CN113020697B - 热轧板坯摆剪传动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热轧板坯摆剪传动系统，属于连铸连轧领域。该系统包括电机、齿轮箱、剪切偏心曲轴传动机构与摆动偏心曲轴传动机构；齿轮箱为单输入双输出齿轮箱，电机的输出端通过联轴器Ⅰ与齿轮箱的输入端相连接，齿轮箱的一个输出端通过齿式联轴器与剪切偏心曲轴本体的传动侧相连，齿轮箱的另一个输出端通过万向联轴器与摆动偏心曲轴本体的传动侧相连。该系统可使两个输出轴具有相同的转速和转动方向；在输出转矩上，可根据不同需要合理分配两个输出轴的输出力矩比例；采用齿式联轴器与万向联轴器，不仅能适应结构布置和力矩传递的需要，还简化了结构型式，降低了投资和使用维护成本。

Description

热轧板坯摆剪传动系统

技术领域

本发明属于连铸连轧领域，具体涉及一种热轧板坯摆剪传动系统。

背景技术

对于采用电机集中控制摆动和剪切结构型式的摆剪，现有的传动系统是通过串行布置来实现速度和作用力的传递，即在传动侧设有电机直接驱动偏心曲轴带动剪刃升降，实现剪切功能；同时，在操作侧设有1:1:1结构的齿轮箱，将剪切功能的偏心曲轴和摆动功能的偏心曲轴连接起来，并实现同向、同转速。这样的传动系统结构复杂，增加了投资成本和使用维护成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种热轧板坯摆剪传动系统，该系统通过并行集中控制方式进行传动控制，从而简化其结构型式，降低投资和使用维护成本。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种热轧板坯摆剪传动系统，包括电机、齿轮箱、剪切偏心曲轴传动机构与摆动偏心曲轴传动机构；剪切偏心曲轴传动机构主要由剪切偏心曲轴本体组成，剪切偏心曲轴本体上依次具有轴段Ⅰ、轴段Ⅱ、轴段Ⅲ、轴段Ⅳ与轴段Ⅴ，其中轴段Ⅱ与轴段Ⅳ均为偏心段，轴段Ⅲ居中设置且轴段Ⅱ与轴段Ⅳ对称设置在轴段Ⅲ的两端，轴段Ⅱ与轴段Ⅳ上各设有一个用于安装摆动框架的轴承座Ⅱ，轴承座Ⅱ上设有摆动偏心曲轴安装孔；摆动偏心曲轴传动机构主要由摆动偏心曲轴本体组成，摆动偏心曲轴本体的中部为偏心段，该偏心段对应设置在两个轴承座Ⅱ的摆动偏心曲轴安装孔内。

齿轮箱为单输入双输出齿轮箱，电机的输出端通过联轴器Ⅰ与齿轮箱的输入端相连接，齿轮箱的一个输出端通过联轴器Ⅱ与剪切偏心曲轴本体的传动侧相连，齿轮箱的另一个输出端通过联轴器Ⅲ与摆动偏心曲轴本体的传动侧相连；联轴器Ⅱ为齿式联轴器，联轴器Ⅲ为万向联轴器。

进一步，剪切偏心曲轴本体上的轴段Ⅱ与轴段Ⅳ的偏心距为R，轴承座Ⅱ上用于安装剪切偏心曲轴本体的安装孔与摆动偏心曲轴安装孔之间具有H距离的高差，摆动偏心曲轴本体上偏心段的偏心距为R+Hsinα°，α为设定的摆动角度。

进一步，α为9。

进一步，剪切偏心曲轴本体上的轴段Ⅰ与轴段Ⅴ对称设置在轴段Ⅲ的两端，轴段Ⅰ与轴段Ⅴ均通过轴承座Ⅰ安装在固定框架上；摆动偏心曲轴本体的两端对称设有轴承座Ⅲ、且该摆动偏心曲轴本体通过轴承座Ⅲ安装在固定框架上。

本发明的有益效果在于：

该系统通过采用单输入双输出结构型式的齿轮箱，可使两个输出轴具有相同的转速和转动方向；在输出转矩上，可根据不同需要合理分配两个输出轴的输出力矩比例。为适应其结构布置和力矩传递的不同需要，在一个输出轴与剪切偏心曲轴本体之间采用齿式联轴器、在另一个输出轴与摆动偏心曲轴本体之间采用万向联轴器，从而简化了其结构型式，降低投资和使用维护成本。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为热轧板坯摆剪传动系统应用示意图；

