一种上中间辊单独换辊装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种上中间辊单独换辊装置，适用于小辊径六辊轧机，所述小辊径六辊轧机包括工作辊、中间辊、支承辊，其中，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从上到下依次排列并且分别通过旋转轴承支撑在各自的轴承座上；上、下方的各支承辊、中间辊、工作辊均分别相对于轧制线各自轴对称；各中间辊各轴端设置中间辊弯辊窜辊装置，支承辊平衡装置及辊缝调整液压缸位于机架最下方；机架中心线竖直位于机架中心；上中间辊设置单独换辊装置，在一定的上中间辊与上工作辊设计间隙内，通过上中间辊设置单独换辊装置使得上中间辊能顺利地实现单独换辊操作。
【专利说明】一种上中间辊单独换辊装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种上中间辊单独换辊装置，适用于小辊径六辊轧机。
技术背景
[0002]六辊轧机是一种技术成熟的板带轧制主流机型，具有产量高、成品质量高、消耗较小、设备制造难度较小及维护量较小的优点。其主要结构如图1所示，包括轧制线调整装置101、上支承辊102、上中间辊103、中间辊弯辊窜辊装置104、上工作辊105、工作辊弯辊液压缸106、工作辊弯辊块107、下工作辊108、下中间辊109、机架110、下支承辊111和辊缝调整液压缸112。轧制线调整装置101用于调整轧制线高度。中间辊弯辊窜辊装置104用于调整板形。工作辊弯辊液压缸106用于调整板形。辊缝调整液压缸112用于调整轧件出口厚度。但常规的六辊冷轧机工作辊不能做得太小，其工作辊的径(辊身直径)宽(带钢宽度)比一般不小于0.25，当轧制高抗力的材料如中高牌号硅钢、不锈钢、高强钢及极薄规格的带钢时难以胜任，此时常采用多辊轧机轧制，典型机型为20辊轧机和18辊轧机。与六辊轧机相t匕，多辊轧机有轧制速度低、产量低、成本高、消耗大、操作麻烦、设备复杂、制造难度大和维护量大的缺点，若能采用六辊轧机轧制，将有明显的经济效益。
[0003]要用六辊轧机轧制上述材料，需大幅减小工作辊辊径。常规六辊轧机上工作辊105、下工作辊108、上支承辊102和下支撑辊111位于机架窗口中心，上述4个辊子的旋转中心线在水平方向上重合，上中间辊103和下中间辊109的旋转中心线在水平方向上重合，并且相对于上工作辊105、下工作辊108、上支承辊102和下支承辊111的旋转中心线设计有一个偏心距，在此偏心作用下轧制力将对轧辊产生水平分力，以消除轧辊轴承座与机架间的间隙，保证轧制时辊系的位置稳定。该偏心力很大，对工作辊传动的六辊轧机而言，是工作辊水平力的主要组成部分。在工作辊辊身水平力的作用下，辊径的减小带来其水平挠度的加大，进而使成品板形恶化。
[0004]现有技术中，某公司采用在两侧工作辊弯辊块添加楔形块来推动工作辊的轴承座，从而使工作辊沿轧制方向移动，实现偏心距的改变以减小工作辊上的水平力。但是这种方案存在以下几个方面的问题:第一，考虑轧制过程中热效应，工作辊及其零部件会发生热膨胀，而工作辊轴承两侧弯辊块均为刚性支撑，故而工作辊轴承座与相邻的弯辊块之间一般留有0.2-0.5mm的间隙。实际工作中，工作辊轴承座并非完全夹死，其水平力的大小也未进行测量。因而，偏心距移动量的大小完全靠理论计算而无法修正，工作辊水平力的大小也难以准确控制。第二，在第一条所述的工况下为了保证工作辊轴承座稳定靠在设计预定的那一侧，需留一定的水平力余量作用在工作辊上而不能将该理论水平力设定为零。因为产生上、下工作辊身水平力的主要因素上、下辊轧制力矩不同，故两辊的水平力不同，而两辊同时移动，水平移动量相同，只能兼顾上、下辊，因此不得不加大上述的水平力余量，不能最大幅度地降低辊身水平力。这样，工作辊的辊径就不可能做得很小。
[0005]由于本轧机辊径较小，且引入了水平移动技术，两者相互叠加，如何使本轧机在有限的空间内进行完整布置是一个较难解决的问题，由此，也带来一些相应的设备装置的变化。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对以上不足与缺点，给出一套工作辊可水平移动，水平力能够精确控制且工作辊水平挠度较小的小辊径六辊轧机。
[0007]在此基础上，本发明进一步要解决的技术问题是:提供一种上中间辊单独换辊装置，适用于小辊径六辊轧机。
[0008]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
[0009]一种上中间辊单独换辊装置，适用于小辊径六辊轧机，所述小辊径六辊轧机包括工作辊、中间辊、支承辊，其中，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从上到下依次排列并且分别通过旋转轴承支撑在各自的轴承座上；上、下方的各支承辊、中间辊、工作辊均分别相对于轧制线各自轴对称；各中间辊各轴端设置中间辊弯辊窜辊装置，支承辊平衡装置及辊缝调整液压缸位于机架最下方；机架中心线竖直位于机架中心;
