CN209272131U - 一种优钢小辊径六辊轧机辊 - Google Patents

Abstract

一种优钢小辊径六辊轧机辊，包括从上至下依次设置的上支承辊装配、上中间辊装配、上工作辊装配、下工作辊装配、下中间辊装配以及下支承辊装配，上中间辊装配以及下中间辊装配为传动辊；上中间辊装配与上工作辊装配、下工作辊装配与下中间辊装配之间设置有用于减小轴向交叉角的弯辊装置，本实用新型轧机轧制力远高于其他同辊径工作辊轧机，应用于优特钢的生产中，既能够生产硬料厚料，又能够薄生产薄料软料，生产工艺灵活，轧制能力强，产品厚度精度高。

Description

一种优钢小辊径六辊轧机辊

技术领域

本实用新型涉及冷轧领域的六辊轧机技术领域，特别涉及一种优钢小辊径六辊轧机辊。

背景技术

在优特钢类板带的生产过程中，由于产品材料种类多，如高镍、低镍合金，软磁合金、弹簧钢等，既有高硬度材料，又有软料；由于产品厚度变化范围广，来料最厚达5mm，产品最薄可生产0.2mm。生产工艺安排灵活，对产品的精度和材料的内在性能要求较高。由于需要生产薄规格硬料，必须采用小直径工作辊。

这类轧机难点在于，在生产厚规格来料时，需要较大的轧制力以及轧制力矩。小直径工作辊由于辊径太小，无法传递大轧制力矩，只有采用较大直径的中间辊传动方案。采用大直径中间辊传动小直径工作辊的方案，大轧制力以及轧制力矩的作用下，直接造成了两个问题：第一，六辊轧机工作辊、中间辊以及支承辊轴向的交叉造成每根轧辊都会受到轴向力，轴向力大小通常为轧制力大小的3％～5％之间，这个力由辊系中承受轴向力的轴承来承担，小直径工作辊对应的承受轴向力轴承尺寸也很小，能承担的轴向力的大小也很有限。因此在生产厚料大轧制力的作用下，轴向力相应的也非常大，另外由于工作辊直径小，同样轧制速度下轴承的转速较高，这个轴承极易烧损；第二，中间辊依靠轧辊之间的摩擦传递轧制力矩，这个摩擦力对工作辊会产生一个水平分力，生产厚料大轧制力矩轧制时，这个摩擦力以及对工作辊的水平分力相应的会非常大，然而小直径工作辊承受弯曲的能力相对大直径工作辊大幅减弱。因此，大的水平分力作用在小直径工作辊上时，工作辊辊颈处极易折断。传统工作辊水平分力调节机构的结构复杂，故障率高，而且增加了机架窗口的宽度，使得轧机的纵向刚性降低，产品厚差大。第三，轧机大批量轧完厚料后再对薄料进行轧制，薄料产品厚度精度较低。

上述问题直接带来的问题就是断带、设备频繁损坏、生产无法继续进行，因此通常这类小直径六辊轧机通常只能使用较小的轧制力生产薄料、软料；再单独设置一台大直径工作辊轧机轧制厚料、硬料。这种配置对于设备投资以及生产成本来说都是不利的。综合以上情况，本实用新型的主要目的是克服先前技术的已知缺点。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种优钢小辊径六辊轧机辊，轧机轧制力远高于其他同辊径工作辊轧机，应用于优特钢的生产中，既能够生产硬料厚料，又能够薄生产薄料软料，生产工艺灵活，轧制能力强，产品厚度精度高。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种优钢小辊径六辊轧机辊，包括从上至下依次设置的上支承辊装配1、上中间辊装配2、上工作辊装配3、下工作辊装配4、下中间辊装配5以及下支承辊装配6，上中间辊装配3以及下中间辊装配5为传动辊；

所述的上中间辊装配2与上工作辊装配3、下工作辊装配4与下中间辊装配5之间设置有用于改变轴向交叉角的弯辊装置11；

所述的上工作辊装配3两侧分别由操作侧轴向顶紧装置7和传动侧轴向顶紧装置8施加一定的预紧力顶住。

所述的弯辊装置11由上中间辊弯辊缸块11-1、工作辊弯辊缸块11-2、下中间辊弯辊缸块11-4以及固定块11-3组成，上中间辊弯辊缸块11-1、工作辊弯辊缸块11-2、下中间辊弯辊缸块11-4均安装在固定块11-3上，经由固定块11-3整体安装在机架10上。

