专利名称：单传动轴三辊y型可调式轧机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种俗称轧机的金属压延机械，特别是一种单传动轴三辊Y型轧机。
背景技术：
现有的120°三辊Y型轧机在国外称KOCKS轧机，它有两种类型一种是单传动输入轴120°三辊Y型轧机，请参看图1、图2及图3，这种轧机早在1947年就面世，多用于无缝钢管和焊管张力减径机组和棒、线材定、减径机组上，其中标号1′代表轴承，标号2′代表主动轴，标号3′代表锥齿轮，标号4′代表轧辊，标号5′代表被动轴，它的特征是一根主动轴2′输入120°三辊机架，通过两对锥齿轮3′驱动120°三个轧辊同步旋转，并实现对金属棒材三个方向压缩变形即三向压延。这种轧机的优点是传动机构简单、制造容易、重量轻、造价低。目前国外仍大量采用，国内多用在电缆厂铜、铝线冷轧。这种轧机的突出缺陷是两对锥齿轮3′传动轧辊4′，由于受锥齿轮啮合的限制，在生产线上三个轧辊4′不能进行径向压下调整，生产中三个轧辊4′孔槽磨损后，轧件尺寸变大后，无法恢复孔槽尺寸，只好经常更换整个三辊机头，造成轧机的使用效率低，生产作业率低，产品精度低。
第二种是三根传动输入轴120°三辊Y型轧机，请参看图4及图5，其中标号1″代表轴承，标号2″代表主动轴，标号3″代表锥齿轮，标号4″代表轧辊，标号5″代表圆柱齿轮传动系统，标号6″代表联轴器，标号7″代表主动动齿轮，标号8″代表上传动齿轮，标号9″代表下传动齿轮，标号10″代表三辊机架，这种三辊Y型轧机突出特点是120°三个轧辊可以径向压下或提升达10mm，在生产线上随时改变轧件的尺寸大小和提高尺寸精度；轧辊磨损后，可通过在线调整轧辊压下，恢复轧件尺寸。因此，这种三辊机头使用周期长，可大大提高生产率。它的传动特点是将两对锥齿轮从三辊机头内移到三辊机头之外，再通过三付万向联轴器与三根轧辊轴头相联，其结果是，120°三个轧辊径向压下不会受锥齿轮的限制。为了解决120°三根传动轴的同步旋转，采用了复杂的齿轮系统，见图4所示，根据图4机构简图制造出庞大、复杂、笨重的新型三根传动输入轴可调式三辊Y型轧机，见图5所示。
比较图3与图5两种类型120°三辊轧机，不难看出他们之间的差距一种是结构简单、重量轻、造价低、效率低的三辊Y型轧机。后一种是传动结构复杂庞大、笨重、造价高、效率高的三辊轧机，辊径φ250至φ370，3机架至5机架的连轧机组，KOCKS公司的售价是350万至600万美元，非常昂贵，所以至今中国大量电缆厂生产铜、铝线仍用单传动轴不可调的三辊Y型轧机。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种结构简单、重量轻、造价低的单传动轴三辊Y型可调式轧机。
本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的该单传动轴三辊Y型可调式轧机包括锥齿轮径向与轴向联合同步位移机械组合件，装在同一根主动轴上的轧辊与左锥齿轮通过装在主动轴上的圆柱滚子轴承支撑在左偏心轴承套的内孔中，左偏心轴承套的外圆有一段蜗轮卡装在箱体的内孔中，左轴向调整环外圆的螺纹与左偏心轴承套内孔的螺母相旋合，其侧端面通过挡圈和圆柱滚子推力轴承与左锥齿轮的大端端面相接触，左锥齿轮小端端面与大压缩弹簧端面相接触，大压缩弹簧另一端面与挡套相接触，并定位，左轴向调整环外圆是螺纹并有两条相距180°的轴向键槽，两个定位销装在箱体的两侧面，它们的端头深入该健槽中，卡住左轴向调整环，定位销端头与键槽保留滑动间隙。