專利名稱：一種軋機機架快速打開與緊固裝置及其工作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種現代H型鋼軋線之萬能精軋機組設備，特別是涉及軋機或其他 類似軋機中需要操作側機架和傳動側機架快速分離和緊固的軋機機架快速打開與緊固裝 置及其工作方法。
背景技術：
目前，代表世界先進技術的大型H型鋼軋線，具有年產量高、品種多、生產效 率高等特點，正是由于品種多且年產量高等特點，就決定了具有輥系數量及規(guī)格多，換 輥次數多，要求換輥時間短等特點；另外萬能精軋機組操作側機架和傳動側機架在換輥 時必須分離；為了滿足快速換輥和換輥后能夠穩(wěn)定軋制的要求，需要一種裝置，這種裝 置既能快速分離操作側和傳動側機架，滿足換輥的要求，又能在換完輥后將操作側機架 和傳動側機架快速連接起來，形成一體，并能承受水平軋制力的要求，滿足軋制穩(wěn)定性 的條件。 如圖6所示，目前使用的H型鋼軋線之萬能精軋機機組機架的打開與緊固裝置采 用的是卡盤式結構，該裝置由往復式卡盤油缸、預應力拉桿、傳動側機架、套筒、操作 側機架、矩形卡板、快速驅動缸和支架等部分組成。該裝置的工作原理如下
當操作側機架和傳動側機架需要緊固時，首先通過控制系統(tǒng)下達指令，并在液 壓閥塊的作用下使快速驅動缸動作帶動矩形卡板插入位于操作側的預應力拉桿的矩形槽 內；其次控制在液壓閥塊的作用下使往復式卡盤油缸左端進油口給油，使活塞向右移 動，活塞和預應力拉桿通過螺紋連在一起，預應力拉桿也向右移動，隨著拉桿的向右移 動，拉桿與矩形卡板的間隙漸漸消除，通過預應力拉桿和套筒將操作側機架和傳動側機 架緊固在一起，并隨著油缸壓力的不斷增大，拉桿產生預變形而使操作側機架和傳動側 機架緊固為一體；往復式卡盤式油缸所需要的工作壓力是根據軋制H型鋼時最大水平軋 制力而確定的，且要求在工作過程中始終保壓，否則不但保證不了軋制精度，而且可能 導致軋制事故的發(fā)生。 當操作側機架和傳動側機架需要打開時，首先使往復式卡盤油缸右端進油口給 油，在卡盤油缸的作用下，使活塞向左移動，預應力拉桿也向左移動，釋放預應力拉桿 的預應力，使操作側機架、傳動側機架、套筒均處于自由狀態(tài)，并使預應力拉桿上的槽 與矩形卡板具有足夠的間隙；其次控制快速驅動缸帶動矩形卡板從預應力拉桿的矩形槽 內抽出，這樣操作側機架和傳動側機架就可以分離了。 該裝置采用液壓動態(tài)控制，有往復式液壓缸，具有打開/緊固快，控制準確之優(yōu) 點。但缺點是 1、在軋制過程中需持續(xù)供油，并保持工作壓力為28MPa; 2、結構復雜， 一個軋機有四個卡盤， 一個機組共三個軋機，需12個卡盤。
為解決現有技術存在的上述問題，本發(fā)明要提出一種軋機機架快速打開與緊固 裝置及其工作方法，解決在軋制過程中需對12個卡盤油缸持續(xù)供油的問題，并減少液壓 系統(tǒng)的負荷、節(jié)約能源消耗、簡化結構、降低成本，在滿足快速打開/緊固的前提下提高 軋制的穩(wěn)定性。 為了實現上述目的，本發(fā)明的技術方案如下 一種軋機機架快速打開與緊固裝 置包括預應力拉桿、傳動側機架、套筒、操作側機架、快速驅動缸、支撐套和支架，所 述的預應力拉桿通過螺紋與預應力螺母連接，所述的預應力螺母通過螺栓把合在傳動側 機架上，所述的套筒兩端通過圓柱面配合和端面止口分別與操作側機架和傳動側機架連 接；所述的快速驅動缸通過銷子與斜楔式卡板連接，通過鉸鏈與支架連為一體；所述的 支架通過螺栓與操作側機架連為一體；在支架、操作側機架與預應力拉桿之間安裝有支 撐套，所述的支撐套與支架、操作側機架和預應力拉桿均通過圓柱面配合連接，預應力 拉桿可沿支撐套內表面自由滑動。
