一种极薄带轧机及其轧制方法
【专利摘要】一种极薄带轧机及其轧制方法，属于轧制机械【技术领域】。本发明的工作辊一端安装有开式齿轮组，主传动电机通过联轴器与工作辊相连，支撑辊位于工作辊上、下侧，工作辊和支撑辊均通过轴承座与牌坊相连，在上、下工作辊轴承座之间安装有推力弹簧；张力电机位于工作辊两侧，轧件穿过辊缝与卷筒相连接。其轧制方法为：准备两种类型齿轮组，第一种齿轮组有多套，每套的齿数比各不相同，用于异步轧制。第二种齿轮组齿数相同，用于同步轧制。根据工艺需要，选择安装其中一种齿轮组，通过压下装置施加轧制力，张力电机施加张力，启动主传动电机，完成第一次多道次轧制。可根据工艺需要多次更换安装合适齿轮组，继续轧制，直到轧件达到目标厚度。
【专利说明】一种极薄带轧机及其轧制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于轧制机械【技术领域】，特别是涉及一种极薄带轧机及其轧制方法。
【背景技术】
[0002]随着微制造技术和微成形技术的发展,对金属、合金及金属基复合材料的极薄带需求越来越大，这些极薄带广泛应用于微电子行业、微制造行业、仪器仪表行业和微机电行业等。现阶段金属、合金及金属基复合材料的极薄带多通过轧制得到，所用轧机普遍为多辊轧机。利用传统轧机进行极薄带轧制，生产效率低下，产能无法满足需求；传统多辊轧机的工作辊直径小，运行和维护成本高。当传动轴较细时容易出现扭振现象，进而造成极薄带表面出现振纹等缺陷，影响产品质量。
【发明内容】
[0003]针对现有技术存在的问题，本发明提供一种生产效率高、有效减小扭振现象及能够保证极薄带质量的极薄带轧机及其轧制方法。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:一种极薄带轧机，包括主传动电机、工作辊、支撑辊、压下装置、牌坊、第一张力电机及第二张力电机，所述工作辊包括上工作辊和下工作辊，所述支撑辊包括上支撑辊和下支撑辊，所述主传动电机的动力输出轴通过联轴器与下工作辊一端相连接，下工作辊另一端安装有第二齿轮；所述上工作辊位于下工作辊上部，在上工作辊一端设置有第一齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮相啮合；所述上支撑辊位于上工作辊上部，两者接触滚动配合；所述下支撑辊位于下工作辊下部，两者接触滚动配合；
[0005]所述上工作辊和下工作辊均通过工作辊轴承座与牌坊滑动连接，所述下支撑辊通过支撑辊轴承座固定在牌坊底部，所述上支撑辊通过支撑辊轴承座固定在牌坊窗口内，在上工作辊与下工作辊的工作辊轴承座之间安装有推力弹簧；在所述上支撑辊的支撑辊轴承座与压下装置之间设置有压力传感器；
[0006]所述第一张力电机和第二张力电机分布在工作棍两侧，第一张力电机的动力输出轴连接有第一卷筒，第二张力电机的动力输出轴连接有第二卷筒，轧件一端连接在第一卷筒上，轧件另一端穿过上、下工作辊之间辊缝连接在第二卷筒上；在所述工作辊与第一卷筒之间设置有第一张力辊，在工作辊与第二卷筒之间设置有第二张力辊；
[0007]所述压力传感器信号输出端、主传动电机控制端、第一张力电机控制端及第二张力电机控制端均与主控计算机相连。
[0008]所述第一齿轮和第二齿轮构成开式齿轮组，齿轮组数量若干，若干齿轮组的齿数比各不相同。
[0009]所述开式齿轮组位于工作辊任意一端或者位于工作辊两端。
[0010]所述压下装置采用压下丝杠或液压缸。
