CN110202004A - 镁合金异温轧制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镁合金异温轧制装置，包括机架，自上而下水平可转动支承于所述机架的上支承辊、上中间辊、上工作辊、下工作辊、下中间辊和下支承辊，用于驱动所述上工作辊和下工作辊同步反向转动的驱动装置，以及用于驱动所述上中间辊和下中间辊沿轴向移动的中间辊横移驱动机构；所述上工作辊和下工作辊内设有加热棒，并通过所述加热棒使工作辊的表面达到设定温度；所述上工作辊或下工作辊的动力输入端通过减速传动轴承进行支承并将来自所述驱动装置的动力减速输入至工作辊；所述上工作辊和下工作辊之间通过相互啮合的传动齿轮副实现同步反向转动；本设备解决现有镁合金轧制装置轧制时，镁合金板容易产生基面织构的问题。
Description
技术领域
本发明涉及板材轧制设备领域，特别涉及一种镁合金异温轧制装置。
背景技术
镁合金是目前工业应用中最轻的金属材料，它具有质量轻、强度高、刚性好、加工性能好、尺寸稳定性高、抗冲击、耐磨、衰减性能好及易于回收等优点，可以替代塑料、钢等材料，满足产品的轻、薄和一体化等要求，近年来在许多领域的应用迅速增长。由于镁合金的熔点较低，常温下成型性能较差，压铸性能好，因而镁合金的加工以压铸为主，但镁合金压铸件的力学性能不理想，表面质量较差，且无法制造出大而薄的零件。为更好的利用镁合金，通常还需要使用锻造、轧制、挤出等对其进行二次加工。但是镁合金板常规轧制的时候会形成强烈的基面织构，不利于后续轧制和二次冲压成型。这是制约镁合金板材推广和生产的重要问题。目前，为了弱化镁合金板轧制过程中形成的基面织构有一些特殊的轧制方法，如等径角轧制弱化基面织构，或将镁合金板进行弯折变形弱化基面织构。但是，这种方法均具有工序复杂，难控制的特点，都是在已经产生基面织构的前提下来弱化，弱化效果有限。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种镁合金异温轧制装置，解决现有镁合金轧制装置轧制时，镁合金板容易产生基面织构的问题。
本发明的镁合金异温轧制装置，包括机架，自上而下水平可转动支承于所述机架的上支承辊、上中间辊、上工作辊、下工作辊、下中间辊和下支承辊，用于驱动所述上工作辊和下工作辊同步反向转动的驱动装置，以及用于驱动所述上中间辊和下中间辊沿轴向移动的中间辊横移驱动机构；
所述上工作辊和下工作辊内设有加热棒，并通过所述加热棒使工作辊的表面达到设定温度；所述上工作辊或下工作辊的动力输入端通过减速传动轴承进行支承并将来自所述驱动装置的动力减速输入至工作辊；所述上工作辊和下工作辊之间通过相互啮合的传动齿轮副实现同步反向转动；
所述减速传动轴承包括内圈、外圈和传动组件；所述外圈固定于机架，内圈与驱动装置的输出端传动连接；所述传动组件包括位于内圈与外圈之间、与内圈和外圈进行滚动配合滚动体，与所述滚动体转动配合的芯轴以及与各个所述芯轴固定的输出套；所述输出套通过花键与工作辊端部连接。
进一步的，所述滚动体设有两排，两排所述滚动体沿圆周方向相互错开，且两排所述滚动体之间设有连接盘；所述连接盘设有与两排滚动体的各个芯轴相连的连接孔。
进一步的，所述芯轴与滚动体之间设有滚珠Ⅰ，且芯轴外圆与滚动体内圆之间设有用于容纳滚珠Ⅰ的滚道Ⅰ；所述内圈端面与输出套端面之间设有滚珠Ⅱ，且该端面上设有容纳滚珠Ⅱ的滚道Ⅱ；所述外圈的内圆和外圆分别设有三道环槽，其所述三道环槽分布于两排滚动体的两侧。
