專利名稱：二維控制輥形的無壓痕多輥軋機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二維控制輥形的無壓痕多輥軋機，特別是一種將相鄰的兩個背襯輥的輥環(huán)進行交錯并列設(shè)置，能夠消除軋制板帶材表面軋痕，同時對輥座進行分解，使塔形輥系中的各輥能夠在垂直和水平二維方向上得到自然調(diào)整，實現(xiàn)輥形撓曲度控制的多輥軋機。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的多輥軋機中，背襯輥大部分都是采用由多個輥環(huán)以間隔設(shè)置方式組合構(gòu)成的分段輥，而與背襯輥相鄰接觸的通常是整體為圓柱體的支撐輥或工作輥。由于巨大的軋制力的作用，使背襯輥的輥環(huán)擠壓在支撐輥或工作輥表面，從而在支撐輥或工作輥表面出現(xiàn)壓痕且表面應(yīng)力集中，從而對軋制件的表面產(chǎn)生軋制壓痕，破壞了產(chǎn)品的表面質(zhì)量，或降低了產(chǎn)品的精度。
另外，對于板形的控制，也一直是業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的重點問題，隨著壓下裝置和調(diào)整裝置的作用位置由過去的在工作輥軸頸處改變?yōu)樽饔迷谳佔敳康男滦蛙垯C的出現(xiàn)，板形控制問題得到了很好的解決，其產(chǎn)成品的橫向截面的尺寸精度得到了大幅的提高。這種新型軋機根據(jù)其軋制力的作用位置，可稱其為中部壓下軋機。
在中部壓下軋機中，通過中部壓下的技術(shù)方案能夠較好的對工作輥在垂直方向上的母線形狀進行控制，但是，在板帶材的軋制過程中，由于塔形輥系中還存在著水平方向的分力，這個分力將會造成輥座的水平方向上的撓曲變形，進而使各輥隨之產(chǎn)生水平撓曲，影響了軋制件的精度。另外，隨著對產(chǎn)成品精度要求的不斷提高，對軋機自身的精度要求也在不斷的提高，這就給軋機的制造提出了更高的要求。對于多輥軋機的制造來說，輥系中的各種不同作用的輥之間的位置精度對軋機的軋制精度也同樣具有較為明顯的影響，例如，在12輥軋機中，工作輥、中間支撐輥和背襯輥之間的平行度的好壞，決定了它們彼此之間相互接觸的狀態(tài)，當某兩個輥之間不平行時，在軋制力的作用下，很容易發(fā)生輥形的變形，而且輥形的變形往往發(fā)生在垂直和水平兩個方向上。在過去制造的多輥軋機中，塔形輥系中的所有輥的安裝位置以及相互間的排列位置關(guān)系是固定的，尤其是背襯輥，由于均固定在輥座上，因此，當輥座制造完成后，背襯輥間的相互位置也就固定了，也就是說，背襯輥間的平行精度受到了輥座制造精度的影響。當軋制力的傳遞分配不能均衡時，其結(jié)果往往會導致一些輥的母線形狀發(fā)生改變，從而導致軋制件精度降低。軋輥越多的軋機，這一問題就越突出，因此，在軋機的生產(chǎn)中，必須保證加工精度，其精度要求通常會超過軋制件的精度，這樣就會大大提高了軋機的制造、維護及調(diào)整的難度和成本，而且，即使這樣，仍然不能從根本上解決這一問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有軋機對軋制件的表面產(chǎn)生軋制壓痕，破壞了產(chǎn)品的表面質(zhì)量以及不能在水平方向有效控制輥形以及對軋機的制造精度所提出的較高要求導致軋機的制造、維護及調(diào)整的難度和成本大大提高的現(xiàn)狀，而提供一種二維控制輥形的無壓痕多輥軋機，該軋機將背襯輥進行交錯并列設(shè)置，能夠有效的消除軋制件表面的軋痕，使軋機的精度得到較大的提高，同時，將輥座進行分體設(shè)置，使塔形輥系中各輥之間的位置關(guān)系可以通過自然調(diào)整而具有較高的精確度，消除輥座以及各輥在水平方向的撓曲變形，可以降低軋機的制造成本為