專(zhuān)利名稱(chēng)：高速節(jié)能型管子冷軋機(jī)的行星齒輪與雙滑塊傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于往復(fù)式管子冷軋機(jī)的主傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)平衡機(jī)構(gòu)背景技術(shù)與以前技術(shù)的描述中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?008100176 . 1所描述的管子冷軋機(jī)的主傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)平衡機(jī)構(gòu)是在曲柄連桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上在二支轉(zhuǎn)速相同轉(zhuǎn)向相反的軸上安裝平衡塊來(lái)平衡工作機(jī)架的一階慣性力來(lái)達(dá)到主軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)的目的，還剩余部分工作機(jī)架的慣性力尚未能被平衡掉而作用于土建基礎(chǔ)上，平衡塊相互之間將產(chǎn)生一對(duì)很大的交變力矩作用于土建基礎(chǔ)上.中國(guó)專(zhuān)利ZL200920074011. 9所描述的管子冷軋機(jī)的主傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)平衡機(jī)構(gòu)也是在曲柄連桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上在三支轉(zhuǎn)速相同，中間一支軸與其它二支軸轉(zhuǎn)向相反的三支軸上分別安裝平衡塊來(lái)平衡工作機(jī)架的一階慣性力來(lái)達(dá)到主軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)的目的，同樣也還剩余部分工作機(jī)架的慣性力尚未能被平衡掉而作用于土建基礎(chǔ)上，平衡塊相互之間將不會(huì)產(chǎn)生一對(duì)交變力矩以達(dá)到高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)土建基礎(chǔ)上受力與力矩更小機(jī)器振動(dòng)更小的目的.但是不論是中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?008100176 . 1所描述的管子冷軋機(jī)的主傳動(dòng)二軸平衡機(jī)構(gòu)還是中國(guó)專(zhuān)利ZL200920074011. 9所描述的管子冷軋機(jī)的主傳動(dòng)的三軸平衡機(jī)構(gòu)都是在曲柄連桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上加上平衡塊來(lái)達(dá)到主軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)的目的.這類(lèi)管子冷軋機(jī)主軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)曲柄主軸上的慣性力矩特別大因而當(dāng)曲柄主軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的空載能耗也特別大.甚至在數(shù)值上已超過(guò)了軋制能耗中國(guó)專(zhuān)利ZL00222220.5 “高速冷軋管機(jī)主機(jī)”中雖然用了 4對(duì)行星傳動(dòng)齒輪作為軋機(jī)的主傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，但是該裝置，在設(shè)計(jì)中在結(jié)構(gòu)上無(wú)經(jīng)數(shù)理力學(xué)計(jì)算的特殊形狀設(shè)計(jì)的連接器與扇形平衡塊，也就是說(shuō)設(shè)計(jì)上沒(méi)有考慮系統(tǒng)的力與力矩的平衡，既沒(méi)有考慮機(jī)架慣性力的平衡也沒(méi)有考慮驅(qū)動(dòng)主軸中的慣性力矩的平衡，，而且機(jī)器受力也不合理，機(jī)架慣性力作用在行星齒輪與齒圈上而不是作用在軸承上，因而此類(lèi)主傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)既不能達(dá)到高速也不能達(dá)到減小驅(qū)動(dòng)主軸上的慣性力矩即減小克服慣性力矩的空載能耗的目的.