CN111069283A - 冗余驱动3sps+c型并联轧机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冗余驱动3SPS+C型并联轧机，包括：机座、动台、主驱动杆、上辊、下辊和辅驱动杆，动台为由横梁Ⅰ和垂直于横梁Ⅰ的两个对称立柱Ⅰ组成的Π型体，机座由立柱Ⅱ和横梁Ⅱ组成；横梁Ⅱ上设有纵向孔，两个立柱Ⅰ插入纵向孔中；两侧主驱动杆的两端分别联接在横梁Ⅰ和横梁Ⅱ上；上辊的两端分别与两个立柱Ⅰ的横向通孔Ⅰ转动联接；下辊的两端分别与横梁Ⅱ的横向通孔Ⅱ转动联接；下辊伸出横向通孔Ⅱ的一端连接有电机；上辊和下辊间夹有金属板；立柱Ⅱ的顶部设有上铰座，横梁Ⅰ的中部设有中铰座，上铰座和中铰座分别与辅驱动杆的两端相连。本发明结构简单、紧凑，可克服金属板厚不均和跑偏的问题，且满足轧制不同厚金属板要求。

Description

冗余驱动3SPS+C型并联轧机

技术领域

本发明涉及冶金设备技术领域，具体而言，尤其涉及一种冗余驱动3SPS+C型并联轧机。

背景技术

轧钢机是冷轧板带加工的主要设备，板形控制是其核心控制技术之一。近年来先进冷轧板带轧钢机和相应的板形控制技术不断涌现，并日臻完善。板形控制技术的发展，促进了冷轧板带工业的装备进步和产业升级，生产效率和效益大幅提升。板形是指板带材的翘曲度，反应板带材内部残余应力的分布。只要板带材内部存在残余应力，即为板形不良。如残余应力不足以引起板带翘曲，称为“潜在”的板形不良；如残余应力引起板带失稳，产生翘曲，则称为“表观”的板形不良。常见的板形缺陷有边部波浪、中间波浪、单边波浪、二肋波浪和复合波浪等多种形式，主要是由于轧制过程中带材各部分延伸不均，产生了内部的应力所引起的。为了得到高质量的轧制带材，必须随时调整轧辊的辊缝去适合来料的板凸度，并补偿各种因素对辊缝的影响。对于不同宽度、厚度、合金的带材只有一种最佳的凸度，轧辊才能产生理想的目标板形。因此，板形控制的实质就是对承载辊缝的控制，与厚度控制只需控制辊缝中点处的开口精度不同，板形控制必须对轧件宽度跨距内的全辊缝形状进行控制。

改善和提高板形控制水平的方法有：从设备配置方面，如采用先进的板形控制手段，增加轧机刚度等；从工艺配置方面，包括轧辊原始凸度的给定、变形量与道次分配等。常规的板形控制手段主要有弯辊控制技术、倾辊控制技术和分段冷却控制技术等。近年来，一些特殊的控制技术，如抽辊技术(HC轧机和UC系列轧机)、涨辊技术(VC轧机和IC轧机)、轧制力分布控制技术(DSR动态板形辊)和轧辊边部热喷淋技术等先进的板形控制技术，得到日益广泛的应用。抽辊技术，又称HC轧机轧辊横移板形控制系统。HC轧机是20世纪70年代日本日立公司和新日铁钢铁公司联合研制的新式6辊轧机。HC(High Crown)即高性能轧辊凸度。该轧机是在普通4辊轧机的基础上，在支撑辊和工作辊之间安装一对可轴向移动的中间辊，中间辊的轴向移动方向相反。HC轧机是通过中间辊的横移，消除了支撑辊与工作辊之间的有害接触区，提高了轧制的板形控制能力，可适用于任何宽度带材的轧制。轧机轧辊交叉板形控制技术。轧辊交叉系统的设计原理与采用带凸度的工作辊相同。通过调整轧辊的交叉角，使得距轧辊中心越远的地方辊缝越大，实现对辊缝形貌的控制。

