CN2176853Y

CN2176853Y - 悬臂紧凑式连轧机的高精度差动调速驱动装置

Info

Publication number: CN2176853Y
Application number: CN 93241438
Authority: CN
Inventors: 王桂兴; 朱孝禄; 沈水福; 李正熹
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-10-13
Filing date: 1993-10-13
Publication date: 1994-09-14
Anticipated expiration: 2003-10-13

Abstract

本实用新型涉及一种适用于悬臂紧凑式连轧机的高精度差动调速驱动装置。它由主交流电机、辅助调速电机、箱体和安装在箱体内的上、下轧辊传动齿轮系、内齿型差速器、中间齿轮、联轴器等组成。由于采用了变频调速和双机拖动、集中传动差动调速技术，可以使连轧机的每个机架都可调整到工艺上所需要的速度，具有动态速降小、反应迅速，调速精度高和稳定性好等优点，而且可以大幅度降低制造成本和设备重量。

Description

本实用新型涉及一种连轧机的驱动装置，特别是适用于悬臂紧凑式连轧机的高精度差动调速驱动装置。

目前，在我国（中）小轧机厂生产中，由于轧件短、规格型号小，轧制过程中红坯经受不住张力，一般采用活套装置，闭锁反馈调节速度闭环控制。但活套装置起落有时间差，对于轧件长度不长的成品，头尾无法保证公差尺寸，这是一般（中）小轧机生产上所无法接受的。而世界各国轧钢生产实践中，仅在大截面轧件的连轧区实现了无套连轧。这类无套连轧点均处在连轧机的粗轧区或中轧区，这两个区域内的轧件断面积大，且轧出的是中间产品，对张拉控制的要求不严格。在精轧区由于所轧材料的截面积已相当小，且愈轧愈小，所受张拉的绝对值甚低，对张拉波动量的检测已相当困难。因此小规格钢材的轧制只能采用“带套轧制”的连轧工艺。因活套量的存在而可缓冲因各种工艺外扰因素而引起轧件所受张拉应力的影响，否则，连轧机不能轧出稳定的合格产品。虽然高速线材轧机依靠配辊方法，实现了单独品种规格的无套连轧生产，但对多品种型钢精轧尚无紧凑式先例。

对于轧钢的连轧技术领域，自由连轧状态一直属于技术上的“禁区”，因为使轧件永远处于不张不拉的连轧，以保持轧件成品尺寸处于同一状态是十分困难的。绝对的不张不拉取决于许多因素，其中包括设备制造精度、调速精度、相互干扰、工艺压下，轧制温度等等。由于传统的主传动电机是直流电动机，其速度控制精度仅为1％－5％。采用复杂的厚度自动控制技术（AGC）和张力控制技术（ATC）后，控制精度能够达到0.2％－0.4％，仍无法满足自由连轧的要求，而且设备复杂、造价昂贵，中小型轧机难于接受。

本实用新型的目的在于克服现有技术中驱动装置的缺陷，提供一种适用于悬臂紧凑式连轧机的高精度差动调速驱动装置。它可以使设备重量和造价大幅度降低，调速精度大幅度提高，轧制线缩短，而且操作简单，维护方便。

本实用新型的技术解决方案如下：一种适用于悬臂紧凑式连轧机的高精度差动调速驱动装置，包括：主交流电机、辅助调速电机、箱体和安装在箱体内的上、下轧辊传动齿轮系、差速器、中间齿轮等，其特征在于：主交流电机通过联轴器与中间齿轮连接，中间齿轮与差速器外齿轮啮合，差速器的中心轴与辅助调速电机联接，经差速器合成后的力矩和在一定范围内改变的转速通过差速器输出轴输出，该输出轴通过联轴器与位于轧辊轴中部的上、下轧辊传动齿轮系联接，使上、下轧辊轴获得转动方向相反的相同功率和转速，进而分别驱动上、下轧辊。所述的辅助调速电机、差速器和上、下轧辊传动齿轮系的数目与连轧机架数一致，中间齿轮数目等于连轧机架数减一。所述的辅助调速电机为交流变频调速器控制的交流电机。所述的上、下轧辊传动齿轮系由四个齿轮构成，两个相互啮合的中间传动轮分别与固定在上、下轧辊轴中部的齿轮啮合，在上轧辊轴上还作用有平衡调整装置，以在轴向和径向上调整上轧辊轴与下轧辊轴对正。所述的差速器为内齿型差速器。