[0011]采用所述的极薄带轧机的轧制方法，包括如下步骤:[0012]步骤一:轧制前，准备两种类型的齿轮组，第一种齿轮组的第一齿轮与第二齿轮齿数不相同，且第一种齿轮组的数量若干，若干数量的第一种齿轮组之间的齿数比各不相同，第二种齿轮组的第一齿轮与第二齿轮齿数相同，第一种齿轮组用于异步轧制，第二种齿轮组用于同步轧制，根据工艺要求，选择使用第一种齿轮组或者使用第二种齿轮组；
[0013]步骤二:将所选用的第一种齿轮组或者第二种齿轮组安装到上、下工作辊上，在推力弹簧作用下，上工作辊和上支撑辊会被推力弹簧顶起，此时上、下工作辊之间的辊缝处于最大缝隙位置；
[0014]步骤三:将轧件穿过上、下工作辊之间辊缝并卷装到第一、第二卷筒上，同时轧件绕过第一、第二张力辊进行初步张紧；
[0015]步骤四:启动主控计算机，通过压下装置对上、下工作辊施加轧制力，通过压力传感器采集轧制力数值，直到轧制力达到设定值；
[0016]步骤五:启动第一张力电机和第二张力电机对轧件施加张力；
[0017]步骤六:启动主传动电机，在所选用的第一种齿轮组或者第二种齿轮组作用下，上、下工作辊互为反向转动，实现轧制功能，轧制前，可通过压下装置施加预压紧力，实现负辊缝轧制；
[0018]步骤七:关闭主传动电机、第一张力电机及第二张力电机，压下装置卸载轧制力，根据工艺要求，可多次更换第一种齿轮组或者第二种齿轮组，并进行下一道次的轧制，参照前一道次轧制过程，直到轧件厚度到达目标厚度，轧制完成。
[0019]本发明的有益效果:
[0020]本发明与现有技术相比，摒弃了传统轧机采用齿轮箱和万向接轴作为传动机构的方式，直接利用联轴器连接电机与工作辊，可有效减小扭振现象的发生，提高极薄带的表面质量；上、下工作辊之间通过开式齿轮组配合传动，通过更换不同齿数比的齿轮组，能够实现异步轧制和同步轧制，与传统极薄带生产工艺相比可提高生产效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明的一种极薄带轧机结构示意图；
[0022]图2为图1的俯视图；
[0023]图3为本发明的一种极薄带轧机的轧制流程图；
[0024]图中，I—主传动电机，2—上工作辊，3—下工作辊，4一上支撑辊，5—下支撑辊，6—第一齿轮，7—第二齿轮，8—压力传感器，9—压下装置，10—牌坊，11—联轴器，12—推力弹簧，13—工作辊轴承座，14一支撑辊轴承座，15—第一张力电机，16—第一卷筒，17—第一张力棍，18一轧件,19一第二张力电机，20—第二卷筒,21—第二张力棍。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0026]如图1、2所示，一种极薄带轧机，包括主传动电机1、工作辊、支撑辊、压下装置9、牌坊10、第一张力电机15及第二张力电机19，所述工作辊包括上工作辊2和下工作辊3，所述支撑辊包括上支撑辊4和下支撑辊5，所述主传动电机I的动力输出轴通过联轴器11与下工作辊3 —端相连接，下工作辊3另一端安装有第二齿轮7 ;所述上工作辊2位于下工作棍3上部,在上工作棍2 —端设置有第一齿轮6,所述第一齿轮6与第二齿轮7相哨合；所述上支撑辊4位于上工作辊2上部，两者接触滚动配合；所述下支撑辊5位于下工作辊3下部，两者接触滚动配合；
[0027]所述上工作辊2和下工作辊3均通过工作辊轴承座13与牌坊10滑动连接，所述下支撑辊5通过支撑辊轴承座14固定在牌坊10底部，所述上支撑辊4通过支撑辊轴承座14固定在牌坊窗口内，在上工作辊2与下工作辊3的工作辊轴承座13之间安装有推力弹簧12 ;在所述上支撑辊4的支撑辊轴承座14和压下装置9之间设置有压力传感器8 ；
