CN2437422Y

CN2437422Y - 具有三个传动轴的三辊轧机

Info

Publication number: CN2437422Y
Application number: CN 00212607
Authority: CN
Inventors: 陈永惠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2001-07-04
Anticipated expiration: 2010-07-13

Abstract

一种具有三个传动轴的三辊轧机,包括由3—5个机架组成的连轧机组,其特征是分速箱1一端连接减速机的一个输出轴,而另一端则有3—5组、每组具有上、中、下三个输出动力轴;其中间动力轴与轧机的水平轴连接,上、下两个动力轴通过上、下分动箱3、8转换120°后再与轧机的另外两个轴连接,从而使三辊轧机获得具有三个传动轴的主传动;本轧机既可作为热连轧机使用,也可作为冷连轧机使用;既可用作精密定径机,也可作为减径、定径机;尤其适合轧制那些高变形抗力的以及目前市场需求目趋扩大的需进行机械热处理的钢种。

Description

具有三个传动轴的三辊轧机

本发明涉及B21B13/10轧辊轴是不同方向的轧机机座，包括机架、轧辊和附件都有改进的减、定径三辊轧机。

三辊轧机也称Y型轧机。目前国内应用的三辊轧机无论是国产的或是进口的，均属只有一个传动轴的三辊轧机。它存在问题如下：1．轧机不能调整：在使用过程中，轧机的轧辊不能进行径向、轴向调整，这将导致轧辊使用寿命低，消耗量大。2．只能采用专用的CNC机床，实行整机架同时加工三个轧辊的孔型。3．轧机的轧辊是通过机架内的两对圆锥齿轮传递动力的，圆锥齿轮体积大、机架结构复杂、润滑条件也差。因此，机架内的轴承和圆锥齿轮等零件的寿命低、消耗量大。

本发明的目的是克服只有一个传动轴的三辊轧机的固有缺点，提供一种高精度的具有三个传动轴的三辊轧机，充分发挥三辊轧机的优势。

具有三个传动轴的三辊轧机，包括由3-5个机架组成的连轧机组，其特征是减速机的动力轴和轧机的机架之间有分速箱1、上分动箱3、下分动箱8及辅助设施；分速箱1的一端连接减速机的输出轴，而另一端则有3-5组、每组具有上、中、下三个输出动力轴；其中间动力轴与轧机的水平轴连接，上、下两个动力轴通过上、下分动箱3、8转换120°、并改变一次运动方向后再与轧机的另外两个轴连接，从而使三辊轧机获得具有三个传动轴的主传动；三个轧辊辊系互为120°中心角布置在左、右两个方形机架5之间；三个辊系的偏心套筒37a、37b外表面M、N共用同一轴心线F-F，而套筒内表面及轧辊共用同一轴心线E-E，两轴心线平行，偏心距为e，偏心套筒37a、37b联结面为一60°扇形，其边沿上有装配螺栓，间隔30°角，设偏心套筒的D为起点，沿ω方向转30°，即为0点标记；辊系Ⅰ的偏心套筒设有两个圆锥齿轮，其位置相对于轧辊两侧，并且在N表面上还有一个蜗轮；辊系Ⅱ的偏心套筒设有一个圆锥齿轮，其位置相对于轧辊前端；辊系Ⅲ的偏心套筒设有一个圆锥齿轮，其位置相对于轧辊后端。

具有三个传动轴的三辊轧机的优点可从其结构特点和工艺特点两方面来说明：

1．结构特点

a．轧机的轧辊是采用偏心套筒和微调装置进行径向和轴向调整的；通过一个蜗杆机构和两对圆锥齿轮实现三个轧辊的同步调整和锁紧。这样即方便了轧机的调整、操作，又提高了轧辊的使用寿命。

b．机架内用传递运动的圆锥齿轮代替传递动力的圆锥齿轮，节省出的空间可以做到精选轴承，使轧机的弹性模量及允许承受的轧制力和轧制力距大幅度提高。因此，它特别适合轧制那些高变形抗力的以及目前市场需求日趋扩大的需进行机械热处理的钢种。

