护壳上，外保护壳内侧有固定块和止推块用于承受载荷，阻尼油缸外表面设有调整垫。
2.根据权利要求1所述的一种轧机用分级阻尼减振装置，其特征在于：所述阻尼油缸外部均匀焊接有环形散热片，多组散热片构成散热腔。
3.根据权利要求1所述的一种轧机用分级阻尼减振装置，其特征在于：所述阻尼油缸内安装有活塞和与之相连的活塞杆，活塞在阻尼油缸内壁进行密封滑动，活塞将阻尼油缸内分为上阻尼油腔和下阻尼油腔，所述活塞杆沿轴向贯穿上阻尼油腔、导向器总成、油封、轴承组件以及端盖延伸到油缸外部。
4.根据权利要求3所述的一种轧机用分级阻尼减振装置，其特征在于：阻尼油缸开口端通过端盖进行密封，缸内形成密闭结构。
5.根据权利要求3所述的一种轧机用分级阻尼减振装置，其特征在于：所述导向器总成沿活塞杆外侧安装有导向套，导向器总成外侧设置密封圈与油缸内壁形成静密封。
6.根据权利要求3所述的一种轧机用分级阻尼减振装置，其特征在于：所述轴承组件包括轴承座、轴套、顶丝、滑动轴承，轴套与轴承座之间配合方式为过盈配合，轴套与滑动轴承的配合方式为间隙配合，顶丝设置在活塞杆和轴套之间。
7.根据权利要求3所述的一种轧机用分级阻尼减振装置，其特征在于：阻尼油缸底部设有弹簧底支座，调节弹簧安装于活塞和弹簧底支座之间。
8.根据权利要求3所述的一种轧机用分级阻尼减振装置，其特征在于：所述电磁阀分别安装于活塞的左右两侧，左侧电磁阀所开流液通道的直径大于右侧电磁阀所开流液通道的直径。
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