一种油水分离的三辊轧机的制作方法

本发明涉及一种轧机，具体为一种油水分离的三辊轧机，属于电工冶金机械行业。

背景技术：

几十年来，电工冶金机械行业中，连铸连轧生产线的轧机一直采用三辊轧机和两辊轧机的混合使用。其中，三辊轧机分为上传动三辊轧机和下传动三辊轧机，其中图1、2为上传动三辊轧机，图3为下传动三辊轧机。

现以上传动三辊轧机为例，说明现有技术润滑油与乳化液的润滑和冷却情况。如图1、2所示，序号1为小牌坊，左右各1件；序号2为o形橡胶密封圈；序号3为橡胶块；序号4为长轴(即动力输入轴)；序号5为机架(因有两个小牌坊孔，它就成了一个架子，所以叫机架)；序号6为短轴，左右各1件；序号7为锥齿轮，共4件，分别设在长轴4两端以及两根短轴6的对应端；序号8是o形橡胶密封条，共4件，每个小牌坊1上各2件；序号9是圆锥滚子轴承，共6件，长轴4和两根短轴6上各安装2件；序号10是外隔圈，套装在长轴4上且位于锥齿轮7与圆锥滚子轴承9之间；序号11是轴承座套，套装在圆锥滚子轴承9外；序号12是内隔圈，每根轴上还在两个圆锥滚子轴承9之间设一个轧辊15，对应的两个轴承座套11将其端头嵌入式设置在轧辊15中并在其内外表面与轧辊15之间分别设骨架式橡胶油封13、14；三根轴上的轧辊15共三件，呈120°圆心角分布，三个轧辊15形成倒y型且三个轧辊15与机架5之间形成的乳化液腔形成倒y型乳化液腔，因此三辊上传动轧机又称倒y型轧机。

三辊上传动轧机的传动原理为：动力通过长轴4输入，带动上面的轧辊15旋转，再分别通过两对锥齿轮7带动短轴6转动，从而带动下面的两个轧辊15与上面的轧辊15同步转动，通过轧辊孔型实现对轧件的轧制。

小牌坊1的作用是：三个轧辊15在圆周的分布为120°，轧道围成的轧件通道叫做轧辊的孔型。此孔型的大小在生产前需要严格的调整才能正常生产，因此，设有小牌坊1。在小牌坊1与机架5接触的端面间采用金属垫调整孔型，调好后用4个螺母压紧。此小牌坊1不能在线调整孔型。

乳化液通道：乳化液从机架5上面进入上面的乳化液腔18对上面的轧辊15进行润滑和冷却。下面的两个轧辊15受到乳化液的冲力和自重的作用也得到润滑和冷却。乳化液腔成倒“y”型，此腔直接通往机架5外。乳化液流出乳化液腔18后再流入乳化液站，实现循环润滑和冷却。

润滑油通道：润滑油通过机架5左上方进入，分成三路：一路润滑长轴4最左端的圆柱滚子轴承；一路润滑圆锥齿轮7；一路通过左边的圆锥滚子轴承9进入内隔圈12的外围空间，再通过轧辊15左边的小孔151和轴向槽152(轧辊内)与轧辊15右边小孔到达右边内隔圈12的外围空间，最后通过右边圆锥滚子轴承9流入右油腔17。右油腔上面的两路润滑油同样润滑轧机右边的圆锥齿轮7和圆锥滚子轴承9。左油腔16和右油腔17的润滑油可以互通。此互通对于轧机下面的两套短轴4、圆锥齿轮7和圆锥滚子轴承9的润滑起到了实质性的作用。左油腔16和右油腔17的润滑油通过轧机两边短轴4上面的圆锥滚子轴承9进入内隔圈12外围空间，再依次进入小孔151、轴向槽152、小孔151到下面的内隔圈12外围空间，最后进入短轴4下面圆锥滚子轴承9进入回油腔19。再通过回油口流入润滑油泵站，实现循环润滑。

这种上传动三辊轧机存在的问题：

1、润滑油路和乳化液通道是通过两个骨架式橡胶油封来实现分隔的。这种分隔方式存在两个问题：1)骨架式橡胶油封承受的压力有限，不能完全达到密封，也就不能完全分隔开润滑油通道和乳化液通道；2)零件的密封面一旦磨损形成沟槽，密封性能将大打折扣。此处的密封面是轴承座套外圆表面和轧辊小外圆表面。轧辊属合金材料，价格昂贵，且道次寿命低。为了降低使用成本，道次寿命完结时对轧辊进行改道，即一个轧辊可以多次使用。但轧辊的密封表面基本丧失。

