CN110814036A - 悬臂式矫直机上辊平衡装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于悬臂式矫直机技术领域，尤其是涉及一种悬臂式矫直机上辊平衡装置；包括压下电机、蜗杆、蜗轮、压下丝杠和用于给压下丝杠提供向上推力的平衡机构；压下电机安装在矫直机机架中，压下电机的输出端与蜗杆连接，蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮套在压下丝杠外且蜗轮内孔与压下丝杠之间通过螺纹连接，压下丝杠的下端可拆卸连接在上矫直辊上；压下丝杠的上端安装有一个传感器；本发明可以解决现有技术中矫直机工作时存在的矫直质量差、检测精度低问题。

Description

悬臂式矫直机上辊平衡装置
技术领域
本发明属于悬臂式矫直机技术领域，尤其是涉及一种悬臂式矫直机上辊平衡装置。
背景技术
近年来，随着我国经济的快速发展，人民的消费水平不断提高，热轧H型钢由于在民用建筑、工业建筑、桥梁建设、石油工业、高层建筑、地下铁路和矿山巷道及工业钢结构件等领域表现出优良的力学性能而被广泛应用。型材已经成为不可或缺的主要产品，政府亦不遗余力的加大对基础建设的投资力度。作为上游受益行业，型钢轧制企业得到了极大的发展，但同时也对生产效率和成品的产量也提出了更高的要求。型材的矫直作为整条型钢生产线中的一个重要环节，担负着改善型材内部质量及外观的重要作用。型材矫直的好与坏，矫直机可调精度，直接影响着型钢生产效率和产品质量。
现有悬臂式矫直机结构中，压下电机通过蜗轮、蜗杆带动压下丝杠上下移动，上矫直辊与压下丝杠通过螺栓把和一起上下移动调节辊缝；矫直机操作侧悬臂式布置，由于上矫直辊悬臂过长，与传动侧相比重量较大，受重力作用蜗轮与压下丝杠螺纹间隙如图1所示，压下丝杠的梯形螺纹下表面与蜗轮的梯形螺纹上表面接触；当进行轧件矫直时，压下丝杠受力方向向上，压下丝杠与蜗轮之间梯形螺纹副接触情况变为压下丝杠的梯形螺纹上表面与蜗轮的梯形螺纹下表面接触，上矫直辊产生跳动。当矫直机工作时，当有轧件通过矫直机时，上矫直辊受力由只受重力改变为重力和矫直反力之和，受力方向由向下变为向上。这时由于压下丝杠与蜗轮之间螺纹存在间隙，压下丝杠会瞬间向上“弹跳”，造成矫直辊缝变大，影响矫直质量，同时会对压下丝杠与蜗轮产生较大冲击，严重时会损坏其结构。另外，矫直辊缝发生变化，这时安装在压下丝杠顶端的位移传感器反馈的辊缝数值会发生变化，也就是说压下调节的辊缝值为“假数”，检测精度降低。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种悬臂式矫直机上辊平衡装置，以解决现有技术中矫直机工作时存在的矫直质量差、检测精度低问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
悬臂式矫直机上辊平衡装置，包括压下电机、蜗杆、蜗轮、压下丝杠和用于给压下丝杠提供向上推力的平衡机构；压下电机安装在矫直机机架中，压下电机的输出端与蜗杆连接，蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮套在压下丝杠外且蜗轮内孔与压下丝杠之间通过螺纹连接，压下丝杠的下端可拆卸连接在上矫直辊上；压下丝杠的上端安装有一个传感器。
