型钢夹送辊装置及具有其的小H型钢生产线的制作方法

本发明属于冶金工业生产设备技术领域，具体地说，本发明涉及一种型钢夹送辊装置。

背景技术：

目前，小h型钢生产线的型钢矫直机为悬臂式十辊矫直机，10个矫直辊上下交错布置，其下面5个矫直辊为主动辊，由一台变频电动机(400kw)组合传动，而上面5个矫直辊为非传动的被动辊，矫直机最大矫直截面模数为220cm³。对于小h型钢生产线所轧制的各种h型钢，由于截面模数均小于矫直机的最大矫直截面模数，故此，该悬臂式十辊矫直机能够在不过载的情况下完成该生产线各种规格品种h型钢的矫直。

当采用现有的小h型钢生产线试轧国家电网需求的∠250×250×35规格以下等边角钢时，由于∠250×250×18规格截面模数为224.03cm³，而∠250×250×35规格截面模数为342.33cm³，这两种规格角钢的截面模数均超出了悬臂式十辊矫直机的最大截面模数，这样，在矫直∠250×250×18～∠250×250×35规格等边角钢时，该悬臂式十辊矫直机传动机构的输出扭矩始终处于过载状态，尤其是在矫直∠250×250×35规格角钢时，在线矫直机主传动电动机达到或略超过175％的过载限幅状态。由此可知，该生产线在线型钢矫直机不具备矫直∠250×250×18～∠250×250×35规格等边角钢的能力。

为了使现有的小h型钢生产线采用的悬臂式十辊矫直机在不过载的情况下完成对上述大规格等边角钢的矫直，一般认为必须要新增一台矫直截面模数更大的十辊矫直机来替换在线的十辊矫直机。而新增一台截面模数更大的十辊矫直机(包括矫直机辊套和辊片等)的直接投资大约需要2200万元人民币，而现有在线矫直机及其辊套辊片等附件的折旧损失大约为1000万元人民币，并且新增矫直机不仅项目实施周期长，而且设备的土建施工、安装和调试还需要很长的停产时间。

技术实现要素：

本发明提供一种适于小h型钢生产线的型钢夹送辊装置，目的是避免小h型钢生产线的矫直机传动机构输出扭矩出现过载。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：型钢夹送辊装置，其特征在于：包括上夹送辊、与上夹送辊相配合夹紧轧件的下夹送辊、用于控制上夹送辊进行升降的上液压缸、用于控制下夹送辊进行升降的下液压缸和用于控制下夹送辊进行旋转的驱动装置。

所述驱动装置包括依次连接的电机、减速器和万向传动轴，万向传动轴与所述下夹送辊连接。

所述的型钢夹送辊装置还包括夹送辊牌坊和可移动的设置于夹送辊牌坊上且套设于所述上夹送辊上的上轴承座，上轴承座设置于上夹送辊的两端。

所述的型钢夹送辊装置还包括用于托住所述上轴承座且为沿水平方向可伸缩的上辊安全机构，上辊安全机构设置于所述夹送辊牌坊上。

所述上辊安全机构包括设置于所述夹送辊牌坊上的上辊防溜托块伸缩驱动液压缸和与上辊防溜托块伸缩驱动液压缸连接且用于托住所述上轴承座的上辊防溜托块，上辊防溜托块伸缩驱动液压缸用于控制上辊防溜托块沿水平方向做往复直线运动。

设置于所述上夹送辊各端的所述上轴承座均分别由两个所述上辊安全机构托住。

所述的型钢夹送辊装置还包括可移动的设置于所述夹送辊牌坊上且套设于所述下夹送辊上的下轴承座和用于托住下轴承座且为沿水平方向可伸缩的下辊安全机构，下辊安全机构设置于夹送辊牌坊上，下轴承座设置于下夹送辊的两端。

所述下辊安全机构包括设置于所述夹送辊牌坊上的下辊防溜托块伸缩驱动液压缸和与下辊防溜托块伸缩驱动液压缸连接且用于托住所述下轴承座的下辊防溜托块，下辊防溜托块伸缩驱动液压缸用于控制下辊防溜托块沿水平方向做往复直线运动。