左偏心轴承套外圆上的蜗轮两侧面卡装在箱体内孔的圆周槽中，并与调整蜗杆相啮合；装在同一根被动轴上的轧辊与右锥齿轮通过装在被动轴上的圆柱滚子轴承支撑在右偏心轴承套的内孔中，右偏心轴承套的外圆有一段蜗轮卡装在箱体的内孔中，其外圆上的蜗轮两侧面卡装在箱体内孔的圆周槽中，并与调整蜗杆相啮合，此根调整蜗杆同时与左偏心轴承套外圆上的蜗轮相啮合，即一拖二，右轴向调整环外圆的螺纹与右偏心轴承套内孔的螺母相旋合，其侧端面通过挡圈与圆柱滚子推力轴承和右锥齿轮的大端端面相接触；右锥齿轮小端端面有小压缩弹簧顶住并通过挡板压住弹簧另一端面，右轴向调整环外圆是螺纹并有两条相距180°的轴向键槽，两个定位销装在箱体的两侧面，它们的端头深入该键槽中，卡住右轴向调整环，定位销端头与键槽保留滑动间隙。其中两根调整蜗杆分别驱动四个左偏心轴承套和右偏心轴承套上的蜗轮，一根调整蜗杆驱动两个后偏心轴承套上的蜗轮，另两根调整蜗杆分别驱动窄偏心套与偏心螺纹套上的蜗轮，五根调整蜗杆出轴端都装有圆柱齿轮，其一端装在箱体中，另一端支撑在同步齿轮箱中。
其中一根调整蜗杆出轴端加长，其上装设一驱动五个圆柱齿轮同步同方向旋转的手轮。
本实用新型单传动轴三辊Y型可调式轧机的优点在于这种单传动轴三辊Y型轧机的120°三个轧辊可以在生产线上不停机地随意进行径向同步压下或提升调整，并且两对锥齿轮始终保持最佳啮合状态不变。这种结构简单、重量轻、造价低的单传动轴可调式三辊Y型轧机，同样具备传动结构复杂、庞大、笨重、造价高的三根传动输入轴可调式三辊Y型轧机相同的性能，即三个轧辊在生产线上可同步径向压下调整的性能。
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。
图1是现有单传动轴三辊Y型轧机上传动结构简图。
图2是现有单传动轴三辊Y型轧机下传动结构简图。
图3是现有德国KOCKS公司单传动输入轴三辊Y型轧机机组图。
图4是现有德国KOCKS公司三根传动输入轴三辊Y型轧机的传动结构简图。
图5是现有德国KOCKS公司三根传动输入轴可调式三辊Y型轧机图。
图6是本实用新型单传动轴三辊Y型可调式轧机主视图。
图7是图6中B-B向剖视图。
图8是图7中C-C向剖视图。
图9是图8中F向视图。
具体实施方式请参看图6至图9，本实用新型单传动轴三辊Y型可调式轧机的技术方案分为三个部分。
1.锥齿轮径向与轴向联合同步位移机械组合件，它的组成与结构特征①装在同一根主动轴3上的轧辊7与左锥齿轮5通过装在主动轴3上的圆柱滚子轴承18支承在左偏心轴承套9的内孔中，左锥齿轮5内孔与主动轴3是花键连接；②左偏心轴承套9的外圆有一段蜗轮卡装在箱体1的内孔中，内孔有一段梯形螺母，与左轴向调整环15外圆的梯形螺纹相旋合；左轴向调整环15侧端面通过挡圈17与圆柱滚子推力轴承16与左锥齿轮5的大端端面相接触左锥齿轮5小端端面与大压缩弹簧20端面相接触，弹簧20的另一端面与挡套2相接触，并定位；③左轴向调整环15外圆有两条相距180°的轴向键槽，两个定位销22装在箱体1两侧面，它们的端头深入轴向健槽中，卡住左轴向调整环15，但定位销端头与键槽保留滑动间隙。
④左偏心轴承套9外圆上的一段蜗轮两侧面卡装在箱体1内孔的圆周槽中，并与调整蜗杆134相啮合，调整蜗杆134一端通过滚针轴承30支承在箱体1中，另一端通过滚珠轴承29支承在同步齿轮箱28中，它的出轴端装有圆柱齿轮23。
