专利名称：空间自位防交叉半封闭式型钢轧机的制作方法
技术领域：
本发明涉及冶金机械技术领域，特别是涉及一种空间自位防交叉半封闭式型钢轧机。
半封闭式型钢轧机是上世纪50年代问世的典型轧机，广泛用于型钢粗轧、中轧及多品种规格小批量大中型钢精密轧制生产。轧机轴承采用胶木瓦滑动轴承，用水润滑和冷却，维修简单方便，因而至今仍在大中型棒扁材生产中发挥着巨大作用。然而，由于胶木瓦轴承引起的轧辊弹跳值相对所需制品公差带要求大且轴向串动量大，严重制约制品尺寸精度的提高，并且成材率较低，成本较高。因此，在原有半封闭式机架继续保留使用前提下，用多列滚动轴承置换胶木瓦轴承是提高制品尺寸精度、投资少、不中断轧制生产的有效途径。
为了克服采用胶木瓦滑动轴承的半封闭式型钢轧机的上述不足，本发明提供一种采用四列短圆柱滚子轴承的空间自位防交叉半封闭式型钢轧机，该轧机具有适应轧制间歇空载荷和轧制高载荷工况性能的空间自位静定辊系和防止轧辊动态交叉和冲击的控制机构，使轧机在高载荷高速工况下稳定运行，滚动轴承和轧辊轴向调节螺纹机构长寿，提高产品产量和质量，降低成本。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是轧辊3采用四列短圆柱滚子轴承2和双列圆锥止推轴承1安装在轴承座4上，轴承座4装设在半封闭式机架6的两个立柱之间；轴承座4与机架6的立柱受力接触侧面设置凸球面垫13和凹球面垫14，凸球面垫13由螺钉安装在轴承座4侧壁孔内，凹球面垫14则由螺钉连接在凸球面垫13上，凸球面垫13和凹球面垫14之间的接触面为球面，其球心为轴承座4中心，保证相互之间可以摆动；轴向挡板5与轴承座4之间安装球铰链副部件，内侧水平铰链部件7与内侧双柱面铰链部件8形成内侧水平自位铰链，相互之间的接触面是轴线为轴承座中心垂线的圆柱面；外侧水平铰链部件12与外侧双柱面铰链部件11形成外侧水平自位铰链，相互之间的接触面是轴线为轴承座中心垂线的圆柱面。内侧垂直铰链部件9与内侧双柱面铰链部件8形成内侧垂直自位铰链，相互之间的接触面是轴线为轴承座镗孔轴线的圆柱面；外侧垂直铰链部件10与外侧双柱面铰链部件11形成外侧垂直自位铰链，相互之间的接触面是轴线为轴承座镗孔轴线的圆柱面。水平自位铰链和垂直自位铰链的轴线交点落在轴承座4轴线上，共同形成球铰链副，保证垂直方向和水平方向的自位作用；按照机构学理论分析，上述结构构成2杆3低副空间自位性微尺度等效静定杆系机构，实现轧机辊系在轧制间歇空载荷(见图8)和轧制高载荷(见图9)的切换交替运行状态都能保持静定条件，确保轴承座4跟随轧辊3弯曲变形引起的辊颈空间倾斜而自动摆动，因而四列短圆柱滚子轴承2、双列圆锥止推轴承1、轴承密封机构和轧辊轴向调节机构螺纹副可长寿运行；在双支点分力座16入口端侧面上安装螺纹千斤顶18，同时双支点分力座16轧件出口端侧面顶在轴承座4的凸台上，螺纹千斤顶18端部顶在机架6的立柱入口端侧面，通过拧紧螺纹千斤顶18使轴承座4紧贴机架6的立柱出口端侧面，以确保在外干扰力矩和有隙轴承座状态下，防止两轧辊动态微尺度交叉行为，使轴向力最小化；压下机构15通过双支点分力座16和柱面垫17将轧制力P传递给轴承座4，双支点分力座16上端与压下机构15接触，下端中部挖空形成两个支撑端，柱面垫17安装在轴承座4上，双支点分力座16的两个支承端端部加工圆柱面凹槽与柱面垫17圆柱面贴合。由此将轴承座4的外载荷承载一分为二，实现滚动轴承径向载荷圆周上呈M型非抛物线型分布，成倍降低压力峰值，且每列均载。
附图及实施例
