CN110091223A - 一种具有柔性支撑的高速精密轧辊磨床中心架 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有柔性支撑的高速精密轧辊磨床中心架，包括轧辊磨床导轨，中心架壳体滑动设置于轧辊磨床导轨上，中心架壳体的一侧设置有中心架推动液压伸缩缸，中心架壳体内沿轧辊磨床导轨的方向设置有轧辊磨床中心架导轨，锲块滑动设置于轧辊磨床中心架导轨上，且锲块的上侧为沿长度方向设置的斜面，锲块的一端设置有锲块推动液压伸缩缸，锲块的上侧沿长度方向开设有支撑架底部限位槽，中心架壳体上沿竖向开设有通孔，支撑架为沿竖向设置的杆状结构，支撑架的下端穿过所述通孔并伸至锲块上侧的支撑架底部限位槽内。以解决现有轧辊磨床中心架误差较大，加工精度差，稳定性差等问题。属于轧辊磨床技术领域。

Description

一种具有柔性支撑的高速精密轧辊磨床中心架

技术领域

本发明涉及一种具有柔性支撑的高速精密轧辊磨床中心架，属于轧辊磨床技术领域。

背景技术

中心架作为轧辊磨床的支撑结构，在生产过程中起着不可替换的作用，其性能的好坏大大影响轧辊磨床的加工精度。现有中心架存在以下缺陷：

其一：原有的轧辊磨床中心架采用平面的支撑头对轧辊进行支撑，其支撑接触面积小，接触处压力极大，会造成轧辊本身的变形，造成质量分布不均匀，在轧辊转动时有转动惯量，导致轧辊出现震颤，造成轧辊有振纹，螺旋纹等表面缺陷，极大的影响轧辊磨床的加工精度。

其二：原有轧辊磨床中心架定位，采用手动调节或电动控制调节。但手动调节控制精度低，电动控制调节虽然可以实现高精度调节，但自锁困难，在轧辊加工过程中，稳定性差。

其三：原有曲面轧辊磨床支撑架，虽然可以实现轧辊与中心架的大面积接触，但通用性差，针对不同半径的轧辊，需要更换支撑头，费时费力，同时降低轧辊的定位精度。

其四：原有轧辊磨床中心架结构复杂占用面积大，传动复杂造成很大误差。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种具有柔性支撑的高速精密轧辊磨床中心架，以解决现有轧辊磨床中心架误差较大，加工精度差，稳定性差等问题。

为解决上述问题，拟采用这样一种具有柔性支撑的高速精密轧辊磨床中心架，包括轧辊磨床导轨，中心架壳体滑动设置于轧辊磨床导轨上，且中心架壳体的一侧设置有用于驱动中心架壳体在轧辊磨床导轨上滑动的中心架推动液压伸缩缸，中心架壳体内沿轧辊磨床导轨的方向设置有轧辊磨床中心架导轨，锲块滑动设置于轧辊磨床中心架导轨上，且锲块的上侧为沿长度方向设置的斜面，锲块的一端设置有用于驱动锲块在轧辊磨床中心架导轨上滑动的锲块推动液压伸缩缸，锲块的上侧沿长度方向开设有支撑架底部限位槽，中心架壳体上沿竖向开设有通孔，支撑架为沿竖向设置的杆状结构，支撑架的下端穿过所述通孔并伸至锲块上侧的支撑架底部限位槽内；

前述轧辊磨床中心架中，所述支撑架共有三个，三个支撑架沿垂直于轧辊磨床导轨的方向分布设置，且中间的支撑架的上端位置低于两侧的支撑架的上端位置，每个支撑架均分别对应设置有一个锲块；

前述轧辊磨床中心架中，所述支撑架的上端均转动设置有圆柱滚子，圆柱滚子的上侧伸至支撑架的上方，圆柱滚子通过滚子轴承固定于支撑架的上端，且滚子轴承的轴向垂直于轧辊磨床导轨；

为达到上述目的，优选地，还包括液压控制系统，液压控制系统主要由供油系统、中心架支撑架同步定位液压系统、中心架运动调节液压系统三部分构成，还包括有控制单元，中心架支撑架同步定位液压系统和中心架运动调节液压系统通过供油系统提供足够油量；中心架支撑架同步定位系统通过位移传感器测量监控锲块推动液压伸缩缸的伸缩状态，时刻将信号反馈给控制单元，控制单元对液压系统进行控制调节，从而实现中心架支撑头精准定位；中心架运动调节液压系统实现中心架左右的定位。

