一种用于热矫直机的水冷旋转接头装置

摘要

本发明涉及一种用于热矫直机的水冷旋转接头装置，其包括：法兰(1)、止挡(2)、旋转接头部件、冷却水管(4)、支承辊轮(5)、辊轮轴(6)、铆钉(7)；旋转接头部件包括：接头座(40)和轴承座部件(3)；接头座(40)与轴承座部件(3)固定连接，轴承座部件(3)与法兰(1)固定连接，轴承座部件(3)的下侧安装止挡(2)，冷却水管(4)的一端从右至左依次贯穿法兰(1)、轴承座部件(3)、接头座(40)，且冷却水管(4)的该端端部设置在接头座(40)的内接丝孔(48)，冷却水管(4)的另一端通过铆钉(7)与辊轮轴(6)连接，辊轮轴(6)上套装支承辊轮(5)。

说明书

技术领域

本发明属于轧机机械冷却技术领域，具体涉及一种用于热矫直机的水冷旋转接头装置。

背景技术

在莱钢宽厚板生产过程中，热矫直是必不可缺的生产工艺。热矫直一般在650～1000℃进行，适用于中厚板。通常，热矫直辊的温度比较高，需用水进行冷却。热矫直辊的中心内部是一个长盲孔结构，旋转接头与热矫直辊盲孔联接，通水进行冷却。旋转接头由于热矫直辊是正转或反转运动的，冷却水通过旋转接头进出。现有的旋转接头存在水密封性差、内部轴承极易进水、磨损加剧、使用寿命短、在生产过程中。如损坏会造成停机，进行更换旋转接头时间比较长，影响生产效率。

目前，现有的旋转接头主要有两种：第一种，公开号为CN201010584092.4的中国发明专利申请《热矫直机水冷旋转接头》公开了热矫直机水冷旋转接头，涉及轧钢垫矫直机结构。回水管体为分体式结构，中部圆环盘体与右部管状体为连体盘座体结构，盘座体向右开口的圆环槽内套合有密封圈，回水管体左部管状体为独立的盘套体，在右端部外延一个圆环盘的管状体右端口定位套合在盘座体定位环形凹槽中，盘套体圆环盘内圆开设有台阶式两道环形止口槽，作为水封的密封圈套合在左端一级环形止口槽内，水封内圆套合在矫直辊左端头台阶轴外圆，盘套体管状体下端均布开设有四个U形缺口。优点在于：回水管体分体式的设置使水封漏水会从盘套体U形缺口流出，不会混入轴承润滑油空间。第二种，公开号CN201720783736.X的中国发明专利申请《高温旋转接头》公开了高温旋转接头，包括，第一接头，其包括第一连接管和与所述的第一连接管固定连接的第一金属波纹管，以及设置在第一金属波纹管端部的第一密封环，第二接头，其包括第二连接管和与所述的第二连接管固定连接的第二金属波纹管，以及设置在第二金属波纹管端部的第二密封环。本发明的旋转接头的固定接头和旋转接头对接处分别焊接一定长度和刚度的金属波纹管，并在金属波纹管的另一端再焊接耐磨材料密封圈，旋转接头装配完成后，密封环对接并使波纹管有一定的压缩量，进而将热膨胀后伸缩量有效利用，提供给密封接触所需轴向预紧力，同时将工作介质和轴承等旋转组件的工作空间独立开来。

但是，第一种旋转接头，热矫直辊与现有热矫直辊外形结构不同，没有凸出的轴径，水密封无法实现，也无法联接到现有热矫直辊盲孔处；第二种旋转接头，只有一个进水口，无法将冷却水再排出，不适用热矫辊的冷却。

发明内容

本发明的目的在于，为解决现有的选择接头存在上述缺陷，本发明提出了一种用于热矫直机的水冷旋转接头装置，其安装方便，适用于正传或反转，经济适用，转动平稳，使用寿命长，减少更换频率，提高生产效率，损坏程度便于观察，结构简单，维修方便。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于热矫直机的水冷旋转接头装置，其包括：法兰1、止挡2、旋转接头部件、冷却水管4、支承辊轮5、辊轮轴6、铆钉7；旋转接头部件包括：接头座40和轴承座部件3；

