CN113565935B - 一种线棒材双模块轧机变速箱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种线棒材双模块轧机变速箱，属于高速线棒材轧制设备领域；包括箱体，箱体上设有输入轴系、中间轴系、第一输出轴系、第二输出轴系和换挡机构；输入轴系包括两端支撑在箱体上的输入轴，输入轴沿其轴向顺次套设有第一输入齿轮、离合器内花键套和第二输入齿轮；第一输入齿轮和第二输入齿轮均通过轴套与输入轴转动连接，轴套的一端与箱体固定连接，另一端为悬臂端并设有轴承以与输入轴形成铰支结构。本发明的输入轴系采用轴套悬臂铰支结构，使得输入齿轮与输入轴分离，避免了锁止状态下轴承的微动磨损。
Description
技术领域
本发明属于高速线棒材轧制设备领域，涉及一种线棒材双模块轧机变速箱。
背景技术
双模块轧机是高速无扭线棒材精轧机组的一种，是基于优特钢减定径技术开发的超重型45°顶交悬臂轧机，两架轧机为一组模块，作为高速线材和高速棒材的精轧机和成品轧机，用于生产普碳钢、优特钢、弹簧钢、不锈钢等钢种和建筑用钢、结构用钢、机械用钢以及军工钢等各种用途钢材。
变速箱是双模块轧机组合中非常关键的配套设备，对于有多速比需求的产线，变速箱可以根据产品规格的不同，灵活调整电机与轧机之间的速比配置，实现产品规格、种类的灵活切换。
离合器换挡机构是双模块轧机变速箱中的关键核心部件，关乎着设备运行的稳定性。目前国际较为知名的冶金设备公司如MORGEN、DANIELI等均为各自模块化高速轧机配套开发了相应的变速箱，其结构各异，但功能雷同，都是为了满足客户更广泛的产品轧制规格。
现有双模块轧机变速箱存在的问题：1、齿轮与离合器花键采用整体式，增加了毛坯和机加工难度，也不能根据工况采用不同的热处理工艺；2、当齿轮直接套装在输入轴上，轴承内外圈都处于动载荷下，运行工况恶劣；离合器锁止时受载侧轴承相对静止，会导致轴承微动磨损失效；3、当齿轮采用空心结构两端增大跨距支承于箱体上，虽然解决了轴承受力问题，但箱体轴向尺寸将大大增加，且离合器换挡机构内置，结构复杂，维护不便；4、现有变速箱只能适应一种产线布置，这会增加双高线(棒)的备品备件数量，一定程度上增加维保成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种线棒材双模块轧机变速箱，以避免锁止状态下轴承的微动磨损。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种线棒材双模块轧机变速箱，包括箱体，箱体上设有输入轴系、中间轴系、第一输出轴系、第二输出轴系和换挡机构，第一输出轴系和第二输出轴系分别位于中间轴系的两侧；输入轴系包括两端支撑在箱体上的输入轴，输入轴的输入端设有花键以实现与联轴器的快速连接，输入轴沿其轴向顺次套设有第一输入齿轮、离合器内花键套和第二输入齿轮；第一输入齿轮和第二输入齿轮均通过轴套与输入轴转动连接，轴套的一端与箱体固定连接，另一端为悬臂端并设有轴承以与输入轴形成铰支结构；第一输入齿轮和第二输入齿轮靠近离合器内花键套的一端设有与离合器内花键套匹配的离合器外花键套；离合器内花键套相对于输入轴仅具有沿输入轴轴向移动的自由度，以实现在换挡机构的作用下能够沿输入轴轴向移动，并通过与对应离合器外花键套的连接实现输入轴与第一输入齿轮和第二输入齿轮之间的动力传递；中间轴系包括两端支撑在箱体上且与输入轴平行的中间轴，中间轴上设有分别与第一输入齿轮和第二输入齿轮啮合的第一中间齿轮和第二中间齿轮，以输出不同的速度；第一输出轴系包括两端支撑在箱体上且与输入轴平行的第一输出轴，第一输出轴上设有与第一中间齿轮啮合的第一输出齿轮，第一输出轴的输出端设有花键以实现与联轴器的快速连接；第二输出轴系包括两端支撑在箱体上且与输入轴平行的第二输出轴，第二输出轴上设有与第二中间齿轮啮合的第二输出齿轮，第二输出轴的输出端设有花键以实现与联轴器的快速连接。
