CN214024847U - 用于轧辊磨床的直驱式头架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了用于轧辊磨床的直驱式头架，属于轧辊磨床领域。该直驱式头架包括：固定安装在头架壳体内的力矩电机，以及与力矩电机固定连接的飞轮盘，飞轮盘的一端与拨盘固定连接，所述力矩电机、飞轮盘和拨盘同轴配合，本实用新型通过在头架壳体内固定安装力矩电机，使力矩电机直接驱动飞轮盘和拨盘转动能够提升动态性能，无运动形式的转换，可实现系统的高刚性，系统易于控制，通过减少传动链，降低了运行成本，无附加运动部件，降低了传动系统的摩擦提高了工作效率和工作可靠性，解决了现有头架采用皮带传动的方式产生的转矩损失较大，安装调整复杂的问题。

Description

用于轧辊磨床的直驱式头架

技术领域

本实用新型属于轧辊磨床领域，具体是用于轧辊磨床的直驱式头架。

背景技术

头架作为轧辊磨削过程中的工件驱动装置，头架的回转精度直接影响轧辊的辊形精度与表面质量，轧辊作为轧制生产中使金属发生塑性变形的核心部件，其辊形精度与表面质量是影响轧制产品形状精度和表面质量的关键因素，然而现有头架采用皮带传动的方式使主轴轴承受到皮带涨紧拉力的影响会产生转矩损失，以及存在安装调整复杂的问题。

发明内容

发明目的：提供用于轧辊磨床的直驱式头架，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：用于轧辊磨床的直驱式头架包括：固定安装在头架壳体内的力矩电机，以及与力矩电机固定连接的飞轮盘，所述飞轮盘的一端与拨盘固定连接，所述力矩电机、飞轮盘和拨盘同轴配合。

在进一步的实施例中，所述力矩电机包括与头架壳体的内壁固定连接的电机定子，以及收容在电机定子内的电机转子，所述电机转子的内壁与飞轮盘固定连接，所述电机转子与电机定子转动连接，通过高性能的内转子力矩电机最高转速可达300rpm，回转精度0.002mm，应用在高速、高精度轧辊磨床上，回转精度高，维护成本低，相较于普通电机，提高了30%的输出扭矩，具有更优异的动态负载刚性。

在进一步的实施例中，用于轧辊磨床的直驱式头架还包括与电机定子固定连接的温度传感器，所述温度传感器与磨床的温度控制系统电连接，所述温度传感器将力矩电机的温度发送至温度控制系统，通过温度传感器将力矩电机的温度发送至温度控制系统，能够对电机运行过程中产生热量进行控制，提高力矩电机和磨床的使用寿命。

在进一步的实施例中，所述力矩电机还包括与电机定子的外壁固定连接的冷却环，以及与冷却环固定连接的至少两个冷却管接口。

所述电机定子的外壁两侧各开有至少一个O形环槽，两个O形环槽之间的电机定子外壁开有至少一个冷却槽，所述冷却管接口的一端与温度控制系统连通，另一端与冷却槽连通，温度控制系统的冷却介质从一个冷却管接口进入冷却槽，从另一个冷却管接口流回温度控制系统，通过冷却管接口、冷却槽和温度控制系统的冷却介质能够对力矩电机进行降温，通过在电机定子的外壁两侧各开至少一个O形环槽与冷却环进行密封配合能够避免冷却介质流出，通过温度控制系统的冷却介质对力矩电机产生的热进行动态调节，可以减轻经对流、传导和辐射方式进行的热传递对其他机械零部件影响，在电机温度控制系统冷却条件下，电机的标称转矩相对于未冷却条件下电机转矩将提高50%。

在进一步的实施例中，用于轧辊磨床的直驱式头架还包括与头架壳体固定连接的头架主轴，以及与头架主轴套接配合的轴承组件和轴承压盖，所述轴承压盖与飞轮盘远离头架壳体的一端固定连接，所述轴承压盖靠近头架壳体的一端与远离头架壳体的主轴轴承抵接配合；