[0010]其特征在于:上支承辊、下支承辊、上中间辊和下中间辊各自的中心线始终与机架中心线位于同一竖直平面上；
[0011]沿水平方向，各工作辊各轴端左右侧均由轴中心线往两侧依次设置工作辊弯辊装置和工作辊固定弯辊块，工作辊固定弯辊块和各工作辊轴承座间水平无间隙；工作辊两侧工作辊固定弯辊块处均沿水平方向设置水平移动调整装置，所述水平移动调整装置设置为根据工作辊中心线与机架中心线存在的水平偏心距而反向移动，使得工作辊中心线与机架中心线位于同一竖直平面上；上工作辊和下工作辊各自的左右两侧均设置一个工作辊固定弯辊块；或者上工作辊和下工作辊在同侧设置一个共用的工作辊固定弯辊块；
[0012]上中间辊设置单独换辊装置，包括两个活塞杆均竖直朝上设置的第一换辊油缸和第二换辊油缸，第一换辊油缸和第二换辊油缸固定在上中间辊弯辊窜辊装置上，且第一换辊油缸位于远离上中间辊的外侧；中间辊弯辊窜辊装置上沿左右方向水平设置一个固定轨道；第一换辊油缸的活塞杆顶端设置一个与固定轨道平行且位于同一竖直平面的活动轨道，活动轨道升起时能够与上中间辊轴承座上的滚轮接触；固定轨道高度与活动轨道沿竖直方向升起的极限固定高度平齐；
[0013]上述技术方案中，所述水平移动调整装置为以下两种形式之一:
[0014]( I)工作辊各轴端的左侧还设置有左侧斜楔装置，左侧斜楔装置包括一个斜楔板、斜楔板的外侧设置活塞杆能够沿工作辊中心线移动的第一平移油缸；斜楔板具有与工作辊轴中心线成夹角的竖直斜楔板斜面；各轴端左侧工作辊固定弯辊块具有一个竖直设置的固定弯辊块斜面，斜楔板斜面与该固定弯辊块斜面相配合并能相对滑动，斜楔板斜面在第一平移油缸作用下沿该固定弯辊块斜面移动而推动左侧工作辊固定弯辊块向靠近工作辊轴承座并推动轴承座的方向移动；工作辊各轴端的右侧，右侧工作辊固定弯辊块的竖直截面为一与工作辊轴中心线平行的平面；右侧工作辊固定弯辊块上设置第二平移油缸，第二平移作用时能够推动右侧工作辊固定弯辊装置向靠近工作辊轴承座并推动轴承座的方向移动；右侧工作辊固定弯辊块上沿推动油缸作用方向设置水平导向杆，导向杆端头与右侧工作辊固定弯辊装置连接；工作辊固定弯辊块斜面上沿左右方向水平伸出并固定设置推杆，推杆伸出端斜面设置且与斜楔板斜面配合；斜楔板与机架接合处设置测压传感器；
[0015](2)工作辊两侧的工作辊固定弯辊块中心均设置水平沉孔，水平沉孔中塞入活动夹持块；活动夹持块的中心凸轴一端伸入水平沉孔中且中心凸轴水平设置轴心通孔，活动夹持块的中心凸轴另一端设置外扩凸台，外扩凸台的外端面与工作辊轴承座相邻；外扩凸台的内端面与工作辊固定弯辊块端面竖直配合；一侧的工作辊固定弯辊块中心水平沉孔中设置伺服油缸，另一侧的工作辊固定弯辊块中心水平沉孔中设置水平液压缸；伺服油缸和液压缸的活塞杆均穿过各自活动夹持块轴心通孔并固定在活动夹持块与轴承座相邻的外端面上；水平沉孔的外围，活动夹持块与工作辊固定弯辊块对应设置四个与水平沉孔平行的导向沉孔，水平导向杆一端与导向沉孔断壁接触，另一端穿过导向沉孔并固定在活动夹持块与轴承座相邻的外端面上；伺服油缸和水平液压缸的活塞杆以及各导向沉孔中的导向杆伸出端均与活动夹持块与轴承座相邻的外端面相平齐；活塞杆和导向杆与活动夹持块连接的一端均设置有螺纹，通过螺母将导向杆和活塞杆分别与左侧活动夹持块固定在一起；活动夹持块轴心通孔与各活塞杆之间设置油缸滑套，导向沉孔与各自的导向杆之间设置导向杆滑套；水平液压缸压力设置为固定值，伺服油缸设置为根据工作辊与机架中心线之间的水平偏距动作而推动工作辊水平移动。
[0016]上述技术方案中，导向杆竖直设置并穿过活动轨道，使得活动轨道升起时由导向杆竖直导向。
[0017]上述小辊径六辊轧机基于工作辊水平移动的轧制控制方法，其特征在于包括如下步骤:
[0018](I)在轧制开始时，根据辊系稳定性及轧制规程，以指向斜楔板的设定水平力为目标，计算出所需的工作辊的偏心距大小，然后将此偏心距作为轧制过程的预设定值进行匹配；
[0019](2)根据偏心距预设定值完成第一平移油缸和第二平移油缸的控制，从而实现上工作辊和下工作辊沿带钢方向固定，没有间隙；
[0020](3)轧制过程中，辊系稳定，测压传感器可侧得斜楔板与机架接合处的压力，进而可以得到斜楔板上的作用力；根据油缸压力大小可以得到第二平移油缸的作用力，由力的平衡原理可以得到此时作用于上工作辊和下工作辊的水平力；
[0021]如果水平力在设定范围内，则预设定值合理，不再进行调节；如果水平力不在预设定值范围内，则根据轧制工况及轧制规程进行上工作辊和下工作辊的水平方向移动，从而使水平力控制在设定范围内，达到精确控制水平力的作用，以保证轧制过程中具有良好的板形控制状态；
