专利名称：立辊轴心偏移式万能轧机的制作方法
技术领域：
本发明涉及短应力万能轧机，尤其是涉及立辊轴心偏移式万能轧机。
背景技术：
由于H型钢具有优良的力学性能，在工业建筑和民用建筑上获得了广泛的应用。H 型钢具有平行的腿部，便于机械加工和安装，既美观大方又省工省料。H型钢用在建筑上能使构件重量减轻30 %，用在桥梁上能减轻重量15 %，在许多国家都用H型钢代替了原来有斜度的工字钢。由于H型钢优良的力学性能与机械加工安装性能，近年来国内H型钢产量逐年扩大，H型钢企业不断增多，但是在轧制H型钢的过程中经常出现下列问题1)腹板容易出现波浪；2)腹板中心线偏移；3)水平辊载荷增大。这些问题使产品的质量得不到保证，也增加了电力资源的消耗。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种将立辊的轴心线向轧线出口侧偏移一定距离的短应力万能轧机。本发明的技术方案是立辊轴心偏移式万能轧机，包括立辊、两根水平辊、轴承座、 支架和立辊箱体，水平辊通过轴承座安装在轧机上，立辊设在上、下水平辊之间，立辊安装在立辊箱体中，立辊箱体侧面装有衬板，所述立辊箱体在左右支架构成的导向平面内滑动， 通过立辊压下装置调整立辊开口度，所述立辊轴心线偏移水平辊轴心线安装，其偏移距离为S。进一步，立辊和水平辊分别与H型钢轧件的翼缘和腹板接触，所述偏移距离S为立辊和轧件的翼缘接触弧长的水平投影LF与水平辊和轧件的腹板接触弧长的水平投影LW的差。本发明具有的优点和积极效果是1)在轧件变形区内，轧件腹板和翼缘的延伸系数趋于均勻，腹板不会出现波浪；2)轧件进入万能轧机时，腹板比翼缘先(或同时)与水平辊接触，水平辊咬入腹板后可带动轧件整体上下移动对正轧制线，轧制后轧件的腹板中心不会发生偏移；3)在轧制变形区内，金属流动合理，有利于H型钢翼缘的宽展，同时也减小水平辊的轧制力，节约能源消耗，有效提高产品的质量和轧机的使用寿命。
图1是本发明万能轧机的主视结构示意图；图2是图1的左视剖视图3是图2的局部放大图；图4是现有技术短应力万能轧机水平辊轴心线和立辊轴心线布置在同一个铅垂面内的轧制区变形结构示意图；图5是本发明立辊轴心线向轧机出口侧偏移S时轧制区变形结构示意图；图6是本发明接触变形区(第一接触区)内水平辊侧面任意点的速度的结构示意图；图7是本发明带有横向放大的第二接触区内的水平辊侧面任意点的速度的结构示意图；图8是本发明立辊轴心偏移量S > LF-Lff时轧制变形区的结构示意图。图中1、水平辊4、轧件10、水平辊轴心线32、立辊箱体水平衬板7、缝隙8、接触变形区82、第二接触区II I、第三压下区
具体实施例方式如图1、图2、图3、图5所示，本发明立辊轴心偏移式万能轧机，包括立辊2、两根水平辊1、轴承座5、支架6和立辊箱体3，水平辊1通过轴承座5安装在轧机上，立辊2设在上、下水平辊1之间，立辊2安装在立辊箱体3中，立辊箱体3侧面装有衬板，立辊箱体3在左右支架6构成的导向平面内滑动，通过立辊压下装置调整立辊2开口度，立辊轴心线20 偏移水平辊轴心线10安装，其偏移距离为S。立辊2和水平辊1分别与H型钢轧件4的翼缘41和腹板42接触，所述偏移距离S为立辊2和轧件4的翼缘41接触弧长的水平投影LF 与水平辊1和轧件4的腹板42接触弧长的水平投影LW的差。由图4和图5可知，当立辊2轴心相对水平辊1向轧机出口偏移一定量S时，轧制变形区除有翼缘41单独有第一压下区I、翼缘41和腹板42同时有第二压下区II外，又多出一个翼缘41有单独第三压下区III，同时翼缘41与水平辊2侧面的接触变形区8又分为第一接触区81和第二接触区82。