一种带质量平衡机构的冷轧管机传动装置的制作方法

本发明涉及一种加工金属管材的专用设备，具体涉及一种带质量平衡机构的冷轧管机传动装置。

背景技术：

目前市场上应用的冷轧管机，除了个别大规格的冷轧管机是由液压缸直接驱动工作机架作往复运动之外，其传动装置采用的几乎都是由电机驱动的偏置曲柄滑块的传动结构，即由电机通过皮带轮或减速箱驱动冷轧管机的传动机构，或由电机通过联轴器直接与冷轧管机的传动机构连接，再由传动机构带动工作机架往复运动实现轧制。

根据动力学分析，在轧制过程中，冷轧管机的工作机架因往复运动将产生很大的惯性力，该惯性力不仅通过连杆传到曲柄上,对曲柄轴产生惯性力矩，使曲柄轴承受交变负荷，而且会通过曲柄轴的轴承座传到基础上,引起设备的振动，影响产品质量和设备寿命。

由于工作机架往复运动产生的惯性力会对设备会产生极大的破坏作用，严重地影响了轧制速度的提高，制约了轧机的生产效率。因此，如何减少惯性力的影响，一直是冷轧管机行业的重点研究课题。

常见的、普通速度的冷轧管机的传动装置如图1所示，机架的惯性力和惯性扭矩均未得到平衡。

为了克服轧机机架在往复运动中产生的巨大惯性力和惯性力矩，必须采用惯性力和惯性力矩的平衡机构。目前，市场上采用较多的有垂直质量平衡和水平质量平衡两种平衡方式，其中最常见的是带双扇形块的水平质量平衡机构，如图2所示，这种平衡方法可有效地平衡机架在运动过程中的一阶惯性力，使机架的运动速度成倍提高。

具体的，现有技术中，德国Meer公司的KPW系列冷轧管机的传动装置，由一对连杆、与连杆相连的曲轴及扇形块、平衡轴及扇形块、与电机相连的小齿轮和一对齿数相同的、分别与曲轴和平衡轴相连的大齿轮组成。当曲轴转动时，通过连杆驱动工作机架实现往复运动。曲轴上的大齿轮与平衡轴上相啮合的齿轮齿数相等，从而带动平衡轴旋转。曲轴上的四个扇形块和平衡轴上的两个扇形块相差一个相位，组成水平质量平衡系统，用来平衡机架往复运动所产生的惯性力。

KPW系列冷轧管机的传动装置由于采用了水平质量平衡机构，虽然使机架往复运动所产生的惯性力得到有效的平衡，但是，大型曲轴锻造困难、在工作时受弯、扭联合作用，制造要求很高。由于采用了加工难度大、精度要求很高的曲轴，不仅导致轧机的制造成本居高不下，而且制造周期也很长。

技术实现要素：

本申请提供一种制造成本低、生产周期短\可有效抵消惯性力提高生产效率的冷轧管机传动装置。

一种实施例中提供一种带质量平衡机构的冷轧管机传动装置，包括主动轴、主动齿轮、第一扇形块、从动轴、从动齿轮、第二扇形块、转轴和连杆，主动齿轮、第一扇形块、从动轴、从动齿轮、第二扇形块、转轴和连杆均具有对称设置的两个；两个主动齿轮分别安装在主动轴的两端，两个第一扇形块安装在主动轴上，并位于两个主动齿轮之间，两个从动轴与主动轴平行设置，两个从动齿轮分别安装在两个从动轴上，并与两个主动齿轮啮合，两个第二扇形块的中部对称的安装在两个从动轴相向的端部，两个转轴对称的安装在两个第二扇形块的端部，并与从动轴平行，两个连杆的一端分别可转动的安装在转轴上；两个第一扇形块和两个第二扇形块分别同相位设置，第一扇形块和第二扇形块位于同一平面内，并错开相位设置。

进一步地，第一扇形块和第二扇形块之间的相位差为180°。

进一步地，从动轴和第二扇形块为一体式结构。

进一步地，第二扇形块位和转轴为一体式结构。

进一步地，从动轴、第二扇形块位和转轴为一体式结构。

进一步地，第二扇形块的扇形弧度及扇形半径均比第一扇形块大，并且第二扇形块和第一扇形块的厚度相等。

进一步地，冷轧管机传动装置还包括箱体，主动轴和从动轴分别通过轴承可转动的安装在箱体内，箱体的两侧面设有通孔，主动轴的一端及两个连杆相对与转轴连接的另一端分别穿过通孔露出于箱体的外侧。

