松棒机防松动轧辊组的轧辊轴向调节装置及其轴向调节方法与流程

技术领域:

本发明涉及无缝钢管轧制设备，属于冶金轧制技术领域，更具体地说涉及无缝钢管轧制机组中的松棒机。

背景技术：
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在无缝钢管轧制机组中必须设置松棒机，按照设计要求，当松棒机松棒时，被松钢管与轧辊的接触面必须≥80％，否则在被松棒的钢管的外表面就会产生波浪型螺旋轧制痕迹，在钢管的内孔表面产生螺旋道压痕。

在无缝钢管轧制机组中必须设置松棒机，按照设计要求，当松棒机松棒时，被松钢管与轧辊的接触面必须≥80％，否则在被松棒的钢管的外表面就会产生波浪型螺旋轧制痕迹，在钢管的内孔表面产生螺旋道压痕。

根据上述设计要求可知，要保证被松钢管与轧辊的接触面必须≥80％，必须对上转鼓、下转鼓之间的同轴度要求和轧辊组的装配精度提出很高的要求，要求上轧辊组和下轧辊组中的轧辊轧制曲面中心的重合。

在现有松棒机结构中，虽然上转鼓11与下转鼓12之间的同轴度由原始设计和装配来保证，但安装在上转鼓11和下转鼓12上的轧辊组在轧制过程中，轧辊的轧制曲面中心会产生轴向移动，在实际使用过程中，无法保证上轧辊和下轧辊的轧制曲面中心重合，使用一段时间后，被轧制钢管的外表面就会产生波浪型螺旋轧制痕迹，在钢管的内孔表面产生螺旋道压痕。

现有的轧辊组结构如图1、图2和图3所示，包括左轴承座1、双列滚子轴承2、驱动轴3、轧辊4、右轴承座5、底板6和导向键7，轧辊4通过过盈紧配合方式固定安装在驱动轴3上，驱动轴3的两端通过双列滚子轴承2分别安装在左轴承座1和右轴承座5上，在左轴承座1和右轴承座5底面的中心位置开设有与驱动轴3轴线平行的导向槽，在底板6的上端面上固定有导向键7，左轴承座1和右轴承座5通过其底面上开设的导向槽插装在导向键7上，使左轴承座1和右轴承座5的轴承安装孔的轴线共线，驱动轴3和轧辊4的组合件通过双列滚子轴承2分别安装在左轴承座1和右轴承座5的轴承安装孔中，左轴承座1和右轴承座5通过紧固螺栓10固定安装在底板6上。

经分析，造成轧辊组中轧辊轧制曲面中心偏离的原因主要取决于如下二个方面：

第一，轧辊在轧辊组中容易松动，导致轧辊沿轴向窜动，使得轧辊轧制曲面中心不稳定。由于轧辊组在实际轧制过程中轧辊4受力的交变作用力很大，很容易导致左轴承座1、驱动轴3、轧辊4和右轴承座5相对底板6沿轴向松动，导致轧辊4在轴向串动，破坏了轧辊组中各零件的原始装配精度，使得上轧辊和下轧辊的轧制曲面的中心线不重合，使得轧辊与被松棒钢管之间的包络面无法达到≥80％的要求，这是松棒机在轧制过程中，在轧制钢管的外表面产生波浪型螺旋轧制痕迹，在钢管的内孔表面产生螺旋道压痕的主要原因之一。

第二，固定安装在上转鼓11下端面上的整个上轧辊组和安装在下转鼓12上端面上的下轧辊组之间容易产生轴向窜动，使得上轧辊和下轧辊的轧制曲面中心错位。且当发现上轧辊和下轧辊轧制曲面中心错位时也没有调节机构，全靠操作者的人为调整经验，因此生产效率和钢管的轧制的质量受人为因素的影响很大，这是现行钢管轧制生产过程中迫切需要解决的技术问题。

为了解决轧辊组中各部件的防松动、上轧辊组和下轧辊组中的轧辊轧制曲面中心线容易错位的问题，确保被松钢管与轧辊的接触面≥80％，消除钢管在轧制过程中在外表面产生波浪型螺旋轧制痕迹，在钢管的内孔表面产生螺旋道压痕的缺陷。提高轧制钢管的质量，降低钢管轧制的次品率，提高经济效益，申请人对现有松棒机中的轧辊组进行结构改进，既能防止轧辊组中各部件的松动，又能便捷地对上轧辊组和下轧辊组中的轧辊进行轴向调整，确保上轧辊和下轧辊的轧制曲面中心重合，以克服现有技术存在的不足。

