CN110639957A - 合金板材轧制设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种合金板材轧制设备，包括机架，自上而下水平可转动支承于所述机架的上支承辊、上中间辊、上工作辊、下工作辊、下中间辊和下支承辊，用于驱动所述上工作辊和下工作辊同步反向转动的驱动装置，以及用于驱动所述上中间辊和下中间辊沿轴向移动的中间辊横移驱动机构；所述驱动装置包括主驱动电机，副驱动电机以及用于将所述主驱动电机和副驱动电机的动力耦合后输出至工作辊的动力耦合装置；所述上工作辊和下工作辊之间通过相互啮合的传动齿轮副实现同步反向转动；本设备解决现有板材轧机轧辊驱动动力不足，工作轧辊轧制时挠度过大的问题。

Description

合金板材轧制设备
技术领域
本发明涉及板材轧制设备领域，特别涉及一种合金板材轧制设备。
背景技术
传统的四辊轧机是板带轧制领域的技术,随着对板材精度和板形的要求越来越高,特别是带材的尺寸精度,四辊轧机的板形控制能力变得非常有限,边部减薄也很严重。因此,积极研制并采用适合我国国情的新型板带材轧制设备,是当前亟待解决的问题。六辊轧机(即HC轧机)是采用一个可以移动的中间辊及工作辊液压弯辊。将轧辊横移和弯辊相结合,在自由程序轧制中改善板凸度和平直度的控制,减少了带钢的边部减薄。这种轧机具有优异的板形和板凸度控制能力,空载时不改变辊缝的形状,HC轧机的开发使板形理论和板形控制技术进入了一个新的时期。随着高质量、宽幅板带材的需求日益增长,大型六辊轧机在国内已逐步投入研发和应用。现有的板材轧机通常由以下部分组成：主电机、主传动、主机座和轧辊；主电机的动力通过主传动带动轧辊转动，使板材通过轧辊的辊缝实现轧制，因此轧制的生产速率取决于主电机的转速；然而主电机在特定的转速区间内具有较高的效率，如果转速低于或超过该高效区间，则主电机的效率和驱动转矩将大大降低，另外，对于某些模量较高的板材，轧辊需要极高的驱动扭矩，此时，单一的驱动电机将难以提供足够的驱动力完成轧制。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种合金板材轧制设备，解决现有板材轧机轧辊驱动动力不足，工作轧辊轧制时挠度过大的问题。
本发明的合金板材轧制设备，包括机架，自上而下水平可转动支承于所述机架的上支承辊、上中间辊、上工作辊、下工作辊、下中间辊和下支承辊，用于驱动所述上工作辊和下工作辊同步反向转动的驱动装置，以及用于驱动所述上中间辊和下中间辊沿轴向移动的中间辊横移驱动机构；
所述驱动装置包括主驱动电机，副驱动电机以及用于将所述主驱动电机和副驱动电机的动力耦合后输出至工作辊的动力耦合装置；所述上工作辊和下工作辊之间通过相互啮合的传动齿轮副实现同步反向转动；
所述动力耦合装置包括箱体，同轴设置于所述箱体内的第一动力输入轴和第二动力输入轴，用于锁定第二动力输入轴转动的锁止机构，与动力输入轴相互垂直的动力输出轴以及行星齿轮机构；所述行星齿轮机构包括壳体，设置于所述壳体内且分别作为太阳轮和齿圈的第一锥齿轮和第二锥齿轮，啮合于第一锥齿轮和第二锥齿轮之间的两个同轴设置的行星锥齿轮，穿过两所述行星锥齿轮且两端与所述壳体连接的行星轴，固定外套于所述壳体的输出齿轮；所述主驱动电机和副驱动电机的转轴分别与第一动力输入轴和第二动力输入轴传动连接；所述输出齿轮的动力通过动力输出轴向外输出。
进一步的，所述机架包括底座和固定于所述底座的两个侧框；两所述侧框上设有用于分别支承所述上中间辊和下中间辊的上中间辊轴承座和下中间辊轴承座；所述中间辊横移驱动机构包括分设于两所述侧框的两对横移滑槽，与两对所述横移滑槽滑动配合的两对滑动座，固定于两个对应的滑动座之间的连杆，以及用于驱动两对所述滑动座相对于横移滑槽滑动的两个横移液压缸；所述上中间辊轴承座和下中间辊轴承座固定安装于对应的两滑动座之间。