[0028]所述第一张力电机15和第二张力电机19分布在工作棍两侧,第一张力电机15的动力输出轴连接有第一卷筒16，第二张力电机19的动力输出轴连接有第二卷筒20，轧件18一端连接在第一卷筒16上，轧件18另一端通过上、下工作辊之间辊缝连接在第二卷筒20上；在所述工作辊与第一卷筒16之间设置有第一张力辊17，在工作辊与第二卷筒20之间设置有第二张力辊21 ；
[0029]所述压力传感器8信号输出端、主传动电机I控制端、第一张力电机15控制端及第二张力电机19控制端均与主控计算机相连。
[0030]所述第一齿轮6和第二齿轮7构成开式齿轮组，齿轮组数量若干，若干齿轮组的齿数比各不相同。
[0031]所述开式齿轮组位于工作辊任意一端或者位于工作辊两端。
[0032]所述压下装置9采用压下丝杠或液压缸等。
[0033]本实施例中的轧件18为紫铜薄带，轧件18的初始厚度为1mm，宽度为80mm，工作棍直径为50mm,工作棍长度为130mm,支撑棍直径为120mm,支撑棍长度为120mm,轧件18目标厚度为0.005mm以下,主传动电机1、第一张力电机15和第二张力电机19均米用伺服电机。
[0034]采用所述的极薄带轧机的轧制方法，其轧制流程图如图3所示，具体包括如下步骤:
[0035]步骤一:轧制前，准备两种类型的齿轮组，第一种齿轮组的第一齿轮6与第二齿轮7齿数不相同，且第一种齿轮组的数量若干，若干数量的第一种齿轮组之间的齿数比各不相同，第二种齿轮组的第一齿轮6与第二齿轮7齿数相同，第一种齿轮组用于异步轧制，第二种齿轮组用于同步轧制，根据工艺要求，选择使用第一种齿轮组或者使用第二种齿轮组；
[0036]本实施例中，齿轮组为三套,第一套齿轮组的齿数比为1.1,第二套齿轮组的齿数比为1.05,第三套齿轮组的齿数比为I,第一、第二套齿轮组用于异步轧制,第三套齿轮组用于同步轧制；
[0037]步骤二:将第一套齿轮组安装到上、下工作辊上，在推力弹簧12作用下，上工作辊2和上支撑辊4会被顶起，此时上、下工作辊之间的辊缝处于最大缝隙位置；
[0038]步骤三:将轧件18穿过上、下工作辊之间辊缝并卷装到第一、第二卷筒上，同时轧件18绕过第一、第二张力辊进行初步张紧；
[0039]步骤四:启动主控计算机，通过压下装置9对上、下工作辊施加轧制力，通过压力传感器8采集轧制力数值，直到轧制力达到IOOkN ；
[0040]步骤五:启动第一张力电机15和第二张力电机19对轧件18施加张力；
[0041]步骤六:通过压下装置9施加预压紧力，启动主传动电机I，在第一套齿轮组作用下，上、下工作辊对轧件18进行异步轧制，直到轧件18厚度为0.05mm以下，完成轧件18第一次轧制；
[0042]步骤七:关闭主传动电机、第一张力电机及第二张力电机，压下装置卸载轧制力，将第一套齿轮组卸下，更换第二套齿轮组，参照第一次轧制过程，进行第二次多道次轧制，直到轧件18厚度为0.005mm左右，再将第一套齿轮组卸下，更换第三套齿轮组，进行第三次多道次轧制，直到轧件厚度到达目标厚度，轧制完成。
[0043]采用大齿数比的齿轮组时，本发明能够满足较大异速比的异步轧制，适用范围包括粗轧、全搓轧、对难变形和低塑性的金属及合金的轧制。
[0044]采用小齿数比的齿轮组时，本发明能够满足较小异速比的异步轧制，适用范围包括接近成品厚度的轧制和部分搓轧。
[0045]采用第二种齿轮组时，本发明能够满足同步轧制，适用范围包括精轧和平整。
[0046]实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。
