专利名称：摆式齿轮机座及摆式轴承座轧机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种双传动万向接轴机座及所传动的轧机，特别是涉及一种摆式齿轮机座及所传动的摆式轴承座轧机。
最常见的轧机由框式机架、轴承座、轧辊轴、辊缝调整机构等零部件组成。轧机的两根中心距可变的相互反向转动的轧辊，一般是依靠两根万向接轴和能将减速机单轴输来的转动变成双轴输出的反向转动的齿轮机座传动的。由于万向接轴是一种细长形状部件，它和齿轮机座串接，导致轧机整个传动系统尺寸增大，很难将包括电动机在内的整个轧机系统安装在一个可移动的平台上。对于需要经常变更工作场地或空间尺寸受限制的场合，传统轧机设计方案难于解决问题，使得设备苯重，给搬迁造成困难。为此，产生过一些简化或省去万向接轴、齿轮机座的轧机传动设计方案。但因设计思路受到传统轧机轴承座只能上、下垂直调整方案的局限，很难兼顾尺寸紧凑和传动大扭矩之间的矛盾。例如专利号为--88 209990.6的实用新型《双传动万向接轴机座》，设计方案是在相互外啮合的(齿顶圆为外圆弧形)齿轮内部再加工内齿，以内齿与两组弧形面柱销及装在内部的外齿轮套啮合，两个外齿轮套再加工出内孔，开键槽分别与减速机出轴和轧辊轴连接。由于径向有多层次的传动零件，造成径向尺寸增大，导致两轧辊轴中心距最小值变大，轧辊直径变大，进而使轧制力和轧制力矩变大，轧制功率增加。尽管实现了紧凑轧机传动系统尺寸的目的，但无法实现轧机主要尺寸和力能参数的优选。
本发明的目的是设计一种代替《双传动万向接轴机座》的传动装置及所传动的新型轧机，该传动装置及轧机既结构紧凑，又具有足够大的传动和承载能力。
本发明从传动装置入手，如说明书附1所示其由机座(1)、上、下两根摆动齿轮轴(2)、上、下两根摆杆(3)、固定转动齿轮轴(4)、主传动齿轮轴(5)、上、下两根等长联杆(6)、对中调整螺母(7)、止推调整螺栓(8)及一根销轴(10)组成。相对应传动的新型轧机，如说明书附2所示由“J”形机架(9)、四根销轴(10)、摆式轴承座(11)、平衡装置(12)、上、下两根轧辊轴(13)、压紧螺丝(14)、压紧螺母(15)及中间承压件(16)组成；上、下两根摆动齿轮轴轴端分别与上、下两根轧辊轴轴端用键相连接。
传动装置的每根摆杆的左端和中间加工有水平铰接孔，水平铰接孔中心距为R；上、下摆杆左端铰接孔内装有轴承，轴承分别和上、下两根摆动齿轮轴的轴颈动配合；上、下摆杆中间的铰接孔用轴承分别与固定转动齿轮轴、主传动齿轮轴的轴颈动配合，两齿轮轴两边的轴颈用轴承支承在机座前、后立板上的水平孔内，两齿轮轴线在一个垂直面内，固定中心距为a；主传动齿轮轴的后外端加工有键槽。上、下两根摆杆右端有一个水平圆柱体，圆柱面分别与上、下两根等长联杆的一端部的半开式圆孔动配合；联杆的另一端加工出圆孔，两联杆的圆孔同时与对中调整螺母左端的“”形叉口上的孔用一根销轴水平铰接在一起；对中调整螺母的外圆柱面与“”形叉口上的孔中心线垂直，并和机座右侧立板上的圆孔动配合，内螺纹与止推调整螺栓的外螺纹旋合，螺栓的右端被机座上的止口轴向定位。
新型轧机的摆式轴承座共有四件，上前、上后、下前、下后各一件；在摆式轴承座的右端有一个垂直“匚”形叉口，在叉口上加工出水平铰接孔；在摆式轴承座中间，加工出一个中间水平孔，与水平铰接孔的中心距为R；在每个摆式轴承座的左端与中间水平孔距离L处，加工一个垂直通孔。“J”形机架由水平底板与垂直立板固接而成；立板上凸出四个垂直铰接板，在铰接板上加工出水平孔，其直径与摆动轴承座“匚”形叉口上的水平铰接孔直径相等；上面一对铰接板上的水平孔在一个水平面上同心，下面一对铰接板上的水平孔在一个水平面上同心；四个铰接板上的水平孔分别与四个摆式轴承座右端“匚”形叉口上的水平铰接孔对正安装，分别穿过一根销轴上、下两对铰接板上的水平孔中心线在一个垂直面内，中心距为a。上、下两根轧辊轴的轧辊两边加工出轴颈，依靠固定在摆式轴承座中间水平孔内的轴承，轧辊轴与摆式轴承座相互动配合安装；两根轧辊轴的后端伸出摆式轴承座，并加工出键槽。两根压紧螺丝分别穿过两组上、下摆式轴承座的垂直通孔；压紧螺丝的头部受压面加工成球面，压紧螺母的受力端面也加工成球面。平衡装置安装在下前摆式轴承座左端的下部和“J”形机架的水平底板之间；在上前、下前摆式轴承座的左端下、上端面之间安装中间承压件。
