CN204672694U - 一种集中传动线棒材轧机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集中传动线棒材轧机，包括：第一辊箱及第二辊箱；传动装置，传动装置包括第一输出轴、第二输出轴、中间轴、输入轴和与输入轴固定连接的输入换挡装置，输入轴与中间轴上设置两对传动比不同的输入齿轮对；中间轴上的两个齿数不同的中间齿轮与第一输出轴上两个第一齿轮对应啮合，且两个中间齿轮与第二输出轴上两个第二齿轮对应啮合，两个第一齿轮之间设置有切换不同第一齿轮与第一输出轴固定连接的第一换挡装置，两个第二齿轮之间设置有切换不同第二齿轮与第二输出轴固定连接的第二换挡装置；动力装置的输出轴与输入轴连接。本实用新型的辊箱在保证轧制秒流量相等的情况下，具有灵活的速比关系，降低了投资和使用维护成本。

Description

一种集中传动线棒材轧机

技术领域

本实用新型涉及轧钢设备技术领域，特别涉及一种集中传动线棒材轧机。

背景技术

轧机作为钢材热轧生产线上的主要设备，用于将毛坯件进行轧制成型，如用于螺纹钢筋、圆钢等的轧制，并通常经由粗轧、中轧、预精轧、精轧等道次轧制出成品。

目前，用于线材轧制的精轧机，由于轧制速度高，轧机通常采用轧辊顶交交替布置机架，实现轧件的无扭转轧制，并减小振动和便于轧辊更换，且由于要求机架间距小以及要求轧制时每个机架的秒流量相等，以避免堆钢，通常采用集中传动的方式驱动所有机架上的轧辊，一个大的主电机通过一长轴将动力分配到每个机架，再每个机架内的齿轮分配有一个不同的但固定的速比。

这种方式很好的确保了机架间的秒流量相等要求，但连续的多个机架通过一个主电机驱动，造成主电机功率巨大，而且需采用高压电机，使得成本大幅增加，且这种高压大电机及其电气控制装置技术在市场上多处于垄断状态，费用高昂，维护困难，很难被推广使用。

另外，这种多机架集中传动方式，由于其传动链太长，其空载功率甚至到达约上千千瓦，造成极大的能耗损失，特别是现在钢铁生产企业竞争日益激烈、生存日益困难的情况，这种投资成本高、能耗损失大的传动方式及轧机，并不能满足其降低成本、节能减排的需求。

这种集中传动中，每台轧机的齿轮速比固定，不能变档换速，只能通过电机变频调速满足轧制速度约20m/s～110m/s宽范围需求，难以充分发挥出电机的功效，即难以在轧制时通过换档变速，实现扭矩与速度的有效匹配输出，需放大电机功率才能满足轧制需求，造成损耗。同时，由于机架间的速比固定，集中由一台电机驱动，那么当其中一个机架的辊环磨损量更多时，即辊环直径变小，其辊环线速度变小，造成秒流量小于相邻的轧机的秒流量，产生堆钢，此时，由于轧机速比固定，且由一台电机集中传动，必须更换辊环，甚至多机架的辊环，才能重新建立起机架间秒流量相等的关系，正常轧钢，使得辊环损耗大，备件多，维护困难，轧制成本也相应增加。

因此，如何降低轧机的耗费成本，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种集中传动线棒材轧机，轧机投资及维护使用成本低。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种集中传动线棒材轧机，包括第一辊箱及第二辊箱，所述第一辊箱及所述第二辊箱呈顶交状态安装于锥箱上，还包括：

传动装置，所述传动装置包括与所述第一辊箱连接的第一输出轴、与所述第二辊箱连接的第二输出轴、中间轴和输入轴；

所述输入轴与所述中间轴上设置两对传动比不同的输入齿轮对，所述传动装置还具有切换不同输入齿轮对与所述输入轴固定连接的输入换挡装置；

所述中间轴上的两个齿数不同的中间齿轮与所述第一输出轴上两个第一齿轮对应啮合，且两个所述中间齿轮与所述第二输出轴上两个第二齿轮对应啮合，两个所述第一齿轮之间设置有切换不同所述第一齿轮与所述第一输出轴固定连接的第一换挡装置，两个所述第二齿轮之间设置有切换不同所述第二齿轮与所述第二输出轴固定连接的第二换挡装置；

