CN207628886U - 一种带侧支承辊的金属带材轧机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带侧支承辊的金属带材轧机，轧机竖直方向上包含有上下一对工作辊、与工作辊分别接触的上下一对中间辊、以及与中间辊分别接触的上下一对支承辊；其特征在于：所述的支承辊、中间辊均各自带有轴承座，而工作辊均不配置轴承座；上下一对中间辊辊心的连线与上下一对工作辊辊心的连线不共线，两条连线间存在一个设定的偏心距δ；上下一对工作辊中，各工作辊辊身的金属带材入口侧和出口侧均各设置一套侧支承装置；侧支承装置与中间辊一起从各自所在方向对工作辊辊身支承限位。改善工作辊的受力情况，同时优化侧支承装置，对工作辊合理支撑，在保证侧支承装置的寿命的前提下达到对工作辊支撑力的更精准控制。

Description

一种带侧支承辊的金属带材轧机

技术领域

本实用新型涉及一种金属带材轧机， 具体涉及一种工作辊的两侧带有侧向支承辊系结构，且中间辊偏置于工作辊布置的多辊轧机。

背景技术

目前带有侧支承结构的轧机，轧制力均在工作辊、中间辊、支承辊之间传递。由于受到辊间压力、入出口带材张力、轧制力矩、辊间摩擦力、带钢与轧辊间摩擦力等的作用，轧机工作辊受到较大的水平方向（这里所述的水平方向实际上是指的轧材平面所在的方向。如德国Sundwig GMBG 公司的轧机专利PCT/EP00/07341（WO 01/21334）中，与工作辊接触的支承辊（实际上是中间辊）支承工作辊的方向为与轧材通过的方向相垂直。因轧制时带材一般在水平方向内，统称为水平方向）合力作用，导致辊身在水平方向上向带材入口或出口侧发生挠曲；侧支承装置的存在，起到了在水平方向分散支承工作辊辊身的作用，有助于改善这一问题，显著减小工作辊的水平挠曲。还可以利用尺寸更大的侧支承装置承受水平力，有助于减小工作辊在水平方向上的挠度值。但是工作辊水平合力的大小直接影响到侧支承装置的使用寿命。

也有如新日铁住金株式会社的实用新型专利ZL200980102335.1提出中间辊偏置于工作辊布置，由于辊间偏置导致轧制压力作用过程中产生的水平力分量与前述的工作辊水平合力合相抵消一部分，但是在该方案中，上下一对工作辊均由电机直接驱动，中间辊（在该专利中翻译为支撑辊）支撑并负载与工作辊而获取轧制反作用力，同时该实用新型中工作辊负载水平外力的侧支承装置均设置在工作辊辊体端部附近位置，不利于减少工作辊的水平挠曲，同时也影响侧支承装置的使用寿命。还有如美国专利US20170008055 A1公开的轧机专利中，轧机的中间辊可在带钢运行方向上移动，从而实现一个中间辊与工作辊之间可调节的偏距，用于平衡工作辊水平合力。相应的，该轧机的工作辊带有轴承座，且该轧机具有一个在带钢运行方向上驱动中间辊移动而产生偏距的机构，其工作辊没有设置侧支承辊，虽然可以利用轧制力水平分量抵消一部分水平力，但剩余的水平力仍然仅仅靠工作辊辊体本身承受，对于工作辊水平方向挠度的减小程度有限。

侧支承装置的典型组成结构是由侧支承辊、侧支承辊背衬辊等组成：侧支承辊为一通长的辊体（辊面的宽度至少应达到轧制材料的宽度以上），该辊体的表面一侧直接压到工作辊的侧面，以承受工作辊水平合力；该辊体的另一侧则由两个侧支承背衬辊支承。每1个侧支承背衬辊可能由2个或2个以上的共轴安装的短辊或是背衬轴承组成。如18辊轧机，这种机型因其从操作侧看上去一共有18个轧辊断面。另一种侧支承装置的典型组成结构是由单个侧支承辊组成。侧支承装置中使用一个通长的辊体（辊面的宽度至少应达到轧制材料的宽度以上），或是由一组共轴安装的短辊或背衬轴承组合而成的多段辊体做为侧支承辊，该侧支承辊的辊面压到工作辊上，承受工作辊水平合力。这种机型因其从操作侧看上去一共有10个轧辊断面，一般称之为10辊轧机。典型的侧支承驱动装置为一个作动器或多个作动器的组合，可以推动侧支承装置滑动、摆动、或其他运动，以实现使侧支承辊贴紧工作辊或是远离工作辊。

