CN112974541B - 一种轨道交通用大型车轴楔横轧机轴向窜动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于轴类零件塑性成形设备技术领域，具体涉及一种轨道交通用大型车轴楔横轧机轴向窜动装置。在所述下轴承座的外端面上还设置有倾斜滑块座，在所述倾斜滑块座的前后两侧均设置有倾斜滑块，所述倾斜滑块滑动设置在窜动调整块上的倾斜滑槽内，在所述窜动调整块靠近左牌坊或右牌坊的一侧设置有限位滑块，在所述左牌坊或右牌坊上设置有与限位滑块对应的限位滑槽，在所述窜动调整块的下端铰接有窜动液压缸，所述窜动液压缸的另一端铰接在左牌坊或右牌坊上，本发明可以实现大吨位轴向推力，满足因安装过程与模具更换及模具加工过程的误差引起上下轧辊模具错位的调整需求。

Description

一种轨道交通用大型车轴楔横轧机轴向窜动装置
技术领域
本发明属于轴类零件塑性成形设备技术领域，具体涉及一种轨道交通用大型车轴楔横轧机轴向窜动装置。
背景技术
大型车轴是高铁、轨道交通、大型工程机械等领域核心零部件，需求日益增加。而传统大型轴类零件制备方式主要采用快锻机与精锻机锻造制备而成，快锻过程需要人为干预，生产周期长、产品精度低、能耗高、效率低，后续生产过程需要进行繁重的冷加工，切削量多的同时极大的破坏了产品表面的金属流线，降低产品的力学性能；精锻机完全被国外企业垄断，尽管锻造速度可以比快锻的速度提升一倍以上且切削量有效减少，但制备一根车轴仍至少需要4分钟以上，后续加工损耗以及产品力学性能依旧没有得到改善，设备投入产出比较低，质量稳定性差。
楔横轧是一种高效清洁的零件塑性成形技术，与目前现有生产方法比较，主要优点为：1)生产效率提高2～3倍；2)节材率提高10～25％；3)产品精度高，减少机加工工序；4)无冲击、低噪音；5)生产成本可下降30％左右。以生产火车RD2车轴为例：单支车轴制备时间可从10分钟降低为1分钟，生产效率提高3～5倍，节材50～100Kg，节材率提高10～20％。因此，采用楔横轧技术制备轨道交通用大型车轴不仅提高车轴成形效率和精度，而且由于保留热加工金属流线，可以提高车轴寿命。
目前，世界上最大规格的楔横轧机只能轧制直径150mm、长度1200mm以下的大型轴类，而针对高铁、轨道交通、大型工程机械等领域所需直径200～250mm、长度2000～2800mm的大型轴类零件产品，现有楔横轧设备结构形式及生产能力均无法制备合格产品，而采用楔横轧机制备轨道交通用大型车轴属于国际首创，这就对其结构提出更高要求，因此选择合理轧机轴向窜动装置结构形式至关重要，直接关系到产品的成形质量。
轧机轴向窜动装置是楔横轧机的关键结构零部件，在轧机安装以及更换模具过程中，难免的因为轧辊模具安装精度及加工的累计误差导致上下轧辊模具轴向方向产生微小错位，难以保证车轴外形尺寸与形状的准确。传统的轴向串动形式主要是在轴承座与机架中间增加垫铁组，通过手动调整垫铁组中其中一块，来推动轴承座进行轴向行走，以此实现轧辊的轴向串动，但是针对于超大规格的楔横轧机，因其轧制力巨大，导致轧机辊系结构庞大，需要较大的轴向推力前提下才能实现轧辊轴向行走，而传统的结构形式难以实现上述功能无法满足轨道交通用大型车轴高精度轧机要求。
发明内容
本发明针对上述问题提供了一种轨道交通用大型车轴楔横轧机轴向窜动装置。
为达到上述目的本发明采用了以下技术方案：
一种轨道交通用大型车轴楔横轧机轴向窜动装置，其特征在于：包括下辊系装配、轴向调整机构和锁紧机构；
所述下辊系装配包括安装在左牌坊和右牌坊内的下轴承座、安装在两个下轴承座内的轴承、安装在两个轴承内的轧辊辊轴以及安装在轧辊辊轴上的轧辊辊身，在所述下轴承座与轧辊辊身之间设置有迷宫套，在所述轴承的外端面设置有一号轴套，在所述下轴承座的外端面设置有用于固定一号轴套的一号端盖，在所述下轴承座的外端面上还设置有倾斜滑块座，所述倾斜滑块座通过固定螺栓固定安装在下轴承座上，在所述倾斜滑块座与轧辊辊轴之间设置有二号轴套，在所述二号轴套的外侧设置有三号轴套，所述三号轴套与轧辊辊轴键连接，在所述三号轴套上螺纹连接有四号轴套，四号轴套通过旋转实现对三号轴套的轴向压紧，在所述四号轴套的外侧设置有五号轴套，所述五号轴套固定卡装在轧辊辊轴上的卡槽内，以对四号轴套进行轴向限位，在所述倾斜滑块座的前后两侧均设置有倾斜滑块；