现有轧机设备有：通过优化精轧机组工作辊原始辊型曲线，实现对热轧带钢边部局部增厚的控制；通过PC轧机轧辊在线交叉机构，轧辊两端与第一、二轴承座连接，在第一轴承座上设有平面回转机构，该平面回转机构与轧机机架的一端紧密接触或连接，第二轴承座上设有平面偏转机构，该平面偏转机构与轧机机架的另一端紧密接触或连接，实现在线交叉调整；设计出工作辊辊型曲线，降低了交叉角与弯辊力，增加了轧机的稳定性和PC轧机的板凸度控制能力；通过采用正常工况下采集的数据，得出PC轧机带钢出口厚度横向分布值、前后张力横向分布值等，对轧制压力、板凸度的提供预报。上述轧机设备各具特色，但采用带凸度的工作辊调整难度大，对不同材质适应能力差，工作辊凸度的计算复杂；在支撑辊和工作辊之间安装一对可轴向移动的中间辊结构复杂；现有轧辊交叉板形控制技术轧机结构比较复杂，控制难度大。如何在改善和提高板形控制水平前提下，简化轧机设备结构与控制过程，一直是机构设计者努力的。

因此，综上所述，有必要提供一种新型轧机以解决现有技术的不足。

发明内容

根据上述提出的采用带凸度的工作辊调整难度大，对不同材质适应能力差，工作辊凸度的计算复杂；在支撑辊和工作辊之间安装一对可轴向移动的中间辊结构复杂；现有轧辊交叉板形控制技术轧机结构比较复杂，控制难度大的技术问题，而提供一种冗余驱动3SPS+C型并联轧机。本发明主要利用辅驱动杆伸缩，改变上辊和下辊间的水平夹角，以便克服金属板厚不均和跑偏的问题；利用两个主驱动杆同步伸缩，调整上辊与下辊的间距，从而满足轧制不同厚金属板要求，且轧制过程中容易控制金属板材形状和对中。

本发明采用的技术手段如下：

一种冗余驱动3SPS+C型并联轧机，包括：机座、动台、主驱动杆、上辊、下辊和辅驱动杆，所述动台为由横梁Ⅰ和垂直于横梁Ⅰ的两个对称立柱Ⅰ组成的Π型体，所述机座由立柱Ⅱ和横梁Ⅱ组成，所述立柱Ⅱ位于所述横梁Ⅱ的一侧；所述横梁Ⅱ上设有开口向上的纵向孔和开槽，间隔设置的两个所述立柱Ⅰ插入所述纵向孔中；

所述横梁Ⅰ的下方两端对称设有左铰座和右铰座，所述横梁Ⅱ上方的两端对称设有第一铰座和第二铰座；所述左铰座和所述第一铰座分别联接在一侧所述主驱动杆的两端，所述右铰座和所述第二铰座分别联接在另一侧所述主驱动杆的两端；

所述上辊位于两个所述立柱Ⅰ间形成的空间中，且所述上辊的两端分别与两个所述立柱Ⅰ上设有的横向通孔Ⅰ转动联接；

所述下辊与所述纵向孔正交，且所述下辊的两端分别与所述横梁Ⅱ上开有的横向通孔Ⅱ转动联接；所述下辊伸出所述横向通孔Ⅱ的一端连接有电机，所述电机固定于所述横梁Ⅱ的外壁上；

所述上辊和所述下辊间夹有金属板；

所述立柱Ⅱ的顶部设有上铰座，所述横梁Ⅰ的中部设有中铰座，所述上铰座和所述中铰座分别与所述辅驱动杆的两端相连；

工作过程中，所述辅驱动杆的伸缩驱动所述动台旋转，改变所述上辊和所述下辊间的水平夹角；两个所述主驱动杆伸缩，调整所述上辊与所述下辊的间距。

进一步地，所述动台与所述机座圆柱副联接；两个所述主驱动杆的两端分别与所述动台和所述机座球副联接；所述辅驱动杆的两端分别与所述动台和所述机座球副联接；所述上辊与所述动台转动副联接；所述下辊与所述机座转动副联接，所述电机的电机轴与所述下辊同轴键连接。

进一步地，初始状态下，所述上辊与所述下辊的中轴线平行；两个所述主驱动杆的中轴线平行，均与所述上辊和所述下辊的中轴线垂直且位于同一平面内。

进一步地，两个所述主驱动杆的长度相同，保持同步伸缩。

进一步地，两个所述立柱Ⅰ的外侧为外圆柱弧面，所述外圆柱弧面与所述纵向孔内两侧的内圆柱弧面配合联接。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的冗余驱动3SPS+C型并联轧机，轧制时，辅驱动杆伸缩时，能改变上、下辊的水平夹角，以便克服金属板厚不均和跑偏的问题。