进一步的，所述加热棒的一端伸出工作辊外，并通过旋转接头连接有导线；所述加热棒与工作辊的非工作段相对应的节段外套有热绝缘套
进一步的，所述机架包括底座和固定于所述底座的两个侧框；两所述侧框上设有用于分别支承所述上中间辊和下中间辊的上中间辊轴承座和下中间辊轴承座；所述中间辊横移驱动机构包括分设于两所述侧框的两对横移滑槽，与两对所述横移滑槽滑动配合的两对滑动座，固定于两个对应的滑动座之间的连杆，以及用于驱动两对所述滑动座相对于横移滑槽滑动的两个横移液压缸；所述上中间辊轴承座和下中间辊轴承座固定安装于对应的两滑动座之间。
进一步的，所述横移滑槽为“工”字型滑槽，其形成于固定在所述侧框的“T”型块的翼缘上；所述“T”型块设有用于驱动两所述上中间辊轴承座和下中间辊轴承座相互远离或靠近的弯辊装置；所述弯辊装置包括设置于“T”型块的双向液压缸；所述双向液压缸包括形成于“T”型块腹板上的两个同轴设置的缸体和与两所述缸体配合的两个弯辊活塞杆；所述上中间辊轴承座和下中间辊轴承座的侧翼设有条形槽，所述活塞杆的外端固定设有与该条形槽配合的滑块；
进一步，所述下支承辊两端通过下支承辊轴承座进行支承；所述上支承辊轴承座支承于可调式支承组件上，所述可调式支承组件包括通过斜面相互配合的上支承板和下支承板，以及分别用于驱动所述上支承板和下支承板平移的左电动缸和右电动缸。
进一步的，所述上支承辊两端通过上支承辊轴承座进行支承；所述上支承辊轴承座悬挂于可调式悬挂组件；所述可调式悬挂组件包括固定于机架顶部的上电动缸，固定于所述上电动缸推杆外端的吊臂，固定于所述吊臂两端的拉杆，固定于所述拉杆底部的轨道；所述上支承辊轴承座的侧翼与所述轨道相互配合；
进一步的，所述动力装置的输出轴通过浮动联轴器与所述减速传动轴承的内圈传动连接。
本发明公开了一种镁合金异温轧制的方法，利用上述轧制装置，轧制时，将上工作辊的温度控制在180-300℃，同时下工作辊的温度控制在80-300℃，并使上工作辊和下工作辊的温度不同，以使位于轧制变形区的镁合金板的上下表面产生温度差。
本发明的有益效果是：本发明的镁合金异温轧制装置，能够解决了现有镁合金轧制装置轧制时，镁合金板容易产生基面织构的问题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的镁合金异温轧制装置本体的结构示意图；
图2为本发明的工作辊的安装示意图；
图3为本发明的减速传动轴承的结构示意图；
图4为本发明的减速传动轴承的爆炸图；
图5为本发明的中间辊横移驱动机构的结构示意图Ⅰ；
图6为本发明的中间辊横移驱动机构的结构示意图Ⅱ；
图7为本发明的可调式支承组件的结构示意图；
图8为本发明的可调式悬挂组件的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明的整体结构示意图，如图所示，本实施例的镁合金异温轧制装置，包括机架3，自上而下水平可转动支承于所述机架3的上支承辊2、上中间辊10、上工作辊8、下工作辊7、下中间辊6和下支承辊4，用于驱动所述上工作辊8和下工作辊7同步反向转动的驱动装置(图1和2中未示出)，以及用于驱动所述上中间辊10和下中间辊6沿轴向移动的中间辊横移驱动机构9；如图1所示为上支承辊2、上中间辊10、上工作辊8、下工作辊7、下中间辊6和下支承辊4的分布示意，板材通过上工作辊8和下工作辊7之间的轧缝进行实现轧制；