所述轴向调整机构包括窜动调整块，所述倾斜滑块滑动设置在窜动调整块上的倾斜滑槽内，通过使左右两侧的窜动调整块在上下方向上进行反向移动来推动倾斜滑块进行左右移动，进而实现下辊系装配的轴向窜动，在所述窜动调整块靠近左牌坊或右牌坊的一侧设置有限位滑块，在所述左牌坊或右牌坊上设置有与限位滑块对应的限位滑槽，在所述窜动调整块的下端铰接有窜动液压缸，所述窜动液压缸的另一端铰接在左牌坊或右牌坊上，用以驱动窜动调整块上下滑动；
所述锁紧机构包括设置在在窜动调整块的外侧面通过螺钉固定连接有带有锁紧斜面的一号滑板，在所述窜动调整块的外侧设置有锁紧块，在所述锁紧块上设置有与一号滑板相贴合的带有锁紧斜面的二号滑板，通过二号滑板压紧一号滑板实现对窜动调整块的锁紧，最终使倾斜滑块座压紧下轴承座，实现对下轴承座的锁紧，在所述锁紧块上设置有多个锁紧滑槽，在所述左牌坊和右牌坊上均设置有多个与锁紧滑槽相对应的锁紧螺栓，以限制锁紧块只能沿锁紧滑槽的方向进行滑动，在所述锁紧块的下端铰接有锁紧液压缸，所述锁紧液压缸的另一端铰接在左牌坊和右牌坊上。
进一步，在所述固定螺栓上套装有限位套，以使倾斜滑块座与下轴承座之间螺栓连接为一体，并且两者之间保持一定的间隙，起到方便下轴承座的维护作用。
再进一步，在所述五号轴套上通过螺钉连接有L型限位块，在所述四号轴套的圆周面上设置有若干与L型限位块相对应的豁口，所述L型限位块的一端卡装在豁口内，实现五号轴套与四号轴套的周向固定，以防止四号轴套自行转动而导致倾斜滑块座松动。
更进一步，在所述倾斜滑块座上还通过螺栓连接三号端盖，在所述三号端盖上通过螺栓连接有保护罩，以起到防尘、防水的作用。
更进一步，所述倾斜滑块的倾角为1：3-8。
与现有技术相比本发明具有以下优点：
1、本发明可以实现大吨位轴向推力，满足因安装过程与模具更换及模具加工过程的误差引起上下轧辊模具错位的调整需求；
2、本发明可以实现轴向智能调整，确保调整过程方便、快捷；
3、本发明可以实现轴向窜动的精准调整，轴向调整精度可以达到0.01mm。
附图说明
图1为本发明的剖视图；
图2为本发明图1中框B的局部放大图；
图3为本发明倾斜滑块座的侧视图；
图4为本发明窜动调整块与窜动液压缸、锁紧块与锁紧液压缸的连接示意图；
图5为本发明窜动调整块与锁紧块的连接示意图；
图6为窜动调整块与窜动液压缸的连接示意图；
图中，左牌坊—01、右牌坊—02、下轴承座—101、轴承—102、辊轴—103、轧辊—104、迷宫套—105、一号轴套—106、一号端盖—107、倾斜滑块座—108、固定螺栓—109、二号轴套—110、三号轴套—111、四号轴套—112、五号轴套—113、倾斜滑块—114、限位套—115、L型限位块—116、三号端盖—117、保护罩—118、窜动调整块—201、倾斜滑槽—202、限位滑块—203、限位滑槽—204、窜动液压缸—205、一号滑板—301、锁紧块—302、二号滑板—303、锁紧滑槽—304、锁紧螺栓—305、锁紧液压缸—306。
具体实施方式
为了进一步阐述本发明的技术方案，下面通过实施例对本发明进行进一步说明。
如图1至图6所示，一种轨道交通用大型车轴楔横轧机轴向窜动装置，其特征在于：包括下辊系装配1、轴向调整机构2和锁紧机构3；
所述下辊系装配1包括安装在左牌坊01和右牌坊02内的下轴承座101、安装在两个下轴承座101内的轴承102、安装在两个轴承102内的轧辊辊轴103以及安装在轧辊辊轴103上的轧辊辊身104，在所述下轴承座101与轧辊辊身104之间设置有迷宫套105，在所述轴承102的外端面设置有一号轴套106，在所述下轴承座101的外端面设置有用于固定一号轴套106的一号端盖107，在所述下轴承座101的外端面上还设置有倾斜滑块座108，所述倾斜滑块座108通过固定螺栓109固定安装在下轴承座101上，在所述固定螺栓109上套装有限位套115，以使倾斜滑块座108与下轴承座101之间螺栓连接为一体，并且两者之间保持一定的间隙，起到