用於高速軋機的齒輪變速裝置的製作方法
2024-01-30 18:51:15 2
專利名稱：用於高速軋機的齒輪變速裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於軋鋼技術領域，具體的涉及一種長材軋制領域用的齒輪變速裝置。
背景技術：
在長材的軋制生產中，尤其是線材，其軋制生產速度範圍很寬，隨著軋件規格的變化，速度從幾米每秒到上百米每秒，軋機僅通過控制電機變速難以滿足其寬的軋制速度範圍要求。為此，通常需要在軋機和電機之間布置一齒輪變速箱，來適應較寬的軋制速度變化範圍的要求，且線材的軋制生產中，要求各連軋機之間的轉速有一定的速比關係，如秒流量相等的關係。另外，也要求各連軋機之間的距離較近，特別是精軋機組或減定徑機組，往往採用集中傳動方式，即，單個齒輪箱採用一輸入四輸出或更多的輸出的方式，各輸出之間 通過齒輪傳動形成一定的速比關係，而現有的這種類型的齒輪變速箱傳動裝置，為了獲得多個輸出軸之間的速比關係和實現大範圍的變速，使得其結構複雜，製造和使用成本高，且由於全部速比變換通過離合器實現，離合器數量較多，造成變速可靠性低，可維護性差，生產中易出事故，使得生產效率較低；另外，在高速軋制時，由於現有變速器結構複雜，齒輪傳動環節多，使得故障率也較高，難以實現穩定的軋制生產和進一步提高軋制速度。鑑於此，本發明旨在提出一種用於高速軋機的齒輪變速裝置，該用於高速軋機的齒輪變速裝置不僅結構簡單、可靠性好，且能夠滿足連續軋機間的緊湊布置和靈活調節速比實現高速軋制的要求。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提出一種用於高速軋機的齒輪變速裝置，該用於高速軋機的齒輪變速裝置不僅結構簡單、可靠性好，且能夠滿足連續軋機間的緊湊布置和靈活調節速比實現高速軋制的的要求。要實現上述技術目的，本發明用於高速軋機的齒輪變速裝置，包括一級齒輪傳動模塊和二級齒輪傳動模塊；
所述一級齒輪傳動模塊包括輸入軸和過渡軸，所述輸入軸上設有主動齒輪組，所述過渡軸上設有與所述主動齒輪組嚙合的過渡齒輪組，所述主動齒輪組和過渡齒輪組中的其中之一與其轉軸轉動配合，其中之一與其轉軸同步轉動，所述與齒輪轉動配合的輸入軸或過渡軸上設有用於接合轉軸與齒輪組的離合器I ;
所述二級齒輪傳動模塊包括輸出軸和傳動軸，所述輸出軸上設有輸出齒輪組，所述傳動軸上設有與所述輸出齒輪組嚙合的傳動齒輪組，所述輸出齒輪組和傳動齒輪的其中之一與其轉軸轉動配合，其中之一與其轉軸同步轉動，所述與齒輪轉動配合的輸出軸或傳動軸上設有用於接合轉軸與齒輪組的離合器II ;
所述傳動齒輪組與過渡齒輪組嚙合。進一步，所述主動齒輪組包括與所述輸入軸轉動配合的兩個主動齒輪，所述過渡齒輪組包括與所述主動齒輪組一一對應並相互嚙合的兩個過渡齒輪，所述離合器I設置在輸入軸上並位於兩主動齒輪之間；
進一步，所述離合器I上設有齒圈，所述兩主動齒輪面向離合器I的一側均設有用於與所述齒圈哨合的外齒；
進一步，所述輸出齒輪組包括與所述輸出軸轉動配合的兩個輸出齒輪，所述傳動齒輪組包括與所述輸出齒輪組一一對應並相互嚙合的兩個傳動齒輪，所述離合器II設置在輸出軸上並位於兩輸出齒輪之間；
進一步，所述離合器II上設有齒圈，所述兩輸出齒輪面向離合器II的一側均設有用於與所述齒圈哨合的外齒；
進一步，所述過渡齒輪組和傳動齒輪組中分別有一個齒輪相互嚙合；
進一步，所述輸出軸和傳動軸分別向兩對軋機輥組輸出動力；
