十八辊轧机工作辊水平力支撑机构的制作方法

本发明属于冶金设备领域，具体涉及一种新型的十八辊轧机工作辊水平力支撑机构。

背景技术：

十八辊轧机是生产冷轧带钢的一种重要机型，对于轧制难变形的材料及极薄带材有着明显的优势，但其工作辊辊径比较小，水平刚度难以保证，传统上通过水平移动工作辊和在工作辊两侧增设侧支撑结构，来保证轧制时工作辊的水平挠曲在允许值范围之内。由于侧支撑结构要承受比较大的水平力，所以其结构比较厚重结实，而且要与工作辊接触，必须选择能够相互转动的辊来做直接支撑。现有十八辊轧机侧支撑主要有两种形式，其中一种是通过液压缸直接斜推侧支撑辊盒前行到工作位，支撑工作辊，此种方案由于设计工作辊水平移动比较困难，所有水平力都由侧支撑来承担，侧支撑结构庞大，轧机内部空间较小，导致更换侧支撑背衬轴承时需要将工作辊和中间辊完全移除机架，才能进行侧支撑辊盒的更换，耗时费力，影响了生产效率；另外一种是通过悬挂侧支撑在中间轴承座上，由侧支撑梁推动侧支撑旋转，进而压紧工作辊作为水平力的支撑，同时通过侧支撑旋转实现工作辊水平移动和辊径补偿功能，但更换侧支撑背衬轴承时需要将中间辊移除机架，进行繁琐复杂的线下拆装工作，另外，由于侧支撑悬挂于中间辊轴承座上，中间辊需要弯辊时侧支撑会有移动，但此时侧支撑梁紧紧顶住侧支撑在工作辊上，在侧支撑辊和工作辊之间就会发生干涉或者较大正压力下的相对滑动，影响了中间辊弯辊效果，同时加剧了辊面磨损，减少了轧辊寿命，增加了投资成本。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了改善现有技术中十八辊轧机的上述不足，本发明提供一种十八辊轧机工作辊水平力支撑机构，使得轧机内部结构布局更加合理，换辊方便快捷，操控更加灵活。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种十八辊轧机工作辊水平力支撑机构，成对设置在各工作辊的入口和出口，并关于轧机过钢线对称设置；其特征在于包括垂直推拉液压缸、水平推拉液压缸，两个推拉液压缸形成连杆滑块结构，连杆滑块结构的末端设置侧支撑辊盒，侧支撑辊盒主要包括主背衬轴承、次背衬轴承、侧支撑辊和辊盒架；工作时侧支撑辊和工作辊接触，轧制水平力经过侧支撑辊传导由两个推拉液压缸承受。

进一步的，垂直推拉液压缸的下方与垂直推拉液压缸活塞杆呈直线设置垂直滑道，垂直推拉液压缸活塞杆末端与垂直滑块相连，使得垂直滑块可沿垂直滑道上下滑动，同时在垂直滑块上设有旋转铰轴，连杆悬架与旋转铰轴连接且可以绕旋转铰轴自由转动；水平推拉液压缸的内侧水平方向设与活塞杆呈直线设置水平滑道，水平推拉液压缸活塞杆末端与水平滑块相连，水平滑块可沿水平滑道沿过钢线前后滑动，水平滑块上设有铰轴滑杆，连杆悬架可在铰轴滑杆中滑动，同时铰轴滑杆可绕水平滑块上的铰轴旋转。

进一步的，所述的铰轴滑杆为截面呈三角形的块状，铰轴滑杆其中一顶点铰接在水平滑块上，并且在与该顶点对应的边相平行的位置设置滑道，所述连杆悬架通过该滑道并能够沿该滑道在铰轴滑杆中滑动。

进一步的，垂直推拉液压缸安装在机架牌坊内侧，垂直滑道和水平滑道均固定在机架牌坊上，水平推拉液压缸固定安装在机架牌坊上。

进一步的，垂直推拉液压缸和水平推拉液压缸均内置位移传感器。

进一步的，当侧向支撑需要支撑工作辊时，垂直推拉液压缸和水平推拉液压缸同时作用，整个侧支撑辊盒沿着特定拟合曲线前行，在前行过程中以与过钢线和上中间辊和下中间辊保持设定安全不干涉距离为界。

相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

本发明的十八辊轧机是一种轧制金属带材的冷轧机，为了减小工作辊水平挠曲，在工作辊两侧增设了侧向支撑，侧向支撑是一个连杆滑块结构，可以在垂直推拉液压缸（内部装有位移传感器）和水平推拉液压缸的作用下沿拟合路径靠近并最终支撑工作辊。十八辊轧机工作辊水平力支撑机构前端连接的侧支撑辊盒可单独更换。侧支撑辊盒主要包括主背衬轴承（受力大），次背衬轴承（受力相对小），侧支撑辊和辊盒架，工作时侧支撑辊和工作辊接触承受水平力，最后水平力经过传导由垂直滑道和水平滑道及两个液压缸承受，保证了轧制水平力的分配。

本侧向支撑还能满足工作辊水平功能，通过两侧垂直推拉液压缸和水平推拉液压缸组合运动，驱使两侧侧支撑辊推动工作辊移向预先计算设定好的位置，在整个移动过程中工作辊始终处于被顶紧的状态，保持稳定平移。轧制时，虽然工作辊受到向入口侧的水平力，但为了防止偶然性事件的发生，同时也是为了设备安全和成品质量考虑，两侧液压缸都需要锁紧，致使工作辊两侧都受到支撑力，避免了工作辊转动时不稳定。

