CN201300141Y - 上、下剖分整体辊箱式20辊轧机 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种、上下剖分整体辊箱式20辊轧机，其辊系为1－2－3－4塔形布置，包括两个小直径工作辊(1)，4个第一层支撑辊(2)，6个第二层支撑辊(3)，8组背衬轴承(4)，其特征在于：至少上、下第二层支撑辊(3)的两端分别设置有集束装置；8组背衬轴承(4)通过芯轴(5)分别直接安装在上、下剖分的两个整体辊箱(6)上；整体辊箱(6)被安装在机架(7)的窗口内，上辊箱和/或下辊箱设置有使辊箱和轧辊沿机架(7)窗口上下移动的压下装置(8)，所述辊箱(6)为上、下剖分的两个整体辊箱(6)。本实用新型简化上下箱体内定位装置，实现同组级支撑辊整体定位，而去除单独支撑辊定位的悬挂装置，使20辊轧机在维修和维护时拆卸辊系方便快捷。

Description

上、下剖分整体辊箱式20辊轧机

技术领域：

本实用新型涉及一种金属板带材轧制的设备，是一种分体式轧机，属于金属材料的压力加工领域。

背景技术：

塔型辊系8排背衬轴承20辊轧机被用于对硬度较大的钢材进行冷轧加工，其使用广泛，精度高。具有很大的市场前景。

现有塔型辊系8排背衬轴承20辊辊轧机箱体结构分为两种，一种为整体箱体式塔形辊系轧机，如美国Sendzimir型20辊轧机(图1)其箱体为一个整体铸造的刚性结构，端面呈梅花状镗空，为背衬轴承以及两层支撑辊和工作辊的工作空间，每个背衬轴承通过鞍座以及偏心调整装置吊装在箱体内，而支撑辊的两端也通过弹簧吊装在箱体端面，防止上部支撑辊散落。箱体侧面为钢材进口和出口。该箱体通过设置在每个背衬轴承上的鞍座和偏心调整装置共同作用来实现对轧制板材厚度的调整，以及轧角调整。这种轧机其优点是轧机箱体为一个整体，对轧制过程中箱体侧面的水平应力承受能力很高，整个箱体刚性极佳。在轧制过程中基本不会发生变形。其缺点在于由于箱体为中空结构其本身不可调整，而必须对每个背衬轴承配备相应的鞍座和偏心调整装置来调整压下量控制辊缝的大小，所以箱体本身内部结构复杂，在维护以及维修时拆卸非常费时费力。由于支撑辊和工作辊需要经常进行修磨，在拆卸以及安装过程中浪费了大量时间。

第二种为分体箱式结构，也是最新的同类产品结构，如CN200610046656.2专利公开的就是采用此类上下独立对称的分体式箱体，背衬轴承通过鞍座和芯轴分别安装在上下两个半箱中，通过安装在机架顶部的压下油缸动作，推动上箱体在机架窗口内上下移动来实现对轧机轧制钢材尺寸以及维护时拆卸辊系需要的空间调整，其优点是形成很大的辊系开口度，既便于处理事故，又降低了制造难度。但这种设计仍然沿用了sendzimir轧机对于2层支撑辊的传统安装方式，仍然使用在每根支撑辊两侧安装悬挂装置(弹簧或者是悬挂油缸)来实现对上辊箱中辊组的定位以及防止脱落。这样在轧机维护以及维修过程中仍然要每根支撑辊单独拆卸，拆卸时间相对较长，并且再安装十分不方便。而且该种轧机两侧悬挂装置复杂。更容易出现故障。

上述几种20辊轧机结构复杂，尤其是背衬轴承与辊箱的结构更为复杂。例如Sendzimir轧机的背衬轴承是用鞍座和双偏心套、及芯轴安装在梅花形镗孔的整体辊箱内。其机构复杂、制造困难、维护检修也极不方便。操作时也因其双偏心套的偏心量有限、工作辊直径使用范围小，故障处理困难。这是长期困扰Sendzimir轧机的一大难题。另外现有分体箱式结构中对背衬轴承安装位的加工均使用半梅花形贯穿性镗孔工艺，这种加工后的箱体其水平方向刚性大大降低，无法承受轧制过程中产生的水平应力极易发生水平形变，所以必须增加箱体的尺寸和重量以提高箱体水平刚性，因而大大提高了轧机整体重量以及制造成本。