進一步，還包括輸出軸II，所述輸出軸II上設有與其同步轉動的從動齒輪，所述從動齒輪與所述傳動齒輪組哨合，所述輸出軸和輸出軸II分別向兩對軋機棍組輸出動力；
進一步，所述一級齒輪傳動模塊和二級齒輪傳動模塊呈上下兩層布置，所述一級齒輪傳動模塊位於上層，二級齒輪傳動模塊位於下層；
進一步，所述輸入軸位於上層，所述過渡軸和二級齒輪傳動模塊位於下層。本發明的有益效果為
I、本發明用於高速軋機的齒輪變速裝置的一級齒輪傳動模塊通過離合器I主動齒輪組或過渡齒輪組選擇性的與其轉軸接合，可組合出多條傳動路線，從而得到不同的傳動比；二級齒輪傳動模塊通過離合器II控制輸出齒輪組或傳動齒輪組選擇性的 與其轉軸接合，也可組合出多條傳動路線，並得到不同的傳動比；採用兩級齒輪傳動模塊能夠得到更多的傳動比和傳動路線；因此，本發明用於高速軋機的齒輪變速裝置不僅結構簡單，離合器的數量少，傳動的可靠性高，維護容易，製造和使用成本低，而且能夠滿足連續軋機間的緊湊布置和靈活調節速比實現高速軋制的的要求。2、通過傳動軸或增加輸出軸II輸出動力，與輸出軸一起構成一輸入兩輸出的齒輪變速系統。3、通過將一級齒輪傳動模塊和二級齒輪傳動模塊設置為上下兩層布置，結構更加緊湊，滿足了軋機之間布置緊湊的要求。4、將兩臺或兩臺以上本發明用於高速軋機的齒輪變速裝置組合使用，可實現多輸入多輸出齒輪變速傳動系統，不僅保證了軋機之間布置緊湊的要求，而且通過調節離合器I和離合器II的位置以及變頻控制調節多個輸入電機的轉速，可實現無級的速比組合關係，使得軋機間的速比關係具有更大的柔性和使用靈活性；另外，本發明用於高速軋機的齒輪變速裝置改變了舊有的不靈活的齒輪變速裝置的組合傳動方式，即將一臺電機驅動四臺軋機變為兩臺電機配合兩個變速箱驅動四臺軋機，使得軋機間速比和孔型設計具有了更大的靈活性，滿足了高速線材多規格、小批量、高生產率軋制生產的發展趨勢。
圖I為本發明用於高速軋機的齒輪變速裝置第一實施例的上層結構示意 圖2為本實施例的下層結構示意圖；圖3為本發明用於高速軋機的齒輪變速裝置第二實施例的上層結構示意 圖4為本實施例的下層結構示意 圖5為本發明用於高速軋機的齒輪變速裝置第三實施例的上層結構示意 圖6為本實施例的下層結構示意 圖7為採用第二實施例和第三實施例的用於高速軋機的齒輪變速裝置組合得到的多輸入多輸出齒輪變速傳動系統的上層結構示意 圖8為多輸入多輸出齒輪變速傳動系統的下層結構示意圖。附圖標記說明 I-輸入軸；2_過渡軸；3_離合器I ;4_主動齒輪；5_主動齒輪；6_過渡齒輪；7_過渡齒輪；8-齒圈；9_輸出軸；10_傳動軸；11_離合器II ;12_輸出齒輪；13_輸出齒輪；14_傳動齒輪；15-傳動齒輪；16_齒圈；17-輸出軸II ; 18-從動齒輪。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作詳細說明。第一實施例
如圖I所示，為本發明用於高速軋機的齒輪變速裝置第一實施例的上層結構示意圖；圖2為本實施例的下層結構示意圖。本實施例用於高速軋機的齒輪變速裝置，包括一級齒輪傳動模塊和二級齒輪傳動模塊。一級齒輪傳動模塊包括輸入軸I和過渡軸2，輸入軸I上設有主動齒輪組，過渡軸2上設有與主動齒輪組嚙合的過渡齒輪組，主動齒輪組和過渡齒輪組中的其中之一與其轉軸轉動配合，其中之一與其轉軸同步轉動，與齒輪轉動配合的輸入軸I或過渡軸2上設有用於接合轉軸與齒輪組的離合器I 3。