接头座40与轴承座部件3固定连接，轴承座部件3与法兰1固定连接，轴承座部件3的下侧安装止挡2，冷却水管4的一端从右至左依次贯穿法兰1、轴承座部件3、接头座40，且冷却水管4的该端端部设置在接头座40的内接丝孔48，冷却水管4的另一端通过铆钉7与辊轮轴6连接，辊轮轴6上套装支承辊轮5。

作为上述装置的一种改进，所述法兰1的中部设有内接丝孔14，法兰1的一侧端面上设有若干沉孔12，并用沉头螺栓进行安装固定，且与法兰1的该侧端面相对的另一侧端面上对应地设有第一减重孔11，便于减轻重量；其另一侧轴肩与热矫直辊盲孔17端提供螺栓定位安装，并在该侧轴肩上设有密封槽13，在其上安装密封圈，防止漏水。其中，第一减重孔11的直径大于热矫直辊16的直径；内接丝孔14与轴承座部件3的轴丝头331管螺纹配合安装，螺纹为管螺纹，便于水密封。

作为上述装置的一种改进，所述接头座40包括：弹性组件42、观察孔41、进水孔43、出水口44；

接头座40的一侧壁上设有的若干环形凸台与设置在轴承座31上的若干定位子口45对应地配合压装，形成固定连接；接头座40内部分为第一内部空间8和第二内部空间9；弹性组件42安装在第二内部空间9，且第二内部空间9设有观察孔41；第一内部空间8的一侧设有进水孔43，且进水孔43向第一内部空间8的内部延伸，并在与进水孔43的该侧相邻的一侧设有出水口44，接头座40的中部开设第一通孔，且第一通孔贯穿第一内部空间8和第二内部空间9。

作为上述装置的一种改进，所述弹性组件42包括：静环421、波纹管424、弹簧425、平面档环426、波纹管定位套427、挡圈422、止转槽47、若干个止转钢珠423；

波纹管定位套427嵌套在波纹管424内，且波纹管定位套427的管螺纹428与内接丝孔48连接；并贯穿于波纹管424的内孔中；弹簧425套设在波纹管424上，且将其通过焊接方式固定于平面挡环426和静环421之间，挡圈422套装在静环421上，且挡圈422的外圆的两侧上对称地设有若干个止转钢珠423，第二内部空间9的内壁上设有止转槽47，将若干止转钢珠423分别对应地安装在止转槽47内，所述止转钢珠423是具有弹性的钢珠，作用是防止静环421转动。

作为上述装置的一种改进，所述轴承座部件3包括：轴承座31、挡盖32、轴33、螺栓34、轴承35、吊装孔36、加油孔37、动环定位套38、动环39、隔环46、定位子口45；

轴承座31内设有第三内部空间10，轴承座31的中部开设第二通孔，轴33安装在第二通孔中，轴33上套设若干滚动轴承35，且滚动轴承35之间用隔环46隔开，轴33与滚动轴承35组合套装在轴承座31内部的第三内部空间10内，挡盖32套装在轴33上，并用螺栓35固定在轴承座31的一侧，将滚动轴承35封闭在轴承座31内；轴承座31外部的上、下两侧分别对应地设有吊装孔36和加油孔37，动环定位套38嵌套在轴33一端的短孔335内，动环39套设在动环定位套38上；其中，第一通孔的直径与第二通孔的直径相等且相通。

作为上述装置的一种改进，所述轴33为空心轴，其包括：台阶段、中空轴333、削边平面332、圆柱形内孔336；

轴33的一端设有圆柱形内孔336，且其外部设有管螺纹331；靠近管螺纹331的一端开有削边平面332，且削边平面332与中空轴333的一端连接，中空轴333的另一端固定连接台阶段，台阶段的端部开设短孔335；通过夹持削边平面332进行旋转，将带有管螺纹331的轴33的一端旋入法兰1的内接丝孔14中；

