十八輥冷軋機側支撐裝置調節機構及控制方法與流程

2023-06-17 04:39:41

本發明涉及冷軋帶鋼技術領域，更具體地說，涉及一種十八輥冷軋機側支撐裝置調節機構及控制方法。

背景技術：

十八輥冷軋機的輥系由上下支撐輥2、上下中間輥3、上下工作輥4以及側支撐裝置組成，如圖1所示，側支撐裝置共有4組，分別位於上下工作輥4的入口側和出口側，每個側支撐裝置包括一個側支撐輥5、兩個背襯軸承輥6和一個側支撐框架7，其中側支撐輥5和背襯軸承輥6安裝在側支撐框架7中。在軋制過程中通過塔形布置的背襯軸承輥6和側支撐輥5來支撐工作輥4，達到增加工作輥4水平方向的剛度，減小工作輥4水平撓度的目的。

專利de3324562c2公開了一種十八輥冷軋機，其側支撐裝置安裝在中間輥軸承座或支撐輥軸承座上，入口側和出口側布置側支撐梁和螺旋千斤頂或液壓缸，通過螺旋千斤頂或液壓缸推動側支撐梁，進而推動側支撐裝置繞著中間輥軸承座或支撐輥軸承座上的鉸接點轉動，使兩側側支撐輥與工作輥接觸。該方案中當驅動螺旋千斤頂或液壓缸使側支撐梁退出後，側支撐裝置仍懸掛於中間輥軸承座上，換輥操作時間較長。

專利cn103341493b公開了一種十八輥軋機工作輥側支撐的油缸斜鐵調整裝置。其側支撐裝置布置方式與專利de3324562c2相同(安裝在中間輥軸承座上)，不同的是在一側布置斜鐵裝置，另一側布置頂緊油缸，通過電機驅動渦輪蝸杆推動斜鐵裝置，進而推動該側的側支撐裝置繞著中間輥軸承座上的鉸接點轉動，使該側的側支撐輥與工作輥接觸，在另一側通過頂緊油缸推動該側的側支撐裝置繞著中間輥軸承座上的鉸接點轉動，使該側的側支撐輥與工作輥接觸。顯然該方案中斜鐵裝置位於入口側，頂緊油缸位於出口側。由於帶鋼和中間輥對工作輥作用力的合力是朝向入口側的，若反向軋制，則該作用力將由頂緊油缸承受，而牢固的斜鐵裝置將不承受力，容易發生工作輥朝入口側晃動。因此該方案只能用於單向軋制，不能應用於可逆軋制。

專利cn203370820u公開了一種十八輥軋機工作輥側支撐的斜鐵調整裝置。其側支撐裝置布置方式與專利de3324562c2及cn103341493b相同(安裝在中間輥軸承座上)，不同的是入口側和出口側都布置斜鐵裝置。由於入口側和出口側都是利用斜鐵裝置牢牢夾緊，兩側剛性都很強，當軋制過程中輥系受熱膨脹後容易將側支撐裝置頂壞。另外當軋制過程中工作輥與側支撐輥之間產生間隙時，渦輪蝸杆響應太慢，不能很快消除間隙，影響生產。

專利cn102781599b公開了一種軋鋼機架，其側支撐裝置安裝在中間輥彎輥塊上，入口側和出口側都布置推進機構，通過推進機構推動側支撐裝置繞著中間輥彎輥塊上的鉸接點轉動，實現兩側側支撐輥與工作輥接觸。當推進機構退出後，再由液壓千斤頂拉動側支撐裝置擺動退出。該方案中側支撐裝置的擺臂較長，使機架內設備擁擠，不利於中間輥換輥和機架內設備維護。

專利us7104101b1公開了一種十八輥軋機，其側支撐裝置安裝在相對軋制線傾斜布置的液壓缸活塞杆上，該液壓缸安裝在機架上，通過液壓缸驅動側支撐裝置沿著機架上的導軌移動，實現側支撐裝置的前進與退出。該方案中帶鋼和中間輥對工作輥作用力的合力完全由側支撐裝置的調節液壓缸及導向機構承受，因此對液壓缸要求很高，且導向機構易損壞。另外，整個側支撐裝置調節機構的設備重量很大，增加了設備投資成本。

