专利名称：高速热轧线材生产线用线卷旋转输送控冷辊道的制作方法
技术领域：
本实用新型属于轧钢机械技术领域。
本实用新型产生的技术背景是，在目前的高速热轧线材生产线用线卷输送控冷辊道上被输送的线卷基本上是作平移运动，这种运动方式不能改变线卷各圈之间的搭接点和在辊道上的堆积状态，因而也就不能实现线卷的均匀冷却。
摩根-西马克公司针对高速热轧线材生产线用线卷输送控冷辊道下部的供风系统，研制了一个被称为Optiflex的一种风量分配装置(见
图13)。它把来自辊道下部的风量按线卷堆积密度不同分为三个部分，以求尽量使线卷冷却均匀。
原有技术的不足之处是，呈散卷状态的线卷在辊道上冷却时，只作平移运动，但是因线卷堆积的疏密程度不一，且不能改变线卷中圈与圈的搭接点，故而导致了线卷散热严重不均的现状，致使线材性能不均。尽管Optiflex装置能解决不同区域上风量分配问题。但其风量分配结果并不符合线卷在辊道上堆积密度的规律，因而该装置没能从根本上解决线卷冷却不均的问题。
本实用新型的目的是设计一种高速热轧线材生产线用线卷旋转输送控冷辊道。这种辊道能迫使在其上运行的线卷，以边前进、边旋转的方式运动，从而达到连续改变线卷上各点在辊道上所处的横向位置和线卷各圈之间相对的搭接点，实现线卷的均匀冷却。
该实用新型给出的高速热轧线材生产线用线卷旋转输送控冷辊道(见
图1和图2)的技术方案是包括电动机、齿轮箱、固定支架、活动支架、活动支架位置调整装置、万向联轴器、呈圆台形辊身的辊子、自动调心型滚动轴承、直孔轴承座和球形孔轴承座等零部件。每组辊道由一台电动机驱动一台具有多个输出轴的齿轮箱，此齿轮箱的每个输出轴经万向联轴器各自带动一条具有圆台形辊身的辊子。辊子轴两端的轴承位上安装有自动调心型滚动轴承，它被装在球形内套的孔中。一端的球形内套安装在传动侧的球形孔轴承座内；另一端的球形内套安装在置于非传动侧直孔轴承座内的剖分式过渡套零件的孔中，该非传动侧的直孔轴承座安装在活动支架的上面。在活动支架下面设有活动支架位置调整装置。此调整装置或者是通过固结在活动支架上的齿条与安装在轨座上的齿轮的啮合构成的齿轮齿条机构，其外加的调整转矩施加在齿轮轴上；或者是固结在轨座上的螺母和与之配合的且受活动支架的轴向约束的丝杠的螺旋机构，其外加的调整转矩施加在丝杠上；亦可以是其它直线移动装置。这样就组成了能在轨座上滑动的活动支架位置调整装置。
在控冷辊道上，利用旋转的圆台形辊子直径差在辊面上产生的线速度差，迫使被运送的线卷在辊道上以边前进、边旋转的方式运动。为保证线卷各圈的中心始终沿辊道纵向的中心线上移动，通过调节活动支架位置调整装置来纵向移动活动支架，使辊子中心线与齿轮箱输出轴轴线夹角产生变化，实现控制线卷在辊道上的跑偏的要求。辊子与齿轮箱的交角在一定范围内进行任意调整的关键，一个是采用了万向联轴器，以保证被连接件之间在角位移条件下动力的传递；另一个是采用了活动支架位置调整装置。
本实用新型的有益效果是利用了圆台形辊身的直径差，当辊子旋转时，沿辊面长度方向上具有的线速度差，就迫使了线卷作边旋转、边前进的动作，并能时时地改变线卷各圈之间的搭接点和线卷上任一点在辊道横向上的位置。从而实现了线卷的均匀冷却不再依赖于风量分布的情况。
具有自位性的轴承座、万向联轴器和活动支架位置调整装置的有机组合，实现了输送辊道辊子倾角在万向联轴器倾角允许的角度内任意调整，从而可以保证线卷在辊道上运行的对中性。此线卷旋转输送控冷辊道与摩根-西马克的Optiflcx装置相比，不仅具有结构简单，造价低廉，操作简便的特点，更主要的是线卷冷却极为均匀，且不再依赖于供风量的分配情况。
说明书附图下
图1线卷旋转输送控冷辊道结构图的主视图。1-直孔轴承座，2-辊子，3-球形孔轴承座，4-固定支架，5-万向联轴器，6-齿轮箱，7-电动机，8-线卷，9-辊道中心线。