动力装置，所述动力装置的输出轴与所述输入轴连接。

优选地，所述中间轴包括齿数互不相同的第一中间齿轮、第二中间齿轮和第三中间齿轮；

所述第一中间齿轮和所述第二中间齿轮分别与两个所述第一齿轮对应啮合，且所述第一中间齿轮和所述第二中间齿轮分别与两个所述第二齿轮对应啮合；

所述第二中间齿轮、所述第三中间齿轮分别与所述输入轴上的两个输入齿轮对应啮合，形成两对所述输入齿轮对。

优选地，所述输入换挡装置包括输入拨叉和设置于两个所述输入齿轮之间的输入齿套，所述输入齿套与所述输入轴固定连接，且两端面设置有与所述输入齿轮端面卡接的齿圈，所述输入齿套与所述输入拨叉卡接连接；

所述第一换挡装置包括第一拨叉和设置于两个所述第一齿轮之间、与所述第一输出轴固定连接的第一齿套，所述第一齿套两端面设置有与所述第一齿轮端面卡接的齿圈，所述第一齿套与所述第一拨叉卡接连接；

所述第二换挡装置包括第二拨叉和设置于两个所述第二齿轮之间、与所述第二输出轴固定连接的第二齿套，所述第二齿套两端面设置有与所述第二齿轮端面卡接的齿圈，所述第二齿套与所述第二拨叉卡接连接。

优选地，所述第一辊箱通过所述锥箱内的锥齿轮传动装置与所述第一输出轴连接；所述第二辊箱通过另一个所述锥齿轮传动装置与所述第二输出轴连接；

所述锥齿轮传动装置包括锥齿轮、锥齿轮轴和轧辊传动轴，所述锥齿轮轴与所述第一输出轴或所述第二输出轴连接，所述锥齿轮套设在所述锥齿轮轴上，所述轧辊传动轴分别与所述锥齿轮、轧辊轴啮合。

优选地，所述轧辊轴通过轧辊齿轮与所述轧辊传动轴上的传动轴齿轮啮合。

优选地，所述动力装置包括至少两台串联连接的低压小功率电机。

本实用新型提供的集中传动线棒材轧机中，第一辊箱与第二辊箱顶交布置，并通过同一个传动装置与动力装置连接，进行集中驱动控制，两个顶交布置的辊箱与传动装置、动力装置形成最小的无扭轧制单元，一方面，保证了轧机上辊箱之间间距小的轧制工艺需求，另一方面，传动装置的齿轮传动副减少，传动链路径变短，传动效率提高，空载功率小。传动装置中包括三个换挡变速装置，输入轴上设置有两档变速，分别为高速输入和低速输入；第一输出轴、第二输出轴上各有两组齿轮传动和换挡装置，可分别控制两档传动速比。因此，由输入轴和输出轴共形成了八个速比的可换档传动。使用集中传动可以同时调整高速、低速的输入，使得更有效发挥出电机的功率，降低能耗，以及对两个辊箱不同的调速控制，使同一个动力装置可以调整两个辊箱灵活的速比关系，与传统的集中传动方式相比，两个辊箱的相对速比更灵活，当一个辊箱的轧辊磨损量增大时，通过传动装置的换挡调速，使得两台辊箱在保证轧制秒流量相等的情况下，并有八种辊箱之间的速比关系，一方面，可减少轧辊的更换，提高作业率，并减少轧辊备件量；另一方面，孔型配置相比固定速比的集中传动更加灵活，降低了投资和使用维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供集中传动线棒材轧机具体实施例的结构示意图；