实用新型内容：

本实用新型的目的为通过对分体式塔型辊系8排背衬轴承20辊轧机的新的技术改进，简化上下箱体内定位装置，实现同组级支撑辊整体定位，而去除单独支撑辊定位的悬挂装置，使20辊轧机在维修和维护时拆卸辊系方便快捷。改进了辊箱背衬轴承安装部的加工工艺，使箱体工作过程中稳定可靠。

本实用新型的另一目的在于提供一种20辊轧钢机快速更换轧辊的方法，该方法能够将每层支撑辊或工作辊与与其相邻的支撑辊同时拉出，大大节约换辊时间、提高工作效率。

本实用新型是通过以下技术改进实现的：

一种上、下剖分整体辊箱式20辊轧机，其辊系为1-2-3-4塔形布置，包括上下对称排布的两个小直径工作辊，4个第一层支承辊，6个第二层支承辊，8组背衬轴承，其特征在于：至少上、下第二层支撑辊的两端分别设置有集束箱；8组背衬轴承通过芯轴分别直接安装在上、下剖分的两个整体辊箱上；整体辊箱被安装在机架的窗口内，上辊箱和/或下辊箱设置有使辊箱和轧辊沿机架窗口上下移动的压下装置或轧制线调整机构，所述辊箱为上、下剖分的两个整体辊箱。

本实用新型机架的窗口中部设置有平衡座，该平衡座设置在上、下辊箱之间，所述平衡座为至少四个独立的第一液压油缸，平衡座内或之上设置有向上辊箱方向抬升的第一液压油缸。该4个平衡缸用于平衡上辊箱，克服上辊箱的自重，使上辊箱紧密接触机架窗口内的压下装置和/或轧制线调整机构。

优选所述平衡座为四个独立的座体，分别设置在机架传动侧和操作侧，上、下辊箱端部的位置。

平衡座还包括四个独立的可向第二层支撑辊的集束箱抬升的第二液压油缸，该每个第二液压油缸设置在第二层支撑辊的集束箱的端部，四个独立的第二液压油缸用于平衡第二层支撑辊的集束箱，集束箱通过设置在平衡座上的第二液压油缸克服第二层支撑辊自重，使集束箱既能约束第二层支撑辊的位置，又能使第二层支撑辊与安装在上辊箱内的背衬轴承紧密接触。当第二液压油缸产生足够的推力还可实现第二层中间辊的弯辊作用。

为了快速、方便地更换轧辊，本实用新型上、下第一层支承辊的两端也可以分别设置有集束装置。所述集束装置为将同一层的轧辊相连接且不影响轧辊转动的装置。

作为一种实施方式，集束装置为与所连接的轧辊数相同的2个或3个相连接的整体式轴承座，轧辊的端部设置安装在轴承套内。集束装置也可以为简单的销或轴连接的两个轴承套。例如对于第一层支承辊，可以采用简单的销或轴将两根支撑辊相连接。

采用上述结构，换辊时，第一、二液压油缸动作，将上辊箱和第二层支撑辊抬起，可以手动或采用自动换辊机构将工作辊和上、下第一层支撑辊拉出；第一液压油缸动作使辊箱及背衬轴承抬起脱离第二层支撑辊，可手动或自动换辊机构同时或分别取出上、下第二层支撑辊，实现6根第二层支撑辊整体拉出、更换；或者进一步第一液压油缸落下，使分别装有4组被衬轴承的上下剖分整体辊箱整套从机架窗口内拉出或推进，以迅速实现辊系的更换及维修。本实用新型中，当第一层支撑辊设置有安装在轴端的集束装置时，换辊时可以实现2根上第一层支撑辊或2根下第一层支撑辊一起拉出、更换。