2、小牌坊的密封无法解决：1)因为小牌坊上的所有零部件必装好后再装入机架中，因此小牌坊与机架的配合孔上面必须开槽来进行定位并在槽内装橡胶块来进行密封。但由于此槽的形状属于异形，密封效果差；2)由于密封通道形状复杂，即使采用o型橡胶密封条，密封效果也比较差，再加上小牌坊需调整孔型，当孔型小时，小牌坊则需外移，从而使得小牌坊的密封端面与机架之间的密封效果更差。

由于以上存在的油(润滑油)和水(乳化液)混合问题，会经常处理混合液。不仅增加了生产成本，而且还带来了环景污染。

用户在几十年的使用中，所有轧机都是采用乳化液润滑，即机架左上方润滑油换成了乳化液。这样就带来了以下问题：

1)、乳化液润滑性能远不及润滑油，加之乳化液中杂质特别多，如氧化铜、氧化铝、小块的铝、铜金属，虽然用户采用了许多方法，试图清除这些杂质，但实际是清除不干净的。这样就大幅降低了机械零件的寿命，如轴、齿轮等。按理，轧机的易损件是以轧辊为主，而现在几乎所有零件都成了易损件，它们与轧辊平分秋色，从而增加了生产成本。

2)、对轧机中的各轴承造成严重威胁。乳化液中的杂质不仅对轴承的使用寿命产生严重影响，甚至使轴承卡死抱轴或轴承损坏，这种事故经常发生。我们的轧机是在连铸连轧生产线中使用，一旦出现这种情况，就会使轧机停转、堵杆、飞杆，对员工的人身安全造成极大威胁(因为出杆速度很高)。整套轧机停止运转，前端的滚剪机启动，剪断连铸的锭子，生产线十几个轧机中的轧件还得取出来，搞得手忙脚乱。此时还需要堵住炉子出水口，浇铸机还得继速浇铸，一直要把浇包中的水(液态金属)浇铸完，再通过滚剪成短锭子，供下次回炉用，增加能耗和金属烧损。这样将严重影响正常生产，同时还要保持炉温，即保持浇铸水的温度，因为不是短时间就能恢复正常生产。

现有的下传动三辊轧机结构如图3所示，其与上传动三辊轧机的区别之处在于，长轴在下，两根短轴在上，润滑油和乳化液在其中的流动方向，与上传动三辊轧机中的流动方向相反，但是润滑油路和乳化液通道是同样的结构形式，也同样存在油水混合的问题。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种油水分离的三辊轧机，首先要解决的是小牌坊密封性差的问题，其次是采取措施加强润滑油通道和乳化液通道之间的油水分离。

本发明采用的技术方案是这样的：

一种油水分离的三辊轧机，包括轧机箱，箱内水平设置长轴以及长轴通过其左右两端锥齿轮分别带动的两根短轴，所述长轴输入端设置圆柱滚子轴承，所述长轴和短轴分别通过两端的圆锥滚子轴承和轴承座套安装在轧机箱内，三根轴中部分别设置一个轧辊，三个轧辊呈y型并与轧机箱之间形成y型乳化液腔，所述轴承座套端部嵌入式设置在轧辊内，在轴承座套外接触面与轧辊之间安装骨架式橡胶油封二，还包括密封套，所述锥齿轮端面与圆锥滚子轴承内环外端面抵紧，所述密封套一端与圆锥滚子轴承内环内端面抵紧，另一端嵌入式设置在轧辊内，所述密封套与轴承座套之间安装骨架式橡胶油封一和骨架式橡胶油封三；其中一根短轴两端的轴承座套与轧机箱之间还安装局部有齿的上偏心套和下偏心套，所述轧机箱上还安装与短轴异面垂直的上蜗杆和下蜗杆，所述上蜗杆与上偏心套以及下蜗杆与下偏心套分别形成蜗轮蜗杆结构，上蜗杆与下蜗杆之间通过同步齿轮实现同步转动。

上述技术方案与传统的三辊轧机相比，具备以下几方面的有益效果：

1、将传统的小牌坊取消，利用偏心调节的原理来实现孔型调节，在本技术领域尚属首次采用这种技术手段；

2、采用偏心调节的结构更加简单，制造成本降低；

3、没有了结构复杂的小牌坊结构，轧机的外形尺寸变小，轧机的刚度也得到提高；

4、同步齿轮实现上蜗杆和下蜗杆之间的联动，只需要调节其中一根蜗杆即可实现孔型调节，操作非常简单，因此可实现在线调节轧辊孔型，对于整个生产线的生产效率有很大的提高，从而节省大量的成本，具有非常重要的经济价值和意义；

5、用一个长度较长的密封套代替了原来的外隔圈和内隔圈，且将密封套一端外圆面代替轧辊与骨架式橡胶密封三接触，在三辊轧机工作时，密封套与轧辊之间无相对运动，骨架式橡胶密封三与密封套外圆面之间发生相对转动，从而避免了该处的相对转动对轧辊的磨损，保证了密封性能；