技术实现要素：
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为了克服现有松棒机中轧辊组存在的缺陷，本发明提供了松棒机防松动轧辊组的轧辊轴向调节装置及其轴向调节方法，它能减少轧辊组在使用中因轧辊轧制曲面中心错位而引发的钢管外表面产生波浪型压痕和内表产生螺旋道压痕的质量缺陷。

本发明采用的技术方案是：

松棒机防松动轧辊组的轧辊轴向调节装置，包括左轴承座、双列滚子轴承、驱动轴、轧辊、右轴承座、底板和导向键，轧辊通过过盈紧配合方式固定安装在驱动轴上，驱动轴的两端通过双列滚子轴承分别安装在左轴承座和右轴承座上，在左轴承座和右轴承座的底面中心位置开设有与驱动轴轴线平行的导向槽，在底板的上端面上固定有导向键，左轴承座和右轴承座通过其底面上开设的导向槽插装在导向键上，使左轴承座和右轴承座的轴承安装孔的轴线共线，驱动轴和轧辊的组合件通过双列滚子轴承分别安装在左轴承座和右轴承座的轴承安装孔中，左轴承座和右轴承座通过紧固螺栓固定安装在底板上，其特征是：在左轴承座和右轴承座之间设有轴向刚性连接件，在基准轴承座的外侧设有轴向定位调节机构，基准轴承座为左轴承座和右轴承座中任一个。

进一步，所述轴向刚性连接件包括二根双头螺杆和两根轴向限位管和连接板，双头螺杆、两根轴向限位管平行对称地设置在连接板的对边上，两根轴向限位管与连接板的轴向尺寸相同，该尺寸为左轴承座、双列滚子轴承、驱动轴、轧辊和右轴承座精确装配后在左轴承座和右轴承座内侧所形成的轴向尺寸。

进一步，所述轴向定位调节机构包括垂直固定块、轴向调节螺钉、调节螺母，垂直固定块固定在底板上，且位于基准轴承座的外侧，在垂直固定块与基准轴承座的外侧之间设有微调定位块，在垂直固定块上设有拉杆通孔和拉拔通孔，在定位轴承座的外侧面上设有与拉拨通孔对应螺纹孔，调节螺母固定旋接在轴向调节螺钉上，轴向调节螺钉穿过垂直固定块和拉拨通孔旋固在固定轴承座外端面的螺纹孔中，调节螺母设置在垂直固定块的外侧，轴向调节螺钉的螺纹段长度大于调节螺母、垂直固定块和微调定位块的厚度之和。

进一步，所述基准轴承座为左轴承座。

进一步，所述基准轴承座为右轴承座。

本发明所述松棒机防松动轧辊组的轧辊轴向调节装置的轴向调节方法如下：

在无缝钢管轧制前，上轧辊组和下轧辊组对称设置，且各防松轧辊组都处于精确装配阶段，当进入轧制使用时，上轧辊组和下轧辊组虽然自身具有了防松动性能，各部件不会松动了，但上轧辊组和下轧辊组之间沿轧辊轴仍然会产生窜动，因此在钢管轧制过程中，当发现钢管表面出现波浪型压痕时，表明上轧辊和下轧辊之间已经错位必须修复调整，具体调整方法如下：

第一种情况，当上轧辊组和下轧辊组出现轴向窜动现象的复位调整：

分别观察上轧辊组和下轧辊组中基础轴承座与微调定位块之间的间隙，若存有间隙，则说明该轧辊组整体沿轴向产生偏移，即左轴承座和右轴承座同步产生轴向偏移，此时，先松开紧固螺栓，收紧调节螺母，将左轴承座和右轴承座同步向微调定位块拉移，使得基础轴承座的外侧面紧靠微调定位块即可。

这样就能保证上轧辊组和下轧辊组都处于准确的位置上，只要上轧辊组和下轧辊组中各部件没有出现磨损，就能保证上轧辊组和下轧辊组复位调整。

第二种情况：当发现上轧辊组和下轧辊组的轧辊轧制曲面中心产生轴向偏移，但基础轴承座与微调定位块紧密接触，即基础轴承座与微调定位块之间无间隙，则说明上轧辊组和下轧辊组本身没产生轴向窜动，而是其中各部件出现了磨损或原先装配精度不高，误差太大，在这种情况下就以上轧辊组为基准，通过人工检测方法测得下轧辊组相对于上轧辊组沿轴向的移离方向和偏移量，具体调整方法如下：