所述上工作辊7和下工作辊6内设有加热棒12，并通过所述加热棒12使工作辊的表面达到设定温度；所述上工作辊7或下工作辊6的动力输入端通过减速传动轴承11进行支承并将来自所述驱动装置的动力减速输入至工作辊；所述上工作辊7和下工作辊6之间通过相互啮合的传动齿轮副实现同步反向转动；即上工作辊8和下工作辊7上均固定设有一传动齿轮；两个传动齿轮的规格相同且相互啮合，确保二者能够实现同步反向转动；
如图2-4所示，所述减速传动轴承11包括内圈15、外圈16和传动组件；所述外圈16固定于机架，内圈15与驱动装置的输出端传动连接(内圈15可设置为实心轴结构通过联轴器与驱动装置传动连接或者设置为圆环结构，通过花键副与驱动装置传动连接)；所述传动组件包括位于内圈15与外圈16之间、与内圈15和外圈16进行滚动配合滚动体17，与所述滚动体17转动配合的芯轴18以及与各个所述芯轴18固定的输出套19；所述输出套19通过花键与工作辊端部连接，驱动装置的动力输入至内圈15，内圈15、外圈16和传动组件形成了行星轮减速机构，因此，可以将驱动装置的动力减速输出至工作辊，另一方面，减速传动轴承11具有轴承的功能，在实现减速增距传动的同时还能对工作辊进行支承，大大简化了本装置的结构；另外，滚动体17(圆柱形)通过摩擦力与内圈15和外圈16滚动配合，当载荷过大时，滚动体17将发生一定程度的滑动，从而实现了过载保护的功能。
本实施例中，所述滚动体17设有两排，两排所述滚动体17沿圆周方向相互错开，且两排所述滚动体17之间设有连接盘；所述连接盘设有与两排滚动体17的各个芯轴18相连的连接孔，这种结构形式有效缩短了每个滚动体17的轴向长度，提高了滚动体17的刚度，有利于使各滚动体17的轴线与内圈15轴线平行，同时，每列滚动体17轴线的偏移量不会累计到下一列的滚动体17上，最终避免滚动体17轮轴因偏移量过大产生干涉或卡死。
本实施例中，所述芯轴18与滚动体17之间设有滚珠Ⅰ，且芯轴18外圆与滚动体17内圆之间设有用于容纳滚珠Ⅰ的滚道Ⅰ；滚珠Ⅰ有利于减小芯轴18与滚动体17之间相对转动的摩擦力，所述内圈15端面与输出套19端面之间设有滚珠Ⅱ，且该端面上设有容纳滚珠Ⅱ的滚道Ⅱ；工作时，内圈15与输出套19的转速不一致，二者之间布置滚珠Ⅱ，使二者能够承担一定的轴向载荷，同时又能减小二者相对转动的摩擦力；所述外圈16的内圆和外圆分别设有三道环槽110，其所述三道环槽110分布于两排滚动体17的两侧，三道环槽110可以使整个外圈16具有四个能够相对独立变形的节段，确保每一排滚动体17都能与内圈15和外圈16紧密配合。
本实施例中，所述加热棒12的一端伸出工作辊外，并通过旋转接头14连接有导线；所述加热棒12与工作辊的非工作段相对应的节段外套有热绝缘套13，热绝缘套13可以减小工作辊非工作段的温度，减小轴承产生的热应力。
