CN2589106Y

CN2589106Y - 大侧压定宽机同步机构

Info

Publication number: CN2589106Y
Application number: CN 02288316
Authority: CN
Inventors: 王福臣
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2003-12-03
Anticipated expiration: 2012-12-13

Abstract

大侧压定宽机同步机构，包括滑块1、两曲柄r2、r3、一连杆L2；其中，曲柄r3的一端与滑块1活动连接，曲柄r2的一端固定；连杆L2两端分别与曲柄r2、r3活动连接；还设有一滑块2、曲柄r4、连杆L3；曲柄r4一端与滑块2活动连接，另一端与连杆L3一端活动连接，连杆L3另一端与滑块1活动连接；两曲柄r2∶r3的初始角φ₁＝φ₂＝0；曲柄r2∶r3∶r4＝105∶30∶5.5；两连杆L2∶L3＝3∶1。本实用新型与现有技术相比，增加了一单曲柄滑块机构，变为三自由度八杆机构，使同步范围扩大，机构的空行程减小，工作行程增加，增加做功时间，效率提高；且宽度调整能力更大，同步区间内速度均匀，更接近于板坯运送速度。

Description

大侧压定宽机同步机构

技术领域

本实用新型涉及一种大侧压定宽机同步机构。

背景技术

大侧压定宽机SP是现代轧钢的新工艺、新设备，在传统的热轧带钢厂，粗轧机组以设置立辊(或大立辊)的方法来控制成品的宽度。但是立辊存在以下难以克服的缺点：(A)立辊的侧压量小；(B)立辊侧压容易产生狗骨头现象，影响带钢的宽度精度；(C)采用立辊侧压的方式，限制了热装热送率的提高。因此，世界上各热轧设备制造厂着手研制大侧压定宽机，以日本石川岛播磨重工业株式会社研制开发的大侧压定宽机为例，请参见图1，其主要包括侧压偏心机构10、同步机构20、模块间隙调整机构30、模块40、板坯50；同步机构20为两自由度五杆机构，见图2、图3，r1、r2、r3为曲柄，L1、L2连杆，滑块1，；r1为主曲柄，其通过连杆L1与模块40相连，转速及转向如图示。同步机构20的作用，就是要保证在模块40接触板坯50进行轧制时，模块40在辊道中心线方向的分速度V_x与板坯50运行的速度V_板相一致。否则，若V_x＞V_板，则板坯50在模块40的带动下，将在辊道上向前滑动；若V_x＜V_板，则板坯50相对于辊道向后滑动。但其同步机构20的同步范围较小，在生产中存在不足。

为了便于分析，下面以主曲柄r1(侧压机构曲柄)初始角α＝45°(与y轴负方向夹角)为例，分别画出模块40X、Y方向的速度、加速度图，如图4-1、4-2。

侧压偏心机构10的作用是在同步机构20的协同下，完成对板坯50的宽度压下，使宽度达到所需的目标宽度。下面具体分析其基本原理：侧压偏心机构10为一变偏心的曲柄滑块机构，主曲柄r1逆时针转动，D点为近似的下死点，此点为轧制完成点。因为在此点，模块40达到最大的压下量，此后，模块40将离开板坯50，所以，轧制范围为以D点为终了点的一区间(S，D)，S为轧制的起始点。同步机构10为两自由度五杆机构，同步机构20的同步区间为(S′，D′)，如图5，其范围大约为90°，D′，S′分别为同步范围的终了点和起始点，要保证轧制范围最大，则侧压偏心机构10下死点D，应对应于同步区间的终了点D′，侧压偏心机构10轧制开始点S，应对应于同步区间的起始点S′。只有这样，才能保证整个轧制过程都在同步区间中进行，且轧制范围最大。所以当同步机构20处于初始位置时，主曲柄r1的初始角α的大小应等于同步机构由同步区间的终了点D′反转到初始位置点O′时所转的角度β＝45°。因此主曲柄r1的初始角α＝β＝45°。

板坯50以20m/min(333.3mm/s)的速度前进。轧制时，模块40跟板坯50接触，要保证模块40在辊道中心线方向的分速度V_x与板坯的运送速度V_板一致，因此，轧制范围的大小最终取决于同步区间的大小。总之，二者都将造成板坯40与辊道之间的磨擦。由于板坯50温度较高，这对辊道及板坯的表面质量都将造成不利影响。经分析现有同步机构发现，其同步机构的同步角只有90°左右，而理论上，在180°范围都可以轧钢。所以，若能将同步范围扩大，意义十分重大。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种大侧压定宽机同步机构，能将同步范围扩大，使机构的空行程减小，工作行程增加，增加做功时间，效率提高；且宽度调整能力更大，同步区间内速度均匀，更接近于板坯运送速度。

为达到上述目的，本实用新型设计的大侧压定宽机同步机构，包括滑块、两曲柄、一连杆；其中，两曲柄，其一曲柄的一端与滑块活动连接，另一曲柄的一端固定；连杆两端分别与所述的两曲柄活动连接；其特征在于，还设有一单曲柄滑块机构，包括一滑块、曲柄、连杆；该曲柄一端与该滑块活动连接，另一端与连杆活动连接，连杆与滑块活动连接。

