辊组交叉轧制的四辊轧机

摘要

本发明涉及辊组交叉轧制的四辊轧机，属于金属压力加工设备，由工作辊与支持辊组成上下辊组，通过机架窗口的楔形槽衬板和由齿轮箱传动的楔形板块驱动轧辊轴承座位移，调整轧辊轴心线交叉角及辊缝控制板形及凸度，由紧固机架上的弧形压板、挡板和控制轴承座的拉杆止推机构及四连杆止推轮子机构，支承轧辊交叉产生的轴向力，本发明具有调整灵活、控制准确、工作可靠、设备重量轻、投资造价低的特点，可实现不同轧制的多种调整方式，适于普通四辊轧机，实施轧辊交叉轧制。

说明书

本发明涉及一种交叉辊轧机，特别是涉及辊组交叉轧制的四辊轧机，属于冶金金属压力加工机械设备。

现有的板带材轧机，包括：冷轧轧机和热轧轧机，多数是采用轧辊辊型配置、弯辊装置或者增加支持辊，如发展四辊轧机为六辊轧机、二十辊轧机等措施，达到控制板形、提高产品精度、克服轧制中因轧辊产生弯曲挠度和压扁变形，造成的板带材横向厚度不均的偏差，即称谓凸度，纵向浪形即称谓平直度。由于这类轧机已难于使产品控制在凸度小于50μm，平直度小于12mm/m的标准要求，其不仅控制板形和凸度的效果有限，而且设备结构愈加复杂，给生产操作、换辊和调整带来困难，因此，近年来，人们十分重视发展交叉辊轧机，通过调整轧辊轴心线交叉角和控制辊缝获得等效轧辊凸度，生产高质量高精度的板带材。如：1991年4月3日中国专利局公开了一种“非对称交叉轧制轧机”是北京清华大学1990年9月27日申请的专利，其申请号为90221120.x，其目的是使轧辊交叉轧制，解决轧制中连续调整轧辊交叉角，采用了非对称交叉轧制的调整机构，其构成是在二辊轧机的工作侧的轧辊轴承座上，增设轧辊交叉调整装置，使轧辊轴心线交叉点移在传动侧的压下中心处，结构简单又能够改善产品质量，减少传动能量消耗，其不足是调整机构多呈点或者线接触，稳定性差，适用范围有限，难于在大中型轧机或四辊轧机上应用。

日本三菱重工业株式会社广岛制作所于1993年12月，在中国上海国际冶金工业展览会上公开展出一种交叉辊轧机（PairCross    Mill）称为PC轧机，与在《Iron    and    Steel    Engineer》，1984，№10中介绍的成对辊交叉轧机，同是板带材交叉辊轧机，其目的是通过连续调整成对辊轴心线交叉角，控制板形和获得等效轧辊凸度，其构成是：在4辊轧机顶部平台，装有4台电动机、8台离合器，传动8对伞形齿轮和16套蜗杆蜗轮，每个蜗轮轴的传动机构，穿过机架立柱，调整轧辊轴承座。工作辊轴向力是由轴承端的四连杆机构的止推轮装置克服。其不足是，轧机的机架设计庞大，结构复杂。由于机架各立柱均需有4个孔并相应加大窗口尺寸，为保证机架的强度与刚度，势必设计中增大机架立柱截面积和底横梁的尺寸，造成整机设备重量增大，造价高，投资增加，因此其使用范围有限，多以新设计制造的四辊轧机使用。如就已有的普通四辊轧机，在其机架立柱截面积有限的条件下，实现轧辊交叉轧制，是目前尚未解决的问题。

本发明的目的是要提供一种辊组交叉轧制的四辊轧机，克服现有技术存在的不足，在保持原有机架立柱截面积的普通四辊轧机上，实现轧辊轴心线交叉，连续调整轧辊交叉角，达到控制板形和凸度，轧制高质量精度的板带材。

本发明的目的是采取以下措施实现的：

辊组交叉轧制的四辊轧机，其工作辊与支持辊平行组合为上辊组与下辊组，辊组交叉，调整装置是这样构成的：在机架各窗口内立柱面上，分别镶嵌各带有楔形槽的衬板，该衬板与轧辊轴承座上的半弧柱形垫块之间有楔形角相同并与衬板的楔形槽相吻合的楔形板块，由端部的传动机构带动沿衬板的楔形槽内侧斜面滑动，抽出或者推入，驱动轧辊轴承座在水平面上移动，上支持辊轴承座的顶部制成“工”字形，悬吊在以弹性连接于机架上的平衡梁的滑槽内，上部通过安全臼与压下装置相接;下支持辊轴承座通过底部垫块装于机架窗口底横梁上;轧机传动侧的工作辊轴承座与支持辊轴承座各自的弧形脚，分别与紧固连接于机架上的弧形压板、弧形挡板相支承，轧机工作侧的支持辊轴承座有拉杆止推机构，工作辊轴承座端有四连杆止推轮子机构，分别通过与机架紧固连接的杆件与挡板，传递轧辊轴向力于机架上。

