減小撓曲度的軋機的製作方法
2023-06-08 08:52:26
專利名稱：減小撓曲度的軋機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於生產板帶材的冷軋軋機，特別是就減小軋輥二維方向撓度，可使得軋制的板帶材具有很高的橫向厚度精度特性的一種減小撓曲度的軋機。
背景技術：
在板帶材生產中，產品的厚度精度和板形平直度是反映產品質量的重要指標。厚度自動控制技術在近年中已發展到很高的水平，但板形平直度控制技術一直處於研究之中，現有技術多種形式的軋機在軋制較大寬厚比的板帶時仍存在嚴重的橫向厚差問題。板帶材的橫向厚差取決於軋輥工作輥縫的大小與形狀，而影響工作輥縫的主要原因之一是軋輥的彎曲變形，在巨大軋制力的作用下，軋輥產生的彎曲變形改變了工作緄縫的形狀，因此產生橫向厚差。
近年來，現有技術一直致力於研究減少軋輥的彎曲變形，包括輥型設計方法和輥型調整方法。輥型設計方法是通過相對穩定的軋制負荷為依據來設計原始輥型，如VC可變凸度軋輥、將工作輥磨成S形曲線的CVC軋機等，通過輥型設計來抵償軋輥的彎曲變形對工作輥縫的影響。但軋機在軋制過程中其軋制力是變化的，影響軋制力的因素很多，坯料厚度、寬度偏差、軋件機械性能不均勻、軋制條件變化(如軋制速度、溫度、摩擦條件、前後張力改變等)等都會引起軋制力的波動，也就引起軋輥的彎曲變形隨著軋制力的波動而波動，原始輥型不可能適應這種波動，因此輥型設計方法無法徹底解決板帶材的橫向厚差問題。
HC軋機是一種採用輥型調整方法的軋機，其工作原理和結構是在傳統的四輥軋機的基礎上發展起來的。其結構是在輥系的上、下工作輥和支撐輥之間增加兩個在軸向上可作相反方向移動的中心輥，通過中心輥的軸向移動對板形進行控制，起到一定效果。但由於該結構形式的壓下裝置位於軋輥的輥頸處(如圖16所示)，工作輥始終承受一個較大的附加彎應力，因此使工作輥撓度變大，導致板形變壞和邊部減薄。為了減少工作輥的彎曲，HC軋機在使用中一般需要配合彎輥裝置，另外HC軋機還存在工作輥的彎曲變形隨著軋制力變化而變化等技術缺陷。
森吉米爾二十輥寬帶軋機也是採用輥型調整方法解決板帶材橫向厚差問題的軋機，圖17為森吉米爾二十輥寬帶軋機的結構示意圖。森吉米爾二十輥寬帶軋機包括整體機架、上下塔形輥系、軋輥傳動裝置、壓下裝置、輥型調整和補償裝置等組成。機架10為一個整體鑄件，整體鑄件中加工出8個梅花狀通孔，用以安裝支撐輥32，作用在工作輥31上的軋制力，通過中間輥33呈放射狀分散到各支撐輥32上，而各支撐輥32為多支點梁的形式，將軋制力沿輥身長度方向通過支撐輥32的軸承座(鞍座)傳遞給整體機架10。其輥型調節是通過液壓馬達和蝸杆迴轉每個鞍座上帶有螺紋的偏心環來動作的。根據軋制板形情況有目的地迴轉相應鞍座的偏心環使心軸彎曲，以消除局部的或總體的不均勻變形。同時，針對其中間部分壓下比兩邊小產生邊部減薄等缺陷，把第一中間輥的一端加工成錐形。由此可以看出，森吉米爾二十輥寬帶軋機是在軋機的支撐輥上設置多個支撐裝置，並通過眾多的監測、控制設備控制支撐裝置動作來修正支撐輥或工作輥的變形，該方法一方面使軋機結構複雜，體積增加，成本猛升，另一方面由於是採用對支撐輥的輥型進行被動的調整，控制、調整過程十分複雜，且不確定因素多，實際上很難實現有效的輥型變形修正，因此也沒有很好地解決板帶材的橫向厚差問題；該軋機的剛性很大，機架為一個整體鑄件，由於幾何尺寸關係的限制，軋機的壓下調整範圍小，調整、操作複雜，軋制帶鋼的厚度受到限制，出現斷帶纏輥故障後，處理困難和費時。
軋機行業多年來的努力方向就是如何減小軋製件的橫向厚差問題。在軋機軋制受力而產生撓度形變的部件中，主要是工作輥、支撐輥以及軋輥座，它們之間相互作用、傳遞軋制力。對於塔形輥系的多輥軋機，經工作輥、中間輥和支撐輥傳遞的軋制力存在著垂直分力和水平分力，其中水平分力不僅會使工作輥、中間輥和支撐輥產生水平方向的變形，還進一步使軋輥座產生水平方向的變形。軋輥座水平方向的變形會使工作輥的彎曲變形加劇，改變工作輥縫的形狀，影響板帶材的板形平直度。
發明內容
本發明的所要解決的技術問題在於針對現有技術中軋輥的二維撓曲變形問題，提供一種新型的控制二維撓曲度的冷軋軋機，該減小撓曲度的軋機不但能減小垂直方向的撓曲變形，而且也能減小水平方向的撓曲變形，從而使軋輥產生的撓曲變形大大減小，因此減小了軋製件的橫向厚差，提高了軋製件的尺寸精度。可用於板帶材的生產中。
