專利名稱：減小撓曲度的軋機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)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(shù)：
在板帶材生產(chǎn)中，產(chǎn)品的厚度精度和板形平直度是反映產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)。厚度自動控制技術(shù)在近年中已發(fā)展到很高的水平，但板形平直度控制技術(shù)一直處于研究之中，現(xiàn)有技術(shù)多種形式的軋機在軋制較大寬厚比的板帶時仍存在嚴(yán)重的橫向厚差問題。板帶材的橫向厚差取決于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(chǎn)生的彎曲變形改變了工作緄縫的形狀，因此產(chǎn)生橫向厚差。
近年來，現(xiàn)有技術(shù)一直致力于研究減少軋輥的彎曲變形，包括輥型設(shè)計方法和輥型調(diào)整方法。輥型設(shè)計方法是通過相對穩(wěn)定的軋制負(fù)荷為依據(jù)來設(shè)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(shè)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、前后張力改變等)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(yīng)這種波動，因此輥型設(shè)計方法無法徹底解決板帶材的橫向厚差問題。
HC軋機是一種采用輥型調(diào)整方法的軋機，其工作原理和結(jié)構(gòu)是在傳統(tǒng)的四輥軋機的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。其結(jié)構(gòu)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(jìn)行控制，起到一定效果。但由于該結(jié)構(gòu)形式的壓下裝置位于軋輥的輥頸處(如圖16所示)，工作輥始終承受一個較大的附加彎應(yīng)力，因此使工作輥撓度變大，導(dǎo)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(shù)缺陷。
森吉米爾二十輥寬帶軋機也是采用輥型調(diào)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(jié)構(gòu)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(diào)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(diào)節(jié)是通過液壓馬達(dá)和蝸桿回轉(zhuǎn)每個鞍座上帶有螺紋的偏心環(huán)來動作的。根據(jù)軋制板形情況有目的地回轉(zhuǎn)相應(yīng)鞍座的偏心環(huán)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(chǎn)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(shè)置多個支撐裝置，并通過眾多的監(jiān)測、控制設(shè)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(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積增加，成本猛升，另一方面由于是采用對支撐輥的輥型進(jìn)行被動的調(diào)整，控制、調(diào)整過程十分復(fù)雜，且不確定因素多，實際上很難實現(xiàn)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，由于幾何尺寸關(guān)系的限制，軋機的壓下調(diào)整范圍小，調(diào)整、操作復(fù)雜，軋制帶鋼的厚度受到限制，出現(xiàn)斷帶纏輥故障后，處理困難和費時。
軋機行業(yè)多年來的努力方向就是如何減小軋制件的橫向厚差問題。在軋機軋制受力而產(chǎn)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。對于塔形輥系的多輥軋機，經(jīng)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(chǎn)生水平方向的變形，還進(jìn)一步使軋輥座產(chǎn)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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的所要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)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(chǎn)生的撓曲變形大大減小，因此減小了軋制件的橫向厚差，提高了軋制件的尺寸精度?？捎糜诎鍘Р牡纳a(chǎn)中。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種減小撓曲度的軋機，包括機架，機架內(nèi)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(jié)構(gòu)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(gòu)成的框架整體，背板和面板表面分別開設(shè)有供軋制件進(jìn)出的進(jìn)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(shè)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(shè)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于所述上軋輥系作用在所述上軋輥座相距最遠(yuǎn)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(shè)置有用于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(shù)方案中，所述兩個壓下裝置設(shè)置為多排；所述兩個壓下裝置之間還設(shè)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(shè)置在所述上軋輥座位于所述機架的背板或面板的側(cè)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(yuǎn)的兩個作用力點之間的距離小于所述上軋輥座作用在所述上軋輥座相距最遠(yuǎn)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(shè)置在所述上軋輥座位于所述機架的背板和面板的側(cè)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于所述上軋輥座作用在所述上軋輥座相距最遠(yuǎn)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(shè)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于所述工作輥軸線。