[0022]当轧制过程中发生热膨胀效应时，由于工作辊和下工作辊右侧均采用第二平移油缸进行夹紧，在油路控制中采用溢流设计，使第二平移油缸在热膨胀效应作用下能水平浮动；消除热膨胀效应带来的零部件相应的损伤。
[0023]上述技术方案中，工作辊两侧的工作辊固定弯辊块中心均设置水平沉孔，水平沉孔中塞入活动夹持块；活动夹持块的中心凸轴一端伸入水平沉孔中且中心凸轴水平设置轴心通孔，活动夹持块的中心凸轴另一端设置外扩凸台，外扩凸台的外端面与工作辊轴承座相邻；外扩凸台的内端面与工作辊固定弯辊块端面竖直配合；一侧的工作辊固定弯辊块中心水平沉孔中设置伺服油缸，另一侧的工作辊固定弯辊块中心水平沉孔中设置水平液压缸；伺服油缸和液压缸的活塞杆均穿过各自活动夹持块轴心通孔并固定在活动夹持块与轴承座相邻的外端面上；水平沉孔的外围，活动夹持块与工作辊固定弯辊块对应设置四个与水平沉孔平行的导向沉孔，水平导向杆一端与导向沉孔断壁接触，另一端穿过导向沉孔并固定在活动夹持块与轴承座相邻的外端面上。
[0024]上述技术方案中，伺服油缸和水平液压缸的活塞杆以及各导向沉孔中的导向杆伸出端均与活动夹持块与轴承座相邻的外端面相平齐；活塞杆和导向杆与活动夹持块连接的一端均设置有螺纹，通过螺母将导向杆和活塞杆分别与左侧活动夹持块固定在一起。
[0025]上述技术方案中，活动夹持块轴心通孔与各活塞杆之间设置油缸滑套，导向沉孔与各自的导向杆之间设置导向杆滑套。
[0026]上述技术方案中，水平液压缸压力设置为固定值，伺服油缸设置为根据工作辊与机架中心线之间的水平偏距动作而推动工作辊水平移动。
[0027]上述技术方案中，工作辊各轴端均通过两个间隔设置的轴承固定于相应轴承座上，包括轴端内侧的主要用于承受弯辊力的工作辊弯辊力轴承，和轴承外侧与弯辊力轴承共同承担水平力的工作辊水平力轴承。
[0028]上述技术方案中，工作辊弯辊力轴承为圆柱滚子轴承，工作辊水平力轴承为圆锥滚子轴承。
[0029]上述技术方案中，圆柱滚子轴承通过滑块设置在轴承座中，滑块中心开设有嵌入圆柱滚子轴承用的通孔，所述通孔与圆柱滚子轴承的外圈紧密贴合；滑块水平左右两侧与轴承座紧密贴合，滑块上下两侧与轴承座之间均设有间隙。
[0030]上述技术方案中，滑块的竖直截面为矩形，轴承座设置矩形截面的滑块通孔。
[0031]上述技术方案中，所述滑块的外侧端与轴承座的阶梯台阶相接触配合，内侧端与固定设置在轴承座后端的轴端压盖相连接。
[0032]上述技术方案中，所述滑块与轴端压盖之间沿轴中心线方向设有间隙。
[0033]上述技术方案中，弯辊力轴承为四列圆锥滚子轴承，水平力轴承为双列圆柱滚子轴承。
[0034]上述技术方案中，上工作辊和下工作辊轴承座端面左侧分别固定有轴向伸长板，各伸长板外侧端面上开有矩形凹槽；左侧工作辊固定弯辊块与工作辊对应位置设置上、下伸出端，各伸出端的左右侧端面各开有一个弯辊块通孔；第一工作辊锁紧油缸连接一个水平滑板，滑板通过弯辊块通孔伸出；滑板能够在第一工作辊锁紧油缸作用下滑动伸入伸长板矩形凹槽中将工作辊轴向固定；上工作辊和下工作辊轴承座端面右侧，右侧工作辊固定弯辊块右侧也固定有一个轴向伸长板，该伸长板外侧端面上开有矩形凹槽；第二工作辊锁紧油缸连接另一个水平滑板；工作辊固定弯辊块上设置隔板，该另一个滑板通过弯辊块与隔板间的空间伸出；该另一个滑板能够在第二工作辊锁紧油缸作用下滑动伸入右侧伸长板矩形凹槽中将工作辊轴向固定。
[0035]上述技术方案中，弯辊块通孔内壁与水平滑板间布置有耐磨衬板。
[0036]上述技术方案中，中间辊弯辊窜辊装置的上方，两个推拉油缸分布在中间辊的左右侧并固定在机架上；各推拉油缸活塞杆头部均连接Iv推拉头；推拉头水平截面为“τ”形，镶嵌在各自端头连接架的T形槽内并与各端头连接架固定在一起；两个端头连接架由一个水平支撑架连接固定；水平支撑架通过支架固定在下方的中间辊弯辊窜辊装置上。[0037]上述技术方案中，中间辊还设置有轴向锁紧装置，具体结构为:中间辊的轴承座端面固定有左右对称设置于中间辊两侧的轴向伸长板，轴向伸长板的外侧开有矩形凹槽；中间辊锁紧油缸固定于中间辊弯辊窜辊装置的外侧面上；中间辊锁紧油缸的活塞杆端通过夹套连接长方体滑板；中间辊弯辊窜辊装置的侧面开设一个方形孔槽，长方体滑板穿过方形孔槽并能够伸入轴向伸长板的矩形凹槽中。
[0038]上述技术方案中，中间辊弯辊窜辊装置方形孔槽内壁固定有耐磨衬板。
[0039]该发明涉及内容的主要优点在于:
[0040]1、本轧机能实现工作辊的水平移动，工作辊轴承座与弯辊块之间无间隙，且由于一侧采用油缸设计，不必考虑传统偏距设置时热膨胀效应的不利影响，可以将工作辊轴承座夹死。
[0041]2、本轧机水平移动距离的控制目标是使工作辊上、下辊的合力为零，同时增加了压力传感器，能对工作辊水平力进行精确测量，并以此测量值来对预设定值进行修正，从而达到精确控制水平力的目的。