图2为本实用新型所提供集中传动线棒材轧机具体实施例的内部结构示意图；

图3为本实用新型所提供集中传动线棒材轧机具体实施例的立体结构示意图；

图4为本实用新型所提供集中传动线棒材轧机具体实施例的辊箱立体结构示意图；

图5为本实用新型所提供集中传动线棒材轧机具体实施例的第一换挡装置结构示意图；

图6为本实用新型所提供集中传动线棒材轧机具体实施例中两台动力装置串联的结构示意图。

其中，1为机架，3为传动装置，4为动力装置，21为第一辊箱，22为第二辊箱，101为锥齿轮传动装置，102为传动轴齿轮，201为轧辊组，202为轧辊齿轮，301为第一输出轴，302为第二输出轴，303为中间轴，304为输入轴，313为第一齿套，316为第一拨叉，401为第一动力装置，402为第二动力装置，403为联轴器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种集中传动线棒材轧机，轧机投资及维护使用成本低。请参考图1至图6，图1为本实用新型所提供集中传动线棒材轧机具体实施例的结构示意图，图2为本实用新型所提供集中传动线棒材轧机具体实施例的内部结构示意图，图3为本实用新型所提供集中传动线棒材轧机具体实施例的立体结构示意图，图4为本实用新型所提供集中传动线棒材轧机具体实施例的辊箱立体结构示意图，图5为本实用新型所提供集中传动线棒材轧机具体实施例的第一换挡装置结构示意图，图6为本实用新型所提供集中传动线棒材轧机具体实施例中两台动力装置串联的结构示意图。

本实施例所提供的线棒材轧机主要包括第一辊箱21、第二辊箱22、传动装置3和动力装置4。第一辊箱21和第二辊箱22分别为设置有轧辊轴201和轧辊的箱体，通过轧辊轴201上的齿轮与外部动力装置相啮合传动。

第一辊箱21和第二辊箱22里面均设置了两根轧辊轴201，且第一辊箱21与第二辊箱22为顶交状态设置，安装于锥箱1上，第一辊箱21上的轧辊轴201和第二辊箱22上的轧辊轴201相互垂直，呈顶交状态，使轧件在平面的两个正交方向上得到轧制，可以最大程度地使轧件符合轧制要求。

传动装置3包括平行设置的第一输出轴301、第二输出轴302、中间轴303和输入轴304。输入轴304连接了动力装置4的输出轴。第一输出轴301用于与第一辊箱21直接或间接连接，第二输出轴302用于与第二辊箱22直接或间接的连接，输入轴304用于与动力装置4的输出轴连接，中间轴303设置在第一输出轴301、第二输出轴302和输入轴304之间，用于将输入轴304的传入动力分别传递给第一输出轴301和第二输出轴302。

输入轴304上设置两个齿数不同的输入齿轮，与中间轴303上设置的两个中间齿轮分别对应啮合，形成两对传动比不同的输入齿轮对，在传动装置3中还设置有输入换挡装置，用于切换不同输入齿轮对与输入轴304的固定连接，调整输入轴304与其上不同传动比的输入齿轮对进行结合，实现输入轴304对中间轴303不同速比的传动，由于本实施例中设置了两对输入齿轮对，则分别为低速传入、高速传出和高速传入、低速传出，即高速档和低速档两个档位，通过输入换挡装置进行调整。

中间轴303上设置两个齿数不同的中间齿轮，第一输出轴301上设置两个第一齿轮，两个中间齿轮分别与两个第一齿轮对应啮合，另外，第二输出轴302上设置两个第二齿轮，上述两个中间齿轮与两个第二齿轮对应啮合，形成三个平行轴之间的啮合传动，其中中间轴303作为主动轴，通过其上的两个中间齿轮向两侧的第一输出轴301、第二输出轴302进行动力传动。两个第一齿轮之间设置有第一换挡装置，用于切换不同第一齿轮与第一输出轴301的固定连接，两个第二齿轮之间设置有第二换挡装置，用于切换不同第二齿轮与第二输出轴302的固定连接。