而且驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)僅驅(qū)動(dòng)重量較輕的軋輥保持架總成，而不能驅(qū)動(dòng)重量較大的整體鋼制工作機(jī)架總成，德國(guó)SMS. Meer公司生產(chǎn)的垂直平衡傳動(dòng)管子冷軋機(jī)如KPfflOOVMR(K) KPW125VMR(K) KPW150VMR(K)型管子冷軋機(jī)，雖然這類(lèi)軋機(jī)也能一定程度上大大減小曲柄主軸上的慣性力矩，減小克服曲柄主軸上的慣性力矩所需的空載能耗，提高電能的利用率.但是這類(lèi)軋機(jī)仍屬于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上加平衡塊的機(jī)構(gòu)，也僅僅只能平衡一階慣性力，還有未被平衡的較大殘留慣性力的存在，而且這類(lèi)軋機(jī)需要很深的昂貴的土建基礎(chǔ)德國(guó)SMS. Meer公司所生產(chǎn)的水平平衡行星傳動(dòng)管子冷軋機(jī)是水平式的，而且僅僅適用于小型管子冷軋機(jī)如KPW18HMR(K)與KPW25HMR(K)型管子冷軋機(jī)本發(fā)明的目的(要解決的技術(shù)問(wèn)題)用曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的管子冷軋機(jī)存在二個(gè)主要的缺點(diǎn)1)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的平衡機(jī)構(gòu)只能平衡工作機(jī)架的一階慣性力，因而經(jīng)平衡后總存在未被平衡掉的較大的殘余機(jī)架慣性力2)曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的管子冷軋機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)曲柄軸上存在較大的慣性力矩，尤其在曲柄軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)曲柄軸上的慣性力矩大大增大，從而克服慣性力矩的空載能耗也大大增大，尤其在曲柄軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)克服慣性力矩的空載能耗特別大為克服以上二個(gè)缺點(diǎn)，特此采用了經(jīng)數(shù)理力學(xué)計(jì)算的特殊形狀設(shè)計(jì)的平衡連接器與扇形平衡塊的行星傳動(dòng)的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這種主傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)平衡機(jī)構(gòu)可以在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)幾乎完全平衡掉工作機(jī)架的慣性力，經(jīng)平衡后存在的未被平衡掉的殘余機(jī)架慣性力特別小，曲柄軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)曲柄軸上存在的慣性力矩特別小尤其在曲柄軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)曲柄軸上的慣性力矩也十分小而且要小于垂直平衡傳動(dòng)管子冷軋機(jī)曲柄軸上產(chǎn)生的慣性力矩，因而高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的克服慣性力矩的空載能耗也十分小，而且要小于垂直平衡傳動(dòng)管子冷軋機(jī)主軸上克服慣性力矩所需的空載能耗因而采用這種主傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)平衡機(jī)構(gòu)的往復(fù)式管子冷軋機(jī)可以達(dá)到高速節(jié)能的目的·本發(fā)明的主傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)平衡機(jī)構(gòu)可以直接驅(qū)動(dòng)整個(gè)鋼制工作機(jī)架總成作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)與原理1)結(jié)構(gòu)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)為采用節(jié)圓半徑為&的行星齒輪10在節(jié)圓半徑為2 的內(nèi)齒圈9中作純滾動(dòng)，行星齒輪10與系桿8用鍵聯(lián)接裝在一起，系桿8裝在從動(dòng)主軸6內(nèi)的一個(gè)圓柱孔中，圓柱孔中裝有二個(gè)軸承4，系桿上通過(guò)鍵聯(lián)接一邊各裝一個(gè)平衡連接器3，系桿8穿過(guò)一邊的平衡連接器3用鍵聯(lián)接裝配一個(gè)行星齒輪10.