一种多功能清辊装置的制作方法

本发明涉及一种清洁装置，尤其涉及一种用于保持轧辊或轧制设备处于有效状态的清洁装置。

背景技术：

目前，一旦操作工人发现从热镀锌机组出来的带钢表面存在辊印或异物压入时，操作工人在测量好辊印周期，并且根据距离带钢边部位置确定是顶辊后，就必须立即停止此段区域内所有辊系的运行，然后人工对辊件进行修磨。

活套内存放带钢长度有限，在机组不停机且还不影响炉内带钢质量的前提下，必须快速有效、准确地清辊对工作人员的操作技能水平要求太高，并且还会严重影响当班工人的有效作业率。虽然，在现有技术中此类辊系配有刮刀装置，但是该辊子是炉子出来的第一根辊子，如果存在异物或锌粒粘附于该辊子上，由于异物粘度高很难通过刮刀去除，并且该辊子处的带钢温度达到465℃以上，在这段区域中的温度则会高达70℃，劳动强度大，对操作人员的体力有着极大考验。另外，清辊作业时至少需要配备两名操作工人，一人监护，一人清辊，人工成本投入大，工作效益低。此外，该辊子处的工作环境不佳，噪音较大，操作工人的配合效率低，并且存在着极大的安全隐患。

鉴于此，企业期望获得一种技术手段，其能够有效地清除高温辊系表面附着的异物，并且该技术手段的人工成本低，安全可靠且工作效率高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种多功能清辊装置。在确保机组不停机的情况下，该多功能清辊装置能够有效地清除附着于辊子表面的异物，清洁程度高，清洁效果好。另外，本发明所述的多功能清辊装置无需投入工人进行清理， 由此避免了操作工人长期处于高温且嘈杂的不良工作环境，降低了工作强度和难度，减少了工作时间，改善了工作环境，提升了工作效率。此外，本发明所述的多功能清辊装置能够实现对于辊子表面的多种清洁处理，满足各种辊子的多方面清理需求。

为了实现上述目的，本发明提出了一种多功能清辊装置，其包括：

轴向移动机构，其包括轴向移动基座和轴向驱动机构，该轴向移动基座在轴向驱动机构的驱动下可沿着辊子的轴向方向移动；

径向移动机构，其包括径向移动基座和径向驱动机构，该径向移动基座设于所述轴向移动基座上，径向移动基座在径向驱动机构的驱动下可沿着辊子的径向方向靠近或远离辊子；

第一清辊机构和第二清辊机构，其均设于径向移动基座上；

控制机构，其与轴向驱动机构、径向驱动机构、第一清辊机构和第二清辊机构分别信号连接，以控制轴向移动基座沿着辊子的轴向方向移动，控制径向移动基座沿着辊子的径向方向靠近或远离辊子，控制第一清辊机构按照第一清辊模式对辊面进行清理，并控制第二清辊机构按照第二清辊模式对辊面进行清理。

基于本发明的技术方案，径向移动机构可以沿着辊子的径向方向移动，具体地，径向驱动机构驱动径向移动基座沿着辊子的径向方向接近或背离辊子运动，以使得多功能清辊装置在需要清洁辊子时接近辊子，直至其与辊子表面接触或基本接触，并在其完成清洁后离开辊子表面，从而实现多功能清辊装置与辊子之间径向方向上的靠近和远离。另外，轴向移动机构可以沿着辊子的轴向方向移动，具体地，轴向驱动机构驱动轴向移动基座沿着辊子的轴向方向运动，以使得多功能清辊装置可以沿着辊子的轴向方向移动。在此，轴向移动机构和径向移动机构可以分别实现多功能清辊装置与辊子的径向方向和轴向方向之间的相对运动。

由于本发明所述的多功能清辊装置中设置有两种清辊机构，即第一清辊机构和第二清辊机构，也就是说，本发明所述的多功能清辊装置至少具备两种清辊模式，由此，在实际使用过程中仅通过一个装置即可以通过不同方式对辊子进行清理。