设置于所述下夹送辊各端的所述下轴承座均分别由两个所述下辊安全机构托住。

本发明还提供了一种小h型钢生产线，包括型钢矫直机和上述的型钢夹送辊装置，型钢夹送辊装置设置两个，所述型钢矫直机位于两个型钢夹送辊装置之间。

本发明的型钢夹送辊装置，通过上夹送辊和下夹送辊夹紧轧件以对轧件产生推或拉的作用，进而通过轧件对型钢矫直机的各矫直辊产生推拉作用，以此减轻型钢矫直机传动机构的输出扭矩，这样也就避免了型钢矫直机传动变频器、电动机以及机械传动机构因矫直机传动输出扭矩过大而出现过载情况，使得型钢矫直机传动机构输出扭矩能够控制在额定扭矩以下。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明型钢夹送辊装置的主视图；

图2是本发明型钢夹送辊装置的侧视图；

图中标记为：1、电机；2、减速器；3、万向传动轴；4、夹送辊牌坊；5、上横梁；6、下横梁；7、上夹送辊；8、下夹送辊；9、上轴承座；10、连接支座；11、下液压缸；12、下轴承座；13、上辊防溜托块伸缩驱动液压缸；14、上辊防溜托块；15、下辊防溜托块伸缩驱动液压缸；16、下辊防溜托块；17、下辊止动块；18、牌坊内侧槽口；19、上液压缸。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1和图2所示，本发明提供了一种适于小h型钢生产线的型钢夹送辊装置，包括竖直设置的夹送辊牌坊4、可旋转设置的上夹送辊7、可旋转设置且用于与上夹送辊7相配合夹紧轧件的下夹送辊8、用于控制上夹送辊7沿竖直方向进行升降的上液压缸19、用于控制下夹送辊8沿竖直方向进行升降的下液压缸11和用于控制下夹送辊8进行旋转的驱动装置。下夹送辊8位于上夹送辊7的下方，下夹送辊8和上夹送辊7的轴线相平行且两者的轴线处于同一竖直面内，下夹送辊8与上夹送辊7相配合夹紧轧件，轧件位于下夹送辊8与上夹送辊7之间，驱动装置驱动下夹送辊8进行旋转，旋转的下夹送辊8和上夹送辊7相配合对轧件产生推动或拉动的作用，以将轧件推入型钢矫直机中，或将轧件从型钢矫直机中拉出。型钢矫直机为悬臂式十辊矫直机，通过上夹送辊7和下夹送辊8夹紧轧件以对轧件产生推或拉的作用，进而通过轧件对型钢矫直机的各矫直辊产生推拉作用，以此减轻型钢矫直机传动机构的输出扭矩，这样也就避免了型钢矫直机传动变频器、电动机以及机械传动机构因矫直机传动输出扭矩过大而出现过载情况，使得型钢矫直机传动机构输出扭矩能够控制在额定扭矩以下。轧件为待矫直型钢或矫直后的型钢，待矫直型钢是指即将进入型钢矫直机进行矫直的型钢，待矫直型钢是由型钢夹送辊装置产生推力推入型钢矫直机中；矫直后的型钢是指经过型钢矫直机进行矫直后的型钢，矫直后的型钢是由型钢夹送辊装置产生拉力拉出型钢矫直机。

具体地说，如图1所示，驱动装置包括依次连接的电机1、减速器2和万向传动轴3，万向传动轴3与下夹送辊8连接。电机1用于产生源动力，减速器2起减速增扭的作用，电机1的轴通过减速器2与万向传动轴3的一端连接，万向传动轴3的另一端与下夹送辊8的端部连接，电机1运转，通过减速器2和万向传动轴3将动力传递至下夹送辊8，使得下夹送辊8能够旋转。置万向传动轴3，实现动力传递并可使下夹送辊8能够在竖直方向上进行移动。