6、在轴承座套与密封套之间安装的骨架式橡胶油封一进一步加强了润滑油与乳化液之间的隔离效果；

7、三辊轧机工作时，易损件为密封套，而密封套采用热处理增加耐磨性且结构简单，制造成本和更换成本都很低。

对上述技术方案进行第一种并列优选，所述长轴在上，两根短轴在下，轧机箱顶部在长轴上的轧辊正上方开乳化液进液孔，轧机箱顶部还开设润滑油进油孔并将润滑油分别引到长轴上的圆柱滚子轴承、圆锥齿轮和圆锥滚子轴承处进行润滑，轧机箱底部为用于回油的油腔。本优选方案将长轴设在上，短轴设在下，实质上为一台改进的上传动三辊轧机。进一步优选，所述轧机箱顶部润滑油进油孔处安装分油盘将润滑油分成三路，一路进入左油腔中润滑长轴左边的圆柱滚子轴承，一路进入左油腔中润滑长轴左边的圆锥齿轮和圆锥滚子轴承，一路进入右油腔中润滑长轴右边的圆锥齿轮和圆锥滚子轴承。

对上述技术方案进行第二种并列优选，所述长轴在下，两根短轴在上，所述轧机箱顶部开设润滑油进油孔并分别将润滑油在油腔中引到两根短轴上的圆锥齿轮轴承处进行润滑，所述轧机箱下部形成用于回油的左油腔和右油腔，所述轧机箱侧部对应两根短轴上轧辊周围的乳化液腔分别开孔将乳化液引到轧机箱内部，轧机箱底部对应两根短轴上轧辊周围的乳化液腔开孔将乳化液引到轧机箱外部。本优选方案将长轴设在下，短轴设在上，实质上为一台改进的下传动三辊轧机。

对上述方案进行进一步优选，所述轧机箱上还对应上偏心套和下偏心套的位置分别设置两根可调压紧螺栓，压紧螺栓从轧机箱外部向内延伸，一直延伸到上偏心套和下偏心套位置将其抵紧。轧辊孔型调节完成后，调节压紧螺栓，将上偏心套和下偏心套抵紧，防止其发生松动，从而进一步保证对轧件的轧制质量。

对上述方案进行进一步优选，对于长轴和没有安装上偏心套、下偏心套的短轴，其上的轴承座套外表面与轧机箱之间设置o型橡胶密封圈一；对于安装上偏心套、下偏心套的短轴，其上的上偏心套和下偏心套内表面与轧机箱之间均设置o型橡胶密封圈二，上偏心套和下偏心套的外表面与轴承座套之间均设置o型橡胶密封圈三。本优选方案在各接触面上增加o型橡胶密封圈，进一步防止渗漏，增强油水分离效果。

对上述方案进行进一步优选，所述轴承座套在圆锥滚子轴承与骨架式橡胶油封一之间的空腔位置底部开孔将空腔内的润滑油引出，轴承座套在骨架式橡胶油封三与骨架式橡胶油封一之间的空腔位置底部开孔将渗进空腔内的乳化液引出到乳化液腔。

对上述方案进行进一步优选，所述短轴上的两个密封套在圆锥滚子轴承与骨架式橡胶油封一之间的空腔位置开孔与密封套上的环形槽连通，短轴内部设油孔将同一根短轴上的两个密封套上的环形槽连通。本优选方案改变了传统的三辊轧机的润滑油路径，利用短轴内部的油孔进行传输，从而进一步避免了润滑油与乳化液发生混合，增强了油水分离的效果。

附图说明

图1是现有的上传动三辊轧机的主视剖视图。

图2是图1中的局部放大图。

图3是现有的下传动三辊轧机的主视剖视图。

图4是本发明上传动三辊轧机的主视剖视图。

图5是图4中的局部放大图。

图6是图4中的a-a剖视图。

图7是图4中的b-b剖视图。

图8是本发明下传动三辊轧机的主视剖视图。

图9是图8中的局部放大图。

图1、2、3中标记为：1为小牌坊，2为o形橡胶密封圈，3为橡胶块，4为长轴，5为机架，6为短轴，7为锥齿轮，8为o形橡胶密封条，9为圆锥滚子轴承，10为外隔圈，11为轴承座套，12为内隔圈，13、14为骨架式橡胶油封；15为轧辊，16为左油腔，17为右油腔，18为乳化液腔，19为回油腔，151为小孔，152为轴向槽。

