CN115446149A - 一种工作辊可独立升降的矫直机辊系及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种工作辊可独立升降的矫直机辊系及其使用方法，矫直机辊系包括多个工作辊和安装在矫直机牌坊上支架上的工作辊轴承座，工作辊两端安装在轴承上，轴承安装在工作辊轴承座上，每个工作辊的下方均设有支撑辊组，支撑辊组与工作辊密切接触，上支架下端固连有主支架，主支架内装有一组斜楔；支撑辊组沿工作辊长度方向设置有多组，支撑辊组安装在上斜楔顶端，工作辊轴承座下部设有蓄能装置，斜楔包括上斜楔和下斜楔，下斜楔靠近传动侧的一端连接有驱动装置。本发明通过驱动装置推动斜楔中的下斜楔直线运动，使下斜楔不同位置的斜面与上斜楔接触，从而带动支撑辊组和工作辊升降，可以实现单个工作辊的独立升降要求。

Description

一种工作辊可独立升降的矫直机辊系及其使用方法

技术领域

本发明属于钢铁热轧精整生产技术领域，具体涉及一种工作辊可独立升降的矫直机辊系及其使用方法。

背景技术

在钢铁领域热轧精整机组中，矫直机用于改善板形，消除残余应力，是提高产品质量的关键设备。矫直机由上下辊系、机架、传动系统等组成，在矫直钢板时，上下辊系的工作辊相互重叠，且入口侧的重叠量大于出口重叠量，从入口至出口，重叠量呈递减趋势。现有技术采用上辊系倾斜下辊系保持水平不动的方法来实现重叠量递减的要求的。

现有技术存在的问题是：1）工作辊固定不动，无法独立升降，当一个工作辊出现故障时，必须将辊系整体更换，灵活性差。2）满足不了对钢板平直度和残余应力最小化的要求，也满足不了从钢板中心到表面残余应力逐渐减少、 防止翘头和一道次矫直的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工作辊可独立升降的矫直机辊系，克服现有技术中存在的上述技术问题。

本发明的另一个目的在于提供一种工作辊可独立升降的矫直机辊系的使用方法，可以实现每个工作辊不同的升降高度要求。

为此，本发明提供的技术方案如下：

一种工作辊可独立升降的矫直机辊系，包括多个工作辊和安装在矫直机牌坊上支架上的工作辊轴承座，工作辊两端安装在轴承上，所述轴承安装在工作辊轴承座上，每个工作辊的下方均设有支撑辊组，所述支撑辊组与工作辊密切接触，所述上支架下端固连有主支架，所述主支架内装有一组斜楔，所述斜楔与工作辊一一对应；

所述斜楔包括上斜楔和下斜楔，所述支撑辊组沿工作辊长度方向设置有多组，所述支撑辊组安装在上斜楔顶端，所述工作辊轴承座下部设有蓄能装置，所述下斜楔靠近矫直机传动侧的一端连接有驱动装置，所述上斜楔的斜面与下斜楔的斜面接触安装，所述驱动装置用于带动下斜楔直线往复运动，使下斜楔沿上斜楔滑动。

所述支撑辊组包括底座和两个与工作辊轴线平行的支撑辊，两个支撑辊首尾相接错位布置，轴线之间有间距，所述两个支撑辊安装在底座上。

还包括控制系统和位移传感器，所述位移传感器安装在驱动装置上，所述位移传感器、驱动装置与控制系统电信号连接，所述控制系统用于实时采集位移传感器的位移数据并根据位移数据计算工作辊的升降高度。

所述蓄能装置包括导向碟簧和垫板，所述工作辊轴承座包括从上至下依次设置的安装座、中圆柱体和下圆柱体，所述中圆柱体的直径大于下圆柱体，所述中圆柱体穿过上支架上的安装孔，所述中圆柱体下端套设有套，所述中圆柱体与套内侧间隙配合，所述导向碟簧和垫片套在下圆柱体上，所述下圆柱体末端有螺纹，通过螺纹连接有螺母，所述垫片设于导向碟簧和和螺母之间。