下面分析立辊轴心线20偏移前后所产生的影响设LF为立辊2与翼缘41接触弧长的水平投影；LW为水平辊1与腹板42接触弧长的水平投影。1、当立辊轴心线20未产生偏移或偏移很小，即立辊轴心偏移距离S远小于LF-LW 时，如图6所示1)在翼缘41单独压下的第一压下区I，腹板42与水平辊1不接触，处于自由状态， 当立辊2压向翼缘41时，会使翼缘41金属流向腹板42与水平辊1间缝隙7，即翼缘41金属向腹板42流动，这会消弱翼缘41宽展，增加水平辊1轧制力。2)在翼缘41与水平辊1接触的接触变形区8 (第一接触区81)内，水平辊1侧面
2、立辊 5、轴承座 20、立辊轴心线 41、翼缘 81、第一接触区 I、第一压下区
3、立辊箱体 6、支架
31、立辊箱体侧衬板 42、腹板
II、第二压下区上任一点的速度可分解为水平方向和竖直方向，如图6所示，因竖直方向的速度分量方向向下，这也不利于翼缘41的宽展。3)翼缘41在立辊2单独压下的第一压下区I已经完成了压下量的大部分，在进入翼缘41与腹板42同时有压下的第二压下区II时，立辊2的压下量已经很小，水平辊1的压下量则较大，所以腹板42的延伸系数大于翼缘41的延伸系数，腹板42受压，故腹板42 容易出现波浪缺陷，造成废品。4)轧件4的翼缘41首先在第一压下区I被立辊2定位，当轧件4腹板42中心线偏离水平辊轴心线10时，进入第二压下区II水平辊1咬入后便会产生成品腹板42中心偏移缺陷，造成废品。2、当立辊轴心线20向轧机出口侧偏移S，且立辊轴心偏移距离S接近于LF-LW时 (本实例优选为S = LF-Lff时)，如图7所示1)翼缘41和腹板42咬入位置接近，翼缘41单独压下区域小，则第一压下区I内水平辊1与腹板42间的缝隙7很小，这时由翼缘41流向腹板42的金属量很小，有利于翼缘41的宽展，同时也减小了水平辊1轧制力。2)立辊轴心线20向轧机出口侧偏移后，翼缘41与水平辊1侧面的接触区分为第一接触区81和第二接触区82 (如图5所示)，在第二接触区82内，水平辊1侧面上任意一点速度的竖直分量方向向上，这有利于翼缘41的宽展。3)立辊轴心线20向轧机出口侧偏移且S接近于LF-LW时，翼缘41与腹板42的咬入位置接近，翼缘41单独压下的第一压下区I很小，在水平辊1和立辊2同时压下的第二压下区II，立辊2压下量较大，腹板42和翼缘41的延伸系数趋于均勻，腹板42受拉，所以腹板42不会出现波浪。4)轧件4翼缘41在第一压下区I虽然首先与立辊2先接触，但第一压下区I很小，立辊2对翼缘41沿立辊轴心线20方向的加持约束作用很弱，即使当H型钢轧件4腹板 42中心偏离水平辊轴心线10，在水平辊1咬入腹板42后仍可带动翼缘41上下移动，使轧件4整体中心线对正水平辊轴心线10，故轧件4腹板42中心不易发生偏移。5)当立辊轴心线20向轧机出口侧偏移S接近于LF-LW时，轧制变形区虽然出现了翼缘41单独压下的第三压下区III，但在第三压下区III翼缘41的压下量极小，由翼缘41 流向对应第三压下区III的水平辊1与腹板42间缝隙7的金属量也极少，不会影响轧件4 的最终形状和尺寸精度。3、当立辊轴心线向轧机出口侧偏移S大于LF-LW且不破坏变形机理时，如图8所示这会产生下列问题1)第一压下区I由翼缘41单独压下区改为腹板42单独压下区，第二压下区II变小，第三压下区III增大，翼缘41和腹板42在变形区内各部分的延伸系数不均勻，腹板42 与翼缘41间的金属流动量大，金属之间的摩擦消耗功率增大，轧制效率变低。2)翼缘41单独压下的第三压下区III增大，第二接触区82也随之增大，虽然第二接触区82的增大有利于翼缘41的宽展，但此时第三压下区III水平辊1与腹板42间的缝隙7增大，翼缘41的压下量也增大，因此，由翼缘41流向腹板42的金属量增大，影响轧件 4的最终形状。