由此可見，不同類型的十八輥冷軋機的輥繫結構都是相同的，區別在於側支撐裝置的布置方式及調節機構的結構形式不同。而上述5種側支撐裝置的調節機構都有其固有缺點。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題在於，提供一種剛柔兼顧的十八輥冷軋機側支撐裝置調節機構及控制方法，該調節機構結構合理，維護方便，操控簡單，設備成本低。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：構造一種十八輥冷軋機側支撐裝置調節機構，包括機架牌坊、側支撐輥、背襯軸承輥及側支撐框架，其中側支撐輥和背襯軸承輥安裝在側支撐框架中，在機架牌坊入口側和出口側設置有防纏導板，所述防纏導板沿軋制線對稱布置。在所述防纏導板的前端安裝兩個側支撐框架，分別與上工作輥、下工作輥相適配。在傳動側及操作側的機架牌坊上設置有水平方向的導軌和豎直方向的斜楔裝置。防纏導板由導軌支撐，通過斜楔裝置推動防纏導板沿導軌滑動，從而帶動側支撐框架連同側支撐輥移向工作輥。

優選地，所述斜楔裝置包括一個固定斜楔板、兩個可動斜楔板和兩個第一液壓缸。固定斜楔板安裝在機架牌坊上。兩個可動斜楔板的豎直面分別與固定斜楔板的側面及側支撐裝置的後端面相配合，兩個可動斜楔板的斜面相配合。可動斜楔板外側與第一液壓缸的活塞杆連接。所述第一液壓缸驅動可動斜楔板沿著配合面相向滑動。

優選地，在傳動側機架牌坊和操作側機架牌坊之間設置有橫梁，在下防纏導板的側面開有孔槽，所述橫梁穿過所述孔槽與機架牌坊連接。所述橫梁上安裝有第二液壓缸，所述第二液壓缸的活塞杆與防纏導板連接，第二液壓缸驅動防纏導板沿導軌滑動，從而帶動側支撐裝置移向或離開工作輥。

優選地，所述第一液壓缸上設置有線性位移傳感器，所述第二液壓缸上設置有油壓傳感器和油壓控制閥。

優選地，所述固定斜楔板的側面上設置有壓力傳感器。

本發明還提供了一種十八輥冷軋機側支撐裝置調節機構的控制方法，包括以下步驟：

步驟一、在軋制開始前，啟動入口側的第一液壓缸，推動入口側的可動斜楔板沿豎直方向移動，進而推動入口側的防纏導板沿著導軌前滑，帶動入口側支撐裝置移向工作輥，在移動過程中入口側第二液壓缸處於洩壓隨動狀態，入口側支撐輥將與工作輥接觸。通過線性位移傳感器測量側支撐裝置的移動距離，將工作輥推動到預設定的位置。

步驟二、啟動出口側的第一液壓缸，推動出口側的可動斜楔板沿豎直方向移動，進而推動出口側的防纏導板沿著導軌前滑，帶動出口側支撐裝置移向工作輥。通過線性位移傳感器測量側支撐裝置的移動距離，當出口側支撐輥接近工作輥時第一液壓缸停止移動。在移動過程中出口側第二液壓缸處於洩壓隨動狀態。

步驟三、啟動出口側的第二液壓缸，推動出口側支撐裝置繼續移向工作輥，直到出口側支撐輥與工作輥接觸。將出口側的第二液壓缸切換為壓力控制模式，以預設定的壓力將出口側支撐輥壓靠在工作輥輥面上。

步驟四、啟動軋機開始軋制。當穩定軋制後可啟動出口側第二液壓缸，將出口側支撐輥拉離工作輥輥面。

步驟五、軋制結束，工作輥停止轉動後，首先啟動第一液壓缸，拉動入口及出口側可動斜楔板，使其沿豎直方向移動到預設定位置，然後啟動第二液壓缸，拉動入口及出口側的防纏導板沿著導軌後退，直到防纏導板後端面與可動斜楔板豎直面接觸。待兩側側支撐裝置退出後即可進行換輥操作。

上述為正向軋制時的步驟，正向軋制時機架牌坊入口側的斜楔裝置起定位作用，出口側的第二液壓缸起預緊作用。當反向軋制時，側支撐裝置調節機構的控制方法與正向軋制時相同，只是入口側和出口側動作互換，此時機架牌坊出口側斜楔裝置起定位作用，入口側的第二液壓缸起預緊作用。

優選地，所述將工作輥推動到的預設定的位置設置為工作輥水平力為150kn～400kn時工作輥的位置。

優選地，所述出口側支撐輥接近工作輥時的距離設置為出口側支撐輥輥面與工作輥輥面的水平距離為1～3mm。

優選地，所述出口側第二液壓缸切換為壓力控制模式時預設定的壓力為20kn～50kn。

優選地，所述軋制結束後可動斜楔板沿豎直方向移動的預設定位置設置為第一液壓缸活塞杆處於後退極限位時的位置。

實施本發明的十八輥冷軋機側支撐裝置調節機構，具有以下有益效果：

(1)將側支撐裝置安裝在防纏導板上而不是懸掛於中間輥軸承座或支撐輥軸承座或中間輥彎輥塊上，便於換輥操作，同時可省去側支撐梁結構，優化機架內的空間。

(2)由於防纏導板設計為整體式，沿軋制線對稱布置，這樣上下工作輥分別對上下側支撐輥的傾翻力在防纏導板上相互抵消，使得防纏導板上只承受水平力，因此優化了整個側支撐裝置調節結構的受力狀態，避免側支撐裝置及調節機構在豎直方向的破壞。