[0042]3、在工作棍轴承座上靠近带钢处增加了一个轴承,通过双轴承结构可增加工作棍刚度，大幅降低工作辊的水平挠度，可以实现比现有技术小得多的工作辊辊径。同时，提供多种双轴承结构的实现方式，特别是通过一个滑块实现单方向滑动，相当于把轴承座与轴承的线接触受力转化为滑块滑动面与轴承座的面接触受力，使得轴承受力均匀，提高轴承寿命。装置方法巧妙，结构简单，经济实惠。
[0043]4、当轧制过程中发生热膨胀效应时，由于工作辊和下工作辊右侧采用第二平移油缸进行夹紧，在油路控制中采用相应的溢流设计，从而使第二平移油缸在热膨胀效应作用下能水平浮动；从而消除热膨胀效应带来的零部件相应的损伤，从而有利于的保障了相应设备的使用安全，延长了使用寿命。
[0044]5、由于工作辊径较小，且引入了工作辊水平移动技术，采用原来的上中间辊架在上工作辊上，上工作辊再架在下工作辊上的换辊方式没有操作空间，且这一换辊方式无法对上中间辊进行单独换辊操作。为解决这一问题，本发明采用上中间辊单独换辊的换辊方式，可以方便快速的单独更换上中间辊。
【专利附图】
【附图说明】
[0045]图1为现有技术中六辊轧机结构示意图；
[0046]图2为本发明中的小辊径六辊轧机结构示意图；
[0047]图3为本发明中小辊径六辊轧机工作辊向左移动示意图；
[0048]图4为本发明中小辊径六辊轧机工作辊向右移动示意图；
[0049]图5本发明中图2的A-A向旋转90度局部结构示意图；
[0050]图6-7本发明中的上中间辊换辊装置示意图，其中图7为图6的A向旋转90度视图；
[0051 ]图8本发明中的中间辊串辊装置示意图；
[0052]图9本发明中的中间辊轴向锁紧装置示意图；
[0053]图10本发明中的工作辊轴向锁紧装置示意图；
[0054]图11为一个实施例中采用圆柱滚子轴承作为工作辊水平力轴承的受力示意图；[0055]图12本发明另一个实施例的工作辊水平力轴承结构示意图；
[0056]图13为图12的A— A剖视旋转90度结构示意图(也即工作辊轴承座及双轴承结构示意图)；
[0057]图14为图12中的工作辊水平力轴承受力示意图；
[0058]图15为图2中本发明小辊径六辊轧机另一种实施方式的工作辊水平平移结构图。【具体实施方式】
[0059]下面结合一个实施例及附图对本发明作进一步说明。
[0060]为了更好地理解本发明，下面结合实施实例和附图对本发明的技术方案做进一步的说明。
[0061]如图2所示，六辊轧机包括轧制线调整装置201、上支承辊202、上中间辊203、上中间辊弯辊窜辊装置204、上工作辊205、右侧工作辊弯辊装置206、右侧工作辊固定弯辊块207、下工作辊208、下中间辊209、机架210、下支承辊211、辊缝调整液压缸212、支承辊平衡装置213、下中间辊弯辊窜辊装置214、左侧工作辊弯辊装置215、左侧斜楔装置216、左侧工作辊固定弯辊块217。与图1的现有技术中一样，轧制线调整装置201用于调整轧制线高度。上中间辊弯辊窜辊装置204和下中间辊弯辊窜辊装置214用于调整板形。右侧工作辊弯辊装置206和左侧工作辊弯辊装置215用于调整板形。辊缝调整液压缸212用于调整轧件出口厚度。左侧斜楔装置216用于实现工作辊的水平移动。
[0062]其中，上支承辊202、上中间辊203、上工作辊205、下工作辊208、下中间辊209和下支承辊211从上到下依次排列并且分别通过旋转轴承支撑在各自的轴承座上，上支承辊202和下支承辊211相对于六辊轧机的轧制线上下对称布置，上中间辊203和下中间辊209相对于轧制线上下对称布置，上工作辊205和下工作辊208相对于所述轧制线上下对称布置。
[0063]六辊轧机上支承辊202、下支承辊211、上中间辊203和下中间辊209各自的中心线均与机架中心线位于同一竖直平面上。
[0064]如图3-5所示，工作辊各轴端的左侧还设置有左侧斜楔装置(工作辊固定弯辊块上下工作辊各自分离设置的时候，在工作辊205和208的各轴端各自设置一个左侧斜楔装置；如图2中工作辊固定弯辊块上下工作辊共用时上下工作辊共同设置一个左侧斜楔装置)，左侧斜楔装置包括一个斜楔板305、斜楔板305的外侧设置活塞杆能够沿工作辊中心线移动的第一平移油缸309 ;斜楔板305具有与工作辊轴中心线成夹角的竖直斜楔板斜面；各轴端左侧工作辊固定弯辊块215具有一个竖直设置的固定弯辊块斜面，斜楔板305斜面与该固定弯辊块215斜面相配合并能相对滑动，斜楔板305斜面在第一平移油缸309作用下沿该固定弯辊块215斜面移动而推动左侧工作辊固定弯辊块215向靠近工作辊轴承座并推动轴承座220的方向移动；