本实用新型的20辊轧机压下装置可任意设置在机架窗口的顶部或底部，相应的在机架窗口与辊箱底部或顶部之间还设置有轧制线调整装置。当压下装置在顶部时，轧制线调整装置在底部；当压下装置在底部时，轧制线调整装置在顶部。本实用新型的压下装置设置在辊箱的两端，压下装置工作面的外侧位于工作辊辊身长度之外，使轧制力作用在工作辊的端部。由于压下装置产生的压下力作用在工作辊的端部，以保证其轧制变形区为一封闭的小抛物线孔型。从而保证良好的轧材板形和轧制稳定性。

本实用新型还涉及一种20辊轧钢机快速更换轧辊的方法，该方法所述的20辊轧钢机包括两个小直径工作辊，4个第一层支撑辊，6个第二层支撑辊，8组背衬轴承，至少第二层支撑辊的两端分别设置有将同一层的轧辊相连接且不影响轧辊转动的集束箱；上、下辊箱被安装在机架的窗口内，机架的窗口中部、辊箱的端部设置有平衡座，该平衡座设置在上、下辊箱之间，所述平衡座包括四个独立的向上辊箱抬升的第一液压油缸，和四个独立的可向第二层支撑辊的集束装置抬升的第二液压油缸，所述方法包括如下步骤：

(1)第一、二液压油缸动作，将上辊箱和第二层支撑辊抬起；

(2)手动或采用自动换辊机构将工作辊和上、下第一层支撑辊拉出；

(3)第一液压油缸动作使辊箱及背衬轴承抬起脱离第二层支撑辊；

(4)手动或采用自动换辊机构同时或分别取出上、下第二层支撑辊3。

当第一层支撑辊的两端也分别设置有将同一层的轧辊相连接且不影响轧辊转动的集束装置时，可以将第一层支撑辊一次拉出。

本实用新型通过以上改进，在分体式辊箱内的支撑棍的两侧增加集束装置。使同级的支撑辊整体定位。并在机架内增设带有两级液压缸的平衡座，从而改变了以往针对支撑辊的悬挂装置，通过集束装置对支撑辊的定位防止支撑辊在拆卸和安装过程中滑落。由于在集束架和液压油缸的定位，彻底改变了以往拆卸过程中需要单独每根支撑辊悬挂定位的复杂结构以及进行单独拆卸的工作流程。改进后的20辊轧机可实现对同级支撑辊的整体升降使拆卸以及更换，更简单快捷降低了维修过程中拆卸时间。现有技术中对塔型20辊轧机的背衬轴承组拆卸标准时间需要8小时以上，而改进后的轧机只需要30分钟就可实现对上下辊箱、支撑辊以及工作辊的全部更换。

本实用新型的辊箱为上、下剖分的两个整体辊箱，而不是现有技术通常采用的数块拼接结构；同时8组背衬轴承通过芯轴分别直接安装在上、下剖分的两个整体辊箱上，与背景技术中提到的CN200610046656.2不同，本实用新型通过芯轴将背衬轴承分别直接安装在上、下剖分的两个整体辊箱上，这种结构无需鞍座，因此，辊箱上不具有破坏辊箱刚性结构的通孔，上述结构的采用，使本实用新型的辊箱刚性好、成本低，并且整体辊箱具有更好的抗挠曲变形性，采用本实用新型的设备，能够得到平整的高品质板带材。