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種二維控制輥形的無壓痕多輥軋機，包括機架以及在機架內(nèi)分別設(shè)置在軋制件上、下兩側(cè)且對稱的上塔形輥系和下塔形輥系，所述機架是由面板、背板、頂板及底板圍合構(gòu)成的一沿軸向呈隧道形的框架整體；所述背板表面開設(shè)有供板帶材坯料進入的進料口；所述面板表面開設(shè)有供軋制件輸出的出料口；所述上塔形輥系中的多個背襯輥的上部以及所述下塔形輥系中的多個背襯輥的下部分別設(shè)有上輥座及下輥座；所述頂板內(nèi)壁與所述上輥座之間分布設(shè)有多個用于提供軋制力并控制所述軋制件橫截面形狀的壓下裝置；所述底板內(nèi)壁與所述下輥座之間設(shè)有用于承載所述軋制力并控制所述軋制件橫截面形狀的調(diào)整裝置；所述背襯輥是由多個輥環(huán)以間隔設(shè)置方式組合構(gòu)成的分段輥；所述多個背襯輥的設(shè)置方式為使相鄰的兩個背襯輥上的所述輥環(huán)之間的間隙彼此交錯并列設(shè)置；所述上輥座及下輥座均為沿垂直方向分兩層疊設(shè)的分體輥座，所述分體輥座中，與所述上塔形輥系或下塔形輥系中背襯軸承輥聯(lián)接的一層為背襯層，與所述壓下裝置或支撐裝置聯(lián)接的另一層為控制層；所述背襯層是由多個背襯塊沿所述背襯軸承輥的徑線方向并排組合構(gòu)成，且每個所述背襯塊均與一個或多個所述背襯軸承輥對應(yīng)聯(lián)接，位于外側(cè)的兩個所述背襯塊分別抵靠在所述面板及背板的內(nèi)側(cè)表面。
由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明通過背襯輥間的交錯設(shè)置使與背襯輥接觸的中間輥或工作輥表面不會出現(xiàn)因軋制力作用而產(chǎn)生的壓痕從而保證了軋制件的表面質(zhì)量，同時，通過將上輥座和下輥座在水平和垂直方向進行分解，使輥座以及工作輥不會受到軋制力的作用而發(fā)生水平、垂直方向的撓曲變形，同時也使塔形輥系中的各輥之間獲得精確的位置關(guān)系，使軋機的制造、安裝及維護成本大大降低。
以下通過具體實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明。


圖1為本發(fā)明的第一實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示實施例中背襯輥在軋機中的匹配組合方式示意圖；圖3為圖1所示實施例中襯輥單元體的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為由圖3所示襯輥單元體組成的背襯輥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明的第二個具體實施例的軸向結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5所示實施例中背襯塊的另一種聯(lián)接方式示意圖；圖7為本發(fā)明的第三個具體實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為圖7所示實施例的正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明的調(diào)整裝置的一種設(shè)置方式示意圖；圖10為本發(fā)明的第四個具體實施例的部分結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本發(fā)明的第五個具體實施例的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