所述驱动装置包括伺服油缸、接头一和接头二，所述下斜楔和接头一通过螺杆连接，所述接头一和接头二通过销轴连接，所述接头二与伺服油缸的活塞杆连接，所述伺服油缸的底座与油缸支座采用销轴连接。

所述牌坊的两侧安装有压板。

所述套为中空圆管结构，底部有法兰盘且中间开孔，所述套壁厚10-15mm。

一种工作辊可独立升降的矫直机辊系的使用方法，工作辊上升时，驱动装置推动下斜楔运动将上斜楔顶起升高，上斜楔将支撑辊组顶起升高，与此同时与支撑辊组密切接触的工作辊也被顶起升高，在工作辊被顶起升高时，导向碟簧被压缩并蓄能；

在驱动装置推动下斜楔运动过程中，位移传感器实时测量移动距离，控制系统实时采集移动距离，并通过该距离计算出工作辊的升起高度，当达到工作辊的升起高度后，控制系统发送信号给驱动装置，关闭驱动装置。

工作辊下降时，驱动装置拉动下斜楔运动，此时上斜楔下降，支撑辊组和工作辊在重力和导向碟簧的拉力下同时下降；

在驱动装置推动下斜楔运动过程中，位移传感器实时测量移动距离，控制系统实时采集移动距离，并通过该距离计算出工作辊的下降高度，当达到工作辊的下降高度后，控制系统发送信号给驱动装置，关闭驱动装置。

所述升起高度h通过下式计算得到：

h=l×tgα

式中，h为升降高度，mm；l为油缸伸缩长度，mm；α为下斜楔夹角。

本发明的有益效果是：

本发明提供的这种工作辊可独立升降的矫直机辊系，在每个工作辊下安装支撑辊组和一组斜楔，通过驱动装置推动斜楔中的下斜楔直线运动，使下斜楔不同位置的斜面与上斜楔接触，从而带动支撑辊组和工作辊升降，可以实现单个工作辊的独立升降要求。

支撑辊组中的两个支撑辊轴线错位布置，两个支撑辊外圆与工作辊的外圆同时相切，确保工作辊被稳定支撑，不偏离设计位置。通过工作辊轴承座下部的蓄能装置，可以确保工作辊两端的同步性下降，避免只依靠重力下降造成的卡顿。

该矫直机辊系通过控制系统实时采集位移传感器的位移值，通过控制伺服油缸活塞杆伸出或缩回的距离来控制工作辊升起或下降的高度，每个工作辊可以实现不同的升降高度。

矫直机使用过程中，通过对工作辊高度的独立调整，可以满足对钢板平直度和残余应力最小化的要求，也满足了从钢板中心到表面残余应力逐渐减少、 防止翘头和一道次矫直的要求。

下面将结合附图做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明的一种实施方式主视图；

图2是图1的A-A视图；

图3是图2的B-B视图；

图4是支撑辊组的一种实施方式主视图；

图5是图4的C-C视图；

图6是图2中Z处局部放大图。

图中：1、压板；2、螺栓一；3、上支架；4、主支架；5、螺栓二；6、工作辊；7、支撑辊组；8、上斜楔；9、下斜楔；10、螺杆；11、接头一；12、接头二；13、位移传感器；14、伺服油缸；15、油缸支座；16、工作辊轴承座；17、套；18、导向碟簧；19、垫板；20、螺母；21、支撑辊；22、U型安装口。

具体实施方式

以下由特定的具体实施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示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

实施例1：

本实施例提供了一种工作辊可独立升降的矫直机辊系，包括多个工作辊6和安装在矫直机牌坊上支架3上的工作辊轴承座16，工作辊6两端安装在轴承上，所述轴承安装在工作辊轴承座16上，每个工作辊6的下方均设有支撑辊组7，所述支撑辊组7与工作辊6密切接触，所述上支架3下端固连有主支架4，所述主支架4内装有一组斜楔，所述斜楔与工作辊6一一对应；