所述轴承组件包括与头架主轴套接配合的至少两个主轴轴承以及至少一个隔套，所述隔套的两端与主轴轴承抵接配合；

所述飞轮盘的内壁与主轴轴承的外壁抵接配合，通过采用高精度的主轴轴承使飞轮盘与头架主轴连接能够对飞轮盘进行限位，保证飞轮盘的回转精度和稳定性。

在进一步的实施例中，用于轧辊磨床的直驱式头架还包括固定安装在头架壳体内的齿轮编码器，所述齿轮编码器的一端与头架壳体固定连接，另一端与飞轮盘的端部固定连接，通过齿轮编码器检测飞轮盘的转动角度能够实现拨盘角度自动准确定位，方便轧辊的吊装，减少操作时间。

在进一步的实施例中，用于轧辊磨床的直驱式头架还包括与轴承压盖的内壁抵接配合的密封圈，所述密封圈与头架主轴的外壁抵接配合，通过密封圈对轴承压盖和头架主轴之间的缝隙进行密封能够保证旋转的轴承压盖与箱体主轴的密封性，保证磨削过程中头架壳体内的力矩电机和轴承不会受到磨削液及外侧水雾的影响产生损坏。

在进一步的实施例中，所述密封圈是GMN型密封圈，通过具有高密封性能的GMN密封圈能够进一步的通过密封性。

在进一步的实施例中，所述头架主轴与头架壳体过盈配合，所述头架主轴的端部开有与轧辊的顶尖套接配合的锥孔通过锥孔与轧辊顶尖的套接配合，头架主轴与头架壳体的过盈配合，能够进一步的对头架主轴进行限位，减少头架主轴的振动，避免飞轮转动产生的微小振动通过顶尖传递给轧辊。

有益效果：本实用新型公开了用于轧辊磨床的直驱式头架，通过在头架壳体内固定安装力矩电机，使力矩电机直接驱动飞轮盘和拨盘转动能够提升动态性能，无运动形式的转换，可实现系统的高刚性，系统易于控制，通过减少传动链，降低了运行成本，无附加运动部件，降低了传动系统的摩擦提高了工作效率和工作可靠性，解决了现有头架采用皮带传动的方式产生的转矩损失较大，安装调整复杂的问题。

附图说明

图1是本实用新型的装配图。

图2是本实用新型的冷却环工作原理示意图。

图1至图2所示附图标记为：头架壳体1、力矩电机2、飞轮盘3、头架主轴4、拨盘5、轴承组件6、轴承压盖7、齿轮编码器8、密封圈9、温度控制系统10、电机定子21、电机转子22、冷却环211、冷却管接口212、冷却槽213、O形环槽214。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

申请人在使用磨床对轧辊进行磨削工作时发现现有磨床的头架采用皮带传动的方式使主轴轴承受到皮带涨紧拉力的影响会产生转矩损失，以及存在安装调整复杂的问题，为了解决上述问题，申请人研发了一种用于轧辊磨床的直驱式头架。

该用于轧辊磨床的直驱式头架包括力矩电机2、飞轮盘3、头架主轴4、轴承组件6、轴承压盖7、齿轮编码器8、密封圈9、温度控制系统10、电机定子21、电机转子22、冷却环211、冷却管接口212、冷却槽213和O形环槽214。

磨床头架包括头架壳体1和拨盘5，头架壳体1与磨床固定连接，拨盘5与工件固定连接输出转动力。

力矩电机2固定安装在头架壳体1内，飞轮盘3与力矩电机2固定连接，飞轮盘3的一端与拨盘5固定连接，力矩电机2驱动飞轮盘3转动，力矩电机2、飞轮盘3和拨盘5同轴配合，在工作状态下，飞轮盘3和拨盘5绕飞轮盘的中心线转动。

力矩电机2是高性能的内转子力矩电机2，力矩电机2包括与头架壳体1的内壁固定连接的电机定子21，以及收容在电机定子21内的电机转子22，电机转子22的内壁与飞轮盘3固定连接，电机转子22与电机定子21转动连接。

通过高性能的内转子力矩电机2最高转速可达300rpm，回转精度0.002mm，应用在高速、高精度轧辊磨床上，回转精度高，维护成本低，相较于普通电机，提高了30%的输出扭矩，具有更优异的动态负载刚性。