下面来分析立辊轴心线向轧机出口侧的偏移距离S 根据以上分析，确定立辊轴心线20相对水平辊轴心线10 (即轧机中心线)，向轧机出口侧的偏移距离S与轧机结构参数和压下规程有密切的关系，为降低轧制能耗，改善咬入条件和提高H型钢产品质量，根据轧机结构参数和压下规程，应使立辊2轴心向轧机出口侧偏移S < LF-LW，但太小时效果不明显，应使S接近LF-LW，最大偏移距离S = LF-LW,因为，LF=V(Dv*At)；Lw= ^(Rh * Ah)所以，立辊最大偏移量为S= ^(Dv * Δ ) - ^(Rh * Ah)。Dv 立辊2轧辊直径；At:翼缘41压下量；Rh 水平辊1轧辊半径；Ah:腹板42压下量。当万能轧机立辊轴心线20相对水平辊1向轧机入口侧偏移时，H型钢轧件4的轧制会得出与上述相反的效果。因此，立辊轴心线20相对于水平辊1轴心向轧机出口侧偏移结构只适合于作不可逆的连轧机组和成品轧机，不适合于作可逆轧机。本发明的具体工作方式，为了实现立辊轴心线20相对于水平辊中心线10 (即轧机中心线)向轧制出口侧偏移S,将万能轧机支架6上与立辊箱体3衬板相接触的滑道平面做成非对称的，即左右支架6组成的滑道对称平面相对于水平辊轴心线10向轧制出口侧偏移 S距离(如图3所示，左侧支架6竖直滑道到水平辊轴心线10的距离为L-S，右侧支架6竖直滑道到水平辊轴心线10的距离为L+S)，由于立辊箱体3为左右对称结构，所以立辊箱体 3安装到支架6上后，立辊轴心线20便向轧制出口侧偏移S。以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
权利要求
1.立辊轴心偏移式万能轧机，包括立辊O)、两根水平辊(1)、轴承座(5)、支架(6)和立辊箱体(3)，水平辊(1)通过轴承座( 安装在轧机上，立辊( 设在上、下水平辊(1)之间，立辊( 安装在立辊箱体(3)中，立辊箱体( 侧面装有衬板，所述立辊箱体( 在左右支架(6)构成的导向平面内滑动，通过立辊压下装置调整立辊( 开口度，其特征在于 所述立辊轴心线00)偏移水平辊轴心线(10)安装，其偏移距离为S。
2.根据权利要求1所述的立辊轴心偏移式万能轧机，其特征在于立辊( 和水平辊 ⑴分别与H型钢轧件(4)的翼缘和腹板02)接触，所述偏移距离S为立辊⑵和轧件的翼缘Gl)接触弧长的水平投影LF与水平辊(1)和轧件(4)的腹板0 接触弧长的水平投影LW的差。
全文摘要
本发明提供立辊轴心偏移式万能轧机，包括立辊、两根水平辊、轴承座、支架和立辊箱体，水平辊通过轴承座安装在轧机上，立辊设在上、下水平辊之间，立辊安装在立辊箱体中，立辊箱体侧面装有衬板，立辊箱体在左右支架构成的导向平面内滑动，通过立辊压下装置调整立辊开口度，立辊轴心线偏移水平辊轴心线安装，其偏移距离为S。本发明的有益效果是在原有轧机的基础上进行改造，用较低的费用，通过将立辊的轴心线向轧线出口侧偏移一定距离，能够克服腹板容易出现波浪、腹板中心线偏移、水平辊载荷大的缺点，有效提高产品的质量和轧机的使用寿命。
文档编号B21B13/10GK102363155SQ20111028077
公开日2012年2月29日 申请日期2011年9月21日 优先权日2011年9月21日
发明者陈延亮 申请人:天津市中重科技工程有限公司