进一步的，所述横移滑槽为“工”字型滑槽，其形成于固定在所述侧框的“T”型块的翼缘上；所述“T”型块设有用于驱动两所述上中间辊轴承座和下中间辊轴承座相互远离或靠近的弯辊装置；所述弯辊装置包括设置于“T”型块的双向液压缸；所述双向液压缸包括形成于“T”型块腹板上的两个同轴设置的缸体和与两所述缸体配合的两个弯辊活塞杆；所述上中间辊轴承座和下中间辊轴承座的侧翼设有条形槽，所述活塞杆的外端固定设有与该条形槽配合的滑块；
进一步，所述下支承辊两端通过下支承辊轴承座进行支承；所述上支承辊轴承座支承于可调式支承组件上，所述可调式支承组件包括通过斜面相互配合的上支承板和下支承板，以及分别用于驱动所述上支承板和下支承板平移的左电动缸和右电动缸。
进一步的，所述上支承辊两端通过上支承辊轴承座进行支承；所述上支承辊轴承座悬挂于可调式悬挂组件；所述可调式悬挂组件包括固定于机架顶部的上电动缸，固定于所述上电动缸推杆外端的吊臂，固定于所述吊臂两端的拉杆，固定于所述拉杆底部的轨道；所述上支承辊轴承座的侧翼与所述轨道相互配合；
进一步的，所述动力耦合装置还包括与动力输入轴相互平行的第一中间轴和第二中间轴；所述第一中间轴固定有与所述输出齿轮啮合的过渡齿轮，第一中间轴通过减速齿轮副将动力传递至第二中间轴；所述第二中间轴通过锥齿轮副将动力传递至动力输出轴；所述输出轴通过浮动联轴器与所述上工作辊传动连接。
本发明的有益效果是：本发明的合金板材轧制设备，能够解决现有板材轧机轧辊驱动动力不足，工作轧辊轧制时挠度过大的问题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的合金板材轧制设备本体的结构示意图；
图2为本发明的合金板材轧制设备的辊系分布图；
图3为本发明的中间辊横移驱动机构的结构示意图Ⅰ；
图4为本发明的中间辊横移驱动机构的结构示意图Ⅱ；
图5为本发明的可调式支承组件的结构示意图；
图6为本发明的可调式悬挂组件的结构示意图；
图7为本发明的驱动装置的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明的整体结构示意图，如图所示，本实施例的合金板材轧制设备，包括机架3，自上而下水平可转动支承于所述机架3的上支承辊2、上中间辊10、上工作辊8、下工作辊7、下中间辊6和下支承辊4，用于驱动所述上工作辊8和下工作辊7同步反向转动的驱动装置(图1和2中未示出)，以及用于驱动所述上中间辊10和下中间辊6沿轴向移动的中间辊横移驱动机构9；如图1所示为上支承辊2、上中间辊10、上工作辊8、下工作辊7、下中间辊6和下支承辊4的分布示意，板材通过上工作辊8和下工作辊7之间的轧缝进行实现轧制；
所述驱动装置包括主驱动电机，副驱动电机以及用于将所述主驱动电机和副驱动电机的动力耦合后输出至工作辊7的动力耦合装置；所述上工作辊8和下工作辊7之间通过相互啮合的传动齿轮副实现同步反向转动；即上工作辊8和下工作辊7上均固定设有一传动齿轮；两个传动齿轮的规格相同且相互啮合，确保二者能够实现同步反向转动；
如图7所示，所述动力耦合装置包括箱体，同轴设置于所述箱体内的第一动力输入轴56和第二动力输入轴51，用于锁定第二动力输入轴51转动的锁止机构，与动力输入轴相互垂直的动力输出轴511以及行星齿轮机构；所述行星齿轮机构包括壳体，设置于所述壳体内且分别作为太阳轮和齿圈的第一锥齿轮52和第二锥齿轮55，啮合于第一锥齿轮52和第二锥齿轮55之间的两个同轴设置的行星锥齿轮54，穿过两所述行星锥齿轮54且两端与所述壳体连接的行星轴53，固定外套于所述壳体的输出齿轮57；所述主驱动电机516和副驱动电机515的转轴分别与第一动力输入轴21和第二动力输入轴26传动连接；所述输出齿轮27的动力通过动力输出轴211向外输出；当进行常规轧制时，锁止机构将锁定第二动力输入轴26的转动，动力仅由主驱动电机516提供，主驱动电机516的动力通过第一动力输入轴21传递至作为太阳轮使用的第一锥齿轮22，动力再由作为行星架的输出齿轮27输出至动力输出轴211，此时，整个动力耦合装置2作为行星齿轮减速器使用；需要调节轧辊的转速时，锁止机构松开第二动力输入轴26，副驱动电机515启动并反转(与主驱动电机516的转向相反)，通过控制副驱动电机515的反转转速，可以实现动力输出轴211转速的无级调节，当需要轧制模量较高的板材时，锁止机构松开第二动力输入轴26，副驱动电机515启动，主驱动电机516和副驱动电机515的动力分别通过动力输入轴输入至第一锥齿轮22和第二锥齿轮25，再由输出齿轮27输出至动力输出轴211，此时，动力耦合装置2将两股动力耦合后汇集至动力输出轴211，进而大大增强了轧辊的驱动力。