C．轧辊的的辊环重量轻、制造成本低。

d．备件大为减少，无需再备用圆锥齿轮等零件，维修费用相应大幅度降低。

2．工艺特点

a．产品尺寸精度高，可实现精密轧制，尺寸精度可达±0.1mm。

b．可实现一定规格的自由轧制，不用改变孔型就能轧制直径级差较小的一些产品，而对产品公差没有什么影响。

c．孔型寿命高，只有当孔型完全磨损时才需要重新磨削。

d．机架更换后可立即进行轧制，无需任何试轧或检验，可无故障地工作。

e．可实现低温轧制，提高钢材的内在质量和强度等级。

f．轧辊的辊环切削加工容易，三个辊环为一组在磨床上同时加工孔型，不再需要专用的CNC机床。

g．换辊时间短，设备利用率可达90％。

本设计的具有三个传动轴的三辊轧机即可作为热连轧机使用，也可作为冷连轧机使用；即可用作精密定径机，也可作为减径、定径机。

附图说明：

图1 具有三个传动轴的三辊轧机设备总图；

图2 分速箱传动示意图；

图3 水平传动齿轮系统；

图4 波形传动齿轮系统；

图5 垂直传动齿轮系统；

图6 分动箱传动示意图；

图7 机架结构示意图；

图8 蜗杆机构示意图；

图9 机架锁紧示意图；

图10 偏心套筒装配图；

图11 偏心套筒左视图；

实施例：

具有三个传动轴的三辊轧机是一套由3-5个机架组成的集中传动的连轧机组，如图1所示，其特征是减速机的动力轴和轧机的机架之间有分速箱1、上分动箱3、下分动箱8及辅助设施；图2-图5所示是一个为三架连轧机配套的分速箱，图2中箱体由五部分组成，从上向下依次为上箱11、中箱12、中箱13、中箱14和下箱15；图中K1、K2、K3分别表示分速箱的三组动力输出轴；图3所示的上、下A-A两组为具有相同技术参数的水平方向传动的齿轮系统，图4所示的中间B-B组为波形传动的齿轮系统，而第4组，见图5，C-C垂直方向传动的齿轮系统将上、中、下3组齿轮联结在一起，组成一个具有特殊功能的齿轮分速箱。分速箱1的一端连接减速机的输出轴，而另一端则有3-5组、每组有上、中、下三个转速相同，转向也相同的动力输出轴；相邻两组间的速比相同、而转向相反。中间动力轴可与机架的水平轴，即图7中的辊系Ⅱ连接；上、下两个动力轴则通过上、下分动箱转换120°、并改变一次运动方向后再与轧机的另外两个轴，即图7中的辊系Ⅰ、Ⅲ连接。这样三辊轧机获得了具有三个传动轴的主传动。机架作为轧机的核心，其实现轧辊径向调整的关健是偏心套筒。三个辊系的偏心套筒37a、37b外表面M、N，见图10，共用同一轴心线F-F，而套筒内表面及轧辊共用同一轴心线E-E，两轴心线平行，偏心距为e；偏心套筒37a、37b两个M面的边缘为圆锥面，圆锥面也可为圆锥齿轮，套筒37a表面N上可有蜗轮。

分速箱的A-A水平方向传动的齿轮系统如图3所示：A-A两组的轴K1总成完全相同、轴K2总成的相同之处只是齿轮的技术参数相同、轴K3总成完全相同；轴K1装有齿轮Z1，轴的两端各有一套轴承16，轴承16为单列圆锥滚子轴承；轴K2依次装有齿轮Z2、Z1和Z5，轴的两端各有一套轴承16，下水平传动的轴K2是分速箱的主动轴，而上水平传动的轴K2是分速箱的从动轴。轴K3装有齿轮Z2，轴的两端各有一套轴承16。

B-B波形传动的齿轮系统，如图4所示，轴K1装有齿轮Z3，轴的两端各装有一套轴承16。轴K2依次装有齿轮Z4、Z3和Z5，轴的两端各装有一套轴承16。轴K3装有齿轮Z4，轴的两端各装有一套轴承16。