為解決上述技術問題，本發明提供了一種減小撓曲度的軋機，包括機架，機架內容裝有上軋輥座和下軋輥座，所述上、下軋輥座以多點支撐梁方式分別連接安置成塔形結構的上輥系和下輥系，其中，所述機架是由面板、背板、頂板及底板圍合構成的框架整體，背板和面板表面分別開設有供軋製件進出的進料口和出料口；所述機架的頂板與所述上軋輥座之間對稱設有兩個壓下裝置，所述壓下裝置沿所述上輥系軸線方向排列通過安全臼壓設在所述上軋輥座上，兩個壓下裝置作用在所述上軋輥座的相距最近的兩個作用力點之間的距離小於所述上軋輥系作用在所述上軋輥座相距最遠的兩個作用力點之間的距離；所述上軋輥座與所述背板、面板之間分別垂直設置有用於減少上軋輥座水平方向撓曲度的水平支撐裝置。
在上述技術方案中，所述兩個壓下裝置設置為多排；所述兩個壓下裝置之間還設有一個或一個以上壓下裝置。
所述水平支撐裝置為一個或多個；所述一個水平支撐裝置居中設置在所述上軋輥座位於所述機架的背板或面板的側壁上，所述一個水平支撐裝置作用在所述上軋輥座相距最遠的兩個作用力點之間的距離小於所述上軋輥座作用在所述上軋輥座相距最遠的兩個作用力點之間的距離；所述兩個水平支撐裝置對稱設置在所述上軋輥座位於所述機架的背板和面板的側壁上，兩個水平支撐裝置作用在所述上軋輥座相距最近的兩個作用力點之間的距離小於所述上軋輥座作用在所述上軋輥座相距最遠的兩個作用力點之間的距離；所述兩個水平支撐裝置之間還設有一個或一個以上水平支撐裝置；所述水平支撐裝置為墊塊；所述墊塊為由兩個楔形件組成，所述兩個楔形件的傾斜面相對緊密貼合；所述兩傾斜面的對合方向平行或垂直於所述工作輥軸線。
所述下軋輥座與所述底板之間還水平設有用於支撐垂直軋製作用力的垂直支撐裝置；所述垂直支撐裝置為一個或兩個；所述一個垂直支撐裝置居中設置在所述下軋輥座的下方，所述垂直支撐裝置作用在所述下軋輥座相距最遠的兩個作用力點之間的距離小於所述下軋輥系作用在所述下軋輥座相距最遠的兩個作用力點之間的距離；所述兩個垂直支撐裝置對稱設置在所述下軋輥座的下方，所述兩個垂直支撐裝置作用在所述下軋輥座相距最近的兩個作用力點之間的距離小於所述下軋輥系作用在所述下軋輥座相距最遠的兩個作用力點之間的距離；所述垂直支撐裝置為墊塊；所述墊塊由兩個楔形件組成，所述兩個楔形件的傾斜面相對緊密貼合；所述兩傾斜面的對合方向平行或垂直於所述工作輥軸線。
所述下軋輥座與所述背板、面板之間還垂直設有用於支撐水平軋製作用力的水平支撐裝置；所述水平支撐裝置為一個或兩個；一個水平支撐裝置居中設置在所述下軋輥座的下方，所述一個水平支撐裝置作用在所述下軋輥座相距最遠的兩個作用力點之間的距離小於所述下軋輥系作用在所述下軋輥座相距最遠的兩個作用力點之間的距離；所述兩個水平支撐裝置對稱設置在所述下軋輥座的下方，所述兩個水平支撐裝置作用在所述下軋輥座相距最近的兩個作用力點之間的距離小於所述下軋輥系作用在所述下軋輥座相距最遠的兩個作用力點之間的距離；所述水平支撐裝置為墊塊；所述墊塊由兩個楔形件組成，所述兩個楔形件的傾斜面相對緊密貼合；所述兩傾斜面的對合方向平行或垂直於所述工作輥軸線。
本發明可以達到有效減小軋輥座的撓度的效果，由於軋輥座的剛性很大，輥系的剛性也就很大，軋輥座變形減小，工作輥變形也減小，保證板鋼材的撓曲變形減小。依照上述原理，本發明得到了前所未有的技術效果，大大減小了撓度變形。由於減小了軋輥座的撓度，使得軋輥輥系直至工作輥的整個彎曲變形量減小，最後，軋製件的橫向厚差減小。
軋製件的橫向厚差已經得到了很好的控制和減小，但是只控制軋機在垂直方向上的撓曲變形是不夠的，對於塔形輥系的多輥軋機，工作輥傳遞給中間輥的力存在垂直分力和水平分力，導致邊緣支撐輥也承受著相當大的水平分力，其水平分力使得軋輥座產生水平撓曲變形，這樣勢必導致中間輥直至工作輥產生較大的撓曲變形。所以，本發明在機架的內側壁和軋輥座的兩側壁之間分別豎直地安設有垂直墊塊，並形成緊密貼合，從而使機架相對於軋輥座構成水平方向的支撐。這樣，就從二維角度控制了軋輥座的撓曲變形，當然也就減小了工作輥的變形，提高了軋製件的橫斷面上的厚度精度。
下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