如图7所示，所述锁止机构包括固定于第二动力输入轴51上的锁止齿轮，可插入所述锁止齿轮齿槽内的锁止销，用于推动所述锁止销与锁止齿轮配合的弹簧，以及与所述锁止销连接的拉绳；所述拉绳可通过气缸；电动推杆等装置连接，当需要解除锁定时，可以通过拉绳拉动锁定销退出齿槽。
如图3和4所示，所述机架3包括底座和固定于所述底座的两个侧框；两所述侧框上设有用于分别支承所述上中间辊10和下中间辊6的上中间辊轴承座23和下中间辊轴承座；所述中间辊横移驱动机构9包括分设于两所述侧框的两对横移滑槽22，与两对所述横移滑槽22滑动配合的两对滑动座24，固定于两个对应的滑动座24之间的连杆25，以及用于驱动两对所述滑动座24相对于横移滑槽22滑动的两个横移液压缸21；所述上中间辊轴承座23和下中间辊轴承座固定安装于对应的两滑动座24之间；如图所示，当需要调节上中间辊10或下中间辊6沿轴向移动时，横移液压缸21可带动分设在左侧框和右侧框上的两对滑动座24同步滑动，进而带动两个上中间辊轴承座23或下中间辊轴承座沿轴向移动。在轧制不同宽度的板材时，通过调整中间辊轴向移动，调节中间辊和工作辊的接触长度，减小轧制时工作辊产生的挠度。
如图3所示，所述横移滑槽22为“工”字型滑槽，其形成于固定在所述侧框的“T”型块26的翼缘上，T”型块26的翼缘上设有两个“工”字型滑槽；所述“T”型块26设有用于驱动两所述上中间辊轴承座23和下中间辊轴承座相互远离或靠近的弯辊装置；所述弯辊装置包括设置于“T”型块26的双向液压缸；所述双向液压缸包括形成于“T”型块26腹板上的两个同轴设置的缸体和与两所述缸体配合的两个弯辊活塞杆27，当然，“T”型块26内还应设有与缸体配合的油道，此为现有技术，在此不赘述。所述上中间辊轴承座23和下中间辊轴承座的侧翼设有条形槽，所述活塞杆的外端固定设有与该条形槽配合的滑块；双向液压缸上侧的活塞杆用于拉动上中间辊轴承座23上下移动，而双向液压缸下侧的活塞杆用于拉动下中间辊轴承座上下移动，进而对中间辊施加正弯矩或者负弯矩。由于中间辊能够发生轴向移动，因此，活塞杆的端部采用滑块与滑槽配合的方式连接。
如图5所示，所述下支承辊4两端通过下支承辊4轴承座进行支承；所述上支承辊轴承座支承于可调式支承组件5上，所述可调式支承组件5包括通过斜面相互配合的上支承板32和下支承板31，以及分别用于驱动所述上支承板32和下支承板31平移的左电动缸和右电动缸，上支承板32和下支承板31之间通过两个相互贴合的斜面相互配合，上支承板32和下支承板31分别铰接有一滑动座34，左、右电动缸的推杆连接于滑动座34以驱动上支承板32或下支承板31左右滑动。
所述上支承辊2两端通过上支承辊轴承座进行支承；所述上支承辊轴承座悬挂于可调式悬挂组件1；如图6所示，所述可调式悬挂组件1包括固定于机架3顶部的上电动缸42，固定于所述上电动缸42推杆外端的吊臂41，固定于所述吊臂41两端的拉杆43，固定于所述拉杆43底部的轨道44；所述上支承辊轴承座的侧翼与所述轨道44相互配合；通过上电动缸42可以调节轨道44的高度，从而调节上支承辊2的高度。