本实施例的传动装置3中包括三个换挡变速装置，输入轴304上通过设置输入换挡装置对两组输入齿轮形成两档变速，分别为高速输入和低速输入。第一输出轴301、第二输出轴302上各有两组齿轮传动和换挡装置，可分别控制两档传动速比。用于改变两个辊箱的转速比关系，形成了四种轧机间的速比关系，和上述高速输入、低速输入搭配，就可以形成四种低速轧制转速比和四种高速轧制转速比，总共形成八种转速比关系。低速轧制时，可用大速比，提高轧制扭矩，用于大规格产品轧制；高速轧制时，用小速比，提高转速，用于快速轧制小规格产品。

因此，由输入轴304、第一输出轴301和第二输出轴302共形成了两个层级、共八个速比的可换档传动。使用集中传动可以同时调整高速、低速的输入和对两个辊箱不同的调速控制，使同一个动力装置4可以调整两个辊箱灵活的速比关系，与传统的集中传动方式相比，两个辊箱的相对速比更灵活，当一个辊箱的轧辊磨损量增大时，通过传动装置3的换挡调速，使得两台辊箱在保证轧制秒流量相等的情况下，有八种辊箱之间的速比关系，孔型配置相比固定速比的集中传动更加灵活。

可选地，上述传动装置3中各个传动轴上的齿轮数，并不局限于上述情况，可以组成多于两对的传动啮合对，形成更丰富的传动速比，其设置应当考虑到传动装置3整体的结构和辊箱的需要，可以根据具体情况进行调整。

上述实施例中中间轴的具体设置结构包括齿数互不相同的第一中间齿轮、第二中间齿轮和第三中间齿轮；

第一中间齿轮和第二中间齿轮分别与两个第一齿轮对应啮合，且第一中间齿轮和第二中间齿轮分别与两个第二齿轮对应啮合；

第二中间齿轮、第三中间齿轮分别与输入轴304上的两个输入齿轮对应啮合，形成两对输入齿轮对。

可选地，中间轴303上中间齿轮的设置并不局限于上述方式。

优选地，上述输入换挡装置、第一换挡装置和第二换挡装置均为拨叉和齿套结合的离合器装置，也可以使用其他换挡装置或结构。

具体地，输入换挡装置包括输入拨叉和输入齿套，输入齿套设置于输入轴304的两个输入齿轮之间。输入齿套与输入轴304固定连接，并且在输入齿套的两个端面上均设置有齿圈，该齿圈可以与输入齿轮端面的轮毂卡接，输入拨叉与输入齿套的外圆周卡接连接。当输入拨叉与输入齿套卡接连接，控制输入齿套带动输入轴向其上的一个输入齿轮方向移动，使输入齿套的齿圈与其中一个输入齿轮的断面卡接，从而实现输入轴304与该输入齿轮的结合，将输入轴304的转动通过该输入齿轮传递给中间轴303。

第一换挡装置的结构与输入换挡装置的结构类似。第一换挡装置包括第一拨叉316和第一齿套313，该第一齿套设置于两个第一齿轮之间，并且与第一输出轴301固定连接。在第一齿套313的两个端面上设置有与第一齿轮端面卡接的齿圈，第一齿套313与第一拨叉316卡接连接。

同理，第二换挡装置包括第二拨叉和设置于两个第二齿轮之间、与第二输出轴302固定连接的第二齿套，第二齿套两端面设置有与第二齿轮端面卡接的齿圈，第二齿套与第二拨叉卡接连接。

优选地，第一辊箱21通过锥箱1内的锥齿轮传动装置101与第一输出轴301连接；第二辊箱22通过另一个锥齿轮传动装置101与第二输出轴302连接；锥齿轮传动装置101包括锥齿轮、锥齿轮轴和轧辊传动轴，锥齿轮轴与第一输出轴301或第二输出轴302连接，锥齿轮套设在锥齿轮轴上，轧辊传动轴分别与锥齿轮、轧辊轴201啮合。

