CN116673340A - 轧机、轧机工作辊轴向防窜装置、防窜结构及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轧机工作辊轴向防窜装置、防窜结构、轧机以及防窜装置的应用方法，该防窜装置包括防窜卡板和单作用弹簧液压缸，单作用弹簧液压缸包括缸体、活塞、活塞杆和防窜弹簧，活塞滑设在缸体内，活塞杆一端连接在活塞上、另一端伸出至缸体外并与防窜卡板连接，防窜弹簧设于缸体的无杆腔内并且两端分别与缸体内的抵接部以及活塞抵接，于缸体上设有与有杆腔连通的油口，通过单作用弹簧液压缸驱动防窜卡板在工作位与待机位之间横移活动。本发明利用单作用弹簧液压缸作为防窜卡板的驱动设备，只需检测有杆腔内的压力即可检测到防窜卡板的位置，具有设备结构简单、防窜卡板定位精度高、安全可靠、节能高效等特点。

Description

轧机、轧机工作辊轴向防窜装置、防窜结构及其应用方法

技术领域

本发明属于轧机技术领域，具体涉及一种轧机工作辊轴向防窜装置、包括该轧机工作辊轴向防窜装置的轧机工作辊轴向防窜结构、配置有该轧机工作辊轴向防窜结构的轧机以及上述轧机工作辊轴向防窜装置的应用方法。

背景技术

带钢在轧辊的作用下完成轧制过程，从金属流动角度来看，轧制过程轧件的金属都会产生两个方向的流动，即沿轧制方向的纵向流动和沿轧辊辊身长度方向的横向流动，其中沿轧辊辊身方向的横向流动是导致凸度不均的主要原因，一般通过对轧辊施加横向力来控制，但施加横向力会导致轧辊产生轴向窜动，如果不对轧辊轴向窜动加以限制会导致轧制事故，且频繁的窜动也会直接带来工作辊轴承的寿命直线下降。

目前，工作辊轴向防窜一般采用双作用液压活塞缸，生产期间是否锁紧只能依靠外置的接近开关来检测，但是该区域的工作环境十分恶劣，不仅有高温的轧件高温水蒸气、氧化铁皮灰尘等，还有剧烈的振动，这些因素都会影响接近开关的信号，而一旦接近开关误报信号，除了生产轧制时的事故之外，还会在换辊的时候导致轧辊撞击卡板和换辊失败的问题。

发明内容

本发明涉及一种轧机工作辊轴向防窜装置、包括该轧机工作辊轴向防窜装置的轧机工作辊轴向防窜结构、配置有该轧机工作辊轴向防窜结构的轧机以及上述轧机工作辊轴向防窜装置的应用方法，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明涉及一种轧机工作辊轴向防窜装置，包括防窜卡板和卡板驱动机构，所述防窜卡板可活动地安装在轧机牌坊上并且位于工作辊轴承座附近，所述卡板驱动机构安装在所述轧机牌坊上并且与所述防窜卡板连接，以致所述防窜卡板具有伸入至工作辊轴承座窜动路径上的工作位以及离开工作辊轴承座窜动路径的待机位；所述卡板驱动机构包括单作用弹簧液压缸，所述单作用弹簧液压缸包括缸体、活塞、活塞杆和防窜弹簧，所述活塞滑设在所述缸体内，所述活塞杆一端连接在所述活塞上、另一端伸出至缸体外并与所述防窜卡板连接，所述防窜弹簧设于所述缸体的无杆腔内并且两端分别与缸体内的抵接部以及所述活塞抵接，于所述缸体上设有与有杆腔连通的油口。

作为实施方式之一，所述活塞上设有伸入至无杆腔内的导向杆，所述防窜弹簧套装在所述导向杆上。

作为实施方式之一，所述无杆腔内还设有与所述导向杆进行滑动配合的导向套，所述导向套通过骑缝螺钉装配在缸体内壁上。

作为实施方式之一，所述单作用弹簧液压缸还包括用于防止防窜弹簧过度压缩的限位单元，所述限位单元设置在所述缸体的无杆侧端部上并且与所述导向杆配合。

作为实施方式之一，所述限位单元包括设置在所述缸体的无杆侧端部上的止位销，所述止位销的轴线与所述活塞杆的轴线平行，在所述导向杆的端部设有与所述止位销配合的销槽，其中，所述止位销的长度大于所述销槽的槽深。