[0065]工作辊各轴端的右侧(设置与左端对应，可以在工作辊205和208的各轴端各自设置，也可以把上下工作辊作为一体然后共同设置，与左侧斜楔装置位于同一水平高度即可)，右侧工作辊固定弯辊块206的竖直截面为一与工作辊轴中心线平行的平面；右侧工作辊固定弯辊块206上设置第二平移油缸303，第二平移油缸303作用时能够推动右侧工作辊固定弯辊装置向靠近工作辊轴承座220并推动轴承座的方向移动。[0066]如图3，5所示，如果要实现工作辊(上工作辊205和/或下工作辊208)向右移动的话，可以通过如下方式实现:第一平移油缸309推动斜楔板305沿活塞杆方向移动，斜楔板305通过斜面配合推动推杆301，推杆301推动左侧工作辊弯辊装置215，左侧工作辊弯辊装置215通过侧面推动工作辊轴承座220，从而使上工作辊205和下工作辊208向右移动。待移到指定位置后，右侧推动油缸303推动右侧工作辊弯辊装置206向左移动直至靠紧工作辊轴承座220，从而使上工作辊205和下工作辊208水平固定。304为工作辊弯辊缸，与图1现有技术中的附图标记106 —样，它主要完成工作辊的弯辊，并用以调整板形。
[0067]如图4，5所示，如果要实现工作辊(上工作辊205和/或下工作辊208)向左移动的话，可以通过如下方式实现:第一平移油缸309拉动斜楔板305沿活塞杆方向移动，第二平移油缸303推动右侧工作辊弯辊装置206向左移动直至靠紧工作辊轴承座220，直至推杆301的斜面与斜楔板305完全压死，从而实现上工作辊205和下工作辊208水平固定。
[0068]导向杆302使右侧工作辊弯辊装置206的移动具有良好的方向性与稳定性。
[0069]测压传感器308埋设于斜楔板305与机架210的接合处，用于测量斜楔板305底部的压力。
[0070]在轧制开始时，根据辊系稳定性及轧制规程，以水平力指向斜楔且大小为0-10吨(优选某一具体数值如10吨)为目标，运用相关计算方法反算出所需的工作辊的偏心距大小，然后将此偏心距作为轧制过程的预设定值进行相关匹配。根据此值完成左侧斜楔装置216和右侧推动油缸303的控制，从而实现上工作辊205和下工作辊208沿带钢方向固定，没有间隙。轧制过程中，辊系稳定，测压传感器308可以得到斜楔板305底部的压力，进而可以得到斜楔板上的作用力。根据油缸压力大小可以得到右侧推动油缸303的作用力，由力的平衡方程可以得到此时作用于上工作辊205和下工作辊208的水平力。如果水平力在0-10吨(10吨)范围内，则模型合理，不进行再进行调节。如果水平力在不此预计范围内，则根据轧制工况及轧制规程进行相应的上工作辊205和下工作辊208的水平方向移动，从而使水平力控制在0-10吨(10吨)范围内，达到精确控制水平力的作用，以保证轧制过程中具有良好的板形控制状态。
[0071]当轧制过程中发生热膨胀效应时，由于工作辊205和下工作辊208右侧采用右侧推动油缸303进行夹紧，在油路控制中采用相应的溢流设计，从而使右侧推动油缸303在热膨胀效应作用下能水平浮动。从而消除热膨胀效应带来的零部件相应的损伤，从而有利于的保障了相应设备的使用安全，延长了使用寿命。
[0072]由于工作辊径较小，且引入了工作辊水平移动技术，采用原来的上中间辊架在上工作辊上，上工作辊再架在下工作辊上的换辊方式没有操作空间，且这一换辊方式无法对上中间辊进行单独换辊操作。为解决这一问题，本发明采用上中间辊单独换辊的换辊方式，以满足实际工作过程中需单独更换上中间辊的需求。如图6-7所示，换上中间辊时，升起第一换辊油缸402，待活动轨道404与上中间辊203轴承座上的滚轮接触后，再降下第二换辊油缸401。活动轨道404升起时，由导向杆403进行导向以确保活动轨道404沿竖直方向升起，固定轨道405固定在上中间辊弯辊窜辊装置204上，其高度与活动轨道404沿竖直方向升起的高度平齐，以确保换辊时整个上中间辊203能连续从机架210中拉出。由于活动轨道404及固定轨道405的存在，通过上中间辊窜辊装置(图8所示)的油缸501及机架外部的换辊车的配合使用，上中间辊移动到活动轨道404及固定轨道405上。[0073]在一定的上中间辊203与上工作辊205设计间隙内，上中间辊203能顺利地实现单独换棍操作。
[0074]图15为本发明小辊径六辊轧机另一种实施方式的工作辊水平平移结构图及其控制方法。
[0075]左侧工作辊固定弯辊块217固定在机架210上，主要对与其相连的各部件起支承作用。在机架中心线左侧(如图15所示)，伺服油缸22缸体嵌入至左侧工作辊固定弯辊块217中，端盖24通过螺栓组件25将伺服油缸22缸体固定在左侧工作辊固定弯辊块217上。左侧弯辊缸21嵌入左侧工作辊固定弯辊块217中。左侧工作辊固定弯辊块217中心开有一个水平沉孔，在其四周开有四个通孔(上、下各两个，如图15所示)，左侧活动夹持块19的中心凸轴伸入左侧工作辊固定弯辊块217中部的水平沉孔中，并与水平沉孔上、下面形成配合面，工作时可沿此配合面来回滑动。