所述下軋輥座與所述底板之間還水平設(shè)有用于支撐垂直軋制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(shè)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(yuǎn)的兩個作用力點之間的距離小于所述下軋輥系作用在所述下軋輥座相距最遠(yuǎn)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(shè)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于所述下軋輥系作用在所述下軋輥座相距最遠(yuǎn)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于所述工作輥軸線。
所述下軋輥座與所述背板、面板之間還垂直設(shè)有用于支撐水平軋制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(shè)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(yuǎn)的兩個作用力點之間的距離小于所述下軋輥系作用在所述下軋輥座相距最遠(yuǎn)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(shè)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于所述下軋輥系作用在所述下軋輥座相距最遠(yuǎn)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于所述工作輥軸線。
本發(fā)明可以達(dá)到有效減小軋輥座的撓度的效果，由于軋輥座的剛性很大，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(fā)明得到了前所未有的技術(shù)效果，大大減小了撓度變形。由于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，最后，軋制件的橫向厚差減小。
軋制件的橫向厚差已經(jīng)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，對于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(dǎo)致邊緣支撐輥也承受著相當(dāng)大的水平分力，其水平分力使得軋輥座產(chǎn)生水平撓曲變形，這樣勢必導(dǎo)致中間輥直至工作輥產(chǎn)生較大的撓曲變形。所以，本發(fā)明在機架的內(nèi)側(cè)壁和軋輥座的兩側(cè)壁之間分別豎直地安設(shè)有垂直墊塊，并形成緊密貼合，從而使機架相對于軋輥座構(gòu)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(dāng)然也就減小了工作輥的變形，提高了軋制件的橫斷面上的厚度精度。
下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明第一實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A截面的側(cè)向剖面圖；圖3為圖1的C-C截面的側(cè)向剖面圖；圖4為上軋輥座的受力示意圖；圖5為側(cè)壁設(shè)置水平支撐裝置B-B截面圖；圖6為本發(fā)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(shè)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(fā)明多排設(shè)置壓下裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明一排多個設(shè)置壓下裝置的結(jié)構(gòu)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(fā)明第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖14為本發(fā)明第四實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖15為圖14的側(cè)向剖面圖；圖16為現(xiàn)有技術(shù)的軋輥受力分析圖；圖17為森吉米爾二十輥寬帶軋機的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記說明10-機架；20、20A、20B-壓下裝置；21-壓下桿； 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-軋制件；11-面板；12-背板； 13-頂板；14-底板； 121-進(jìn)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(cè)支撐梁；61-下軋輥座最外側(cè)支撐梁。
具體實施例方式
