CN1993190B - 用于坯料轧制设备的具有最佳传动比的精加工整体单元 - Google Patents

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Abstract

一种用于坯料轧制设备的具有最佳传动比的精加工整体单元，包括多个轧制机架(G1-Gn)，其依次布置用于形成轧制路线并由一对机械传动结构(11，12)致动，在所述机械传动结构中，伞齿轮对被用于轧制机架中轧制辊(18)的旋转速度的传动比的改变。根据本发明，轧制机架中的这种传动比的改变通过第一类型的伞齿轮对(A，B)和第二类型的伞齿轮对(C，D)的组合来实现，并且设置有四个圆柱形齿轮构成的套组，其适于与相同传动伞齿轮对一起形成四个轧制机架(C，D)。

Description

用于坯料轧制设备的具有最佳传动比的精加工整体单元
技术领域
本发明涉及用于坯料轧制设备的具有最佳传动比的精加工整体单元。
背景技术
在根据现有技术的用于坯料的轧制设备或轧机中，预先将坯料加热到超过1000℃温度，然后使之受到轧制，以便将其截面逐渐减小至所需尺寸。
在高质量以及特种钢线材的制造中，高机械特性、弹性极限以及拉制中的变形是特别重要的参数。
因此，在轧机中，构成精加工整体单元的关键部分之一在于通过多个轧制机架减小坯料的尺寸，从而制造要送到定径机或直接送到吐线机(laying head)的线材。
为了使线材具有圆形截面或大体上规则轮廓，轧制机架的轧制环或辊被布置成例如交替地交错90度，以便轧制坯料的不同区域。
在现在的机器中，轧制辊组合在一起用于制造线材的不同直径，通常从较大尺寸开始，然后利用后续的轧制机架一直到预定直径。
由于进去的产品质量必须与出来的产品质量相同，在轧制过程中，坯料的线速度会增加，以补偿导致长度增加的截面减小。
因此，各个轧制机架中的辊通常以不同速度旋转，该速度从第一个轧制机架到最后一个轧制机架递增。
为了在由两个传动结构相继控制的轧制机架之间获得传动比的改变，人们通常会在伞齿轮对上做文章。
这样，就必须使最慢的轧制机架(所述系列中的第一个)具有非常高的传动比以在伞齿轮对上减速，并使最快的轧制机架(所述系列中的最后一个)具有非常高的传动比以增速。
对于十个轧制机架构成的整体单元，总传动比估计大约等于5.6406254，以通过两组轧制机架实现，每组具有五个不同伞齿轮对。
另一方面，对于八个轧制机架，前述传动比估计大约等于3.6627，以通过两组轧制机架实现，每组具有四个不同伞齿轮对。
这些情况需要大的昂贵的伞齿轮对，其被赋予非常高的传动比，在轴承上引起非常大的反作用，这意味着必须选择非常大的轴承以支承载荷。
但是，大轴承有速度限制。
可选地，小轴承可以用于承受高速度，但它们的缺点是寿命短，因此需要频繁的维护。
通过上述伞齿轮对实现的传动比的改变产生了这样的需要，即用于每对轧制机架的伞齿轮对具有指定的传动比，因而备件的成本高，并且轧制机架的其它部件需要精加工，从而导致制造成本高，并且备件的库存成本高。
发明内容
因此，本发明的总体目的是提供一种用于坯料轧制设备的具有最佳传动比的精加工整体单元。
本发明的另一目的是提供一种具有最佳传动比的精加工整体单元，其允许减少要储存的备件的库存。
鉴于上述目的，根据本发明，想到了制造一种具有最佳传动比的精加工整体单元，其具有附属权利要求所描述的特征。
附图说明
本发明的结构和功能特征以及其相对于现有技术的优点在通过参考附图阅读下面的说明后将更加清楚，附图中：
图1是根据本发明的用于坯料轧制设备的精加工整体单元的示意图，该整体单元具有十个轧制机架；
图2是根据本发明的用于坯料轧制设备的精加工整体单元的示意图，该整体单元具有八个轧制机架。
具体实施方式
参考附图，整体单元10在图1和图2中示意性地示出，并分别具有十个和八个轧制机架。
轧制整体单元10包括两个平行的机械传动结构，即第一传动结构11和第二传动结构12，其通过控制减速器13连接，该控制减速器13又通过齿轮连接至工作驱动马达。
机械传动结构装备有伞齿轮对A、B、C、D和齿轮17，该齿轮17将旋转级联地传递至轧制整体单元10的各个轧制机架G1、G2、......、Gn的轧制辊18。