本发明还可以通过以下措施来实现：

将各支持辊轴承座的两侧壁的外廓制成纵向中心凸起或者为弧形、凸峰处上下各有半弧柱形的凹槽，每个凹槽内有通过销钉滑动连接并与凹槽相吻合的半弧柱形垫块;

将轧辊交叉调整装置的楔形板块与衬板的楔形槽，制成同为6°至8°相同的楔形角，最佳角为7°;

将楔形板块的端部制成与楔形槽楔斜面相平行的齿条，与传动齿轮箱内的齿轮相啮合，齿条的背部制成截面为等腰梯形，在齿轮箱内的上压板与下压板之间滑动，其移动轨迹与衬板楔形槽楔斜面相平行;

每个传动齿轮箱的形状，依其各自的位置制成相应的直角梯形，梯形角为82°至84°，梯形箱底面以紧固螺钉与机架立柱相连接;

每个传动齿轮箱外部的主轴端，装有防止楔形板块回松的棘轮及其以弹簧拉紧的棘爪。

传递轧辊轴向力的各轴承座上的弧形脚、四连杆机构的止推轮子的弧形轮缘及支承轴向力的弧形压板、弧形挡板的各弧面，是由接触弧上任意点到轧辊辊身中心线的距离为半径，接触点的水平面与轧辊辊身中心线之交点为圆心，形成的柱形弧面所构成，以使轧辊交叉角调整时，各接触部分随之顺利位移。

本发明与现有技术比较有如下优点：

1.由于轧辊交叉调整机构是在机架立柱面镶嵌衬板的楔形槽内，由楔形板块控制，可以保持原有机架立柱的截面积不变，简化传动机构、安装方便、设备重量轻、投资低;

2.辊组交叉调整灵活、控制准确、工作可靠。调整机构的支承点多为平面或者曲面接触，控制板形能力强、精度高、工作稳定。如：轧制Q₂₃₅钢板，压下量加大到60%的条件下，仍能够调整灵活准确，可以选择最佳轧辊交叉角。

3.便于实现多种调整方式。调整轧辊交叉角可以对称交叉调整，单向调整或者双向调整，交叉角控制范围宽，通常为0～1.3°，调整精度可达±0.1°，使用灵活方便，可以轧制高质量高精度的板带材。

4.本发明实用性强，适于生产工艺变化，换辊时有无换辊小车都能方便容易地进行装辊或卸辊，克服了现有轧机装卸辊困难的缺点。

附图的图面说明如下：

图1是本发明辊组交叉轧制的四辊轧机的工作侧主视图;

图2是图1的后侧视图（表示本发明的四辊轧机的传动侧的正视图）;

图3是图1沿A-A剖视的轧辊交叉调整机构示意图;

图4及图5是支持辊轴承座两侧壁上的凹槽装配的半弧柱形垫块结构示意图;

图6是图1沿B-B剖视的支持辊轴承座工作侧的拉杆止推机构示意图;

图7是图2沿E-E剖视的支持辊轴承座传动侧弧形脚与弧形压板支承结构示意图;

图8是图2沿D-D剖视的工作辊轴承座传动侧弧形脚与弧形挡板支承结构示意图;

图9是图1沿C-C剖视的工作辊轴承座工作侧的四连杆止推轮子机构局部示意图。

下面结合附图和实施例，对本发明加以详述：

参照图1，本发明辊组交叉轧制的四辊轧机，由机架1，轧辊2，轧辊轴承座3和轧辊、交叉机构的衬板4、半弧柱形垫块5、楔形板块6、轧辊压下螺杆10及轴向力止推装置拉杆止推机构39及弧形挡板35组成。轧辊交叉调整与轴向力支承装置是在机架1的窗口内立柱面上，分别镶嵌带有楔形槽的衬板4，该衬板4与轧辊轴承座上的半弧柱形垫块5之间，有楔形角相同并与衬板4的楔形槽相吻合的楔形板块6，沿衬板楔形槽内侧斜面滑动，楔形板块6的端部有齿条传动机构，带动抽出或者推入，驱动轧辊的支持辊轴承座3位移，每个轴承座上两侧壁上各有两套机构，当右侧两楔形板块同时抽出，左侧两楔形板块应同时推入，该轴承座水平向右移动;上支持辊轴承座7的顶部制成“工”字形，悬吊在以弹性连接于机架上的平衡梁8的滑槽内，当调整上支持辊轴承座时，顶部可以在平衡梁的滑槽移动。上面通过安全臼9与压下螺杆10相接;下支持辊轴承座3通过底部的垫块11装于机架窗口底横梁上;上工作辊轴承座12在上支持辊轴承座7的两侧壁间滑动，使上工作辊2及上支持辊2′组成上辊组，同样，下工作辊与下支持辊组成下辊组。上下辊组交叉角的调整是通过轧机每侧的四组8个传动齿轮箱13每组的主传动轴18，分别传动齿轮箱内齿轮19与齿轮20与齿条17相啮合。该齿条17制成平行于衬板4的楔形槽的楔斜面（参照图3），每个齿轮箱的主传动轴外端装有防止楔形板块6回松的棘轮21及用弹簧22拉紧的棘爪23。齿轮箱的主轴之间由联结套18′连成一组。上下支持辊轴承座端各有拉杆、止推机构39及工作辊轴承座端左右各有四连杆止推轮子机构的压板35，该压板35紧固于机架1上，支承来自轧辊的轴向力。