C-C垂直方向传动的齿轮系统，如图5所示，它由3个齿轮Z5和两个介轮Z6、Z7组成。3个齿轮Z5已经装在上述的3个轴K2的同一端；下介轮轴19装有介轮Z6，上介轮轴20装有介轮Z7，这两套轴与齿轮内孔都是以1∶50锥度配合并用圆螺母锁紧的，轴的两端各有一套轴承16。

分动箱是由三个轴总成组成两级齿轮传动系统，见图6，分动箱有左、右两个箱体，第一个轴总成是输入轴21通过两套单列圆锥滚子轴承16与轴承套24装配在一起，然后将圆锥齿轮Z8安装在轴21的末端；第二个轴总成是中间轴22装有两个齿轮Z9、Z10和两套单列圆锥滚子轴承16；齿轮Z9安装在轴22的前端，而齿轮Z10安装在两套轴承16的中间；第三个轴总成是输出轴23装有齿轮Z11，轴的两端各安装一套轴承16。分动箱的一级非正交圆锥齿轮传动用以转换120°方向，二级斜齿轮传动用以改变一次运动方向，两级齿轮传动速比相同，均为i=1。

轧机的机架，见图7，它包括三个轧辊辊系、一个蜗杆机构46和左、右两个机架；机架的上、下各有两个起重小轴48供机架吊装使用。

图7所示是右机架47，三个轧辊辊系互成120°中心角布置在左、右两个方型机架之间，每个轧辊辊系包括偏心套筒、轴法兰、主轴、辊环、芯轴、轴承等。三个轧辊辊系Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的不同之处仅在于偏心套筒。偏心套筒由37a、37b两部分组成，在偏心套筒37a内，由销38将辊环39和主轴36连在一起，油封26、轴承41及外挡圈35位于主轴36和偏心套筒37a之间，套34位于轴承41和轴承16之间；调整垫片28位于套筒37a和轴承套29之间，两套轴承16位于轴承套29之内；挡圈31、圆螺母30将轴承16内圈固定在主轴36上，垫片28位于轴承套29和压盖27之间，油封26位于主轴36和压盖27之间；油封26、轴承41、轴用弹簧挡圈42位于偏心套筒37b和轴法兰40之间，芯轴33一端固定在轴法兰40大端内螺孔中，芯轴33的另一端装有垫45和螺母44。图11所示的偏心套筒为一60°扇形面，其扇面上有配合螺栓，间隔30°角，设偏心套筒37a、37b的联结面的D为起点，沿ω方向转30°，即为0点标记，当偏心套筒从D旋转150°时实现最大120°调整。辊系Ⅰ的偏心套筒设有两个圆锥齿轮，其位置相对于轧辊两侧，并且在N表面上还有一个蜗轮；辊系Ⅱ的偏心套筒设有一个圆锥齿轮，其位置相对于轧辊前端；辊系Ⅲ的偏心套筒设有一个圆锥齿轮，其位置相对于轧辊后端。这三个轧辊辊系组成两对圆锥齿轮是用来传递运动的，从图7中可以看出，当转动蜗杆46带动蜗轮使辊系Ⅰ转动时，通过两对圆锥齿轮传动，使两个辊系Ⅱ、Ⅲ也同步、同方向转动，实现轧机的径向调整。其中蜗轮、蜗杆的自锁功能又可防止三个辊系的松动。当偏心套筒的偏心距为e，调整角度α时，则轧辊的径向调整量为h=(1-cosα)e。

图8中的蜗杆机构是由蜗杆46和右机架47组成，蜗杆46的后端有套34，位于两套轴承16之间，与其外面的轴承套29、垫片28构成蜗杆总成；蜗杆46的前端有单列向心球轴承49。

作为本设计的总体结构必不可少的辅助设施，见图1，上座2的工作侧面是用来装配上分动箱3的；底座9的同一工作侧面是用来装配下分动箱8的，导轨6用于支撑支架5，固定在底座9和两个支架7上面；将上座2和底座9用螺栓与两个立柱10紧紧联结在一起，组成一个具有一定钢度的□形框架，以此保证轧机及上、下两分动箱的运行平稳、可靠。