所述斜楔包括上斜楔8和下斜楔9，所述支撑辊组7沿工作辊6长度方向设置有多组，所述支撑辊组7安装在上斜楔8顶端，所述工作辊轴承座16下部设有蓄能装置，所述下斜楔9靠近矫直机传动侧的一端连接有驱动装置，所述上斜楔8的斜面与下斜楔9的斜面接触安装，所述驱动装置用于带动下斜楔9直线往复运动，使下斜楔9沿上斜楔8滑动。

根据需要，本发明的工作辊6有3-5个。如图3所示，每个工作辊6的下部设有支撑辊组7，支撑辊组7的辊面与工作辊6辊面密切接触，用于支撑工作辊6。每个工作辊6都对应设置一组斜楔，包括上斜楔8和下斜楔9，上斜楔8和下斜楔9共同安装在主支架4的机加工沟槽内并形成间隙配合，上斜楔8的斜面与下斜楔9的斜面接触安装，并能够滑动。

工作时，通过驱动装置推动斜楔中的下斜楔9直线运动，使下斜楔9不同位置的斜面与上斜楔8接触，从而带动支撑辊组7和工作辊6升降，可以实现单个工作辊6的独立升降要求。

本发明适应的工作辊6直径：145~230mm；工作辊6辊距：160~260mm；工作辊6辊数：3~17；适应的钢板宽度：最大4900mm；适应的钢板宽度：2~25mm。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种工作辊可独立升降的矫直机辊系，如图4和图5所示，所述支撑辊组7包括底座和两个与工作辊6轴线平行的支撑辊21，两个支撑辊21首尾相接错位布置，轴线之间有间距，所述两个支撑辊21安装在底座上。

支撑辊组7的底座加工有U型安装口22，支撑辊组7的U型安装口22安装在上斜楔8的上平面上。如图3所示，工作辊6的外圆与支撑辊组7的两个支撑辊21外圆同时相切，确保工作辊6被稳定支撑，不偏离设计位置。根据工作辊6的长度设置3~7组支撑辊组7。如图2所示，支撑辊组7为4组。

实施例3：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种工作辊可独立升降的矫直机辊系，还包括控制系统和位移传感器13，所述位移传感器13安装在驱动装置上，所述位移传感器13、驱动装置与控制系统电信号连接，所述控制系统用于实时采集位移传感器13的位移数据并根据位移数据计算工作辊6的升降高度。

工作时，控制系统实时采集位移传感器13检测的位移数据并根据位移数据计算工作辊6的升降高度，当达到工作辊6的升降高度时，控制系统发送信号给驱动装置，使驱动装置停止动作。可以实现自动化操作，效率高。

实施例4：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种工作辊可独立升降的矫直机辊系，如图2和图6所示，所述蓄能装置包括导向碟簧18和垫板19，所述工作辊轴承座16包括从上至下依次设置的安装座、中圆柱体和下圆柱体，所述中圆柱体的直径大于下圆柱体，所述中圆柱体穿过上支架3上的安装孔，所述中圆柱体下端套设有套17，所述中圆柱体与套17内侧间隙配合，所述导向碟簧18和垫片套在下圆柱体上，所述下圆柱体末端有螺纹，通过螺纹连接有螺母20，所述垫片设于导向碟簧18和和螺母20之间。

其中，套17为中空圆管结构，底部有法兰盘且中间开孔，套17壁厚10-15mm，全部表面精加工。

如图2所示，工作辊6两端设计有轴承、其密封件及工作辊轴承座16。该工作辊轴承座16的上端用于安装轴承和支撑工作辊6，中间段的圆柱体与套17内侧形成间隙配合，并能在其内部上下滑动，该工作辊轴承座16的下圆柱体用于安装导向碟簧18，末端设计有垫板19的安装位置和螺纹。

如图6所示，工作辊轴承座16的下圆柱体穿过套17底部的圆孔，中间段（中圆柱体）安装在套17内，并与其形成间隙配合。导向碟簧18和垫板19套装在工作辊轴承座16的下段（下圆柱体），螺母20将垫板19压紧在导向碟簧18上，同时给导向碟簧18施加一定的预紧力。垫板19将螺母20和导向碟簧18隔开，避免螺母20擦伤导向碟簧18。螺母20下端不与下斜楔9接触，螺母20位于下斜楔9正上方。