对于侧支承装置，也有如PCT/EP2003/004085012920所公开的专利用于轧制金属带的多辊轧机，在该专利中，侧支承辊与工作辊、中间辊安装在一起，但存在的问题是：由于自身结构、材料特性及承受载荷特性的不同，工作辊、中间辊、侧支承辊装置的换辊周期是各不相同的。组合式的安装将导致无法单独的更换其中的一个，如工作辊每4~8小时就需要更换，中间辊一般12~24小时，侧支承辊可以10~30天更换，因而每次更换任何一个辊就需要一起拖出来再将换完后的新辊整体拖进去，工作量大且换辊不够方便，这显然会影响操作效率。

实用新型内容

相对于现有技术中的上述技术缺陷，本实用新型要解决的技术问题是提供一种带侧支承辊的金属带材轧机，改善工作辊的受力情况，同时优化侧支承装置，对工作辊合理支撑，在保证侧支承装置的寿命的前提下达到对工作辊支撑力的更精准控制。

本实用新型为解决上述问题采用如下技术方案：

一种带侧支承辊的金属带材轧机，轧机竖直方向上包含有上下一对工作辊、与工作辊分别接触的上下一对中间辊、以及与中间辊分别接触的上下一对支承辊； 其特征在于：所述的支承辊、中间辊均各自带有轴承座，而工作辊均不配置轴承座；上下一对中间辊辊心的连线与上下一对工作辊辊心的连线不共线，两条连线间存在一个设定的偏心距δ；上下一对工作辊中，各工作辊辊身的金属带材入口侧和出口侧均各设置一套侧支承装置；侧支承装置与中间辊一起从各自所在方向对工作辊辊身支承限位。

进一步的，所述的轧机中，轧制力作用在上、下支承辊轴承座上，通过支承辊辊身、中间辊辊身、工作辊辊身将轧制力传递到被轧制的金属带材上。

进一步的，所述的轧机中，轧制力矩作用在上、下中间辊的其中一端，通过中间辊与工作辊之间的摩擦力驱动工作辊旋转，完成轧制过程。

进一步的，所述的侧支承装置至少包含有至少1个侧支承辊与工作辊面直接接触，起到承受工作辊水平合力的作用；所述侧支承辊安装在侧支承驱动装置上，该侧支承驱动装置安装在轧机机架上或与轧机机架相连接的部件上。

进一步的，每个侧支承辊对应由一个或多个侧支承驱动装置驱动，通过对应侧支承驱动装置产生的力使得侧支承辊能够独立于中间辊、工作辊发生运动，以便实现侧支承辊装置在侧支承辊面接触工作辊辊面与侧支承辊辊面与工作辊辊面分离两种状态中切换。

进一步的，偏心距δ方向对应偏向金属带材的入口侧或出口。

进一步的，偏心距δ的大小在1mm-15mm之间。

进一步的，偏心距δ设置为能够根据轧制过程调整。

为了改善工作辊的水平合力，本实用新型提出中间辊偏置于工作辊布置，中间辊偏置将导致工作辊、中间辊之间的轧制压力作用线方向与垂直于金属带长度方向之间产生一个夹角，使得工作辊所受到的轧制压力包含水平方向的作用力分量，通过设置合理的中间辊偏置量，可使得这一轧制压力水平力与前述的工作辊水平合力相抵消，从而减小了工作辊辊身总水平力数值。

相对于现有技术，本实用新型有以下有益效果：

相对于ZL200980102335.1的偏距轧机，其工作辊直接被电动机驱动。而本实用新型中轧制力矩由被驱动的中间辊产生，并经由与工作辊之间的摩擦力传递到工作辊，进而传递到轧制带材上。除此之外本实用新型具有两个特征：（1）具有侧支承辊，可以侧向支承工作辊，帮助承受水平力，减小工作辊的水平挠曲度，（2）偏距设计，通过轧制力的水平分量帮助平衡水平力，可以减小水平力的值（绝对值）。本实用新型的结构相对来说更有利于减少工作辊的水平挠曲，同时也保证了侧支承装置的使用寿命。与ZL200980102335.1对比：（1）该方案“工作辊负载水平外力的侧支承装置均设置在工作辊辊体端部附近位置”，而本实用新型则侧支承辊至少覆盖带钢宽度，显然支承、减少挠曲效果更好。

相对于美国专利US20170008055 A1公开的轧机专利，本实用新型的工作辊设置侧支承辊，可以克服工作辊的水平力，减少工作辊水平方向挠度。

对于PCT/EP2003/004085012920所公开的专利用于轧制金属带的多辊轧机来说，本实用新型的侧支承装置与工作辊、中间辊安分散安装，就不用每次都要跟中间辊和工作辊一起拖出来拖进去的换辊操作，换辊方便，且操控更加简单。

