一种模块式轧机及其模块轧机机组的制作方法

本发明涉及轧钢设备技术领域，特别涉及一种模块式轧机及其模块轧机机组。

背景技术：

轧机作为钢材热轧生产线上的主要设备，用于将毛坯件进行轧制成型，如用于螺纹钢筋、圆钢等的轧制，并通常经由粗轧、中轧、预精轧、精轧等道次轧制出成品。

目前高线高棒等轧制生产线，通常使用集中传动的精轧机，但集中传动的多机架轧机(8或10机架)，往往由于各个轧机零部件的制造及安装并不完全一致，存在偏差。由于所有轧机串在一起集中驱动，当其中的一个轧机出现振动超标等情况时，就会影响整个机组的轧制速度(木桶效应)，因此，提速困难，造成一般国产集中传动精轧机的轧制速度难以突破100m/s，并且维修更换困难；同时，集中传动采用大功率高压电机，投资和使用维护成本高；另外，现有的轧机模块通常不是位于同一个锥箱内，各部分传动构件比较分散，使得轧机模块不够紧凑，产品制造精度不高，在施工过程中无法减少土建基础施工量。

因此，如何提供一种轧制速度高，方便安装和维护更换，轧机模块紧凑，减小投资成本的模块式轧机及其模块轧机机组，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种模块式轧机及其模块轧机机组，其轧机模块紧凑，方便安装和维护更换，当一个模块出现问题时能快速更换，不降低轧制速度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种模块式轧机，包括锥箱、联轴器、电机、置于所述锥箱内部的第一辊箱和第二辊箱；所述电机固定连接所述联轴器，所述联轴器远离所述电机的一端连接有输入轴，所述电机通过驱动所述联轴器的同时驱动所述输入轴；

所述输入轴上设置有驱动圆柱齿轮，所述驱动圆柱齿轮分别与第一从动圆柱齿轮和第二从动圆柱齿轮相互啮合并实现传动，

其中，所述第一从动圆柱齿轮设置于锥齿轮长轴上，所述第二从动圆柱齿轮设置于锥齿轮短轴上；

所述锥齿轮长轴上还设置有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮相啮合，所述第二锥齿轮设置于第一斜轴齿轮轴上，所述第一斜轴齿轮轴与第二斜轴齿轮轴之间通过一对第一圆柱齿轮相互啮合，所述第一斜轴齿轮轴与所述第二斜轴齿轮轴连接于所述第一辊箱的下方，所述第一辊箱的上方连接有第一轧辊轴和第二轧辊轴，所述第一轧辊轴和所述第二轧辊轴上设置有一对第二圆柱齿轮，所述第二圆柱齿轮和所述第一圆柱齿轮相互啮合。所述锥齿轮短轴上还设置有第三锥齿轮，所述第三锥齿轮与第四锥齿轮相啮合，所述第三锥齿轮设置于第三斜轴齿轮轴上，所述第三斜轴齿轮轴与第四斜轴齿轮轴之间通过一对第三圆柱齿轮相互啮合，所述第三斜轴齿轮轴与所述第四斜轴齿轮轴连接于所述第二辊箱的下方，所述第二辊箱的上方连接有第三轧辊轴和第四轧辊轴，所述第三轧辊轴和所述第四轧辊轴上设置有一对第四圆柱齿轮，所述第四圆柱齿轮和所述第三圆柱齿轮相互啮合。

所述第一圆柱齿轮和所述第三圆柱齿轮的齿数相同，所述第二圆柱齿轮和所述第四圆柱齿轮的齿数相同。

优选地，所述第一辊箱和所述第二辊箱分别与水平面成45度角且相互之间呈正交设置。

优选地，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮之间呈45度角交角啮合，所述第三锥齿轮与所述第四锥齿轮之间呈45度角交角啮合。

优选地，所述联轴器和所述锥箱之间还包括：

齿轮箱，所述齿轮箱的输入轴连接所述联轴器，所述齿轮箱的两个输出轴分别与所述锥齿轮长轴和所述锥齿轮短轴通过长轴接轴和短轴接轴连接，所述锥齿轮长轴和所述锥齿轮短轴包裹于所述外壳内。

优选地，所述锥齿轮长轴包括：

锥长轴，所述锥长轴的一端与所述第二锥齿轮相啮合，所述锥长轴的另一端固定连接长轴接轴，所述长轴接轴与之相连的齿轮箱输出轴上设置有与所述驱动圆柱齿轮相互啮合的第一从动圆柱齿轮；