与现有技术相比，本发明优点如下：

1、采用机械结构与液压结合的运动传递形式，发挥各自优势，通过液压系统进行高精度定位，用机械系统进行自锁，有效避免手动调节精度低，液压系统自锁难的问题，实现了高精度，和高稳定性。

2、本发明实现中心架柔性化设计，摆脱原有曲面中心架支撑头，通用性差的特点，可以通过调节中心架三个支撑头的位置，来适应不同尺寸的轧辊加工。

3、本发明用多个滚子轴承支撑的圆柱滚子代替支撑架顶部的曲面支撑结构，解决因误差太大而引起卡死的现象，同时减小轧辊与支撑头之间摩擦，受力均匀，加大加工精度。

4、本发明与平面中心架支撑头相比，加大轧辊与中心架支撑头的接触面积，降低轧辊与支撑头间单位接触力，减小轧辊变形，同时减低轧辊的质量不均匀产生的转动变量，从而加大轧辊磨床的加工精度。

5、用电液控制来代替手动调节，还可配合位移传感器作为检测和反馈，能够实现闭环控制，大量节省调节时间的同时，中心架支撑头以及中心架位置的定位精度也大大提高。

6、中心架支撑架采用同步控制，单独调节的液压控制方法，节省时间的同时，保证了每个支撑头的定位精度。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明所述中心架壳体的端面结构示意图；

图3是图2中A-A向的剖视图；

图4是本发明另一视角的立体结构示意图；

图5是轧辊磨床中心架液压系统原理图；

图6是中心架供油系统Ⅰ的原理图；

图7是中心架支撑架同步定位系统Ⅱ的原理图；

图8是中心架定位系统Ⅲ的原理图；

其中，附图标记：1—轧辊磨床导轨；2—轧辊磨床中心架导轨；3—支撑架底部限位槽；4—锲块推动液压伸缩缸；5—锲块；6—支撑架；7—滚子轴承；8—圆柱滚子；9—中心架壳体；10—中心架推动液压伸缩缸；13—滤油器；14—电机；15—液压泵；16—第一单向阀；17—第一溢流阀；18—蓄能器；19—带污染指示器的过滤器；20—手动换向阀；21—第一三位四通电磁换向阀；22—第二溢流阀；23—第二单向阀；24—电磁比例调速阀；25—二位四通电磁换向阀；26—液控单向阀；28—位移传感器；29—第三溢流阀；30—第二三位四通电磁换向阀；31—单向节流阀；32—压力继电器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

参照附图1至图8，本实施例提供一种具有柔性支撑的高速精密轧辊磨床中心架，包括轧辊磨床导轨1，中心架壳体9滑动设置于轧辊磨床导轨1上，且中心架壳体9的一侧设置有用于驱动中心架壳体9在轧辊磨床导轨1上滑动的中心架推动液压伸缩缸10，中心架壳体9内沿轧辊磨床导轨1的方向设置有轧辊磨床中心架导轨2，锲块5滑动设置于轧辊磨床中心架导轨2上，且锲块5的上侧为沿长度方向设置的斜面，锲块5的一端设置有用于驱动锲块5在轧辊磨床中心架导轨2上滑动的锲块推动液压伸缩缸4，锲块5的上侧沿长度方向开设有支撑架底部限位槽3，中心架壳体9上沿竖向开设有通孔，支撑架6为沿竖向设置的杆状结构，支撑架6的下端穿过所述通孔并伸至锲块5上侧的支撑架底部限位槽3内，支撑架6的上端均转动设置有圆柱滚子8，圆柱滚子8的上侧伸至支撑架6的上方，圆柱滚子8通过滚子轴承7固定于支撑架6的上端，且滚子轴承7的轴向垂直于轧辊磨床导轨1。

支撑架6共有三个，三个支撑架6沿垂直于轧辊磨床导轨1的方向分布设置，且中间的支撑架6的上端位置低于两侧的支撑架6的上端位置，每个支撑架6均分别对应设置有一个锲块5，三个锲块5通过同一个锲块推动液压伸缩缸4同步驱动，或三个锲块5通过三个锲块推动液压伸缩缸4分别进行驱动。