下面结合附图和具体实施例详细描述本实用新型，所述实施例用于描述本实用新型而不是限制本实用新型。

附图说明：

1、图1为传统20辊轧机的整体辊箱结构图；

2、图2为、上下剖分整体辊箱式20辊轧机的正视图；

3、图3为图2的侧视图；

4、图4为平衡座安装示意图；

5、图5为辊箱箱体结构图；

6、图6为第二层支撑辊及集束箱的轴测图；

7、图7为第一层支撑辊集束箱固定示意图。

具体实施方式：

如图2所示，图2为、上下剖分整体辊箱式20辊轧机的正视图，从图中可以看出该轧机为上、下分离的两个独立辊箱，辊箱6为整体辊箱。采用半圆形凹槽加工工艺，相邻的两个半圆形凹槽之间留有与辊箱仍为一体的隔板，保留了箱体的方形结构，而非老式的半梅花形凹状中空箱体结构。使两个半箱工作面的横向刚性较强，在制造成本上大大降低，并降低了整个轧机的重量。本实用新型所说的20辊轧机其辊系为1-2-3-4塔形布置，包括两个小直径工作辊1，4个第一层支承辊2，6个第二层支承辊3，8组背衬轴承4通过芯轴5分别直接安装在上、下剖分的两个整体辊箱6上，上、下辊箱6被安装在机架7的窗口内，上辊箱上部与机架顶部之间的位置为一对楔形块的轧制线调整装置9，压下装置设置8在下辊箱6与机架之间。所述轧制线调整装置9还可以为现有技术中公知的垫块或液压调整装置，该轧制线调整装置9除了现有技术中公开的调整轧制线外，还可以完全退出轧机窗口，增加上下辊箱之间的距离，更加方便轧辊、辊箱的安装、拆卸和维修。

压下装置8安装在下辊箱的下面，靠近工作辊1两端部外侧的位置，如图3所示这样可以在辊箱6的外端施加上压力，以保证其轧制变形区为一封闭的小抛物线孔型。

如图2、图3所示，图2为本实用新型中背衬轴承4结构以及箱体结构示意图，包括安装在辊箱中的芯轴5和设置在芯轴5之上的多个背衬轴承4，该背衬轴承每个均相应的安装在上下分体式辊箱6的半圆形凹槽中。这种半圆形凹槽依靠相互之间的隔板隔开，如图5所示，在加工过程中采取每个凹槽单独镗制，从而在箱体中的半圆槽与半圆槽之间保留了横向的抗拉应力隔板，这种方法加工后的辊箱为上、下剖分的两个整体辊箱，比镗通孔工艺加工出的半梅花形凹状中空箱体结构拥有更高的横向抗形变能力，结构紧凑、重量轻、刚性好。第一支撑辊组为上下各2根支撑辊2，第二支撑辊组为上下各3根支撑辊3。本实用新型通过半圆形凹槽加工工艺，使箱体的背衬轴承安装在具有隔板间隔的箱体中，隔板在其中起到了横向抗拉的梁的作用。使加工后的辊箱本身横向刚度大大提高，大大降低了轧机重量并降低制造成本。

参见附图3，至少上、下第二层支撑辊3的两端分别设置有集束箱10；每个集束箱10均为具有三个轴套并连接为一体的轴承座，第二层支撑辊3的端部设置在集束箱10的轴承座的轴套内，这样，既可以将同一层的3个第二层支撑辊3定位，也不影响其轧制板带材时支撑辊3的转动，维修或拆卸换辊时，可以一次将3个第二层支撑辊3同时取出，大大节省时间，提高效率。

参见附图4，在机架7的窗口中部对称设置有平衡座12，该平衡座12设置在上、下辊箱6之间，所述平衡座12包括至少四个独立的第一液压油缸16，第一液压油缸16设置在平衡座12内或之上沿着向上辊箱6方向抬升的方向设置。该4个第一液压油缸用于平衡上辊箱，轧机工作时，第一液压油缸16支撑上辊箱6，克服上辊箱6的自重，使上辊箱紧密接触机架窗口内的压下装置或轧制线调整机构。

平衡座12还包括四个独立的可向第二层支撑辊3的集束箱10抬升的第二液压油缸15，该每个第二液压油缸15设置在第二层支撑辊的集束箱10的端部，四个独立的次级液压油缸15用于平衡第二层支撑辊的集束箱10，集束箱10通过设置在平衡座12上的平衡油缸克服第二层支撑辊3自重，使集束箱10既能约束第二层支撑辊的位置，又能使第二层支撑辊与安装在上辊箱6内的背衬轴承4紧密接触。当油缸产生足够的推力还可实现第二层中间辊的弯辊作用。

同样，上、下第一层支撑辊2的两端也可以分别设置有集束装置13；每个集束装置13均为具有两个轴套并连接为一体的轴承座，第一层支撑辊2的端部设置在该层集束装置13的轴承座的轴套内。由于第一层支撑辊2上下各仅有两根辊，可以采用简单的销或轴连接的两个轴承套。既可以将同一层的2个第一层支撑辊2定位，也不影响其轧制板带材时第一层支撑辊2的转动。维修或拆卸换辊时，可以一次将2个第一层支撑辊2同时取出，大大节省时间，提高效率。

