CN1270086A - 一种单传动输入轴可调式三辊(120°y型)轧机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在生产线上可调辊缝的三辊轧机,其特征是三个互成120°的轧辊系统靠单一输入传动轴通过两对轴向可调位的螺旋锥轮齿达到同步旋转,轧辊径向调整是靠辊系(轧辊、轴、轴承、螺旋锥齿轮)装在内孔偏心量a,外圆有变位蜗轮的轴承套(4)中;转动与蜗轮相啮合的蜗杆(3),达到调整轧辊径向的目的,4根蜗杆靠链轮,链条将其串联,用以达到同步旋转及同步调整三个辊缝的目的。而且可以实现自动遥控轧件尺寸,本发明轧机使用效果与德国KOCKS公司最新的RSB轧机相仿。但造价仅是它的1/10左右,这对普遍推广的三辊轧机极为有利。

Description

一种单传动输入轴可调式三辊(120°Y型)轧机

本发明涉及一种单传动输入轴，轧辊辊缝在生产线上可随时调整的三辊(120°Y型)轧机，以下简称可调式三辊轧机，它适用各种金属棒材、线材、管材的轧制，尤其有利于难变形金属及合金的轧制。

三辊120°轧机(简称KOCKS轧机)其历史是由德国Hilden，FRIEDRICH KOCKSGMBH&Co.首创于1947年，用于无缝管和焊管的张力减径机。1954年用于棒线材的三辊减径和定径机组。早期的张力减径机和棒线材减径和定径机(PSB)均属单根输入轴，通过螺旋锥齿轮，使三根轧辊轴同步转动，见图1。因此，这种三辊轧机轧辊为固定直径，不可调整的(只能在装配时微调)孔型磨损后只能采用小孔型的轧制道次机架的轧辊加工后，移到大孔型的轧制道次上使用(保持轧辊中心径不变)。这种轧机虽然精度极高。但是，轧辊的不可调整，大大限制了这种轧机的使用效果，并大大增加了备用机架的数量。1984年，KOCKS公司开发出新的减径定径机组(RSB)采用三个传动输入轴，每个轧辊均为可调整的，径向调整量为10mm，轴向调整量为0.5mm。这种新轧机确实具有使用方便灵活的优点，效果特佳。见图6，但是这种新型RSB轧机由于120°三根输入轴分别传动。其传动齿轮箱比较复杂，庞大、笨重，它带来了设备重量大，使用维护复杂，造价高的特点。一套3至5机架的215至370辊径的RSB机组的售价为350至600万美元之巨。因此，它也限制了该轧机的普遍使用。它的投资费用让用户望而却步，使它的优越性大打折扣。

现有的三辊轧机由于其轧辊(辊环)呈Y型120°布置的结构特点，在轧制棒材、线材、管材及它们的难变形金属中显示其突出优点：(1)它是三向压缩，如果交替轧制呈六向压缩，图1为上传动三辊轧机；图2为下传动三辊轧机，它们交替压缩轧件，因此变形及冷却较均匀。(2)劈头显著减少，堆料事故也少，图3中1-为普通轧机轧出的端头为劈头；2-为三辊轧机轧出的端头为园头。(3)在三辊轧机中采用三角孔型系统属“同形孔型”各道不大改变轧件形状，因此，孔型磨损均匀，连轧中轧件断面各处张力也较均匀；三辊轧机轧出的成品精度极高，其尺寸公差可达±0.1mm。

三辊轧机的上述优点，理应推广此类轧机，但是，由于其结构特点，又限制了它的广泛使用；(1)三辊轧机的三个轧辊采用不可调整的结构，见图1和图5。虽然相对来说，结构较简单，易加工制造，造价也低，但是，由于轧辊不可调整，当轧辊装机后，各种误差及弹性变形无法弥补，积累误差及轧辊轧制一段时间磨损后无法补救，既影响轧件尺寸精度，又增加了换辊次数。更需要备用多套机架。(2)如果用轧辊可调式三辊轧机，虽然克服了上述不可调的弱点，但是，由于轧辊可调整带来三辊轧机非常复杂。见图4中一种可调式三辊轧机的传动结构简图和图6为KOCKS公司RSB(3-roll Reducing and/or Sizing Blocks)。它的加工制造难度高，造价也高，维护也困难。因此，上述缺点又大大限制轧机的发展和广泛使用。

图1为上传动三辊轧机其中1-轴承；2-主动轴；3-锥齿轮；4-轧辊；5-从动轴。

图2为下传动三辊轧机其中1-轴承；2-主动轴；3-锥齿轮；4-轧辊；5-从动轴。

图3为轧件头部形状图，其中1-普通轧机轧出的轧件端头；2-Y型轧机轧出的轧件端头。

图4为可调式三辊轧机传动结构简图。其中1-主动轴；2-轴承；3-园柱齿轮。4-联轴器；5-锥齿轮；6-轧辊。

图5为单一传动输入轴的定径机图(PSB：Precision Sizing Block)

图6为三个传动输入轴的减径定径机图(RSB：Reducing and/or Sizing Block)

图7为可调式三辊轧机正面视图(下)及侧面剖视图(右)，正面剖视图(左)其中1-主动轴；2-从动轴；3-蜗杆；4-偏心轴承套及蜗轮；5-螺母环；6-轧辊；7-机架；8-螺旋锥齿轮；9-双排链轮；10-单排链条；11-轴承；12-轴承。

本发明的任务旨在给出一种结构简单，制造方便，造价低、可随时在生产线上调整轧辊辊缝的单轴传动三辊轧机，其设计的辊缝2或1.5mm可无级调整至0。离开生产线换辊时辊径变化8～12mm。