锥齿轮径向与轴向联合位移机械组合件的运动特征如下所述①当圆柱齿轮23带动调整蜗杆134旋转一个角度α时，它将驱动左偏心轴承套9上的蜗轮旋转一个角度β，装在左偏心轴承套9内孔中的主动轴3、轧辊7、左锥齿轮5等将相对于箱体1的中心点O径向位移Δh量，h为左偏心轴承套9的偏心量。
②当左偏心轴承套9旋转β角时，由于左轴向调整环15被两个定位销22的端头卡住而不能旋转，左偏心轴承套9内孔上的梯形螺母的旋转将推动左轴向调整环15进行轴向位移Δl量；左轴向调整环15通过圆柱滚子推力轴承16及挡圈17推动左锥齿轮5轴向位移Δl量，如果左轴向调整环15反向“松动”-Δl量，此时大压缩弹簧20将推动左锥齿轮5反方向轴向位移-Δl量。
以上是单个锥齿轮径向与轴向联合位移机械组合件的组成结构与运动特征。
2、一对相啮合锥齿轮径向与轴向联合位移的组成结构与运动特征如下所述①上面已叙述主动轴3上的左锥齿轮5的径向与轴向联合位移机械组合件的组成结构与运动特征。装在同一根被动轴4上的轧辊7与右锥齿轮6通过装在被动轴4上的圆柱滚子轴承18支撑在右偏心轴承套8的内孔中，右锥齿轮6内孔与被动轴4是花键连接；右偏心轴承套8的外圆有一段蜗轮卡装在箱体1的内孔中，内孔有一段梯形螺母，与右轴向调整环14外圆的梯形螺纹相旋合；右轴向调整环14侧端面通过挡圈17与圆柱滚子推力轴承16和右锥齿轮6的大端端面相接触；右锥齿轮6小端端面有小压缩弹簧21顶住并通过挡板19压住弹簧21另一端面；右偏心轴承套8外圆上的蜗轮两侧面卡装在箱体1的内孔圆周槽中，蜗轮与调整蜗杆134相啮合，此根调整蜗杆134同时啮合左偏心轴承套9外圆上的蜗轮，即一拖二；右轴向调整环14外圆是螺纹并有两条相距180°的轴向键槽，两个定位销22装在箱体1的两侧面，它们的端头深入该键槽中，卡住右轴向调整环14，定位销22端头与键槽保留滑动间隙。
②左偏心轴承套9内孔的梯形螺母以及左轴向调整环15外圆上的梯形螺纹为左旋，右偏心轴承套8内孔的梯形螺母以及右轴向调整环14外圆上的梯形螺纹是右旋，并且这些梯形螺母以及梯形螺纹的螺距相同。
③当调整蜗杆132、134为右旋特征，我们将调整蜗杆132、134进行顺时针旋转α角时，左偏心轴承套9将反时针旋转β角，右偏心轴承套8将顺时针旋转β角，此时主动轴3上的轧辊7与被动轴4上的轧辊7均向心(O点)径向位移Δh量。与此同时，左锥齿轮5与右锥齿轮6也同步向心位移Δh量，两个锥齿轮将“卡死”，啮合条件“破坏”，与此同时，左轴向调整环15同步地向着轧辊7端面方向轴向位移-Δl量，左锥齿轮5也向轧辊7的方向轴向位移-Δl；与此同时右轴向调整环14推动右锥齿轮6同步地向着同轴的轧辊7的端面方向轴向位移-Δl量，一对锥齿轮“卡死”消除，又恢复最佳啮合状态，因为“卡死”与“松开”是在同一时间极微量地发生，从宏观来看，“卡死”始终未发生。
另外一对右锥齿轮6与左锥齿轮5的组成与运动特征与上述情况完全相同，在此不重复。
3、120°三个轧辊与两对锥齿轮径向与轴向同步调整装置的组成与运动特征如下所述①两根调整蜗杆132、134分别驱动四个左和右偏心轴承套8与9上的蜗轮，一根调整蜗杆136驱动两个后偏心轴承套10上的蜗轮；另两根调整蜗杆137、138分别驱动窄偏心套11与偏心螺纹套12上的蜗轮五根调整蜗杆132、134、136、137、138的出轴端都分别装上圆柱齿轮23；五个圆柱齿轮23分别与过桥齿轮25及中心过桥齿轮24相啮合；它们通过小心轴27，空心轴26，滚珠轴承33、34等装配在同步齿轮箱28中，组成一套同步旋转的齿轮机构；②调整蜗杆137、138其中一根出轴端加长，并装上手轮31，当手轮31旋转α角时，五个圆柱齿轮23将同步、同方向旋转α角，并通过五根调整蜗杆132、134、136、137、138，驱动四个左和右偏心轴承套8与9、两个后偏心轴承套10、一个窄偏心套11、一个偏心螺纹套12等八个偏心套上的蜗轮同步地旋转β角，这就是该同步调整装置的运动特征。