附图说明

图1为本实用新型第一个实施例的带侧支承辊的金属带材轧机结构示意图。

图2为图1的简化结构示意图。

图3为图1的传动原理示意图。

图4为本实用新型另一个实施例的带侧支承辊的金属带材轧机结构示意图。

具体实施方式

根据本实用新型实施的带侧支承辊的金属带材18辊轧机，如图1-3所示。其竖直方向上包含有上下工作辊1、上下中间辊2、上下支承辊3； 所述的轧机上下支承辊3均设置轴承座9，中间辊2均设置轴承座10，而上、下工作辊1均不配置轴承座，工作辊辊身的金属带材8入口侧、出口侧两侧各带有1套侧支承装置。侧支承装置5与中间辊2一起，对工作辊1辊身起到支承限位作用。在该实施例中侧支承装置5包括侧支承辊4和侧支承驱动装置7，侧支承辊4沿工作辊1通长布置，侧支承驱动装置7通过背衬支撑部件与侧支承辊4连接。

所述的轧机的轧制力作用在上、下支承辊的轴承座9上，通过支承辊3辊身、中间辊2辊身、工作辊1辊身将轧制力力传递到金属轧材8上。

所述的轧机的轧制力矩作用在上、下中间辊2的一端，通过中间辊2与工作辊1之间的摩擦力驱动工作辊旋转，完成轧制过程。

所述的上、下中间辊2辊心的连线与上下工作辊1辊心连线不共线，二者间存在一个特定设计的偏心距δ。

设置偏心距δ的目的在于使得轧制力在从中间辊向工作辊传递的过程中，产生一个水平方向的分量。并利用这一轧制力水平分量平衡工作辊因与中间辊的辊间摩擦力、与带材的摩擦力、带材的今后张力等产生的水平力，最终起到降低工作辊所受到的水平合力数值的作用。

这一偏心距δ的大小可能控制在在1mm-15mm之间，方向可能为正值或负值（对应中间辊偏向轧机入口侧或出口侧）。δ的大小、方向根据工作辊辊径尺寸、带材特性，结合预期轧制产品的生产规程等工艺参数来确定。一般来说，该偏距并不需要针对每一种轧制规程来进行一次精确的调节。根据生产产品规格的多少，可以使用一组或多组偏心距参数来适应全部规格产品的生产需要。

为了更好地控制前述的“工作辊的水平合力”，上述δ值可能随着上述工艺过程参数发生变化时通过某种力或装置进行调整，以便更好地控制“工作辊的水平合力”的大小，减轻侧支承辊的负荷。

图4为本实用新型的10辊轧机的实施例。

两个实施例中，各自的侧支承驱动装置7均可以为一个作动器或多个作动器的组合，可以推动侧支承装置5在特定的轨道中滑动，以实现使侧支承辊贴紧工作辊或是远离工作辊。

Claims (8)

1.一种带侧支承辊的金属带材轧机，其竖直方向上包含有上下一对工作辊、与工作辊分别接触的上下一对中间辊、以及与中间辊分别接触的上下一对支承辊； 其特征在于：所述的支承辊、中间辊均各自带有轴承座，而工作辊均不配置轴承座；上下一对中间辊辊心的连线与上下一对工作辊辊心的连线不共线，两条连线间存在一个设定的偏心距δ；上下一对工作辊中，各工作辊辊身的金属带材入口侧和出口侧均各设置一套侧支承装置；侧支承装置与中间辊一起从各自所在方向对工作辊辊身支承限位。

2.根据权利要求1所述的带侧支承辊的金属带材轧机，其特征在于：所述的轧机中，轧制力作用在上、下支承辊轴承座上，通过支承辊辊身、中间辊辊身、工作辊辊身将轧制力传递到被轧制的金属带材上。

3.根据权利要求1所述的带侧支承辊的金属带材轧机，其特征在于：所述的轧机中，轧制力矩作用在上、下中间辊的其中一端，通过中间辊与工作辊之间的摩擦力驱动工作辊旋转，完成轧制过程。

4.根据权利要求1所述的带侧支承辊的金属带材轧机，其特征在于：所述的侧支承装置至少包含有至少1个侧支承辊与工作辊面直接接触，起到承受工作辊水平合力的作用；所述侧支承辊安装在侧支承驱动装置上，该侧支承驱动装置固定安装在轧机机架上。

5.根据权利要求1所述的带侧支承辊的金属带材轧机，其特征在于：每个侧支承辊对应由一个或多个侧支承驱动装置驱动，通过对应侧支承驱动装置产生的力使得侧支承辊能够独立于中间辊、工作辊发生运动，以便实现侧支承辊装置在侧支承辊面接触工作辊辊面与侧支承辊辊面与工作辊辊面分离两种状态中切换。

6.根据权利要求1所述的带侧支承辊的金属带材轧机，其特征在于：偏心距δ方向对应偏向金属带材的入口侧或出口。

7.根据权利要求1所述的带侧支承辊的金属带材轧机，其特征在于：偏心距δ的大小在1mm-15mm之间。

8.根据权利要求1所述的带侧支承辊的金属带材轧机，其特征在于：偏心距δ设置为能够根据轧制过程调整。