实施例5：

在实施例3的基础上，本实施例提供了一种工作辊可独立升降的矫直机辊系，所述驱动装置包括伺服油缸14、接头一11和接头二12，所述下斜楔9和接头一11通过螺杆10连接，所述接头一11和接头二12通过销轴连接，所述接头二12与伺服油缸14的活塞杆连接，所述伺服油缸14的底座与油缸支座15采用销轴连接。

如图2所示，位移传感器13一端与油缸底座用销轴连接，另一端与接头二12用销轴连接。

工作过程：如图2所示，伺服油缸14的活塞杆伸出，推动下斜楔9向前（图中为左）移动将上斜楔8顶起升高，上斜楔8将支撑辊组7顶起升高，与此同时与支撑辊组7密切接触的工作辊6也被顶起升高。在工作辊6被顶起升高时，导向碟簧18被压缩并蓄能。伺服油缸14活塞杆伸出时，与其连接的位移传感不断测量其伸出的距离，该距离可以间接计算出工作辊6的升起的高度。使用时可以通过控制伺服油缸14活塞杆伸出的距离来控制工作辊6升起的高度。每个工作辊6可以实现不同的升起高度。

伺服油缸14的活塞杆缩回，拉动下斜楔9向后（图中为右）移动，此时，上斜楔8下降，与上斜楔8连接的支撑辊组7和与支撑辊组7密切接触的工作辊6，在重力和导向碟簧18的拉力下同时下降，实现了工作辊6下降的功能。伺服油缸14活塞杆缩回时，与其连接的位移传感不断测量其缩回的距离，该距离可以间接计算出工作辊6下降的高度。使用时可以通过控制伺服油缸14活塞杆缩回的距离来控制工作辊6下降的高度。每个工作辊6可以实现不同的下降高度。

实施例6：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种工作辊可独立升降的矫直机辊系，所述牌坊的两侧安装有压板1。

如图1所示，压板1用螺栓固定在矫直机的牌坊上，用于限制辊系沿工作辊6长度方向串动。上支架3用螺栓一2和螺栓二5与主支架4连接。

实施例7：

本实施例提供了一种工作辊可独立升降的矫直机辊系的使用方法，工作辊6上升时，驱动装置推动下斜楔9运动将上斜楔8顶起升高，上斜楔8将支撑辊组7顶起升高，与此同时与支撑辊组7密切接触的工作辊6也被顶起升高，在工作辊6被顶起升高时，导向碟簧18被压缩并蓄能；

在驱动装置推动下斜楔9运动过程中，位移传感器13实时测量移动距离，控制系统实时采集移动距离，并通过该距离计算出工作辊6的升起高度，当达到工作辊6的升起高度后，控制系统发送信号给驱动装置，关闭驱动装置。

其中，升起高度h通过下式计算得到：

h=l×tgα

式中，h为升降高度，mm；l为油缸伸缩长度，mm；α为下斜楔9夹角。

实施例8：

在实施例7的基础上，本实施例提供了一种工作辊可独立升降的矫直机辊系的使用方法，工作辊6下降时，驱动装置拉动下斜楔9运动，此时上斜楔8下降，支撑辊组7和工作辊6在重力和导向碟簧18的拉力下同时下降；

在驱动装置推动下斜楔9运动过程中，位移传感器13实时测量移动距离，控制系统实时采集移动距离，并通过该距离计算出工作辊6的下降高度，当达到工作辊6的下降高度后，控制系统发送信号给驱动装置，关闭驱动装置。

综上所述，本发明可以实现单个工作辊6的独立升降要求，通过控制系统可以精确快速地控制工作辊6的升降高度，满足不同工作辊6的不同升降高度。

以上举例仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种工作辊可独立升降的矫直机辊系，其特征在于：包括多个工作辊和安装在矫直机牌坊上支架上的工作辊轴承座，工作辊两端安装在轴承上，所述轴承安装在工作辊轴承座上，每个工作辊的下方均设有支撑辊组，所述支撑辊组与工作辊密切接触，所述上支架下端固连有主支架，所述主支架内装有一组斜楔，所述斜楔与工作辊一一对应；