③也可以通过步进电机32驱动圆柱齿轮23，进而驱动整个同步齿轮机构，实现电动调整及数控与自动控制单传动轴三辊Y型轧机及连轧机组。
本实用新型的偏心轴承套内孔的梯形螺母与偏心轴承套的外圆是同心的；当然也可以选与轴承孔同心；梯形螺纹付也可以用矩形螺纹付，锯齿形螺纹付，及其它形式螺纹付代替，甚至采用偏心轴承套与轴向调整环两接触圆柱侧端面由斜面付组成。锥齿轮内孔与主动轴或被动轴相连接可以用花键，也可以用其它滑键连接。
上述锥齿轮径向与轴向联合同步位移机械组合件也可以用在双传动轴四辊十字可调式轧机、多辊轧机以及其他锥齿轮机械传动中。
权利要求1.一种单传动轴三辊Y型可调式轧机，包括主动轴(3)、被动轴(4)、一对左锥齿轮(5)、一对右锥齿轮(6)、120°三个轧辊(7)、右偏心轴承套(8)、左偏心轴承套(9)、五根调整蜗杆(132、134、136、137、138)、圆柱滚子轴承(18)，装在同一根主动轴(3)上的轧辊(7)与左锥齿轮(5)通过装在主动轴(3)上的圆柱滚子轴承(18)支撑在左偏心轴承套(9)的内孔中，左偏心轴承套(9)的外圆有一段蜗轮卡装在箱体(1)的内孔中，其外圆上的蜗轮两侧面卡装在箱体(1)内孔的圆周槽中，并与调整蜗杆(134)相啮合；装在同一根被动轴(4)上的轧辊(7)与右锥齿轮(6)通过装在被动轴(4)上的圆柱滚子轴承(18)支撑在右偏心轴承套(8)的内孔中，右偏心轴承套(8)的外圆有一段蜗轮卡装在箱体(1)的内孔中，其外圆上的蜗轮两侧面卡装在箱体(1)内孔的圆周槽中，并与调整蜗杆(134)相啮合，此根调整蜗杆(134)同时与左偏心轴承套(9)外圆上的蜗轮相啮合，即一拖二；其中两根调整蜗杆(132、134)分别驱动四个左偏心轴承套(9)和右偏心轴承套(8)上的蜗轮，一根调整蜗杆(136)驱动两个后偏心轴承套(10)上的蜗轮，另两根调整蜗杆(137、138)分别驱动窄偏心套(11)与偏心螺纹套(12)上的蜗轮，五根调整蜗杆(132、134、136、137、138)出轴端都装有圆柱齿轮(23)，其一端装在箱体(1)中，另一端支撑在同步齿轮箱(28)中，其特征在于该单传动轴三辊Y型可调式轧机包括锥齿轮径向与轴向联合同步位移机械组合件，该锥齿轮径向与轴向联合同步位移机械组合件包括右偏心轴承套(8)、左偏心轴承套(9)、右轴向调整环(14)、左轴向调整环(15)、圆柱滚子推力轴承(16)、挡圈(17)、圆柱滚子轴承(18)、大压缩弹簧(20)、小压缩弹簧(21)以及定位销(22)，其中左轴向调整环(15)外圆的螺纹与左偏心轴承套(9)内孔的螺母相旋合，其侧端面通过挡圈(17)和圆柱滚子推力轴承(16)与左锥齿轮(5)的大端端面相接触，左锥齿轮(5)小端端面与大压缩弹簧(20)端面相接触，大压缩弹簧(20)另一端面与挡套(2)相接触，并定位；左轴向调整环(15)外圆是螺纹并有两条相距180°的轴向键槽，两个定位销(22)装在箱体(1)的两侧面，它们的端头深入该键槽中，卡住左轴向调整环(15)，定位销(22)端头与键槽保留滑动间隙；右轴向调整环(14)外圆的螺纹与右偏心轴承套(8)内孔的螺母相旋合，其侧端面通过挡圈(17)与圆柱滚子推力轴承(16)和右锥齿轮(6)的大端端面相接触；右锥齿轮(6)小端端面有小压缩弹簧(21)顶住并通过挡板(19)压住小压缩弹簧(21)另一端面，右轴向调整环(14)外圆是螺纹并有两条相距180°的轴向键槽，两个定位销(22)装在箱体(1)的两侧面，它们的端头深入该键槽中，卡住右轴向调整环(14)，定位销(22)端头与键槽保留滑动间隙。