再者，又由于本发明所述的多功能清辊装置中设置有控制机构，并且轴 向驱动机构、径向驱动机构、第一清辊机构和第二清辊机构均分别与该控制机构信号连接，以此来控制轴向移动基座和径向移动基座与辊子之间的相对移动，并同时控制第一清辊机构和第二清辊机构清辊的动作状态，从而在无需人工投入的情况下，即可实现辊子的自动化清洁处理，整个过程没有操作工人的参与，安全可靠，稳定性好，清洁效率高，成本经济。

进一步地，在本发明所述的多功能清辊装置中，上述第一清辊机构为抛光机构，抛光机构包括抛光片。

另外，上述第一清辊机构还可以是其他用于清理辊子的设备，例如，刮油板，挤油辊，毛刷，砂布或擦头等。

进一步地，在本发明所述的多功能清辊装置中，上述第二清辊机构为修磨机构，修磨机构包括油石。

此外，上述第二清辊机构还可以是其他用于清理辊子的设备，例如，刮油板，挤油辊，毛刷，砂布或擦头等。

进一步地，在本发明所述的多功能清辊装置中，上述轴向驱动机构包括：

马达，其与控制机构信号连接；

丝杆，其与马达连接，该丝杆上还设有第一编码器，该第一编码器与控制机构信号连接；

耐磨滑块，其与丝杆啮合地可滑动连接，该耐磨滑块还与轴向移动基座固定连接。

与丝杆固定连接的马达接收来自于控制机构所发出的信号，并驱动丝杆旋转。在丝杆的旋转过程中，与丝杆啮合地可滑动连接的耐磨滑块在丝杆的延伸方向上移动，以此带动与耐磨滑块固定连接的轴向移动基座在辊子的轴向方向上移动。在此过程中，将丝杆的旋转运动最终转化为轴向移动基座的直线运动，从而实现轴向移动基座沿着辊子的轴向方向移动。

另外，在丝杆上还设置有第一编码器，其能够接收控制机构发出的信号，以及时、准确地获得轴向移动基座所要达到的位置，通过其可以控制轴向移动基座的行走距离。

此外，由于滑块是与丝杆啮合的可滑动连接的，采用耐磨滑块不容易在滑动过程中损坏，提高了多功能清辊装置中的零部件的使用寿命。

在此，基于本发明的技术方案，上述丝杆可以选自于滚珠丝杆、螺旋丝 杆和梯形螺纹丝杆等可以将旋转运动转化为直线运动的传动元件。

进一步地，在本发明所述的多功能清辊装置中，上述轴向移动机构还包括：

平台，其上开设有沿辊子的轴向方向延伸的第一滑槽，该第一滑槽沿其长度方向的两端设有第一限位开关，该第一限位开关与控制机构信号连接；

该轴向移动基座的底部设有第一支脚，该第一支脚适配地与第一滑槽可滑动连接。

开设于平台上的第一滑槽与设于轴向移动基座的底部的第一支脚相适配地可滑动连接。由于第一滑槽沿着辊子的轴向方向延伸的，因此，当第一支脚在第一滑槽上滑动时，与第一支脚固定连接的轴向移动基座始终沿着辊子的轴向方向移动。第一滑槽和第一支脚之间的配合起到了导向作用，以保证轴向移动基座与辊子之间的相对运动。

当第一限位开关检测到轴向移动基座时，其向控制机构发出信号，控制机构根据该信号后向马达发出指令信号，向马达发出指令信号后，马达停止驱动，丝杆停止旋转，轴向移动基座停止运动，以防止轴向移动基座偏离行程。

进一步地，在本发明所述的多功能清辊装置中，上述径向驱动机构包括：

带电机的蜗轮副，其固定设于轴向移动基座上，该蜗轮副与控制机构信号连接，该蜗轮副的电机上设有第二编码器，该第二编码器与控制机构信号连接；

连接体，其与蜗轮副的丝杆连接，并与径向移动基座连接，连接体在丝杆的带动下沿着径向行程路线移动。

带电机的蜗轮副接收来自于控制机构所发出的信号，驱动蜗轮副中的丝杆旋转，并将该丝杆的旋转运动转化为连接体的直线运动。由于连接体是与径向移动基座连接的，因此，丝杆的旋转运动即转化为径向移动基座的直线运动，即径向移动基座与辊子之间产生径向方向上的相对运动，从而实现径向移动基座沿着辊子的径向方向靠近或远离辊子。

