专利名称：轧辊接轴的液压支撑控制机构及相关穿孔机和轧管机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轧机，具体地说，涉及穿孔机或轧管机的轧辊接轴的液压控制支撑系统及相关穿孔机和轧管机。
背景技术：
轧钢过程中，轧辊接轴的主要功能是将减速机的转速与扭矩传递到轧辊，使轧辊旋转咬入管材，达到轧制的目的。图1所示为现有的包含轧辊接轴的动力传动系统的结构示意图。如图1所示，轧辊接轴101的两端分别与减速机接手106和轧辊接手107连接，减速机接手106与减速机102连接，减速机102与电机103连接；轧辊接手107与轧辊104相连，轧辊104安装于机架105内。轧制时电机103输出转速与扭矩给减速机102，减速机102将降低的转速和提高的扭矩传输到减速机接手106后，转速和扭矩沿减速机接手106、轧辊接轴101和轧辊接手107传输到轧辊104，轧辊旋转将钢管咬入轧管机内进行轧制。现行穿孔机或轧机在轧制时，轧辊接轴无支撑，由于轧辊接轴较重，自重导致轧辊接轴下沉，造成轧辊接轴旋转时回转直径较大，影响减速机接手107和轧辊接手107的受力并降低其使用寿命。
发明内容
鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的是提出一种轧辊接轴的液压控制支撑系统，以解决现有技术存在的问题。为实现上述目的，本发明提供一种轧辊接轴的液压支撑控制机构，用于动态地支撑轧辊接轴，所述轧辊接轴的液压支撑控制机构包括接轴支撑座、液压支撑控制系统和液压缸安装座，所述接轴支撑座接触并支撑于所述轧辊接轴，所述液压缸安装座安装于基础，其内部安装有所述液压支撑控制系统的液压缸，所述液压缸的活塞杆在所述液压支撑控制系统的控制下能够带动所述接轴支撑座上升、下降或浮动支撑所述轧辊接轴。在本发明一实施例中，所述液压支撑控制系统还包括方向阀、减压阀、液控单向阀、单向节流阀、溢流阀、第一蓄能器、第二蓄能器，所述的减压阀的入口与系统进油管路连接，所述减压阀的出口与所述方向阀的主进油口连接，所述方向阀的第一工作油口与所述液控单向阀的进油口连接，所述液控单向阀的出油口与所述单向节流阀连接，所述单向节流阀包括第一单向阀、第一节流阀、第二单向阀和第二节流阀，所述第一单向阀和第一节流阀并联连接于所述液控单向阀的出油口和所述液压缸的无杆腔之间，所述第二单向阀和第二节流阀并联连接于所述方向阀的第二工作油口和液压缸的有杆腔之间，所述第一蓄能器与所述溢流阀的进油口连接，所述溢流阀的出油口连接于系统回油管路，所述单向节流阀还连接所述液控单向阀的控制口，所述方向阀的主回油口经过所述第二蓄能器和所述单向阀连接于系统回油口。在本发明一实施例中，所述液压支撑控制系统还包括第一测压接头、第二测压接头、第三测压接头， 所述第一测压接头连接所述减压阀的出油口并用于检测所述减压阀的出油口的压力，所述第二测压接头)连接所述液压缸的无杆腔并用于检测所述液压缸的所述无杆腔的压力，所述第三测压接头连接于所述液压缸的所述有杆腔并用于检测所述液压缸的有杆腔的压力。在本发明一实施例中，所述接轴支撑座包括轴瓦和轴瓦固定部，所述轴瓦滑动连接所述轧辊接轴。在本发明一实施例中，所述液压缸安装座包括安装座本体、安装套筒和滑架，所述安装座本体安装于基础，所述液压缸安装在所述安装套筒内，所述滑架设置在所述液压缸和所述安装套筒之间，所述滑架包括底壁和侧壁，所述侧壁配合于所述安装套筒的内壁，所述底壁与所述液压缸的活塞杆连接，使所述滑架随着所述液压缸的活塞杆相对于所述安装座本体运动。在本发明一实施例中，所述滑架的底壁相对于连接所述液压缸的另一侧与所述轴瓦固定部固定连接。在本发明一实施例中，所述轧辊接轴包括两个卡固部，所述两个卡固部设置于所述轴瓦的两侧，以防止所述轴瓦相对于所述轧辊接轴沿着所述轧辊接轴的轴向移动。本发明还提出一种用于轧钢的穿孔机，包含所述轧辊接轴和上述液压支撑控制机构。本发明还提出一种用于轧钢的轧管机，包含所述轧辊接轴和上述液压支撑控制机构。本发明的轧辊接轴的液压支撑控制机构及相关穿孔机和轧管机中，由于存在恒定的支撑力，轧辊接轴的下沉幅度受到限制，减小了轧辊接轴的回转直径，同时改善了轧辊接轴两端接手的受力，延长了接手的寿命。