进一步地，平衡机构包括平衡螺母，平衡螺母通过内螺纹拧接在压下丝杠外，平衡螺母位于蜗轮上方且两者可拆卸连接；平衡螺母外部由下至上依次套有推力球轴承、平衡弹簧、防转环和防松螺母，推力球轴承安装在平衡螺母的下端，防转环与平衡螺母之间周向固定连接且防转环在外力作用下可沿平衡螺母外壁上下滑动，防松螺母拧接在平衡螺母的上端。
进一步地，防转环与平衡螺母之间通过键连接。
进一步地，还包括承压环，承压环套在平衡螺母外且位于推力球轴承和平衡弹簧之间。
进一步地，平衡螺母和蜗轮通过连接销连接。
进一步地，平衡机构外罩有一个防护罩。
进一步地，压下丝杠的下端通过连接螺栓可拆卸连接在上矫直辊上，且压下丝杠和上矫直辊之间间隔安装有一个球面垫。
进一步地，压下丝杠和上矫直辊的连接处安装有一个防尘罩，防尘罩套在压下丝杠下端外部。
进一步地，传感器采用磁致位移传感器。
进一步地，平衡弹簧采用碟簧。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明提供了一种悬臂式矫直机上辊平衡装置，与现有技术相比，平衡螺母通过梯形螺纹副与压下丝杠连接，通过压下丝杠间接提拉上辊系，而压下丝杠与蜗轮梯形螺纹副接触面也由压下丝杠的梯形螺纹下表面与蜗轮的梯形螺纹上表面接触变为压下丝杠的梯形螺纹上表面与蜗轮的梯形螺纹下表面接触，这样就消除掉压下丝杠与蜗轮之间的螺纹间隙，矫直时上矫直辊系就不会发生跳动从而产生辊缝变化，提高了矫直质量，避免了由于跳动对压下丝杠与蜗轮产生的冲击，延长设备的使用寿命。
由于克服现有技术中的缺陷，消除压下丝杠与蜗轮螺纹间隙，压下丝杠的梯形螺纹上表面与蜗轮的梯形螺纹下表面接触，再进行辊缝调节时，通过压下丝杠顶端的磁致位移传感器反馈的辊缝值为才为真正的辊缝值，避免了压下调节的辊缝值产生“假数”，提高了检测精度。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为现有技术中平衡装置的蜗轮与压下丝杠螺纹间隙示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为图2中A部分的放大示意图；
图4为本发明中蜗轮、平衡螺母与压下丝杠螺纹间隙示意图；
图5为本发明在矫直机中的安装结构示意图。
附图标记说明：
1-矫直机机架；2-上矫直辊；3-下矫直辊；41-压下电机；42-蜗杆；43-蜗轮；5-压下丝杠；51-连接螺栓；52-球面垫；6-平衡机构；61-平衡螺母；62-防松螺母；63-平衡弹簧；64-推力球轴承；65-防转环；66-承压环；71-防尘罩；72-防护罩；8-磁致位移传感器；9-连接销。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图2、3所示，悬臂式矫直机上辊平衡装置，包括压下电机41、蜗杆42、蜗轮43、压下丝杠5和用于给压下丝杠5提供向上推力的平衡机构6；压下电机41安装在矫直机机架1中，压下电机41的输出端与蜗杆42连接，蜗杆42与蜗轮43啮合，蜗轮43套在压下丝杠5外且蜗轮43内孔与压下丝杠5之间通过螺纹连接，压下丝杠5的下端可拆卸连接在上矫直辊2上；压下电机41通过蜗轮43、蜗杆42带动压下丝杠5上下移动，上矫直辊2与压下丝杠5通过螺栓把和一起上下移动调节辊缝；压下丝杠5的上端安装有一个传感器。
具体地，平衡机构6包括平衡螺母61，平衡螺母61通过内螺纹拧接在压下丝杠5外，平衡螺母61位于蜗轮43上方且两者可拆卸连接；平衡螺母61外部由下至上依次套有推力球轴承64、平衡弹簧63、防转环65和防松螺母62，推力球轴承64安装在平衡螺母61的下端，防转环65与平衡螺母61之间周向固定连接且防转环65在外力作用下可沿平衡螺母61外壁上下滑动，防松螺母62拧接在平衡螺母61的上端。