圖1為本發明第一實施例的立體結構示意圖；圖2為圖1的A-A截面的側向剖面圖；圖3為圖1的C-C截面的側向剖面圖；圖4為上軋輥座的受力示意圖；圖5為側壁設置水平支撐裝置B-B截面圖；圖6為本發明機架變形示意圖；
圖7a、圖7b為壓下裝置與上軋輥座壓合示意圖；圖8為設置一個垂直支撐裝置時的下軋輥座受力示意圖；圖9為本發明多排設置壓下裝置的結構示意圖；圖10為本發明一排多個設置壓下裝置的結構示意圖；圖11為上軋輥座的受力分析圖；圖12為下軋輥座的受力分析圖；圖13為本發明第三實施例的結構示意圖；圖14為本發明第四實施例的結構示意圖；圖15為圖14的側向剖面圖；圖16為現有技術的軋輥受力分析圖；圖17為森吉米爾二十輥寬帶軋機的結構示意圖。
附圖標記說明10-機架；20、20A、20B-壓下裝置；21-壓下杆； 22-球面墊；30-上塔形輥系； 40-下塔形輥系；50-上軋輥座；60-下軋輥座；70-垂直支撐裝置；80-水平支撐裝置；100-軋製件；11-面板；12-背板； 13-頂板；14-底板； 121-進料口；111-出料口；31-上工作輥；32-上支撐輥； 41-下工作輥；42-下支撐輥； 321-軸芯；322-背襯軸承； 51-上軋輥座最外側支撐梁；61-下軋輥座最外側支撐梁。
具體實施例方式
實施例1圖1為本發明第一實施例的立體結構示意圖，圖2為圖1的A-A截面的側向剖面圖，圖3為圖1的C-C截面的側向剖面圖。如圖1、圖2、圖3所示，本實施例為一六輥軋機，主體結構包括機架10、機架10內容裝有上軋輥座50和下軋輥座60，上軋輥座50和下軋輥座60又分別以多點支撐梁方式連接上塔形輥系30和下塔形輥系40，還包括壓下裝置20、以及水平支撐裝置80。機架10是由面板11、背板12、頂板13及底板14圍合構成的框架整體。背板12表面開設有供軋製件100進入的進料口121，面板11表面開設有出料口111。機架10可以為一整體鑄造機架，或通過焊接等連接方式拼合成的整體機架。上塔形輥系30包括一個上工作輥31和數個上支撐輥32；下塔形輥系40包括一個下工作輥41和數個下支撐輥42，上工作輥31和下工作輥41對稱設置在軋製件100的上、下兩側。上軋輥座50和下軋輥座60為多點支撐梁結構，一般至少在二支撐點以上(如圖2所示)，上軋輥座50的多點支撐梁與上支撐輥32支撐連接，下軋輥座60的多點支撐梁與下支撐輥42支撐連接，上、下軋輥座均可在機架10的窗口內上下移動，並帶動上、下塔形輥系上下移動來調整工作輥縫的寬度。具體地，每一上支撐輥32是由安裝在支撐輥軸芯321和其上的數個背襯軸承322組成，軸芯321與上軋輥座50的支撐梁固接，背襯軸承322外緣與上工作輥31貼合，工作時隨上工作輥31滾動；下支撐輥42的結構與上支撐輥32相同。
本實施例壓下裝置20為二個壓下裝置20A、20B，分別設置在機架頂板13和上軋輥座50之間，沿上工作輥31的軸線方向排列，壓合在上軋輥座50上，用於提供軋制力並實現上、下工作輥間輥縫的調整。壓下裝置20包括壓下杆21和固定在上軋輥座50上的球面墊22，如圖7a和7b所示，壓下杆21上可設有液壓缸或電動加壓裝置；壓下杆21也可以採用壓下螺杆，壓下螺杆穿過機架10的頂板13，並螺接在頂板13上；壓下杆21還可以既採用壓下螺杆螺接並穿過於頂板13上，又採用在其上設置液壓缸或電動加壓裝置進行微調。通過調整壓下裝置20的長度使上軋輥座50在機架10的窗口內上下移動以調整輥縫。本實施例中壓下裝置20是二個20A、20B，沿上工作輥31的軸線方向排列，對稱設置在位於上軋輥座50上，且與上軋輥座50間採用安全臼方式緊密壓合。安全臼也就是通常所用的球面墊。當軋製件通過上、下工作輥之間的輥縫時，對工作輥施加軋制力，軋制力經工作輥通過與其滾動接觸的背襯軸承傳遞給支撐輥軸芯，支撐輥軸芯將軋制力分別通過其與軋輥座固接的支撐梁分別傳遞給上、下軋輥座。上軋輥座所受的軋制力最後通過壓下裝置20作用在機架頂板上。機架頂板同時會產生抗力，該抗力又通過壓下裝置20、上軋輥座、上支撐輥和上工作輥作用在軋製件上，實現對軋製件的軋制。