工作原理：

该机械机构主要用于轧辊的支撑，通过液压系统的运动传递，实现对三个支撑架上下位移的改变，以及中心架自身的左右运动，从而实现对不同尺寸的轧辊进行柔性支撑。

主要运动情况分为两种：

一是轧辊磨床中心架自身的左右移动，通过中心架推动液压伸缩缸10的左右移动，从而带动中心架沿轧辊磨床导轨1左右移动。

二是轧辊磨床支撑架的上下运动，通过锲块推动液压伸缩缸4的左右移动，从而带动锲块5沿轧辊磨床中心架导轨2进行左右移动。支撑体6由于受中心架壳体9的约束，沿锲块限位导轨3进行上下移动，从而实现支撑架6的定位。通过锲块自锁，大大加强中心架的稳定性。

液压系统

轧辊磨床中心架液压系统原理如图5所示。主要由供油系统Ⅰ、中心架支撑架同步定位液压系统Ⅱ、中心架运动调节液压系统Ⅲ三部分构成。

供油系统Ⅰ如图6所示，该系统主要负责为中心架支撑架同步定位液压系统Ⅱ和中心架运动调节液压系统Ⅲ提供足够油量。

供油系统Ⅰ的工作原理：电机14驱动外反馈限压式变量泵15产生压力油，分别向各个子系统进行供油，压力油经过第一单向阀16与带污染指示器的过滤器19后输出，第一单向阀16和带污染指示器的过滤器19之间的油路并联有蓄能器18、第一溢流阀17和手动换向阀20(二位二通换向阀)。蓄能器18用于稳定系统中的油压，补偿流量的变化量；第一溢流阀17作为系统的安全阀，限制系统的最高压力，手动换向阀20是为检修而设置的。在需要时，压力油经手动换向阀20直接流回油箱，卸掉油路中的负荷，从而来判断故障是否出现在油泵上。通常情况手动换向阀20是在截止的位置。带污染指示器的过滤器19可以判断油路堵塞情况，当带污染指示器的过滤器19堵塞时，发出信号给控制系统，产生警报信号，使工作人员可以及时发现问题，并迅速清洗更换带污染指示器的过滤器19，恢复液压系统正常工作状态。

中心架支撑架同步定位系统Ⅱ如图7所示，该系统通过位移传感器测量监控，时刻将信号反馈给控制系统，控制系统对液压系统进行控制调节，从而实现中心架支撑头精准定位。

该回路动作过程受三种因素影响：

一是二位四通电磁换向阀25，当电磁铁3YA通电时，阀处于上位，主液压活塞向右顶起，断电时处于左位，主液压缸活塞往左退回。每个阀只能单独控制与之相对应的锲块推动液压伸缩缸4，不影响其他两个锲块推动液压伸缩缸4，可以单独调整与之对应的锲块推动液压伸缩缸4位移，不影响其他两个锲块推动液压伸缩缸4。

二是电磁比例调速阀24，通过设定比例调速电磁铁能调节回路流量大小，控制液压缸运动的速度。

三是第一三位四通电磁换向阀21，能对三个液压缸同时进行定位。

其原理为：

当电磁铁1YA通电、2YA、3YA、4YA、5YA断电时，三个液压缸根据电磁比例调速阀24的调速，按一定比例同步调节液压缸向右移动，当2YA通电、1YA、3YA、4YA、5YA断电时三个液压缸根据电磁比例调速阀24的调速，按一定比例同步调节液压缸向左移动，与反馈信号相等时。电磁铁1YA、2YA、3YA、4YA、5YA同时断电，第一三位四通电磁换向阀21处于中位，此时第二单向阀23起液压锁的安全作用。第二溢流阀22能控制主液压缸工作负荷大小。位移传感器通过对定位的检测，来控制电磁铁3YA、4YA、5YA通断情况，从而单独实现对每个液压缸的精准定位，当3个液压缸都实现定位电磁铁1YA、2YA、3YA、4YA、5YA全部断电，液压缸停止运动，实现对中心架支撑头的定位。