图2线卷旋转输送控冷辊道结构图的左视图。10-螺旋式活动支架位置调整装置，11-活动支架，12-齿轮齿条式活动支架位置调整装置，13-轨座。
图3辊道组件的装配图。14-球形内套，15-固定支架，16-辊子，17-活动支架，18-连接螺栓，19-端盖，20-剖分式过渡套，21-直孔轴承座，22-连接螺栓，23-球形孔轴承座，24-轴承座地脚螺栓，25-自动调心型滚动轴承，26-透盖。
图4球形孔轴承座结构图。27-球形孔轴承座的上盖，28-球形孔轴承座的底座。
图5球形孔轴承座的俯视图。29-球形孔轴承座的俯视图。
图6直孔轴承座结构图。30-直孔轴承座的上盖，31-直孔轴承座的底座。
图7直孔轴承座俯视图。32-直孔轴承座的俯视图。
图8球形内套结构图。33-球形内套。
图9球形内套剖视图。34-球形内套。
图10剖分式过渡套结构图。35-剖分式过渡套半套A，36-剖分式过渡套半套B。
图11剖分式过渡套结构图。37-剖分式过渡套装配图。
图12线卷堆积密度分布规律示意图。38-沿辊子长度上线卷的相对堆积密度分布曲线，39-辊道中心线，40-辊道边缘。
图13摩根-西马克Optiflex装置的结构示意图。41-辊子，42-风室的上部挡板，43-上部挡板调节机构，44-风室的下部挡板，45-风室外壁板，46-下部挡板调节机构，47-风向和风量。
高速热轧线材生产线用线卷旋转输送控冷辊道设在高速线材生产线的吐丝机后面，用于替代现有的散卷冷却控冷输送辊道。该设备结构及其特点分述如下。
整个辊道如
图1和图2所示。包括作为动力源的电动机(7)向齿轮箱(6)提供动力，齿轮箱具有多个输出轴，每个输出轴通过万向联轴器(5)拖动一个具有圆台形辊身的辊子(2)，形成集体传动的传动形式。辊子的传动端被球形孔轴承座(3)安装在固定支架(4)上，其非传动端被直孔轴承座(1)安装在活动支架(11)上。利用转动时辊身上的直径差产生的线速度差，迫使其上的线卷(8)作边旋转、边前进的运动，从而实现了线卷均匀冷却的目的。由于不同条件下线卷各圈之间的相互牵拉作用以及辊道与线卷之间摩擦系数会存在着差异，难免线卷在辊道上向前运动时会偏离中心线(9)，故必须能够方便、准确地调整圆台形辊子轴线与齿轮箱输出轴轴线间的夹角(α角)，以便能严格控制线卷前进时的跑偏现象。对于跑偏现象的控制，或是利用活动支架下的齿轮齿条式活动支架位置调整装置(12)，或是利用螺旋式活动支架位置调整装置(10)，实现活动支架沿轨座(13)的纵向向前或者向后移动一段距离。标准件万向联轴器的应用，解决了辊子倾斜时的动力传递问题。
辊道组件的装配关系如图3所示。架在固定支架(15)和活动支架(17)上的辊子(16)，其轴的两侧轴位上安装了自动调心型滚动轴承(25)，滚动轴承装在具有球形外表面的球形内套(14)的孔中。球形内套则分别装在传动侧可剖分式的球形孔轴承座(23)孔中和剖分式过渡套(20)的球形内孔中。而剖分式过渡套用连接螺栓(18)固结为一体后，又以间隙配合的方式装在了直孔轴承座(21)的直孔内。最后再用轴承座连接螺栓(22)将上述两个轴承座的上盖和底座分别连接在一起，并将它们用轴承座地脚螺栓(24)分别安装在固定支架和活动支架之上。当活动支架沿轨座纵向移动时，为了不使轴承内圈在倾斜的辊子轴上发生轴向窜动，应该允许非传动侧球形内套与直孔轴承座沿轴向方向移动。为此在两者之间增设了剖分式过渡套。这样就构成了辊子在传动端的轴向固定，非传动端可自由伸缩的结构特点。保证了辊子在热膨胀，和因辊子倾斜时其两端轴承座中心距出现变化等诸因素下的自由伸缩，也使该轴承具有了自位性的特点，提高了辊子轴承的使用寿命。同时，这种结构还允许辊子轴线与球形孔轴承座和直孔轴承座的中心线之间在一定角位移(α角)条件下能正常工作。两侧轴承室的密封是将透盖(26)和端盖(19)用螺钉固结在球形内套两个侧端面上实现的。