作为实施方式之一，所述防窜卡板通过多个紧定螺柱约束在所述轧机牌坊上，其中，所述紧定螺柱的轴向平行于工作辊的轴向，所述紧定螺柱上螺接的压紧螺母与所述防窜卡板的板面之间具有间隙，于所述防窜卡板上匹配性地设有多个腰圆槽，各所述紧定螺柱一一对应地穿过各所述腰圆槽，所述腰圆槽的长度方向与所述防窜卡板的活动方向平行。

作为实施方式之一，所述紧定螺柱上套设有支承套，所述支承套被夹设在所述压紧螺母与轧机牌坊之间；所述支承套的外壁采用阶梯轴结构，并且其阶梯面与所述防窜卡板的板面之间具有所述间隙。

本发明还涉及一种轧机工作辊轴向防窜结构，包括分列于轧机传动侧和轧机操作侧的两组轴向防窜模块，所述轴向防窜模块包括两套上述的轧机工作辊轴向防窜装置，每组轴向防窜模块的两块防窜卡板分列于工作辊轴线两侧。

本发明还涉及一种轧机，包括上工作辊和下工作辊，所述上工作辊和/或所述下工作辊配置有上述的轧机工作辊轴向防窜结构。

本发明还涉及上述轧机工作辊轴向防窜装置的应用方法，包括：通过检测所述有杆腔的压力，判断所述防窜卡板的位置，具体地，当有杆腔内的压力增大到第一预设压力时，防窜卡板处于待机位，当有杆腔内的压力减小到第二预设压力时，防窜卡板处于工作位。

本发明至少具有如下有益效果：

本发明中，利用单作用弹簧液压缸作为防窜卡板的驱动设备，在占大部分工况的生产模式下利用防窜弹簧的作用力将防窜卡板可靠地锁住工作辊轴承座，在换辊等工况下向单作用弹簧液压缸的有杆腔通油将防窜弹簧进一步压缩即可，只需检测有杆腔内的压力即可检测到防窜卡板的位置；因此，本发明具有设备结构简单、防窜卡板定位精度高、安全可靠、节能高效等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的轧机工作辊轴向防窜结构示意图；

图2为图1中A-A剖视图；

图3为图2中M部分的放大示意图；

图4为图2中N部分的放大示意图。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1和图2，本发明实施例提供一种轧机工作辊轴向防窜装置，包括防窜卡板21和卡板驱动机构，所述防窜卡板21可活动地安装在轧机牌坊上并且位于工作辊轴承座11附近，所述卡板驱动机构安装在所述轧机牌坊上并且与所述防窜卡板21连接，以致所述防窜卡板21具有伸入至工作辊轴承座11窜动路径上的工作位以及离开工作辊轴承座11窜动路径的待机位。

优选地，如图2，所述卡板驱动机构包括单作用弹簧液压缸22，所述单作用弹簧液压缸22包括缸体221、活塞222、活塞杆223和防窜弹簧224，所述活塞222滑设在所述缸体221内，所述活塞杆223一端连接在所述活塞222上、另一端伸出至缸体221外并与所述防窜卡板21连接，所述防窜弹簧224设于所述缸体221的无杆腔内并且两端分别与缸体221内的抵接部以及所述活塞222抵接，于所述缸体221上设有与有杆腔连通的油口229。

其中，防窜卡板21滑动设置在轧机牌坊上，滑动方向显然与活塞杆223的轴向平行。在其中一个实施例中，防窜卡板21设置在弯辊块上，设备集成度高，更为重要地，由于弯辊块的作用对象即为工作辊轴承座11，因此，上述结构可以提高防窜卡板21的位置准确性，从而提高防窜卡板21与工作辊轴承座11之间的配合精度。

在其中一个实施例中，如图1和图2，防窜卡板21采用矩形板，其一侧边部与活塞杆223连接，另一侧边部则用于发挥防窜作用，定义该侧边部为防窜卡板21的工作端。可以在弯辊块上匹配性地设置槽型滑轨，以对该防窜卡板21的滑动进行导向。