所述的上工作辊装配3包括圆锥滚子轴承3-4，圆锥滚子轴承3-4的轴承外圈两端分别由透盖一3-3以及透盖二3-8固定在工作辊轴承座3-6上，圆锥滚子轴承3-4的轴承内圈两端分别由工作辊3-7的轴肩以及压板3-2固定，工作辊轴承座3-7由工作辊轴承座锁板9固定在工作辊弯辊缸块11-2上；

所述的工作辊3-7外侧为滚针轴承3-5，所述的上工作辊装配3通过顶头3-1、压板3-2和顶紧装置7相连，所述的工作辊轴承座3-6与工作辊弯辊缸块11-2之间设置有滑板一3-9以及滑板二3-10。

所述的滚针轴承3-5无内圈，工作辊辊颈作为轴承内圈。

所述的滑板一3-9与滑板二3-10厚度不同，工作辊3-7中心线相对上中间辊装配2中心线以及轧机窗口中心线不重合，有一个偏移量。

所述的轴向顶紧装置7固定在工作辊弯辊缸块11-2上，操作侧轴向顶紧装置7由氮气弹簧7-1、横梁7-2、偏心销轴7-3以及锁紧顶丝7-4组成，氮气弹簧7-1固定在横梁7-2上，侧轴向顶紧装置8结构与操作侧轴向顶紧装置7结构相同，侧轴向顶紧装置8结构与操作侧轴向顶紧装置7设置在工作辊3-7的两端。

所述的上支承辊装配1和下支承辊装配6数量各为两套，其中一套上、下支承辊装配的轴承游隙较大，另外一套上、下支承辊装配的轴承游隙较小。

本实用新型的有益效果：

1、在工作辊直径一定的情况下，大幅改善了工作辊轴向受力状况，使得六辊轧机的轧制力能够尽可能的大。

2、在工作辊直径一定的情况下，大幅改善了工作辊水平受力状况，使得六辊轧机的轧制力矩能够尽可能的大。

3、相比传统工作辊水平分力调节机构，本实用新型通过滑板厚度差调节偏移量，结构简单紧凑，可靠性高，同时弯辊缸块与轴承座占用的宽度窄，使得轧机的纵向刚性大幅提高，产品厚度精度高。

4、实现了一套轧机能够覆盖非常广泛的产品规格，满足优钢生产特点。

附图说明

图1是轧机辊系及弯辊正面结构示意图。

图2是轧机中间辊及工作辊辊系侧视结构示意图。

图3是轧机辊系及弯辊正面结构局部放大图。

图4是工作辊装配操作侧结构示意图。

图5是工作辊装配操作侧俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1所示，一种小辊径六辊轧机，辊系装配由上支承辊装配1、上中间辊装配2、上工作辊装配3、下工作辊装配4、下中间辊装配5以及下支承辊装配6组成。上中间辊装配3以及下中间辊装配5为传动辊。

两种方法改善了工作辊轴向受力状况。第一，通过整体式弯辊装置的方法减小工作辊与中间辊的轴向交叉角。第二，氮气弹簧施加预紧力，抵消掉作用在工作辊上的轴向力。具体如下：

如图1及图3所示：支承辊、中间辊以及工作辊之间的轴向交叉角，使各轧辊承受轴向力。但是支承辊与中间辊之间的交叉角产生的轴向力全部由支承辊与中间辊装配中的止推轴承来承受，由于支承辊、中间辊直径较大，因此它们的止推轴承能够承受较大的轴向力，并且不会传导至工作辊。因此，作用在工作辊上的轴向力只与轧制力以及工作辊与中间辊的轴向交叉角相关。只要减小工作辊与中间辊的轴向交叉角，就可以减小作用在小直径工作辊上的轴向力。

传统六辊轧机工作辊弯辊缸块、中间辊弯辊缸块都是分别安装在机架上的，中间辊弯辊缸块相对机架还需要轴向窜动，缸块与机架之间需要很多铜滑板。而且每个中间辊弯辊缸块、每个工作辊弯辊缸块上都安装有衬板。由于各个弯辊缸块、铜滑板以及衬板的加工以及安装环节的累积公差，从而导致工作辊与中间辊轴线轴向交叉比较严重。而本实用新型中采用整体式弯辊装置的设计，弯辊装置11由上中间辊弯辊缸块11-1、工作辊弯辊缸块11-2、下中间辊弯辊缸块11-4以及固定块11-3组成。其特征在于，上中间辊弯辊缸块11-1、工作辊弯辊缸块11-2、下中间辊弯辊缸块11-4均安装在固定块11-3上。上中间辊弯辊缸块11-1、工作辊弯辊缸块11-2、下中间辊弯辊缸块11-4各缸块上均采用无铜滑板以及无衬板设计，弯辊装置可以作为一个整体，经由固定块11-3整体安装在机架10上。这样就可以把各弯辊缸块作为一个零件进行加工、检查以及装配，这样可以将整体式弯辊装置中与轴承座滑板配合的各个面之间的形位公差控制在0.01mm以内，随后只需将整体式弯辊装置装配11在机架10上即可，大幅提高了装配精度，从而使得工作辊与中间辊的轴向交叉角变得非常小，这样在轧制力不变的情况下，作用在工作辊上的轴向力也大大减小。