所述锥齿轮短轴包括：

锥短轴，所述锥短轴的一端与所述第四锥齿轮相啮合，所述锥短轴的另一端固定连接短轴接轴，所述短轴接轴与之相连的齿轮箱输出轴上设置有与所述驱动圆柱齿轮相互啮合的第二从动圆柱齿轮。

本发明中还公开了一种模块轧机机组，包括模块式轧机，所述模块式轧机为如上任意一项所述的模块式轧机。

优选地，由若干台模块式轧机组成，还包括：

设置于模块式轧机入口的卡断剪，用于在堵钢或故障时切断轧件；

设置于模块式轧机出口的堆钢箱，用于收集废料；

设置于模块式轧机上方的保护罩，用于防止轧件和冷却水飞溅。

优选地，所述模块式轧机的数量为1至5台。

由以上技术方案可以看出，本发明中所公开的一种模块式轧机，包括锥箱、联轴器、电机、置于所述锥箱内部的第一辊箱和第二辊箱，其具体工作原理为：电机驱动输入轴，输入轴上设置有驱动圆柱齿轮，驱动圆柱齿轮分别与第一从动圆柱齿轮和第二从动圆柱齿轮相互啮合并实现传动，这样，第一从动圆柱齿轮带动锥齿轮长轴旋转，第二从动圆柱齿轮带动锥齿轮短轴旋转。

同时，锥齿轮长轴上设置有第一锥齿轮，锥齿轮长轴旋转将带动第一锥齿轮旋转，而第一锥齿轮与第二锥齿轮相啮合，第二锥齿轮设置于第一斜轴齿轮轴上，因而第一锥齿轮旋转将带动第一斜轴齿轮轴开始旋转，而第一斜轴齿轮轴与第二斜轴齿轮轴之间通过一对第一圆柱齿轮相互啮合，因此，第一斜轴齿轮轴旋转将带动第二斜轴齿轮轴旋转，同时，第一辊箱上设置有第一轧辊轴和第二轧辊轴，所述第一轧辊轴和所述第二轧辊轴上设置有一对第二圆柱齿轮，所述第二圆柱齿轮和所述第一圆柱齿轮相互啮合，最终实现轧件的加工；

对应的，锥齿轮短轴上设置有第三锥齿轮，锥齿轮短轴旋转将带动第三锥齿轮旋转，而第三锥齿轮与第四锥齿轮相啮合，第三锥齿轮设置于第三斜轴齿轮轴上，因而第三锥齿轮旋转将带动第三斜轴齿轮轴开始旋转，而第三斜轴齿轮轴与第四斜轴齿轮轴之间通过一对第三圆柱齿轮相互啮合，因此，第三斜轴齿轮轴旋转将带动第四斜轴齿轮轴旋转，同时，第二辊箱的上方连接有第三轧辊轴和第四轧辊轴，所述第三轧辊轴和所述第四轧辊轴上设置有一对第四圆柱齿轮，所述第四圆柱齿轮和所述第三圆柱齿轮相互啮合，最终实现轧件的加工。通过各轴系与齿轮的设置，所有的传动减速轴系和改变方向的锥齿轮轴系均位于同一个锥箱内，不用设置传统的减速箱，从而使得轧机结构紧凑，产品制造精度高，方便了安装和维护更换，有效地减少了土建基础施工量；另外，第一圆柱齿轮和第三圆柱齿轮的齿数相同，第二圆柱齿轮和第四圆柱齿轮的齿数相同，这样的设计使得两个辊箱之间相同且可互换，减少了辊箱备用件，降低了维护成本。

再者，本发明还公开了一种模块轧机机组，包括模块式轧机，所述模块式轧机为如上中任意一项所述的模块式轧机。这样设置的轧机模块可以根据轧制需求，采用1至5个模块进行组合轧钢，形成由多个模块轧机构成的多机架轧制机组，使用灵活、方便安装和维护更换、减小投资成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供轧机的整体结构示意图；