球形孔轴承座、直孔轴承座、球形内套和剖分式过渡套的结构如图4～
图11所示。辊子轴上的滚动轴承的内圈以过盈配合的形式分别装在辊子两侧轴的轴承位上。滚动轴承的外圈装在具有球形外表面的球形内套(34)的孔中。一个球形内套以间隙配合方式装在传动侧的球形孔轴承座的上盖(27)和球形孔轴承座的底座(28)组成的球形孔中。另一个球形内套同样以间隙配合方式装在剖分式过渡套(35和36)的两个半套组成的球形内孔中，剖分式过渡套(37)用连接螺栓固结为一体，然后再以间隙配合方式将其装在非传动端直孔轴承座的上盖(30)和直孔轴承座的底座(31)的孔中。最后用连接螺栓分别将两个轴承座的上该和底座固结为整体。
在待冷却的线卷进入该输送辊道时，由于圆台形辊子表面的线速度差，迫使线卷以边旋转、边前进的方式运行。这种运行方式，能有效地，时时地改变线卷各圈之间的搭接点。在合适的辊道倾角条件下，线卷上每圈的中心点始终沿辊道中心线移动。同时线卷上的任意点在辊道横向上所处的位置也发生了连续的变化，即由一侧向另一侧移动。从根本上解决了目前普遍存在的线卷冷却不均的现象。
权利要求1．一种用于高速热轧线材生产线用线卷旋转输送控冷辊道，它有电动机，齿轮箱，固定支架，其特征它还有万向联轴器，呈圆台形辊身的辊子，自动调心型滚动轴承，直孔轴承座，球形孔轴承座，活动支架和活动支架位置调整装置等而构成，辊子与齿轮箱的输出轴之间采用万向联轴器，作为支撑辊子的自动调心式滚动轴承安装在球形内套的孔中此两个球形内套分别安装在传动侧的球形孔轴承座内和非传动侧直孔轴承座内的剖分式过渡套的孔中，其中非传动侧轴承座安装在活动支架上面，活动支架下面设有支架位置调整装置。
2．如权利要求1所述的控冷辊道，其特征是齿轮箱的每个输出轴与每个辊子之间传递动力用万向联轴器。
3．如权利要求1所述的控冷辊道，其特征是辊子具有圆台形辊身，即该辊身两端具有不同的直径。
4．如权利要求1所述的控冷辊道，其特征是辊子支撑结构由传动端球形孔轴承座，非传动端的直孔轴承座，传动端的自动调心型滚动轴承装在置于球形孔轴承座孔中的球形内套的孔内，非传动端的自动调心型滚动轴承装在置于剖分式过渡套的球形孔内的球形内套的孔中，而此剖分式过渡套则装在了直孔轴承座的直孔中。
5．如权利要求1所述控冷辊道，其特征是支撑非传动侧轴承座的活动支架位置调整装置，是齿轮齿条机构，它由固结在活动支架下部的齿条与安装在轨座上的齿轮之间啮合而构成，调整转矩施加在齿轮轴上，组成了能在轨座上滑动的活动支架。
6．如权利要求1所述控冷辊道，其特征是支撑非传动侧轴承座的活动支架位置调整装置，是螺旋式直线移动机构，它由固结在轨座上的螺母和与之配合且受活动支架轴向约束的丝杠而构成的螺旋装置，调整转矩施加在丝杠上，组成了能在轨座上滑动的活动支架。
专利摘要一种高速热轧线材生产线用线卷旋转输送控冷辊道,属于轧钢机械。它包括圆台形辊子,固定支架,活动支架,辊子倾角调整装置和具有自位性的辊子轴承座等。其主要优点是在输送热态线卷时,能迫使线卷以边前进、边旋转的方式运动,进而不断地改变其各圈之间的搭接点,并能连续不断地改变线卷上任意点在辊道横向上所处的位置。从根本上解决了线卷冷却不均的现状,并具有线卷冷却均匀,结构简单,造价低廉,调整方便、快捷的特点。
文档编号B21B39/02GK2439342SQ0020038
公开日2001年7月18日 申请日期2000年1月11日 优先权日2000年1月11日
发明者任吉堂 申请人:河北理工学院