·图1所示为现有的包含轧棍接轴的动力传动系统的结构示意图。图2所示为本发明一实施例的轧辊接轴的液压支撑控制机构的示意图。图3所示为本发明一实施例的轧辊接轴的液压支撑控制机构的液压控制原理图。
具体实施例方式图2所示为本发明一实施例的轧辊接轴的液压支撑控制机构的示意图。如图2所示，本发明是在轧辊接轴20的下方设置用于支撑轧辊接轴20的液压控制支撑机构10，液压控制支撑机构10包括接触并支撑轧辊接轴20的接轴支撑座11、液压支撑控制系统12和液压缸安装座13。接轴支撑座11从轧辊接轴20的下方中部向上支撑轧辊接轴20，接轴支撑座11与轧辊接轴20为轴瓦滑动接触。液压支撑控制系统12的液压缸121设置在液压缸安装座13中，液压缸安装座13安装在基础上。接轴支撑座11能够通过液压缸121的伸出、缩回和浮动来支撑轧辊接轴20。液压缸安装座13包括安装座本体131、安装套筒132和滑架133。液压缸121固定设置在安装座本体131上，并位于安装套筒132内。滑架133套设在安装套筒132内，并位于液压缸121和安装套筒132之间。滑架133为配合于安装套筒132的圆柱形，其具有底壁1331和侧壁1332，侧壁1332与安装套筒132的内壁配合，底壁1331固定连接于液压缸121的活塞杆，并能够随着液压缸121的活塞杆的伸出和缩回相对于安装套筒132升起和降下，其中图2所示为升起的状态。接轴支撑座11包括轴瓦111和轴瓦固定部112，轴瓦111与轧辊接轴20滑动连接，轴瓦固定部112固定连接于轴瓦111，并用于将轴瓦111固定连接于液压缸安装座13的滑架133的底壁1331。滑架133和安装套筒132 —般是垂直于基础设置，而轴瓦111是倾斜固定在轴瓦固定部112上，其倾斜的角度与轧辊接轴20相对于水平面倾斜的角度相等，以使轴瓦111的弧形圆滑内壁与轧辊接轴20的圆柱状外壁相互贴合。此外，轧辊接轴20上设置有两个卡固突起20a和20b，用于防止轴瓦111沿着轧辊接轴20的轴向移动。下面就液压支撑控制系统12的液压控制原理进行说明。图3所示为本发明一实施例的轧辊接轴的液压控制原理图。如图3所示，液压支撑控制系统12由两个回路组成，分别为液压缸无杆腔恒力支撑回路和液压缸有杆腔充放液回路。液压缸无杆腔恒力支撑回路包括减压阀202、方向阀201、液控单向阀203、单向节流阀204、第一蓄能器206、溢流阀207以及第一测压接头205.1、第二测压接头205.2和液压缸121的无杆腔121a。减压阀202的入口 202a与系统进油管路P通过管道连接，出口202b与方向阀201的主进油口 201p通过管道连接，方向阀201的第一工作油口 201a通过管道连接于液控单向阀203的进油口 203p，液控单向阀203的出油口 203pl通过管道与单向节流阀204连接，单向节流阀204通过管道连接第一蓄能器206和液压缸121，第一蓄能器206与溢流阀207的进油口 207p通过管道连接，溢流阀207的出油口 207t与系统的回油管路T通过管道连接。液压缸有杆腔充放液控制回路包括方向阀201、单向节流阀204、第二蓄能器208、单向阀209、第三测压接头205.3和液压缸121的有杆腔121b。液压缸121的有杆腔121b与单向节流阀204通过管道连接，单向节流阀204与液控单向阀203的控制口 203k以及方向阀201的第二工作油口 201b连接，方向阀201的主回油口 201t与第二蓄能器208以及测压接头205.3通过管道连接，第二蓄能器208与单向阀209通过管道连接，单向阀209与系统回油管路T通过管道连接。方向阀201的主要作用是通过换向改变油路，控制液压缸121活塞杆的上升、下降或停止于某一位置。