在另一邊的平衡連接器3上用鍵聯(lián)接安裝連接機(jī)架的連桿連接銷(xiāo)18，連桿連接銷(xiāo)18上安裝軸承2，平衡連接器3設(shè)計(jì)成一邊為矩形另一邊設(shè)計(jì)成半圓形(或其它形狀).從動(dòng)主軸6上安裝一個(gè)扇形平衡塊11與大齒輪5.扇形平衡塊11安裝的方向在系桿8的中心0與從動(dòng)主軸6的中心A的連線的延長(zhǎng)線的方向(圖1，2，3，4，5)，動(dòng)力通過(guò)聯(lián)軸器16主動(dòng)軸14小齒輪13傳遞至大齒輪5與從動(dòng)主軸6上，通過(guò)平衡連接器3上的機(jī)架連接銷(xiāo)18帶動(dòng)連桿1與機(jī)架17作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)圖6與圖7所示行星齒輪傳動(dòng)平衡箱技術(shù)方案一單行星齒輪傳動(dòng)平衡箱裝置方案A，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是行星齒輪10與大內(nèi)齒圈9置于傳動(dòng)平衡箱的一側(cè)圖8所示行星齒輪傳動(dòng)半衡箱技術(shù)方案一單行星齒輪傳動(dòng)平衡箱裝置方案B，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與方案A的區(qū)別在于行星齒輪10與大內(nèi)齒圈9置于傳動(dòng)平衡箱的中間.從動(dòng)主軸6中間開(kāi)槽以穿過(guò)安裝行星齒輪10，從動(dòng)主軸6的最大直徑必須要小于大內(nèi)齒圈9的齒頂圓直徑以便于安裝時(shí)穿過(guò)，箱體分成為左右二個(gè)空間，一個(gè)安放平衡塊11另一個(gè)安放大齒輪5與小齒輪13圖9所示行星齒輪傳動(dòng)平衡箱技術(shù)方案一單行星齒輪傳動(dòng)半衡箱裝置方案C，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是與方案A的區(qū)別在于行星齒輪10與大內(nèi)齒圈9置于傳動(dòng)平衡箱的中間.從動(dòng)主軸6 —邊中間開(kāi)槽以穿過(guò)安裝行星齒輪10，.從動(dòng)主軸6的左邊的最大直徑必須要小于大內(nèi)齒圈9的齒頂圓直徑以便于安裝時(shí)穿過(guò)，與方案B的區(qū)別在于箱體內(nèi)不分左右二個(gè)空間，平衡塊11大齒輪5與小齒輪13都安裝在一個(gè)箱體內(nèi)圖10所示行星齒輪傳動(dòng)平衡箱技術(shù)方案二雙行星齒輪傳動(dòng)平衡箱裝置方案A，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是用左右二個(gè)行星齒輪傳動(dòng)半衡箱與二支機(jī)架連桿1來(lái)拖動(dòng)工作機(jī)架17，由于用二個(gè)行星齒輪傳動(dòng)平衡箱因而可拖動(dòng)較大重量的工作機(jī)架17，從動(dòng)主軸6的運(yùn)轉(zhuǎn)速度也可以較高.圖12所示雙滑塊機(jī)構(gòu)傳動(dòng)平衡箱技術(shù)方案二雙滑塊機(jī)構(gòu)傳動(dòng)平衡箱裝置方案B，與圖10所示行星齒輪傳動(dòng)平衡箱技術(shù)方案二雙行星齒輪傳動(dòng)平衡箱裝置方案A的區(qū)別在于此裝置中沒(méi)有行星齒輪10與大內(nèi)齒圈9取而代之的是增加耐磨滑板19滑塊20滑塊軸承21與滑塊銷(xiāo)軸222)原理 圖1，2，3，4，5中的行星齒輪傳動(dòng)中，平衡連結(jié)器3上的二點(diǎn)B (機(jī)架連桿銷(xiāo)中心)與C(行星齒輪10系桿8與平衡連接器3總成的重心)各距系桿8的中心0的距離為I X，B點(diǎn)與C點(diǎn)與系桿8的中心0相位相差180°，機(jī)架連桿銷(xiāo)中心B作水平直線運(yùn)動(dòng)通過(guò)連桿1推動(dòng)工作機(jī)架17作前后運(yùn)動(dòng)，而另一點(diǎn)C作垂直直線運(yùn)動(dòng).B點(diǎn)與C點(diǎn)作正交的直線運(yùn)動(dòng)，B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至行程的極限位置時(shí)C點(diǎn)正好在行程的中點(diǎn)，反之C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至行程的極限位置時(shí)B點(diǎn)正好在行程的中點(diǎn)，平衡連接器3還圍繞C點(diǎn)作與從動(dòng)主軸反向的轉(zhuǎn)動(dòng)，其瞬時(shí)角速度與曲柄主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的瞬時(shí)角速度正好相等.