圖1所示為本發(fā)明的第一實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖，本實施例為一12輥軋機，其包括機架1以及在機架1內(nèi)分別設(shè)置在軋制件上、下兩側(cè)且對稱的上塔形輥系和下塔形輥系。上塔形輥系的上方設(shè)有上輥座；下塔形輥系的下方設(shè)有下輥座。機架1是由面板11、背板12、頂板13及底板14圍合構(gòu)成的一沿軸向呈隧道形的框架整體。背板12表面開設(shè)有供板帶材坯料102進入的進料口121。面板11表面開設(shè)有供軋制件101輸出的出料口111。上輥座與頂板13內(nèi)側(cè)之間分布設(shè)有兩個用于提供軋制力并控制所述軋制件橫截面形狀的壓下裝置5(圖中只示出一個壓下裝置)；下輥座與底板14之間設(shè)有用于承載所述軋制力并控制所述軋制件101橫截面形狀的調(diào)整裝置6。
本實施例中，上、下塔形輥系中分別設(shè)置的三個背襯輥是由多個輥環(huán)92以間隔設(shè)置方式組合構(gòu)成的分段輥，如圖2所示。三個背襯輥并排固定連接設(shè)置，其設(shè)置方式為使相鄰的兩個背襯輥上的輥環(huán)92之間的間隙93彼此交錯并列設(shè)置，具體為，在中間背襯輥的兩個端部上采用較長的輥環(huán)92，使其與中部的較短的輥環(huán)92之間的間隙93與相鄰的兩個背襯輥上的間隙93錯開，從而造成三個背襯輥中，相鄰的兩個背襯輥上的間隙93彼此交錯設(shè)置。這樣交錯設(shè)置，可以使一個輥環(huán)92的邊緣對塔形輥系中其他輥的表面所造成的壓痕由其他背襯輥的輥環(huán)92通過擠壓進行復位調(diào)整，從而使軋制件的表面更加美觀。每一個背襯輥的結(jié)構(gòu)是由多個襯輥單元體通過軸承首尾串接而構(gòu)成，圖3所示為襯輥單元體的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖中，襯輥單元體9包括芯軸91以及環(huán)周設(shè)置在該芯軸91外側(cè)表面圓柱形的輥環(huán)92。輥環(huán)92的兩個端面均沿該輥環(huán)92的軸線向內(nèi)開設(shè)有環(huán)繞芯軸91的環(huán)形凹陷槽93，使輥環(huán)92的軸向剖面呈一“工”字形。圖4所示為采用襯輥單元體組成背襯輥的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中，四個襯輥單元體通過軸承10首尾串接組成一個背襯輥首尾串接的兩個相鄰的襯輥單元體的芯軸91端部同時套設(shè)在一個軸承10的內(nèi)環(huán)中，軸承10的兩個端部分別陷入兩個相鄰的襯輥單元體的上的環(huán)形凹陷槽93中，這樣可以在不減小軸承10的尺寸下，獲得盡可能大的輥環(huán)92的表面積，使軋機中背襯輥與其他接觸的輥的接觸面積足夠大，為軋制過程提供良好的背襯支撐，這對于大型板帶材軋機的作用更加明顯。輥環(huán)92的兩個端部的外側(cè)邊緣設(shè)有環(huán)形倒角94。環(huán)形倒角94的設(shè)置可以有效的防止在軋制過程中，由于巨大的軋制力造成輥環(huán)92的兩個端部向內(nèi)偏斜的現(xiàn)象。
本實施例的上輥座及下輥座均為沿垂直方向分兩層疊設(shè)的分體輥座，其中，與上塔形輥系或下塔形輥系中三個背襯輥2聯(lián)接的分層為背襯層，與壓下裝置5或調(diào)整裝置6疊設(shè)聯(lián)接的分層為控制層32。背襯層是由三個軸線與背襯輥2的軸線同方向的背襯塊31并列組合構(gòu)成，且每個背襯塊31均與一個背襯輥2對應(yīng)聯(lián)接，位于外側(cè)的兩個背襯塊31分別抵靠在面板11及背板12的內(nèi)側(cè)表面。在面板和背板的外側(cè)表面分別開設(shè)有自上而下的槽7，槽7的開設(shè)不僅可以大大節(jié)省軋機1的制造材料成本，而且還有助于提高機架在水平方向上的剛性。本實施例的上、下輥座均由兩大部分構(gòu)成，其中由相互分離且并列設(shè)置的背襯塊31組成背襯層。當軋機工作時，垂直方向的軋制力由壓下裝置5和調(diào)整裝置6承載，并控制工作輥的在處置方向上的撓曲變形，水平方向的軋制分力通過外側(cè)的兩個背襯塊31承載在機架上，使背襯塊31以及整體輥座和塔形輥系不會發(fā)生水平方向的撓曲變形，達到輥形撓曲度的二維控制。