其中，削边平面332、圆柱形内孔336在同一水平线上，在直径方向上，中空轴333的直径比削边平面332、圆柱形内孔336的直径大，便于安装轴承35。

作为上述装置的一种改进，所述台阶段包括：第一台阶334、第二台阶338、第三台阶339、第四台阶340。

直径方向上，第二台阶338与第三台阶339的长度相同，且二者均比第四台阶340的长度小；在直径方向上，第二台阶388的长度与第三台阶339的长度均比第一台阶334的长度大；第二台阶338与第三台阶339的长度小于中空轴333的长度，中空轴333用于安装轴承；在直径方向上，削边平面332的直径比中空轴333的直径小，其中，第一台阶334上开有短孔335，其长度小于第一台阶334的长度，并作为动环定位套38的安装孔，第二台阶338与第三台阶339安装在轴承座31左端的中部孔中，间隙配合，防止磨损，且二者之间设有密封凹槽337，所述密封凹槽337上安装密封圈，防止水泄漏后进入滚动轴承35，造成滚动轴承35磨损加剧，使用寿命短。第四台阶340直径大于轴承座左端中部孔，便于定位轴承安装位置。

作为上述装置的一种改进，所述挡盖32中，其端面上均匀分布若干个安装孔321，一端面设有子口322，中部设有内孔323，外圆的一侧的径向方向的延长线上设有方形孔槽324，用于安装止挡2，将挡盖32与止挡2配合使用。其中，所述止挡2与旋转接头部件3的挡盖32的方形孔槽324配合，防止转动；一端面子口322与滚动轴承35的外圈贴合。

作为上述装置的一种改进，所述动环39为圆柱环状；所述动环39的材质为碳化钨。

作为上述装置的一种改进，所述动环定位套38为台阶圆柱状。

作为上述装置的一种改进，所述止挡2包括：固定板21和直角板22；二者通过焊接方式固结为一体，其中，固定板21上设有第一安装孔23，用螺栓固定其热矫直辊轴承座15上，热矫直辊轴承座15与热矫直机固定基座螺栓连接是固定不动的，能有效的防止旋转接头部件转动，刚度、强度比较好。

作为上述装置的一种改进，所述冷却水管4中，其一端为管螺纹，安装在接头座40内的进水孔43中；其另一端管壁钻有多个出水小孔18，在该端的管壁上安装有辊轮轴6，并通过铆钉7与辊轮轴6连接；辊轮轴6上套装支承辊轮5。其中，所述冷却水管4比较长，其与热矫直辊16长度相同；其另一端管壁钻有多个出水小孔18，该端管孔安装有支承辊轮作用是转动时，保证冷却水管定位。

作为上述装置的一种改进，所述支承辊轮5，其中部有内孔51，外圆轮廓为平顶尖型52，减少与热矫直辊盲孔17内壁的摩擦面积，其外端面有3个减重孔53。

作为上述装置的一种改进，所述辊轮轴6呈台阶状，其包括：第二台阶段63、第三台阶段64、第一铆钉孔62、第二铆钉孔61、通水孔65，具体地，第二台阶段63上套装支承辊轮5，即第二台阶段63与支承辊轮5安装配合；第一铆钉孔62与第二铆钉孔61不在同一侧，分处在相对的两侧，且相互垂直；第三台阶段64与冷却水管4的右端管孔配合安装后，并用铆钉7穿过第一铆钉孔62，并与第一铆钉孔62铆接固定，中心部设有通水孔65。

