悬臂紧凑式高精度差动调速精轧连轧机制造技术

本发明专利技术涉及轧制多品种、较复杂断面中小型钢的悬臂紧凑式高精度差动调速精轧连轧机。本发明专利技术采用高度集中的紧凑的、悬臂轧辊结构将使现有分散布置的驱动装置及轧机传动系统改变面貌，极大地缩小占地面积，减轻设备重量约５０％，从而降低造价４０％－５０％。本发明专利技术组合成的连轧机，将使紧凑式无套连轧由粗、中轧区扩展到难度最高的精连轧区。特别适用于轧件短，坯料小，产品规格多，轧速低，道次多，终轧温度低，轧制质量差的横列式中小型钢生产线的技术改造，并且便于操作，投资少，见效快。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种轧制多品种、较复杂断面的中小型钢的精轧连轧机。特别是一种悬臂紧凑式高精度差动调速连轧机。它具有极良好的紧凑式传动和精确调速性能，适于采用无套连轧工艺，生产各种规格的圆钢、螺纹钢、扁钢、角钢、窄带钢及其它较复杂断面的中小型钢。目前，在我国(中)小轧机厂生产中，由于轧件短、规格型号小，轧制过程中红坯经受不住张力，一般采用活套装置，闭锁反馈调节速度闭环控制。但活套装置起落有时间差，对于轧件长度不长的成品，头尾无法保证公差尺寸，这是一般(中)小轧机生产上所无法接受的。而世界各国轧钢生产实践中，仅在大截面轧件的连轧区实现了无套连轧。这类无套连轧点均处在连轧机的粗轧区或中轧区，这两个区域内的轧件断面积大，且轧出的是中间产品，对张拉控制的要求不严格。在精轧区由于所轧材料的截面积已相当小，且愈轧愈小，所受张拉的绝对值甚低，对张拉波动量的检测已相当困难。因此小规格钢材的轧制只能采用“带套轧制”的连轧工艺。因活套量的存在而可缓冲因各种工艺外扰因素而引起轧件所受张拉应力的影响，否则，连轧机不能轧出稳定的合格产品。虽然高速线材轧机依靠配辊方法，实现了单独品种规格的无套连轧生产，但对多品种型钢精轧尚无紧凑式先例。对于轧钢的连轧
，自由连轧状态一直属于技术上的“禁区”，因为使轧件永远处于不张不拉的连轧，以保持轧件成品尺寸处于同一状态是十分困难的。绝对的不张不拉取决于许多因素，其中包括设备制造精度、调速精度、相互干扰、工艺压下，轧制温度等等。由于传统的主传动电机是直流电动机，其速度控制精度仅为1%-5%。采用复杂的厚度自动控制技术(AGC)和张力控制技术(ATC)后，控制精度能够达到0.2%-0.4%，仍无法满足自由连轧的要求，而且设备复杂、造价昂贵，中小型轧机难于接受。在差动连轧机上，各种简单小截面钢材已成功的采用了无套连轧的生产工艺，当采用直流辅机时，其调速精度达到0.2%-0.4%，轧机间距最小为2200mm，但尚无紧凑式的先例。本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种悬臂紧凑式高精度差动调速精轧连轧机。本专利技术的连轧机采用集中传动、紧凑式布置和轧辊悬臂结构，使设备重量和造价大幅度降低，而且操作简单、维修方便。本专利技术的另一个目的在于采用双机拖动差动调速原理并采用交流变频调速技术，使本专利技术的连轧机调速精度高，调速范围宽，反应速度快，咬钢速降小。本专利技术的技术解决方案如下一种悬臂紧凑式高精度差动调速精轧连轧机，包括轧辊座、轧辊、轧辊轴、联轴器、轴承、上、下轧辊传动齿轮系、差速器、中间齿轮、箱体、辅助调速电机和主交流电机，其特征在于所述的轧辊轴为悬臂式结构，所述的轧辊安装在轧辊轴的端头，形成悬臂式二辊轧机，所述的轧机架数至少为二架，二轧机轧辊座之间的距离等于相邻二差速器外齿轮半径及中间齿轮直径之和，主交流电机通过联轴器与中间齿轮连接，中间齿轮与差速器外齿轮啮合，差速器的中心轴与辅助调速电机联接，经差速器合成后的力矩和在一定范围内改变的转速通过差速器输出轴输出，该输出轴通过联轴器与位于轧辊轴中部的上、下轧辊传动齿轮系联接，使上、下轧辊轴获得转动方向相反的相同功率和转速，进而分别驱动上、下轧辊。所述的轧机架数可在二至八架之间选择，所述的辅助调速电机、差速器和上、下轧辊传动齿轮系的数目与轧机架数相同，中间齿轮数等于轧机架数减一。所述的辅助调速电机为交流变频调速器控制的交流电机。所述的上、下轧辊传动齿轮系由四个齿轮构成，两个相互啮合的中间传动轮分别与固定在上、下轧辊轴中部的齿轮啮合，在上轧辊轴上还作用有平衡调整装置，以在轴向和径向上调整上轧辊轴与下轧辊轴对正。所述的轧机轧辊座之间的距离1.0-2.0m内，最好小于1.5m。所述的上、下轧辊传动齿轮系、差速器、中间齿轮、联轴器等都装在一个密封的箱体内。所述的差速器为内齿型差速器。