其中，优选地，如图2，防窜卡板21的工作端设计有防窜台阶，该防窜台阶位于该工作端的靠近工作辊辊面的一侧，该防窜台阶的台阶开口朝向工作辊轴承座11；该防窜台阶用于与工作辊轴承座11配合，例如可以在工作辊轴承座11上匹配性地设置承抵台阶。

进一步优选地，如图2，在上述防窜台阶上设有耐磨衬板214，该耐磨衬板214安设在防窜台阶的工作面上；该耐磨衬板214包括但不限于采用自润滑黄铜材质，例如采用ZZRH自润滑黄铜制备而成，可保证其使用寿命。进一步地，耐磨衬板214与防窜台阶的工作面之间夹设有调整垫215，通过调节该调整垫215的厚度，可以达到对工作辊轴向浮动量的控制效果，这种方式方便快捷、易于控制，可以保证对工作辊轴向窜动量的精确控制。

一般地，防窜卡板21处于工作位时，其与工作辊轴承座11抵紧，能可靠地对工作辊进行限位防窜；而通过上述防窜台阶与工作辊轴承座11上的承抵台阶配合，能进一步提高对工作辊的轴向约束效果。

上述单作用弹簧液压缸22优选为固定在轧机牌坊上，例如缸体221通过多颗紧固螺钉/螺栓把合在轧机牌坊上；另外，缸体221可以采用定位键2212定位的方式与轧机牌坊配合连接。

上述单作用弹簧液压缸22与防窜卡板21之间优选为铰接，例如通过连接销将活塞杆223端部的液压缸耳环与防窜卡板21连接在一起；该连接销优选为通过防转卡板216约束从而使其固定在防窜卡板21上。

在其中一个实施例中，如图2和图3，所述活塞222上设有伸入至无杆腔内的导向杆225，所述防窜弹簧224套装在所述导向杆225上，可以保证防窜弹簧224仅产生轴向伸缩活动。其中，防窜弹簧224的内环直径与导向杆225的直径之间适配，例如使防窜弹簧224与导向杆225之间形成间隙配合关系。

上述防窜弹簧224优选为采用碟簧。

进一步优选地，如图2和图3，所述无杆腔内还设有与所述导向杆225进行滑动配合的第一导向套226，通过第一导向套226与导向杆225配合，可以进一步提高防窜弹簧224及活塞杆223的活动顺畅性和活动精度；其中，上述防窜弹簧224可以抵接在该第一导向套226上。在其中一个实施例中，如图2和图3，所述第一导向套226通过骑缝螺钉227装配在缸体221内壁上。

进一步地，所述单作用弹簧液压缸22还包括用于防止防窜弹簧224过度压缩的限位单元，所述限位单元设置在所述缸体221的无杆侧端部(例如为缸体221的后端盖2211)上并且与所述导向杆225配合。在其中一个实施例中，如图2和图3，在缸体221的端部设有止位销228，该止位销228的轴线与活塞杆223的轴线平行，在导向杆225的端部设有与止位销228配合的销槽，其中，止位销228的长度大于销槽的槽深，二者之间的差值可以根据实际需要(例如对于防窜弹簧224压缩量的设定)进行确定；上述止位销228既可以起到防止防窜弹簧224过度压缩的作用，又可以对导向杆225起到导向作用，从而有效地提高防窜弹簧224以及活塞杆223的活动顺畅性及位移精度。

进一步地，第一导向套226与导向杆225之间设有第一密封结构，可以提高单作用弹簧液压缸22的工作可靠性。可选地，如图2和图3，在第一导向套226上设有至少一个环形密封槽，有多个密封槽时，各密封槽沿导向杆225的轴向依次设置，在密封槽中设置密封圈23，可达到密封效果，防尘防漏油。