左侧活动夹持块19中心开有轴心通孔，在四周开有四个通孔(上、下各两个，与左侧工作辊固定弯辊块217的开孔对应位置布置)，导向杆22分别穿设过左侧工作辊固定弯辊块217与左侧活动夹持块19上四周相应的通孔，在导向杆22穿设过左侧工作辊固定弯辊块217四周相应的通孔中安装有导向杆滑套27，导向杆22与导向杆滑套27形成配合，导向杆滑套27的作用主要是防止在导向杆22的过度磨损并使导杆12有较好地滑动导向。四个导向杆22、左侧活动夹持块19的凸出部分与左侧工作辊固定弯辊块217中部的水平沉孔中形成的配合面能保证上工作辊装配18与下工作辊装配17水平导向平移且不会偏摆，实现精确对中。导向杆22与左侧活动夹持块19连接的一端加成有螺纹，通过导向杆螺母20将导向杆22与左侧活动夹持块19固定在一起。油缸滑套28安装于左侧活动夹持块19中部孔中，伺服油缸22的活塞杆尾部加工成有螺纹，此活塞杆穿设过油缸滑套28和左侧活动夹持块19中部通孔，通过中心螺母29将伺服油缸22的活塞杆与左侧活动夹持块19连接在一起。在机架中心线右侧(如图15所示)，普通液压缸26缸体嵌入至右侧工作辊固定弯辊块207中，端盖24通过螺栓组件25将普通液压缸26缸体固定在右侧工作辊固定弯辊块207上。普通液压缸26带有锁紧装置，其活塞杆尾部加工成有螺纹，此活塞杆穿设过油缸滑套28和右活动夹持块19中部轴心通孔，通过导向杆螺母20将普通液压缸26的活塞杆与右侧活动夹持块19连接在一起。其余部分与左侧关于机架中心线对称布置，功能描述相同。
[0076]当需要完成控制时，根据轧制工艺设计与实际工作需要，确定初始的上工作辊205与下工作辊208离机架中心线向一边偏移的距离(这里给出向右侧偏e)，将左侧伺服油缸22和右侧普通液压缸26分别置于设计初始位置(即左侧活动夹持块19和右侧活动夹持块19的端面分别与左侧工作辊固定弯辊块217与右侧工作辊固定弯辊块207 (各自靠近机架中心线的端面)贴合，此时上工作辊与下工作辊各自轴承座220的相邻端面分别与左侧活动夹持块19和右侧活动夹持块19的各外端面有设定的距离。由于普通液压缸26设定的右侧压力固定，此时仅需要控制伺服油缸22即可实现精确控制工作辊的水平移动，通过外部油路上的伺服阀控制伺服油缸22，推动左侧活动夹持块19向右移动，并使其精确达到设定的位移值。普通液压缸26和伺服油缸22分别带有位移传感器，如向右偏移e，以轧制中心线为基准，计算出普通液压缸26应该在的左侧位置，此时两个油缸分别在初始位置，它们与轴承座有一定的距离，然后给定油缸工作压力，让普通液压缸26停在左侧位置，再给定油缸工作压力让伺服油缸22向右移动，直至将轴承座完成压靠在普通液压缸26的夹持块上无间隙为止。由于普通液压缸26的作用力明显要大于伺服油缸22的力，这样右边一直可以保持不动，如果有膨胀或是水平力过大，超过了右侧油缸26给定的压力，就在回路上进行溢流，从而也能使轴承座中的轴承不至于烧坏。
[0077]图8为中间辊的串辊实现装置，推拉油缸501底部固定在机架210上，推拉油缸501活塞杆头部与推拉头502相连，推拉头502呈“T”形，镶嵌在端头连接架503的“T”形槽内，并通过螺钉与其固定在一起。连接架504将左右两侧的端头连接架503连接在一起，支架505与连接架504为一体，支架505通过螺栓与沉孔连接于上中间辊弯辊窜辊装置204上。当需要进行轴向窜辊时，推拉油缸501进行推动，通过端头连接架503、连接架504及支架505带动上中间辊弯辊窜辊装置204沿轴向方向运动，从而实现轴向窜辊。
[0078]图9为中间辊的轴向锁紧实现装置。上中间辊203的轴承座端面固定有伸长板601，伸长板601上相应开有截面为“]”形的矩形凹槽。锁紧油缸603固定于支座602上，支座602固定于上中间辊弯辊窜辊装置204的侧面上。锁紧油缸603的活塞杆端通过夹套605连接滑板604。滑板604为长方体。在上中间辊弯辊窜辊装置204的侧面相应的位置开设一个方形孔槽，便于滑板604穿设过。在上中间辊弯辊窜辊装置204的侧面的方形孔槽内固定有耐磨衬板606，用于保护滑板604。要对上中间辊203进行轴向锁紧时，锁紧油缸603通过夹套605推动滑板604前进，直至卡入伸长板601上的矩形凹槽中，从而完成中间辊的轴向锁紧。
[0079]图10为工作辊的轴向锁紧实现装置。在左侧，工作辊第一锁紧油缸701固定在油缸支座702上，油缸支座702固定在机架210上。工作辊第一锁紧油缸701活塞杆头与连接头703相连，连接头703与滑板704连接在一起，左侧工作辊固定弯辊块217伸出端上下两侧各开有一个方形孔，方形孔内侧均布置有耐磨衬板705防止滑板704的过渡磨损。在上工作辊205和下工作辊208轴承座端面左右两侧分别固定有伸长板(左侧伸长板706，右侧伸长板716)，伸长板上相应开有截面为“]”形矩形凹槽。在右侧，油缸712固定在油缸支座715上，油缸支座715固定在机架210上。油缸712活塞杆头与连接头713相连，连接头713与滑板711连接在一起。隔板708与机架210相连的一端开有截面为“]”形矩形凹槽，并通过螺栓组件714与机架210固定在一起。螺柱组件710穿设过滑板711和隔板708上相应的孔，并固定在右侧工作辊固定弯辊块207上。