优选地，防转环65与平衡螺母61之间通过键连接，结构简单、稳固连接。
优选地，还包括承压环66，承压环66套在平衡螺母61外且位于推力球轴承64和平衡弹簧63之间，承受弹簧压力，避免推力球轴承64直接受力。
优选地，平衡螺母61和蜗轮43通过连接销9连接，连接销9可采用圆柱销或者等同于其功能的其他类型的销。
优选地，平衡机构6外罩有一个防护罩72，防护罩72安装在矫直机机架1上，起防护作用。
优选地，压下丝杠5的下端通过连接螺栓51可拆卸连接在上矫直辊2上，且压下丝杠5和上矫直辊2之间间隔安装有一个球面垫52，球面垫52被螺栓压在上矫直辊2表面，起到支撑作用，同时矫直辊发生弹性变形时，起到自位的作用。
优选地，压下丝杠5和上矫直辊2的连接处安装有一个防尘罩71，防尘罩71套在压下丝杠5下端外部，防止灰尘进入该空间。
优选地，传感器采用磁致位移传感器8。磁致位移传感器8用于检测压下丝杠5的位移，上矫直辊2与压下丝杠5和一起上下移动调节辊缝，矫直辊缝发生变化，安装在压下丝杠5顶端的磁致位移传感器8反馈辊缝数值；其中，磁致位移传感器8中的感应杆插在压下丝杠5的中心安装孔内，感应杆上端固定在防护罩72顶部，且磁致位移传感器8中的磁环安装在压下丝杠5尾部，磁环随压下丝杠5直线移动，在感应杆内产生磁场，最终转换成电信号输出。磁致位移传感器8精度可达0.01mm，检测精度高，可提高矫直机压下辊缝精度，减少矫直废品率，提高矫直产品质量。
优选地，平衡弹簧63采用碟簧，碟簧刚度大，缓冲吸振能力强，能以小变形承受大载荷，可满足使用需求。
本发明在矫直机中的安装结构示意图如图5所示，下矫直辊3固定安装在矫直机机架1中，压下丝杠5的下端连接在上矫直辊2上，压下电机41通过蜗轮43、蜗杆42带动压下丝杠5上下移动，轧件安装在上矫直辊2和下矫直辊3之间，当轧件通过矫直机时，上矫直辊2与压下丝杠5通过螺栓把和一起上下移动调节辊缝。
使用本装置进行调节的原理如下，矫直机操作侧悬臂式布置，由于上矫直辊2悬臂过长，与传动侧相比重量较大，受重力作用蜗轮43与压下丝杠5螺纹间隙如图1所示，压下丝杠5的梯形螺纹下表面与蜗轮43的梯形螺纹上表面接触；此时，通过该装置调节消除螺纹间隙。如图2、3所示，推力球轴承64、承压环66、平衡弹簧63、防转环65、防松螺母62依次安装在平衡螺母61上，防转环65与平衡螺母61通过键防转，并可在平衡螺母61外上下滑动，通过旋转防松螺母62使防转环65向下运动，压缩平衡弹簧63，产生的反力使平衡螺母61始终受到向上的推力，当平衡弹簧63所产生的反力大于上矫直辊2系的自重时，压下丝杠5和蜗轮43、平衡螺母61之间的梯形螺纹副位置如图4所示，平衡螺母61的梯形螺纹上表面与压下丝杠5梯形螺纹下表面接触，压下丝杠5梯形螺纹上表面与蜗轮43梯形螺纹下表面接触。当轧件通过矫直机，再进行辊缝调节时，压下丝杠5顶端的磁致位移传感器8反馈的辊缝值为才为真正的辊缝值。而且消除了压下丝杠5与蜗轮43之间的螺纹间隙，矫直机经过轧件时，上矫直辊2会一直保持平稳，不会发生跳动，从根本上解决了悬臂式矫直机上矫直辊2“弹跳”问题，进一步解决矫直质量问题。
压下电机41带动蜗杆42转动，蜗杆42与蜗轮43啮合，蜗轮43内圆与压下丝杠5通过梯形螺纹副啮合传动，蜗轮43与平衡螺母61通过连接销9连接，压下丝杠5通过连接螺栓51与上矫直辊2把合。调节辊缝时，蜗杆42带动蜗轮43和平衡螺母61转动，压下丝杠5与上矫直辊2把合不可转动，只能做上下移动，完成辊缝调节。