图4～7中标记为：1为长轴，2为轧机箱，3为短轴，4为锥齿轮，5为圆锥滚子轴承，6为长轴密封套，7为骨架式橡胶油封一，8为o型橡胶密封圈一，9为轴承座套，10为骨架式橡胶油封二，11为骨架式橡胶油封三，12为轧辊，13为上偏心套，14为o型橡胶密封圈二，15为上蜗杆，16为下偏心套，17为下蜗杆，18为o型橡胶密封圈三，19为同步齿轮，20为压紧螺栓，21为分流盘，31为油孔，61为环形槽，a为左油腔，b为右油腔，c为油腔。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

实施例1：

如图4、5、6、7所示，一种油水分离的三辊轧机，包括轧机箱2，箱内水平设置长轴1以及长轴1通过其左右两端锥齿轮4分别带动的两根短轴3，所述长轴1输入端设置圆柱滚子轴承，所述长轴1和短轴3分别通过两端的圆锥滚子轴承5和轴承座套9安装在轧机箱2内，三根轴中部分别设置一个轧辊12，三个轧辊12呈y型并与轧机箱2之间形成y型乳化液腔，所述轴承座套9端部嵌入式设置在轧辊12内，在轴承座套9外接触面与轧辊12之间安装骨架式橡胶油封二10，还包括密封套6，所述锥齿轮4端面与圆锥滚子轴承5内环外端面抵紧，所述密封套6一端与圆锥滚子轴承5内环内端面抵紧，另一端嵌入式设置在轧辊12内，所述密封套6与轴承座套9之间安装骨架式橡胶油封一7和骨架式橡胶油封三11；其中一根短轴3两端的轴承座套9与轧机箱2之间还安装局部有齿的上偏心套13和下偏心套16，所述轧机箱2上还安装与短轴3异面垂直的上蜗杆15和下蜗杆17，所述上蜗杆15与上偏心套13以及下蜗杆17与下偏心套16分别形成蜗轮蜗杆结构，上蜗杆15与下蜗杆17之间通过同步齿轮19实现同步转动。

所述长轴1在上，两根短轴3在下，轧机箱2顶部在长轴1上的轧辊12正上方开乳化液进液孔，轧机箱2顶部还开设润滑油进油孔并将润滑油分别引到长轴1上的圆柱滚子轴承、圆锥齿轮4和圆锥滚子轴承5处进行润滑，轧机箱2底部为用于回油的油腔c。本方案将长轴设在上，短轴设在下，实际上是一台改进的上传动三辊轧机。

所述轧机箱2顶部润滑油进油孔处安装分油盘21将润滑油分成三路，一路进入左油腔a中润滑长轴1左边的圆柱滚子轴承，一路进入左油腔a中润滑长轴1左边的圆锥齿轮4和圆锥滚子轴承5，一路进入右油腔b中润滑长轴1右边的圆锥齿轮4和圆锥滚子轴承5。

所述轧机箱2上还对应上偏心套13和下偏心套16的位置分别设置两根可调压紧螺栓20，压紧螺栓20从轧机箱2外部向内延伸，一直延伸到上偏心套13和下偏心套16位置将其抵紧。

对于长轴1和没有安装上偏心套13、下偏心套16的短轴3，其上的轴承座套9外表面与轧机箱2之间设置o型橡胶密封圈一8；对于安装上偏心套13、下偏心套16的短轴3，其上的上偏心套13和下偏心套16内表面与轧机箱2之间均设置o型橡胶密封圈二14，上偏心套13和下偏心套16的外表面与轴承座套9之间均设置o型橡胶密封圈三18。

所述轴承座套9在圆锥滚子轴承5与骨架式橡胶油封一7之间的空腔位置底部开孔将空腔内的润滑油引出，轴承座套9在骨架式橡胶油封三11与骨架式橡胶油封一7之间的空腔位置底部开孔将渗进空腔内的乳化液引出到乳化液腔。

所述短轴3上的两个密封套6在圆锥滚子轴承5与骨架式橡胶油封一7之间的空腔位置开孔与密封套6上的环形槽61连通，短轴3内部设油孔31将同一根短轴3上的两个密封套6上的环形槽61连通。

实施例2：

本实施例将长轴设在下，短轴设在上，实际上是一台改进的下传动三辊轧机，如图8、9所示。各标记所对应的部件与实施例1一样，具体可参考实施例1的图4、5、6、7。与实施例1的区别之处在于，所述长轴1在下，两根短轴3在上，所述轧机箱2顶部开设润滑油进油孔并分别将润滑油在油腔c中引到两根短轴3上的圆锥齿轮轴承5处进行润滑，所述轧机箱2下部形成用于回油的左油腔a和右油腔b，所述轧机箱2侧部对应两根短轴3上轧辊12周围的乳化液腔21分别开孔将乳化液引到轧机箱2内部，轧机箱2底部对应两根短轴3上轧辊12周围的乳化液腔21开孔将乳化液引到轧机箱2外部。