本侧向支撑通过其驱动元件安全可靠的把连杆悬架和侧支撑辊盒移动到中间辊轴承座运动范围以外，其运动过程与我们平常生活中的“倒车入库”很相似，在垂直和水平方向都有位移且旋转，这样可以有效提高换辊速度，而且侧支撑辊盒也可单独更换，避免了需要先把中间辊先移除机架的麻烦操作。

本侧向支撑的垂直推拉液压缸和水平推拉液压缸运动的拟合路径，是通过计算机程序控制，先由程序编写好各种工况下（限制条件）侧向支撑运动轨迹，再嵌入到整个轧机控制系统，最后由执行元件完成动作。侧向支撑的整个运动过程都可由计算机控制，位置精确，而且运动路径可选，避免侧向支撑运动过程中与设备发生干涉，同时最重要一点是让十八辊轧机的可用工作辊辊径范围更广，拓展了能轧带钢产品的品种，增强了轧机适用性和普遍性，提高了投资回报率。

附图说明

图1为本发明十八辊轧机侧支撑结构示意图；

图2为本发明十八辊轧机换辊位侧支撑位置示意图；

在本发明具体实施例及图1-2中，由于入口和出口设备相对称，故在以下描述中使用相同附图标记：

1-机架牌坊2-垂直推拉液压缸3-垂直滑道

4-旋转铰轴5-连杆悬架6-弯辊缸块

7—上支承辊8-上中间辊9-铰接滑杆

10—水平推拉液压缸11—主背衬轴承

12-侧支撑辊盒13—次背衬轴承

14—侧支撑辊15—工作辊

16—下中间辊17—下支承辊

18—中间辊轴承座19—垂直滑块

20—水平滑块21—水平滑道。

具体实施方式

下面结合示图1-2对本发明实施例进行进一步的说明：

本发明中，十八辊轧机是一种轧制金属带材的冷轧机，为了减小工作辊15水平挠曲，在工作辊15两侧增设了侧向支撑，侧向支撑是一个连杆滑块结构，可以在垂直推拉液压缸2（内部装有位移传感器）和水平推拉液压缸10的作用下沿拟合路径靠近并最终支撑工作辊15。其侧向支撑的具体结构如下所述：垂直推拉液压缸2安装在机架牌坊1坊内侧，其活塞杆与垂直滑块19相连，垂直滑块19可沿固定在机架牌坊1上的垂直滑道3上下滑动，同时在垂直滑块19上设计有旋转铰轴4，连杆悬架5与旋转铰轴4连接且可以绕旋转铰轴4自由转动。水平推拉液压缸10（内部装有位移传感器）固定安装在机架牌坊1上，其活塞杆与水平滑块20相连，水平滑块20可沿固定在机架牌坊1上的水平滑道21前后滑动，水平滑块20上设计有铰接滑杆9，连杆悬架5可在铰轴滑杆9中滑动，同时铰接滑杆9可绕水平滑块20中的铰轴旋转。连杆悬架5前端连接有侧支撑辊盒12，侧支撑辊盒12可单独更换。侧支撑辊盒12主要包括主背衬轴承11（受力大），次背衬轴承13（受力相对小）和侧支撑辊14，工作时侧支撑辊14和工作辊15接触承受水平力，最后水平力经过传导由垂直滑道3和水平滑道21及两个液压缸2和10承受。

当侧向支撑需要支撑工作辊15时，垂直推拉液压缸2和水平推拉液压缸10同时作用，整个侧支撑辊盒12和连杆悬架5沿着特定拟合曲线前行，在前行过程中以与过钢线和上中间辊8和下中间辊16保持设定安全不干涉距离为界。由于侧向支撑前行过程中会有垂直和水平方向上的位移，同时又要发生旋转。具体过程如下：垂直推拉液压缸2推动垂直滑块19在垂直滑3道内滑行，与旋转铰轴4连接的连杆悬架5及其上安装的侧支撑辊盒12都发生转动，同时，水平推拉液压缸10也推动水平滑块20在水平滑道21内向前滑行，水平滑块20上设计安装的铰接滑杆9绕其铰轴发生旋转，同时由于侧向支撑有水平位移，所以连杆悬架5可以在铰接滑杆9中自由滑动，来补偿侧向支撑的水平位移。当垂直推拉液压缸2和水平推拉液压缸10到达工作位置后锁死，侧向支撑位置固定，工作时工作辊15由水平力紧靠在侧支撑辊14上，有效减小了工作辊15的水平挠曲。工作时入口和出口的侧向支撑同时动作，保证了工作时工作辊15被加紧，处于稳定轧制状态。当需要换辊时，通过液压缸2和10的组合运动，把侧向支撑移动到不影响换辊的换辊位，有效缩短了换辊时间，提高了生产效率。

本侧向支撑的垂直推拉液压缸2和水平推拉液压缸运动10的拟合路径，是通过计算机程序编写好各种工况下（限制条件）侧向支撑运动轨迹，再嵌入到整个轧机控制系统，最后由执行元件完成动作。侧向支撑的整个运动过程都可由计算机控制，位置精确，而且运动路径多样，避免侧向支撑运动过程中与其他设备发生干涉，同时最重要一点是两个液压缸的多位置控制调节，让十八辊轧机的可用工作辊辊径范围更广，拓展了能轧带钢产品的品种，增强了轧机适用性和普遍性，提高了投资回报率。

本发明结构巧妙，操作维护方便，能保证成品良好的板形，换辊快速又省时省力，有比较广阔的市场前景。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。