可选地，所述第一输入齿轮和第二输入齿轮均通过轴承支撑在对应的轴套上。
可选地，所述第一输入齿轮和第二输入齿轮与对应的离合器外花键套之间为独立结构，离合器外花键套与第一输入齿轮和第二输入齿轮之间设有相互配合的牙嵌齿，并通过螺栓和止动垫圈连接固定。
可选地，所述换挡机构为轴向横移推拉式离合器换挡机构；箱体包括呈平行设置的两导向轴、与两导向轴连接且能够沿导向轴移动的拨叉、设置在拨叉上用于驱动离合器内花键套沿其轴向移动的拨叉头，以及与拨叉连接的换挡推杆。
可选地，所述拨叉头为多个且均布在呈半圆的环形面上。
可选地，所述第一输出轴和第二输出轴与中间轴之间的中心距不同。
可选地，所述第一输出轴系和第二输出轴系除第一输出轴与第二输出轴不同外，其余零部件均相同。
可选地，所述箱体、轴系、变速箱油路为左右对称结构以适应双模块轧机左、右线布置；箱体包括自下而上依次设置的下箱体、中箱体、上箱体和挡位观察座；输入轴系安装在下箱体上，中间轴系、第一输出轴系和第二输出轴系安装在中箱体上。
可选地，所述离合器外花键套上设有钢球锁止机构，钢球锁止机构位于开设在离合器外花键套限位段上且孔口朝向离合器内花键套的第一限位孔内，钢球锁止机构包括钢球、限位件和弹性伸缩机构，限位件上开设有孔径小于钢球直径的第二限位孔，钢球在弹性伸缩机构的作用下凸出第二限位孔以限制离合器内花键套的移动位置。
可选地，所述弹性伸缩机构包括顺次设置的柱销、碟簧组和调整垫片，柱销的另一端朝向钢球。
本发明的有益效果在于：
(1)输入轴系采用轴套悬臂铰支结构，使输入齿轮与输入轴实现了结构分离，在任一工作挡位下，轴承滚动体均处于运转状态，避免了锁止状态下轴承的微动磨损。
(2)离合器外花键套设有钢球锁止机构，避免了离合器花键偏载及高速运转时离心力作用下锁止钢球回弹导致的跳挡现象。
(3)采用轴向横移推拉式离合器换挡机构，克服了铰支拨叉换挡过程中的偏载现象和角度偏移造成的挡位指示不准问题。
(4)以牙嵌式把合结构实现了齿轮与离合器外花键套的结构分离，使离合器外花键套的热处理和加工性能全面提升。
(5)变速箱箱体、轴系、油路均采用左右对称的镜像设计，可适应双模块轧机左、右线布置，可降低备品备件数量及维保成本。
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为变速箱结构示意图；
图2为箱体结构示意图一；
图3为箱体结构示意图二；
图4为轴系布置示意图；
图5为输入轴系结构示意图；
图6为中间轴系结构示意图；
图7为第一输出轴系结构示意图；
图8为第二输出轴系结构示意图；
图9为换挡机构结构示意图，其中：图9-1为换挡机构的结构图，图9-2为图9-1的Ⅰ处局部放大图，图9-3为图9-1的Ⅱ处局部放大图，图9-4为换挡机构的挡位示意图；
图10为润滑配管结构示意图；
图11为双模块轧机左线布置示意图；
图12为双模块轧机右线布置示意图；
图13为离合器外花键套结构示意图；
图14为钢球锁止机构结构示意图。
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14，一种线棒材双模块轧机变速箱，包括箱体1000，箱体1000上设有输入轴系2100、中间轴系2200、第一输出轴系2300、第二输出轴系2400和换挡机构2500，第一输出轴系2300和第二输出轴系2400分别位于中间轴系2200的两侧；输入轴系2100包括两端支撑在箱体1000上的输入轴2101，输入轴2101的输入端设有花键以实现与联轴器的快速连接，输入轴2101沿其轴向顺次套设有第一输入齿轮2103-1(1#)、离