在图3中，机架7的底部设有下辊箱滑轨17，下辊箱滑轨17用于支撑下辊箱6并可以使下辊箱6沿其从机架7中撤出，上辊箱6平时由平衡座的第一液压油缸16托起，与压下装置或轧制线调整机构接触，在维修时当平衡座第一液压油缸16完全收缩，上辊箱6就落在设置在下辊箱上的专用换辊支架上面，这时就可将上、下辊箱沿滑轨17从机架内同时撤出。

如图4所示，第二层支撑辊3通过集束箱10定位在背衬轴承4的下方，集束箱10为第二层支撑辊3的定位装置。

如图3所示，集束箱10最佳的安装方式为上下各2个分别设置在第二层支撑辊组3的左右两端，也可以只设置在上辊箱的第二层支撑辊3两端，集束箱10为上下对称的两个箱体结构，当轧机处于工作状态时，2个上下对应的集束箱10将上下第2层支撑辊、上下第一层支撑辊以及工作辊夹持在中间，这样既能约束第二层支撑辊3的位置，又能与安装在上下辊箱内的背衬轴承4紧密接触，集束箱10也可以只单独设立在上辊箱的支撑辊3的两端，因为下部辊箱中的支撑辊3也可以依靠自身重量堆积定位，而上部辊箱是必须设置集束箱10的。

如图4所示，平衡座12对称安装在机架7的立柱上的中部，一共设置4个。每个平衡座12设有2个液压油缸。分别为1个第一液压油缸16，1个第二液压油缸15。平衡座12的第一液压油缸16用于支撑上辊箱6的4个角，在工作时第一液压油缸16充油，将上部辊箱6抬起接触压下装置或轧制线调整机构形成定位。第二液压油缸15用于支撑集束箱10，集束箱10通过平衡座的油缸对支撑辊组3进行约束并保证支撑辊组3与背衬轴承4接触。上下分体式辊箱6如图5所示，上下辊箱为单独锻造加工成形，半箱对称设置。图5为20辊轧机辊箱示意图，图中半圆形凹槽11是用于安装芯轴及被衬轴承组。

如图4所示，由于机架7窗口内的空间有限，且第二层支撑辊3的空间尺寸小于背衬轴承以及辊箱6，为了有效地使第二液压油缸15支撑集束箱10，集束箱10的两个外侧10的轴承座向机架两端方向延伸，或者箱体10两侧设置两个突出的支撑臂14，延伸部或支撑臂14支撑在平衡座的第二液压油缸15上。

如图4所示，每个平衡座12上两个液压油缸15、16的设置方式可以多种，优选沿轧辊的横切面方向分布，例如在平衡座12的同一水平位置设置两个液压油缸，也可以将平衡座12设计为台阶式结构，两个液压油缸分别设置在两个不同台阶内/上。

图5中设置2层4排半圆形凹槽11和隔板用于安装4个背衬轴承组4，所述每个单独的背衬轴承均安放在相应的槽11中，槽与槽之间通过隔板隔开，这种固定结构增加了辊箱的横向抗拉能力。

如图6所示集束箱10上设置有支撑臂14，集束箱10为箱体结构，设有三个轴承套，其中两侧的两个轴承套用于对动力支撑辊的动力输入端。集束箱10通过设置在其两侧的支撑臂14支撑在平衡座12的第二液压油缸15上。当平衡座12的第一液压油缸16将上辊箱6抬起时，第二液压油缸15开始充油将集束箱10抬起。此时第二支撑辊3被抬高，方便第一支撑辊2拉出，以及工作辊1单独撤出。

图7为第一层支撑辊2的定位方式，由于第一层支撑辊2完全为从动辊，而且辊系直径较细。所以通过螺栓13或者其他类似固定装置将两根辊的轴横向定位，也可以使用轴承套定位，两根辊仍然可以保持相对一定的滑动距离以方便与其他支撑辊和工作辊的配合。