图2为本发明所提供轧机的锥箱内部结构示意图；

图3为本发明所提供轧机的第一辊箱的结构示意图；

图4为本发明所提供轧机具体实施例的整体结构示意图；

图5为本发明所提供轧机具体实施例的内部结构示意图；

图6为本发明所提供轧机机组具体实施例的整体结构示意图。

其中，1为锥箱，21为第一辊箱，22为第二辊箱，3为联轴器，4为电机，5为输入轴，61为锥齿轮长轴，62为锥齿轮短轴，63为锥长轴连杆，64为锥短轴连杆，8为驱动圆柱齿轮，81为第一从动圆柱齿轮，82为第二从动圆柱齿轮，91为第一锥齿轮，92为第二锥齿轮，93为第三锥齿轮，94为第四锥齿轮，901为第一斜轴齿轮轴，902为第二斜轴齿轮轴，903为第三斜轴齿轮轴，904为第四斜轴齿轮轴，101为第一圆柱齿轮，103为第二圆柱齿轮，102为第三圆柱齿轮，104为第四圆柱齿轮，211为第一轧辊轴，212为第二轧辊轴，221为第三轧辊轴，222为第四轧辊轴，11为齿轮箱，121为长轴接轴，122为短轴接轴，13为卡断剪，14为堆钢箱，15为保护罩，18为外壳。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种模块式轧机及其模块轧机机组，其结构紧凑，产品制造精度高，方便安装和维护更换，可有效减少土建基础施工量。请参考图1至图6，图1为本发明所提供轧机的整体结构示意图；图2为本发明所提供轧机的锥箱内部结构示意图；图3为本发明所提供轧机的第一辊箱的结构示意图；图4为本发明所提供轧机具体实施例的整体结构示意图；图5为本发明所提供轧机具体实施例的内部结构示意图；图6为本发明所提供轧机机组的整体结构示意图。

请参阅图1至图3，本实施例所提供的一种模块式轧机，包括锥箱1、联轴器3、电机4、置于锥箱1内部的第一辊箱21和第二辊箱22；第一辊箱21和第二辊箱22分别为设置有轧辊轴的箱体，通过轧辊轴上的齿轮与外部动力装置相啮合传动。

电机4固定连接联轴器3，联轴器3远离电机4的一端连接有输入轴5，电机4通过驱动联轴器3的同时驱动输入轴5。

这样，电机4通过联轴器3与输入轴5相联，通过齿轮传动，驱动第一辊箱21和第二辊箱22，并使得电机4可以水平输入，方便电机4安装。

输入轴5上设置有驱动圆柱齿轮8，驱动圆柱齿轮8分别与第一从动圆柱齿轮81和第二从动圆柱齿轮82相互啮合并实现传动，其中，第一从动圆柱齿轮81设置于锥齿轮长轴61上，第二从动圆柱齿轮82设置于锥齿轮短轴62上。

这样，第一从动圆柱齿轮81带动锥齿轮长轴61旋转，第二从动圆柱齿轮82带动锥齿轮短轴62旋转。

锥齿轮长轴61上还设置有第一锥齿轮91，锥齿轮长轴61旋转将带动第一锥齿轮91旋转，而第一锥齿轮91与第二锥齿轮92相啮合，第二锥齿轮92设置于第一斜轴齿轮轴901上，因而第一锥齿轮91旋转将带动第一斜轴齿轮轴901开始旋转，而第一斜轴齿轮轴901与第二斜轴齿轮轴902之间通过一对第一圆柱齿轮101相互啮合，因此，第一斜轴齿轮轴901旋转将带动第二斜轴齿轮轴902旋转，第一斜轴齿轮轴901与第二斜轴齿轮轴902连接于第一辊箱21的下方，第一辊箱21的上设置有第一轧辊轴211和第二轧辊轴212，第一轧辊轴211和第二轧辊轴212上设置有一对第二圆柱齿轮103，第二圆柱齿轮103和第一圆柱齿轮101相互啮合并发生旋转，最终实现轧件的加工；

同时，锥齿轮短轴62上还设置有第三锥齿轮93，锥齿轮短轴62旋转将带动第三锥齿轮93旋转，而第三锥齿轮93与第四锥齿轮94相啮合，第三锥齿轮93设置于第三斜轴齿轮轴903上，因而第三锥齿轮93旋转将带动第三斜轴齿轮轴903开始旋转，而第三斜轴齿轮轴903与第四斜轴齿轮轴904之间通过一对第三圆柱齿轮102相互啮合，因此，第三斜轴齿轮轴903旋转将带动第四斜轴齿轮轴904旋转，第三斜轴齿轮轴903与第四斜轴齿轮轴904连接于第二辊箱22的下方，第二辊箱22的上设置有第三轧辊轴221和第四轧辊轴222，第三轧辊轴221和第四轧辊轴222上设置有一对第四圆柱齿轮104，第四圆柱齿轮104和第三圆柱齿轮102相互啮合并发生旋转，最终实现轧件的加工。

这样，通过各轴系与齿轮的设置，所有的传动减速轴系和改变方向的锥齿轮轴系均位于同一个锥箱1内，不用设置传统的减速箱，从而使得轧机结构紧凑，产品制造精度高，方便了安装和维护更换，有效地减少了土建基础施工量。