该系统的4种进出油路路线：

1.当2YA得电，1YA、3YA断电时液压缸活塞向右移动。

进油路：供油系统Ⅰ→第一三位四通换向阀21右位→桥式比例调速回路→二位四通换向阀25上位→液控单向阀26→液压缸左腔。

回油路：液压缸右腔→二位四通换向阀25上位→第一三位四通换向阀21右位→油箱。

2.当1YA得电，2YA、3YA断电时液压缸活塞向左退回移动。

退回进油路：供油系统Ⅰ→第一三位四通换向阀21左位→二位四通换向阀25上位→液压缸右腔。

退回回油路：液压缸左腔→液控单向阀26→二位四通换向阀25上位→第一三位四通换向阀21左位→油箱。

3.当2YA、3YA得电，1YA断电时液压缸活塞向左退回移动。

退回进油路：供油系统Ⅰ→第一三位四通换向阀21右位→桥式比例调速回路→二位四通换向阀25下位→液压缸右腔。

退回回油路：液压缸右腔→液控单向阀26→二位四通换向阀25下位→油箱。

4.电磁铁1YA、3YA通电，2YA断电时液压缸活塞向右移动。

进油路线：供油系统Ⅰ→第一三位四通换向阀21左位→二位四通换向阀25下位→液控单向阀26→液压缸左腔。

回油路线：液压缸右腔→二位四通换向阀25下位→第一三位四通换向阀21左位→油箱。

电磁铁	1YA	2YA	3YA
				右行	-	+	-
左行	+	-	-
				右行	+	-	+
左行	-	+	+
				停止	-	-	-

表1液压缸工作回路电磁铁动作顺序

如图8所示为中心架运动调节液压系统Ⅲ，该液压系统实现中心架左右的定位。

其工作原理：

当电磁铁6YA得电，第二三位四通换向阀30处于右位，液压油通过单向节流阀31进入中心架推动液压伸缩缸10右侧，使中心架推动液压伸缩缸10活塞向右移动。当电磁铁7YA得电，第二三位四通换向阀30处于左位，液压油通过第二三位四通换向阀20左位通过单向节流阀31到达中心架推动液压伸缩缸10左侧推动中心架推动液压伸缩缸10活塞向右运动。当中心架推动液压伸缩缸10活塞发生碰撞时，第二三位四通换向阀31断电处于中位，中心架推动液压伸缩缸10活塞停止运行，实现安全保护。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种具有柔性支撑的高速精密轧辊磨床中心架，其特征在于：包括轧辊磨床导轨(1)，中心架壳体(9)滑动设置于轧辊磨床导轨(1)上，且中心架壳体(9)的一侧设置有用于驱动中心架壳体(9)在轧辊磨床导轨(1)上滑动的中心架推动液压伸缩缸(10)，中心架壳体(9)内沿轧辊磨床导轨(1)的方向设置有轧辊磨床中心架导轨(2)，锲块(5)滑动设置于轧辊磨床中心架导轨(2)上，且锲块(5)的上侧为沿长度方向设置的斜面，锲块(5)的一端设置有用于驱动锲块(5)在轧辊磨床中心架导轨(2)上滑动的锲块推动液压伸缩缸(4)，锲块(5)的上侧沿长度方向开设有支撑架底部限位槽(3)，中心架壳体(9)上沿竖向开设有通孔，支撑架(6)为沿竖向设置的杆状结构，支撑架(6)的下端穿过所述通孔并伸至锲块(5)上侧的支撑架底部限位槽(3)内。

2.根据权利要求1所述一种具有柔性支撑的高速精密轧辊磨床中心架，其特征在于：所述支撑架(6)共有三个，三个支撑架(6)沿垂直于轧辊磨床导轨(1)的方向分布设置，且中间的支撑架(6)的上端位置低于两侧的支撑架(6)的上端位置，每个支撑架(6)均分别对应设置有一个锲块(5)。

3.根据权利要求1所述一种具有柔性支撑的高速精密轧辊磨床中心架，其特征在于：所述支撑架(6)的上端均转动设置有圆柱滚子(8)，圆柱滚子(8)的上侧伸至支撑架(6)的上方，圆柱滚子(8)通过滚子轴承(7)固定于支撑架(6)的上端，且滚子轴承(7)的轴向垂直于轧辊磨床导轨(1)。

4.根据权利要求1所述一种具有柔性支撑的高速精密轧辊磨床中心架，其特征在于：还包括液压控制系统，液压控制系统主要由供油系统、中心架支撑架同步定位液压系统、中心架运动调节液压系统三部分构成，还包括有控制单元，中心架支撑架同步定位液压系统和中心架运动调节液压系统通过供油系统提供足够油量；中心架支撑架同步定位系统通过位移传感器测量监控锲块推动液压伸缩缸4的伸缩状态，时刻将信号反馈给控制单元，控制单元对液压系统进行控制调节，从而实现中心架支撑头精准定位；中心架运动调节液压系统实现中心架左右的定位。