【权利要求】
1.一种极薄带轧机，其特征在于:包括主传动电机、工作辊、支撑辊、压下装置、牌坊、第一张力电机及第二张力电机，所述工作辊包括上工作辊和下工作辊，所述支撑辊包括上支撑辊和下支撑辊，所述主传动电机的动力输出轴通过联轴器与下工作辊一端相连接，下工作辊另一端安装有第二齿轮；所述上工作辊位于下工作辊上部，在上工作辊一端设置有第一齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮相啮合；所述上支撑辊位于上工作辊上部，两者接触滚动配合；所述下支撑辊位于下工作辊下部，两者接触滚动配合； 所述上工作辊和下工作辊均通过工作辊轴承座与牌坊滑动连接，所述下支撑辊通过支撑辊轴承座固定在牌坊底部，所述上支撑辊通过支撑辊轴承座固定在牌坊窗口内，在上工作辊与下工作辊的工作辊轴承座之间安装有推力弹簧；在所述上支撑辊的支撑辊轴承座与压下装置之间设置有压力传感器； 所述第一张力电机和第二张力电机分布在工作棍两侧，第一张力电机的动力输出轴连接有第一卷筒，第二张力电机的动力输出轴连接有第二卷筒，轧件一端连接在第一卷筒上，轧件另一端穿过上、下工作辊之间辊缝连接在第二卷筒上；在所述工作辊与第一卷筒之间设置有第一张力辊，在工作辊与第二卷筒之间设置有第二张力辊； 所述压力传感器信号输出端、主传动电机控制端、第一张力电机控制端及第二张力电机控制端均与主控计算机相连。
2.根据权利要求1所述的一种极薄带轧机，其特征在于:所述第一齿轮和第二齿轮构成开式齿轮组，齿轮组数量 若干，若干齿轮组的齿数比各不相同。
3.根据权利要求2所述的一种极薄带轧机，其特征在于:所述开式齿轮组位于工作辊任意一端或者位于工作辊两端。
4.根据权利要求1所述的一种极薄带轧机，其特征在于:所述压下装置采用压下丝杠或液压缸。
5.采用权利要求1所述的极薄带轧机的轧制方法，包括如下步骤: 步骤一:轧制前，准备两种类型的齿轮组，第一种齿轮组的第一齿轮与第二齿轮齿数不相同，且第一种齿轮组的数量若干，若干数量的第一种齿轮组之间的齿数比各不相同，第二种齿轮组的第一齿轮与第二齿轮齿数相同，第一种齿轮组用于异步轧制，第二种齿轮组用于同步轧制，根据工艺要求，选择使用第一种齿轮组或者使用第二种齿轮组； 步骤二:将所选用的第一种齿轮组或者第二种齿轮组安装到上、下工作辊上，在推力弹簧作用下，上工作辊和上支撑辊会被推力弹簧顶起，此时上、下工作辊之间的辊缝处于最大缝隙位置； 步骤三:将轧件穿过上、下工作辊之间辊缝并卷装到第一、第二卷筒上，同时轧件绕过第一、第二张力辊进行初步张紧； 步骤四:启动主控计算机，通过压下装置对上、下工作辊施加轧制力，通过压力传感器采集轧制力数值，直到轧制力达到设定值； 步骤五:启动第一张力电机和第二张力电机对轧件施加张力； 步骤六:启动主传动电机，在所选用的第一种齿轮组或者第二种齿轮组作用下，上、下工作辊互为反向转动，实现轧制功能。轧制前，可通过压下装置施加预压紧力，实现负辊缝轧制； 步骤七:关闭主传动电机、第一张力电机及第二张力电机，压下装置卸载轧制力，根据工艺要求，可多次更换第一种齿轮组或者第二种齿轮组，并进行下一道次的轧制，参照前一道次轧制过程，直到轧件厚度到 达目标厚度，轧制完成。
【文档编号】B21B37/58GK103962377SQ201410145807
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月14日 优先权日:2014年4月14日
【发明者】刘相华, 孙祥坤, 汤德林, 宋孟 申请人:东北大学