圖4為上軋輥座受力示意圖，如圖4所示，在上述軋制力的傳遞過程中，上支撐輥32通過上軋輥座50的支撐梁向上軋輥座50施加向上的作用力f，上支撐輥32作用在上軋輥座50向上的作用力f中，存在兩個最遠的作用力點S0、S0』，該兩個最遠的作用力點S0、S0』之間的距離為SL0；壓下裝置20同時向上軋輥座5 0施加向下的作用力F，二個壓下裝置20A、20B上作用在上軋輥座50向下的作用力F中，存在兩個最接近的作用力點S1、S1』，對壓下裝置20A、20B來說，S1、S1』點在軋制過程中受到的力最大，該兩個最接近的作用力點S1、S1』之間的距離為SL1。本實施例技術方案中將二個壓下裝置20A、20B對稱設置在上軋輥座50且使SL1＜SL0的位置上。此時由於壓下裝置20A、20B上的S1、S1』點受力最大，可以大致認為S1、S1』為壓下裝置的主要受力點，只要該主要受力點S1、S1』位於上軋輥座最遠兩受力點S0、S0』之內，就可以使軋輥座在S1、S1』點以外產生懸臂梁的受力情況，這樣就可以減少軋製件的厚度差，減少撓曲度。
在上述技術方案的基礎上，還可以將壓下裝置20A、20B在上軋輥座50的頂面進行多排設置，20A、20B位於軸線最外側，如圖9所示。此外在壓下裝置20A、20B之間，沿上工作輥31的軸線方向還可以排列的一個或一個以上的壓下裝置，上述的二個壓下裝置20A、20B為最外側的二個壓下裝置，其位置情況仍然是該最外側的二個壓下裝置20A、20B對稱設置在上軋輥座50且使SL1＜SL0的位置上，如圖10所示。同樣，將上述已設置的多個壓下裝置在上軋輥座50的頂面進行多排設置，20A、20B依然位於軸線最外側。
結合圖1、圖2所示技術方案採用的上軋輥座的結構形式，上輥系作用於上軋輥座的作用力為上支撐輥32作用在上軋輥座50上的作用力，且兩個最遠的作用力點S0、S0』是上支撐輥32軸芯321與上軋輥座50的支撐梁固接的最外側接觸點。壓下裝置20作用在上軋輥座50上兩個最接近的作用力點S1、S1』是二個壓下裝置20A、20B與上軋輥座50接觸的最內側接觸點。因此本實施例技術方案中壓下裝置20的位置，是將二個壓下裝置20A、20B作用在上軋輥座50相距最近的兩個作用力點設置上軋輥座作用在上軋輥座50相距最遠的兩個作用力點內。
如圖3所示，上軋輥座50位於面板11和背板12的側壁上，分別垂直設置有用於減少上軋輥座50水平方向撓曲度的水平支撐裝置80A、80B。水平支撐裝置可以為液壓缸、電動加壓裝置或墊塊。本實施例以墊塊為例，來闡述其設置位置。水平支撐裝置可以為一個或多個。圖5為兩側壁分別各設置一個水平支撐裝置B-B截面圖。如圖5所示，在上軋輥座50位於面板和背板的側壁上居中設置水平支撐裝置80A、80B，用於承受水平軋制力並減少水平撓曲度。在軋制力的傳遞過程中，上輥系中的上支撐輥30通過上軋輥座50的支撐梁向上軋輥座50施加水平的作用力p，上支撐輥30作用在上軋輥座50的水平作用力p中，存在兩個最遠的作用力C0、C0』，該兩個最遠的作用力點C0、C0』之間的距離為CL0；水平支撐裝置80A或80B同時向上軋輥座50施加作用力P，由於採用的是單個水平支撐裝置80A或80B支撐，其作用在上軋輥座50的作用力P中，存在兩個最遠的作用力點C1、C1』，該兩個最遠作用力點C1、C1』的距離為CL1；且使CL0＜CL1，此時能產生懸臂梁的受力情況，減少上軋輥座了水平撓曲度。
當水平支撐裝置80在上軋輥座50的一側壁上對稱設置為兩個，此時的受力分析類似於圖4中兩個壓下裝置的情況，所以，只要該側壁上的兩個水平支撐裝置作用在上軋輥座50上相距最近的兩個作用力點的距離小於上支撐輥30作用在上軋輥座50上的水平作用力中最遠的兩個作用力點的距離，就可使上軋輥座50上產生懸臂梁的受力情況，就減少了上軋輥座50的水平撓曲變形，提高了軋製件的精度。同樣，如前面對壓下裝置的分析，水平支撐裝置還可以以該兩個水平支撐裝置的方式進行多排設置，同樣提高了軋製件的精度。
在上述方案中，還可根據需要在上軋輥座50一個側壁上的兩個水平支撐裝置之間再設置一個或一個以上的水平支撐裝置，同樣能夠達到提高精度的效果。同理，還可在側壁上將上述多個水平支撐裝置進行多排設置。
本實施例中，墊塊形狀除了如圖5中所示的普通墊塊以外，還可以是圖3所示的兩個楔形件組成，兩個楔形件的傾斜面相對緊密貼合；相對緊密貼合的兩個傾斜面設置成根據軋製作用力的大小在豎直方向貼合且反方向移動支撐。當然，上述楔形件還可以按照水平方向貼合，也就是說相對緊密貼合的兩個傾斜面設置成根據軋製作用力的大小在水平方向貼合且反方向移動支撐。採用楔形件主要是便於調整水平方向的縫隙，不用像以前那樣，要準備不同厚度的墊塊進行位置的調整，更換起來麻煩，採用楔形件，不需要更換就能滿足不同縫隙的調整。