本发明的优点在于：

1.本发明结构简单，使用方便。

2.本发明可正反转、不定速旋转使用，水封效果好，轴承不易进水损坏。

3.本发明拆装方便便于维修，动环、轴承等易损部件更换方便，修复价值高。

4.本发明运动平稳无噪声，冷却效果好。

附图说明

图1是本发明的一种用于热矫直机的水冷旋转接头装置的结构示意图；

图2是本发明的一种用于热矫直机的水冷旋转接头装置中的接头座与旋转接头轴承座部件固定连接的结构示意图；

图3是本发明的一种用于热矫直机的水冷旋转接头装置中的接头座的弹性组件的结构示意图；

图4是本发明的一种用于热矫直机的水冷旋转接头装置中的旋转接头轴承座部件中的轴的结构示意图；

图5是本发明的一种用于热矫直机的水冷旋转接头装置中的法兰的剖视图；

图6是本发明的一种用于热矫直机的水冷旋转接头装置中的法兰的结构示意图；

图7是本发明的一种用于热矫直机的水冷旋转接头装置中的止挡的主视图；

图8是本发明的一种用于热矫直机的水冷旋转接头装置中的止挡的俯视图；

图9是本发明的一种用于热矫直机的水冷旋转接头装置中的止挡的右视图；

图10是本发明的一种用于热矫直机的水冷旋转接头装置中的支承辊轮的主视图；

图11是本发明的一种用于热矫直机的水冷旋转接头装置中的支承辊轮的侧视图；

图12是本发明的一种用于热矫直机的水冷旋转接头装置中的辊轮轴一侧的结构示意图；

图13是本发明的一种用于热矫直机的水冷旋转接头装置中的辊轮轴相对侧的结构示意图；

图14是本发明的一种用于热矫直机的水冷旋转接头装置中的旋转接头部件的动环的结构示意图；

图15是本发明的一种用于热矫直机的水冷旋转接头装置中的旋转接头部件的动环定位套结构示意图；

图16是本发明的一种用于热矫直机的水冷旋转接头装置中的旋转接头轴承座部件的挡盖的主视图；

图17是本发明的一种用于热矫直机的水冷旋转接头装置中的旋转接头轴承座部件的挡盖的侧视图；

图18是本发明的一种用于热矫直机的水冷旋转接头装置中的止挡与热矫直辊轴承座配合安装的结构示意图。

附图标记：

1、法兰 2、止挡3、轴承座部件

4、冷却水管 5、支承辊轮6、辊轮轴

7、铆钉 8、第一内部空间9、第二内部空间

10、第三内部空间11、第一减重孔 12、沉孔

13、密封槽14、内接丝孔 15、热矫直辊轴承座

16、热矫直辊17、热矫直辊盲孔

21、固定板22、直角板 23、安装孔

31、轴承座32、挡盖 33、轴

34、螺栓35、轴承 36、吊装孔

37、加油孔38、动环定位套 39、动环

40、接头座41、观察孔 42、弹性组件

43、进水孔44、出水口 45、定位子口

46、隔环47、止转槽 48、内接丝孔

421、静环 422、挡圈423、止转钢珠

424、波纹管 425、弹簧426、平面档环

427、波纹管定位套 428、管螺纹

321、安装孔 322、子口323、内孔

324、方形孔 331、管螺纹332、削边平面

333、中空轴 334、第一台阶335、短孔

336、圆柱形内孔 337、密封槽338、第二台阶

339、第三台阶 340、第四台阶

51、内孔52、平顶尖型 53、减重孔

61、铆钉孔62、铆钉孔 63、台阶段

64、通水孔

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1所示，本发明提供了一种用于热矫直机的水冷旋转接头装置，其包括：法兰1、止挡2、旋转接头部件、冷却水管4、支承辊轮5、辊轮轴6、铆钉7；旋转接头部件包括：接头座40和轴承座部件3；

接头座40与轴承座部件3固定连接，轴承座部件3与法兰1固定连接，轴承座部件3的下侧安装止挡2，冷却水管4的左端从右至左依次贯穿法兰1、轴承座部件3、接头座40，且冷却水管4的左端端部设置在接头座40的内接丝孔48，其右端通过铆钉7与辊轮轴6连接，辊轮轴6上套装支承辊轮5。

作为上述装置的一种改进，如图5和6所示，所述法兰1的中部设有内接丝孔14，法兰1的左侧端面上设有若干沉孔12，并用沉头螺栓进行安装固定，且与法兰1的左侧端面相对的右侧端面上对应地设有第一减重孔11，便于减轻重量；右侧轴肩与热矫直辊盲孔17端提供螺栓定位安装，并在该侧轴肩上设有密封槽13，在其上安装密封圈，防止漏水。其中，第一减重孔11的直径大于热矫直辊16的直径；内接丝孔14与轴承座部件3的轴丝头331管螺纹配合安装，螺纹为管螺纹，便于水密封。