如圖所示，本實施例的主動齒輪組包括與輸入軸I轉動配合的兩個主動齒輪，分別為主動齒輪4和主動齒輪5，主動齒輪4和主動齒輪5均通過軸承套裝在輸入軸I上，實現與輸入軸I轉動配合。過渡齒輪組包括與主動齒輪組一一對應並相互嚙合的兩個過渡齒輪，分別為過渡齒輪6和過渡齒輪7，過渡齒輪6和過渡齒輪7均固定設置在過渡軸2上與過渡軸2同步轉動，主動齒輪4和過渡齒輪6嚙合，主動齒輪5與過渡齒輪7嚙合。離合器I 3設置在輸入軸I上並位於主動齒輪4和主動齒輪5之間，離合器I 3上設有齒圈8,主動齒輪4和主動齒輪5面向離合器I 3的一側均設有用於與齒圈哨合的外齒。離合器I 3有三個位置狀態分別與主動齒輪4或主動齒輪5嚙合,使得主動齒輪4或主動齒輪5與輸入軸I接合併轉動；離合器I 3位於主動齒輪4和主動齒輪5之間時，不與主動齒輪4和主動齒輪5嚙合，此時輸入軸I空轉。二級齒輪傳動模塊包括輸出軸9和傳動軸10，輸出軸9上設有輸出齒輪組，傳動軸10上設有與輸出齒輪組嚙合的傳動齒輪組，輸出齒輪組和傳動齒輪的其中之一與其轉軸轉動配合，其中之一與其轉軸同步轉動，與齒輪轉動配合的輸出軸或傳動軸上設有用於接合轉軸與齒輪組的離合器II 11。輸出齒輪組包括與輸出軸9轉動配合的兩個輸出齒輪，分別為輸出齒輪12和輸出齒輪13，輸出齒輪12和輸出齒輪13均通過軸承套裝在輸出軸9上，實現與輸出軸9之間的轉動配合。傳動齒輪組包括與輸出齒輪組一一對應並相互嚙合的兩個傳動齒輪，分別為傳動齒輪14和傳動齒輪15，傳動齒輪14和傳動齒輪15均固定設置在傳動軸10上，實現與傳動軸10同步轉動，傳動齒輪14與輸出齒輪12嚙合，傳動齒輪15與輸出齒輪13嚙合。離合器II 11設置在輸出軸9上並位於輸出齒輪12和輸出齒輪13之間；離合器II 11上設有齒圈16,輸出齒輪12和輸出齒輪13面向離合器II 11的一側均設有用於與齒圈16嚙合的外齒。離合器II 11有三個位置狀態分別與輸出齒輪12或輸出齒輪13嚙合，使得輸出齒輪12或輸出齒輪13與輸出軸9接合併驅動輸出軸9轉動，當離合器II 11位於輸出齒輪12和輸出齒輪13之間時，不與輸出齒輪12和輸出齒輪13嚙合，此時輸出齒輪12和輸出齒輪13空轉。本實施例的傳動齒輪組與過渡齒輪組嚙合，且過渡齒輪組和傳動齒輪組中分別只有一個齒輪相互嚙合，具體的為傳動齒輪15和過渡齒輪7嚙合,使得二級齒輪傳動模塊在 一級齒輪傳動模塊帶動下轉動。本實施例的輸出軸9和傳動軸10分別向兩對軋機輥組輸出動力，即為一軸輸入兩軸輸出，且輸出軸9和傳動軸10的轉動方向相反。本實施例用於高速軋機的齒輪變速裝置呈上下兩層結構，即一級齒輪傳動模塊和二級齒輪傳動模塊呈上下兩層布置，一級齒輪傳動模塊位於上層，二級齒輪傳動模塊位於下層，採用該結構的齒輪變速裝置結構更加緊湊，能夠滿足軋機之間布置緊湊的要求。本實施例用於高速軋機的齒輪變速裝置的一級齒輪傳動模塊通過離合器I 3主動齒輪組或過渡齒輪組選擇性的與其轉軸接合，可組合出多條傳動路線，從而得到不同的傳動比；二級齒輪傳動模塊通過離合器II 11控制輸出齒輪組或傳動齒輪組選擇性的與其轉軸接合，也可組合出多條傳動路線，並得到不同的傳動比，本實施例用於高速軋機的齒輪變速裝置的兩級齒輪傳動模塊組合具有四種傳動路線，即可得到四種不同的傳動比。通過輸出軸9和傳動軸10—起向軋機棍組輸出動力，構成一輸入兩輸出的齒輪變速系統。通過將一級齒輪傳動模塊和二級齒輪傳動模塊設置為上下兩層布置，結構更加緊湊，滿足了軋機之間布置緊湊的要求。且本實施例用於高速軋機的齒輪變速裝置還具有結構簡單、離合器的數量少、傳動的可靠性高、維護容易、製造和使用成本低的優點。第二實施例