可见，本发明与现有技术相比，平衡螺母61通过梯形螺纹副与压下丝杠5连接，通过压下丝杠5间接提拉上辊系，而压下丝杠5与蜗轮43梯形螺纹副接触面也由压下丝杠5的梯形螺纹下表面与蜗轮43的梯形螺纹上表面接触变为压下丝杠5的梯形螺纹上表面与蜗轮43的梯形螺纹下表面接触，这样就消除掉压下丝杠5与蜗轮43之间的螺纹间隙，矫直时上矫直辊2系就不会发生跳动从而产生辊缝变化，提高了矫直质量，避免了由于跳动对压下丝杠5与蜗轮43产生的冲击，延长设备的使用寿命。
由于克服现有技术中的缺陷，消除压下丝杠5与蜗轮43螺纹间隙，压下丝杠5的梯形螺纹上表面与蜗轮43的梯形螺纹下表面接触，再进行辊缝调节时，通过压下丝杠5顶端的磁致位移传感器8反馈的辊缝值为才为真正的辊缝值，避免了压下调节的辊缝值产生“假数”，提高了检测精度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.悬臂式矫直机上辊平衡装置，其特征在于：包括压下电机(41)、蜗杆(42)、蜗轮(43)、压下丝杠(5)和用于给压下丝杠(5)提供向上推力的平衡机构(6)；
压下电机(41)安装在矫直机机架(1)中，压下电机(41)的输出端与蜗杆(42)连接，蜗杆(42)与蜗轮(43)啮合，蜗轮(43)套在压下丝杠(5)外且蜗轮(43)内孔与压下丝杠(5)之间通过螺纹连接，压下丝杠(5)的下端可拆卸连接在上矫直辊(2)上；压下丝杠(5)的上端安装有一个传感器。
2.根据权利要求1所述的悬臂式矫直机上辊平衡装置，其特征在于：平衡机构(6)包括平衡螺母(61)，平衡螺母(61)通过内螺纹拧接在压下丝杠(5)外，平衡螺母(61)位于蜗轮(43)上方且两者可拆卸连接；
平衡螺母(61)外部由下至上依次套有推力球轴承(64)、平衡弹簧(63)、防转环(65)和防松螺母(62)，推力球轴承(64)安装在平衡螺母(61)的下端，防转环(65)与平衡螺母(61)之间周向固定连接且防转环(65)在外力作用下可沿平衡螺母(61)外壁上下滑动，防松螺母(62)拧接在平衡螺母(61)的上端。
3.根据权利要求2所述的悬臂式矫直机上辊平衡装置，其特征在于：防转环(65)与平衡螺母(61)之间通过键连接。
4.根据权利要求2所述的悬臂式矫直机上辊平衡装置，其特征在于：还包括承压环(66)，承压环(66)套在平衡螺母(61)外且位于推力球轴承(64)和平衡弹簧(63)之间。
5.根据权利要求2所述的悬臂式矫直机上辊平衡装置，其特征在于：平衡螺母(61)和蜗轮(43)通过连接销(9)连接。
6.根据权利要求1所述的悬臂式矫直机上辊平衡装置，其特征在于：平衡机构(6)外罩有一个防护罩(72)。
7.根据权利要求1所述的悬臂式矫直机上辊平衡装置，其特征在于：压下丝杠(5)的下端通过连接螺栓(51)可拆卸连接在上矫直辊(2)上，且压下丝杠(5)和上矫直辊(2)之间间隔安装有一个球面垫(52)。
8.根据权利要求7所述的悬臂式矫直机上辊平衡装置，其特征在于：压下丝杠(5)和上矫直辊(2)的连接处安装有一个防尘罩(71)，防尘罩(71)套在压下丝杠(5)下端外部。
9.根据权利要求6所述的悬臂式矫直机上辊平衡装置，其特征在于：传感器采用磁致位移传感器(8)。
10.根据权利要求2所述的悬臂式矫直机上辊平衡装置，其特征在于：平衡弹簧(63)采用碟簧。
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