平衡連接器3的運(yùn)動(dòng)是一個(gè)C點(diǎn)的垂直方向的直線運(yùn)動(dòng)與圍繞C點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)對(duì)于單行星傳動(dòng)裝置作平衡連接器3的外形設(shè)計(jì)時(shí)，使左右二個(gè)平衡連接器3加上系桿8與行星齒輪10的總的部件的重心正好落在C點(diǎn)上，而使其總的部件的重量略略超過(guò)機(jī)架重量與單支連桿重量之和工作機(jī)架17運(yùn)動(dòng)至行程的極限位置時(shí)動(dòng)能等于另，而平衡連接器3加上系桿8與行星齒輪10的總的部件的重心C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至行程的極限位置時(shí)總的部件還圍繞部件的重心C點(diǎn)作與從動(dòng)主軸反向的轉(zhuǎn)動(dòng)，因此工作機(jī)架17運(yùn)動(dòng)至行程的極限位置時(shí)從動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的瞬時(shí)角速度就要略大于平衡連接器3加上系桿8與行星齒輪10的總的部件的重心C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至行程的極限位置時(shí)的從動(dòng)主軸的瞬時(shí)角速度，因而對(duì)于單傳動(dòng)平衡箱裝置為使經(jīng)平衡后存在的水平方向未被平衡掉的殘余的連桿與機(jī)架的慣性力與垂直方向的平衡連接器3加上系桿8與行星齒輪10的總的部件的未被平衡掉的殘余慣性力盡可能的小，二個(gè)平衡連結(jié)器3加上系桿8與行星齒輪10的總的部件的總重量要略略大于連桿1與工作機(jī)架17的重量之和.對(duì)于雙傳動(dòng)裝置為使經(jīng)平衡后水平方向存在的未被平衡掉的殘余連桿與機(jī)架的慣性力與垂直方向平衡連接器3，系桿8與行星齒輪10的總的部件的未被半衡掉的殘余慣性力盡可能的小，四個(gè)平衡連結(jié)器3加上二個(gè)系桿8與二個(gè)行星齒輪10的總的二個(gè)部件的的總重量要略略大于連桿1與工作機(jī)架17的重量之和.由于C點(diǎn)是平衡連接器3加上系桿8與行星齒輪10的總的部件的重心，因而平衡連接器3加上系桿8與行星齒輪10的總的部件圍繞C點(diǎn)作與從動(dòng)主軸反向的轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的離心力等于另.從動(dòng)主軸6轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)從動(dòng)主軸6上的離心力為系桿8安裝在從動(dòng)主軸6上的孔與從動(dòng)主軸6中間開(kāi)的槽(如圖8與圖9)產(chǎn)生的離心力與扇形平衡塊11所產(chǎn)生的的離心力之和，從動(dòng)主軸6轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)此離心力在水平方向的分力平衡工作機(jī)架17與機(jī)架連桿1產(chǎn)生的總慣性力，在垂直方向的分力平衡平衡連接器3加上系桿8與行星齒輪10的總的部件產(chǎn)生的總慣性力由于B點(diǎn)與C點(diǎn)作正交的垂直運(yùn)動(dòng)，機(jī)架的重量可以看作集中在B點(diǎn)，而C點(diǎn)是平衡連接器3加上系桿8與行星齒輪10的總的部件的重心因而機(jī)構(gòu)可以看作是一個(gè)雙滑塊機(jī)構(gòu)，而雙滑塊機(jī)構(gòu)中二個(gè)滑塊的動(dòng)能之和在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的各位置角將始終保持不變，則從動(dòng)主軸的瞬時(shí)角速度始終保持不變，各位置角的瞬時(shí)慣性力矩均等于另.而實(shí)際上由于機(jī)架中二個(gè)軋輥還作轉(zhuǎn)動(dòng)，平衡連接器3加上系桿8與行星齒輪10的總的部件的重心C除了在垂直方向作直線運(yùn)動(dòng)外還圍繞重心C點(diǎn)作轉(zhuǎn)動(dòng)，因而并不是單純的雙滑塊機(jī)構(gòu)中二個(gè)滑塊的運(yùn)動(dòng)因而從動(dòng)主軸的瞬時(shí)角速度并不是始終保持不變，各位置角的瞬時(shí)慣性力矩并不是均等于另，則不過(guò)很小而已，克服瞬時(shí)慣性力矩的空載能耗也很小因而上述結(jié)構(gòu)與另件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律極大地減小了整個(gè)系統(tǒng)中總的運(yùn)動(dòng)另件的動(dòng)能之和的波動(dòng)，從而極大地減小了從動(dòng)主軸6的瞬時(shí)角速度的波動(dòng)，極大地減小了從動(dòng)主軸6的上的瞬時(shí)慣性力矩，同時(shí)也極大地減小了克服瞬時(shí)慣性力矩的空載能耗技術(shù)方案與具體實(shí)施方式