机架的锁紧装置，见图9，机架5上有燕尾槽，燕尾板50固定在导轨6上，两个支座51分别用螺栓固定在相邻的两个导轨6的内侧面，用于固定横轴52，拉杆53一端固定在横轴52上，另一端穿过压板54，用螺母固定，压板54两端分别压在相邻的两个机架上。拉杆53相对于机架的铅垂面H-H呈30°倾斜，以增加轧机的稳定性。

具有三个传动轴的三辊轧机是一套高精度的连轧机组，除了要求很高的设计精度和制造精度外，对它的装配精度也有很高的要求。下面结合结构简介装配关系。

1．分速箱的装配程序：

分速箱的4组齿轮系统与5个箱体按下列次序进行装配，见图2-图5；

a．下箱15做为底座平放在地上，安装下水平传动A-A的K1、K2、K3 3个轴总成，其中K2为分速箱的主动轴。b．安装中箱14，先将下介轮轴19、介轮Z6、圆螺母及2个轴承16装在中箱14的中孔位置上，然后安装波形传动的K1、K3两个轴总成。C．安装中箱13，安装波形传动的轴K2总成。d．安装中箱12，先将上介轮轴20、介轮Z7、圆螺母及两个轴承16装在中箱12的中孔位置上，然后安装上水平传动的K1、K2、K3 3个轴总成。e．安装上箱体11。f．安装压盖、调整垫片，安装输入轴的油封、挡盖和轴套18；安装输出轴的油封、挡盖和半联轴器17。g．安装视孔盖、透气帽以及润滑油管等。

2．分动箱的装配程序：

分动箱的3个轴总成和2个箱体按下列次序装配，见图6；

a．水平放置好一个箱体，安装输入轴21总成。b．安装中间轴22总成。c．安装输出轴23总成。d．安装另一箱体。e．安装压盖、调整垫片，安装半联轴器17。f．安装透气帽以及润滑油管等。

3．蜗杆机构装配程序：

见图8；a．右机架47放在平地上，b．将蜗杆总成和调整垫片28装入右机架47内，并安装轴承49。c．安装调整垫片28和压盖27。

4．轧辊辊系装配程序

各辊系按下列次序装配：a．水平放置偏心套筒37a，从大端依次装入外挡圈35、双列向心短圆柱滚子轴承41、油封26、主轴36、销38、辊环39。b．在轴法兰40的小端依次装入油封26、双列向心短圆柱滚子轴承41轴用弹簧挡圈42，再从另一大端安装芯轴33并紧固。然后，将此组件的外花键部分装入主轴36的内花键里。c．安装偏心套筒37b，并紧固套筒的配合螺栓。d．从偏心套筒37a的小端依次装入套34、调整垫片28、轴承套29、两套轴承16、内挡圈31、圆螺母30、垫片28以及油封26及压盖27。e．在主轴36末端安装垫45和两个螺母44。

机架5是由左机架和右机架成对组成的，见图7。机架的装配次序：a．水平放置右机架47，安装蜗杆机构46，b．安装轧辊辊系Ⅰ，注意其偏心套筒的零点位置标记应在相对位置。c．安装轧辊辊系Ⅱ、Ⅲ，注意其偏心套筒的零点位置标记必须与辊系Ⅰ在同一个平面内。d．安装起重小轴48。e．安装左机架、装上锁紧螺母43及卡板32。f．按工艺要求安装导卫装置，g．在3个主轴的末端安装3个带内花键的半联轴器25。