在所示示例中，这种整体单元分别具有相继的十个轧制机架G1-G10(图1)或八个轧制机架G1-G8(图2)，这些轧制机架通过两个传动结构11和12交替控制，使得第一传动结构11控制奇数轧制机架G1、G3、......、G9(或者G7)，而第二传动结构12控制偶数轧制机架G2、G4、......、G10(或者G8)。
根据本发明的传动结构借助于第一类型的伞齿轮对A、B和第二类型的伞齿轮对C、D的组合通过将一传动比放入使用四个齿轮17构成的套组的轧制机架中而实现，该传动比不同于四个齿轮19构成的套组的传动比，使得这种传动比在轧制机架之间不同并且能够通过它们自身产生减速，以便消除伞齿轮对在尺寸上的减小，从而获得具有相同伞齿轮对的四个轧制机架。
这样，用以减速的第一伞齿轮对和用以增速的最后伞齿轮对之间的传动比显著减小。
对于根据本发明的解决方案中的十个轧制机架，总传动比等于5.6907497，从该总传动比中拿掉四个齿轮构成的套组的传动比(等于1.5454545)，使得伞齿轮对尚待分配仅3.6822498的传动比，该传动比通过四组上的两组实现，以代替现有技术的轧制机架中的五组。
实际上，对一组两个轧制机架，提供区别的四个齿轮构成的套组，使中间轧制机架具有非常接近1∶1(准确地，1.244898和0.8032786)的最佳传动比。
这样构成的伞齿轮对引起非常小的轴向推力。使用具有1.244898的传动比的相同伞齿轮对，且在两个后续轧制机架构成的组上使其反过来而不颠倒螺旋结构，这样1/1.244898对应于0.8032786，从而对六个完整轧制机架获得相同的伞齿轮对。
非常高的传动比的问题也通过因此降低轴承上的反作用而得以解决，原因是其已经从根据现有技术的机器的传动比值(即末端的2.375和0.4210526)转变到1.9189189和0.5211267的传动比。
通过这种差别，可以使用适于高速度的小齿轮，从而确保更长的使用寿命。
另外，对于十个轧制机架，仅两种类型的伞齿轮就足够了，而不是像以前那样需要五种，从而显著降低制造成本和要储存的备件成本。
至于所关注的包括八个轧制机架的整体单元，根据本发明的解决方案的总传动比为3.682249，从该传动比中拿掉又为1.5454545的四个齿轮构成的套组的传动比，伞齿轮对只需分配2.965602的传动比，其通过仅三组上的两组实现，以代替现有技术的四组，原因是对于一组两个轧制机架提供区别的四个齿轮构成的套组。
在这种情况下，使用先前十个轧制机架的相同伞齿轮对，且消除了具有高传动比的第一伞齿轮对，并从1.244898的传动比而不是1.9189189的传动比开始。
通过使组件颠倒，对于由两个轧制机架构成的第二和第三组，齿轮对保持相同，因而对于所有的八个轧制机架，只使用两种类型的伞齿轮对，而不是像现有技术那样使用四种类型的伞齿轮对。
应突出的是，通过能在第一轧制机架处以接近1∶1.244898的传动比开始，所以在轴承处的反作用相当小，并且甚至可以在轧制机架上施加较大的载荷或者实现轴承长得多的使用寿命。
这种新颖的解决方案还允许八个轧制机架构成的组在第八轧制机架处达到与先前的十个轧制机架构成的组在第十轧制机架处所达到的相同的最终最大速度。
另外，在这种情况下，应突出的是，造成备件成本高的不同库存的数量减少。
总之，在库存中具有在紧急或维护情况下允许快速更换轧制机架连同其传动结构(伞齿轮对以及用于四个齿轮构成的套组的分离器)的传动组的目的使得不同库存的数量明显更少，这是以前甚至都没有提议过的事情，原因是对于十个构成的组，必须具有五种轧制机架，而对于八个构成的组，必须具有四种轧制机架。
在根据本发明的整体单元中，对于十个轧制机架构成的组，四种轧制机架就够了，对于八个轧制机架构成的组，三种轧制机架就够了。
另一方面，如果人们需要严格限制备件，可以在库存中仅保留具有两套组没有组装伞齿轮对的轴承的单个轧制机架，该伞齿轮对对于十个轧制机架以及八个轧制机架都是仅仅两种类型。当在正在运行的处理中发现问题时，在有问题的轧制机架被识别后，安装具有相应伞齿轮对的备用轧制机架，并确保了在非常短的时间间隔内可以容易地更换可能出故障的轧制机架。
根据上面参考附图的描述内容，已经清楚根据本发明的用于坯料轧制设备的精加工整体单元如何特别有用和有利。
因此实现了说明书前序部分提到的目的。
当然，根据本发明的整体单元可以与附图中仅作为非限制性示例描述和显示的整体单元不同。
因此，本发明的保护范围由所附权利要求限定。