方便下轴承座101的维护作用，在所述倾斜滑块座108上还通过螺栓连接三号端盖117，在所述三号端盖117上通过螺栓连接有保护罩118，以起到防尘、防水的作用，在所述倾斜滑块座108与轧辊辊轴103之间设置有二号轴套110，在所述二号轴套110的外侧设置有三号轴套111，所述三号轴套111与轧辊辊轴103键连接，在所述三号轴套111上螺纹连接有四号轴套112，四号轴套112通过旋转实现对三号轴套111的轴向压紧，在所述四号轴套112的外侧设置有五号轴套113，所述五号轴套113固定卡装在轧辊辊轴103上的卡槽内，以对四号轴套112进行轴向限位，在所述五号轴套113上通过螺钉连接有L型限位块116，在所述四号轴套112的圆周面上设置有若干与L型限位块116相对应的豁口，所述L型限位块116的一端卡装在豁口内，实现五号轴套113与四号轴套112的周向固定，以防止四号轴套112自行转动而导致倾斜滑块座108松动，在所述倾斜滑块座108的前后两侧均设置有倾斜滑块114，所述倾斜滑块114的倾角为1：3-8；
所述轴向调整机构2包括窜动调整块201，所述倾斜滑块114滑动设置在窜动调整块201上的倾斜滑槽202内，通过使左右两侧的窜动调整块201在上下方向上进行反向移动来推动倾斜滑块114进行左右移动，进而实现下辊系装配1的轴向窜动，在所述窜动调整块201靠近左牌坊01或右牌坊02的一侧设置有限位滑块203，在所述左牌坊01或右牌坊02上设置有与限位滑块203对应的限位滑槽204，在所述窜动调整块201的下端铰接有窜动液压缸205，所述窜动液压缸205的另一端铰接在左牌坊01或右牌坊02上，用以驱动窜动调整块201上下滑动；
所述锁紧机构3包括设置在窜动调整块201的外侧面通过螺钉固定连接有带有锁紧斜面的一号滑板301，在所述窜动调整块201的外侧设置有锁紧块302，在所述锁紧块302上设置有与一号滑板301相贴合的带有锁紧斜面的二号滑板303，通过二号滑板303压紧一号滑板301实现对窜动调整块201的锁紧，最终使倾斜滑块座108压紧下轴承座101，实现对下轴承座101的锁紧，在所述锁紧块302上设置有多个锁紧滑槽304，在所述左牌坊01和右牌坊02上均设置有多个与锁紧滑槽304相对应的锁紧螺栓305，以限制锁紧块302只能沿锁紧滑槽304的方向进行滑动，在所述锁紧块302的下端铰接有锁紧液压缸306，所述锁紧液压缸306的另一端铰接在左牌坊01和右牌坊02上。
调整方法：本发明中的窜动液压缸205和锁紧液压缸306均由PLC控制器智能控制，当下辊系装配1需要向左调整时，左侧的两个窜动调整块201在窜动液压缸205的作用下同时向下运动，右侧的两个窜动调整块201在窜动液压缸205的作用下同时向上运动，在左右两侧窜动调整块201的同步作用下，倾斜滑块座108带动下轴承座101，下轴承座101通过轴承102带动轧辊辊轴103和轧辊辊轴104向左移动，进而实现整个下辊系装配1的轴向调整，在窜动调整块201动作的同时，锁紧液压缸306始终向下拉紧锁紧块302，从而保证二号滑板303始终压紧一号滑板301，保证调整过程的稳定。
当下辊系装配1需要向右调整时，左侧的两个窜动调整块201在窜动液压缸205的作用下同时向上运动，右侧的两个窜动调整块201在窜动液压缸205的作用下同时向下运动，在左右两侧窜动调整块201的同步作用下，倾斜滑块座108带动下轴承座101，下轴承座101通过轴承102带动轧辊辊轴103和轧辊辊轴104向右移动，进而实现整个下辊系装配1的轴向调整，在窜动调整块201动作的同时，锁紧液压缸306始终向下拉紧锁紧块302，从而保证二号滑板303始终压紧一号滑板301，保证调整过程的稳定。
以上显示和描述了本发明的主要特征和优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种轨道交通用大型车轴楔横轧机轴向窜动装置，其特征在于：包括下辊系装配(1)、轴向调整机构(2)和锁紧机构(3)；