在本申请中，由于采用双机拖动及先进的差动调速技术，使每个机架都可以调整到工艺范围内所需的速度，且具有动态速降小，反应迅速，稳定性好等优点，同时采用集中传动，排除扰动因素等技术环节，可使其调速精度、咬钢精度变化都控制在当今国内外连轧机的较高水准上，而且无须大量的电气控制投资。特别是本申请中采用了先进的变频调速装置（亦可采用F－B机组和可控硅供电调节的直流辅助电机），使调速精度可达0.04％－0.06％左右，将可达到或超过世界先进水平。我国目前小角钢∠2.5－∠5，小扁钢及其他非对称形状的小型钢材一般均用模列式轧机轧制，现有一些采用直流主传动的传统型小型连轧机主要用于棒材和螺纹钢筋的生产（直径为φ10－φ24mm左右）。这些直流连轧机曾轧制过小角钢及其他尺寸公差要求较严的小型钢材，但实际效果并不佳，轧废增加，产品的尺寸公差得不到保证，导致轧机经济效益下降。其主要原因即是连轧区的各段轧件受到过度的和不稳定的张拉，使产品尺寸公差波动量超过了允许的限度。本申请中采只用简单的机电技术组合方式解决了（中）小轧机的关键设备－精轧机组的精度问题，保证了成品轧件没有头大尾大和尺寸不稳定的现象，从而提高成品率和产品质量。

本实用新型的悬臂紧凑式连轧机的高精度差动调速驱动装置最大限度地满足了除轧制温度突然变化外的各种因素。使得精轧机组的稳定性，可以接近到不张不拉的自由连轧状态，至少，本实用新型可以做到由于局部原因干扰后仍能保证成品轧件的尺寸，处于高标准的尺寸公差范围之内，从而实现最难的精轧机组紧凑式无套连轧。由于传统的主传动是直流电动机，其速度控制精度仅为1％－5％，采用复杂的厚度自动控制技术（AGC）和张力控制技术（ATC）后，控制精度可达到0.2％－0.4％，但设备复杂、造价昂贵，（中）小轧机厂技术改造难以接受。本实用新型的连轧机控制精度最高可达到0.04％－0.06％，完全可以实现或接近没有活套或张力的“自由连轧”状态，可实现较复杂条件的小型钢生产，尺寸稳定、头尾尺寸偏差达到最小范围，对于众多的（中）小轧机厂的技术改造来说，将是最佳选择。

下面参照附图对本实用新型的悬臂紧凑式连轧机的高精度差动调速驱动装置做进一步描述。

图1为本实用新型的四组轧辊的连轧机的平面布置示意图；

图2为上、下轧辊传动齿轮系和悬臂轧辊轴的结构示意图，图中未示出中间传动轮；

图3是上、下轧辊传动齿轮系的原理性示意图；

图4是一种内齿型差速器的原理性示意图。

图中：主交流电机1；辅助调速电机2；差速器3；上、下轧辊传动齿轮系4；轧辊5（上轧辊5.1，下轧辊5.2）；中间齿轮6；箱体7；联轴器8；轴承9；下轧辊轴10；下轧辊齿轮11；中间传动轮12；上轧辊齿轮13；平衡调整装置14；悬臂轧辊座15。