[0080]当需要对上工作辊205和下工作辊208进行轴向锁紧时，左侧油缸701通过连接头703推动滑板704沿左侧工作辊固定弯辊块217方形孔内表面前进，直至卡入左侧伸长板706上的“]”槽中。右侧油缸712通过连接头713推动滑板711沿隔板708内表面前进，直至卡入右侧伸长板716上的“]”槽中，从而完成上工作辊205和下工作辊208的轴向锁紧。
[0081]当然右侧轴向锁紧同样可以采用将右侧工作辊固定弯辊块207延伸一段后并在其相应开设一个大方形孔，如左侧锁紧一样，让滑板711沿此大方形孔内表面前进，直至卡入伸长板706上的“]”槽中，从而与左侧轴向锁紧装置共同完成上工作辊205和下工作辊208的轴向锁紧。
[0082]如图5所示，本发明在工作辊轴承座220上靠近带钢处增加了一个轴承，通过双轴承结构可增加工作辊刚度，大幅降低工作辊的水平挠度，可以实现比现有技术小得多的工作辊辊径。具体结构为:上工作辊205和下工作辊208的两端分别由弯辊力轴承307和水平力轴承306固定于相应的轴承座上，弯辊力轴承307主要用来承受工作辊的弯辊力，水平力轴承306主要用来与弯辊力轴承307共同承受轧制过程中辊系产生的水平力，这样极大的延长了弯辊力轴承307的使用寿命。由于水平力轴承306的存在，减小了工作辊的水平支撑的间隔距离，从而大幅降低了在水平力作用方向上的上、下工作辊的挠度。基于此种设计，可以使工作辊的最小辊径可达到180mm，径宽比可达0.14。
[0083]经过试验发现，可以通过加长工作辊辊颈且增加一对圆柱滚子轴承，相当于使用一对四列圆锥滚子轴承和一对圆柱滚子轴承来支撑工作辊。这样在轧制过程中，工作辊刚度增加，挠曲减小，能更好的控制板形。在本发明的第一个实施例中，弯辊力轴承306为圆柱滚子轴承，水平力轴承307为圆锥滚子轴承。图11为弯辊力轴承306为圆柱滚子轴承的受力示意图。水平力轴承306与轴承座220为线接触。
[0084]然而在该实施例中，虽然这种方式使工作辊刚度得到了保障，却引入一个新问题，即圆柱滚子轴承受力问题。当板形出现问题需要用工作辊弯辊来调整时，圆柱滚子轴承会阻碍工作辊辊颈处产生挠度，这样弯辊的效果就不明显，板形也就得不到更好的改善，同时工作辊在水平方向上由于轧辊辊径变小挠曲增加，圆柱滚子轴承在轴颈处起到支撑作用，又增强了工作辊辊颈刚度。这就要求圆柱滚子轴承在垂直方向属于自由无约束状态，而水平方向要改善辊颈水平挠曲，轴承需支撑受力，就相当于把轴承放在一个垂直长孔中，但是轴承受力时其外圈与轴承座为线接触，这样就使轴承外圈发生变形，滚动体受力不均，从而轴承使用寿命大大缩短，严重影响生产效率。
[0085]经过进一步试验，提出了一种新的如图12-14的工作辊轴承装置，包括安装于工作辊208或205辊颈处的轴承座220，轴承座220内安装有弯辊力轴承307和水平力轴承306，该装置还包括设置在轴承座220与水平力轴承306之间的滑块10，滑块10上开设有嵌入水平力轴承306用的通孔，通孔与水平力轴承306的外圈紧密贴合，滑块10的左右两侧与轴承座220紧密贴合，上下两侧与轴承座220之间设有间隙。滑块10的外形为矩形，其一端与轴承座220的阶梯台阶相连接，另一端与固定设置在轴承座220后端的轴端压盖12相连接，滑块10与轴端压盖12之间设有一定间隙。
[0086]在本实施例中，弯辊力轴承307为四列圆锥滚子轴承，其外圈后端通过轴承座220内阶梯台阶固定，外圈前端通过内密封盖6固定，内密封盖6通过螺钉固定在轴承座220上；其内圈后端通过定距环9顶住，内圈前端压靠在轴承顶环5上，轴承顶环5通过止推环3固定，止推环3再通过工作辊205或208轴肩固定，止推环3为剖分式装配。水平力轴承306为双列圆柱滚子轴承,其外圈前端通过轴承座220内阶梯台阶固定,外圈后端通过轴端压盖12压紧，轴端压盖12用螺钉固定于轴承座220上；其内圈后端通过辊环与轴肩固定，内圈前端通过定距环9与弯辊力轴承307的内圈压紧。轴承座220前后两端都安装有防尘圈14，轴承座220上下两端安装有换辊时的衬板2。
[0087]本发明的原理是:当工作辊205或208弯辊时，水平力轴承306处辊颈需要产生挠曲来改善板形，如果轴承座220和水平力轴承306没有相对滑动间隙，工作辊205或208的弯曲挠度就会减小，弯辊效果就会减小，板形也就得不到改善，但水平力轴承306和轴承座220之间有间隙的话,水平力轴承306就只受水平方向的力，垂直方向不受力，水平力轴承306就会受力不均，寿命缩短，因此增加一个可以沿弯辊力方向在轴承座220内滑动的滑块10，这样弯辊时滑块10可在轴承座220内上下滑动而不限制辊颈垂直挠曲，又很好地保证了轴颈的水平刚度，相当于把轴承座220与水平力轴承306的线接触受力转化为滑块10滑动面与轴承座220的面接触受力，大大改善了水平力轴承306的载荷分布，延长了使用寿命，提高了薄板轧制的生产效率。