工作原理：力矩电机2通过电气编码器可方便的实现正、反向旋转和无级变速，通过在头架壳体1内固定安装力矩电机2，使力矩电机2直接驱动飞轮盘3和拨盘5转动能够提升动态性能，无运动形式的转换，可实现系统的高刚性，系统易于控制，通过减少传动链，降低了运行成本，无附加运动部件，降低了传动系统的摩擦提高了工作效率和工作可靠性，解决了现有头架采用皮带传动的方式产生的转矩损失较大，安装调整复杂的问题。

在进一步的实施例中，在力矩电机2运行过程中产生的能量损耗会产生大量的热，长时间工作会降低力矩电机2和磨床的使用寿命。

为了解决上述问题，用于轧辊磨床的直驱式头架还包括与电机定子21固定连接的温度传感器，温度传感器与磨床的温度控制系统10电连接，温度传感器将力矩电机2的温度发送至温度控制系统10，其中温度传感器是KTY84温度传感器，该温度传感器与力矩电机2的线圈抵接配合。

通过温度传感器将力矩电机2的温度发送至温度控制系统10，能够对电机运行过程中产生热量进行控制，提高力矩电机2和磨床的使用寿命。

在进一步的实施例中，力矩电机2还包括与电机定子21的外壁固定连接的冷却环211，以及与冷却环211固定连接的至少两个冷却管接口212。

电机定子21的外壁两侧各开有至少一个O形环槽214，两个O形环槽214之间的电机定子21外壁开有至少一个冷却槽213，冷却管接口212的一端与温度控制系统10连通，另一端与冷却槽213连通，温度控制系统10的冷却介质从一个冷却管接口212进入冷却槽213，从另一个冷却管接口212流回温度控制系统10。

其中冷却介质是主轴冷却油或冷却液。

通过冷却管接口212、冷却槽213和温度控制系统10的冷却介质能够对力矩电机2进行降温，通过在电机定子21的外壁两侧各开至少一个O形环槽214与冷却环211进行密封配合能够避免冷却介质流出，通过温度控制系统10的冷却介质对力矩电机2产生的热进行动态调节，可以减轻经对流、传导和辐射方式进行的热传递对其他机械零部件影响，在电机温度控制系统10冷却条件下，电机的标称转矩相对于未冷却条件下电机转矩将提高50%。

在进一步的实施例中，用于轧辊磨床的直驱式头架还包括与头架壳体1固定连接的头架主轴4，以及与头架主轴4套接配合的轴承组件6和轴承压盖7，轴承压盖7与飞轮盘3远离头架壳体1的一端固定连接，轴承压盖7靠近头架壳体1的一端与远离头架壳体1的主轴轴承抵接配合。

轴承组件6包括与头架主轴4套接配合的至少两个主轴轴承以及至少一个隔套，隔套的两端与主轴轴承抵接配合。

飞轮盘3的内壁与主轴轴承的外壁抵接配合。

其中主轴轴承是高精度主轴轴承。

通过采用高精度的主轴轴承使飞轮盘3与头架主轴4连接能够对飞轮盘3进行限位，能够进一步的保证飞轮盘3的回转精度和稳定性。

在进一步的实施例中，现有轧辊吊装到磨床上时还需要人工调整拨盘5的角度保证定位精度，存在操作时间过长的问题。

为了解决上述问题，用于轧辊磨床的直驱式头架还包括固定安装在头架壳体1内的齿轮编码器8，齿轮编码器8的一端与头架壳体1固定连接，另一端与飞轮盘3的端部固定连接。

通过齿轮编码器8检测飞轮盘3的转动角度能够实现拨盘5角度自动准确定位，方便轧辊的吊装，减少操作时间。

在进一步的实施例中，在磨削过程中磨削液及外侧水雾容易泄漏进头架内造成力矩电机2和轴承的损坏。

为了解决上述问题，用于轧辊磨床的直驱式头架还包括与轴承压盖7的内壁抵接配合的密封圈9，密封圈9与头架主轴4的外壁抵接配合。

通过密封圈9对轴承压盖7和头架主轴4之间的缝隙进行密封能够保证旋转的轴承压盖7与箱体主轴的密封性，保证磨削过程中头架壳体1内的力矩电机2和轴承不会受到磨削液及外侧水雾的影响产生损坏。