如前所述，传动装置的主要特征在于有两根摆动齿轮轴；轧机的主要特征在于有四件摆式轴承座。因此将本发明命名为摆式齿轮机座及摆式轴承座轧机。它们之间协调运转的基本条件是摆式齿轮机座中的固定中心距和摆式轴承座轧机中的上、下两对铰接板上的水平孔中心线之间垂直线距离相等，均为a；摆式齿轮机座中摆杆的中间和左端两铰接孔中心距同摆式轴承座中间水平孔和水平铰接孔中心距相等，均为R。其中四根齿轮轴的齿轮模数m相等；两根摆动齿轮轴的轮齿数z相等；固定转动齿轮轴和主传动齿轮轴的轮齿数zo相等；齿轮均为人字齿轮。有关系式a=m·zo；R=m(z+zo)/2；z≤zo；若轧辊直径为Φ，则Φ＞a；压紧螺丝受力力臂L小于四根销轴受力力臂R，即L＜R。
如说明书附1和图2所示，设备调整过程如下在自由状态下，调整止推调整螺栓(8)，使对中调整螺母(7)移动，改变两根等长联杆(6)之间的夹角，使两根摆杆的左、右端点A、B绕固定点o摆动；两根摆动齿轮轴带动所连接的两根轧辊轴心A，以oR为半径，对称绕o点摆动；待两轧辊之间的间隙调整到预定值时，调整中间承压件(16)高度，使其将上、下摆式轴承座的下、上表面之间撑住；旋转压紧螺母(15)，将上、下摆式轴承座(11)通过压紧螺丝(14)压紧，最后调整平衡装置(12)，平衡掉摆式齿轮机座及摆式轴承座轧机中的零部件重量产生的附加力，调到轴承转动轻松为止。而后轧机可以进入实际工作状态。本发明的轧机，因为没有大尺寸的框式机架，属“短应力线轧机”；由于采用了中间承压件，轧机工作之前已经受到预紧力，是一种“预应力轧机”。这两种轧机比一般轧机具有更大的抗变形刚度，因此本发明的摆式轴承座轧机是一种高刚度轧机。摆式齿轮机座具有齿轮机座和万向接轴的两种功能，但只能传动摆式轴承座轧机，不能传动一般上、下垂直调整轴承座的轧机。反之，一般万向接轴却可以传动摆式轴承座轧机，所以摆式轴承座轧机也具有单独推广使用的价值。
作为本发明的实施例，在钢筋冷轧扭机组中采用了摆式齿轮机座和摆式轴承座轧机。轧机和传动机座重量之和从1400公斤减至720公斤；整个机组重量从4370公斤减至3200公斤；轧制入口线材直径由最大Φ10毫米增至Φ14毫米；轧辊直径由Φ250毫米减至Φ190毫米；主电机功率由22千瓦降至18.5千瓦，基本实现了机组的主要尺寸和力能参数的优选。
权利要求
1．一种双传动万向接轴机座及所传动的轧机，特别是一种摆式齿轮机座及所传动的摆式轴承座轧机，其特征在于摆式齿轮机座由机座(1)、上、下两根摆动齿轮轴(2)、上、下两根摆杆(3)、固定转动齿轮轴(4)、主传动齿轮轴(5)、上、下两根等长联杆(6)、对中调整螺母(7)、止推调整螺栓(8)及一根销轴(10)组成；摆式轴承座轧机由“J”型机架(9)、四根销轴(10)、摆式轴承座(11)、平衡装置(12)、上、下两根轧辊轴(13)、压紧螺丝(14)、压紧螺母(15)及中间承压件(16)组成；上、下两根摆动齿轮轴轴端分别与上、下两根轧辊轴轴端用键相连接。
2．按照权利要求1所述的上、下两根摆杆(3)、上、下两根摆动齿轮轴(2)、固定转动齿轮轴(4)、主传动齿轮轴(5)及机座(1)，其特征在于每根摆杆的左端和中间加工有水平铰接孔，水平铰接孔中心距为R；上、下摆杆左端铰接孔内装有轴承，轴承分别和上、下两根摆动齿轮轴的轴颈动配合；上、下摆杆中间的铰接孔用轴承分别与固定转动齿轮轴、主传动齿轮轴的轴颈动配合，两齿轮轴两边的轴颈用轴承支承在机座前、后立板上的水平孔内，两齿轮轴线在一个垂直面内，固定中心距为a ；主传动齿轮轴的后外端加工有键槽。