另外，在蜗轮副的电机上设有第二编码器，其能够接收控制机构发出的信号，以及时、准确地获得径向移动基座所要达到的位置，通过其可以控制径向移动基座的行走距离。

更进一步地，在本发明所述的多功能清辊装置中，上述径向行程路线的端部设有第二限位开关，该第二限位开关与控制机构信号连接。

当第二限位开关检测到径向移动基座时，其向控制机构发出信号，控制机构根据该信号，向蜗轮副的电机发出指令信号，马达接收到指令信号后停止驱动，蜗轮副中的丝杆停止旋转，径向移动基座停止运动，以防止径向移动基座偏离径向行程路线。

进一步地，在本发明所述的多功能清辊装置中，上述径向移动基座的底部还设有第二支脚，在轴向移动基座的上表面设有沿辊子的径向方向延伸的第二滑槽，该第二支脚适配地与第二滑槽可滑动连接。

开设于轴向移动基座的上表面的第二滑槽与设于轴径向移动基座的底部的第二支脚相适配地可滑动连接。由于第二滑槽是沿着辊子的径向方向延伸的，因此，当第二支脚在第二滑槽上滑动时，与第二支脚固定连接的径向移动基座始终在辊子的径向方向上移动。第二滑槽和第二支脚之间的配合起到了导向作用，以保证径向移动基座与辊子之间的相对运动。

更进一步地，在本发明所述的多功能清辊装置中，上述第一清辊机构还包括：

电机马达，其与控制机构信号连接；

第一齿轮盘，其套设于电机马达的输出轴上；

第二齿轮盘，其与抛光片同轴连接；第二齿轮盘与第一齿轮盘之间通过链条连接。

电机马达接收来自于控制机构发出的指令信号后启动，并带动第一齿轮盘的转动，以此通过链条带动第二齿轮盘转动。由于第二齿轮盘与抛光片同轴连接，因此第二齿轮盘的转动也带动了抛光片的不断旋转，由此实现辊子表面的清洁抛光。

更进一步地，在本发明所述的多功能清辊装置中，上述第二清辊机构还包括：

气缸，其设于径向移动基座上，气缸的活塞杆与油石连接，该气缸与控制机构信号连接，以在控制机构的控制下带动油石朝着靠近辊子的方向伸出或朝着远离辊子的方向缩回。

气缸接收来自于控制机构发出的指令信号启动后，并带动油石向着辊子 的径向方向伸出或背离辊子的径向方向缩回。当需要采用油石对于辊子表面进行清理时，气缸带动油石向着辊子的径向方向伸出直至与辊子表面接触，油石保持静止状态不动，辊子旋转使得油石沿着辊子的周向均匀地与其表面接触，从而达到修磨辊子表面的目的。当完成油石对辊子表面清理后，气缸带动油石向着辊子的径向方向缩回直至油石退回到修磨机构中。

在无需机组停机的情况下，本发明所述的多功能清辊装置可以有效地清除附着于辊子表面的异物。较之于采用刮刀清洁辊子，该多功能清辊装置的清洁程度高，清洁效果好。

另外，在无需人工投入的情况下，本发明所述的多功能清辊装置可以实现自动化清辊，由此避免了操作工人长期处于高温且嘈杂的不良工作环境，降低了工作强度和难度，减少了工作时间，改善了工作环境，提升了工作效率。

此外，本发明所述的多功能清辊装置能够实现对辊子表面的多种清洁处理，可以满足各种辊子的清洁处理需求。

附图说明

图1为本发明所述的多功能清辊装置在一种实施方式下的结构示意图。

图2为图1所示的多功能清辊装置的俯视图。

图3为图1所示的多功能清辊装置沿a-a方向的剖视图。

图4为图3所示的多功能清辊装置沿b-b方向的剖视图。

图5为图3所示的多功能清辊装置沿c-c方向的剖视图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的多功能清辊装置做出进一步的解释说明，但是该解释说明并不构成对本发明的技术方案的不当限定。