依据上述实施例的带质量平衡机构的冷轧管机传动装置，由于设有对称的两个从动轴、两个第二扇形块和两个转轴，形成两个对称的曲拐，两个曲拐代替了现有的一个曲轴，降低了生产成本和生产周期，并且两个曲拐分别驱动一个连杆做回转运动，避免了两个连杆不同步产生的弯曲力和扭曲力，提高了零部件的使用寿命；第一扇形块和第二扇形块的相位错开设置，可有效的消除惯性力，提高冷轧管机传动装置的速度，进而提高了生产效率。

附图说明

图1为现有技术中冷轧管机传动装置的结构示意图；

图2为现有技术中带质量平衡机构的冷轧管机传动装置的结构示意图；

图3为一种实施例中带质量平衡机构的冷轧管机传动装置的主视结构示意图；

图4为一种实施例中带质量平衡机构的冷轧管机传动装置的俯视剖面结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

本实施例中提供了一种带质量平衡机构的冷轧管机传动装置，本传动装置能够有效地抵消惯性力，生产效率高，并且本装置的生产成本低、生产周期短。本传动装置主要安装在冷轧管机上使用，也可安装在其他设备上。

如图3和图4所述，本实施例的冷轧管机传动装置主要包括主动轴1、主动齿轮2、第一扇形块3、从动轴4、从动齿轮5、第二扇形块6、转轴7、连杆8和箱体9。其中主动轴1和箱体9具有一个，主动齿轮2、第一扇形块3、从动轴4、从动齿轮5、第二扇形块6、转轴7和连杆8均具有两个，并且均对称设置。

箱体9包括上盖和下盖，上盖和下盖安装在一起中间形成一个容置腔体，主动轴1、主动齿轮2、第一扇形块3、从动轴4、从动齿轮5、第二扇形块6、转轴7和连杆8均安装在箱体9的腔体内，可有效与外界隔离，防止异物或粉尘进入传动装置影响传动。箱体9的两个相邻侧面分别设有一个和两个通孔，主动轴1的一端穿过箱体9的一个通孔露出于箱体9的外侧与电机连接，两个连杆8分别穿过箱体9的两个通孔露出于箱体9的外侧与工作机架连接，驱动工作机架做往复运动。

一个主动轴1和两个从动轴4分别通过轴承可转动的安装在箱体9的腔体内，并且两个从动轴4沿着间隔安装在一条直线上，从动轴4与主动轴1平行。两个主动齿轮2分别安装在主动轴1的两端，两个从动齿轮5分别安装在两个从动轴4上，主动齿轮2和从动齿轮5的大小及齿数均相等，主动齿轮2和从动齿轮5啮合传动连接。

两个第一扇形块3的小端(扇形块径向方向具有相对的展开的大端和相对的小端)间隔开地安装在主动轴1上，并位于两个主动齿轮2之间。

两个第二扇形块6的中部分别安装在两个从动轴4相向的两端，即两个第二扇形块6位于两个从动轴4之间的空间内。

两个转轴7分别固定垂直安装在两个第二扇形块6的小端相向的面上，转轴7与从动轴4平行。从而从动轴4、第二扇形块6和转轴7形成一个曲拐结构，两个曲拐结构对称设置。本实施例中，从动轴4、第二扇形块6和转轴7为一体式结构。在其他实施例中，从动轴4和第二扇形块6为一体式结构，转轴7通过过盈连接固定在第二扇形块6上；或者，第二扇形块6和转轴7为一体式结构，第二扇形块6通过过盈连接固定在从动轴4的端部。

在本实施例中，两个连杆8的一端通过轴承可转动的分别安装在两个转轴7上，另一端露出于箱体9的外侧。

本实施例中，两个第一扇形块3的相位相同，两个第二扇形块6的相位相同，第二扇形块6的质量比第一扇形块3大。本实施例中优选的，第一扇形块3与第二扇形块6的相位差为180°，从而两者能够有效地相互抵消惯性力。

本实施例中的带质量平衡机构的冷轧管机传动装置，由于设有对称的两个从动轴4、两个第二扇形块6和两个转轴7，形成两个对称的曲拐，两个曲拐代替了现有的一个曲轴，降低了生产成本和生产周期，并且两个曲拐分别驱动一个连杆做回转运动，避免了两个连杆不同步产生的弯曲力和扭曲力，提高了零部件的使用寿命；第一扇形块3和第二扇形块6的相位错开180°设置，可有效地消除惯性力，提高冷轧管机传动装置的速度，进而提高了生产效率。本发明利用曲拐替代曲轴，不仅适用于水平质量平衡机构，也适用于垂直质量平衡机构。

在其他实施例中，对于小规格的冷轧管机，工作机架仅用一个连杆8即可驱动，相应地主动齿轮2、第一扇形块3、从动轴4、从动齿轮5、第二扇形块6和转轴7的数量均为一个，同样可实现有效地消除惯性力，提高冷轧管机的速度，进而提高了生产效率。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。