[0088]以上说明仅为本发明的应用实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种上中间辊单独换辊装置，适用于小辊径六辊轧机，所述小辊径六辊轧机包括工作辊、中间辊、支承辊，其中，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从上到下依次排列并且分别通过旋转轴承支撑在各自的轴承座上；上、下方的各支承辊、中间辊、工作辊均分别相对于轧制线各自轴对称；各中间辊各轴端设置中间辊弯辊窜辊装置，支承辊平衡装置及辊缝调整液压缸位于机架最下方；机架中心线竖直位于机架中心； 其特征在于:上支承辊、下支承辊、上中间辊和下中间辊各自的中心线始终与机架中心线位于同一竖直平面上； 沿水平方向，各工作辊各轴端左右侧均由轴中心线往两侧依次设置工作辊弯辊装置和工作辊固定弯辊块 ，工作辊固定弯辊块和各工作辊轴承座间水平无间隙；工作辊两侧工作辊固定弯辊块处均沿水平方向设置水平移动调整装置，所述水平移动调整装置设置为根据工作辊中心线与机架中心线存在的水平偏心距而反向移动，使得工作辊中心线与机架中心线位于同一竖直平面上；上工作辊和下工作辊各自的左右两侧均设置一个工作辊固定弯辊块；或者上工作辊和下工作辊在同侧设置一个共用的工作辊固定弯辊块； 上中间辊设置单独换辊装置，包括两个活塞杆均竖直朝上设置的第一换辊油缸和第二换辊油缸，第一换辊油缸和第二换辊油缸固定在上中间辊弯辊窜辊装置上，且第一换辊油缸位于远离上中间辊的外侧；中间辊弯辊窜辊装置上沿左右方向水平设置一个固定轨道；第一换辊油缸的活塞杆顶端设置一个与固定轨道平行且位于同一竖直平面的活动轨道，活动轨道升起时能够与上中间辊轴承座上的滚轮接触；固定轨道高度与活动轨道沿竖直方向升起的极限固定高度平齐。
2.根据权利要求1所述的上中间辊单独换辊装置，其特征在于:所述水平移动调整装置为以下两种形式之一: (1)工作辊各轴端的左侧还设置有左侧斜楔装置，左侧斜楔装置包括一个斜楔板、斜楔板的外侧设置活塞杆能够沿工作辊中心线移动的第一平移油缸；斜楔板具有与工作辊轴中心线成夹角的竖直斜楔板斜面；各轴端左侧工作辊固定弯辊块具有一个竖直设置的固定弯辊块斜面，斜楔板斜面与该固定弯辊块斜面相配合并能相对滑动，斜楔板斜面在第一平移油缸作用下沿该固定弯辊块斜面移动而推动左侧工作辊固定弯辊块向靠近工作辊轴承座并推动轴承座的方向移动；工作辊各轴端的右侧，右侧工作辊固定弯辊块的竖直截面为一与工作辊轴中心线平行的平面；右侧工作辊固定弯辊块上设置第二平移油缸，第二平移作用时能够推动右侧工作辊固定弯辊装置向靠近工作辊轴承座并推动轴承座的方向移动；右侧工作辊固定弯辊块上沿推动油缸作用方向设置水平导向杆，导向杆端头与右侧工作辊固定弯辊装置连接；工作辊固定弯辊块斜面上沿左右方向水平伸出并固定设置推杆，推杆伸出端斜面设置且与斜楔板斜面配合；斜楔板与机架接合处设置测压传感器； (2)工作辊两侧的工作辊固定弯辊块中心均设置水平沉孔，水平沉孔中塞入活动夹持块；活动夹持块的中心凸轴一端伸入水平沉孔中且中心凸轴水平设置轴心通孔，活动夹持块的中心凸轴另一端设置外扩凸台，外扩凸台的外端面与工作辊轴承座相邻；外扩凸台的内端面与工作辊固定弯辊块端面竖直配合；一侧的工作辊固定弯辊块中心水平沉孔中设置伺服油缸，另一侧的工作辊固定弯辊块中心水平沉孔中设置水平液压缸；伺服油缸和液压缸的活塞杆均穿过各自活动夹持块轴心通孔并固定在活动夹持块与轴承座相邻的外端面上；水平沉孔的外围，活动夹持块与工作辊固定弯辊块对应设置四个与水平沉孔平行的导向沉孔，水平导向杆一端与导向沉孔断壁接触，另一端穿过导向沉孔并固定在活动夹持块与轴承座相邻的外端面上；伺服油缸和水平液压缸的活塞杆以及各导向沉孔中的导向杆伸出端均与活动夹持块与轴承座相邻的外端面相平齐；活塞杆和导向杆与活动夹持块连接的一端均设置有螺纹，通过螺母将导向杆和活塞杆分别与左侧活动夹持块固定在一起；活动夹持块轴心通孔与各活塞杆之间设置油缸滑套，导向沉孔与各自的导向杆之间设置导向杆滑套；水平液压缸压力设置为固定值，伺服油缸设置为根据工作辊与机架中心线之间的水平偏距动作而推动工作辊水平移动。
3.根据权利要求1或2所述的上中间辊单独换辊装置，其特征在于:导向杆竖直设置并穿过活动轨道，使 得活动轨道升起时由导向杆竖直导向。
【文档编号】B21B31/07GK203817055SQ201420198958
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】严国平, 吴有生, 董义君 申请人:中冶南方工程技术有限公司