所述斜楔包括上斜楔和下斜楔，所述支撑辊组沿工作辊长度方向设置有多组，所述支撑辊组安装在上斜楔顶端，所述工作辊轴承座下部设有蓄能装置，所述下斜楔靠近矫直机的传动侧的一端连接有驱动装置，所述上斜楔的斜面与下斜楔的斜面接触安装，所述驱动装置用于带动下斜楔直线往复运动，使下斜楔沿上斜楔滑动。

2.根据权利要求1所述的一种工作辊可独立升降的矫直机辊系，其特征在于：所述支撑辊组包括底座和两个与工作辊轴线平行的支撑辊，两个支撑辊首尾相接错位布置，轴线之间有间距，所述两个支撑辊安装在底座上。

3.根据权利要求1所述的一种工作辊可独立升降的矫直机辊系，其特征在于：还包括控制系统和位移传感器，所述位移传感器安装在驱动装置上，所述位移传感器、驱动装置与控制系统电信号连接，所述控制系统用于实时采集位移传感器的位移数据并根据位移数据计算工作辊的升降高度。

4.根据权利要求1所述的一种工作辊可独立升降的矫直机辊系，其特征在于：所述蓄能装置包括导向碟簧和垫板，所述工作辊轴承座包括从上至下依次设置的安装座、中圆柱体和下圆柱体，所述中圆柱体的直径大于下圆柱体，所述中圆柱体穿过上支架上的安装孔，所述中圆柱体下端套设有套，所述中圆柱体与套内侧间隙配合，所述导向碟簧和垫片套在下圆柱体上，所述下圆柱体末端有螺纹，通过螺纹连接有螺母，所述垫片设于导向碟簧和和螺母之间。

5.根据权利要求3所述的一种工作辊可独立升降的矫直机辊系，其特征在于：所述驱动装置包括伺服油缸、接头一和接头二，所述下斜楔和接头一通过螺杆连接，所述接头一和接头二通过销轴连接，所述接头二与伺服油缸的活塞杆连接，所述伺服油缸的底座与油缸支座采用销轴连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种工作辊可独立升降的矫直机辊系，其特征在于：所述牌坊的两侧安装有压板。

7.根据权利要求4所述的一种工作辊可独立升降的矫直机辊系，其特征在于：所述套为中空圆管结构，底部有法兰盘且中间开孔，所述套壁厚10-15mm。

8.根据权利要求3所述的一种工作辊可独立升降的矫直机辊系的使用方法，其特征在于：工作辊上升时，驱动装置推动下斜楔运动将上斜楔顶起升高，上斜楔将支撑辊组顶起升高，与此同时与支撑辊组密切接触的工作辊也被顶起升高，在工作辊被顶起升高时，导向碟簧被压缩并蓄能；

在驱动装置推动下斜楔运动过程中，位移传感器实时测量移动距离，控制系统实时采集移动距离，并通过该距离计算出工作辊的升起高度，当达到工作辊的升起高度后，控制系统发送信号给驱动装置，关闭驱动装置。

9.根据权利要求8所述的一种工作辊可独立升降的矫直机辊系的使用方法，其特征在于：工作辊下降时，驱动装置拉动下斜楔运动，此时上斜楔下降，支撑辊组和工作辊在重力和导向碟簧的拉力下同时下降；

在驱动装置推动下斜楔运动过程中，位移传感器实时测量移动距离，控制系统实时采集移动距离，并通过该距离计算出工作辊的下降高度，当达到工作辊的下降高度后，控制系统发送信号给驱动装置，关闭驱动装置。

10.根据权利要求8所述的一种工作辊可独立升降的矫直机辊系的使用方法，其特征在于：所述升起高度h通过下式计算得到：

h=l×tgα

式中，h为升降高度，mm；l为油缸伸缩长度，mm；α为下斜楔夹角。

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