图1和图2分别显示了本发明所述的多功能清辊装置在一种实施方式下的结构。

图3、图4和图5则分别显示了本发明所述的多功能清辊装置在不同剖视状态下的结构。

如图1和图2所示，必要时可以参阅图3至图5，在上述实施方式下的多功能清辊装置1包括轴向移动机构11，径向移动机构12，第一清辊机构13、第二清辊机构14和控制机构。其中，轴向移动机构11包括轴向移动基座15和轴向驱动机构16，轴向移动基座15在轴向驱动机构16的驱动下可沿着辊子10的轴向方向x移动。径向移动机构12包括径向移动基座17和径向驱动机构18，径向移动基座17设置在轴向移动基座15上，径向移动基座17在径向驱动机构18的驱动下可沿着辊子10的径向方向y靠近或远离辊子。第一清辊机构13设置在径向移动基座17上，同样地，第二清辊机构14也设置在径向移动基座17上。第一清辊机构13、第二清辊机构14、轴向驱动机构16和径向驱动机构18均分别与控制机构信号连接，以控制轴向移动基座15沿着辊子10的轴向方向x移动，控制径向移动基座17沿着辊子10的径向方向y靠近或远离辊子，控制第一清辊机构13按照第一清辊模式对辊面进行清理，并控制第二清辊机构14按照第二清辊模式对辊面进行清理。

如图1、图4和图5所示，轴向移动基座15包括两个竖直相对设置的矩形镂空框架，另一矩形镂空框架的两端分别与两个竖直相对设置的矩形镂空框架固定连接，以构成一个具有三面的框架结构。为了提高轴向移动基座的稳定性，第一横梁168连接于两个竖直相对设置的矩形镂空框架之间。在上述实施方式下，由于轴向移动基座15均采用镂空框架，因此，在确保了结构稳定的同时，还节省了大量的材料成本。

如图1、图3、图4和图5所示，在平台19上开设有沿辊子10的轴向方向x延伸的第一滑槽151，轴向移动基座15的底部设有第一支脚152，该第一支脚152适配地与第一滑槽151可滑动连接，以使得轴向移动基座15沿着辊子10的轴向方向x移动。第一滑槽151沿其长度方向的两端设有一对第一限位开关153，第一限位开关153与控制机构信号连接。当第一限位开关153检测到第一支脚152时，其向控制机构发出信号，控制机构根据该信号，向马达发出指令信号，以防止轴向移动基座15偏离行程。

如图1和图3所示，轴向驱动机构16包括：马达161，丝杆162和耐磨滑块165，其中，马达161与控制机构信号连接，丝杆162通过一对轴承座167固定连接在平台19，丝杆162通过联轴器166与马达161连接，丝杆162 上还设有第一编码器164，第一编码器164与控制机构信号连接，耐磨滑块165与丝杆162啮合地可滑动连接，带螺纹的耐磨滑块165与轴向移动基座15中的第一横梁168固定连接。在丝杆162上设置的第一编码器164，其控制轴向移动基座15的行进路程。当第一限位开关153检测到设置在轴向移动基座15上的第一支脚152时，其向控制机构发出信号，控制机构向马达161发出指令信号，马达161停止工作，丝杆162停止旋转。由于第一编码器164可以实现对于轴向移动基座15的行进路线的控制，因此，可以有效地防止轴向移动基座15偏离径向行程路线。

继续参阅图1和图3，在第一限位开关153未发出信号之前，与丝杆162固定连接的马达161接收来自于控制机构发出的指令信号，并驱动丝杆162旋转。在丝杆162的旋转过程中，与丝杆162啮合地可滑动连接的耐磨滑块165在丝杆162的延伸方向上移动，以此带动与耐磨滑块165固定连接的轴向移动基座15在丝杆162的延伸方向上移动。在此过程中，将丝杆162的旋转运动最终转化为轴向移动基座15的直线运动，从而实现轴向移动基座15沿着辊子10的轴向方向x移动。