如图3和4所示，所述机架3包括底座和固定于所述底座的两个侧框；两所述侧框上设有用于分别支承所述上中间辊10和下中间辊6的上中间辊轴承座23和下中间辊轴承座；所述中间辊横移驱动机构9包括分设于两所述侧框的两对横移滑槽22，与两对所述横移滑槽22滑动配合的两对滑动座24，固定于两个对应的滑动座24之间的连杆25，以及用于驱动两对所述滑动座24相对于横移滑槽22滑动的两个横移液压缸21；所述上中间辊轴承座23和下中间辊轴承座固定安装于对应的两滑动座24之间；如图所示，当需要调节上中间辊10或下中间辊6沿轴向移动时，横移液压缸21可带动分设在左侧框和右侧框上的两对滑动座24同步滑动，进而带动两个上中间辊轴承座23或下中间辊轴承座沿轴向移动。在轧制不同宽度的板材时，通过调整中间辊轴向移动，调节中间辊和工作辊的接触长度，减小轧制时工作辊产生的挠度。
如图3所示，所述横移滑槽22为“工”字型滑槽，其形成于固定在所述侧框的“T”型块26的翼缘上，T”型块26的翼缘上设有两个“工”字型滑槽；所述“T”型块26设有用于驱动两所述上中间辊轴承座23和下中间辊轴承座相互远离或靠近的弯辊装置；所述弯辊装置包括设置于“T”型块26的双向液压缸；所述双向液压缸包括形成于“T”型块26腹板上的两个同轴设置的缸体和与两所述缸体配合的两个弯辊活塞杆27，当然，“T”型块26内还应设有与缸体配合的油道，此为现有技术，在此不赘述。所述上中间辊轴承座23和下中间辊轴承座的侧翼设有条形槽，所述活塞杆的外端固定设有与该条形槽配合的滑块；双向液压缸上侧的活塞杆用于拉动上中间辊轴承座23上下移动，而双向液压缸下侧的活塞杆用于拉动下中间辊轴承座上下移动，进而对中间辊施加正弯矩或者负弯矩。由于中间辊能够发生轴向移动，因此，活塞杆的端部采用滑块与滑槽配合的方式连接。
如图5所示，所述下支承辊4两端通过下支承辊4轴承座进行支承；所述上支承辊轴承座支承于可调式支承组件5上，所述可调式支承组件5包括通过斜面相互配合的上支承板32和下支承板31，以及分别用于驱动所述上支承板32和下支承板31平移的左电动缸和右电动缸，上支承板32和下支承板31之间通过两个相互贴合的斜面相互配合，上支承板32和下支承板31分别铰接有一滑动座34，左、右电动缸的推杆连接于滑动座34以驱动上支承板32或下支承板31左右滑动。
所述上支承辊2两端通过上支承辊轴承座进行支承；所述上支承辊轴承座悬挂于可调式悬挂组件1；如图6所示，所述可调式悬挂组件1包括固定于机架3顶部的上电动缸42，固定于所述上电动缸42推杆外端的吊臂41，固定于所述吊臂41两端的拉杆43，固定于所述拉杆43底部的轨道44；所述上支承辊轴承座的侧翼与所述轨道44相互配合；通过上电动缸42可以调节轨道44的高度，从而调节上支承辊2的高度。
所述动力装置的输出轴通过浮动联轴器与所述减速传动轴承11的内圈15传动连接，浮动联轴器与之传动连接的工作辊上下浮动，无需使动力装置输出轴与工作辊保持同轴。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种镁合金异温轧制装置，其特征在于：包括机架，自上而下水平可转动支承于所述机架的上支承辊、上中间辊、上工作辊、下工作辊、下中间辊和下支承辊，用于驱动所述上工作辊和下工作辊同步反向转动的驱动装置，以及用于驱动所述上中间辊和下中间辊沿轴向移动的中间辊横移驱动机构；
所述上工作辊和下工作辊内设有加热棒，并通过所述加热棒使工作辊的表面达到设定温度；所述上工作辊或下工作辊的动力输入端通过减速传动轴承进行支承并将来自所述驱动装置的动力减速输入至工作辊；所述上工作辊和下工作辊之间通过相互啮合的传动齿轮副实现同步反向转动；