所述动力耦合装置还包括与动力输入轴相互平行的第一中间轴513和第二中间轴512；所述第一中间轴513固定有与所述输出齿轮57啮合的过渡齿轮59，第一中间轴513通过减速齿轮副58将动力传递至第二中间轴512；所述第二中间轴512通过锥齿轮副510将动力传递至动力输出轴511；输出齿轮57与过渡齿轮59之间、减速齿轮副58实现了两级减速，可提高输出扭矩；所述输出轴通过浮动联轴器与所述上工作辊传动连接，浮动联轴器与之传动连接的工作辊上下浮动，无需使输出轴与工作辊保持同轴。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳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当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种合金板材轧制设备，其特征在于：包括机架，自上而下水平可转动支承于所述机架的上支承辊、上中间辊、上工作辊、下工作辊、下中间辊和下支承辊，用于驱动所述上工作辊和下工作辊同步反向转动的驱动装置，以及用于驱动所述上中间辊和下中间辊沿轴向移动的中间辊横移驱动机构；
所述驱动装置包括主驱动电机，副驱动电机以及用于将所述主驱动电机和副驱动电机的动力耦合后输出至工作辊的动力耦合装置；所述上工作辊和下工作辊之间通过相互啮合的传动齿轮副实现同步反向转动；
所述动力耦合装置包括箱体，同轴设置于所述箱体内的第一动力输入轴和第二动力输入轴，用于锁定第二动力输入轴转动的锁止机构，与动力输入轴相互垂直的动力输出轴以及行星齿轮机构；所述行星齿轮机构包括壳体，设置于所述壳体内且分别作为太阳轮和齿圈的第一锥齿轮和第二锥齿轮，啮合于第一锥齿轮和第二锥齿轮之间的两个同轴设置的行星锥齿轮，穿过两所述行星锥齿轮且两端与所述壳体连接的行星轴，固定外套于所述壳体的输出齿轮；所述主驱动电机和副驱动电机的转轴分别与第一动力输入轴和第二动力输入轴传动连接；所述输出齿轮的动力通过动力输出轴向外输出。
2.根据权利要求1所述的一种合金板材轧制设备，其特征在于：所述机架包括底座和固定于所述底座的两个侧框；两所述侧框上设有用于分别支承所述上中间辊和下中间辊的上中间辊轴承座和下中间辊轴承座；所述中间辊横移驱动机构包括分设于两所述侧框的两对横移滑槽，与两对所述横移滑槽滑动配合的两对滑动座，固定于两个对应的滑动座之间的连杆，以及用于驱动两对所述滑动座相对于横移滑槽滑动的两个横移液压缸；所述上中间辊轴承座和下中间辊轴承座固定安装于对应的两滑动座之间。
3.根据权利要求2所述的一种合金板材轧制设备，其特征在于：所述横移滑槽为“工”字型滑槽，其形成于固定在所述侧框的“T”型块的翼缘上；所述“T”型块设有用于驱动两所述上中间辊轴承座和下中间辊轴承座相互远离或靠近的弯辊装置；所述弯辊装置包括设置于“T”型块的双向液压缸；所述双向液压缸包括形成于“T”型块腹板上的两个同轴设置的缸体和与两所述缸体配合的两个弯辊活塞杆；所述上中间辊轴承座和下中间辊轴承座的侧翼设有条形槽，所述活塞杆的外端固定设有与该条形槽配合的滑块。
4.根据权利要求3所述的一种合金板材轧制设备，其特征在于：所述下支承辊两端通过下支承辊轴承座进行支承；所述上支承辊轴承座支承于可调式支承组件上，所述可调式支承组件包括通过斜面相互配合的上支承板和下支承板，以及分别用于驱动所述上支承板和下支承板平移的左电动缸和右电动缸。
5.根据权利要求4所述的一种合金板材轧制设备，其特征在于：所述上支承辊两端通过上支承辊轴承座进行支承；所述上支承辊轴承座悬挂于可调式悬挂组件；所述可调式悬挂组件包括固定于机架顶部的上电动缸，固定于所述上电动缸推杆外端的吊臂，固定于所述吊臂两端的拉杆，固定于所述拉杆底部的轨道；所述上支承辊轴承座的侧翼与所述轨道相互配合。
6.根据权利要求5所述的一种合金板材轧制设备，其特征在于：所述动力耦合装置还包括与动力输入轴相互平行的第一中间轴和第二中间轴；所述第一中间轴固定有与所述输出齿轮啮合的过渡齿轮，第一中间轴通过减速齿轮副将动力传递至第二中间轴；所述第二中间轴通过锥齿轮副将动力传递至动力输出轴；所述输出轴通过浮动联轴器与所述上工作辊传动连接。
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