其中，第一输出轴301和第二输出轴302均各与一个锥齿轮轴通过联轴器同步转动连接，锥齿轮固定连接在锥齿轮轴上；轧辊传动轴上设置有传动轴锥齿轮和传动轴齿轮102，传动轴锥齿轮与锥齿轮轴上的锥齿轮啮合，将锥齿轮传动装置101的转动力提供给轧辊传动轴，传动轴齿轮102将轧辊传动轴的动力通过其与轧辊齿轮202的啮合连接进行传递。轧辊轴201通过轧辊齿轮202与轧辊传动轴上的传动轴齿轮102啮合。

上述方式，将辊箱和轧辊轴201均可拆卸的安装在机架1上，使得第一辊箱21和第二辊箱22均可以与锥齿轮传动装置101脱离，并可以从机架1上分离下来，更加方便轧辊轴201的修理和维护。

可选地，轧辊轴201通过轧辊齿轮202与轧辊传动轴上的传动轴齿轮102啮合。

可选地，第一输出轴301和第二输出轴302也可以通过其他传动连接装置与第一辊箱21、第二辊箱22连接，不局限于上述锥齿轮传动装置101。

上述装置中，第一辊箱21、第二辊箱22位于的传动装置3的一侧，动力装置4位于传动装置3的另一侧。该设置方式有利于轧制线的布置和组合，路线清晰简单，不会产生相互的干涉，当出现故障需要维修时，可以较简单的进行拆换件。

可选地，动力装置4包括至少两台串联连接的低压小功率电机。

在上述实施例的基础上，将单一的动力装置4替换成两台串联的动力装置，分别为小功率的第一动力装置401和第二动力装置402，第一动力装置401和第二动力装置402之间通过联轴器403连接，如图6所示，第一动力装置401和第二动力装置402均可为电机，并设置为串联状态。

可选地，上述第一动力装置401和第二动力装置402的功率和型号可根据使用情况进行调整，二者可以相等或者不相等。例如，根据轧制产品规格的种类，可配置其中第一动力装置401的功率满足多数的产品轧制规格需求，配置另第二动力装置402的功率满足部分产品的轧制需求。当轧制时，只需启动串联设置的两台动力装置4中的任一台，既可满足其中的一部分产品的轧制规格需求；两台联合均启动时，又可满足其它部分的产品轧制规格需求。

上述串联第一动力装置401和第二动力装置402的方式。可以在串联的传动链中，进一步降低能耗损失，另外，由于串联的效果和轧机本身为两个辊箱组成的最小轧制单元，所以在动力装置4的选择上，可以不需要高压大功率动力装置4，而选择低压小功率动力装置4，可以进一步降低装置的能耗，并且能够大幅降低电气装置的成本。

可选地，上述第一齿轮和第二齿轮可以为圆柱直齿轮或圆柱斜齿轮等。第一输出轴301和第二输出轴302也可以根据具体情况的不同，选择其他形式的啮合传动部件。

本实施例所提供的集中传动线棒材轧机，第一辊箱21与第二辊箱22顶交布置，并通过同一个传动装置3与动力装置4连接，进行集中驱动控制，两个顶交布置的辊箱与传动装置3、动力装置4形成最小的无扭轧制单元，一方面，保证了轧机的第一辊箱21和第二辊箱22之间间距小的轧制工艺需求，另一方面，将多机架的高压大动力装置集中传动的轧机，变为装有两台辊箱的轧制单元，两个辊箱均由一台小功率的动力装置驱动。

传动装置3中的三个换挡变速传动装置，可以使两个辊箱的相对速比更灵活，当一个辊箱的轧辊磨损量增大时，通过传动装置3的换挡调速，使得两台辊箱在保证轧制秒流量相等的情况下，有八种辊箱之间的速比关系，孔型配置相比固定速比的集中传动更加灵活，采用低压小功率动力装置即可传动，供货范围广，费用大幅将低，降低了投资和使用维护成本。