方向阀201的电磁铁Ya得电后，方向阀201处于左工作位，方向阀201的主进油口 201p连通第二工作油口 201b，第一工作油口 201a连通主回油口 201t ;电磁铁Yb得电后，方向阀201处于右工作位，方向阀201的主进油口 201p连通第一工作油口 201a，第二工作油口 201b连通主回油口 201t ;方向阀201处于中间位(即电磁铁Ya和Yb均不得电)时，主回油口 201t和第一工作油口 201a以及第二工作油口 201b连通。减压阀202的主要作用为通过减压作用控制其出油口 202b的压力，从而控制液压缸121的支撑力的大小。其中油液从减压阀202的入口 202a进入，经过减压之后从出口202b离开减压阀202，减压阀202入口 202a的油压高于出口 202b的油压。液控单向阀203的主要作用为当方向阀201处于中间位时可靠封闭液压缸121的无杆腔121a的油液。液控单向阀203具有进油口 203p、出油口 203pl和控制口 203k。在控制口 203k没有油压时 ，油液能够从液控单向阀203的进油口 203p进入液控单向阀203并从出油口 203pl离开，同时不能从出油口 203pl进入液控单向阀203。控制口 203k通过管道连接于方向阀201的第二工作油口 201b，当第二工作油口 201b通有压力油时，控制口203k的油压将液控单向阀203打开，使得油液能够从出油口 203pl进入液控单向阀203并从进油口 203p尚开。单向节流阀204的作用为控制液压缸121的双向运动速度。单向节流阀204包括第一单向阀204a、第一节流阀204b、第二单向阀204c和第二节流阀204d。第一单向阀204a和第一节流阀204b并联连接于液控单向阀203的出油口 203pl和液压缸121的无杆腔121a之间，并且油液能够从液控单向阀203通过第一单向阀204a和第一节流阀204b流入液压缸121的无杆腔121a，或者从液压缸121的无杆腔121a通过第一节流阀204b流入液控单向阀203。第二单向阀204c和第二节流阀204d并联连接于方向阀201的第二工作油口 201b和液压缸121的有杆腔121b之间，并且油液能够从方向阀201的第二工作油口201b通过第二单向阀204c和第二节流阀204d流入液压缸121的有杆腔121b，或者从液压缸121的有杆腔121b通过第二节流阀204d流入方向阀201的第二工作油口 201b。第一蓄能器206连接于液压缸121的无杆腔121a，其作用为当方向阀201处于中间位时，油液被液控单向阀 203封闭，液压缸121在受力后活塞上下移动时油液进出第一蓄能器206，同时保持液压缸121的无杆腔121a压力恒定；溢流阀207连接于第一蓄能器206，其作用为当液压缸121的无杆腔121a压力升高到设定安全值时释放部分油液维持压力恒定；第二蓄能器208连接于方向阀201的主回油口 201t，在方向阀201处于中间位时第二工作油口 201b和主回油口 201t连通，第二蓄能器208中的油液能够通过方向阀201和单向节流阀204的第二单向阀204c向液压缸121的有杆腔121b补充或吸收油液，防止液压缸121的有杆腔121b产生空吸作用。单向阀209设置在方向阀201的主回油口 201t和系统回油管路T之间，在方向阀201位于中间位时单向阀209能够维持恒定的液压缸121的有杆腔121b的背压，并与第二蓄能器208配合工作进行充放液。第一测压接头205.1、第二测压接头205.2以及第三测压接头205.3分别连接减压阀202的出油口 202b、液压缸210的无杆腔210a和液压缸有杆腔210b，其作用为排空液压回路的气体和测量测压点的压力。本发明液压控制系统的控制过程如下:液压缸121向上推出工作过程为:方向阀201的电磁铁Yb得电，方向阀处于右工作位，油液从系统进油口 P通过连接管道从减压阀202的入口 202a进入并从出口 202b离开减压阀202 ;之后，通过连接管道从方向阀201的主进油口 201p进入并从第一工作油口201a离开方向阀201 ;接着，通过连接管道从液控单向阀203的进油口 203p进入并从出油口 203pl离开液控单向阀203 ;再经过单向节流阀204的第一单向阀204a流入液压缸121的无杆腔121a，推动液压缸121的活塞向上运动；液压缸121的有杆腔121b的油液经过单向节流阀204的第二节流阀204d后从方向阀201的第二工作油口 201b进入并通过主回油口 201t离开方向阀201，之后通过连接管道经过单向阀209后到达系统回油口 T。