在进一步的实施例中，密封圈9是GMN型密封圈9。

通过具有高密封性能的GMN密封圈9能够进一步的通过密封性。

在进一步的实施例中，为了保证轧辊的装夹稳定性需要使轧辊的顶尖与头架主轴4抵接配合，但是当力矩电机2和飞轮盘3工作时容易将微小的振动传递给轧辊影响磨削精度。

为了解决上述问题，头架主轴4与头架壳体1过盈配合，头架主轴4的端部开有与轧辊的顶尖套接配合的锥孔。

使用时轧辊的顶尖插接进锥孔内，通过锥孔对轧辊的顶尖进行限位保证中心度。

通过锥孔与轧辊顶尖的套接配合，头架主轴4与头架壳体1的过盈配合，能够进一步的对头架主轴进行限位，减少头架主轴的振动，避免飞轮转动产生的微小振动通过顶尖传递给轧辊。

Claims (9)

1.用于轧辊磨床的直驱式头架，其特征在于，包括：固定安装在头架壳体内的力矩电机，以及与力矩电机固定连接的飞轮盘，所述飞轮盘的一端与拨盘固定连接；

所述力矩电机、飞轮盘和拨盘同轴配合。

2.根据权利要求1所述用于轧辊磨床的直驱式头架，其特征在于，所述力矩电机包括与头架壳体的内壁固定连接的电机定子，以及收容在电机定子内的电机转子，所述电机转子的内壁与飞轮盘固定连接，所述电机转子与电机定子转动连接。

3.根据权利要求1所述用于轧辊磨床的直驱式头架，其特征在于，还包括与力矩电机固定连接的温度传感器，所述温度传感器与磨床的温度控制系统电连接，所述温度传感器将力矩电机的温度发送至温度控制系统。

4.根据权利要求2所述用于轧辊磨床的直驱式头架，其特征在于，所述力矩电机还包括与电机定子的外壁固定连接的冷却环，以及与冷却环固定连接的至少两个冷却管接口；

所述电机定子的外壁两侧各开有至少一个O形环槽，两个O形环槽之间的电机定子外壁开有至少一个冷却槽，所述冷却管接口的一端与温度控制系统连通，另一端与冷却槽连通，温度控制系统的冷却介质从一个冷却管接口进入冷却槽，从另一个冷却管接口流回温度控制系统。

5.根据权利要求1或2或3或4所述用于轧辊磨床的直驱式头架，其特征在于，还包括与头架壳体固定连接的头架主轴，以及与头架主轴套接配合的轴承组件和轴承压盖，所述轴承压盖与飞轮盘远离头架壳体的一端固定连接，所述轴承压盖靠近头架壳体的一端与远离头架壳体的主轴轴承抵接配合；

所述轴承组件包括与头架主轴套接配合的至少两个主轴轴承以及至少一个隔套，所述隔套的两端与主轴轴承抵接配合；

所述飞轮盘的内壁与主轴轴承的外壁抵接配合。

6.根据权利要求5所述用于轧辊磨床的直驱式头架，其特征在于，还包括固定安装在头架壳体内的齿轮编码器，所述齿轮编码器的一端与头架壳体固定连接，另一端与飞轮盘的端部固定连接。

7.根据权利要求5所述用于轧辊磨床的直驱式头架，其特征在于，还包括与轴承压盖的内壁抵接配合的密封圈，所述密封圈与头架主轴的外壁抵接配合。

8.根据权利要求7所述用于轧辊磨床的直驱式头架，其特征在于，所述密封圈是GMN型密封圈。

9.根据权利要求5所述用于轧辊磨床的直驱式头架，其特征在于，所述头架主轴与头架壳体过盈配合，所述头架主轴的端部开有与轧辊的顶尖套接配合的锥孔。

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