圖5所示為本發(fā)明的第二個具體實施例的軸向結(jié)構(gòu)圖，該實施例為二十輥軋機，其在結(jié)構(gòu)上與第一個實施例的第一個不同之處在于壓下裝置5的設(shè)置方式采取兩排設(shè)置方式。在軋機的實際制造、使用中，壓下裝置5可以根據(jù)具體要求設(shè)置成單排、多排的形式，通常，在塔形輥系的輥的數(shù)量越多，也就是背襯輥2的數(shù)量越多、背襯輥2的直徑越大、上下輥座的體積越大等狀態(tài)下，都可以將壓下裝置5設(shè)置為多排，例如三排、四排或更多排。本實施例與上述第一個實施例的第二個不同之處在于三個背襯塊31中，位于中間的背襯塊31與位于塔形輥系中部的兩個背襯輥2聯(lián)接。本實施例中，背襯塊31與背襯輥2的聯(lián)接方式還可以采取如圖6所示方式(圖中僅示出上輥座及上塔形輥系的結(jié)構(gòu)，下輥座及下塔形輥系的結(jié)構(gòu)與之相同)。在圖6中，背襯塊31為兩個，并分別與兩個背襯輥2聯(lián)接。當軋機工作時，水平方向的軋制分力使兩個背襯塊31產(chǎn)生向兩側(cè)移動的趨勢，使機架承載了水平方向的軋制分力，從而使整體輥座和塔形輥系不會發(fā)生水平方向的撓曲變形。
圖7所示為本發(fā)明的第三個具體實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖，為簡化起見，圖中機架1的內(nèi)部僅示出了上塔形輥系、上輥座以及壓下裝置5，下塔形輥系及下輥座的結(jié)構(gòu)與之對稱相同。本實施例也是12輥軋機，其與上述第一個實施例的不同之處主要在于由三個背襯塊31所構(gòu)成的背襯層與控制層32之間設(shè)有襯墊板81，該襯墊板81面積的大小可以根據(jù)具體需要設(shè)置；在外側(cè)的兩個背襯塊31與機架1的面板11和背板12之間夾設(shè)有垂直襯板83。襯墊板81、以及垂直襯板83的設(shè)置，不僅可以對背襯塊31、控制層32以及面板11和背板12起到良好的表面保護作用，而且還可以調(diào)整三個背襯塊31之間的平行度，甚至可以使背襯塊31之間以及與控制層32、機架1之間達到較高的安裝精度而無需在制造背襯塊31時，對其提出更高的制造精度要求。襯墊板81以及垂直襯板83本身還可以采取由多個分墊板拼合組成，使背襯塊31形成多段梁結(jié)構(gòu)，這樣在軋制過程中可以有效的控制背襯塊31的撓曲度，從而使塔形輥系中的各輥在垂直和水平方向上的撓曲變形得到良好的控制；其次，本實施例中的機架1的頂板也與上述第一個實施例不同，采取將頂板、面板11、背板12鏤空的方式，保留了與壓下裝置5聯(lián)接的部分，從而形成一個頂梁131，在機架1具有足夠的剛性的前提下，特別是對于軋制力較小的軋機來說，適當?shù)臏p少機架上較少受力或不受力的結(jié)構(gòu)用料，對降低軋機制造成本是有利的，這樣做可以節(jié)省機架1制造的材料成本；最后，本實施例的壓下裝置5的設(shè)置數(shù)量與第一個實施例也不同，如圖8所示，該圖8為本實施例的正面結(jié)構(gòu)示意圖，為了簡明，機架只保留了頂梁131部分和底板14部分。從圖8中可以看到，本實施例的壓下裝置5為四個，并均勻分布設(shè)置在上塔形輥系的控制層32與頂梁131之間，四個壓下裝置5所構(gòu)成壓下寬度小于控制層32的軸向長度。本實施例的調(diào)整裝置6為兩個設(shè)置在底板14中部且相互間具有一定間隔的墊塊，間隔的長度可以根據(jù)對軋制件板形控制的要求靈活設(shè)定。另外，調(diào)整裝置6也可以采用液壓缸，如圖9所示，九個液壓缸6均勻分布設(shè)置在底板14上，它們之間的間隔也可以根據(jù)對軋制件板形控制的要求靈活設(shè)定。