圖11、圖12為上、下軋輥座的受力分析圖。本發明上軋輥座50為多點支撐梁結構，設置在壓下裝置20和上支撐輥32之間，多點支撐梁與上支撐輥32連接，每個支撐梁均承受向上的作用力f1和f2，二個壓下裝置20壓合在上軋輥座50上，向上軋輥座50施加向下的作用力F。如圖11所示，當壓下裝置20與上軋輥座50接觸的最內側接觸點S1位於上軋輥座多點支撐梁的最外側支撐梁的外緣S0外時，向上的作用力f1和f2均位於向下的作用F內，所有作用力所產生的彎曲力矩都將使上軋輥座50的中部產生向上的彎曲變形，顯然此時上軋輥座50的變形較大，上軋輥座50的變形將進一步導致上支撐輥32和上工作輥31彎曲變形加劇。如圖12所示，當壓下裝置20與上軋輥座50接觸的最內側接觸點位於上軋輥座多點支撐梁的最外側支撐梁的外緣內時，以壓下裝置20的作用力F點作為分析參考點，壓下裝置20的作用力F點將上軋輥座50受到的向上的作用力劃分成位於作用力F點內側的作用力f1和位於作用力F點外側的作用力f2兩部分。其中，作用力f1有使上軋輥座50的中部產生向上彎曲變形的彎曲力矩，而作用力f2則使上軋輥座50的兩端產生向上彎曲變形的彎曲力矩，即二彎曲力矩的方向相反，也就是說作用力f2產生的彎曲力矩相對作用力f1是一個反力矩，將降低上軋輥座50中部的彎曲變形。圖12所示的實線為上軋輥座50的實際變形，虛線為圖11所示方案的變形。顯然，當壓下裝置20位於上軋輥座多點支撐梁的最外側支撐梁內時，所有作用力的作用結果使上軋輥座50的彎曲變形減小。從上述技術方案可以看出，本發明將壓合在上軋輥座50上的壓下裝置20設置在上軋輥座多點支撐梁的最外側支撐梁內，上軋輥座50的彎曲變形明顯減小，彎曲變形較小的上軋輥座50進而減小了上支撐輥32和上工作輥31彎曲變形，最終使軋製件獲得較少的橫向厚差。
圖6為本發明機架變形示意圖，圖7a、圖7b為壓下裝置與上軋輥座壓合示意圖，其中圖7a為正常情況的壓合示意圖，圖7b為機架變形情況的壓合示意圖。本實施例中壓下裝置20與上軋輥座50之間採用安全臼連接，安全臼也就是通常所說的球面墊方式。壓下裝置20上的壓下杆21和安裝在上軋輥座50上的球面墊22以球面方式接觸支撐，其中壓下杆21的上端頂住機架頂板13，下端為弧形端部211，球面墊22的下表面與上軋輥座50固接，上表面為凹形表面221，弧形端部211與凹形表面221緊密壓合，且弧形端部211可在凹形表面221上左右移動。工作時，軋制力經上工作輥31、上支撐輥32、上軋輥座50和壓下裝置20傳遞給機架10，頂板13在巨大的軋制力作用下發生變形。同時頂板13產生的抗變形力通過上軋輥座20、上支撐輥32和上工作輥31作用在軋製件上。頂板13變形導致其中部向上凸起，頂板13表面傾斜將使壓下杆21偏轉。由於壓下杆21下端的弧形端部211可在球面墊22的凹形表面221上移動，所以使整個壓下杆21傾斜支撐在機架頂板13和上軋輥座50之間，如圖6所示。此時，壓下裝置20對上軋輥座50施加的作用力F可以分解為水平方向分力Fx和垂直方向分力Fy，二個壓下裝置20的水平方向分力Fx大小相等，方向相反，水平方向的合力為零，而二個壓下裝置20的垂直方向分力Fy則垂直作用的上軋輥座50上，與上支撐輥32施加給上軋輥座50上的作用力相等。所以不管機架頂板13如何變形，壓下裝置20始終對上軋輥座50施加垂直向下的作用力，抵抗上軋輥座50的變形，因此使上軋輥座50、上支撐輥32乃至上工作輥31的變形量與機架頂板13的變形量無關，也就是說工作輥的彎曲變形不受軋制力波動的影響。
從上述分析可以看出，機架頂板13的變形不會導致壓下裝置20對上軋輥座50的作用力發生改變，即使當機架頂板13的變形較大導致機架頂板13與上軋輥座50之間的距離增加時，也只會導致上軋輥座50、上支撐輥32乃至上工作輥31的剛性上移。在實際生產中，軋製件厚度的自動控制可以做到很高的控制精度，因此本發明上工作輥31的剛性上移對軋製件厚度的影響可以通過控制技術得到緩解。具體地，壓下裝置20的壓下杆21可採用液壓缸或電動加壓裝置或壓下螺杆裝置，當壓下杆21的偏轉不能補償機架頂板13和上軋輥座50之間的距離變化時，高精度的自動控制裝置通過正確地檢測輥縫寬度來調節壓下杆21的長度，使上軋輥座50在機架10的窗口內上下移動以調整輥縫，從而最大限度地消除了工作輥的變形，保證軋製件具有高精度的橫向厚度，生產出高精度的產品。