Claims (7)

1.一种用于坯料轧制设备的具有最佳传动比的精加工整体单元，包括至少八个轧制机架(G1-Gn)，它们依次布置用于形成轧制线并由一对机械传动机构(11，12)致动，传动比通过第一类型的伞齿轮对(A，B)和第二类型的伞齿轮对(C，D)的组合利用第一套组的四个齿轮(17)以及第二套组的四个齿轮(19)来获得，第一套组的四个齿轮(17)以及第二套组的四个齿轮(19)具有不同传动比，其中，这种传动比能够通过它们自身形成减速，以消除每对伞齿轮对在尺寸上的减小的必要性，使得轧制机架(G1-Gn)中的六个具有相同尺寸的伞齿轮对(C，D)，具有传动比的伞齿轮对用于所述具有相同尺寸的伞齿轮对(C，D)的六个轧制机架中的四个轧制机架，使所述具有传动比的伞齿轮对在所述具有相同尺寸的伞齿轮对(C，D)的六个轧制机架中的另外两个轧制机架构成的组上反过来，而不颠倒螺旋结构，使得对于所述六个具有相同尺寸的伞齿轮对(C，D)，减速比接近1∶1。
2.根据权利要求1的具有最佳传动比的精加工整体单元，其特征在于，所述至少八个轧制机架(G1-Gn)包括八个轧制机架(G1-G8)或者十个轧制机架(G1-G10)。
3.根据权利要求2的具有最佳传动比的精加工整体单元，其特征在于，对于十个轧制机架(G1-G10)的整体单元，总传动比等于5.6907497，从该传动比中拿掉四个齿轮(17，19)构成的套组之间的传动比的差所导致并等于1.5454545的传动比，使得仅仅3.6822498的传动比尚待剩余六个伞齿轮对(C，D)分配。
4.根据权利要求1的具有最佳传动比的精加工整体单元，其特征在于，对于两个轧制机架构成的组设置具有不同传动比的四个齿轮(17，19)构成的套组，从而使中间轧制机架具有传动比非常接近1∶1的伞齿轮对。
5.根据权利要求4的具有最佳传动比的精加工整体单元，其特征在于，中间轧制机架具有传动比接近1.244898和接近0.8032786的伞齿轮对。
6.根据权利要求2的具有最佳传动比的精加工整体单元，其特征在于，对于八个轧制机架(G1-G8)的整体单元，总传动比接近3.682249，从该传动比中拿掉接近1.5454545的四个齿轮(17，19)构成的套组的传动比，仅仅剩余接近2.965602的传动比尚待伞齿轮对分配。
7.根据权利要求1的具有最佳传动比的精加工整体单元，其特征在于，该整体单元只需要单个轧制机架构成的传动结构作为库存，所述单个轧制机架具有带有两种伞齿轮对的两套轴承。
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