液压缸121向下缩回工作过程为:方向阀201的电磁铁Ya得电，方向阀201处于左工作位，油液从系统进油口 P通过连接管道从减压阀202的入口 202a进入并从出口 202b离开减压阀202;之后，通过连接管道从方向阀201的主进油口 201p进入并从第二工作油口 201b离开方向阀201 ;接着，通过连接管道从单向节流阀204的单向阀204c通过之后进入到液压缸121的有杆腔121b，推动活塞向下运动；支撑缸121的无杆腔121a的油液经单向节流阀204的第一节流阀204b、液控单向阀203 (由于方向阀201的第二工作油口 201b通压力油，通过液控单向阀203的控制口 203k将液控液控单向阀203打开，油液可以反向流动)、从方向阀201的第一工作油口 201a进入并从主回油口 201t离开方向阀201，之后通过连接管路经过单向阀209后到达系统回油口 T。液压缸121浮动支撑工作过程为:轧制钢管前调整减压阀202的压力到与轧辊接轴20重量相平衡的数值，将液压缸121调整到支撑的合适位置(也即将活塞杆的高度调整到抵接并支撑轧辊接轴20的位置)，将方向阀201处于中间工作位，此时液控单向阀202将液压缸121的位置封闭；轧制时由于轧辊接轴20的回转直径的变化导致液压缸121的活塞位置在不停地上下移动，此时第一蓄能器206连续地从液压缸121的无杆腔吸收油液或向液压缸121的无杆腔提供油液，同时保持液压缸121对轧辊接轴20的支撑力不变。同理，第二蓄能器208则连续地从液压缸121的有杆腔吸收油液或向液压缸121的有杆腔提供油液，同时保持液压缸121的有杆腔的背压不变。综上所述，本发明提出的轧辊接轴的液压支撑控制机构具有如下优点:1、轧制时采用液压缸浮动支撑，平衡轧辊接轴重量，减小轧辊接轴的回转直径。2、减小轧辊接轴两侧的接手的向下附加力，改善两侧接手的受力状态，延长接手的使用寿命。·虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离本发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在所附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为所附权利要求所涵盖。
权利要求
1.一种轧辊接轴的液压支撑控制机构，用于动态地支撑轧辊接轴，其特征在于，所述轧辊接轴的液压支撑控制机构包括接轴支撑座(11)、液压支撑控制系统(12)和液压缸安装座(13)，所述接轴支撑座(11)接触并支撑于所述轧辊接轴(20)，所述液压缸安装座(13)安装于基础，其内部安装有所述液压支撑控制系统(12)的液压缸(121)，所述液压缸(121)的活塞杆在所述液压支撑控制系统(12)的控制下能够带动所述接轴支撑座(11)上升、下降或浮动支撑所述轧辊接轴(20 )。
2.如权利要求1所述的液压支撑控制机构，其特征在于，所述液压支撑控制系统(12)还包括方向阀(201)、减压阀(202)、液控单向阀(203)、单向节流阀(204)、溢流阀(207)、第一蓄能器(206)、第二蓄能器(208)，所述的减压阀(202)的入口(202a)与系统进油管路(P)连接，所述减压阀(202)的出口(202b)与所述方向阀(201)的主进油口(201p)连接，所述方向阀(201)的第一工作油口( 20Ia)与所述液控单向阀(203 )的进油口( 203p )连接，所述液控单向阀(203)的出油口(203pl)与所述单向节流阀(204)连接，所述单向节流阀(204)包括第一单向阀(204a)、第一节流阀(204b)、第二单向阀(204c)和第二节流阀(204d),所述第一单向阀(204a)和第一节流阀(204b)并联连接于所述液控单向阀(203)的出油口(203pl)和所述液压缸(121)的无杆腔(121a)之间，所述第二单向阀(204c)和第二节流阀(204d)并联连接于所述方向阀(201)的第二工作油口(201b)和液压缸(121)的有杆腔(121b)之间，所述第一蓄能器(206)与所述溢流阀(207)的进油口(207p)连接，所述溢流阀(207 )的出油口( 207t)连接于系统回油管路(T )，所述单向节流阀(204 )还连接所述液控单向阀(203)的控制口 (203k)，所述方向阀(201)的主回油口(201t)经过所述第二蓄能器(208)和所述单向阀(209)连接于系统回油口(T)。
3.如权利要求2所述的轧辊接轴的液压支撑控制机构，其特征在于，所述液压支撑控制系统(12)还包括第一测压接头(205.1)、第二测压接头(205.2)、第三测压接头(205.3)，所述第一测压接头(205.1)连接所述减压阀(202 )的出油口( 202b )并用于检测所述减压阀(202)的出油口(202b)的压力，所述第二测压接头(205.2)连接所述液压缸(210)的无杆腔(210a)并用于检测所述液压缸(210)的所述无杆腔(210a)的压力，所述第三测压接头(205.3)连接于所述液压缸(210)的所述有杆腔(2IOb)并用于检测所述液压缸(210)的有杆腔(2IOb)的压力。
4.如权利要求3所述的轧辊接轴的液压支撑控制机构，其特征在于，所述接轴支撑座(11)包括轴瓦(111)和轴瓦固定部(112 )，所述轴瓦(111)滑动连接所述轧辊接轴(20 )。
5.如权利要求4所述的轧辊接轴的液压支撑控制机构，其特征在于，所述液压缸安装座(13)包括安装座本体(131 )、安装套筒(132)和滑架(133)，所述安装座本体(131)安装于基础，所述液压缸(121)安装在所述安装套筒(132)内，所述滑架(133)设置在所述液压缸(121)和所述安装套筒(132)之间，所述滑架(133)包括底壁(1331)和侧壁(1332)，所述侧壁(1332)配合于所述安装套筒(132)的内壁，所述底壁(1331)与所述液压缸(121)的活塞杆连接，使所述滑架(133)随着所述液压缸(121)的活塞杆相对于所述安装座本体(131)运动。
6.如权利要求5所述的轧辊接轴的液压支撑控制机构，其特征在于，所述滑架(133)的底壁(1331)相对于连接所述液压缸(121)的另一侧与所述轴瓦固定部(112)固定连接。
7.如权利要求6所述的轧辊接轴的液压支撑控制机构，其特征在于，所述轧辊接轴(20 )包括两个卡固部(20a和20b )，所述两个卡固部(20a和20b )设置于所述轴瓦(111)的两侧，以防止所述轴瓦(111)相对于所述轧辊接轴(20)沿着所述轧辊接轴(20)的轴向移动。
8.一种用于轧钢的穿孔机，其特征在于，包含所述轧辊接轴(20)和权利要求1-7中任一项所述的液压支撑控制机构。
9.一种用于轧钢的轧管机，其特征在于，包含所述轧辊接轴(20)和权利要求1-7中任一项所述的液 压支撑控制机构。
全文摘要
本发明提供一种轧辊接轴的液压支撑控制机构及相关穿孔机和轧管机，轧辊接轴的液压支撑控制机构用于动态地支撑轧辊接轴，所述轧辊接轴的液压支撑控制机构包括接轴支撑座、液压支撑控制系统和液压缸安装座，所述接轴支撑座接触并支撑于所述轧辊接轴，所述液压缸安装座安装于基础，其内部安装有所述液压支撑控制系统的液压缸，所述液压缸能够带动所述接轴支撑座上升、下降或浮动支撑所述轧辊接轴。本发明中，由于存在恒定的支撑力，轧辊接轴的下沉幅度受到限制，减小了轧辊接轴的回转直径，同时改善了轧辊接轴两端接手的受力，延长了接手的寿命。
文档编号B21B37/78GK103230937SQ20131015155
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月26日 优先权日2013年4月26日
发明者曹美忠 申请人:太原重工股份有限公司