3．按照权利要求1所述的上、下两根摆杆(3)、上、下两根等长联杆(6)，对中调整螺母(7)，止推调整螺栓(8)，机座(1)及一根销轴(10)，其特征在于上、下两根摆杆右端有一个水平圆柱体，圆柱面分别与上、下两根等长联杆的一端部的半开式圆孔动配合；联杆的另一端加工出圆孔，两联杆的圆孔同时与对中调整螺母左端的“コ”形叉口上的孔用一根销轴水平铰接在一起；对中调整螺母的外圆柱面与“コ”形叉口上的孔中心线垂直，并和机座右侧立板上的圆孔动配合，内螺纹与止推调整螺栓的外螺纹旋合，螺栓的右端被机座上的止口轴向定位。
4．按照权利要求1所述的摆式轴承座(11)，其特征在于共有四件，上前、上后、下前、下后各一件；在摆式轴承座的右端有一个垂直“匚”形叉口，在叉口上加工出水平铰接孔；在摆式轴承座中间，加工出一个中间水平孔，与水平铰接孔的中心距为R；在每个摆式轴承座的左端与中间水平孔距离L处，加工一个垂直通孔。
5．按照权利要求1、4所述的“J”形机架(9)、摆式轴承座(11)及四根销轴(10)，其特征在于“J”形机架由水平底板与垂直立板固接而成；立板上凸出四个垂直铰接板，在铰接板上加工出水平孔，其直径与摆动轴承座“匚”形叉口上的水平铰接孔直径相等；上面一对铰接板上的水平孔在一个水平面上同心，下面一对铰接板上的水平孔在一个水平面上同心；四个铰接板上的水平孔分别与四个摆动轴承座右端“匚”形叉口上的水平铰接孔对正安装，分别穿过一根销轴；上、下两对铰接板上的水平孔中心线在一个垂直面内，中心距为a。
6．按照权利要求1、4所述的上、下两根轧辊轴(13)及摆式轴承座(11)，其特征在于上、下两根轧辊轴的轧辊两边加工轴颈，依靠固定在摆式轴承座中间水平孔内的轴承，轧辊轴与摆式轴承座相互动配合安装；两根轧辊轴的后端伸出摆式轴承座，并加工出键槽。
7．按照权利要求1、4所述的压紧螺丝(14)、压紧螺母(15)及摆式轴承座(11)，其特征在于两根压紧螺丝分别穿过两组上、下摆式轴承座的垂直通孔；压紧螺丝的头部受压面加工成球面，压紧螺母的受力端面也加工成球面。
8．按照权利要求1、4或5所述的平衡装置(12)、中间承压件(16)、摆式轴承座(11)及“J”形机架(9)，其特征在于平衡装置安装在下前摆式轴承座左端的下部和“J”形机架的水平底板之间；在上前、下前摆式轴承座的左端下、上端面之间安装中间承压件。
9．按照权力要求1所述的上、下两根摆动齿轮轴(2)、固定转动齿轮轴(4)及主传动齿轮轴(5)，其特征在于它们的齿轮模数m相等；两根摆动齿轮轴的轮齿数z相等；固定转动齿轮轴和主传动齿轮轴的轮齿数zo相等；齿轮均为人字齿轮。
10．按照权利要求1、2、4、5或9所述的摆式齿轮机座、摆式轴承座轧机及固定中心距a、水平铰接孔中心距R、齿轮模数m、齿数zo、z，其特征在于满足关系式a=m·zo；R=m·(z+zo)/2；z≤zo；若轧辊直径为Φ，则Φ＞a；压紧螺丝受力力臂L小于四根销轴受力力臂R，即L＜R。
全文摘要
本发明的摆式齿轮机座中有一对借助于摆杆摆动的齿轮轴，摆式轴承座轧机中有一对借助于摆式轴承座摆动的轧辊轴，两者的摆动半径R值相等。将摆动齿轮轴和轧辊轴以键相连，调整摆式齿轮轴的摆动量，可以改变轧辊辊缝的大小。摆式齿轮机座具有齿轮机座和万向接轴的功能，兼顾有尺寸紧凑和传递大扭矩的特点；摆动轴承座轧机是一种短应力线预应力高刚度轧机，具有体积小、刚度大的特点，两者的组合实现了主要尺寸和力能参数的优化选择。
文档编号B21B13/00GK1237491SQ98109138
公开日1999年12月8日 申请日期1998年5月31日 优先权日1998年5月31日
发明者冯庆庚 申请人:冯庆庚