合器内花键套2126和第二输入齿轮2110-3(3#)；第一输入齿轮2103-1和第二输入齿轮2110-3均通过轴套2111与输入轴2101转动连接，轴套2111的一端与箱体1000固定连接，另一端为悬臂端并设有轴承以与输入轴2101形成铰支结构；第一输入齿轮2103-1和第二输入齿轮2110-3靠近离合器内花键套2126的一端设有与离合器内花键套2126匹配的离合器外花键套2105；离合器内花键套2126相对于输入轴2101仅具有沿输入轴2101轴向移动的自由度，在换挡机构2500的作用下能够沿输入轴2101轴向移动，并通过与对应离合器外花键套2105的连接实现输入轴2101与第一输入齿轮2103-1和第二输入齿轮2110-3之间的动力传递；中间轴系2200包括两端支撑在箱体1000上且与输入轴2101平行的中间轴2201，中间轴2201上设有分别与第一输入齿轮2103-1和第二输入齿轮2110-3啮合的第一中间齿轮(2#)和第二中间齿轮(4#)，以输出不同的速度；第一输出轴系2300包括两端支撑在箱体1000上且与输入轴2101平行的第一输出轴2301，第一输出轴2301上设有与第一中间齿轮啮合的第一输出齿轮(5#)，第一输出轴2301的输出端设有花键以实现与联轴器的快速连接；第二输出轴系2400包括两端支撑在箱体1000上且与输入轴2101平行的第二输出轴2401，第二输出轴2401上设有与第二中间齿轮啮合的第二输出齿轮(6#)，第二输出轴2401的输出端设有花键以实现与联轴器的快速连接。
优选地，第一输入齿轮2103-1和第二输入齿轮2110-3均通过轴承支撑在对应的轴套2111上。
优选地，第一输入齿轮2103-1和第二输入齿轮2110-3与对应的离合器外花键套2105之间为独立结构，离合器外花键套2105与第一输入齿轮2103-1和第二输入齿轮2110-3之间设有相互配合的牙嵌齿，并通过螺栓和止动垫圈连接固定。
优选地，换挡机构2500为轴向横移推拉式离合器换挡机构；箱体1000包括呈平行设置的两导向轴2510、与两导向轴2510连接且能够沿导向轴2510移动的拨叉2504、设置在拨叉2504上用于驱动离合器内花键套2126沿其轴向移动的拨叉头2503，以及与拨叉2504连接的换挡推杆2514。
优选地，拨叉头2503为多个且均布在呈半圆的环形面上。
优选地，第一输出轴2301和第二输出轴2401与中间轴2201之间的中心距不同。
优选地，第一输出轴系2300和第二输出轴系2400除第一输出轴2301与第二输出轴2401不同外，其余零部件均相同。
优选地，箱体1000为左右对称结构以适应双模块轧机左、右线布置；箱体1000包括自下而上依次设置的下箱体1100、中箱体1200、上箱体1300和挡位观察座1400；输入轴系2100安装在下箱体1100上，中间轴系2200、第一输出轴系2300和第二输出轴系2400安装在中箱体1200上。
优选地，离合器外花键套2105上设有钢球锁止机构，钢球锁止机构位于开设在离合器外花键套限位段上且孔口朝向离合器内花键套2126的第一限位孔内，钢球锁止机构包括钢球2108-1、限位件2108-2和弹性伸缩机构，限位件2108-2上开设有孔径小于钢球直径的第二限位孔，钢球2108-1在弹性伸缩机构的作用下凸出第二限位孔以限制离合器内花键套2126的移动位置。
优选地，限位件2108-2为与离合器外花键套2105螺纹连接的空心螺柱，弹性伸缩机构包括顺次设置的柱销2108-3、碟簧组2108-4和调整垫片2108-5，柱销2108-3的另一端朝向钢球2108-1。
实施例1
如图1所示，一种线棒材双模块轧机变速箱，包括箱体1000、输入轴系2100、中间轴系2200、第一输出轴系2300、第二输出轴系2400、换挡机构2500、润滑配管4000及检测元件5000。