實施例1圖1為本發(fā)明第一實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1的A-A截面的側(cè)向剖面圖，圖3為圖1的C-C截面的側(cè)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(jié)構(gòu)包括機架10、機架10內(nèi)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(gòu)成的框架整體。背板12表面開設(shè)有供軋制件100進(jìn)入的進(jìn)料口121，面板11表面開設(shè)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(shù)個上支撐輥32；下塔形輥系40包括一個下工作輥41和數(shù)個下支撐輥42，上工作輥31和下工作輥41對稱設(shè)置在軋制件100的上、下兩側(cè)。上軋輥座50和下軋輥座60為多點支撐梁結(jié)構(gòu)，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(nèi)上下移動，并帶動上、下塔形輥系上下移動來調(diào)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(shù)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(jié)構(gòu)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(shè)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，用于提供軋制力并實現(xiàn)上、下工作輥間輥縫的調(diào)整。壓下裝置20包括壓下桿21和固定在上軋輥座50上的球面墊22，如圖7a和7b所示，壓下桿21上可設(shè)有液壓缸或電動加壓裝置；壓下桿21也可以采用壓下螺桿，壓下螺桿穿過機架10的頂板13，并螺接在頂板13上；壓下桿21還可以既采用壓下螺桿螺接并穿過于頂板13上，又采用在其上設(shè)置液壓缸或電動加壓裝置進(jìn)行微調(diào)。通過調(diào)整壓下裝置20的長度使上軋輥座50在機架10的窗口內(nèi)上下移動以調(diào)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(shè)置在位于上軋輥座50上，且與上軋輥座50間采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(dāng)軋制件通過上、下工作輥之間的輥縫時，對工作輥施加軋制力，軋制力經(jīng)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后通過壓下裝置20作用在機架頂板上。機架頂板同時會產(chǎn)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制件上，實現(xiàn)對軋制件的軋制。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(yuǎn)的作用力點S0、S0’，該兩個最遠(yuǎn)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(shù)方案中將二個壓下裝置20A、20B對稱設(shè)置在上軋輥座50且使SL1＜SL0的位置上。此時由于壓下裝置20A、20B上的S1、S1’點受力最大，可以大致認(rèn)為S1、S1’為壓下裝置的主要受力點，只要該主要受力點S1、S1’位于上軋輥座最遠(yuǎn)兩受力點S0、S0’之內(nèi)，就可以使軋輥座在S1、S1’點以外產(chǎn)生懸臂梁的受力情況，這樣就可以減少軋制件的厚度差，減少撓曲度。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還可以將壓下裝置20A、20B在上軋輥座50的頂面進(jìn)行多排設(shè)置，20A、20B位于軸線最外側(cè)，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(cè)的二個壓下裝置，其位置情況仍然是該最外側(cè)的二個壓下裝置20A、20B對稱設(shè)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(shè)置的多個壓下裝置在上軋輥座50的頂面進(jìn)行多排設(shè)置，20A、20B依然位于軸線最外側(cè)。
結(jié)合圖1、圖2所示技術(shù)方案采用的上軋輥座的結(jié)構(gòu)形式，上輥系作用于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(yuǎn)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(cè)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(nèi)側(cè)接觸點。因此本實施例技術(shù)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(shè)置上軋輥座作用在上軋輥座50相距最遠(yuǎn)的兩個作用力點內(nèi)。
如圖3所示，上軋輥座50位于面板11和背板12的側(cè)壁上，分別垂直設(shè)置有用于減少上軋輥座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(shè)置位置。水平支撐裝置可以為一個或多個。圖5為兩側(cè)壁分別各設(shè)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位于面板和背板的側(cè)壁上居中設(shè)置水平支撐裝置80A、80B，用于承受水平軋制力并減少水平撓曲度。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(yuǎn)的作用力C0、C0’，該兩個最遠(yuǎn)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，由于采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(yuǎn)的作用力點C1、C1’，該兩個最遠(yuǎn)作用力點C1、C1’的距離為CL1；且使CL0＜CL1，此時能產(chǎn)生懸臂梁的受力情況，減少上軋輥座了水平撓曲度。
當(dāng)水平支撐裝置80在上軋輥座50的一側(cè)壁上對稱設(shè)置為兩個，此時的受力分析類似于圖4中兩個壓下裝置的情況，所以，只要該側(cè)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于上支撐輥30作用在上軋輥座50上的水平作用力中最遠(yuǎn)的兩個作用力點的距離，就可使上軋輥座50上產(chǎn)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，提高了軋制件的精度。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(jìn)行多排設(shè)置，同樣提高了軋制件的精度。