圖9為壓下裝置為多個多排設置的情況。圖10為壓下裝置為一排多個設置的情況。
本實施例機架中的設備也可倒置使用，即上、下系統倒置使用。
實施例2
本實施例是在實施例1的基礎上，增加了一些附加部件，來進一步提高軋製件的精度。
下軋輥座60和機架底板14之間還水平設置有用於支撐垂直軋製作用力的垂直支撐裝置70，垂直支撐裝置70可以是不同尺寸規格的墊塊，厚度形成系列，通過不同規格厚度的墊塊來實現軋制線的調整，垂直支撐裝置70也可採用液壓裝置或電動加壓裝置。垂直支撐裝置70可以為一個或多個。
圖8為設置一個垂直支撐裝置時的下軋輥座受力示意圖，如圖8所示，在下軋輥座60與底板14之間居中設置一個垂直支撐裝置70。在上述軋制力的傳遞過程中，下支撐輥42通過下軋輥座60的支撐梁向下軋輥座60施加向下的作用力f，下支撐輥42作用在下軋輥座60向下的作用力f中，存在兩個最遠的作用力點X0，該兩個最遠的作用力點X0之間的距離為XL0；垂直支撐裝置70同時向下軋輥座60施加向上的作用力F，垂直支撐裝置70作用在下軋輥座60向上的作用力F中，存在兩個最遠的作用力點X1，該兩個最遠的作用力點X1之間的距離為XL1。垂直支撐裝置70設置在下軋輥座60使XL1＜XL0的位置上。也就是說，該垂直支撐裝置70作用在下軋輥座相距最遠的兩個作用力點之間的距離小於下軋輥系作用在下軋輥座相距最遠的兩個作用力點之間的距離。
當垂直支撐裝置70是沿下工作輥41的軸線方向排列的二個，且對稱設置在下軋輥座60的下方時，其受力分析如圖4所示的兩個壓下裝置的情況，此時兩個垂直支撐裝置作用在下軋輥座相距最近的兩個作用力點之間的距離小於下軋輥系作用在下軋輥座相距最遠的兩個作用力點之間的距離，這樣依然可使下軋輥座60上產生懸臂梁的受力情況，減少了下軋輥座60的垂直撓曲變形，提高了軋製件的精度。同樣，如前面對壓下裝置的分析，垂直支撐裝置還可以以該兩個水平支撐裝置的方式進行多排設置，同樣提高了軋製件的精度。
在上述方案中，還可根據需要在下軋輥座60的下方的上述兩個垂直支撐裝置之間再設置一個或一個以上的垂直支撐裝置，同樣能夠達到提高精度的效果。同理，還可將上述多個水平支撐裝置進行多排設置。
本實施例中，垂直支撐裝置還可採用由兩個楔形件組成的墊塊，兩個楔形件的傾斜面相對緊密貼合；相對緊密貼合的兩個傾斜面設置成根據軋製作用力的大小在豎直方向貼合且反方向移動支撐。當然，上述楔形件還可以按照水平方向貼合，也就是說相對緊密貼合的兩個傾斜面設置成根據軋製作用力的大小在水平方向貼合且反方向移動支撐。採用楔形件主要是便於調整水平方向的縫隙，不用像以前那樣，要準備不同厚度的墊塊進行位置的調整，更換起來麻煩，採用楔形件，不需要更換就能滿足不同縫隙的調整。
下軋輥座60相對於上軋輥座50的對應位置上還可設有水平支撐裝置，水平支撐裝置的幾種布設位置與上軋輥座50上布設的情況相同，也是先在下軋輥座60的兩個側壁各設置一個水平支撐裝置，該水平支撐裝置作用在下軋輥座60相距最遠的兩個作用力點之間的距離小於下軋輥系作用在下軋輥座60相距最遠的兩個作用力點之間的距離。
同樣，還可以在下軋輥座60的兩個側壁各對稱設置兩個水平支撐裝置，每個側壁上的這兩個水平支撐裝置作用在下軋輥座相距最近的兩個作用力點之間的距離小於下軋輥系作用在下軋輥座相距最遠的兩個作用力點之間的距離。水平支撐裝置還可以是將上述的兩個水平支撐裝置進行多排設置。
同樣，還可根據需要，在上述的兩個水平支撐裝置之間再設置一個或一個以上的水平支撐裝置，同樣能夠達到提高精度的效果。同理，還可在將上述多個水平支撐裝置進行多排設置。
本實施例中，上述水平支撐裝置可採用液壓缸、電動加壓裝置或墊塊。墊塊還可以由兩個楔形件組成的墊塊，兩個楔形件的傾斜面相對緊密貼合；相對緊密貼合的兩個傾斜面設置成根據軋製作用力的大小在豎直方向貼合且反方向移動支撐。當然，上述楔形件還可以按照水平方向貼合，也就是說相對緊密貼合的兩個傾斜面設置成根據軋製作用力的大小在水平方向貼合且反方向移動支撐。採用楔形件主要是便於調整水平方向的縫隙，不用像以前那樣，要準備不同厚度的墊塊進行位置的調整，更換起來麻煩，採用楔形件，不需要更換就能滿足不同縫隙的調整。