如图2、3所示，箱体1000沿中心线镜像对称，箱体轴承孔呈“丄”型布置，箱体集成了部分润滑油路功能，箱体1000由下箱体1100、中箱体1200、上箱体1300、挡位观察座1400组成，可适应双模块轧机左、右线布置。
如图4所示，轴系布置与箱体轴承孔对应，呈“丄”型布置，输入轴系2100位于中间轴系2200正上方，第一输出轴系2300与第二输出轴系2400分别位于中间轴系2200水平两侧，换挡机构2500位于输入轴系2100正上方，1#输入齿轮2103与中间轴2201上的2#齿轮啮合，3#输入齿轮2110与中间轴22014#齿轮啮合，第一输出轴23015#齿轮及第二输出轴24016#齿轮同时与中间轴2201上的4#齿轮啮合，换挡机构2500推动离合器内花键套2126在轴线移动，当锁定1#输入齿轮2103时为高速挡，挡锁定3#输入齿轮2110时为低速挡。
如图4、5所示，输入轴系2100由通过轴承2102支承于箱体1000的外花键输入轴2101，两侧与箱体固接的轴套2111，两侧分别通过轴承2127、轴承2123支承于轴套2111的1#输入齿轮2103、3#输入齿轮2110，与1#输入齿轮2103、3#输入齿轮2110固接的离合器外花键套2105以及空套在输入轴2101外花键上的离合器内花键套2126等组成；轴套2111为悬臂铰支结构，轴套2111固定端与箱体1000刚性固接，轴套2111悬臂端由轴承2128与输入轴2101形成铰支结构，具有较强的支承刚性；1#输入齿轮2103由轴承2127支承于轴套2111上，通过隔套2104调整轴向游隙，轴向采用隔圈2129及圆螺母2130锁止；3#输入齿轮2110由轴承2123支承于轴套2111上，通过隔套2109调整轴向游隙，轴向采用隔圈2129及圆螺母2130锁止；任一工作挡位下，轴承(2127、2123)滚动体均处于运转状态，避免了微动磨损的发生；离合器外花键套2105与1#输入齿轮2103及3#输入齿轮2110为分体组合结构，采用牙嵌式配合螺栓2106及止动垫圈2107把合固定，使离合器外花键套2105可以单独选材及热处理，可强化花键的使用寿命及离合器挡位定位精度；输入轴2101内置润滑油路及喷油孔，配合轴套2111的导油环槽，引导从进油管2118输入的润滑油分布至各润滑部位，轴套2122为PTFE材质，与进油管2118前端及输入轴2101配合组成动静密封，保证供油的稳定性，配合中箱体1200上的回油孔，形成完整的润滑回路；支承轴承2102为背对背安装，输入侧依靠卡簧2132固定，轴套2133套在输入轴2101上，一端抵紧卡簧2132，骨架油封2134与轴套2133配合防止润滑油泄漏，轴向游隙的调整由压盖2119及紧固螺栓2120完成，输入透盖2131与输入闷盖2115与轴承2102无接触，仅起密封定位作用，以螺钉2113及垫圈2114固定连接于箱体1000；输入联轴器与输入轴2101为花键连接，便于快速安装拆卸，联轴器由轴头压板2135及螺栓2136、垫圈2137固定于输入轴2101上。
如图4、6所示，中间轴2201上有2#、4#齿轮，2#齿轮与输入轴系2100中的1#输入齿轮2103啮合，为高速挡，4#齿轮与输入轴系2100中的3#输入齿轮2110啮合，为低速挡；4#齿轮同时与第一输出轴2301上的5#齿轮及第二输出轴2401上的6#齿轮啮合；轴承2205分别位于箱体1000两侧，负责承受中间轴2201的径向载荷，轴承2208负责限制中间轴2201的轴向运动；自由端的轴承2205安装于自由端轴承盒2204内，由自由端压盖2215通过拧紧螺钉2202固定轴承外圈，固定端的轴承2205安装于固定端轴承盒2206内，由固定端压盖2207通过拧紧螺钉2202