2.如权利要求1所述的单传动轴三辊Y型可调式轧机，其特征在于还包括滚针轴承(30)以及滚珠轴承(29)，调整蜗杆(132、134、136、137、138)一端通过滚针轴承(30)装在箱体(1)中，另一端通过滚珠轴承(29)支撑在同步齿轮箱(28)上。
3.如权利要求1所述的单传动轴三辊Y型可调式轧机，其特征在于所述的圆柱齿轮(23)分别与中心过桥齿轮(24)及过桥齿轮(25)相啮合，所述中心过桥齿轮(24)及过桥齿轮(25)通过滚珠轴承(33，34)分别支撑在空心轴(26)以及小心轴(27)上，所述空心轴(26)以及小心轴(27)固定在所述的同步齿轮箱(28)。
4.如权利要求1所述的单传动轴三辊Y型可调式轧机，其特征在于调整蜗杆(137、138)其中一根的出轴端加长，其上装设一驱动五个圆柱齿轮(23)同步同方向旋转的手轮(31)。
5.如权利要求1所述的单传动轴三辊Y型可调式轧机，其特征在于调整蜗杆(137、138)其中一根的出轴端加长，其连接一步进电机(32)，由该步进电机(32)驱动其上的圆柱齿轮(23)同步同方向旋转。
6.如权利要求1所述的单传动轴三辊Y型可调式轧机，其特征在于右偏心轴承套(8)与左偏心轴承套(9)内孔的螺母为梯形螺母，右轴向调整环(14)与左轴向调整环(15)外圆的螺纹为梯形螺纹。
7.如权利要求6所述的单传动轴三辊Y型可调式轧机，其特征在于左偏心轴承套(9)内孔的梯形螺母以及左轴向调整环(15)外圆上的梯形螺纹为左旋，右偏心轴承套(8)内孔的梯形螺母以及右轴向调整环(14)外圆上的梯形螺纹是右旋，并且这些梯形螺母以及梯形螺纹的螺距相同。
8.如权利要求1所述的单传动轴三辊Y型可调式轧机，其特征在于右偏心轴承套(8)与左偏心轴承套(9)的圆柱侧端面，以及与其配合的右轴向调整环(14)与左轴向调整环(15)的圆柱的侧端面为斜面付接触。
9.如权利要求1所述的单传动轴三辊Y型可调式轧机，其特征在于所述左锥齿轮(5)的内孔与主动轴(3)以及右锥齿轮(6)的内孔与被动轴(4)之间采用花键连接。
10.如权利要求1所述的单传动轴三辊Y型可调式轧机，其特征在于所述左锥齿轮(5)的内孔与主动轴(3)以及右锥齿轮(6)的内孔与被动轴(4)之间采用滑键连接。
专利摘要本实用新型单传动轴三辊Y型可调式轧机，装在同一根主动轴上的轧辊、左锥齿轮以及左轴向调整环支撑在左偏心轴承套的内孔中，该左轴向调整环侧端面通过挡圈和圆柱滚子推力轴承与左锥齿轮的大端端面相接触，左轴向调整环外圆是螺纹并有两条相距180°的轴向键槽，两个定位销装在箱体的两侧面，它们的端头深入该键槽中卡住左轴向调整环；装在同一根被动轴上的轧辊、右锥齿轮以及右轴向调整环支撑在右偏心轴承套的内孔中，该右轴向调整环的侧端面通过挡圈与圆柱滚子推力轴承和右锥齿轮的大端端面相接触；五根调整蜗杆出轴端都装有圆柱齿轮，其一端装在箱体中，另一端支撑在同步齿轮箱中，其中一根出轴端上装设一驱动五个圆柱齿轮同步同方向旋转的手轮。
文档编号B21B35/00GK2887474SQ200520072640
公开日2007年4月11日 申请日期2005年6月10日 优先权日2005年6月10日
发明者张少渊 申请人:张少渊, 张晓宇