如图1、图3、图4和图5所示，径向驱动机构18包括：带电机的蜗轮副181和连接体186，蜗轮副181的丝杆185的一端穿出轴向移动基座15上的通孔，在通孔处安装有带有螺纹的耐磨环189，一方面固定丝杆185的水平位置，另一方面避免丝杆185的转动对轴向移动基座15造成磨损。丝杆185的另一端固定连接有u型连接块187，并且该u型连接块187与连接体186通过螺栓组件固定连接，同时，第二横梁188固设于径向移动基座17上，在第二横梁188的中间位置(即径向移动基座的重心位置)处开设有横梁孔200，同时，连接体186上也开设有与之相对应的连接孔201，销轴202同时穿过横梁孔200和连接孔201，并利用压块203，204锁紧固定销轴202，以此实现蜗轮副181的丝杆185与径向移动基座17之间的固定连接。

继续参阅图1、图3、图4和图5，蜗轮副181与控制机构信号连接，蜗轮副181上设有第二编码器184，第二编码器184与控制机构信号连接。另外，在轴向移动基座15上且在径向行程路线的端部固定设置有第二限位开关183，其与控制机构信号连接。第二编码器184控制径向移动基座17的行进路程，当第二限位开关183检测到与径向移动基座17固定连接的连接体186 时，其向控制机构发出信号，控制机构向蜗轮副181发出指令信号，蜗轮副181的电机停止工作，丝杆185停止转动。由于第二编码器184可以实现对于径向移动基座17的行进路线的控制，因此，可以有效地防止径向移动基座17偏离径向行程路线。在第二限位开关183未发出信号之前，带电机的蜗轮副181接收来自于控制机构发出的指令信号，并驱动丝杆185旋转。在丝杆185的旋转过程中，与丝杆185连接的连接体186在丝杆185的延伸方向上移动，以此带动与连接体186固定连接的径向移动基座17在辊子10的径向方向y上移动。

另外，上述第二限位开关可以采用焊接的方式固定设置在轴向移动基座15上。

如图1、图3和图4所示，径向移动基座17的底部还设有第二支脚172，轴向移动基座15的上表面设有沿辊子10的径向方向y延伸的第二滑槽171，第二支脚172适配地与第二滑槽171可滑动连接。由于第二滑槽171沿着辊子10的径向方向y延伸，因此，当第二支脚172在第二滑槽171上滑动时，与第二支脚172固定连接的径向移动基座17沿着辊子的径向方向靠近或离开辊子10。第二滑槽171和第二支脚172之间的配合起到了导向作用，以保证径向移动基座17与辊子10之间的相对运动。

上述实施方式下的第一滑槽和/或第二滑槽可以采用工型滑槽，u型滑槽、c型滑槽、梯形滑槽或滑槽导轨等。需要说明的是，无论第一滑槽和/或第二滑槽选择上述何种类型的滑槽，第一支脚、第二支脚均需要与第一滑槽、第二滑槽相匹配，以使得其与相应的滑槽实现适配地可滑动连接。

如图1、图2、图4和图5所示，在上述实施方式下，第一清辊机构13为抛光机构，抛光机构包括轴承座131，轴承132，通轴133，定位套134，抛光片135，电机马达136，第一齿轮盘137，第二齿轮盘138和链条139，其中，一对轴承座131分别相对地固设于径向移动基座17上，两个轴承132分别放置在相应的轴承座131内，两块抛光片135设置在一对轴承座131之间，利用通轴133将两块抛光片135连接起来，定位套134固定设置在两块抛光片135之间用以定位抛光片，利用压盖205和压环206锁紧固定通轴133。电机马达136与控制机构信号连接，第一齿轮盘137套设于电机马达136的输出轴130上，第二齿轮盘138与抛光片135同轴连接，第二齿轮盘138与 第一齿轮盘137之间通过链条139连接。电机马达136启动，带动第一齿轮盘137转动，在第一齿轮盘137的旋转运动下，通过链条139带动第二齿轮盘138转动，以此带动与第二齿轮盘138同轴连接的抛光片135转动，从而实现多功能清辊装置对辊子表面的清洁抛光(即按照第一清辊模式对辊面进行清理)。