图1空间自位防交叉半封闭式型钢轧机结构示意2空间自位防交叉半封闭式型钢轧机结构侧视示意3球铰链副机构示意4球铰链副机构放大5凸球面垫和凹球面垫示意6双支点分力座和柱面垫示意7压下机构与轴承座示意8轧制间歇空载荷杆系机构示意9轧制高载荷杆系机构示意10螺纹千斤顶防交叉结构示意1是本发明公开的一个实施例。轧辊公称直径为600mm规格的空间自位防交叉半封闭型钢轧机上下轧辊两端安装四列短圆柱滚子轴承和双列圆锥轴承。轴承座轧件出口侧装设球面垫，机架挡板与轴承座之间装设球铰链副部件，轴承座与压下机构间装设柱面垫，构成空间自位机构，以确保四列滚子轴承、双列圆锥止推轴承、轴承密封机构和轧辊轴向调节机构螺纹副沿轴向及周向均载要求。双支点分力座与机架入口端侧面之间装设螺纹千斤顶以防止上、下轧辊轴线交叉，使轧辊轴向力最小且防止咬钢及甩钢时的冲击力发生。在上、下轴承座上设置轧制力双支点分力座，改变滚动轴承径向载荷分布特性，降低压力峰值以提高轴承寿命。实践证明本空间自位防交叉半封闭式型钢轧机实现防止异常超大轧制力和轴向力引起的四列短圆柱滚子轴承、止推轴承、轴承密封机构和轴向调节机构螺纹副短寿烧结事故，确保四列短圆柱滚子轴承3500小时工作寿命，提高制品精度，降低轧机事故率和相应提高轧机作业率，减少备品和降低成本。
权利要求
1.一种空间自位防交叉半封闭式型钢轧机，包括轧辊(3)、轴承座(4)、轴向挡板(5)、机架(6)和压下机构(15)，其特征在于轧辊(3)采用四列短圆柱滚子轴承(2)和双列圆锥止推轴承(1)安装在轴承座(4)上，轴承座(4)装设在半封闭式机架(6)的两个立柱之间，轴承座(4)与机架(6)的立柱受力接触侧面之间安装有凸球面垫(13)和凹球面垫(14)，轴向挡板(5)与轴承座(4)之间安装球铰链副部件，部件之间以柱面圆弧接触，并保证相互之间相对摆动；机架(6)的立柱入口端侧面与双支点分力座(16)之间安装螺纹千斤顶(18)，双支点分力座(16)的另一侧顶在轴承座(4)的凸台上；螺纹千斤顶(18)螺纹部分与双支点分力座(16)螺纹啮合，螺纹千斤顶(18)头部顶在机架(6)的立柱的侧面；双支点分力座(16)上端与压下机构(15)接触，其下端中间部分挖空形成两个支撑端，双支点分力座(16)与轴承座(4)之间设置柱面垫(17)，柱面垫(17)安装在轴承座(4)上，双支点分力座(16)的两个支承端端部加工圆柱面凹槽与柱面垫(17)接触；
2.根据权利要求1所述的空间自位防交叉半封闭式型钢轧机，其特征在于凸球面垫(13)安装在轴承座(4)的侧壁孔内，凹球面垫(14)则由螺钉连接在凸球面垫(13)上，凸球面垫(13)和凹球面垫(14)之间的接触球面以轴承座中心为圆心，凸球面垫(13)和凹球面垫(14)相互之间可相对摆动。
3.根据权利要求1所述的空间自位防交叉半封闭式型钢轧机，其特征在于内侧水平铰链部件(7)与内侧双柱面铰链部件(8)形成内侧水平自位铰链，相互之间的接触面是轴线为轴承座中心垂线的圆柱面；外侧水平铰链部件(12)与外侧双柱面铰链部件(11)形成外侧水平自位铰链，相互之间的接触面是轴线为轴承座中心垂线的圆柱面；内侧垂直铰链部件(9)与内侧双柱面铰链部件(8)形成内侧垂直自位铰链，相互之间的接触面是轴线为轴承座镗孔轴线的圆柱面；外侧垂直铰链部件(10)与外侧双柱面铰链部件(11)形成外侧垂直自位铰链，相互之间的接触面是轴线为轴承座镗孔轴线的圆柱面。水平自位铰链和垂直自位铰链的轴线交点落在轴承座(4)轴线上，共同形成球铰链副，保证垂直方向和水平方向的自位作用。
全文摘要
本发明涉及冶金机械技术领域。空间自位防交叉半封闭式型钢轧机，采用四列短圆柱滚子轴承和双列圆锥止推轴承，在轴承座与机架之间安装球铰链副形成空间自位性微尺度等效静定辊系；在上、下轧辊轴承座支撑处安装轧制力双支点分力座；在双支点分力座与机架立柱侧面之间安装螺纹千斤顶形成防止上、下轧辊轴线交叉的几何牵制机构。本发明提出的轧机具有更好的轧制产品精度，为有机架类轧机的空间自位型防止交叉微尺度等效静定辊系，确保轴承座跟随轧辊弯曲变形引起的辊颈倾斜而摆动实现轴承自位、在外干扰力矩下的轧辊防止动态微尺度交叉行为使轴向力最小、滚动轴承径向载荷呈M型非抛物线型分布从而成倍降低压力峰值且每列均载以实现可靠延寿的目的。
文档编号B21B31/00GK1721095SQ20051001365
公开日2006年1月18日 申请日期2005年5月31日 优先权日2005年5月31日
发明者申光宪, 李明, 徐言忠, 朱凤华, 李志强 申请人:燕山大学