所述的两曲柄的初始角₁＝₂＝0；

曲柄r2∶r3∶r4＝105∶30∶5.5。

两连杆L1∶L2＝3∶1。

本实用新型的优点，与现有技术相比，增加一单曲柄滑块机构，使同步机构变为三自由度八杆机构；

1.效率提高：由于同步区间增大，机构的空行程减小，工作行程增加，增加了做功的时间，因此效率提高。

2.宽度调整能力更大：由于压下量增大(比原来增加76.6％左右)，因此，使连铸方面的宽度变更次数在原来的基础上再次减少。

3.同步区间内速度均匀，更接近于板坯运送速度，从而改善了设备的整体性能。

附图说明

图1为现有SP大侧压定宽机机构结构简图。

图2为现有SP大侧压定宽机坐标系图。

图3为现有SP大侧压定宽机的同步机构简图。

图4-1为模块X、Y方向的速度图。

图4-2为模块X、Y方向的加速度图。

图5为现有SP大侧压定宽机的同步机构同步区间分析图。

图6为本实用新型的同步机构简图。

图7为本实用新型的同步机构同步区间分析图。

图8为本实用新型同步机构的速度图。

图9-1、图9-2为本实用新型优化后X、Y方向速度、加速度图。

具体实施方式

如图6所示，本实用新型设计的大侧压定宽机同步机构，包括滑块1、两曲柄r2、r3、一连杆L2；其中，两曲柄中曲柄r3的一端与滑块1活动连接，曲柄r2的一端固定；连杆L2两端分别与所述的两曲柄r2、r3活动连接；还设有一滑块2、曲柄r4、连杆L3；该曲柄r4一端与该滑块2活动连接，另一端与连杆L3一端活动连接，连杆L3另一端与滑块1活动连接；所述的两曲柄的初始角₁＝₂＝0；曲柄r2∶r3∶r4＝105∶30∶5.5；两连杆L2∶L3＝3∶1。

侧压偏心机构10中与连杆L1相连的滑块60穿设于与滑块2中，滑块60的另一端与模块40相连，轧制时，模块40跟板坯50接触，侧压偏心机构10在同步机构20的协同下，完成对板坯50的宽度压下，使宽度达到所需的目标宽度。

r₂，r₃，r₄为曲柄，L2、L3为连杆：r₂＝105.96mm，r₃＝28.96mm，r₄＝5.42mm，₁＝₂＝0

L₂＝1500.0mm，L₃＝500.0mm，Δ_jf＝5.035mm/s

同步区间为(-83°，57°)，见图7。

本实用新型的同步机构的速度图如图8，为了便于比较，将原有的同步机构的速度图也绘制在图中。从图中可以看出：

1.同步区间增大：由原来的90°±5°，增大到140°±5°。

2.同步精度提高：同步区间内，模块沿板坯长度方向上的分速度的均方偏差减小，由原来的8.410mm/s，减小到5.035mm/s。

3.轧制范围增大。

同步机构初始位置的确定：

A′点为同步机构的初始位置，S′点为同步区间的起始点；E′点为同步区间的终了点。若E′对应于侧压机构10的下死点，即轧钢结束点，则可满足同步要求的轧制范围最大，此时轧制范围达140°左右。但为了机构安装与调整的方便起见，现取主曲柄r1的下死点D对应于同步机构的D′，这样允许安装时有5-6°的误差。这样，即使安装时有误差，只要误差小于5°，机构还可满足轧制时，模块与板坯同步的要求。因为A′点为同步机构的初始位置，同步机构由D′反转50°到A′，侧压偏心机构10相应地由下死点D反转50°到主曲柄r1的初始位置A，因此，侧压偏心机构10的主曲柄r1的初始角选定为50°。在这种情况下，侧压偏心机构10位于初始位置时，应有一偏心距e，来确保D点为侧压机构的下死点，其大小应等于同步机构由D′点，反转到A′时，模块在X方上所移动的距离：

e＝Δx＝x(A′)-x(D′)＝-1997.99-(-1942.83)＝-55.16(mm)&55.0mm，这样才能保证同步机构的曲柄r₂运转到D′时，侧压机构的主曲柄r1运动到下死点D，且整个轧制过程都在同步区中。

运动学特性分析：分别编程计算模块X、Y方向的位移、速度、加速度。因为SP大侧压定宽机的运动学特性最终必须满足工艺要求，而SP大侧压定宽机的运动学特性决定于主曲柄的初始角，因此，程序中以主曲柄的初始角为变量来计算SP大侧压定宽机的运动学参数(包括X、Y方向的位移、速度、加速度)。图9-1、图9-2为本实用新型同步机构的速度、加速度图。

为评价机构优化前后的同步机构的优缺点，下面从运动学方面加以讨论。以下讨论的内容是在改造后侧压机构的主曲柄的初始角α＝45°，优化前主曲柄初始角α＝45°的情况下进行的。

同步区间的大小及速度波动的比较，图8显示出新旧同步机构的速度图，从图中可以看出，同步区间由原来的90°提高到140°；新同步区比原有的同步区间增大；同时，同步区内速度较平直，即速度稳定，同步性能好。同步区内同步速度的均方值：旧同步机构为Δ_jf＝8.41mm/s，新同步机构为Δ_jf＝5.04mm/s。

Claims

1.大侧压定宽机同步机构，包括，

一滑块(1)，

两曲柄(r2、r3)，其一曲柄(r3)的一端与滑块(1)活动连接，另一曲柄(r2)的一端固定；

一连杆(L2)，两端分别与所述的两曲柄(r2、r3)活动连接；其特征在于，

还设有一单曲柄滑块机构，包括一滑块(2)、曲柄(r4)、连杆(L3)；该曲柄(r4)一端与该滑块(2)活动连接，另一端与连杆(L3)一端活动连接，连杆(L3)另一端与滑块(1)活动连接。

2.如权利要求1所述的大侧压定宽机同步机构，其特征在于，所述的两曲柄(r2、r3)的初始角₁＝₂＝0。

3.如权利要求1所述的大侧压定宽机同步机构，其特征在于，所述的曲柄r2∶r3∶r4＝105∶30∶5.5。

4.如权利要求1所述的大侧压定宽机同步机构，其特征在于，所述的两连杆L2∶L3＝3∶1。