如图1和图2所示，本发明的型钢夹送辊装置还包括可移动的设置于夹送辊牌坊4上且套设于上夹送辊7上的上轴承座9，上轴承座9设置于上夹送辊7的两端。上轴承座9设置两个，两个上轴承座9分别套设于上夹送辊7的一端，上夹送辊7能够相对于上轴承座9进行旋转，上夹送辊7的两端通过轴承安装在两个上轴承座9上。夹送辊牌坊4为竖直设置，夹送辊牌坊4设置两个且两个夹送辊牌坊4为相对设置，上夹送辊7和下夹送辊8位于两个夹送辊牌坊4中间的位置处，两个夹送辊牌坊4处于与上夹送辊7和下夹送辊8的轴线相垂直的同一直线上。两个上轴承座9也位于两个夹送辊牌坊4之间，各个上轴承座9可在两个夹送辊牌坊4内上下滑动。

如图1和图2所示，上液压缸19为竖直设置于两个夹送辊牌坊4之间，上液压缸19设置两个且两个上液压缸19处于与上夹送辊7的轴线相平行的同一直线上，各个上液压缸19的活塞杆的端部通过连接支座10与下方的一个上轴承座9连接，上液压缸19和下方的上轴承座9处于同一竖直方向上。上液压缸19为沿竖直方向可伸缩的构件，两个上液压缸19伸长时，可推动两个上轴承座9沿着竖直方向向下移动，进而使得上夹送辊7下降，直至上夹送辊7移动至低位后停止。两个上液压缸19收缩时，可拉动两个上轴承座9沿着竖直方向向上移动，进而使得上夹送辊7上升，直至上夹送辊7移动至高位后停止。本发明的型钢夹送辊装置还包括设置于夹送辊牌坊4上的上横梁5，上横梁5位于两个上液压缸19的上方且上液压缸19与上横梁5固定连接。上横梁5位于两个夹送辊牌坊4之间且上横梁5的两端分别与一侧的夹送辊牌坊4固定连接。

如图1和图2所示，本发明的型钢夹送辊装置还包括可移动的设置于夹送辊牌坊4上且套设于下夹送辊8上的下轴承座12，下轴承座12设置于下夹送辊8的两端。下轴承座12设置两个，两个下轴承座12分别套设于下夹送辊8的一端，下夹送辊8能够相对于下轴承座12进行旋转，下夹送辊8的两端通过轴承安装在两个下轴承座12下。两个下轴承座12位于两个夹送辊牌坊4之间，各个下轴承座12可在两个夹送辊牌坊4内上下滑动，而且各个下轴承座12分别与一个上轴承座9处于同一竖直方向上。

如图1和图2所示，下液压缸11为竖直设置于两个夹送辊牌坊4之间，下液压缸11设置两个且两个下液压缸11处于与下夹送辊8的轴线相垂直的同一直线上，各个下液压缸11的活塞杆的端部与一个下轴承座12固定连接，下液压缸11和上方的下轴承座12处于同一竖直方向上。下液压缸11为沿竖直方向可伸缩的构件，两个下液压缸11伸长时，可推动两个上轴承座9沿着竖直方向向上移动，进而使得下夹送辊8上升，直至下夹送辊8移动至高位后停止。两个下液压缸11收缩时，可拉动两个下轴承座12沿着竖直方向向下移动，进而使得下夹送辊8下降，直至下夹送辊8移动至低位后停止。本发明的型钢夹送辊装置还包括设置于夹送辊牌坊4上的下横梁6，下横梁6位于两个下液压缸11的下方且下液压缸11与下横梁6固定连接。下横梁6位于两个夹送辊牌坊4之间且下横梁6的两端分别与一侧的夹送辊牌坊4固定连接。