图2为轴承座Ⅱ与摆动框架的配合示意图；

图3为传动系统平面布置示意图；

图4为剪切偏心曲轴传动机构示意图；

图5摆动偏心曲轴传动机构示意图。

附图标记：

上剪切装置1、下剪切装置2、固定框架3、液压剪切装置4、热轧板坯摆剪传动系统5、摆动框架6；

热轧板坯摆剪传动系统中：电机51、齿轮箱52、剪切偏心曲轴传动机构53、摆动偏心曲轴传动机构54、联轴器Ⅰ55、联轴器Ⅱ56、联轴器Ⅲ57；

剪切偏心曲轴传动机构中：剪切偏心曲轴本体531、轴承座Ⅱ532、轴承座Ⅰ533；摆动偏心曲轴安装孔5321；

摆动偏心曲轴传动机构中：摆动偏心曲轴本体541、轴承座Ⅲ542；

剪切偏心曲轴本体中：轴段Ⅰ5311、轴段Ⅱ5312、轴段Ⅲ5313、轴段Ⅳ5314、轴段Ⅴ5315。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1～图5，本方案中的热轧板坯摆剪传动系统是热轧板坯连接装置的一部分，热轧板坯连接装置包括相对且高低布置的上剪切装置1与下剪切装置2、固定框架3、液压剪切装置4、摆动框架6以及该热轧板坯摆剪传动系统5。

热轧板坯摆剪传动系统5包括电机51、齿轮箱52、剪切偏心曲轴传动机构53与摆动偏心曲轴传动机构54。剪切偏心曲轴传动机构53主要由剪切偏心曲轴本体531组成，剪切偏心曲轴本体531上依次具有轴段Ⅰ5311、轴段Ⅱ5312、轴段Ⅲ5313、轴段Ⅳ5314与轴段Ⅴ5315，其中轴段Ⅱ5312与轴段Ⅳ5314均为偏心段，轴段Ⅰ5311、轴段Ⅲ5313与轴段Ⅴ5315均为非偏心段。轴段Ⅲ5313居中设置且轴段Ⅱ5312与轴段Ⅳ5314对称设置在轴段Ⅲ5313的两端，轴段Ⅱ5312与轴段Ⅳ5314上各设有一个用于安装摆动框架6的轴承座Ⅱ532，轴承座Ⅱ532上设有摆动偏心曲轴安装孔5321。摆动偏心曲轴传动机构54主要由摆动偏心曲轴本体541组成，摆动偏心曲轴本体541的中部为偏心段，该偏心段对应设置在两个轴承座Ⅱ532的摆动偏心曲轴安装孔5321内。

具体的，剪切偏心曲轴本体531上，轴段Ⅰ5311与轴段Ⅴ5315上设有轴承座Ⅰ533的安装位，剪切偏心曲轴本体531即通过这两个轴承座Ⅰ533安装在固定框架3上，固定框架3为剪切偏心曲轴本体531提供支撑。轴段Ⅱ5312与轴段Ⅳ5314上即设有轴承座Ⅱ532的安装位，通过轴承座Ⅱ532与摆动框架6相连接。轴段Ⅲ5313为液压剪切装置4的安装位，两个摆动框架6以及两个固定框架3沿剪切偏心曲轴本体531的中心线对称安装在液压剪切装置4的两侧。摆动偏心曲轴本体541的两端为非偏心段，其上设有轴承座Ⅲ542并通过轴承座Ⅲ542安装在固定框架3上。摆动偏心曲轴本体541的中部为偏心段，其对应安装在轴承座Ⅱ532的摆动偏心曲轴安装孔5321内。这里所指的中心线亦为上剪切装置1、下剪切装置2、固定框架3以及液压剪切装置4的中心线(见图1中的OO＇)。

本方案中的齿轮箱52为单输入双输出齿轮箱，电机51的输出端通过联轴器Ⅰ55与齿轮箱52的输入端相连接，齿轮箱52的一个输出端通过联轴器Ⅱ56与剪切偏心曲轴本体531的传动侧相连，齿轮箱52的另一个输出端通过联轴器Ⅲ57与摆动偏心曲轴本体541的传动侧相连；联轴器Ⅱ56为齿式联轴器，联轴器Ⅲ57为万向联轴器。

该传动系统中的齿轮箱采用了单输入双输出的结构型式，两个输出轴具有相同的转速和转动方向；在输出转矩分配上，剪切偏心轴输出力矩(即与剪切偏心曲轴本体531相连的输出轴)与摆动偏心轴输出力矩(即与摆动偏心曲轴本体541相连的输出轴)的比例为4:1。联轴器Ⅱ56用于实现齿轮箱52与剪切偏心曲轴本体之间的转矩传递，需要传递较大的转矩，故采用齿式联轴器。联轴器Ⅲ57用于实现齿轮箱与摆动偏心曲轴本体541之间的转矩传递，由于需要传递的转矩较小，同时为满足结构布置需求，故特别采用万向联轴器。本方案中剪切偏心曲轴传动机构53与摆动偏心曲轴传动机构54共用一个齿轮箱，实现了剪切偏心曲轴传动机构53与摆动偏心曲轴传动机构54的集中控制。