除了上述实施例所公开的集中传动线棒材轧机的主体部分，其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本实用新型所提供的集中传动线棒材轧机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种集中传动线棒材轧机，包括第一辊箱(21)及第二辊箱(22)，所述第一辊箱(21)及所述第二辊箱(22)呈顶交状态安装于锥箱(1)上，其特征在于，还包括：

传动装置(3)，所述传动装置(3)包括与所述第一辊箱(21)连接的第一输出轴(301)、与所述第二辊箱(22)连接的第二输出轴(302)、中间轴(303)和输入轴(304)；

所述输入轴(304)与所述中间轴(303)上设置两对传动比不同的输入齿轮对，所述传动装置(3)还具有切换不同输入齿轮对与所述输入轴(304)固定连接的输入换挡装置；

所述中间轴(303)上的两个齿数不同的中间齿轮与所述第一输出轴(301)上两个第一齿轮对应啮合，且两个所述中间齿轮与所述第二输出轴(302)上两个第二齿轮对应啮合，两个所述第一齿轮之间设置有切换不同所述第一齿轮与所述第一输出轴(301)固定连接的第一换挡装置，两个所述第二齿轮之间设置有切换不同所述第二齿轮与所述第二输出轴(302)固定连接的第二换挡装置；

动力装置(4)，所述动力装置(4)的输出轴与所述输入轴(304)连接。

2.根据权利要求1所述的集中传动线棒材轧机，其特征在于，所述中间轴(303)包括齿数互不相同的第一中间齿轮、第二中间齿轮和第三中间齿轮；

所述第一中间齿轮和所述第二中间齿轮分别与两个所述第一齿轮对应啮合，且所述第一中间齿轮和所述第二中间齿轮分别与两个所述第二齿轮对应啮合；

所述第二中间齿轮、所述第三中间齿轮分别与所述输入轴(304)上的两个输入齿轮对应啮合，形成两对所述输入齿轮对。

3.根据权利要求2所述的集中传动线棒材轧机，其特征在于，所述输入换挡装置包括输入拨叉和设置于两个所述输入齿轮之间的输入齿套，所述输入齿套与所述输入轴(304)固定连接，且两端面设置有与所述输入齿轮端面卡接的齿圈，所述输入齿套与所述输入拨叉卡接连接；

所述第一换挡装置包括第一拨叉(316)和设置于两个所述第一齿轮之间、与所述第一输出轴(301)固定连接的第一齿套(313)，所述第一齿套(313)两端面设置有与所述第一齿轮端面卡接的齿圈，所述第一齿套(313)与所述第一拨叉(316)卡接连接；

所述第二换挡装置包括第二拨叉和设置于两个所述第二齿轮之间、与所述第二输出轴(302)固定连接的第二齿套，所述第二齿套两端面设置有与所述第二齿轮端面卡接的齿圈，所述第二齿套与所述第二拨叉卡接连接。

4.根据权利要求3所述的集中传动线棒材轧机，其特征在于，所述第一辊箱(21)通过所述锥箱(1)内的锥齿轮传动装置(101)与所述第一输出轴(301)连接；所述第二辊箱(22)通过另一个所述锥齿轮传动装置(101)与所述第二输出轴(302)连接；

所述锥齿轮传动装置(101)包括锥齿轮、锥齿轮轴和轧辊传动轴，所述锥齿轮轴与所述第一输出轴(301)或所述第二输出轴(302)连接，所述锥齿轮套设在所述锥齿轮轴上，所述轧辊传动轴分别与所述锥齿轮、轧辊轴(201)啮合。

5.根据权利要求4所述的集中传动线棒材轧机，其特征在于，所述轧辊轴(201)通过轧辊齿轮(202)与所述轧辊传动轴上的传动轴齿轮(102)啮合。

6.根据权利要求1至5任一项所述的集中传动线棒材轧机，其特征在于，所述动力装置(4)包括至少两台串联连接的低压小功率电机。