作为上述装置的一种改进，如图1、2和3所示，所述接头座40包括：弹性组件42、观察孔41、进水孔43、出水口44；

接头座40的右侧壁上设有的两个环形凸台与设置在轴承座31上的定位子口45对应地配合压装，形成固定连接；接头座40内部分为第一内部空间8和第二内部空间9；弹性组件42安装在第二内部空间，且第二内部空间设有观察孔41；第一内部空间8的左侧设有进水孔43，且进水孔43向第一内部空间8的内部延伸一段距离，并在与进水孔43的左侧相邻的下侧设有出水口44，接头座40的中部开设第一通孔，且第一通孔贯穿第一内部空间8和第二内部空间9。

作为上述装置的一种改进，如图3所示，所述弹性组件42包括：静环421、波纹管424、弹簧425、平面档环426、波纹管定位套427、挡圈422、止转槽47、2个止转钢珠423；

波纹管定位套427嵌套在波纹管424内，且波纹管定位套427的管螺纹428与内接丝孔48连接；并贯穿于波纹管424的内孔中；弹簧425套设在波纹管424上，且将其通过焊接方式固定于平面挡环426和静环421之间，挡圈422套装在静环421上，且挡圈422的外圆的两侧上对称地设有两个止转钢珠423，第二内部空间9的内壁上设有止转槽47，将两个止转钢珠423分别对应地安装在止转槽47内，所述止转钢珠423是具有弹性的钢珠，作用是防止静环421转动。

其中，所述弹性组件42中的弹簧425的作用是热矫直辊16转动时，保持静环421的正压力；波纹管424焊接在静环421与平面挡环426之间，作用是安装时管路可伸缩，保证回水正常传输。静环421为静密封，动环39为动密封，且静环421和动环39之间是端面密封的关键。为了使动环39和静环421的两端面紧密接触，动环39和静环421间相对贴合旋转的密封，是动密封，是依靠弹性组件42和介质水的压力，使动环和静环的接触面上产生一个合适的压紧力，是这两个光洁、平直的端面紧密贴合，端面间维持一层极薄的流体膜来达到密封的目的。借助于动环39和静环421的密切配合而进行密封的，静环421是可沿轴向移动的，作为静密封。工作时，静环421受液体压力和弹簧压力的作用，紧压在动环39上做相对运动；其中，弹簧425压紧的是静环421。

作为上述装置的一种改进，如图2和4所示，所述轴承座部件3包括：轴承座31、挡盖32、轴33、螺栓34、轴承35、吊装孔36、加油孔37、动环定位套38、动环39、隔环46、定位子口45；

轴承座31内设有第三内部空间10，轴承座31的中部开设第二通孔，轴33安装在第二通孔中，轴33上套设两个滚动轴承35，且滚动轴承35之间用隔环46隔开，轴33与滚动轴承35组合套装在轴承座31内部的第三内部空间10内，挡盖32套装在轴33上，并用螺栓35固定在轴承座31的右侧，将滚动轴承35封闭在轴承座31内；轴承座31外部的上、下两侧分别对应地设有吊装孔36和加油孔37，动环定位套38嵌套在轴33左端的短孔335内，动环39套设在动环定位套38上；其中，第一通孔的直径与第二通孔的直径相等且相通。

其中，如图18所示，所述轴承座部件3中的轴33、滚动轴承35的内圈、动环定位套38、动环39随着热矫直辊16的转动而转动，轴承座31、接头座40、弹性组件42、静环421、挡圈422、止转钢珠423、波纹管424、弹簧425、平面档环426、波纹管定位套427相对静止，不随着热矫直辊16的转动而转动；进水孔43与出水口44不相互串水，否则起不到冷却作用；进水是从冷却水管4的内孔进入热矫直辊盲孔17冷却，出水沿冷却水管4外壁流出。定位子口45起安装定位作用，保证安装后的动环39与静环421之间的正确的安装位置。

作为上述装置的一种改进，如图4所示，所述轴33为空心轴，其包括：台阶段、中空轴333、削边平面332、圆柱形内孔336；

轴33的右端设有圆柱形内孔336，且其外部设有管螺纹331；靠近管螺纹331的一端开有削边平面332，且削边平面332与中空轴333的右端连接，中空轴333的左端固定连接台阶段，台阶段的端部开设短孔335；用扳手夹持削边平面332旋转，可将带有管螺纹331的轴33的一端旋入法兰1的内接丝孔14中；