圖10所示為本發(fā)明的第四個具體實施例的部分結(jié)構(gòu)示意圖，該實施例與上述第三個實施例的不同點在于壓下裝置5以及襯墊板81的組合方式不同。圖中，六個壓下裝置5并排設(shè)置在控制層32與頂板13之間，并且壓下裝置5所形成排列長度與控制層32的軸向長度相等，這樣，當工作輥的長度小于控制層32的軸向長度時，軋制力施加的寬度范圍超過了整個工作輥的工作寬度范圍，當工作輥的長度等于控制層32的軸向長度時，軋制力施加的寬度范圍恰好覆蓋了整個工作輥的工作寬度范圍。軋制力對工作輥施加的不同寬度范圍，可以對工作輥的母線形狀進行不同的控制，再結(jié)合軋制材料的特性、軋制件的寬度以及軋制厚度等參數(shù)，就可以精確的對板帶材軋制件的橫截面形狀(也稱之為板形)進行有效的控制。本實施例中，壓下裝置5采用手動壓下調(diào)整方式，通過旋轉(zhuǎn)螺桿51可以調(diào)整壓塊52對控制層32的壓力，通過分別對每一個壓下裝置5進行調(diào)整，可以靈活調(diào)整各處的軋制力，從而有效進行板形控制。本實施例中，襯墊板81與上述第三個實施例的不同點在于是由多個襯墊板81采取分布組合方式。
圖11為本發(fā)明的第五個具體實施例的部分結(jié)構(gòu)示意圖，該實施例與上述第四個實施例的不同點在于壓下裝置5，本實施例中，壓下裝置5采用電動方式，電動傳動裝置53通過對壓塊52的作用，實現(xiàn)對控制層32的施壓，另外，本實施例采用兩個壓下裝置5，并且設(shè)置在控制層32的軸向長度范圍內(nèi)，彼此之間的距離可以根據(jù)軋制板形控制要求設(shè)置的長些或短些，本實施例可以主要針對寬度較窄的板帶材的軋制而設(shè)定。
最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，依然可以對本發(fā)明進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種二維控制輥形的無壓痕多輥軋機，包括機架以及在機架內(nèi)分別設(shè)置在軋制件上、下兩側(cè)且對稱的上塔形輥系和下塔形輥系，其特征在于所述機架是由面板、背板、頂板及底板圍合構(gòu)成的一沿軸向呈隧道形的框架整體；所述背板表面開設(shè)有供板帶材坯料進入的進料口；所述面板表面開設(shè)有供軋制件輸出的出料口；所述上塔形輥系中的多個背襯輥的上部以及所述下塔形輥系中的多個背襯輥的下部分別設(shè)有上輥座及下輥座；所述頂板內(nèi)壁與所述上輥座之間分布設(shè)有多個用于提供軋制力并控制所述軋制件橫截面形狀的壓下裝置；所述底板內(nèi)壁與所述下輥座之間設(shè)有用于承載所述軋制力并控制所述軋制件橫截面形狀的調(diào)整裝置；所述背襯輥是由多個輥環(huán)以間隔設(shè)置方式組合構(gòu)成的分段輥；所述多個背襯輥的設(shè)置方式為使相鄰的兩個背襯輥上的所述輥環(huán)之間的間隙彼此交錯并列設(shè)置；所述上輥座及下輥座均為沿垂直方向分兩層疊設(shè)的分體輥座，所述分體輥座中，與所述上塔形輥系或下塔形輥系中背襯軸承輥聯(lián)接的一層為背襯層，與所述壓下裝置或支撐裝置聯(lián)接的另一層為控制層；所述背襯層是由多個背襯塊沿所述背襯軸承輥的徑線方向并排組合構(gòu)成，且每個所述背襯塊均與一個或多個所述背襯軸承輥對應(yīng)聯(lián)接，位于外側(cè)的兩個所述背襯塊分別抵靠在所述面板及背板的內(nèi)側(cè)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維控制