本發明上述技術方案的綜合效果一方面減小上、下軋輥座的垂直方向的彎曲變形，同時又減少上、下軋輥座的水平方向的彎曲變形，進而減少上、下支撐輥和上、下工作輥的彎曲變形，另一方面將機架的彎曲變形轉換成上、下軋輥座乃至上、下工作輥的剛性位移，使上、下工作輥的彎曲變形不隨軋制力的變化而波動。前述的機架彎曲變形來自軋機工作時的巨大軋制力，具體地說，在軋制力的傳遞過程中，機架、軋輥座、支撐輥和工作輥均會產生相應的變形，而其中機架的變形無疑是最大的。機架變形一方面導致軋輥座、支撐輥和工作輥的變形加劇，另一方面由於機架的變形程度取決於軋制力，軋制力越大，機架的變形程度越大，則使軋輥座、支撐輥和工作輥的變形程度與軋制力有關，即工作輥的彎曲變形隨著軋制力的變化而波動。為了解決上述變形，現有技術一般將機架的剛性設計成很大，但機架的變形只能減小，不能完全消除。
本發明突破了傳統軋機的結構模式，提出了設置壓下裝置和垂直、水平支撐裝置分別與上、下軋輥座壓合，且對壓下裝置20、水平支撐裝置80、垂直支撐裝置70的位置進行如前述限定的技術方案，一方面通過壓下裝置和垂直支撐裝置的位置減小軋輥座的垂直方向的彎曲變形，通過壓下裝置和水平支撐裝置的位置減少軋輥座的水平方向的彎曲變形，進而減少工作輥的彎曲變形，另一方面通過壓下裝置與上軋輥座50安全臼方式的壓合結構將機架的變形轉換成軋輥座乃至工作輥的剛性位移，使工作輥的彎曲變形不隨軋制力的變化而波動。
實施例3圖13為本發明第三實施例的結構示意圖，該實施例為十二輥軋機。本實施例在結構上與上述實施例的不同之處在於上塔形輥系還包括設置在一個上工作輥和多個上支撐輥之間的數個上中間輥，下塔形輥系還包括設置在一個下工作輥和多個下支撐輥之間的數個下中間輥。
實施例4圖14為本發明第四實施例的結構示意圖，圖15為圖14的側向剖面圖。如圖14、圖15所示，本實施例為一六輥軋機，本實施例在結構上與第一實施例的不同之處在於壓下裝置20採用壓下螺杆，壓下螺杆穿過機架頂板13，並螺接在機架頂板13上。圖中另一不同處在於垂直支撐裝置70的數量和位置與壓下裝置20相同。
與現有技術相比，本發明具有以下優點本發明的壓下裝置位於上軋輥座50多點支撐梁的最外側支撐梁內，且位置如前述的限定方式，減小了軋輥座的水平、垂直的撓曲變形，進而減少支撐輥和工作輥的彎曲變形；同時，壓下裝置與上軋輥座通過安全臼方式壓合，不管機架頂板如何變形，壓下裝置始終對上軋輥座50施加垂直向下的作用力，使上軋輥座乃至上工作輥的變形量不受軋制力波動的影響，從而保證了工作輥母線的形狀，使板帶材的橫向厚差大大減少。
本發明可使原始輥型的設計得到簡化，並使軋制中輥型的控制也大為簡化。由於工作輥的彎曲變形基本上不隨軋制力的波動而波動，在原始輥型設計中的諸影響因素如軋輥的彎曲變形、壓扁變形、熱膨脹和磨損等等，就可不考慮彎曲變形這一最重要的因素，而熱膨脹和磨損又是變化緩慢的因素，因此可使輥型控制大為簡化。
本發明體積小，重量輕、造價低，由此可減少車間生產面積、降低廠房高度，減小天車的跨度和噸位，減少磨床及其輔助設備的噸位，從而減少投資。
本發明不只限於上述實施例的六輥、十二輥軋機，對其他多輥配置的軋機也同樣適用。此外，本發明的機架不限於整體機架軋機，對於開口型機架也同樣適用。本發明還可將機架內的設備上下顛倒，依然可以實現提高軋製件的精度的效果。
最後所應說明的是，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精神和範圍。
權利要求
1.一種減小撓曲度的軋機，包括機架，機架內容裝有上軋輥座和下軋輥座，所述上、下軋輥座以多點支撐梁方式分別連接安置成塔形結構的上輥系和下輥系，其特徵在於，所述機架是由面板、背板、頂板及底板圍合構成的框架整體，背板和面板表面分別開設有供軋製件進出的進料口和出料口；所述機架的頂板與所述上軋輥座之間對稱設有兩個壓下裝置，所述壓下裝置沿所述上輥系軸線方向排列通過安全臼壓設在所述上軋輥座上，兩個壓下裝置作用在所述上軋輥座的相距最近的兩個作用力點之間的距離小於所述上軋輥系作用在所述上軋輥座相距最遠的兩個作用力點之間的距離；所述上軋輥座與所述背板、面板之間分別垂直設置有用於減少上軋輥座水平方向撓曲度的水平支撐裝置。
2.如權利要求1所述的減小撓曲度的軋機，其特徵在於，所述兩個壓下裝置設置為多排。