在上述方案中，還可根據(jù)需要在上軋輥座50一個側(cè)壁上的兩個水平支撐裝置之間再設(shè)置一個或一個以上的水平支撐裝置，同樣能夠達(dá)到提高精度的效果。同理，還可在側(cè)壁上將上述多個水平支撐裝置進(jìn)行多排設(shè)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(shè)置成根據(jù)軋制作用力的大小在豎直方向貼合且反方向移動支撐。當(dāng)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(shè)置成根據(jù)軋制作用力的大小在水平方向貼合且反方向移動支撐。采用楔形件主要是便于調(diào)整水平方向的縫隙，不用像以前那樣，要準(zhǔn)備不同厚度的墊塊進(jìn)行位置的調(diào)整，更換起來麻煩，采用楔形件，不需要更換就能滿足不同縫隙的調(diào)整。
圖11、圖12為上、下軋輥座的受力分析圖。本發(fā)明上軋輥座50為多點支撐梁結(jié)構(gòu)，設(shè)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(dāng)壓下裝置20與上軋輥座50接觸的最內(nèi)側(cè)接觸點S1位于上軋輥座多點支撐梁的最外側(cè)支撐梁的外緣S0外時，向上的作用力f1和f2均位于向下的作用F內(nèi)，所有作用力所產(chǎn)生的彎曲力矩都將使上軋輥座50的中部產(chǎn)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(jìn)一步導(dǎo)致上支撐輥32和上工作輥31彎曲變形加劇。如圖12所示，當(dāng)壓下裝置20與上軋輥座50接觸的最內(nèi)側(cè)接觸點位于上軋輥座多點支撐梁的最外側(cè)支撐梁的外緣內(nèi)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于作用力F點內(nèi)側(cè)的作用力f1和位于作用力F點外側(cè)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(dāng)壓下裝置20位于上軋輥座多點支撐梁的最外側(cè)支撐梁內(nèi)時，所有作用力的作用結(jié)果使上軋輥座50的彎曲變形減小。從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明將壓合在上軋輥座50上的壓下裝置20設(shè)置在上軋輥座多點支撐梁的最外側(cè)支撐梁內(nèi)，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(jìn)而減小了上支撐輥32和上工作輥31彎曲變形，最終使軋制件獲得較少的橫向厚差。
圖6為本發(fā)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之間采用安全臼連接，安全臼也就是通常所說的球面墊方式。壓下裝置20上的壓下桿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，其中壓下桿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(jīng)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(fā)生變形。同時頂板13產(chǎn)生的抗變形力通過上軋輥座20、上支撐輥32和上工作輥31作用在軋制件上。頂板13變形導(dǎo)致其中部向上凸起，頂板13表面傾斜將使壓下桿21偏轉(zhuǎn)。由于壓下桿21下端的弧形端部211可在球面墊22的凹形表面221上移動，所以使整個壓下桿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(guān)，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(dǎo)致壓下裝置20對上軋輥座50的作用力發(fā)生改變，即使當(dāng)機架頂板13的變形較大導(dǎo)致機架頂板13與上軋輥座50之間的距離增加時，也只會導(dǎo)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(chǎn)中，軋制件厚度的自動控制可以做到很高的控制精度，因此本發(fā)明上工作輥31的剛性上移對軋制件厚度的影響可以通過控制技術(shù)得到緩解。具體地，壓下裝置20的壓下桿21可采用液壓缸或電動加壓裝置或壓下螺桿裝置，當(dāng)壓下桿21的偏轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)壓下桿21的長度，使上軋輥座50在機架10的窗口內(nèi)上下移動以調(diào)整輥縫，從而最大限度地消除了工作輥的變形，保證軋制件具有高精度的橫向厚度，生產(chǎn)出高精度的產(chǎn)品。
圖9為壓下裝置為多個多排設(shè)置的情況。圖10為壓下裝置為一排多個設(shè)置的情況。
本實施例機架中的設(shè)備也可倒置使用，即上、下系統(tǒng)倒置使用。
實施例2
本實施例是在實施例1的基礎(chǔ)上，增加了一些附加部件，來進(jìn)一步提高軋制件的精度。
下軋輥座60和機架底板14之間還水平設(shè)置有用于支撐垂直軋制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(guī)格的墊塊，厚度形成系列，通過不同規(guī)格厚度的墊塊來實現(xiàn)軋制線的調(diào)整，垂直支撐裝置70也可采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(shè)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(shè)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(yuǎn)的作用力點X0，該兩個最遠(yuǎn)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(yuǎn)的作用力點X1，該兩個最遠(yuǎn)的作用力點X1之間的距離為XL1。垂直支撐裝置70設(shè)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(yuǎn)的兩個作用力點之間的距離小于下軋輥系作用在下軋輥座相距最遠(yuǎn)的兩個作用力點之間的距離。
當(dāng)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(shè)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于下軋輥系作用在下軋輥座相距最遠(yuǎn)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(chǎn)生懸臂梁的受力情況，減少了下軋輥座60的垂直撓曲變形，提高了軋制件的精度。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(jìn)行多排設(shè)置，同樣提高了軋制件的精度。