在本申请中，由于采用双机拖动及先进的差动调速技术，使每个机架都可以调整到工艺范围内所需的速度，且具有动态速降小，反应迅速，稳定性好等优点，同时采用集中传动，排除扰动因素等技术环节，可使其调速精度、咬钢精度变化都控制在当今国内外连轧机的较高水准上，而且无须大量的电气控制投资。特别是本申请中采用了先进的变频调速装置(亦可采用F-B机组和可控硅供电调节的直流辅助电机)，使调速精度可达0.04%-0.06%左右，将可达到或超过世界先进水平。我国目前小角钢∠2.5-∠5，小扁钢及其他非对称形状的小型钢材一般均用横列式轧机轧制，现有一些采用直流主传动的传统型小型连轧机主要用于棒材和螺纹钢筋的生产(直径为φ10-φ24mm左右)。这些直流连轧机曾轧制过小角钢及其他尺寸公差要求较严的小型钢材，但实际效果并不佳，轧废增加，产品的尺寸公差得不到保证，导致轧机经济效益下降。其主要原因即是连轧区的各段轧件受到过度的和不稳定的张拉，使产品尺寸公差波动量超过了允许的限度。本申请中采只用简单的机电技术组合方式解决了(中)小轧机的关键设备-精轧机组的精度问题，保证了成品轧件没有头大尾大和尺寸不稳定的现象，从而提高成品率和产品质量。本专利技术的悬臂紧凑式高精度差动调速精轧连轧机最大限度地满足了除轧制温度突然变化外的各种因素。使得精轧机组的稳定性，可以接近到不张不拉的自由连轧状态，至少，本专利技术可以做到由于局部原因干扰后仍能保证成品轧件的尺寸，处于高标准的尺寸公差范围之内，从而实现最难的精轧机组紧凑式无套连轧。由于传统的主传动是直流电动机，其速度控制精度仅为1%-5%，采用复杂的厚度自动控制技术(AGC)和张力控制技术(ATC)后，控制精度可达到0.2%-0.4%，但设备复杂、造价昂贵，(中)小轧机厂技术改造难以接受。本专利技术的连轧机控制精度最高可达到0.04%-0.06%，完全可以实现或接近没有活套或张力的“自由连轧”状态，可实现较复杂条件的小型钢生产，尺寸稳定、头尾尺寸偏差达到最小范围，对于众多的(中)小轧机厂的技术改造来说，将是最佳选择。此外，本专利技术轧机造价仅为同数量架次连轧机的50%-60%左右，而产量可以根据需要提高1-5倍。由于采用集中传动悬臂结构紧凑式布置，既提高了调速精度，又使轧机间距缩短到最小限度，架距小，机组短，设备重量节约50%，整机占地少，原有厂房粗轧机组不必改造，因此本专利技术特别适用于国内外(中)小轧机厂，可根据产量需要及电力供应状况选择。可生产小型角钢、扁钢、园钢、螺纹钢、窄带钢及其他较复杂断面的小型钢。下面参照附图对本专利技术的悬臂紧凑式高精度精轧连轧机做进一步详细描述。附图说明图1为本专利技术的四组轧辊的连轧机的平面布置示意图;图2为上、下轧辊传动齿轮系和悬臂轧辊轴的结构示意图，图中未示出中间传动轮;图3是上、下轧辊传动齿轮系的原理性示意图;图4是一种内齿型差速器的原理性示意图。图中主交流电机1;辅助调速电机2;差速器3;上、下轧辊传动齿轮系4;轧辊5(上轧辊5.1，下轧辊5.2);中间齿轮6;箱体7;联轴器8;轴承9;下轧辊轴10;下轧辊齿轮11;中间传动轮12;上轧辊齿轮13;平衡调整装置14;悬臂轧辊座15。参见图1，图中示出了四组轧辊构成的连轧机组。这样的连轧机组可根据生产实际的需要选用二组至八组轧辊中的任何一种组合，一般多采用三组、四组或五组轧辊组合。为便于密封和集中润滑，上、下轧辊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种悬臂紧凑式高精度差动调速精轧连轧机，包括轧辊座、轧辊、轧辊轴、联轴器、轴承、上、下轧辊传动齿轮系、差速器、中间齿轮、箱体、辅助调速电机和主交流电机，其特征在于：所述的轧辊轴为悬臂式结构，所述的轧辊安装在轧辊轴的端头，形成悬臂式二辊轧机，所述的轧机架数至少为二架，二轧机轧辊座之间的距离等于相邻二差速器外齿轮半径及中间齿轮直径之和，主交流电机通过联轴器与中间齿轮连接，中间齿轮与差速器外齿轮啮合，差速器的中心轴与辅助调速电机联接，经差速器合成后的力矩和在一定范围内改变的转速通过差速器输出轴输出，该输出轴通过联轴器与位于轧辊轴中部的上、下轧辊传动齿轮系联接，使上、下轧辊轴获得转动方向相反的相同功率和转速，进而分别驱动上、下轧辊。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：王桂兴，朱孝禄，沈水福，李正熹，
申请(专利权)人：王桂兴，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]