所述减速传动轴承包括内圈、外圈和传动组件；所述外圈固定于机架，内圈与驱动装置的输出端传动连接；所述传动组件包括位于内圈与外圈之间、与内圈和外圈进行滚动配合滚动体，与所述滚动体转动配合的芯轴以及与各个所述芯轴固定的输出套；所述输出套通过花键与工作辊端部连接。
2.根据权利要求1所述的一种镁合金异温轧制装置，其特征在于：所述滚动体设有两排，两排所述滚动体沿圆周方向相互错开，且两排所述滚动体之间设有连接盘；所述连接盘设有与两排滚动体的各个芯轴相连的连接孔。
3.根据权利要求2所述的一种镁合金异温轧制装置，其特征在于：所述芯轴与滚动体之间设有滚珠Ⅰ，且芯轴外圆与滚动体内圆之间设有用于容纳滚珠Ⅰ的滚道Ⅰ；所述内圈端面与输出套端面之间设有滚珠Ⅱ，且该端面上设有容纳滚珠Ⅱ的滚道Ⅱ；所述外圈的内圆和外圆分别设有三道环槽，其所述三道环槽分布于两排滚动体的两侧。
4.根据权利要求3所述的一种镁合金异温轧制装置，其特征在于：所述加热棒的一端伸出工作辊外，并通过旋转接头连接有导线；所述加热棒与工作辊的非工作段相对应的节段外套有热绝缘套。
5.根据权利要求4所述的一种镁合金异温轧制装置，其特征在于：所述机架包括底座和固定于所述底座的两个侧框；两所述侧框上设有用于分别支承所述上中间辊和下中间辊的上中间辊轴承座和下中间辊轴承座；所述中间辊横移驱动机构包括分设于两所述侧框的两对横移滑槽，与两对所述横移滑槽滑动配合的两对滑动座，固定于两个对应的滑动座之间的连杆，以及用于驱动两对所述滑动座相对于横移滑槽滑动的两个横移液压缸；所述上中间辊轴承座和下中间辊轴承座固定安装于对应的两滑动座之间。
6.根据权利要求5所述的一种镁合金异温轧制装置，其特征在于：所述横移滑槽为“工”字型滑槽，其形成于固定在所述侧框的“T”型块的翼缘上；所述“T”型块设有用于驱动两所述上中间辊轴承座和下中间辊轴承座相互远离或靠近的弯辊装置；所述弯辊装置包括设置于“T”型块的双向液压缸；所述双向液压缸包括形成于“T”型块腹板上的两个同轴设置的缸体和与两所述缸体配合的两个弯辊活塞杆；所述上中间辊轴承座和下中间辊轴承座的侧翼设有条形槽，所述活塞杆的外端固定设有与该条形槽配合的滑块。
7.根据权利要求6所述的一种镁合金异温轧制装置，其特征在于：所述下支承辊两端通过下支承辊轴承座进行支承；所述上支承辊轴承座支承于可调式支承组件上，所述可调式支承组件包括通过斜面相互配合的上支承板和下支承板，以及分别用于驱动所述上支承板和下支承板平移的左电动缸和右电动缸。
8.根据权利要求7所述的一种镁合金异温轧制装置，其特征在于：所述上支承辊两端通过上支承辊轴承座进行支承；所述上支承辊轴承座悬挂于可调式悬挂组件；所述可调式悬挂组件包括固定于机架顶部的上电动缸，固定于所述上电动缸推杆外端的吊臂，固定于所述吊臂两端的拉杆，固定于所述拉杆底部的轨道；所述上支承辊轴承座的侧翼与所述轨道相互配合。
9.根据权利要求8所述的一种镁合金异温轧制装置，其特征在于：所述动力装置的输出轴通过浮动联轴器与所述减速传动轴承的内圈传动连接。
10.一种利用权利要求1-9任一项所述的镁合金异温轧制装置进行镁合金轧制的方法，其特征在于：轧制时，将上工作辊的温度控制在180-300℃，同时下工作辊的温度控制在80-300℃，并使上工作辊和下工作辊的温度不同，以使位于轧制变形区的镁合金板的上下表面产生温度差。
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