如图1和图2所示，本发明的型钢夹送辊装置还包括用于对托住上轴承座9且为沿水平方向可伸缩的上辊安全机构，上辊安全机构设置于夹送辊牌坊4上。在上夹送辊7上升至高位位置后，上辊安全机构沿水平方向进行伸长，从而托住两个上轴承座9，使得上轴承座9和上夹送辊7不能下降，进而使得上夹送辊7保持在高位位置处。上辊安全机构包括固定设置于夹送辊牌坊4上的上辊防溜托块伸缩驱动液压缸13和与13连接且用于托住上轴承座9的上辊防溜托块14，上辊防溜托块伸缩驱动液压缸13用于控制上辊防溜托块14沿水平方向做往复直线运动。上辊防溜托块伸缩驱动液压缸13为可伸缩的构件，上辊防溜托块14与上辊防溜托块伸缩驱动液压缸13的活塞杆固定连接，上辊防溜托块伸缩驱动液压缸13用于控制上辊防溜托块14沿水平方向移动至上轴承座9的下方或从上轴承座9的下方抽出，上辊防溜托块14的移动方向与上夹送辊7的轴线在空间上相平行。在上夹送辊7上升至高位位置后，上辊防溜托块伸缩驱动液压缸13进行伸长，推动上辊防溜托块14移动至上轴承座9的下方并托住上轴承座9，从而在竖直方向上对上轴承座9起到限位作用，使得上轴承座9和上夹送辊7不能下降。在上夹送辊7需要下降时，上驱动器13进行收缩，拉动上辊防溜托块14移动并使上辊防溜托块14从上轴承座9的下方移出，进而使得上轴承座9和上夹送辊7能够下降。

如图1和图2所示，在上夹送辊7上升至高位位置后，设置于上夹送辊7各端的上轴承座9均分别由两个上辊安全机构托住且该两个上辊安全机构处于与上夹送辊7的轴线相平行的同一直线上，该两个上辊安全机构分别设置于一个夹送辊牌坊4上。也即对于各个上轴承座9，均分别由两个上辊安全机构进行托起，进一步提高了安全性和可靠性。

如图1和图2所示，本发明的型钢夹送辊装置还包括用于对托住下轴承座12且为沿水平方向可伸缩的下辊安全机构，下辊安全机构设置于夹送辊牌坊4上且位于上辊安全机构的下方。在下夹送辊8上升至高位位置后，下辊安全机构沿水平方向进行伸长，从而托住两个下轴承座12，使得下轴承座12和下夹送辊8不能下降，进而使得下夹送辊8保持在高位位置处。下辊安全机构包括固定设置于夹送辊牌坊4上的下辊防溜托块伸缩驱动液压缸15和与下辊防溜托块伸缩驱动液压缸15连接且用于托住下轴承座12的下辊防溜托块16，下辊防溜托块伸缩驱动液压缸15用于控制下辊防溜托块16沿水平方向做往复直线运动。下辊防溜托块伸缩驱动液压缸15为可伸缩的构件，下辊防溜托块16与下辊防溜托块伸缩驱动液压缸15的活塞杆固定连接，下辊防溜托块伸缩驱动液压缸15用于控制下辊防溜托块16沿水平方向移动至下轴承座12的下方或从下轴承座12的下方抽出，下辊防溜托块16的移动方向与下夹送辊8的轴线在空间上相平行且与上辊防溜托块14的移动方向相平行。在下夹送辊8上升至高位位置后，下辊防溜托块伸缩驱动液压缸15进行伸长，推动下辊防溜托块16移动至下轴承座12的下方并托住下轴承座12，从而在竖直方向上对下轴承座12起到限位作用，使得下轴承座12和下夹送辊8不能下降。在下夹送辊8需要下降时，下辊防溜托块伸缩驱动液压缸15进行收缩，拉动下辊防溜托块16移动并使下辊防溜托块16从下轴承座12的下方移出，进而使得下轴承座12和下夹送辊8能够下降。

如图1和图2所示，在下夹送辊8上升至高位位置后，设置于下夹送辊8各端的下轴承座12均分别由两个下辊安全机构托住且该两个下辊安全机构处于与下夹送辊8的轴线相平行的同一直线上，该两个下辊安全机构分别设置于一个夹送辊牌坊4上。也即对于各个下轴承座12，均分别由两个下辊安全机构进行托起，进一步提高了安全性和可靠性。