(3)在入口側採用斜楔裝置頂住入口側支撐裝置，與採用液壓缸直接頂住相比，剛性更強，並且當推動入口側支撐裝置移動到位後斜楔裝置具有自鎖功能。在出口側採用液壓缸頂住出口側支撐裝置，以預設定壓力將出口側支撐輥壓緊到工作輥上，可防止軋制開始時工作輥晃動，保證軋制順利進行。

(4)本發明提供的側支撐裝置調節機構能夠非常方便地應用於六輥冷軋機改造中，在機架窗口內輥繫結構和彎輥塊改動很小的情況下將其改造為十八輥冷軋機，從而將軋制產品拓展到不鏽鋼和超高強鋼等高附加值品種，低成本實現產品結構調整和升級。

(5)本發明提供的十八輥冷軋機側支撐裝置調節機構結構合理，維護方便，操作快捷，控制簡單。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1為十八輥冷軋機的輥系布置圖；

圖2為本實施例的十八輥冷軋機側支撐裝置調節機構的結構示意圖；

圖3為本實施例的十八輥冷軋機側支撐裝置調節機構的俯視圖；

圖4為本實施例利用入口側斜楔裝置將工作輥推動到預設定位置的示意圖；

圖5為本實施例利用出口側斜楔裝置將出口側支撐輥推動到接近工作輥的示意圖；

圖6為本實施例出口側支撐輥接近工作輥時水平距離的示意圖；

圖7為本實施例側支撐裝置處於退出狀態的示意圖；

其中，1-機架牌坊；2-支撐輥；3-中間輥；4-工作輥；5-側支撐輥；6-背襯軸承輥；7-側支撐框架；8-防纏導板；9-導軌；10-固定斜楔板；11-可動斜楔板；12-第一液壓缸；13-橫梁；14-孔槽；15-第二液壓缸。

具體實施方式

為了對本發明的技術特徵、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本發明的具體實施方式。

如圖2所示，一種十八輥冷軋機側支撐裝置調節機構，包括機架牌坊1、側支撐輥5、背襯軸承輥6及側支撐框架7，其中側支撐輥5和背襯軸承輥6安裝在側支撐框7架中，其特徵為，在機架牌坊1入口側和出口側設置有防纏導板8，防纏導板8沿軋制線對稱布置。在防纏導板8的前端安裝兩個側支撐框架7，分別與上、下工作輥4相適配。在傳動側及操作側的機架牌坊1上設置有水平方向的導軌9和豎直方向的斜楔裝置。防纏導板8由導軌9支撐，通過斜楔裝置推動防纏導板8沿導軌9滑動，從而帶動側支撐框架7連同側支撐輥5移向工作輥4。

斜楔裝置包括一個固定斜楔板10、兩個可動斜楔板11和兩個第一液壓缸12。固定斜楔板10安裝在機架牌坊1上。兩個可動斜楔板11的豎直面分別與固定斜楔板10的側面及側支撐框架7的後端面相配合，兩個可動斜楔板11的斜面相配合。可動斜楔板11外側與第一液壓缸12的活塞杆連接。第一液壓缸12驅動可動斜楔板11沿著配合面相向滑動。本實施中斜楔裝置共有4套，分別位於傳動側及操作側機架牌坊1的入口側和出口側，斜楔裝置在軋制線上下對稱布置。

如圖3所示，在傳動側和操作側的機架牌坊1之間設置有橫梁13，在防纏導板8的側面開有孔槽14，橫梁13穿過孔槽14與傳動側及操作側的機架牌坊1連接。橫梁13上安裝有第二液壓缸15，第二液壓缸15的活塞杆與防纏導板8連接，第二液壓缸15驅動防纏導板8沿導軌9滑動，從而帶動側支撐框架7移向或離開工作輥4。