如圖3所示，本發明用於高速軋機的齒輪變速裝置第二實施例的上層結構示意圖；圖4為本實施例的下層結構示意圖。本實施例用於高速軋機的齒輪變速裝置將輸入軸I置於上層，過渡軸2與二級齒輪傳動模塊一起位於下層，使得齒輪變速裝置的重心更低，工作更穩定。本
本實施例的其他結構與第一實施例相同，不再一一累述。第三實施例
如圖5所示，為本發明用於高速軋機的齒輪變速裝置第三實施例的上層結構示意圖；圖6為本實施例的下層結構示意圖。本實施例用於高速軋機的齒輪變速裝置還包括輸出軸II 17，輸出軸II 17上設有與其同步轉動的從動齒輪18，從動齒輪18與傳動齒輪組嚙合，具體的為從動齒輪18和傳動齒輪15嚙合，輸出軸9和輸出軸II 17分別向兩對軋機輥組輸出動力。本實施例的傳動軸10不再向軋機輥組輸出動力，由於輸出軸9上的輸出齒輪組和輸出軸II 17上的從動齒輪18均與傳動齒輪組嚙合，因此，輸出軸9和輸出軸II 17的轉向相同。本實施例的其他結構與第一實施例相同，不再一一累述。上述實施例中雖然均是主動齒輪組和輸入軸I轉動配合、輸出齒輪組與輸出軸9轉動配合的技術方案，但是需要指出的是也可以採用過渡齒輪組與過渡軸2轉動配合、主動齒輪組和輸入軸I同步轉動的技術方案；或採用傳動齒輪組與傳動軸10轉動配合、輸出齒輪組與輸出軸9同步轉動的技術方案。採用這些技術方案的齒輪變速裝置與上述實施方式相當，不再一一累述。下面介紹採用多臺本發明用於高速軋機的齒輪變速裝置組合得到的多輸入多輸出齒輪變速傳動系統的實施方式。如圖7所示，為採用上述第二實施例和第三實施例的齒輪變速裝置組合得到的多 輸入多輸出齒輪變速傳動系統的上層結構不意圖；圖8為多輸入多輸出齒輪變速傳動系統的下層結構示意圖。多輸入多輸出齒輪變速傳動系統包括至少兩臺上述用於高速軋機的齒輪變速裝置，如圖7所示，該多輸入多輸出齒輪變速傳動系統包括兩個齒輪變速裝置，其中一個齒輪變速裝置的結構與上述第二實施例相同，為一軸輸入兩軸輸出，且兩輸出軸的轉動方向相反；另一個齒輪變速裝置的結構與上述第三實施例相同，為一軸輸入兩軸輸出，且兩輸出軸的轉動方向相同。由於用於高速軋機的齒輪變速裝置的結構緊湊，能夠滿足軋機之間布置緊湊的要求。由於齒輪變速裝置具有兩根輸出軸，可驅動連續的兩臺軋機，使連續的兩臺軋機之間通過齒輪變速裝置傳動形成多組速比關係，且相鄰的兩臺軋機由一個電機驅動，在保證了兩臺軋機之間的布置距離較近的情況下，電機可以容易的布置得下。同理，兩個這樣的齒輪變速裝置可驅動連續的四臺軋機，且四臺軋機之間的距離由於不受電機布置尺寸的限制，可以布置更緊湊。兩兩軋機之間的速比關係，可通過調節離合器位置來調節齒輪變速裝置的轉速比和通過變頻調節電機的轉速，實現無級的速比組合關係，使得其中兩架軋機和另外兩架軋機間的速比調節關係具有大的柔性和使用靈活性。當然，多輸入多輸出齒輪變速傳動系統可採用任意兩臺或兩臺以上的齒輪變速裝置組合得到。最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
權利要求