如图1和图2所示，本发明的型钢夹送辊装置还包括设置于下轴承座12的上方且用于对下轴承座12起限位作用的下辊止动块17，下辊止动块17固定设置于夹送辊牌坊4上且位于下轴承座12与上轴承座9之间，下辊止动块17用于限定下夹送辊8的高位位置，在下液压缸11推动下轴承座12及下夹送辊8上升时，当下轴承座12与上方的下辊止动块17接触后，下轴承座12和下夹送辊8停止上升，此时下夹送辊8移动至高位位置。各个下轴承座12的上方分别设置两个下辊止动块17，该两个下辊止动块17分别设置于一个夹送辊牌坊4上。

小h型钢生产线上，在轧件(如角钢)进入本发明的型钢夹送辊装置前，上夹送辊7处在高位位置，而下夹送辊8则由待钢位上升至工作位(待钢位即下夹送辊8的低位位置，工作位即下夹送辊8的高位位置，下夹送辊8的高位位置也即由下辊止动块17所确定的位置)，并且使下液压缸11的无杆腔内的油压始终处于设定的压力下；在轧件进入该型钢夹送辊装置后，处于工作位的下夹送辊8托住轧件，上夹送辊7由高位位置首先快速下降至上辊圧靠区，然后低速下降，最后以设定的压力(即夹送辊的夹持力)压靠轧件，上夹送辊7与下夹送辊8相配合夹紧轧件。由此，上夹送辊7和下夹送辊8相配合可对轧件产生推或拉的作用。随着轧件的移动，在轧件的尾部脱离上夹送辊7和下夹送辊8后，上夹送辊7上升至高位位置处等待，下夹送辊8则下降至待钢位(即下辊防溜托块16所对应的位置，也即低位位置)。

为了防止下夹送辊8因待钢时间过长或下液压缸11存在较小的内泄而导致出现下溜现象，在本发明的型钢夹送辊装置工作的过程中，下辊安全机构始终处于伸长状态，以使下辊防溜托块16始终处于能够托住下轴承座12的伸出状态，从而提高安全性和可靠性。当本发明的型钢夹送辊装置退出工作时，上夹送辊7上升至高位位置，同时上辊安全机构处于伸长状态，上辊防溜托块14始终处于托住上轴承座9的伸出状态，下夹送辊8则下降至低位位置。

上夹送辊7和下夹送辊8的轴向位置均可调节，在某种规格型钢(如角钢)矫直前，矫直机操作工调整上夹送辊7和下夹送辊8的轴向位置，使得上夹送辊7和下夹送辊8的中心位置与型钢矫直机上当前矫直辊的中心位置对中，这样，可避免夹送辊在工作过程中因承受过大的轴向力而使其轴承座受损。

对于本发明的型钢夹送辊装置，其上的上夹送辊7和下夹送辊8的更换过程包括如下的步骤：

(1)确保上轴承座9处在上辊防溜托块14的上方并被上辊防溜托块14托住；

(2)确保下夹送辊8处在低位位置；

(3)断开电机1的电源；

(4)拆除使上轴承座9和连接支座10相连接的螺栓，使得连接支座10与上轴承座9可分离；

(5)拆除与两个夹送辊牌坊4连接的上横梁5，使得两个夹送辊牌坊4的顶部之间形成让上液压缸19和连接支座10移出的顶部开口，将上横梁5、上液压缸19和连接支座10一并向上吊出，上液压缸19和连接支座10从两个夹送辊牌坊4之间的空间中移出；

(6)将上夹送辊7连同两个上轴承座9一并向上吊至设定位置处(该设定位置处为夹送辊牌坊4上所设的牌坊内侧槽口处)，再沿水平方向使上夹送辊7连同两个上轴承座9从两个夹送辊牌坊4之间的空间中移出；

(7)将万向传动轴3用支撑架支撑住，然后拆除使万向传动轴3和下夹送辊8相连接的螺栓，使得万向传动轴3和下夹送辊8可分离；

(8)拆除夹送辊牌坊4上的下辊止动块17；

(9)用绳索将下液压缸11与夹送辊牌坊4拴牢；

(10)拆除使下液压缸11和下轴承座12相连接的螺栓，使下液压缸11和下轴承座12可分离；

(11)将下夹送辊8连同两个下轴承座12一并向上吊至设定位置处(该设定位置处为夹送辊牌坊4上所设的牌坊内侧槽口处)，再沿水平方向使下夹送辊8连同两个下轴承座12从两个夹送辊牌坊4之间的空间中移出；