所述下辊系装配(1)包括安装在左牌坊(01)和右牌坊(02)内的下轴承座(101)、安装在两个下轴承座(101)内的轴承(102)、安装在两个轴承(102)内的轧辊辊轴(103)以及安装在轧辊辊轴(103)上的轧辊辊身(104)，在所述下轴承座(101)与轧辊辊身(104)之间设置有迷宫套(105)，在所述轴承(102)的外端面设置有一号轴套(106)，在所述下轴承座(101)的外端面设置有用于固定一号轴套(106)的一号端盖(107)，在所述下轴承座(101)的外端面上还设置有倾斜滑块座(108)，所述倾斜滑块座(108)通过固定螺栓(109)固定安装在下轴承座(101)上，在所述倾斜滑块座(108)与轧辊辊轴(103)之间设置有二号轴套(110)，在所述二号轴套(110)的外侧设置有三号轴套(111)，所述三号轴套(111)与轧辊辊轴(103)键连接，在所述三号轴套(111)上螺纹连接有四号轴套(112)，四号轴套(112)通过旋转实现对三号轴套(111)的轴向压紧，在所述四号轴套(112)的外侧设置有五号轴套(113)，所述五号轴套(113)固定卡装在轧辊辊轴(103)上的卡槽内，以对四号轴套(112)进行轴向限位，在所述倾斜滑块座(108)的前后两侧均设置有倾斜滑块(114)；
所述轴向调整机构(2)包括窜动调整块(201)，所述倾斜滑块(114)滑动设置在窜动调整块(201)上的倾斜滑槽(202)内，通过使左右两侧的窜动调整块(201)在上下方向上进行反向移动来推动倾斜滑块(114)进行左右移动，进而实现下辊系装配(1)的轴向窜动，在所述窜动调整块(201)靠近左牌坊(01)或右牌坊(02)的一侧设置有限位滑块(203)，在所述左牌坊(01)或右牌坊(02)上设置有与限位滑块(203)对应的限位滑槽(204)，在所述窜动调整块(201)的下端铰接有窜动液压缸(205)，所述窜动液压缸(205)的另一端铰接在左牌坊(01)或右牌坊(02)上，用以驱动窜动调整块(201)上下滑动；
所述锁紧机构(3)包括设置在窜动调整块(201)的外侧面通过螺钉固定连接有带有锁紧斜面的一号滑板(301)，在所述窜动调整块(201)的外侧设置有锁紧块(302)，在所述锁紧块(302)上设置有与一号滑板(301)相贴合的带有锁紧斜面的二号滑板(303)，通过二号滑板(303)压紧一号滑板(301)实现对窜动调整块(201)的锁紧，最终使倾斜滑块座(108)压紧下轴承座(101)，实现对下轴承座(101)的锁紧，在所述锁紧块(302)上设置有多个锁紧滑槽(304)，在所述左牌坊(01)和右牌坊(02)上均设置有多个与锁紧滑槽(304)相对应的锁紧螺栓(305)，以限制锁紧块(302)只能沿锁紧滑槽(304)的方向进行滑动，在所述锁紧块(302)的下端铰接有锁紧液压缸(306)，所述锁紧液压缸(306)的另一端铰接在左牌坊(01)和右牌坊(02)上。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通用大型车轴楔横轧机轴向窜动装置，其特征在于：在所述固定螺栓(109)上套装有限位套(115)，以使倾斜滑块座(108)与下轴承座(101)之间螺栓连接为一体，并且两者之间保持一定的间隙，起到方便下轴承座(101)的维护作用。
3.根据权利要求1所述的一种轨道交通用大型车轴楔横轧机轴向窜动装置，其特征在于：在所述五号轴套(113)上通过螺钉连接有L型限位块(116)，在所述四号轴套(112)的圆周面上设置有若干与L型限位块(116)相对应的豁口，所述L型限位块(116)的一端卡装在豁口内，实现五号轴套(113)与四号轴套(112)的周向固定，以防止四号轴套(112)自行转动而导致倾斜滑块座(108)松动。
4.根据权利要求1所述的一种轨道交通用大型车轴楔横轧机轴向窜动装置，其特征在于：在所述倾斜滑块座(108)上还通过螺栓连接三号端盖(117)，在所述三号端盖(117)上通过螺栓连接有保护罩(118)，以起到防尘、防水的作用。
5.根据权利要求1所述的一种轨道交通用大型车轴楔横轧机轴向窜动装置，其特征在于：所述倾斜滑块(114)的倾角为1：3-8。
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