另外，第一圆柱齿轮101和第三圆柱齿轮102的齿数相同，第二圆柱齿轮103和第四圆柱齿轮104的齿数相同，这样的设计使得两个辊箱之间相同且可互换，减少了辊箱备用件，降低了维护成本；

同时，该轧机的输入轴5，通过到第一辊箱21和第二辊箱22之间相互啮合的齿轮传动，通过配置各个圆柱齿轮和锥齿轮的齿数，使两架轧机之间具备固定的速比关系，根据传动速比，得到第一辊箱21轧制线速度v1和第二辊箱22轧制线速度v2，配置各个圆柱齿轮和锥齿轮的齿数，使第一辊箱21和第二辊箱22之间轧制延伸率μ＝v2/v1＝1.03～1.45。

其中，第一辊箱21和第二辊箱22分别与水平面成45度角且相互之间呈正交设置，第一锥齿轮91与第二锥齿轮92之间呈45度角交角啮合，第三锥齿轮93与第四锥齿轮94之间呈45度角交角啮合。

第一辊箱21和第二辊箱22里面均分别设置了两根轧辊轴，且第一辊箱21与第二辊箱22为正交状态设置(即垂直设置)，安装于锥箱1上，第一辊箱21上的第一轧辊轴211、第二轧辊轴212和第二辊箱22上的第三轧辊轴221、第四轧辊轴222相互垂直，呈顶交状态，此时，第一辊箱21和第二辊箱22呈正交状态，形成一个最小无扭轧制单元，即轧件不用扭转，第一辊箱21和第二辊箱22上的轧辊分别从两个方向轧制轧件。

这样，使轧件在平面的两个正交方向上得到轧制，可以最大程度地使轧件符合轧制要求。

本实施例由于一个轧机只有两台辊箱，因此一台电机4传动两台辊箱，相比传统的集中传动机组用一台电机集中传动6～10架轧机，驱动电机功率更小，从而能够采用中低压电机，相比集中传动的大功率高压电机，可大幅降低电机电气传动装置成本，降低投资。

请参阅图4至图5，在上述实施例的基础上，联轴器3和锥箱1之间还包括：

齿轮箱11，齿轮箱11的输入轴5连接联轴器3，齿轮箱11的两个输出轴分别与锥齿轮长轴61和锥齿轮短轴62通过长轴接轴121和短轴接轴122连接，锥齿轮长轴61和锥齿轮短轴62包裹于外壳18内，，齿轮箱内包括输入轴5、驱动圆柱齿轮8、第一从动圆柱齿轮81和第二从动圆柱齿轮82。

具体地，锥齿轮长轴61包括：锥长轴63，锥长轴63的一端与第二锥齿轮92相啮合，锥长轴63的另一端固定连接长轴接轴121，长轴接轴121与之相连的齿轮箱11输出轴上设置有与驱动圆柱齿轮8相互啮合的第一从动圆柱齿轮81；

同理，锥齿轮短轴62包括：锥短轴64，锥短轴64的一端与第四锥齿轮94相啮合，锥短轴64的另一端固定连接短轴接轴122，短轴接轴122与之相连的齿轮箱11输出轴上设置有与驱动圆柱齿轮8相互啮合的第二从动圆柱齿轮82。

这样，当有多个轧机组合成轧机机组时，由于可通过设计改变各单独齿轮箱11中的齿数来改变传动速比，则所有的锥箱1可以制造成相同的，从而减少生产时的备件量，并且采用这种模块化的设计，当一个锥箱或辊箱出现振动超标等问题时，可以及时更换，不影响轧制速度及轧制生产。

请参阅图6，在上述实施例的基础上，提供一种模块轧机机组，包括3台模块式轧机，轧机为如上的模块式轧机，轧机机组由若干台模块式轧机组成，为3个模块组成的6机架轧制机组，还包括：设置于模块式轧机入口的卡断剪13，用于在堵钢或故障时切断轧件；设置于模块式轧机出口的堆钢箱14，用于收集废料；设置于模块式轧机上方的保护罩15，用于防止轧件和冷却水飞溅。

需要进一步说明的是，轧机机组的组成形式包括但不限于以下几种形式：1个模块组成的2机架轧制机组、2个模块组成的4机架轧制机组、3个模块组成的6机架轧制机组、4个模块组成的8机架轧制机组、5个模块组成的10机架轧制机组……

除了上述实施例所公开的轧机的主体部分，其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的轧机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。