参照图2，表示轧机传动侧结构构造，是图1的后侧视图。由机架1，装有轧辊2，上支持辊2′，轴承座7组成上辊组，下支持辊轴承座3及下工作辊及轴承座组成下辊组，交叉调整机构是由镶嵌在机架1窗口内立柱面上的衬板4，轴承座上的半弧柱形垫块5、楔形板块6组成，上支持辊轴承座7的顶部制成“工”字形，同工作侧一样悬吊在以弹性连接于机架上的平衡梁8的滑槽内，上部通过安全臼9与压下螺杆10连接;下支持辊轴承座3通过底部垫块11，装于机架窗口底横梁上;上工作辊轴承座12，在上支持辊轴承座7的两侧壁间滑动，调整轧辊交叉角时，与工作侧操作相同，是通过四组8个传动齿轮箱13，分别由各组的主传动轴18，传动齿条17，该齿条17的背部制成截面为等腰梯形，在上压板14及下压板15之间滑动，其移动轨迹与衬板4的楔形槽楔斜面平行。当轴承座一侧的整组两个楔形板块6同时抽出，另一侧整组两个楔形板块同时推入，驱动轴承座位移，这种调整轧辊轴承座的不同位置，达到调整轧辊交叉角变化。轧辊交叉轧制产生的轴向推力，由紧固在机架1上的弧形压板43，及弧形挡板47支承，使轧辊轴向力传递至机架上。

图3是表示轧辊交叉调整机构的示意图。机架1的窗口内的立柱面上，镶嵌带有楔形槽的衬板4，支持辊2′装于轴承座3，轴承座3的两侧壁各有上下两个半弧柱形垫块5，分别与衬板4的楔形槽内的楔形板块6相接，该楔形板块6与衬板4的楔形槽各制成楔形角7°相吻合，并沿楔形槽的楔斜面滑动，通过机架1外侧紧固连接的传动齿轮箱13的主轴传动齿轮19与齿轮20及齿条17相啮合，传动与齿条17为同体的楔形板块6。传动齿轮箱的形状，依其位置制成相应的直角梯形箱，梯形角为83°，其底面以螺钉紧固于机架立柱。为了防止楔形板块6的回松，齿轮箱13的外主轴端装有棘轮21及其以弹簧22拉紧的棘爪23。

图4及图5，是支持辊轴承座两侧壁外廓形状及其凹槽和装配的半弧柱形垫块的结构示意图。下支持辊轴承座3的两侧壁外廓制成纵向中心凸起或者为弧形，凸峰处上下各有半弧柱形凹槽24及25，每个凹槽内有通过销钉26及27，分别穿过半弧柱形垫块5的水平长孔28及29，与轴承座3滑动连接。

图6是支持辊轴承座工作侧的拉杆止推机构示意图。支持辊2′与轴承座3装配于机架1的两立柱间，两立柱侧面各有紧固连接的杆件38，分别铰接两弧形压块39，两弧形压块39，各铰接正反螺纹的螺杆40及41，由正反螺纹的螺母42连接，拉紧使弧形压块39分别压紧支持辊轴承座上的弧形脚36，支承来自轧辊的轴向推力。当换辊时，松开螺母42，分开螺杆40及41，使弧形压块39绕杆件38的铰轴转动，即可抽出支持辊2′及轴承座3。5是轴承座上的半弧柱形垫块。

图7是支持辊轴承座传动侧的弧形脚与弧形压板支承结构示意图。支持辊2′与轴承座3装配于机架1的两立柱之间，轴承座上的弧形脚44（及46）各支承于紧固在机架上的弧形压板43（及45），承受来自轧辊的轴向推力，传递至机架1上。换辊时轧辊2′与轴承座3同时由工作侧抽出。

图8是工作辊轴承座传动侧弧形脚与弧形挡板支承结构示意图。工作辊2及轴承座12装配于支持辊轴承座3两侧壁之间，2′是支持辊，工作辊轴承座12外端有两个弧形脚48，由紧固于机架1上弧形挡板47相支承，调整垫片49控制工作辊轴向位置。换辊时辊组由工作侧一起抽出。

图9是工作辊轴承座工作侧的四连杆止推轮子机构局部示意图。工作辊2与辊承座12装配于支持辊轴承座（图中未给出）的两侧壁之间，轴承座由铰轴30装配两套四连杆31及32，在横轴33上各装配止推轮子34，机架1两立柱各装有紧固连接压板35，控制工作辊的轴向位置，止推轮子34的轮缘制成弧形，以便调整轧辊交叉角时转动灵活。