3.如權利要求1所述的減小撓曲度的軋機，其特徵在於，所述兩個壓下裝置之間還設有一個或一個以上壓下裝置。
4.如權利要求1所述的減小撓曲度的軋機，其特徵在於，所述水平支撐裝置為一個或兩個。
5.如權利要求4所述的減小撓曲度的軋機，其特徵在於，所述一個水平支撐裝置居中設置在所述上軋輥座位於所述機架的背板或面板的側壁上，所述一個水平支撐裝置作用在所述上軋輥座相距最遠的兩個作用力點之間的距離小於所述上軋輥座作用在所述上軋輥座相距最遠的兩個作用力點之間的距離。
6.如權利要求4所述的減小撓曲度的軋機，其特徵在於，所述兩個水平支撐裝置對稱設置在所述上軋輥座位於所述機架的背板和面板的側壁上，兩個水平支撐裝置作用在所述上軋輥座相距最近的兩個作用力點之間的距離小於所述上軋輥座作用在所述上軋輥座相距最遠的兩個作用力點之間的距離。
7.如權利要求6所述的減小撓曲度的軋機，其特徵在於，所述兩個水平支撐裝置之間還設有一個或一個以上水平支撐裝置。
8.如權利要求4、5、6或7所述的減小撓曲度的軋機，其特徵在於，所述水平支撐裝置為墊塊；所述墊塊為由兩個楔形件組成，所述兩個楔形件的傾斜面相對緊密貼合；所述兩傾斜面的對合方向平行或垂直於所述工作輥軸線。
9.如權利要求1所述的減小撓曲度的軋機，其特徵在於，所述下軋輥座與所述底板之間還水平設有用於支撐垂直軋製作用力的垂直支撐裝置。
10.如權利要求9所述的減小撓曲度的軋機，其特徵在於，所述垂直支撐裝置為一個或兩個。
11.如權利要求10所述的減小撓曲度的軋機，其特徵在於，所述一個垂直支撐裝置居中設置在所述下軋輥座的下方，所述垂直支撐裝置作用在所述下軋輥座相距最遠的兩個作用力點之間的距離小於所述下軋輥系作用在所述下軋輥座相距最遠的兩個作用力點之間的距離。
12.如權利要求10所述的減小撓曲度的軋機，其特徵在於，所述兩個垂直支撐裝置對稱設置在所述下軋輥座的下方，所述兩個垂直支撐裝置作用在所述下軋輥座相距最近的兩個作用力點之間的距離小於所述下軋輥系作用在所述下軋輥座相距最遠的兩個作用力點之間的距離。
13.如權利要求9、10、11或12所述的減小撓曲度的軋機，其特徵在於，所述垂直支撐裝置為墊塊；所述墊塊由兩個楔形件組成，所述兩個楔形件的傾斜面相對緊密貼合；所述兩傾斜面的對合方向平行或垂直於所述工作輥軸線。
14.如權利要求1所述的減小撓曲度的軋機，其特徵在於，所述下軋輥座與所述背板、面板之間還垂直設有用於支撐水平軋製作用力的水平支撐裝置。
15.如權利要求14所述的減小撓曲度的軋機，其特徵在於，所述水平支撐裝置為一個或兩個。
16.如權利要求15所述的減小撓曲度的軋機，其特徵在於，所述一個水平支撐裝置居中設置在所述下軋輥座的下方，所述一個水平支撐裝置作用在所述下軋輥座相距最遠的兩個作用力點之間的距離小於所述下軋輥系作用在所述下軋輥座相距最遠的兩個作用力點之間的距離。
17.如權利要求15所述的減小撓曲度的軋機，其特徵在於，所述兩個水平支撐裝置對稱設置在所述下軋輥座的下方，所述兩個水平支撐裝置作用在所述下軋輥座相距最近的兩個作用力點之間的距離小於所述下軋輥系作用在所述下軋輥座相距最遠的兩個作用力點之間的距離。
18.如權利要求14、15、16或17所述的減小撓曲度的軋機，其特徵在於，所述水平支撐裝置為墊塊；所述墊塊由兩個楔形件組成，所述兩個楔形件的傾斜面相對緊密貼合；所述兩傾斜面的對合方向平行或垂直於所述工作輥軸線。
全文摘要
本發明涉及一種減小撓曲度的軋機，包括機架，機架內容裝有上軋輥座和下軋輥座，以多點支撐梁方式分別連接安置成塔形結構的上輥系和下輥系，其中，所述機架是由面板、背板、頂板及底板圍合構成的框架整體，背板和面板表面分別開設有供軋製件進出的進料口和出料口；機架的頂板與所述上軋輥座之間對稱設有兩個壓下裝置，所述壓下裝置沿所述上輥系軸線方向排列通過安全臼壓設在所述上軋輥座上，兩個壓下裝置作用在所述上軋輥座的相距最近的兩個作用力點之間的距離小於所述上軋輥系作用在所述上軋輥座相距最遠的兩個作用力點之間的距離。本發明可以達到有效減小軋輥座的撓度的效果，保證板鋼材的撓曲變形減小。
文檔編號B21B31/16GK101015837SQ200610128350
公開日2007年8月15日 申請日期2006年12月7日 優先權日2006年12月7日
發明者鄭紅專, 趙林珍 申請人:鄭紅專, 趙林珍