如图4所示：上工作辊装配3两侧分别由操作侧轴向顶紧装置7和传动侧轴向顶紧装置8施加一定的预紧力顶住。上工作辊装配3左右两侧所有结构以轧机中心线作为对称线对称：其中一侧由顶头3-1、压板3-2、透盖一3-3、圆锥滚子轴承3-4、滚针轴承3-5、工作辊轴承座3-6、工作辊3-7、透盖二3-8、滑板一3-9以及滑板二3-10组成；另外一侧也有相应的顶头、压板、透盖、圆锥滚子轴承、滚针轴承、工作辊轴承座、滑板等结构，并与其对称。与圆锥滚子轴承3-4的轴承外圈两端分别由透盖一3-3以及透盖二3-8固定在工作辊轴承座3-6上。圆锥滚子轴承3-4的轴承内圈两端分别由工作辊3-7的轴肩以及压板3-2固定。工作辊轴承座3-7由工作辊轴承座锁板9固定在工作辊弯辊缸块11-2上。

如图2图5所示：轴向顶紧装置7固定在工作辊弯辊缸块11-2上。操作侧轴向顶紧装置7由氮气弹簧7-1、横梁7-2、偏心销轴7-3以及锁紧顶丝7-4组成。氮气弹簧7-1固定在横梁7-2上。偏心销轴7-3转动时，横梁能够在偏心调节量的范围内进行偏移，使得氮气弹簧7-1的中心线始终对准工作辊轴线并且顶住。侧轴向顶紧装置8结构与操作侧轴向顶紧装置7结构相同。这样左右各有一个氮气弹簧顶在工作辊3-7的两端。

采用操作侧轴向顶紧装置7和传动侧轴向顶紧装置8顶住上工作辊装配两侧，能够抵消掉一部分作用在工作辊上的轴向力：由于双列圆锥滚子轴承内圈与外圈之间具有轴向游隙，工作辊轴承座锁板与工作辊轴承座在沿工作辊轴向的方向上也有间隙，因此当工作辊受到轴向力时，由于两侧操作侧轴向顶紧装置7和传动侧轴向顶紧装置8已经顶住工作辊，因此轴向力首先作用在轴向顶紧装置的氮气弹簧上。氮气弹簧顶在工作辊上的预紧力可通过调节氮气压强来设定。随着轴向力的增加，达到预紧力以后，轴向力再继续增加会使得氮气弹簧压缩并回退，压缩量超过轴承轴向游隙与锁板间隙之和以后，轴向力才会作用在双列圆锥滚子轴承上，并最终传递至机架。本实用新型结构通过氮气弹簧的预紧力来抵消掉一部分作用在工作辊上的轴向力，因此双列圆锥滚子轴承所需要承受的轴向力大幅度减小，提高了轴承的使用寿命。

两种方法改善了工作辊水平受力状况：第一，工作辊中心线相对上中间辊中心线有一个偏移量，则在轧制力的作用下，轧制力的水平分力可以在一定程度上与轧制力矩传递产生的水平分力抵消。第二，采用无内圈轴承，增大工作辊辊颈处的直径。具体如下：

工作辊装配3左右两侧所有结构以轧机中心线作为对称线对称。滑板一3-9与滑板二3-10厚度不同，使得工作辊3-7中心线相对上中间辊装配2中心线以工作辊3-7中心线相对上中间辊装配2中心线及轧机窗口中心线不重合，有一个偏移量。滑板一3-9与滑板二3-10之间不同的厚度差会产生不同大小的偏移量。并且工作辊装配3在水平面上旋转180度后，工作辊3-7中心线相对上中间辊装配2中心线偏移方向与原来相反，偏移量大小与原来不变。

为了进一步提高小直径工作辊能够承受的水平力，本实用新型采用无内圈径向轴承，工作辊辊颈作为轴承内圈。无内圈径向轴承选用滚针轴承3-5，这种轴承滚动体尺寸非常小，并且无内圈的方法能够最大程度的增加工作辊辊颈处的直径。工作辊抗弯能力与直径三次方成正比。工作辊辊颈热处理为芯部柔软韧性，表面硬化。既能够满足轴承滚动体在上面滚动的要求，同时能够增加辊颈处的抗弯能力和抗冲击能力。