其中，削边平面332、圆柱形内孔336在同一水平线上，在直径方向上，中空轴333的直径比削边平面332、圆柱形内孔336的直径大，便于安装轴承35。

作为上述装置的一种改进，如图4所示，所述台阶段为滚动轴承35的内圈限位台阶，其包括：第一台阶334、第二台阶338、第三台阶339、第四台阶340；

直径方向上，第二台阶338与第三台阶339的长度相同，且二者均比第四台阶340的长度小；在直径方向上，第二台阶388的长度与第三台阶339的长度均比第一台阶334的长度大；第二台阶338与第三台阶339的长度小于中空轴333的长度，中空轴333用于安装轴承；在直径方向上，削边平面332的直径比中空轴333的直径小，其中，第一台阶334上开有短孔335，其长度小于第一台阶334的长度，并作为动环定位套38的安装孔，第二台阶338与第三台阶339安装在轴承座31左端的中部孔中，间隙配合，防止磨损，且二者之间设有密封凹槽337，所述密封凹槽337上安装密封圈，防止水泄漏后进入滚动轴承35，造成滚动轴承35磨损加剧，使用寿命短。第四台阶340直径大于轴承座左端中部孔，便于定位轴承安装位置。

其中，所述轴33的右端为管螺纹,旋入法兰1的内接丝孔14后，防止漏水；削边平面332的表面设置为平面，便于扳手夹持；滚动轴承35之间采用隔环隔开，能有效防止两轴承之间相互摩擦，避免磨损加剧。

作为上述装置的一种改进，如图16和17所示，所述挡盖32中，其端面上均匀分布若干个安装孔321，左端面设有子口322，中部设有内孔323，外圆的一侧的径向方向的延长线上设有方形孔槽324，用于安装止挡2，将挡盖32与止挡2配合使用。其中，所述止挡2与旋转接头轴承座部件3的挡盖32的方形孔槽324配合，防止转动；左端面子口322与滚动轴承35的外圈贴合。

作为上述装置的一种改进，如图14所示，所述动环39为圆柱环状；所述动环39的材质为碳化钨。

作为上述装置的一种改进，如图15所示，所述动环定位套38为台阶圆柱状。

作为上述装置的一种改进，如图7、8和9所示，所述止挡2包括：固定板21和直角板22；二者通过焊接方式固结为一体，其中，固定板21上设有第一安装孔23，用螺栓固定其热矫直辊轴承座15上，热矫直辊轴承座15与热矫直机固定基座螺栓连接是固定不动的，能有效的防止旋转接头部件转动，刚度、强度比较好。

作为上述装置的一种改进，如图1、10-13、18所示，所述冷却水管4中，其左端为管螺纹，安装在接头座40内的进水孔43中；其右端管壁钻有多个出水小孔48，在其右端的管壁上安装有辊轮轴6，并通过铆钉7与辊轮轴6连接；辊轮轴6上套装支承辊轮5。其中，所述冷却水管4比较长，其与热矫直辊16长度相同；右端管壁钻有多个出水小孔48，右端管孔安装有支承辊轮作用是转动时，保证冷却水管定位。

作为上述装置的一种改进，如图10和11所示，所述支承辊轮5，其中部有内孔51，外圆轮廓为平顶尖型52，减少与热矫直辊盲孔17内壁的摩擦面积，其外端面有3个减重孔53。

作为上述装置的一种改进，如图12和13所示，所述辊轮轴6呈台阶状，其包括：第二台阶段63、第三台阶段64、第一铆钉孔62、第二铆钉孔61、通水孔65，具体地，第二台阶段63上套装支承辊轮5，即第二台阶段63与支承辊轮5安装配合；第一铆钉孔62与第二铆钉孔61不在同一侧，分处在相对的两侧，且相互垂直；如图1所示，第三台阶段64与冷却水管4的右端管孔配合安装后，并用铆钉7穿过第一铆钉孔62，并与第一铆钉孔62铆接固定，中心部设有通水孔65。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。