2、本发明提供的冗余驱动3SPS+C型并联轧机，两个主驱动杆同步伸缩时，能调整上、下辊间距，满足轧制不同厚金属板要求；轧制过程中容易控制金属板材形状和对中。

3、本发明提供的冗余驱动3SPS+C型并联轧机，上辊直径小，上辊与动台的总质量小，结构简单、紧凑。

综上，应用本发明的技术方案能够解决现有技术中的采用带凸度的工作辊调整难度大，对不同材质适应能力差，工作辊凸度的计算复杂；在支撑辊和工作辊之间安装一对可轴向移动的中间辊结构复杂；现有轧辊交叉板形控制技术轧机结构比较复杂，控制难度大的问题。

基于上述理由本发明可在冶金等领域广泛推广。

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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明冗余驱动3SPS+C型并联轧机主视图。

图2为本发明冗余驱动3SPS+C型并联轧机俯视图。

图中：1、机座；2、动台；3、主驱动杆；4、辅驱动杆；5、上辊；6、下辊；7、电机；8、金属板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图所示，本发明提供了一种冗余驱动3SPS+C型并联轧机，包括：机座1、动台2、主驱动杆3、上辊5、下辊6和辅驱动杆4，所述动台2为由横梁Ⅰ和垂直于横梁Ⅰ的两个对称立柱Ⅰ组成的Π型体，所述机座1由立柱Ⅱ和横梁Ⅱ组成，所述立柱Ⅱ位于所述横梁Ⅱ的一侧；所述横梁Ⅱ上设有开口向上的纵向孔和开槽，间隔设置的两个所述立柱插入所述纵向孔中；

所述横梁Ⅰ的下方两端对称设有左铰座和右铰座，所述横梁Ⅱ上方的两端对称设有第一铰座和第二铰座；所述左铰座和所述第一铰座分别联接在一侧所述主驱动杆3的两端，所述右铰座和所述第二铰座分别联接在另一侧所述主驱动杆3的两端；

所述上辊5位于两个所述立柱Ⅰ间形成的空间中，且所述上辊5的两端分别与两个所述立柱Ⅰ上设有的横向通孔Ⅰ转动联接；

所述下辊6与所述纵向孔正交，且所述下辊6的两端分别与所述横梁Ⅱ上开有的横向通孔Ⅱ转动联接；所述下辊6伸出所述横向通孔Ⅱ的一端连接有电机7，所述电机7固定于所述横梁Ⅱ的外壁上；

所述上辊5和所述下辊6间夹有金属板8；

所述立柱Ⅱ的顶部设有上铰座，所述横梁Ⅰ的中部设有中铰座，所述上铰座和所述中铰座分别与所述辅驱动杆4的两端相连；

工作过程中，所述辅驱动杆4的伸缩驱动所述动台2旋转，改变所述上辊5和所述下辊6间的水平夹角；两个所述主驱动杆3伸缩，调整所述上辊5与所述下辊6的间距。

实施例1

如图1-2所示，冗余驱动3SPS+C型并联轧机包括动台2、机座1、两个主驱动杆3、辅驱动杆4、上辊5、下辊6、电机7和金属板8。动台2由横梁Ⅰ与两个对称立柱Ⅰ组成Π型体，其横梁Ⅰ的两水平伸出端下面设有左铰座和右铰座，其横梁Ⅰ中部设有中铰座，其两个立柱Ⅰ间沿横梁Ⅰ纵向设有开口向下的上通孔，两个立柱Ⅰ外侧设有正交上通孔的外圆柱弧面。机座1由立柱Ⅱ与横梁Ⅱ组成一体，其立柱Ⅱ上设有上铰座，其横梁Ⅱ上面设有第一铰座和第二铰座，沿其横梁Ⅱ纵向设有开口向上的纵向孔和正交纵向孔的内圆柱弧面。动台2的外圆柱弧面与机座1的内圆柱弧面圆柱副联接。左侧设置的一个主驱动杆3的两端分别与动台2的左铰座和机座1的第一铰座球副联接，右侧设置的一个主驱动杆3的两端分别与动台2的右铰座和机座1的第二铰座球副联接。辅驱动杆4的两端分别与动台2的中铰座和机座1的上铰座球副联接。上辊5两端与动台2的上通孔转动副联接。电机7与机座1的外壁固定连接，电机7的电机7轴与下辊6同轴键连接，下辊6两端与机座1的纵向孔转动副联接。