若下轧辊组中轧辊的中心线位于上轧辊中心线的右侧，那么就要调节下轧辊组，具体调整方法为：先松开下轧辊组中的紧固螺栓和调节螺母，将左轴承座和右轴承座同步向右推移，取出微调定位块，根据调试人员的实测结果，用平面磨床对微调定位块进行磨削加工，当微调定位块达到预定厚度尺寸后再放入在垂直固定块与固定轴承座的外侧之间，收紧调节螺母使左轴承座的外端面与微调定位块压力靠紧即可。

若下轧辊组中轧辊中心线位于上轧辊中心线的左侧，那么就要调节上轧辊组，具体调整方法为：先松开上轧辊组中的紧固螺栓和调节螺母，将左轴承座和右轴承座同步向右推移，取出微调定位块，根据调试人员的实测结果，用平面磨床对微调定位块进行磨削加工，当微调定位块达到预定厚度尺寸后再放入在垂直固定块与固定轴承座的外侧之间，收紧调节螺母使左轴承座的外端面与微调定位块压力靠紧即可。

由于在左轴承座和右轴承座之间设置轴向刚性连接件，所述轴向刚性连接件是由双头螺杆、两根轴向限位管和连接板组成的板式结构，这样就使左轴承座、双列滚子轴承、驱动轴、轧辊、右轴承座按设计要求装配后，使左轴承座和右轴承座之间由原本只有一根驱动轴的线性连接结构改变为由轴向刚性连接件和驱动轴组成的三根轴形成的立体稳固连接结构，在轧制过程中左轴承座和右轴承座之间即使会产生交变力的作用，左轴承座和右轴承座之间也不会产生扭动和晃动，连接更稳定，可以有效防止左轴承座、双列滚子轴承、驱动轴、轧辊和右轴承座在受到交变作用力时引起的松动。

由于在基准轴承座的外侧设有轴向定位调节机构，无论上轧辊组、下轧辊组整体沿轴向产生窜动，还是上轧辊组、下轧辊组中轧辊因磨损导致上下轧辊中心偏移，都能通过轴向定位调节机构进行修复调整，使上轧辊和下轧辊的中心线重合，这样就能保证被松钢管与轧辊的接触面≥80％。

经申请人实际使用验证，松棒机采用本发明后，左轴承座和右轴承座的结合体仅有沿驱动轴的轴向自由度没有消除，其它均被消除了，因此，左轴承座和右轴承座之间产生松动的机率大幅度降低，消除了因轧辊组中各零部件松动引起辊形曲面中心位置变化；在使用过程中无论上轧辊组、下轧辊组整体沿轴向产生窜动，还是上轧辊组、下轧辊组中轧辊因磨损导致上下轧辊中心偏移，都能通过轴向定位调节机构进行修复调整，使上轧辊和下轧辊的中心线重合；这样就能保证被松钢管与轧辊的接触面≥80％，杜绝被松钢管的外表面产生波浪型螺旋轧制痕迹，防止钢管的内孔表面产生螺旋道压痕，提升了钢管的实物轧制质量，节约了调整时间，也提高了调整效率。

附图说明:

图1为现有技术的结构示意图；

图2为图1中下轧辊组的结构示图；

图3为图2中右轴承座与底板之间的连接结构示意图；

图4为本发明的结构示意图；

图5为图4中下轧辊组的结构示图；

图6为图5中右轴承座与底板之间的连接结构示意图；

图7为连接拉杆与连接板的安装示意图；

图8为图7中的a-a剖视图；

图9为图4中i部分的局部放大图；

图10为垂直固定板的示意图；

图中，1-左轴承座；2-双列滚子轴承；3-驱动轴；4-轧辊；5-右轴承座；6-底板；7-导向键；8-轴向刚性连接件；9-轴向定位调节机构；10-紧固螺栓；11-上转鼓；12-下转鼓；81-双头螺杆；82-轴向限位管；83-连接板；84-固定螺母；91-垂直固定块；92-轴向调节螺钉；93-调节螺母；94-微调定位块；95-拉杆通孔；96-拉拔通孔。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方案：