在上述方案中，還可根據(jù)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(shè)置一個或一個以上的垂直支撐裝置，同樣能夠達(dá)到提高精度的效果。同理，還可將上述多個水平支撐裝置進(jìn)行多排設(shè)置。
本實施例中，垂直支撐裝置還可采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(shè)置成根據(jù)軋制作用力的大小在豎直方向貼合且反方向移動支撐。當(dāng)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(shè)置成根據(jù)軋制作用力的大小在水平方向貼合且反方向移動支撐。采用楔形件主要是便于調(diào)整水平方向的縫隙，不用像以前那樣，要準(zhǔn)備不同厚度的墊塊進(jìn)行位置的調(diào)整，更換起來麻煩，采用楔形件，不需要更換就能滿足不同縫隙的調(diào)整。
下軋輥座60相對于上軋輥座50的對應(yīng)位置上還可設(shè)有水平支撐裝置，水平支撐裝置的幾種布設(shè)位置與上軋輥座50上布設(shè)的情況相同，也是先在下軋輥座60的兩個側(cè)壁各設(shè)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(yuǎn)的兩個作用力點之間的距離小于下軋輥系作用在下軋輥座60相距最遠(yuǎn)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(cè)壁各對稱設(shè)置兩個水平支撐裝置，每個側(cè)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于下軋輥系作用在下軋輥座相距最遠(yuǎn)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(jìn)行多排設(shè)置。
同樣，還可根據(jù)需要，在上述的兩個水平支撐裝置之間再設(shè)置一個或一個以上的水平支撐裝置，同樣能夠達(dá)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(jìn)行多排設(shè)置。
本實施例中，上述水平支撐裝置可采用液壓缸、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(shè)置成根據(jù)軋制作用力的大小在豎直方向貼合且反方向移動支撐。當(dāng)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(shè)置成根據(jù)軋制作用力的大小在水平方向貼合且反方向移動支撐。采用楔形件主要是便于調(diào)整水平方向的縫隙，不用像以前那樣，要準(zhǔn)備不同厚度的墊塊進(jìn)行位置的調(diào)整，更換起來麻煩，采用楔形件，不需要更換就能滿足不同縫隙的調(diào)整。
本發(fā)明上述技術(shù)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(jìn)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(zhuǎn)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(chǎn)生相應(yīng)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(dǎo)致軋輥座、支撐輥和工作輥的變形加劇，另一方面由于機架的變形程度取決于軋制力，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(guān)，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(xiàn)有技術(shù)一般將機架的剛性設(shè)計成很大，但機架的變形只能減小，不能完全消除。
本發(fā)明突破了傳統(tǒng)軋機的結(jié)構(gòu)模式，提出了設(shè)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(jìn)行如前述限定的技術(shù)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(jìn)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(jié)構(gòu)將機架的變形轉(zhuǎn)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(fā)明第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該實施例為十二輥軋機。本實施例在結(jié)構(gòu)上與上述實施例的不同之處在于上塔形輥系還包括設(shè)置在一個上工作輥和多個上支撐輥之間的數(shù)個上中間輥，下塔形輥系還包括設(shè)置在一個下工作輥和多個下支撐輥之間的數(shù)個下中間輥。
實施例4圖14為本發(fā)明第四實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，圖15為圖14的側(cè)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(jié)構(gòu)上與第一實施例的不同之處在于壓下裝置20采用壓下螺桿，壓下螺桿穿過機架頂板13，并螺接在機架頂板13上。圖中另一不同處在于垂直支撐裝置70的數(shù)量和位置與壓下裝置20相同。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明的壓下裝置位于上軋輥座50多點支撐梁的最外側(cè)支撐梁內(nèi)，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(jìn)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(fā)明可使原始輥型的設(shè)計得到簡化，并使軋制中輥型的控制也大為簡化。由于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(shè)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(fā)明體積小，重量輕、造價低，由此可減少車間生產(chǎn)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(shè)備的噸位，從而減少投資。