輥形的無壓痕多輥軋機，其特征在于所述背襯輥是由多個襯輥單元體通過軸承首尾串接構(gòu)成；所述襯輥單元體包括芯軸以及所述輥環(huán)，該輥環(huán)為圓柱形且環(huán)周設(shè)置在所述芯軸外側(cè)表面，所述輥環(huán)的兩個端面均沿所述輥環(huán)的軸線向內(nèi)開設(shè)有環(huán)繞所述芯軸的環(huán)形凹陷槽，使所述輥環(huán)的軸向剖面呈一“工”字形；首尾串接的兩個相鄰的所述襯輥單元體的端部同時套設(shè)在一個軸承的內(nèi)環(huán)中，該軸承通過軸承座安裝在所述上輥座以及下輥座上和/或安裝在所述分輥座上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二維控制輥形的無壓痕多輥軋機，其特征在于所述輥環(huán)的兩個端部的外側(cè)邊緣設(shè)有環(huán)形倒角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的二維控制輥形的無壓痕多輥軋機，其特征在于所述面板和/或背板的外側(cè)表面自上而下開設(shè)有槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二維控制輥形的無壓痕多輥軋機，其特征在于所述壓下裝置為液壓缸或電動加壓裝置或手動加壓裝置；所述壓下裝置以單排的方式或以多排的方式均勻分布設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二維控制輥形的無壓痕多輥軋機，其特征在于所述調(diào)整裝置為液壓缸或墊塊，該調(diào)整裝置的數(shù)量為多個；所述多個調(diào)整裝置均勻分布設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二維控制輥形的無壓痕多輥軋機，其特征在于所述背襯層與所述控制層之間還設(shè)有襯墊板。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的二維控制輥形的無壓痕多輥軋機，其特征在于所述襯墊板由多個分墊板拼合組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二維控制輥形的無壓痕多輥軋機，其特征在于所述背襯塊之間夾設(shè)有間隔襯板。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二維控制輥形的無壓痕多輥軋機，其特征在于所述背襯塊與所述面板和/或背板之間夾設(shè)有垂直襯板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種二維控制輥形的無壓痕多輥軋機，其包括機架以及上塔形輥系和下塔形輥系，機架是由面板、背板、頂板及底板圍合構(gòu)成框架整體；背板表面設(shè)進料口；面板表面設(shè)出料口；上塔形輥系的上部以及下塔形輥系的下部分別設(shè)上輥座及下輥座；頂板內(nèi)壁與上輥座之間設(shè)壓下裝置；底板內(nèi)壁與下輥座之間設(shè)調(diào)整裝置；背襯輥是分段輥；背襯輥的設(shè)置方式為交錯并列設(shè)置；上輥座及下輥座均為沿垂直方向分兩層疊設(shè)的分體輥座。本發(fā)明通過背襯輥間的交錯設(shè)置保證了軋制件的表面質(zhì)量，通過將上輥座和下輥座在水平和垂直方向進行分解，使輥座以及工作輥不會發(fā)生水平、垂直方向的撓曲變形，使軋機的制造、安裝及維護成本大大降低。
文檔編號B21B1/22GK1718301SQ20051009022
公開日2006年1月11日 申請日期2005年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月10日
發(fā)明者鄭紅專, 趙林珍 申請人:鄭紅專, 趙林珍