实施例1：松棒机防松动轧辊组的轧辊轴向调节装置，如图4～图10的所示，包括左轴承座1、双列滚子轴承2、驱动轴3、轧辊4、右轴承座5、底板6、导向键7、轴向刚性连接件8、轴向定位调节机构9和紧固螺栓10，轧辊4通过过盈紧配合方式固定安装在驱动轴3上，驱动轴3的两端通过双列滚子轴承2分别安装在左轴承座1和右轴承座5上，在左轴承座1和右轴承座5的底面中心位置开设有与驱动轴3轴线平行的导向槽，在底板6的上端面上固定有导向键7，左轴承座1和右轴承座5通过其底面上开设的导向槽插装在导向键7上，使左轴承座1和右轴承座5的轴承安装孔的轴线共线，驱动轴3和轧辊4的组合件通过双列滚子轴承2分别安装在左轴承座1和右轴承座5的轴承安装孔中，左轴承座1和右轴承座5通过紧固螺栓10固定安装在底板6上，轴向刚性连接件8设置在左轴承座1和右轴承座5之间，所述轴向刚性连接件8包括二根双头螺杆81、两根轴向限位管82和连接板83，双头螺杆81、两根轴向限位管82平行对称地设置在连接板83的对边上，两根轴向限位管82与连接板83的轴向尺寸相同，该尺寸为左轴承座1、双列滚子轴承2、驱动轴3、轧辊4和右轴承座5精确装配后在左轴承座1和右轴承座5内侧所形成的轴向尺寸，左轴承座1与右轴承座5由两根轴向限位管82和连接板83的结合体隔开，并由二根双头螺杆81和固定螺母84将它们固定成一体；在左轴承座1的外侧设有轴向定位调节机构9，所述轴向定位调节机构9包括垂直固定块91、轴向调节螺钉92和调节螺母93，垂直固定块91固定在底板6上，且位于基准轴承座的外侧，在垂直固定块91与基准轴承座的外侧之间设有微调定位块94，在垂直固定块91上设有拉杆通孔95和拉拔通孔96，在定位轴承座的外侧面上设有与拉拨通孔96对应螺纹孔，调节螺母93固定旋接在轴向调节螺钉92上，轴向调节螺钉92穿过垂直固定块91和拉拨通孔96旋固在固定轴承座外端面的螺纹孔中，调节螺母93设置在垂直固定块91的外侧，轴向调节螺钉92的螺纹段长度大于拉调节母93、垂直固定块91和微调定位块94的厚度之和。

松棒机轧辊组防松动及轧辊中心轴向调节装置的轴向调节方法如下：

在无缝钢管轧制前，上轧辊组和下轧辊组对称设置，且各防松轧辊组都处于精确装配阶段，当进入轧制使用时，上轧辊组和下轧辊组虽然自身具有了防松动性能，各部件不会松动了，但上轧辊组和下轧辊组之间沿轧辊轴仍然会产生窜动，因此在钢管轧制过程中，当发现钢管表面出现波浪型压痕时，表明上轧辊和下轧辊之间已经错位必须修复调整，具体调整方法如下：

第一种情况，当上轧辊组和下轧辊组出现轴向窜动现象的复位调整：

分别观察上轧辊组和下轧辊组中基础轴承座与微调定位块94之间的间隙，若存有间隙，则说明该轧辊组整体沿轴向向右产生偏移，即左轴承座1和右轴承座5同步向右产生偏移，此时，先松开紧固螺栓10，收紧调节螺母93，将左轴承座1和右轴承座5同步向左拉移，使得左轴承座1的外侧面紧靠微调定位块94即可。

这样就能保证上轧辊组和下轧辊组都处于准确的安装位置，只要上轧辊组和下轧辊组中各部件没有出现磨损，就能保证上轧辊组和下轧辊组复位调整。

第二种情况：当轧辊组经过长时间运行，当发现上轧辊组和下轧辊组的轧辊轧制曲面中心产生轴向偏移，且基础轴承座与垂直固定块91内侧的微调定位块94紧密接触，即基础轴承座与微调定位块94之间无间隙，则说明上轧辊组和下轧辊组中各部件出现磨损，在这种情况下就确定上轧辊组为基准，通过人工检测方法测得下轧辊组相对于基础轴承座沿轴向的移离方向和偏移量，若下轧辊组中轧辊中心线位于上轧辊中心线的右侧，那么就要调节下轧辊组，具体调整方法如下：

先松开下轧辊组中的紧固螺栓10和调节螺母93，将左轴承座1和右轴承座5同步向右推移，取出微调定位块94，根据调试人员的实测结果，用平面磨床对微调定位块94进行磨削加工，当微调定位块94达到预定厚度尺寸后再放入在垂直固定块91与固定轴承座的外侧之间，收紧调节螺母93使左轴承座1的外端面与微调定位块94压力靠紧即可。

若下轧辊组中轧辊中心线位于上轧辊中心线的左侧，那么就要调节上轧辊组，具体调整方法如下：

先松开上轧辊组中的紧固螺栓10和调节螺母93，将左轴承座1和右轴承座5同步向右推移，取出微调定位块94，根据调试人员的实测结果，用平面磨床对微调定位块94进行磨削加工，当微调定位块94达到预定厚度尺寸后再放入在垂直固定块91与固定轴承座的外侧之间，收紧调节螺母93使左轴承座1的外端面与微调定位块94压力靠紧即可。