1.一種用於高速軋機的齒輪變速裝置，其特徵在於包括ー級齒輪傳動模塊和ニ級齒輪傳動模塊； 所述ー級齒輪傳動模塊包括輸入軸和過渡軸，所述輸入軸上設有主動齒輪組，所述過渡軸上設有與所述主動齒輪組嚙合的過渡齒輪組，所述主動齒輪組和過渡齒輪組中的其中之一與其轉軸轉動配合，其中之一與其轉軸同步轉動，所述與齒輪轉動配合的輸入軸或過渡軸上設有用於接合轉軸與齒輪組的離合器I; 所述ニ級齒輪傳動模塊包括輸出軸和傳動軸，所述輸出軸上設有輸出齒輪組，所述傳動軸上設有與所述輸出齒輪組嚙合的傳動齒輪組，所述輸出齒輪組和傳動齒輪的其中之一與其轉軸轉動配合，其中之一與其轉軸同步轉動，所述與齒輪轉動配合的輸出軸或傳動軸上設有用於接合轉軸與齒輪組的離合器II; 所述傳動齒輪組與所述過渡齒輪組嚙合。
2.根據權利要求I所述用於高速軋機的齒輪變速裝置，其特徵在於所述主動齒輪組包括與所述輸入軸轉動配合的兩個主動齒輪，所述過渡齒輪組包括與所述主動齒輪組一一對應並相互嚙合的兩個過渡齒輪，所述離合器I設置在輸入軸上並位於兩主動齒輪之間。
3.根據權利要求2所述用於高速軋機的齒輪變速裝置，其特徵在於所述離合器I上設有齒圈，所述兩主動齒輪面向離合器I的一側均設有用幹與所述齒圈嚙合的外齒。
4.根據權利要求2所述用於高速軋機的齒輪變速裝置，其特徵在於所述輸出齒輪組包括與所述輸出軸轉動配合的兩個輸出齒輪，所述傳動齒輪組包括與所述輸出齒輪組一一對應並相互哨合的兩個傳動齒輪，所述離合器II設置在輸出軸上並位於兩輸出齒輪之間。
5.根據權利要求4所述用於高速軋機的齒輪變速裝置，其特徵在於所述離合器II上設有齒圈，所述兩輸出齒輪面向離合器II的一側均設有用幹與所述齒圈嚙合的外齒。
6.根據權利要求4所述用於高速軋機的齒輪變速裝置，其特徵在於所述過渡齒輪組和傳動齒輪組中分別有ー個齒輪相互哨合。
7.根據權利要求1-6任ー項所述用於高速軋機的齒輪變速裝置，其特徵在於所述輸出軸和傳動軸分別向兩對軋機輥組輸出動カ。
8.根據權利要求1-6任ー項所述用於高速軋機的齒輪變速裝置，其特徵在於還包括輸出軸II，所述輸出軸II上設有與其同步轉動的從動齒輪，所述從動齒輪與所述傳動齒輪組嚙合，所述輸出軸和輸出軸II分別向兩對軋機輥組輸出動力。
9.根據權利要求1-6任ー項所述用於高速軋機的齒輪變速裝置，其特徵在於所述ー級齒輪傳動模塊和ニ級齒輪傳動模塊呈上下兩層布置，所述ー級齒輪傳動模塊位於上層，ニ級齒輪傳動模塊位於下層。
10.根據權利要求1-6任ー項所述用於高速軋機的齒輪變速裝置，其特徵在於所述輸入軸位於上層，所述過渡軸和ニ級齒輪傳動模塊位於下層。
全文摘要
一種用於高速軋機的齒輪變速裝置，包括一級齒輪傳動模塊和二級齒輪傳動模塊；一級齒輪傳動模塊包括輸入軸和過渡軸，輸入軸上設有主動齒輪組，過渡軸上設有與主動齒輪組嚙合的過渡齒輪組，主動齒輪組和過渡齒輪組中的其中之一與其轉軸轉動配合，其中之一與其轉軸同步轉動，與齒輪轉動配合的輸入軸或過渡軸上設有用於接合轉軸與齒輪組的離合器I；二級齒輪傳動模塊包括輸出軸和傳動軸，輸出軸上設有輸出齒輪組，傳動軸上設有與輸出齒輪組嚙合的傳動齒輪組，輸出齒輪組和傳動齒輪的其中之一與其轉軸轉動配合，其中之一與其轉軸同步轉動，與齒輪轉動配合的輸出軸或傳動軸上設有用於接合轉軸與齒輪組的離合器II；傳動齒輪組與所述過渡齒輪組嚙合。
文檔編號B21B35/12GK102671957SQ20121016172
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月23日 優先權日2012年5月23日
發明者李圖學, 李躍林, 陳義, 陳瑩卷 申請人:中冶賽迪工程技術股份有限公司