圖1是系桿轉(zhuǎn)動(dòng)到位置角f = 30°時(shí)的平衡連接器3和扇形平衡塊11與內(nèi)齒圈9和行星齒輪10和機(jī)架連桿1的相互位置圖
圖2是系桿轉(zhuǎn)動(dòng)到位置角f = 90°時(shí)的平衡連接器3和扇形平衡塊11與內(nèi)齒圈9和行星齒輪10和機(jī)架連桿1的相互位置圖
圖3是系桿轉(zhuǎn)動(dòng)到位置角f = 120°時(shí)的平衡連接器3和扇形平衡塊11與內(nèi)齒圈9和行星齒輪10和機(jī)架連桿1的相互位置圖
圖4是系桿轉(zhuǎn)動(dòng)到位置角f = 150°時(shí)的平衡連接器3和扇形平衡塊11與內(nèi)齒圈9和行星齒輪10和機(jī)架連桿1的相互位置圖
圖5是系桿轉(zhuǎn)動(dòng)到位置角f = 180°時(shí)的平衡連接器3和扇形平衡塊11與內(nèi)齒圈9和行星齒輪10和機(jī)架連桿1的相互位置圖
圖6是行星齒輪傳動(dòng)平衡箱技術(shù)方案1單行星齒輪傳動(dòng)箱裝置方案A的平面結(jié)構(gòu)圖，也是本發(fā)明主要的平面結(jié)構(gòu)圖
圖7是行星齒輪傳動(dòng)平衡箱技術(shù)方案1單行星齒輪傳動(dòng)箱裝置方案A系桿轉(zhuǎn)動(dòng)到位置角f = 0°時(shí)的立面結(jié)構(gòu)圖
圖8是行星齒輪傳動(dòng)平衡箱技術(shù)方案1單行星齒輪傳動(dòng)箱裝置方案B的平面結(jié)構(gòu)9是行星齒輪傳動(dòng)平衡箱技術(shù)方案1單行星齒輪傳動(dòng)箱裝置方案C的平面結(jié)構(gòu)10是行星齒輪傳動(dòng)平衡箱技術(shù)方案2雙行星齒輪傳動(dòng)箱裝置方案A的平面結(jié)構(gòu)圖；圖6，7，8，9所示的技術(shù)方案1中的單行星齒輪傳動(dòng)箱方案A與方案B和方案C中的單行星齒輪傳動(dòng)箱結(jié)構(gòu)均適用于該技術(shù)方案2雙行星齒輪傳動(dòng)箱裝置方案A中的行星齒輪傳動(dòng)平衡箱結(jié)構(gòu)
圖11是雙滑塊機(jī)構(gòu)傳動(dòng)原理圖
圖12是傳動(dòng)平衡箱技術(shù)方案2傳動(dòng)平衡箱裝置方案B對(duì)應(yīng)的由2個(gè)雙滑塊機(jī)構(gòu)所組成的雙滑塊機(jī)構(gòu)傳動(dòng)平衡箱裝置的平面結(jié)構(gòu)圖；圖1-12中
1-機(jī)架連桿；2-機(jī)架連桿軸承；3-平衡連接器；4-系桿軸承；5-大齒輪；6-從動(dòng)主軸；7-從動(dòng)主軸軸承；8-系桿軸；9-內(nèi)齒圈；10-行星齒輪；11-扇形平衡塊；12-箱座；13-小齒輪；14-主動(dòng)軸；15-主動(dòng)軸軸承；16-聯(lián)軸器；17-工作機(jī)架；18-連桿連接銷(xiāo)；19-耐磨滑板20-滑塊；21-滑塊軸承；22-滑塊軸承銷(xiāo)軸本發(fā)明的具體實(shí)施例為
1)圖6與7所示的技術(shù)方案一單行星齒輪傳動(dòng)箱裝置方案A2)圖8所示的技術(shù)方案一單行星齒輪傳動(dòng)箱裝置方案B3)圖9所示的技術(shù)方案一單行星齒輪傳動(dòng)箱裝置方案C4)圖10所示的技術(shù)方案二雙行星齒輪傳動(dòng)箱裝置方案A5)圖12所示的技術(shù)方案二雙滑塊機(jī)構(gòu)傳動(dòng)平衡箱裝置方案B對(duì)于中小型管子冷軋機(jī)如Φ 25管子冷軋機(jī)與Φ 60管子冷軋機(jī)的主傳動(dòng)裝置為節(jié)省制造成本可采用圖6與7所示的技術(shù)方案一單行星齒輪傳動(dòng)箱裝置方案Α，或采用圖8所示的技術(shù)方案一單行星齒輪傳動(dòng)箱裝置方案B，或采用圖9所示的技術(shù)方案一單行星齒輪傳動(dòng)箱裝置方案C，通過(guò)一支連桿來(lái)拖動(dòng)整個(gè)工作機(jī)架，此種方案雖然慣性力幾乎能絕大部分被平衡掉，經(jīng)平衡后存在的未被平衡掉的殘余慣性力十分小，從動(dòng)主軸6上的慣性力矩十分小，因而克服瞬時(shí)慣性力矩所需的空載能耗較小，電能利用率很高，但由于扇形平衡塊11的中心線與工作機(jī)架17的中心線存在較大的錯(cuò)距，扇形平衡塊11中心線與傳動(dòng)箱中平衡連結(jié)器3系桿8與行星齒輪10所組成的部件的中心線也存在錯(cuò)距，所以當(dāng)從動(dòng)主軸6轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)在單行星傳動(dòng)箱裝置的設(shè)備基礎(chǔ)上將產(chǎn)生較大的交變力矩，采用單個(gè)裝置的情況下為使未被平衡掉的殘余慣性力與從動(dòng)主軸上的殘余慣性力矩最小，二邊的2個(gè)平衡連接器3與系桿8和行星齒輪10所組成的總成的總重量要略略大于工作機(jī)架17與單個(gè)連桿1相加的總重量對(duì)于大中型管子冷軋機(jī)如Φ 