一种多速比独立传动轧机及轧制方法与流程

本发明属于冶金轧制装备技术领域，具体涉及一种多速比独立传动轧机及轧制方法。

背景技术：

现代化的线材生产中，通常采用提高线材终轧速度的方式，以获得较高的产量。传统的高速线材轧机多年来一直采用集中传动的方式，即通过一个大电机同时驱动8至10架线材精轧机，实现顶交45°无扭轧制，机械结构上是通过一个齿轮分速箱及两根长轴分别驱动多组轧机齿轮组，通过机械连锁的方式从而解决轧机动态速降的问题，实现稳定生产。虽然采用集中传动可以实现机械连锁，但始终存在设备结构复杂、振动及噪音控制困难、孔型设计不灵活及空载电耗高等诸多问题。随着技术的进步，如今的电气控制技术已能够满足线材高速轧制过程中动态速降的问题，因此独立传动的线材高速轧机在控制技术上已完全具备可行性。而现有的独立传动高速线材轧机均为单速比设计，通过电机速度来匹配不同规格产品的轧制工艺要求，对于部分大规格产品，通常采用空过机架的方式，以达到满足大规格线材生产时轧制转矩的要求。然而，对于高速线材，其典型产品直径范围为φ5.0mm～φ25.0mm，生产速度范围为φ8.0m/s～115m/s，且轧制力，采用单速比轧制时，受轧制力矩影响，工艺调整只能在特定机架进行轧制，调整困难，且受工艺布置影响，不能灵活控制轧件温度，不利于线材轧制温度的控制。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种多速比独立传动轧机及轧制方法，在满足线材高速轧制要求的同时，优化设备结构，提高生产灵活性，并有利于实现线材的高速控温轧制。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种多速比独立传动轧机，包括轧机、变速箱和电机，所述变速箱具有至少两个速比，其内设有与电机连接的输入轴、与轧机连接的输出轴以及用于实现变速箱不同速比切换的离合器。

进一步，所述输入轴通过联轴器ⅰ与电机输出端传动连接；所述输出轴通过联轴器ⅱ与轧机输入端传动连接。

进一步，所述输入轴与输出轴在垂直方向呈上下布置。

进一步，所述离合器设置在输入轴上，所述输入轴上还设有与离合器耦合的空套齿轮,所述输出轴上设有与该空套齿轮啮合的固定齿轮。

进一步，所述离合器设置在输出轴上，所述输出轴上还设有与离合器耦合的空套齿轮,所述输入轴上设有与该空套齿轮啮合的固定齿轮。

进一步，在所述变速箱内增加离合器、空套齿轮和固定齿轮的数量来实现变速箱输出轴的多级速比输出。

进一步，在所述变速箱内的输入轴与输出轴传动之间增设中间轴。

本发明还利用上述的多速比独立传动轧机的轧制工艺，在相同功率电机输入条件下，通过离合器实现变速箱不同速比的切换，以改变变速箱输出轴的转速和转矩，达到满足不同轧制工艺的速比要求。

本发明的优点在于：本发明的多速比独立传动轧机，通过轧机机列的平行交错布置形成顶交45°的空间结构，从而实现线材的无扭轧制。可带来诸多有益效果：

1)每架轧机机列均具有2个或者多个速比，在相同电机参数的条件下，每架轧机机列具有更宽范围的轧制能力，可满足不同规格的轧制速度及转矩要求，针对大规格产品，可采用空过入口轧机机列的方式，增加来料的控温距离，并提升出口的轧制速度；

2)轧制道次之间除了电机速度调节之外，还可通过速比切换实现轧制速度及转矩的匹配，并进一步提高孔型设计的灵活性；

3)设备结构相对于集中传动大为简化，结构简单紧凑，有利于提高轧机机列高速运行的稳定性；

4)空过轧机可以实现完全停机，无空载电耗产生，从而节约生产成本。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为多速比独立传动轧机构成的轧机机列工艺布置图；

图2为图1的a-a剖视图；

图3为图1的b-b剖视图；

图4为变速箱双速比实施例一的传动结构图；

图5为变速箱双速比实施例二的传动结构图；

图6为变速箱多速比实施例的传动结构图；

图7为多速比独立传动轧机构成的轧机机列6+4工艺布置图；

图中附图标记：轧机1、轧辊2、联轴器ⅱ3、变速箱4、联轴器ⅰ5、电机6；其中：轧机机列1#、轧机机列2#；输入轴4-1、输出轴4-2、离合器4-3、中间轴4-4、空套齿轮4a、固定齿轮4b。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提供的多速比独立传动轧机，包括轧机1、变速箱4和电机6，所述变速箱4具有至少两个速比，其内设有与电机6输出端连接的输入轴4-1、与轧机1输入端连接的输出轴4-2以及用于实现变速箱4不同速比切换的离合器4-3。采用上述方案，该多速比独立传动轧机通过离合器4-3实现变速箱4不同速比的切换，在相同电机6输入条件下，改变输出轴4-2的转速和转矩，从而满足不同轧制工艺的速比要求。

实施例1：

如图1-4所示，本实施例提供的一种具有双变速比的独立传动轧机，包括具有两个速比的变速箱4、轧机1、和电机6。变速箱4的输入轴4-1上设置有空套齿轮4a，并通过离合器4-3实现与输入轴4-1的同步转动或自由转动。输出轴4-2上设置有与输出轴固定连接的固定齿轮4b，分别与输入轴4-1上的空套齿轮4a相互啮合，通过离合器4-3实现不同速比的切换，在相同电机输入条件下，改变输出轴4-2的转速和转矩，从而满足不同轧制工艺的速比要求。

本实施例中的变速箱4的输入轴4-1和输出轴4-2垂直布置，以减小变速箱的宽度，从而实现紧凑式布置。

本实施例中的变速箱4输出轴4-2与轧机1采用联轴器ⅱ3连接，输入轴4-1与电机6采用联轴器ⅰ5进行连接，形成轧机机列1#，如图2所示。变速箱4输出轴4-2与轧机1采用联轴器ⅱ3连接，输入轴4-1与电机6采用联轴器ⅰ5进行连接，形成轧机机列2#，如图3所示。轧机机列1#的轧机与机列2#的轧机的轧辊2均与水平面呈45°方位，且两者轧辊2相互垂直且呈45°顶交的空间方位。轧机机列1#和轧机机列2#基于变速箱4的速比可调，在实际生产中可根据不同的轧制要求选择不同的速比输出，轧机机列之间可形成不同的速比组合方式，进而增加了生产的灵活性。轧机机列1#和轧机机列2#平行交替布置，从而实现轧机的独立传动以及顶交45°的无扭轧制，并可根据轧制工艺的需要选择轧机机列数量，如2架、3架、4架等，也可根据工艺要求进行灵活布置，如8架+4架、6架+4架(如图7所示)或者10架+2架等，以满足不同的生产工艺需要。

实施例2：

如图5所示，本实施例与实施例1一样为具有双变速比的独立传动轧机，但不同之处在于：变速箱4的离合器4-3亦可设置在输出轴4-2上，即输入轴4-1上设置的固定齿轮4b与输入轴固定连接，输出轴4-2上设置的空套齿轮4a与输出轴空套连接，也能实现不同速比的切换。

实施例3：

如图6所示，本实施例与上述实施例不同在于：其具有多速比的的独立传动轧机，即变速箱4可通过增加中间轴4-4及离合器4-3的数量的方式，实现更多速比的输出，从而形成具有更多速比的独立轧机机列1#和轧机机列2#，增加速比的输出以及速比的组合方式，进一步提高生产的灵活性。

上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。