整体连接：分速箱1、上分动箱3、下分动箱8和机架5之间联结均采用十字万向联轴器4连接，以适应轧机因偏心套筒调整带来的连接误差。

Claims

1、一种具有三个传动轴的三辊轧机，包括由3-5个机架组成的连轧机组，其特征是减速机的动力轴和轧机的机架之间有分速箱(1)、上分动箱(3)、下分动箱(8)及辅助设施；分速箱(1)的一端连接减速机的输出轴，而另一端则有3-5组、每组具有上、中、下三个输出动力轴；其中间动力轴与轧机的水平轴连接，上、下两个动力轴通过上、下分动箱(3)、(8)转换120°、并改变一次运动方向后再与轧机的另外两个轴连接，从而使三辊轧机获得具有三个传动轴的主传动；三个轧辊辊系互为120°中心角布置在左、右两个方形机架5之间；三个辊系的偏心套筒(37a)、(37b)外表面M、N共用同一轴心线F-F，而套筒内表面及轧辊共用同一轴心线E-E，两轴心线平行，偏心距为e，偏心套筒(37a)、(37b)联结处为一60°扇形面，其边沿上有装配螺栓，间隔30°角，设偏心套筒的D为起点，沿ω方向转30°，即为0点标记；辊系Ⅰ的偏心套筒设有两个圆锥齿轮，其位置相对于轧辊两侧，并且在N表面上还有一个蜗轮；辊系Ⅱ的偏心套筒设有一个圆锥齿轮，其位置相对于轧辊前端；辊系Ⅲ的偏心套筒设有一个圆锥齿轮，其位置相对于轧辊后端。

2、根据权利要求1所述的轧机，其特征在于分速箱，其箱体由五部分组成，从上向下依次为上箱(11)、中箱(12)、中箱(13)、中箱(14)和下箱(15)：

a．A-A两组为具有相同技术参数的水平方向传动的齿轮系统，轴(K1)装有齿轮(Z1)，轴的两端各有一套轴承(16)，轴承(16)为单列圆锥滚子轴承，A-A两组的轴(K1)总成完全相同；轴(K2)依次装有齿轮(Z2)、(Z1)和(Z5)，轴的两端各有一套轴承(16)；上、下两组的轴(K2)总成的相同之处只是齿轮的技术参数相同；下水平传动的轴(K2)是分速箱的主动轴，而上水平传动的轴(K2)是分速箱的从动轴；轴(K3)有齿轮(Z2)，轴的两端各有一套轴承(16)；上、下两组轴(K3)总成完全相同；

b．B-B组为波形传动的齿轮系统，轴(K1)有齿轮(Z3)，轴的两端各有一套轴承(16)；轴(K2)依次有齿轮(Z4)、(Z3)和(Z5)，轴的两端各有一套轴承(16)；轴(K3)有齿轮(Z4)，轴的两端各有一套轴承(16)；

c．C-C垂直方向传动的齿轮系统，三个轴(K2)的同一端分别有齿轮(Z5)，下介轮轴(19)上有介轮(Z6)，上介轮轴(20)有介轮(Z7)；

分速箱(1)另一端各组具有上、中、下三个转速相同、转向也相同的动力输出轴，且相邻两组之间的速比相同、而转向相反；中间动力轴可与机架的水平轴，即辊系Ⅱ连接；而上、下两个动力轴则通过上、下分动箱(3)、(8)与轧机的另外两个轴，即辊系Ⅰ、Ⅲ连接。

3、根据权利要求1所述的轧机，其特征在于分动箱是由三个轴总成组成两级齿轮传动系统，分动箱有左、右两个箱体，第一个轴总成是输入轴(21)通过两套单列圆锥滚子轴承(16)与轴承套(24)装配在一起，轴(21)的末端有圆锥齿轮(Z8)；第二个轴总成是中间轴(22)前端有齿轮(Z9)、两套单列圆锥滚子轴承(16)中间有齿轮(Z10)；第三个轴总成是输出轴(23)装有齿轮(Z11)，轴的两端各安装一套轴承(16)。

4、根据权利要求1所述的轧机，其特征在于蜗杆机构是由蜗杆(46)和右机架(47)组成，蜗杆(46)的后端有套(34)，位于两套轴承(16)之间，与其外面的轴承套(29)、垫片(28)构成蜗杆总成；蜗杆(46)的前端有单列向心球轴承(49)。

5、根据权利要求1所述的轧机，其特征在于机架的锁紧装置，机架上有燕尾槽，燕尾板(50)固定在导轨(6)上，两个支座(51)分别用螺栓固定在相邻的两个导轨(6)的内侧面，用于固定横轴(53)，拉杆(53)一端固定在横轴(52)上，另一端穿过压板(54)，用螺母固定，压板(54)两端分别压在相邻的两个机架上；拉杆(53)与机架的铅垂面H-H呈30°倾斜。