固定轴承外圈；自由端轴承盒2204及固定端轴承盒2206均带止动凸台，与箱体1000止动环槽配合安装，中间轴闷盖2212紧贴轴承2208外圈实现轴向固定，轴端压板2209通过螺栓2210固定在中间轴2201上压紧轴承2208内圈，轴承2205与轴承2208内圈之间设有轴套2214；润滑油通过配管进入下箱体1100两侧的进油孔，自由端轴承盒2204、固定端轴承盒2206、自由端压盖2215及固定端压盖2207均内置润滑油道，喷油孔指向轴承2205及轴承2208的滚动体，实现对轴承的强制润滑，一部分润滑油直接泄入箱体，另一部分润滑油经下箱体1100上的回油孔回流箱体，形成完整的润滑回路。
如图4、7、8所示，第一输出轴系2300与第二输出轴系2400分别位于中间轴系2200两侧，除第一输出轴2301与第二输出轴2401不同外，两套输出轴系其余零部件均具备完全互换性；第一输出轴2301上的5#齿轮与中间轴2201上的4#齿轮啮合，通过1#轧机接轴向模块轧机1#机架传递扭矩；第二输出轴2401上的6#齿轮与中间轴2201上的4#齿轮啮合，通过2#轧机接轴向模块轧机2#机架传递扭矩；轴承2304分别位于箱体1000两侧，负责承受输出齿轮轴(2301、2401)的径向载荷，轴承2314负责限制输出齿轮轴(2301、2401)的轴向运动；自由端的轴承2304安装于轴承盒2303内，由自由端压盖2305通过拧紧螺钉固定轴承外圈，固定端的轴承2304安装于轴承盒2203内，由固定端压盖2302通过拧紧螺钉固定轴承外圈；轴承盒2303带止动凸台，与箱体1000止动环槽配合安装，闷盖2315紧贴轴承2214外圈实现轴向固定，轴端压板2316通过螺栓2317固定在输出齿轮轴(2301、2401)上压紧轴承2314内圈；输出联轴器为花键配合，便于快速安装拆卸，联轴器由轴头压板2307及螺栓2308、垫圈2309固定于输出轴(2301、2401)上；润滑油通过配管进入下箱体1100两侧的进油孔，轴承盒2303、固定端压盖2302及自由端压盖2305均内置润滑油道，喷油孔指向轴承2304及轴承2314的滚动体，实现对轴承的强制润滑，一部分润滑油直接泄入箱体，另一部分润滑油经下箱体1100上的回油孔回流箱体，形成完整的润滑回路。
如图4、9所示，换挡机构2500为轴向横移推拉式，镜像安装设计，可适应双模块轧机左、右线布置；拔叉2504采用双导向轴2510定位，导向轴2510支承于闷盖2502内孔，闷盖与箱体通过螺钉固定，油膜轴承2507由压盖2509固定，螺钉2508锁紧；拨叉头2503通过螺钉2522固定在拔叉2504上，三个拨叉头2503间隔90°布置，拔叉头2503卡槽与离合器内花键套2126上的环型凸台之间为间隙配合，运转时润滑油被喷射进入这些间隙，三拨叉头2503结构可使内花键套2126在切换挡位时受力均衡；推拨头2513固定在拨叉2504顶部的圆孔内，换挡推杆2514前端为螺杆，与推拨头2513的螺纹通孔配合安装，换挡推杆2514后端用轴承2515固定于箱体轴承孔内，轴承2515内圈与锁紧螺母2519之间设有隔套2520及垫圈2521，透盖2516安装有骨架密封圈2517，透盖压紧轴承2515外圈，用螺钉2518与箱体固定，另一侧闷盖2511用螺钉2518与箱体固定；挡位指针2505杆身固定于拨叉2504上的螺纹孔内，可根据轧线布置选择安装于任一导向轴2510上方，挡位指针2505箭头所指与挡位观察座1400中三条挡位刻度线相对应，当挡位指针2505杆身上部与挡位观察座1400上安装的三个接近开关对齐时，则向控制系统传送相应的挡位信号，显示变速箱目前的挡位状态；换挡推杆2514的末端为四方型面，换挡时需要用带有对应型面孔的特制扳手套入换挡推杆2514末端，通过旋转换挡推杆2514带动拨叉2504在导向轴2510上沿轴线横移，进而推动离合器内花键套2126的轴向位移及锁止，实现相应挡位的切换。