初始状态下，上辊5和下辊6的中轴线相互平行；金属板8位于上辊5和下辊6之间；两个主驱动杆3长度相同、中轴线相互平行，并垂直于上辊5和下辊6的中轴线，且与上辊5和下辊6的中轴线位于同一平面内。轧制时，上辊5、下辊6的弹性弯曲变形会导致金属板8中部厚、两侧薄或跑偏。辅驱动杆4伸缩时，能改变上辊5和下辊6间的水平夹角，以便克服金属板8厚不均和跑偏的问题。两个主驱动杆3保持同步伸缩时，能调整上辊5、下辊6间距，满足轧制不同厚金属板8要求，且轧制过程中容易控制金属板8材形状和对中。

由机构原理可知，只用一个主驱动杆3即可实现该机构的运动，但在结构上会导致偏载、刚度低、结构不合理等。因此，本发明中采用两个主驱动杆3的冗余驱动方式。在控制技术方面，容易实现，两个主驱动杆3长度保持相同和同步伸缩，这样可避免偏载、刚度低、结构不合理等问题。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种冗余驱动3SPS+C型并联轧机，其特征在于，包括：机座(1)、动台(2)、主驱动杆(3)、上辊(5)、下辊(6)和辅驱动杆(4)，所述动台(2)为由横梁Ⅰ和垂直于横梁Ⅰ的两个对称立柱Ⅰ组成的Π型体，所述机座(1)由立柱Ⅱ和横梁Ⅱ组成，所述立柱Ⅱ位于所述横梁Ⅱ的一侧；所述横梁Ⅱ上设有开口向上的纵向孔和开槽，间隔设置的两个所述立柱Ⅰ插入所述纵向孔中；

所述横梁Ⅰ的下方两端对称设有左铰座和右铰座，所述横梁Ⅱ上方的两端对称设有第一铰座和第二铰座；所述左铰座和所述第一铰座分别联接在一侧所述主驱动杆(3)的两端，所述右铰座和所述第二铰座分别联接在另一侧所述主驱动杆(3)的两端；

所述上辊(5)位于两个所述立柱Ⅰ间形成的空间中，且所述上辊(5)的两端分别与两个所述立柱Ⅰ上设有的横向通孔Ⅰ转动联接；

所述下辊(6)与所述纵向孔正交，且所述下辊(6)的两端分别与所述横梁Ⅱ上开有的的横向通孔Ⅱ转动联接；所述下辊(6)伸出所述横向通孔Ⅱ的一端连接有电机(7)，所述电机(7)固定于所述横梁Ⅱ的外壁上；

所述上辊(5)和所述下辊(6)间夹有金属板(8)；

所述立柱Ⅱ的顶部设有上铰座，所述横梁Ⅰ的中部设有中铰座，所述上铰座和所述中铰座分别与所述辅驱动杆(4)的两端相连；

工作过程中，所述辅驱动杆(4)的伸缩驱动所述动台(2)旋转，改变所述上辊(5)和所述下辊(6)间的水平夹角；两个所述主驱动杆(3)伸缩，调整所述上辊(5)与所述下辊(6)的间距。

2.根据权利要求1所述的冗余驱动3SPS+C型并联轧机，其特征在于，所述动台(2)与所述机座(1)圆柱副联接；两个所述主驱动杆(3)的两端分别与所述动台(2)和所述机座(1)球副联接；所述辅驱动杆(4)的两端分别与所述动台(2)和所述机座(1)球副联接；所述上辊(5)与所述动台(2)转动副联接；所述下辊(6)与所述机座(1)转动副联接，所述电机(7)的电机(7)轴与所述下辊(6)同轴键连接。

3.根据权利要求1或2所述的冗余驱动3SPS+C型并联轧机，其特征在于，初始状态下，所述上辊(5)与所述下辊(6)的中轴线平行；两个所述主驱动杆(3)的中轴线平行，均与所述上辊(5)和所述下辊(6)的中轴线垂直且位于同一平面内。

4.根据权利要求3所述的冗余驱动3SPS+C型并联轧机，其特征在于，两个所述主驱动杆(3)的长度相同，保持同步伸缩。

5.根据权利要求1或2所述的冗余驱动3SPS+C型并联轧机，其特征在于，两个所述立柱Ⅰ的外侧为外圆柱弧面，所述外圆柱弧面与所述纵向通孔内两侧的内圆柱弧面配合联接。

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