軋制過程中帶鋼和中間輥3對工作輥4作用力的合力是朝向入口側的，當工作輥4與側支撐輥5接觸時，工作輥4將對入口側支撐輥5施加壓力，而與出口側支撐輥5之間沒有作用力。因此利用入口側的斜楔裝置將入口側支撐輥5緊緊壓靠在工作輥4上，阻止工作輥4朝入口側撓曲和晃動，此時工作輥4施加的水平力由入口側的斜楔裝置承受。此處設置第二液壓缸15是為了消除軋制開始時側支撐輥5與工作輥4之間的間隙，提高整個側支撐系統的柔性和響應。當調節入口側的斜楔裝置使入口側支撐輥5與工作輥4接觸後，第二液壓缸15再將出口側支撐輥5以預定壓力壓靠在工作輥4上，可消除軋制時兩個側支撐輥5尤其是入口側支撐輥5與工作輥4的間隙。若不採用第二液壓缸15，而是在入口側和出口側都利用斜楔裝置將工作輥4夾緊，則軋制時側支撐輥5和工作輥4之間容易出現間隙，並且間隙出現後被消除的時間間隔較長，系統的響應性較差，不利於穩定軋制。另外，第二液壓缸15也用於拉動防纏導板8，帶動側支撐裝置退離工作輥4。

第一液壓缸12上設置有線性位移傳感器，用於測量可動斜楔板11的移動距離，從而將側支撐輥5移動到指定的位置處。第二液壓缸15上設置有油壓傳感器和油壓控制閥，用於調節和控制出口側支撐輥5與工作輥4間的壓力。

固定斜楔板10的側面上設置有壓力傳感器，用於測量工作輥4上的水平力。

本實施例還提供了一種十八輥冷軋機側支撐裝置調節機構的控制方法，具體包括以下步驟：

步驟一、在軋制開始前，啟動入口側的第一液壓缸12，推動入口側的可動斜楔板11沿豎直方向移動，進而推動入口側的防纏導板8沿著導軌9前滑，帶動入口側支撐裝置移向工作輥4，在移動過程中入口側第二液壓缸15處於洩壓隨動狀態，入口側支撐輥5將與工作輥4接觸。通過線性位移傳感器測量側支撐裝置的移動距離，將工作輥4推動到預設定的位置，如圖4所示。

所述將工作輥4推動到的預設定的位置設置為工作輥4水平力為200kn時工作輥4的位置。對輥系進行受力分析可知，通過工作輥4水平移動，可以改變帶鋼和中間輥5對工作輥4作用力的合力，將該合力的水平方向分力設定在200kn，既可以保證工作輥4上的水平力方向不會因工藝條件變化(如軋制力波動，張力波動等)而發生反向，使其始終朝向入口側的斜楔裝置，保證軋制的穩定，也可以使工作輥4水平力不會過大，從而提高背襯軸承輥6的壽命。

步驟二、啟動出口側的第一液壓缸12，推動出口側的可動斜楔板11沿豎直方向移動，進而推動出口側的防纏導板8沿著導軌9前滑，帶動出口側支撐裝置移向工作輥4。通過線性位移傳感器測量側支撐裝置的移動距離，當出口側支撐輥5接近工作輥4時第一液壓缸12停止移動，如圖5所示。在移動過程中出口側第二液壓缸15處於洩壓隨動狀態。所述出口側支撐輥5接近工作輥4時的距離設置為出口側支撐輥5輥面與工作輥4輥面的水平距離為2mm，如圖6所示。

步驟三、啟動出口側的第二液壓缸15，推動出口側支撐裝置繼續移向工作輥4，直到出口側支撐輥5與工作輥4接觸。將出口側的第二液壓缸15切換為壓力控制模式，以預設定的壓力將出口側支撐輥5壓靠在工作輥4輥面上。所述出口側第二液壓缸切換為壓力控制模式時預設定的壓力為30kn。

步驟四、啟動軋機開始軋制。當穩定軋制後可啟動出口側第二液壓缸15，將出口側支撐輥5拉離工作輥4輥面。

步驟五、軋制結束，工作輥4停止轉動後，首先啟動第一液壓缸12，拉動入口及出口側可動斜楔板11，使其沿豎直方向移動到預設定位置，然後啟動第二液壓缸15，拉動入口及出口側的防纏導板8沿著導軌9後退，直到防纏導板8後端面與可動斜楔板11豎直面接觸。待兩側側支撐裝置退出後即可進行換輥操作。所述可動斜楔板11沿豎直方向移動的預設定位置設置為第一液壓缸12活塞杆處於後退極限位時的位置，如圖7所示。

上述為正向軋制時步驟，正向軋制時機架牌坊1入口側的斜楔裝置起定位作用，出口側的第二液壓缸15起預緊作用。當反向軋制時，側支撐裝置調節機構的控制方法與正向軋制時相同，只是入口側和出口側動作互換，此時機架牌坊1出口側斜楔裝置起定位作用，入口側的第二液壓缸15起預緊作用。

上面結合附圖對本發明的實施例進行了描述，但是本發明並不局限於上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的範圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬於本發明的保護之內。