60與中110管子冷軋機(jī)的主傳動(dòng)裝置可采用圖10所示的技術(shù)方案二雙行星齒輪傳動(dòng)箱裝置方案Α，通過(guò)二支連桿來(lái)拖動(dòng)整個(gè)工作機(jī)架，此種方案不但慣性力幾乎能絕大部分被平衡掉，經(jīng)平衡后存在的未被平衡掉的殘余慣性力十分小，由于扇形平衡塊11中心線與工作機(jī)架17的中心線存在較大的錯(cuò)距，扇形平衡塊11中心線與行星齒輪傳動(dòng)箱中的平衡連結(jié)器3系桿8與行星齒輪10所組成的部件的中心線也存在錯(cuò)距，所以當(dāng)從動(dòng)主軸6轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)在單行星齒輪傳動(dòng)箱裝置的設(shè)備基礎(chǔ)上產(chǎn)生的較大的交變力矩.但在采用雙行星齒輪傳動(dòng)箱裝置時(shí)，左右二個(gè)行星齒輪傳動(dòng)箱裝置上產(chǎn)生的交變力矩正好大小相等方向相反，相互抵消在左右二個(gè)行星齒輪傳動(dòng)箱裝置的底板上，因而設(shè)備對(duì)基礎(chǔ)的要求很低，可以節(jié)省一筆土建費(fèi)用，采用雙個(gè)傳動(dòng)半衡箱裝置的情況下設(shè)計(jì)時(shí)為使未被平衡掉的殘余慣性力與從動(dòng)主軸上的殘余慣性力矩最小，二邊的四個(gè)平衡連接器3與二個(gè)系桿8和二個(gè)行星齒輪10所組成的總成的總重量要略略大于工作機(jī)架17與二個(gè)連桿1相加的總重量對(duì)于特大型管子冷軋機(jī)如Φ 280管子冷軋機(jī)的主傳動(dòng)裝置可采用圖12所示的技術(shù)方案二雙滑塊機(jī)構(gòu)傳動(dòng)平衡箱裝置方案B，通過(guò)二支連桿來(lái)拖動(dòng)整個(gè)十分笨重的工作機(jī)架設(shè)計(jì)時(shí)使平衡連接器3系桿8與滑塊銷(xiāo)軸所組成的總成的重心仍落在C點(diǎn)上，設(shè)計(jì)時(shí)為使未被平衡掉的殘余慣性力與從動(dòng)主軸上的殘余慣性力矩最小，二邊的四個(gè)平衡連接器3與二個(gè)系桿8和二個(gè)滑塊21與二個(gè)滑塊銷(xiāo)軸11的總重量要略略大于工作機(jī)架17與二個(gè)連桿1相加的總重量有益效果1)幾乎能完全平衡工作機(jī)架17與連桿1和由平衡連結(jié)器3系桿8與行星齒輪10所組成的部件的慣性力，因此機(jī)器振動(dòng)小設(shè)備基礎(chǔ)受力十分小，冷軋管機(jī)的工作機(jī)架的每日分鐘往復(fù)運(yùn)動(dòng)次數(shù)十分高采用上述結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案當(dāng)行星齒輪10系桿8轉(zhuǎn)至各位置角時(shí)扇形平衡塊11與從動(dòng)主軸內(nèi)安裝系桿軸的孔所產(chǎn)生的離心力之和不但可在水平方向平衡掉工作機(jī)架17與連桿1的重量產(chǎn)生的慣性力，而且可在垂直方向平衡掉由平衡連結(jié)器3系桿8與行星齒輪10所組成的部件的慣性力，如采用雙行星齒輪傳動(dòng)平衡箱方案，，由于扇形平衡塊11中心線與工作機(jī)架17的中心線存在較大的錯(cuò)距，扇形平衡塊11中心線與傳動(dòng)箱中平衡連結(jié)器3系桿8與行星齒輪10所組成的部件的中心線也存在錯(cuò)距，所以當(dāng)從動(dòng)主軸6轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)左右二個(gè)行星傳動(dòng)箱裝置上產(chǎn)生的交變力矩正好大小相等方向相反，可以在底板上相互抵消設(shè)備基礎(chǔ)幾乎不受力，因而該行星齒輪傳動(dòng)的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)設(shè)備基礎(chǔ)的要求很低，可以大大節(jié)省土建基礎(chǔ)的費(fèi)用.如與同為高速節(jié)能型管子冷軋機(jī)的垂直平衡傳動(dòng)管子冷軋機(jī)相比較，更能節(jié)約一筆很深的昂貴的土建基礎(chǔ)費(fèi)用.2)采用本發(fā)明所述的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作為管子冷軋機(jī)的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，從動(dòng)主軸6上產(chǎn)生的慣性力矩極小，因而克服慣性力矩所需的空載能耗十分小，甚至在高速下也如此.在同等條件下，從動(dòng)主軸6上產(chǎn)生的慣性力矩與克服慣性力矩所需的空載能耗甚至要小于一般的低速管子冷軋機(jī)與也屬于高速節(jié)能型的垂直平衡管子冷軋機(jī)，電能利用率高，可以采用較小功率的電機(jī)，而且每年可節(jié)省不少的電費(fèi)開(kāi)支舉二個(gè)φ 60冷軋管機(jī)的例子來(lái)說(shuō)明A對(duì)于用曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的二軸或三軸平衡的Φ 60冷軋管機(jī)η = 140rpm時(shí)主