(12)将待上线工作的下夹送辊8(即更换后的下夹送辊8)及安装在下夹送辊8两端的两个下轴承座12一并吊至设定位置处(该设定位置处为夹送辊牌坊4上所设的牌坊内侧槽口处)，沿水平方向使下夹送辊8连同两个下轴承座12移入两个夹送辊牌坊4之间的空间中，然后再将下夹送辊8连同两个下轴承座12向下移动至低位位置；

(13)使用螺栓连接下液压缸11与下轴承座12；

(14)拆除将下液压缸11与夹送辊牌坊4拴牢的绳索；

(15)将下辊止动块17安装在夹送辊牌坊4上；

(16)使用螺栓连接万向传动轴3与下夹送辊8，然后挪开用于支撑万向传动轴3的支撑架；

(17)使上辊安全机构处于伸长状态，以使上辊防溜托块14处于伸出状态，上辊防溜托块14处在能够托住上方自上方向下移动的上轴承座9的位置处；

(18)将待上线工作的上夹送辊7(即更换后的上夹送辊)连同两个上轴承座9一并向上吊至设定位置处(该设定位置处为夹送辊牌坊4上所设的牌坊内侧槽口处)，再沿水平方向使上夹送辊7连同两个上轴承座9移入两个夹送辊牌坊4之间的空间中，然后再使上夹送辊7及两个上轴承座9向下移动直至上轴承座9被上辊防溜托块14托住；

(19)将上横梁5、上液压缸19和连接支座10一并移入两个夹送辊牌坊4之间的空间中，使用螺栓连接上横梁5和两个夹送辊牌坊4；

(20)使用螺栓连接上轴承座9和连接支座10；

(21)接上电机1的电源，使电机1通电；

本发明还提供了一种小h型钢生产线，包括型钢矫直机和上述结构的型钢夹送辊装置，型钢夹送辊装置设置两个，型钢矫直机位于两个型钢夹送辊装置之间。此型钢夹送辊装置的具体结构可参照图1和图2，在此不再赘述。由于本发明的小h型钢生产线包括上述实施例中的型钢夹送辊装置，所以其具有上述型钢夹送辊装置的所有优点。

本发明的小h型钢生产线采用的型钢矫直机为悬臂式十辊矫直机，用于对轧件进行矫直，其结构如同本领域技术人员所公知的那样，型钢矫直机具有10个矫直辊且10个矫直辊为上下交错布置，下方布置的5个矫直辊为主动辊，上方布置的5个矫直辊为非传动的被动辊。本发明的小h型钢生产线采用的型钢夹送辊装置具有两个，型钢矫直机位于两个型钢夹送辊装置之间且三者处于同一直线上，在轧件的移动方向上，其中一个型钢夹送辊装置位于型钢矫直机的前方(设该型钢夹送辊装置为第一型钢夹送辊装置)，另一个型钢夹送辊装置位于型钢矫直机的后方(设该型钢夹送辊装置为第二型钢夹送辊装置)，在对轧件进行矫直时，轧件由第一型钢夹送辊装置送入型钢矫直机中进行矫直，矫直后的轧件被第二型钢夹送辊装置从型钢矫直机中拉出。轧件为型钢，位于型钢矫直机后方的型钢夹送辊装置(即第一型钢夹送辊装置)对轧件产生推动的作用，第一型钢夹送辊装置上旋转的下夹送辊8和上夹送辊7相配合，将轧件推入前方的型钢矫直机中。位于型钢矫直机前方的型钢夹送辊装置(即第二型钢夹送辊装置)对轧件产生拉动的作用，第二型钢夹送辊装置上旋转的下夹送辊8和上夹送辊7相配合，将轧件从后方的型钢矫直机中拉出。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。