继续参阅图1、图2、图4和图5，在上述实施方式下，第二清辊机构14为修磨机构，修磨机构包括壳体141，气缸142和油石143，在径向移动基座17上开设有安装孔182，气缸142设置于安装孔182内，气缸142的活塞杆144外套设有壳体141，以保证活塞杆144工作状态的稳定性，同时，在气缸142两侧设置有一对固定支座145，以加固稳定气缸142的安装状态。在壳体141两侧设置有一对耐磨铜条147，以提高壳体的整体强度。活塞杆144与活动块146螺纹连接，油石143采用卡扣连接方式与活动块146固定连接。气缸142与控制机构信号连接，以在控制机构的控制下带动油石143沿着辊子10的径向方向y朝着辊子的方向伸出或背离辊子的方向缩回。一旦气缸142带动油石143向着辊子10的径向方向y伸出与辊子表面接触后，油石143保持状态静止不动，辊子10旋转使得油石143沿着辊子10的周向均匀地与其表面接触，从而达到修磨辊子表面的目的(即第二清辊机构按照第二清辊模式对辊面进行清理)。当完成油石143对辊子表面清理后，气缸142带动油石143向着辊子的径向方向缩回。

需要说明的是，上述第一清辊机构和/或第二清辊机构还可以是其他用于清理辊子的设备或机构，例如，刮油板，挤油辊，毛刷，砂布或擦头，从而实现辊子清理的多功能化。

参阅图1至图5，将上述实施方式下的多功能清辊装置投入实际使用过程中，操作工人根据带钢表面辊印情况，来确定多功能清辊装置的行走距离，并通过第一编码器164来控制轴向移动基座15的行进路程。在第一限位开关153未发出信号之前，与丝杆162固定连接的马达161接收来自于控制机构发出的指令信号，并驱动丝杆162旋转，以此驱动轴向移动基座15沿着辊子10的轴向方向x移动。当第一限位开关153检测到轴向移动基座15的第一支脚152时，其向控制机构发出信号，控制机构向马达161发出指令信号，马达161停止工作，丝杆162停止旋转，轴向移动基座15固定于辊子轴向的 某一位置处。通过第二编码器184来控制径向移动基座17的行进路程。在第二限位开关183未发出信号之前，带电机的蜗轮副181接收来自于控制机构发出的指令信号，并驱动丝杆185旋转，以此驱动与连接体186固定连接的径向移动基座17在辊子10的径向方向y上移动。当第二限位开关183检测到与径向移动基座17固定连接的连接体186时，其向控制机构发出信号，控制机构向蜗轮副181发出指令信号，蜗轮副181电机停止工作，丝杆185停止旋转，使得设置于径向移动基座17上的第一清辊机构与辊子表面接触，或者令设置于径向移动基座17上的第二清辊机构与辊子表面接近。如果选择第一清辊模式对辊面进行清理，电机马达136接收来自于控制机构的信息并启动，带动第一齿轮盘137转动，在第一齿轮盘137的旋转运动下，通过链条139带动第二齿轮盘138转动，以此带动与第二齿轮盘138同轴连接的抛光片135转动，从而实现多功能清辊装置对辊子表面的清洁抛光。在第一清辊模式下，辊子是静止不动的，多功能清辊装置中的第一清辊机构是运动的。如果选择第二清辊模式对辊面进行清理，气缸142接收来自于控制机构的信息并启动，驱动活塞杆144沿辊子10的径向方向y移动，直至设置于活塞杆144上的油石143与辊子表面接触，辊子10转动，油石143沿着辊子的周向均匀地与其表面接触，从而达到修磨辊子表面的目的。在第二清辊模式下，多功能清辊装置中的第二清辊机构是静止不动的，辊子是运动的。

需要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。