軸上的瞬時(shí)慣性力矩在+113043-----110166NM之間波動(dòng)每小時(shí)克服此慣性力矩需消耗的
電能約235. 3千瓦小時(shí)/小時(shí).而對(duì)于用垂直平衡的Φ 60冷軋管機(jī)η = 140rpm時(shí)主軸上
的瞬時(shí)慣性力矩在+29687-----49475. 6匪之間波動(dòng)每小時(shí)克服此慣性力矩需消耗的電能
約65. 2千瓦小時(shí)/小時(shí).而對(duì)于采用圖10所示雙行星齒輪傳動(dòng)平衡箱裝置的Φ 60冷軋管機(jī)工作機(jī)架每分鐘往復(fù)運(yùn)動(dòng)次數(shù)可達(dá)140次/分.當(dāng)η = 140rpm時(shí)主軸上的瞬時(shí)慣性力矩在+2938. 4——2938. 4NM之間波動(dòng)每小時(shí)克服此慣性力矩需消耗的電能(空載能耗)約為13. 7千瓦小時(shí)/小時(shí)B目前生產(chǎn)的Φ 60冷軋管機(jī)設(shè)計(jì)每分鐘最高往復(fù)行程次數(shù)為83次/分空載能耗約為49. 6千瓦小時(shí)/小時(shí)，采用200千瓦主電機(jī)，如果采用Φ 60冷軋管機(jī)在曲柄連桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上加上平衡塊來(lái)達(dá)到主軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)的技術(shù)方案，每分鐘最高往復(fù)行程次數(shù)為120次/分時(shí)空載能耗約為149. 9千瓦小時(shí)/小時(shí).若采用圖6圖7所示的單行星齒輪傳動(dòng)平衡箱裝置的技術(shù)方案，Φ 60冷軋管機(jī)設(shè)計(jì)每分鐘最高往復(fù)行程次數(shù)也可達(dá)120次/分此時(shí)的空載能耗僅約為8. 73千瓦小時(shí)/小時(shí)，仍可采用200千瓦主電機(jī)
權(quán)利要求
1.一種用于皮爾格冷軋管機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，該傳動(dòng)系統(tǒng)具有一個(gè)可來(lái)回往復(fù)移動(dòng)的軋機(jī)機(jī)架17，至少一個(gè)行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)工作機(jī)座的慣性力由行星齒輪傳動(dòng)的主軸6上的扇形平衡塊(11)平衡，這類(lèi)軋機(jī)的特征在于結(jié)構(gòu)為采用節(jié)圓半徑為&的行星齒輪10在節(jié)圓半徑為2 的內(nèi)齒圈9中作純滾動(dòng)，行星齒輪10與系桿8用鍵固定裝在一起，系桿8裝在主軸內(nèi)的一個(gè)圓柱孔中，圓柱孔中裝有2個(gè)軸承4，系桿上通過(guò)鍵聯(lián)接一邊各裝一個(gè)平衡連接器3，系桿8穿過(guò)一邊的平衡連接器3用鍵聯(lián)接裝配一個(gè)行星齒輪10.在另一邊的平衡連接器3上用鍵聯(lián)接安裝連結(jié)機(jī)架的連桿連接銷(xiāo)18，連桿連接銷(xiāo)18上安裝軸承2，平衡連接器3設(shè)計(jì)成一邊為矩形另一邊設(shè)計(jì)成半圓形，從動(dòng)主軸(6)上安裝一個(gè)扇形平衡塊(11)與大齒輪(5).扇形平衡塊(11)安裝的方向在系桿⑶中心與曲柄主軸(6)的中心連線的延長(zhǎng)線的方向，扇形平衡塊(11)與從動(dòng)主軸上安裝系桿軸的孔與主軸上的槽(如果有的話)旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力在水平方向平衡工作機(jī)架與機(jī)架連桿的總重量所產(chǎn)生的慣性力，在垂直方向平衡系桿行星齒輪與平衡連接器總成的重量所產(chǎn)生的慣性力。
2.一種用于皮爾格冷軋管機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，該傳動(dòng)系統(tǒng)具有一個(gè)可來(lái)回往復(fù)移動(dòng)的軋機(jī)機(jī)架17，至少一個(gè)雙滑塊機(jī)構(gòu)，工作機(jī)座的慣性力由雙滑塊機(jī)構(gòu)的主軸6上的扇形平衡塊(11)平衡，這類(lèi)軋機(jī)的特征在于結(jié)構(gòu)為系桿軸8裝在從動(dòng)主軸內(nèi)的一個(gè)圓柱孔中，圓柱孔中裝有2個(gè)軸承4，系桿上通過(guò)鍵聯(lián)接一邊各裝一個(gè)平衡連接器3，在一邊的平衡連接器3上用鍵聯(lián)接安裝連結(jié)機(jī)架的連桿連接銷(xiāo)18，連桿連接銷(xiāo)18上安裝軸承2，平衡連接器3設(shè)計(jì)成由一個(gè)系桿和二個(gè)平衡連接器組成的部件的重心正好落在滑塊軸承的中心C點(diǎn)上，使得其二個(gè)滑塊的重量加上四個(gè)平衡連接器3與二個(gè)系桿軸的重量之和與二個(gè)連桿(1)與一個(gè)工作機(jī)架(17)的重量之和相近。