本方案中，位于剪切偏心曲轴本体531中部的两个轴段Ⅱ与轴段Ⅳ(偏心段)5312、5314是关于中心线OO＇对称设置的，两个偏心段5312、5314的偏心距均为R，这两个偏心段5312、5314用于安装摆动框架6，即两个摆动框架6通过轴承座Ⅱ532对称设置在剪切偏心曲轴本体531的偏心段5312与5314上。在电机51的驱动下，通过偏心段5312与5314驱动摆动框架6摆动，而液压剪切装置4是设置在轴段Ⅲ5313上，即剪切偏心曲轴本体531也为液压剪切装置4提供支撑。摆动偏心曲轴传动机构54中，轴承座Ⅲ542有两件，其沿中心线对称布置，通过轴承座Ⅲ542将摆动偏心曲轴本体541安装在固定框架3上，并为该摆动偏心曲轴本体541提供支撑。轴承座Ⅱ532上用于安装剪切偏心曲轴本体531的安装孔与摆动偏心曲轴安装孔5321之间具有H距离的高差，用于控制摆动角度。摆动偏心曲轴本体541上中部偏心段的偏心距为R+Hsinα°，α为设定的摆动角度，优选α的数值为9。

摆动偏心曲轴本体541的传动侧与联轴器Ⅲ57相连时，其连接端头处对应设有支座安装位，可以通过摆动偏心曲轴支座安装固定在固定框架上。摆动偏心曲轴本体541的中部为偏心位，偏心距为R+Hsin9°，该位又通过轴承座Ⅱ532与摆动框架6相连，在电机的驱动下，可实现摆动框架在±9°的范围内摆动。

本方案中的摆动框架为焊接钢结构，其通过轴承座Ⅱ532与剪切偏心曲轴本体531相连；同时为上剪切装置1与下剪切装置2提供支撑。轴承座Ⅱ532的旁侧设有摆动偏心曲轴安装孔5321，通过该摆动偏心曲轴安装孔5321实现了摆动偏心曲轴本体541偏心段的连接。

本方案中，固定框架3采用焊接钢结构型式，用于安装轴承座Ⅰ533和轴承座Ⅲ542，为剪切偏心曲轴传动机构53和摆动偏心曲轴传动机构54提供支撑。

该系统通过采用单输入双输出结构型式的齿轮箱，可使两个输出轴具有相同的转速和转动方向；在输出转矩上，可根据不同需要合理分配两个输出轴的输出力矩比例。为适应其结构布置和力矩传递的不同需要，在一个输出轴与剪切偏心曲轴本体531之间采用齿式联轴器、在另一个输出轴与摆动偏心曲轴本体541之间采用万向联轴器，从而简化了其结构型式，降低投资和使用维护成本。

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 (4)

1.一种热轧板坯摆剪传动系统，包括电机、齿轮箱、剪切偏心曲轴传动机构与摆动偏心曲轴传动机构；

剪切偏心曲轴传动机构包括剪切偏心曲轴本体，剪切偏心曲轴本体上依次具有轴段Ⅰ、轴段Ⅱ、轴段Ⅲ、轴段Ⅳ与轴段Ⅴ，其中轴段Ⅱ与轴段Ⅳ均为偏心段，轴段Ⅲ居中设置且轴段Ⅱ与轴段Ⅳ对称设置在轴段Ⅲ的两端，轴段Ⅱ与轴段Ⅳ上各设有一个用于安装摆动框架的轴承座Ⅱ，轴承座Ⅱ上设有摆动偏心曲轴安装孔；

摆动偏心曲轴传动机构包括摆动偏心曲轴本体，摆动偏心曲轴本体的中部为偏心段，该偏心段对应设置在两个轴承座Ⅱ的摆动偏心曲轴安装孔内；

其特征在于：齿轮箱为单输入双输出齿轮箱，电机的输出端通过联轴器Ⅰ与齿轮箱的输入端相连接，齿轮箱的一个输出端通过联轴器Ⅱ与剪切偏心曲轴本体的传动侧相连，齿轮箱的另一个输出端通过联轴器Ⅲ与摆动偏心曲轴本体的传动侧相连；联轴器Ⅱ为齿式联轴器，联轴器Ⅲ为万向联轴器。

2.根据权利要求1所述的热轧板坯摆剪传动系统，其特征在于：剪切偏心曲轴本体上的轴段Ⅱ与轴段Ⅳ的偏心距为R，轴承座Ⅱ上用于安装剪切偏心曲轴本体的安装孔与摆动偏心曲轴安装孔之间具有H距离的高差，摆动偏心曲轴本体上偏心段的偏心距为R+Hsinα︒，α为设定的摆动角度。

3.根据权利要求2所述的热轧板坯摆剪传动系统，其特征在于：α为9。

4.根据权利要求1～3任一所述的热轧板坯摆剪传动系统，其特征在于：剪切偏心曲轴本体上的轴段Ⅰ与轴段Ⅴ对称设置在轴段Ⅲ的两端，轴段Ⅰ与轴段Ⅴ均通过轴承座Ⅰ安装在固定框架上；摆动偏心曲轴本体的两端对称设有轴承座Ⅲ、且该摆动偏心曲轴本体通过轴承座Ⅲ安装在固定框架上。