当该多辊轧机需要维修或拆卸辊组时，首先通过平衡座12的第一液压油缸16充油，将上部辊箱6抬起，然后平衡座12的第二液压油缸15充油，将上集束架10抬起，此时第二层支撑辊3由于被上集束箱10定位也被同时抬起。然后手动或自动撤出上部第一层支撑辊2，以及中间的两根工作辊1。在第一层支撑辊2的两侧设置有滑轨，该滑轨未在图中示出。该滑轨用于更快捷的将第一层支撑辊2从箱体中撤出。当工作辊1以及上下第一层支撑辊2都撤出后，平衡座12的第二液压油缸15泄油，上第二层支撑辊的集束箱10被落下并与定位在下辊箱上的下第二层支撑辊集束箱10合成一体，然后将下辊箱6整体从机架7中拉出，再同时或分别吊装更换上、下第二层支撑辊3。

完成上述更换后，首先将新更换的上下第二层支撑辊3通过集束箱10定位在下辊箱6上，然后将下辊箱6通过长行程换辊油缸以及相应的滑轨17，推入机架7内。此时平衡座12的第二液压油缸15充油将上部第二层支撑辊3抬起接触上辊箱6的背衬轴承，留出第一支撑辊及工作辊的换辊空间，手动或自动放入上下第一层支撑辊2以及工作辊1。关闭轧机机门，完成辊系更换。

上述整个辊系的更换过程总共不超过30分钟时间，远远低于悬挂式辊组的拆卸、更换时间，大大提高了轧机的作业率。

Claims (9)

1.一种、上下剖分整体辊箱式20辊轧机，其辊系为1-2-3-4塔形布置，包括两个小直径工作辊(1)，4个第一层支撑辊(2)，6个第二层支撑辊(3)，8组背衬轴承(4)，其特征在于：至少上、下第二层支撑辊(3)的两端分别设置有集束装置；8组背衬轴承(4)通过芯轴(5)分别直接安装在上、下剖分的两个整体辊箱(6)上；整体辊箱(6)被安装在机架(7)的窗口内，上辊箱和/或下辊箱设置有使辊箱和轧辊沿机架(7)窗口上下移动的压下装置(8)，所述辊箱(6)为上、下剖分的两个整体辊箱(6)。

2.根据权利要求1所述的、上下剖分整体辊箱式20辊轧机，其特征在于机架(7)的窗口中部设置有平衡座(12)，该平衡座(12)设置在上、下辊箱(6)之间，所述平衡座(12)包括至少四个独立的第一液压油缸(16)，第一液压油缸(16)在平衡座(12)内或之上沿着向上辊箱方向抬升的方向设置。

3.根据权利要求2所述的、上下剖分整体辊箱式20辊轧机，其特征在于所述平衡座(12)还包括四个独立的可向第二层支撑辊的集束箱(10)抬升的第二液压油缸(15)，该每个第二液压油缸(15)设置在第二层支撑辊(3)的集束装置的端部，四个独立的第二液压油缸用于平衡第二层支撑辊的集束箱(10)，使集束箱(10)既能约束第二层支撑辊(3)的位置，又能使第二层支撑辊(3)与安装在上辊箱(6)内的背衬轴承(4)紧密接触。

4.根据权利要求1所述的、上下剖分整体辊箱式20辊轧机，其特征在于上、下第一层支撑辊(2)的两端分别设置有集束装置。

5.根据权利要求1或4所述的、上下剖分整体辊箱式20辊轧机，其特征在于所述集束箱(10)为将同一层的轧辊相连接且不影响轧辊转动的装置，平衡座(12)设置在辊箱的两端。

6.根据权利要求4所述的、上下剖分整体辊箱式20辊轧机，其特征在于所述集束装置为与所连接的轧辊数相同的2个或3个相连接为一体的轴承座。

7.根据权利要求4所述的、上下剖分整体辊箱式20辊轧机，其特征在于所述集束装置为销或轴连接的两个轴承套。

8.根据权利要求1所述的、上下剖分整体辊箱式20辊轧机，其特征在于机架(7)与辊箱(6)之间还设置有轧制线调整装置(9)。

9.根据权利要求1所述的、上下剖分整体辊箱式20辊轧机，其特征在于所述压下装置(8)设置在辊箱(6)的底部，压下装置(8)工作面的外侧位于工作辊(1)辊身长度之外，使轧制力作用在工作辊(1)的端部。

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