3.如權(quán)利要求1所述的皮爾格冷軋管機(jī)其特征在于為使為使經(jīng)平衡后存在的未被平衡掉的殘余的慣性力盡可能的小與為使經(jīng)平衡后從動(dòng)主軸上存在的未被平衡掉的殘余的慣性力矩盡可能的小.對(duì)于單行星齒輪傳動(dòng)裝置二個(gè)平衡連結(jié)器( 加上一個(gè)系桿(8)與一個(gè)行星齒輪(10)所組成的總的部件的總重量要略略大于一個(gè)連桿(1)與一個(gè)工作機(jī)架(17)的重量之和.對(duì)于雙行星齒輪傳動(dòng)平衡箱裝置為使水平方向的經(jīng)平衡后存在的未被平衡掉的二個(gè)連桿(1)與一個(gè)工作機(jī)架(17)的殘余慣性力與垂直方向的由四個(gè)平衡連結(jié)器C3) 二個(gè)系桿(8)與二個(gè)行星齒輪(10)的二個(gè)部件的未被平衡掉的總的殘余慣性力盡可能的小，四個(gè)平衡連結(jié)器C3)加上二個(gè)系桿(8)與二個(gè)行星齒輪(10)的總的二個(gè)部件的的總重量要略略大于二個(gè)連桿(1)與一個(gè)工作機(jī)架(17)的重量之和。
4.如權(quán)利要求1與3所述的皮爾格冷軋管機(jī)其特征在于為使為使經(jīng)平衡后存在的未被平衡掉的殘余的慣性力盡可能的小與為使經(jīng)平衡后從動(dòng)主軸上存在的未被平衡掉的殘余的慣性力矩盡可能的小，對(duì)于單行星齒輪傳動(dòng)平衡箱裝置在作平衡連接器(3)的外形設(shè)計(jì)時(shí)，使左右二個(gè)平衡連接器C3)加上系桿(8)與行星齒輪(10)所組成的部件的重心正好落在C點(diǎn)上，即C點(diǎn)是平衡連接器C3)加上系桿(8)與行星齒輪(10)所組成的部件的重心.對(duì)于雙行星齒輪傳動(dòng)裝置作平衡連接器(3)的外形設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于每個(gè)單行星齒輪傳動(dòng)裝置，使左右二個(gè)平衡連接器(3)加上系桿(8)與行星齒輪(10)所組成的部件的重心也正好落在C點(diǎn)上，即C點(diǎn)是平衡連接器( 加上系桿(8)與行星齒輪(10)的部件的重心。
5.如權(quán)利要求1所述的皮爾格冷軋管機(jī)其特征在于從動(dòng)主軸8作水平布置，平衡連接器3與扇形平衡塊11在相互平行的垂直平面上旋轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求2所述的皮爾格冷軋管機(jī)其特征在于二個(gè)從動(dòng)主軸8作水平布置，二個(gè)移動(dòng)滑塊20作垂直方向上下移動(dòng)，平衡連接器3與扇形平衡塊11在相互平行的垂直平面上旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
一種用于平衡往復(fù)式管子冷軋機(jī)工作機(jī)座慣性力與主軸上的慣性力矩的行星齒輪傳動(dòng)平衡箱的裝置方案與雙滑塊機(jī)構(gòu)傳動(dòng)平衡箱裝置方案，當(dāng)主軸(6)中的系桿(8)轉(zhuǎn)動(dòng)至各個(gè)位置角時(shí)可以在水平方向幾乎完全平衡掉工作機(jī)架的慣性力與在垂直方向幾乎完全平衡掉平衡連結(jié)器(3)與系桿(8)以及行星齒輪(10)組成的部件的慣性力，也可平衡掉主軸上的絕大部分慣性力矩，從而克服用普通曲柄連桿機(jī)構(gòu)作主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)。這種管子冷軋機(jī)可以在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)器振動(dòng)小與空載電耗小，可選擇較小功率的電機(jī)，對(duì)設(shè)備的土建基礎(chǔ)要求低，可驅(qū)動(dòng)鋼制整體工作機(jī)架作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這類(lèi)結(jié)構(gòu)方案可適用于高速節(jié)能型特大，大，中，小型各類(lèi)皮爾格軋機(jī)。
文檔編號(hào)B21B21/00GK102371276SQ20101025901
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者岑樂(lè)慶 申請(qǐng)人:岑樂(lè)慶