进一步地，如图2和图4，在缸体221的前端(为缸体221的靠近防窜卡板21的一端)设有第二导向套2213，活塞杆223与该第二导向套2213滑动配合，可以提高活塞杆223的活动顺畅性和和活动精度。其中，优选地，在缸体221的前端开设安装槽，第二导向套2213固定在该安装槽内，例如，该第二导向套2213通过骑缝螺钉227装配在安装槽内。进一步地，第二导向套2213与导向杆225之间设有第二密封结构，可以提高单作用弹簧液压缸22的工作可靠性；如图2和图4，在第二导向套2213上设有至少一个环形密封槽，有多个密封槽时，各密封槽沿导向杆225的轴向依次设置，在密封槽中设置密封圈23，可达到密封效果，防尘防漏油。

通过第一密封结构、第二密封结构以及液压缸自身配置的密封圈23，可以实现单作用弹簧液压缸22的多级密封，保证该单作用弹簧液压缸22的工作可靠性。

在其中一个实施例中，如图1和图2，所述防窜卡板21通过多个紧定螺柱211约束在所述轧机牌坊上，其中，所述紧定螺柱211的轴向平行于工作辊的轴向，所述紧定螺柱211上螺接的压紧螺母212与所述防窜卡板21的板面之间具有间隙，于所述防窜卡板21上匹配性地设有多个腰圆槽，各所述紧定螺柱211一一对应地穿过各所述腰圆槽，所述腰圆槽的长度方向与所述防窜卡板21的活动方向平行。

其中，对于防窜卡板21固定在弯辊块的情况，上述紧定螺柱211螺接在弯辊块上。

优选地，如图2，紧定螺柱211上还套设有支承套213，该支承套213被夹设在压紧螺母212与轧机牌坊/弯辊块之间，也即通过压紧螺母212螺接在紧定螺柱211上从而使支承套213把合在轧机牌坊/弯辊块上。其中，支承套213的外壁优选为采用阶梯轴结构，其大直径段的直径大于腰圆槽的槽宽，从而能对防窜卡板21形成约束；相应地，该支承套213的外壁的阶梯面与防窜卡板21的板面之间具有间隙。

上述间隙控制在较小范围内，可以实现轧制时工作辊的轴向力全部传递到紧定螺柱211乃至轧机弯辊块上，使得单作用弹簧液压缸22不受力，又确保防窜卡板21可以自如地横移活动。优选地，上述间隙在1.5mm以下，例如为0.5～1.5mm；进一步优选地，在精轧机组中，对于上游轧机，上述间隙为1～1.5mm，对于下游轧机，上述间隙为0.5～1mm，可以达到更好的轴向防窜效果以及更长的液压缸使用寿命。

优选地，上述腰圆槽的长度略大于防窜卡板21的横移活动行程，例如二者的差值控制在4～8mm。

优选地，防窜卡板21与弯辊块/轧机牌坊之间的接触面上还设置有干油润滑油槽，以确保整个防窜卡板21窜动过程中的灵活自如，该干油润滑油槽可以是“回”字形等形状。

使用时，基于防窜弹簧224的作用，可使防窜卡板21处于工作位，起到防止工作辊轴向窜动的作用；当需要防窜卡板21收回时，例如需要换辊等作业时，通过油口229向有杆腔进油，使活塞222向防窜弹簧224一侧活动、防窜弹簧224收缩，从而可通过活塞杆223带动防窜卡板21活动。

其中，通过检测有杆腔的压力，即可判断防窜卡板21的位置，具体地，当有杆腔内的压力增大到第一预设压力时，防窜卡板21处于待机位，当有杆腔内的压力减小到第二预设压力时，防窜卡板21处于工作位；通过有杆腔内的压力变化情况，可以判断防窜卡板21所处的具体位置。可见，上述检测方式准确可靠，不会出现误判、漏判等问题，有效地提高轧机工作的可靠性和安全性。

另外，当结合接近开关等检测元件时，可以有效地提高防窜卡板21位置检测的准确性。

实施例二

如图1，本发明实施例提供一种轧机工作辊轴向防窜结构，包括分列于轧机传动侧和轧机操作侧的两组轴向防窜模块，所述轴向防窜模块包括两套上述实施例一所提供的轧机工作辊轴向防窜装置，每组轴向防窜模块的两块防窜卡板21分列于工作辊轴线两侧。