参见图1，图中示出了四组轧辊构成的连轧机组。这样的连轧机组可根据生产实际的需要选用二组至八组轧辊中的任何一种组合，一般多采用三组、四组或五组轧辊组合。为便于密封和集中润滑，上、下轧辊传动齿轮系4与差速器3一样都安装在一个大的密闭的箱体7内。差速器3可以采用内齿型也可以采用外齿型，但推荐采用内齿型差速器。轧机采用悬臂式轧辊结构，紧凑地安装在一个箱体7内，每组轧辊的传动线上无中间轴，整个连轧机组采用一个主交流电动机1，每个轧机采用一个辅助调速电机2，它可以是F－D机组或可控硅供电的小直流电机，其“动态速降当量”可达到0.1％－0.2％秒的先进水平指标（调速幅度25％）。最好采用变频调速的交流电机，它可以改善安装维护条件并减少主电控室面积，同时，将排除动态速降对连轧产品尺寸的影响，其“动态速降当量”可达0.005％－0.05％秒的超高水平指标。更加有利于复杂断面型钢的无套连轧，提高产品质量。

主要的功率来源于传动差速器外壳的中间齿轮6，主交流电机1输入轧钢功率的90％左右。差速器3的另一输入功率源，由辅助调速电机2供给，通过差速器3合成后输出力矩和可在一定范围内改变的转速。差速器的输出轴通过联轴器直接与下轧辊轴10连接，轧辊轴中部装有4个齿轮的传动轮系4，在下轧辊轴轴线位置固定的状况下，通过二个中间齿轮传动上轧辊轴，使上轧辊轴在经向和轴向调正时，能够获得与下辊轴反向转动的相同功率与转速。每个差速器的外齿通过中间齿轮6联结，每一差速器3的外齿轮直径，根据工艺要求，设计成一定的速比，使各组轧辊的转速，达到固定的匹配关系。轧钢时由可调速的辅助电机2，通过差速器3，使轧辊转速获得一定幅度的调整。按双机拖动，差动调速原理、轧辊转速可获得稳定的、高精度的微调性能和高水平的动态速降指标，以满足对连轧机的速度匹配需要。连轧机轧辊组的间距，为二个相邻差速器3外齿轮半径及中间齿轮6直径之和。连轧机的间距可设计到最小，如1.5m左右，连轧线的长度，可达到最紧凑、最短的长度。同时，每个中间齿轮6的轴都可成为主交流电机1的输入轴（图1中虚线位置），交流电机1也可设计成多个配置输入，减小单机容量，在允许范围内，可全部采用低压供电。

Claims

1、一种悬臂紧凑式连轧机的高精度差动调速驱动装置，包括主交流电机、辅助调速电机、箱体和安装在箱体内的上、下轧辊传动齿轮系、差速器、中间齿轮等，其特征在于：主交流电机通过联轴器与中间齿轮连接，中间齿轮与差速器外齿轮啮合，差速器的中心轴与辅助调速电机联接，经差速器合成后的力矩和在一定范围内改变的转速通过差速器输出轴输出，该输出轴通过联轴器与位于轧辊轴中部的上、下轧辊传动齿轮系联接，使上、下轧辊轴获得转动方向相反的相同功率和转速，进而分别驱动上、下轧辊。

2、如权利要求1所述的悬臂紧凑式连轧机的高精度差动调速驱动装置，其特征在于：所述的辅助调速电机、差速器和上、下轧辊传动齿轮系的数目与连轧机架数一致，中间齿轮数目等于连轧机架数减一。

3、如权利要求1或2所述的悬臂紧凑式连轧机的高精度差动调速驱动装置，其特征在于：所述的辅助调速电机为交流变频调速器控制的交流电机。

4、如权利要求1所述的悬臂紧凑式连轧机的高精度差动调速驱动装置，其特征在于：所述的上、下轧辊传动齿轮系由四个齿轮构成，两个相互啮合的中间传动轮分别与固定在上、下轧辊轴中部的齿轮啮合，在上轧辊轴上还作用有平衡调整装置，以在轴向和径向上调整上轧辊轴与下轧辊轴对正。

5、如权利要求1或2所述的悬臂紧凑式连轧机的高精度差动调速驱动装置，其特征在于：所述的差速器为内齿型差速器。