本發(fā)明不只限于上述實施例的六輥、十二輥軋機，對其他多輥配置的軋機也同樣適用。此外，本發(fā)明的機架不限于整體機架軋機，對于開口型機架也同樣適用。本發(fā)明還可將機架內(nèi)的設(shè)備上下顛倒，依然可以實現(xiàn)提高軋制件的精度的效果。
最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種減小撓曲度的軋機，包括機架，機架內(nèi)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(jié)構(gòu)的上輥系和下輥系，其特征在于，所述機架是由面板、背板、頂板及底板圍合構(gòu)成的框架整體，背板和面板表面分別開設(shè)有供軋制件進(jìn)出的進(jìn)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(shè)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(shè)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于所述上軋輥系作用在所述上軋輥座相距最遠(yuǎn)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(shè)置有用于減少上軋輥座水平方向撓曲度的水平支撐裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的減小撓曲度的軋機，其特征在于，所述兩個壓下裝置設(shè)置為多排。
3.如權(quán)利要求1所述的減小撓曲度的軋機，其特征在于，所述兩個壓下裝置之間還設(shè)有一個或一個以上壓下裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的減小撓曲度的軋機，其特征在于，所述水平支撐裝置為一個或兩個。
5.如權(quán)利要求4所述的減小撓曲度的軋機，其特征在于，所述一個水平支撐裝置居中設(shè)置在所述上軋輥座位于所述機架的背板或面板的側(cè)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(yuǎn)的兩個作用力點之間的距離小于所述上軋輥座作用在所述上軋輥座相距最遠(yuǎn)的兩個作用力點之間的距離。
6.如權(quán)利要求4所述的減小撓曲度的軋機，其特征在于，所述兩個水平支撐裝置對稱設(shè)置在所述上軋輥座位于所述機架的背板和面板的側(cè)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于所述上軋輥座作用在所述上軋輥座相距最遠(yuǎn)的兩個作用力點之間的距離。
7.如權(quán)利要求6所述的減小撓曲度的軋機，其特征在于，所述兩個水平支撐裝置之間還設(shè)有一個或一個以上水平支撐裝置。
8.如權(quán)利要求4、5、6或7所述的減小撓曲度的軋機，其特征在于，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于所述工作輥軸線。
9.如權(quán)利要求1所述的減小撓曲度的軋機，其特征在于，所述下軋輥座與所述底板之間還水平設(shè)有用于支撐垂直軋制作用力的垂直支撐裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的減小撓曲度的軋機，其特征在于，所述垂直支撐裝置為一個或兩個。
11.如權(quán)利要求10所述的減小撓曲度的軋機，其特征在于，所述一個垂直支撐裝置居中設(shè)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(yuǎn)的兩個作用力點之間的距離小于所述下軋輥系作用在所述下軋輥座相距最遠(yuǎn)的兩個作用力點之間的距離。
12.如權(quán)利要求10所述的減小撓曲度的軋機，其特征在于，所述兩個垂直支撐裝置對稱設(shè)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于所述下軋輥系作用在所述下軋輥座相距最遠(yuǎn)的兩個作用力點之間的距離。
13.如權(quán)利要求9、10、11或12所述的減小撓曲度的軋機，其特征在于，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于所述工作輥軸線。
14.如權(quán)利要求1所述的減小撓曲度的軋機，其特征在于，所述下軋輥座與所述背板、面板之間還垂直設(shè)有用于支撐水平軋制作用力的水平支撐裝置。
15.如權(quán)利要求14所述的減小撓曲度的軋機，其特征在于，所述水平支撐裝置為一個或兩個。
16.如權(quán)利要求15所述的減小撓曲度的軋機，其特征在于，所述一個水平支撐裝置居中設(shè)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(yuǎn)的兩個作用力點之間的距離小于所述下軋輥系作用在所述下軋輥座相距最遠(yuǎn)的兩個作用力點之間的距離。
17.如權(quán)利要求15所述的減小撓曲度的軋機，其特征在于，所述兩個水平支撐裝置對稱設(shè)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于所述下軋輥系作用在所述下軋輥座相距最遠(yuǎn)的兩個作用力點之間的距離。
18.如權(quán)利要求14、15、16或17所述的減小撓曲度的軋機，其特征在于，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于所述工作輥軸線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種減小撓曲度的軋機，包括機架，機架內(nèi)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(jié)構(gòu)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(gòu)成的框架整體，背板和面板表面分別開設(shè)有供軋制件進(jìn)出的進(jìn)料口和出料口；機架的頂板與所述上軋輥座之間對稱設(shè)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(shè)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于所述上軋輥系作用在所述上軋輥座相距最遠(yuǎn)的兩個作用力點之間的距離。本發(fā)明可以達(dá)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(yōu)先權(quán)日2006年12月7日
發(fā)明者鄭紅專, 趙林珍 申請人:鄭紅專, 趙林珍