特别需要说明的是，为了在不同工作辊与中间辊偏心调节量的范围内对工作辊施加预紧力，轴向顶紧装置设计有偏心销轴7-3，偏心销轴转动使得横梁能够在偏移，使得氮气弹簧的中心线始终对准工作辊轴线并且顶住。

上支承辊装配1和下支承辊装配6数量各为两套，其中一套上、下支承辊装配的轴承游隙较大，精度相对低；另外一套上、下支承辊装配的轴承游隙较小，精度相对较高。轴承游隙较大的支承辊装配轧制厚料，能够承受大载荷以及大发热量；轴承游隙较小的支承辊装配轧制薄料，产品精度高；大量生产厚料以后如果再生产薄料，需要更换支承辊；而生产完薄料以后如果继续生产厚料，则不需要更换支承辊。

Claims (7)

1.一种优钢小辊径六辊轧机辊，其特征在于，包括从上至下依次设置的上支承辊装配(1)、上中间辊装配(2)、上工作辊装配(3)、下工作辊装配(4)、下中间辊装配(5)以及下支承辊装配(6)，上中间辊装配(3)和下中间辊装配(5)为传动辊；

所述的上中间辊装配(2)与上工作辊装配(3)之间、下工作辊装配(4)与下中间辊装配(5)之间设置有用于减小工作辊与中间辊之间轴向交叉角的弯辊装置(11)；

所述的上工作辊装配(3)两侧分别由操作侧轴向顶紧装置(7)和传动侧轴向顶紧装置(8)施加一定的预紧力顶住。

2.根据权利要求1所述的一种优钢小辊径六辊轧机辊，其特征在于，所述的弯辊装置(11)由上中间辊弯辊缸块(11-1)、工作辊弯辊缸块(11-2)、下中间辊弯辊缸块(11-4)以及固定块(11-3)组成，上中间辊弯辊缸块(11-1)、工作辊弯辊缸块(11-2)、下中间辊弯辊缸块(11-4)均安装在固定块(11-3)上，经由固定块(11-3)整体性安装在机架(10)上，上中间辊弯辊缸块(11-1)、工作辊弯辊缸块11-2、下中间辊弯辊缸块11-4等各缸块上均采用无铜滑板以及无衬板设计。

3.根据权利要求2所述的一种优钢小辊径六辊轧机辊，其特征在于，所述的上工作辊装配(3)包括圆锥滚子轴承(3-4)，圆锥滚子轴承(3-4)的轴承外圈两端分别由透盖一(3-3)以及透盖二(3-8)固定在工作辊轴承座(3-6)上，圆锥滚子轴承(3-4)的轴承内圈两端分别由工作辊轴承座(3-7)的轴肩以及压板(3-2)固定，工作辊轴承座(3-7)由工作辊轴承座锁板(9)固定在工作辊弯辊缸块(11-2)上；

所述的工作辊轴承座(3-7)外侧为滚针轴承(3-5)，所述的上工作辊装配(3)通过顶头(3-1)、压板(3-2)和顶紧装置(7)相连，所述的工作辊轴承座(3-6)与工作辊弯辊缸块(11-2)之间设置有滑板一(3-9)以及滑板二(3-10)。

4.根据权利要求3所述的一种优钢小辊径六辊轧机辊，其特征在于，所述的滚针轴承(3-5)无内圈，工作辊辊颈作为轴承内圈。

5.根据权利要求3所述的一种优钢小辊径六辊轧机辊，其特征在于，所述的滑板一(3-9)与滑板二(3-10)厚度不同，工作辊轴承座(3-7)中心线相对上中间辊装配(2)中心线以及轧机窗口中心线不重合，有一个偏移量。

6.根据权利要求2所述的一种优钢小辊径六辊轧机辊，其特征在于，所述的操作侧轴向顶紧装置(7)固定在工作辊弯辊缸块(11-2)上，操作侧轴向顶紧装置(7)由氮气弹簧(7-1)、横梁(7-2)、偏心销轴(7-3)以及锁紧顶丝(7-4)组成，氮气弹簧(7-1)固定在横梁(7-2)上，传动侧轴向顶紧装置(8)结构与操作侧轴向顶紧装置(7)结构相同，传动侧轴向顶紧装置(8)结构与操作侧轴向顶紧装置(7)设置在工作辊轴承座(3-7)的两端。

7.根据权利要求1所述的一种优钢小辊径六辊轧机辊，其特征在于，所述的上支承辊装配(1)和下支承辊装配(6)数量各为两套，其中一套上、下支承辊装配的轴承游隙较大，另外一套上、下支承辊装配的轴承游隙较小。