如图3、10所示，润滑配管4000由箱体外置管路、箱体内置管路4300、箱体润滑油道、轴系润滑油道、检测元件组成；箱体外置管路分为主管路4100与副管路4200，主管路一端为金属软管连接润滑油站或中间配管，另一端连接箱体内置管路4300在下箱体1100上的法兰座；主管路4100在前端分出一支路与副管路4200联通，副管路4200同时配有独立进油管，副管路4200独立进油管前端仍以金属软管连接润滑油站或中间配管，副管路4200配有球阀，当副管路4200单独进油时，球阀负责切断副管路4200与主管路4100之间的联通，当由主管路4100负责向副管路4200分配润滑油时，球阀打开联通与主管路4100之间的通道，同时以法兰盖封堵副管路4200的进油口；箱体内置管路4300由分配阀座及之间的联通管、轴承润滑配管及齿轮啮合喷油管组成，分配阀座负责将主管路4100送进来的润滑油向各润滑支路进行分配，其中一部分进入轴承润滑配管，经箱体润滑油道及轴系润滑油道到达轴承润滑部位，然后回流箱体，另一部分进入齿轮啮合喷油管，对啮合区的齿面进行润滑；副管路4200负责输入轴系2100的润滑，润滑油进入输入轴系2100后，从输入轴2101内置的润滑油路分配至各润滑部位，然后回流箱体；所有润滑油在回流箱体后，经下箱体1100回油口回流润滑油站，从而构成变速箱完整的润滑回路。
如图1、9、10所示，润滑配管4000在箱体外置管路上设有油流信号器及压力检测元件，在箱体1000回油孔设有温度检测元件，在输入轴系2100、第一输出轴系2300及第二输出轴系2400设有振动及加速度传感器，在挡位观察座1400上设有三挡位接近开关，以上构成变速箱检测元件5000，便于实时监测变速箱的运行状况。
如图11、12所示，本发明双模块轧机变速箱可适应双模块轧机左、右线布置。
本发明的箱体1000沿中心线镜像对称，可适应双模块轧机左、右线布置；输入轴系2100由通过轴承支承于箱体1000的外花键输入轴2101，两侧与箱体1000固接的轴套2111，两侧通过轴承支承于轴套2111的1#输入齿轮、3#输入齿轮，与1#输入齿轮、3#输入齿轮固接的离合器外花键套2105以及空套在输入轴2101外花键上的离合器内花键套2126组成，换挡机构2500推动离合器内花键套2126在轴线上的位移实现输入轴2101向任意一侧输入齿轮的动力传递，进而实现变速箱的速比分配；中间轴2201通过轴承支承于箱体1000上，中间轴2201上的2#齿轮、4#齿轮分别与1#输入齿轮、3#输入齿轮啮合；第一输出轴系2300、第二输出轴系2400位于中间轴系2200两侧，两侧输出齿轮轴上的5#齿轮和6#齿轮分别与中间轴2201上的4#齿轮啮合，通过不同的齿数比配置实现双模块轧机两个机架对轧制延伸率的工艺要求；换挡机构2500由拔叉、导向轴2510、换挡推杆2514等组成，通过换挡推杆2514推动输入轴2101上的离合器内花键套2126沿轴线移动，进而实现输入轴2101与1#输入齿轮或3#输入齿轮的同步锁止；变速箱为稀油强制润滑，润滑系统配置压力及温度检测，可适应双模块轧机左、右线布置；变速箱配置挡位检测元件以及输入、输出轴振动检测元件，可在线反馈离合器挡位及变速箱振动值。
本发明采用轴套悬臂铰支结构，具有较强的刚性，实现了离合器锁止状态下输入轴2101与输入齿轮支承结构的分离，既克服了输入齿轮安装在输入轴2101上支承轴承锁止状态下的微动磨损，又实现了轴向紧凑式布置；箱体1000全镜像设计，集成了部分润滑油路功能，可适应双模块轧机左、右线任意布置，极大简化了备件清单；同时集成测温、测振、挡位监测等功能，通过向控制系统发送检测数据，可实现运行状态在线监测，大大减轻了人工作业强度；轴向横移换挡机构2500没有角度偏差，配合外置钢球弹簧锁止，定位更精准，离合器花键均载效果好，使用寿命更长。