本发明的技术方案：包括机架、辊系、压下装置等，它的结构特点是将轧辊、轴、轴承等转动件装在内孔偏心，外园有变位蜗轮的轴承套(4)中，轴承套(4)装在机架(7)的内孔中，当装在机架(7)中与蜗轮相啮合的蜗杆(3)转动时，蜗轮也按减速比旋转一个角度，内孔偏心的轴承套(4)也随之旋转，并将轧辊、轴、轴承等的轴线相对机架中心移动一定位置(向心或离心)，三根轧辊都采用相同方法调整，就达到调整三个轧辊辊缝的目的。为了使三个辊缝均匀快捷的调整，将机架中部的六个轴承套上的蜗轮用三根蜗杆啮合，即一带二，整台机仅4根蜗杆，在每根蜗杆出轴处装一个双排链轮，再用单排链条将4个链轮串联起来，当手轮或搬手旋转任何一个双排链轮时，其它三个链轮将同时同方向转动，并通过4根蜗杆带动7个蜗轮同时转动，进而达到三根轧辊同时向机架中心或同时离机架中心移动。为了避免三根轧辊向心或离心移动时，在轧辊轴上的两对螺旋锥齿轮(8)的啮合条件受到破坏，在设计时对螺旋锥齿轮进行变位处理，并可以根据轧辊直径变化，利用螺母环(5)将两对螺旋锥齿轮进行轴向调整，使其保持正常啮合。当用一台小动力装置驱动链轮时即可实现自动遥控辊缝及轧件尺寸。

本发明是在不可调式三辊轧机的基础上做上述的结构修改，其制造难度比不可调式三辊轧机稍高一些。造价约高20％，它的使用效果将是不可调式三辊轧机(PSB)的8倍至10倍以上，体现在轧件和成品的精度高，轧制中尺寸变化可随时调整修正，轧辊磨损也可以用调辊缝来修正，轧辊在生产线上长时间使用可不用换辊，大大延长轧辊使用寿命。此外，本发明：可调式三辊轧机造价是RSB轧机造价的1/10或更低。

本发明是这样实施的：附图7为可调式三辊轧机正面视图(下)及侧面剖视图(右)正面剖视面(左)，其中1-主动轴；2-从动轴；3-蜗杆；4-偏心轴承套及蜗轮；5-螺母环；6-轧辊；7-机架；8-螺旋锥齿轮；9-双排链轮；10-单排链条；11-轴承；12-轴承。

在常规不可调式三辊轧机的结构基础上，将主动轴上的三个轴承套及从动轴上的四个轴承套做成内孔偏心，外园带变位蜗轮的轴承套(4)，其偏心量根据轧辊径向调整量确定，一般为2.5至3mm，轧辊(6)轴(1或2)、轴承(11)、螺旋锥齿轮(8)等辊系转动件装在轴承套(4)的内孔中，轴承套(4)又装在机架(7)的内孔中。一根主动轴与两根从动轴互成60°的正三角形分布，三个轧辊对机架(7)中心互成120°。4根蜗杆(3)分别与7个轴承套上的蜗杆(4)相啮合；其中在机架中间的三根蜗杆是一根蜗杆同时啮合两个蜗轮(4)。蜗杆(3)装有轴承(12)，安装在机架中用链轮串联起来，即第一个联第二个，第二个联第三个，第三个联第四个。其结果是旋转任何一个链轮一周，其它三个链轮也同时同方向旋转一周。(等于四根蜗杆同时同方向旋转一周)。

轧辊压下量的计算公式：根据蜗轮蜗杆传动原理

设ds——三根轧辊压下量        ΔS——单根轧辊轴线位移量

   a——轴承套内孔偏心量       Z₁——蜗杆头数

  Z₂——蜗轮齿数                n——链轮转动圈数 $\mathrm{\ΔS}=\frac{2\mathrm{an}{Z}_1}{Z_2}$

由于轧件形状及轧辊的孔型有差别，三根轧辊又是从120°三个方向压向轧件，对园轧件来说压下量ds≈2ΔS＝4anZ₁/Z₂

以上实施例中设计的蜗杆头数Z₁＝1，蜗轮齿数Z₂＝79，轴承套的偏心量a＝3mm，根据计算公式：当链轮(蜗杆)旋转1圈时

ΔS＝2×3×1×1/79＝0.076mm

三个辊压下量ds≈2ΔS×0.076＝0.152mm

a＝3，轧辊直径的径向变化量为4a＝12＝至0mm，轧辊直径D＝350±6mm，辊宽为b＝50

Claims (2)

1.一种单传动输入轴可调式三辊轧机，包括机架、辊系、齿轮、压下装置等，其特征在于：

a.三个互成120°的轧辊装有两对为实现同步旋转目的的轴向可调位的螺旋锥齿轮；

b.七个或六个内孔有偏心量a，外园有变位蜗轮的轴承套(4)装在互成60°的机架(7)的内孔中，并与蜗杆(3)相啮合的位置，其中三根蜗杆(3)处在同时啮合两个蜗轮(4)的位置；

c.每根蜗杆(3)出轴端装有直径相同的用链条将他们串联的单排或双排链轮(9)；

d.链轮的驱动可以是一台小动力装置；

2.也有的三辊轧机出轴端不装轴承，因此，主动轴上，根据需要装2个或3个轴承套(4)，所以，蜗轮可以是7个或6个，蜗杆可以是4根或3根。

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