每组轴向防窜模块中，两组防窜卡板21可以同时位于工作位，对于工作辊的防窜效果更好，同时也能保证防窜卡板21及工作辊的受力均匀性。当然也可以仅使一组防窜卡板21位于工作位，另一防窜卡板21位于待机位，这样可以便于轴向防窜装置的检修维护。

实施例三

本发明实施例提供一种轧机，包括上工作辊和下工作辊，其中，上工作辊和/或下工作辊配置有上述实施例二所提供的轧机工作辊轴向防窜结构。

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)

1.一种轧机工作辊轴向防窜装置，其特征在于：包括防窜卡板和卡板驱动机构，所述防窜卡板可活动地安装在轧机牌坊上并且位于工作辊轴承座附近，所述卡板驱动机构安装在所述轧机牌坊上并且与所述防窜卡板连接，以致所述防窜卡板具有伸入至工作辊轴承座窜动路径上的工作位以及离开工作辊轴承座窜动路径的待机位；所述卡板驱动机构包括单作用弹簧液压缸，所述单作用弹簧液压缸包括缸体、活塞、活塞杆和防窜弹簧，所述活塞滑设在所述缸体内，所述活塞杆一端连接在所述活塞上、另一端伸出至缸体外并与所述防窜卡板连接，所述防窜弹簧设于所述缸体的无杆腔内并且两端分别与缸体内的抵接部以及所述活塞抵接，于所述缸体上设有与有杆腔连通的油口。

2.如权利要求1所述的轧机工作辊轴向防窜装置，其特征在于：所述活塞上设有伸入至无杆腔内的导向杆，所述防窜弹簧套装在所述导向杆上。

3.如权利要求2所述的轧机工作辊轴向防窜装置，其特征在于：所述无杆腔内还设有与所述导向杆进行滑动配合的导向套，所述导向套通过骑缝螺钉装配在缸体内壁上。

4.如权利要求2所述的轧机工作辊轴向防窜装置，其特征在于：所述单作用弹簧液压缸还包括用于防止防窜弹簧过度压缩的限位单元，所述限位单元设置在所述缸体的无杆侧端部上并且与所述导向杆配合。

5.如权利要求4所述的轧机工作辊轴向防窜装置，其特征在于：所述限位单元包括设置在所述缸体的无杆侧端部上的止位销，所述止位销的轴线与所述活塞杆的轴线平行，在所述导向杆的端部设有与所述止位销配合的销槽，其中，所述止位销的长度大于所述销槽的槽深。

6.如权利要求1所述的轧机工作辊轴向防窜装置，其特征在于：所述防窜卡板通过多个紧定螺柱约束在所述轧机牌坊上，其中，所述紧定螺柱的轴向平行于工作辊的轴向，所述紧定螺柱上螺接的压紧螺母与所述防窜卡板的板面之间具有间隙，于所述防窜卡板上匹配性地设有多个腰圆槽，各所述紧定螺柱一一对应地穿过各所述腰圆槽，所述腰圆槽的长度方向与所述防窜卡板的活动方向平行。

7.如权利要求6所述的轧机工作辊轴向防窜装置，其特征在于：所述紧定螺柱上套设有支承套，所述支承套被夹设在所述压紧螺母与轧机牌坊之间；所述支承套的外壁采用阶梯轴结构，并且其阶梯面与所述防窜卡板的板面之间具有所述间隙。

8.一种轧机工作辊轴向防窜结构，包括分列于轧机传动侧和轧机操作侧的两组轴向防窜模块，其特征在于：所述轴向防窜模块包括两套权利要求1至7中任一项所述的轧机工作辊轴向防窜装置，每组轴向防窜模块的两块防窜卡板分列于工作辊轴线两侧。

9.一种轧机，包括上工作辊和下工作辊，其特征在于：所述上工作辊和/或所述下工作辊配置有权利要求8所述的轧机工作辊轴向防窜结构。

10.如权利要求1至7中任一项所述的轧机工作辊轴向防窜装置的应用方法，其特征在于：通过检测所述有杆腔的压力，判断所述防窜卡板的位置，具体地，当有杆腔内的压力增大到第一预设压力时，防窜卡板处于待机位，当有杆腔内的压力减小到第二预设压力时，防窜卡板处于工作位。