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 (9)
1.一种线棒材双模块轧机变速箱，其特征在于：包括箱体，箱体上设有输入轴系、中间轴系、第一输出轴系、第二输出轴系和换挡机构，第一输出轴系和第二输出轴系分别位于中间轴系的两侧；
输入轴系包括两端支撑在箱体上的输入轴，输入轴的输入端设有花键，输入轴沿其轴向顺次套设有第一输入齿轮、离合器内花键套和第二输入齿轮；第一输入齿轮和第二输入齿轮均通过轴套与输入轴转动连接，轴套的一端与箱体固定连接，另一端为悬臂端并设有轴承以与输入轴形成铰支结构；第一输入齿轮和第二输入齿轮靠近离合器内花键套的一端设有与离合器内花键套匹配的离合器外花键套；离合器内花键套相对于输入轴仅具有沿输入轴轴向移动的自由度，以实现在换挡机构的作用下能够沿输入轴轴向移动，并通过与对应离合器外花键套的连接实现输入轴与第一输入齿轮和第二输入齿轮之间的动力传递；
中间轴系包括两端支撑在箱体上且与输入轴平行的中间轴，中间轴上设有分别与第一输入齿轮和第二输入齿轮啮合的第一中间齿轮和第二中间齿轮，以输出不同的速度；
第一输出轴系包括两端支撑在箱体上且与输入轴平行的第一输出轴，第一输出轴上设有与第一中间齿轮啮合的第一输出齿轮，第一输出轴的输出端设有花键；
第二输出轴系包括两端支撑在箱体上且与输入轴平行的第二输出轴，第二输出轴上设有与第二中间齿轮啮合的第二输出齿轮，第二输出轴的输出端设有花键；
第一输入齿轮和第二输入齿轮均通过轴承支撑在对应的轴套上。
2.根据权利要求1所述的一种线棒材双模块轧机变速箱，其特征在于：所述第一输入齿轮和第二输入齿轮与对应的离合器外花键套之间为独立结构，离合器外花键套与第一输入齿轮和第二输入齿轮之间设有相互配合的牙嵌齿，并通过螺栓和止动垫圈连接固定。
3.根据权利要求1所述的一种线棒材双模块轧机变速箱，其特征在于：所述换挡机构为轴向横移推拉式离合器换挡机构；箱体包括呈平行设置的两导向轴、与两导向轴连接且能够沿导向轴移动的拨叉、设置在拨叉上用于驱动离合器内花键套沿其轴向移动的拨叉头，以及与拨叉连接的换挡推杆。
4.根据权利要求3所述的一种线棒材双模块轧机变速箱，其特征在于：所述拨叉头为多个且均布在呈半圆的环形面上。
5.根据权利要求1所述的一种线棒材双模块轧机变速箱，其特征在于：所述第一输出轴和第二输出轴与中间轴之间的中心距不同。
6.根据权利要求1所述的一种线棒材双模块轧机变速箱，其特征在于：所述第一输出轴系和第二输出轴系除第一输出轴与第二输出轴不同外，其余零部件均相同。
7.根据权利要求1所述的一种线棒材双模块轧机变速箱，其特征在于：所述箱体为左右对称结构以适应双模块轧机左、右线布置；箱体包括自下而上依次设置的下箱体、中箱体、上箱体和挡位观察座；输入轴系安装在下箱体上，中间轴系、第一输出轴系和第二输出轴系安装在中箱体上。
8.根据权利要求1所述的一种线棒材双模块轧机变速箱，其特征在于：所述离合器外花键套上设有钢球锁止机构，钢球锁止机构位于开设在离合器外花键套限位段上且孔口朝向离合器内花键套的第一限位孔内，钢球锁止机构包括钢球、限位件和弹性伸缩机构，限位件上开设有孔径小于钢球直径的第二限位孔，钢球在弹性伸缩机构的作用下凸出第二限位孔以限制离合器内花键套的移动位置。
9.根据权利要求8所述的一种线棒材双模块轧机变速箱，其特征在于：所述弹性伸缩机构包括顺次设置的柱销、碟簧组和调整垫片，柱销的另一端朝向钢球。
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