本發(fā)明所述的預應力拉桿上開有梯形槽。 本發(fā)明所述的斜楔式卡板的斜度的取值范圍為i : io i : 50，其最佳值為 i : 30。 —種軋機機架快速打開與緊固裝置的工作方法包括以下步驟
A、當操作側機架和傳動側機架需要緊固時，通過人工操作或自動控制系統(tǒng)下達 指令，并在液壓閥塊的作用下使快速驅動缸帶動斜楔式卡板插入位于操作側的預應力拉 桿的梯形槽內，隨著快速驅動缸的向下移動，首先消除預應力拉桿梯形槽斜面與斜楔式 卡板斜面的間隙，其次使預應力拉桿產生變形，并隨著快速驅動缸壓力的不斷增大，操 作側機架、傳動側機架及套筒被壓縮而產生應變，這樣，就使操作側機架和傳動側機架 緊緊連為一體； B、當操作側機架和傳動側機架需要打開時，通過人工操作或自動控制系統(tǒng)下達 指令，并在液壓閥塊的作用下使快速驅動缸反向動作帶動斜楔式卡板從位于操作側的預 應力拉桿的梯形槽內抽出即可。 與現有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果 1、由于本發(fā)明巧妙地利用了斜面力的放大原理，快速驅動缸用較小的力就能產 生滿足軋制要求的較大的緊固力。如圖4所示，斜面力的放大原理可以用公式N二F/入 表示，F為油缸產生的驅動力，N為產生的緊固力，A為斜面的斜度，如果A =0.5， 則F可放大一倍。 2、由于本發(fā)明巧妙地利用了斜面力的放大原理，將原卡盤式油缸鎖緊裝置中的 兩個動作，改為快速驅動缸的一個動作，同樣完成機架快速打開/緊固的目的，快速驅 動缸帶有位移傳感器和壓力傳感器，同樣可以根據軋制H型鋼的水平軋制力的要求，設 定機架預緊力，起到卡盤式油缸一樣的作用；本發(fā)明取消了 12個卡盤式油缸，簡化了結 構，節(jié)約了能源消耗，降低了成本，提高了軋制穩(wěn)定性，減少了軋制事故率；
3、本發(fā)明簡化了結構，由簡單結構的預應力螺母取代卡盤式油缸，取消了給卡 盤式油缸的配管，自然也解決了在軋制過程中持續(xù)供油、并要保持工作壓力為28MPa的 缺點；
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4、本發(fā)明中的斜面由于采用接近自鎖范圍內的斜度的設計，可保持在軋制時的 自鎖，再加上快速驅動缸的保壓作用，可實現軋制過程中的雙保險功能，提高了軋制穩(wěn) 定性。 5、本發(fā)明由于在操作側機架側增加了一個支撐套，相對與斜面來說它是一個近 距離支點，在緊固與打開的過程中，可減少拉桿的彎曲變形，提高預應力拉桿的使用壽 命。 6、本發(fā)明預計節(jié)省油缸造價62 68萬元、節(jié)省閥組造價8 8.5萬元、節(jié)省蓄 能器造價11 12萬元，這還沒考慮泵站能力的減小所節(jié)省的費用以及用于電氣控制的費 用；實施本發(fā)明的直接經濟效益在100萬元以上，且簡化了控制，對用戶來講，可節(jié)省 能源消耗，減少噪音，減少環(huán)境污染，其社會效益巨大。


本發(fā)明共有附圖6張，其中 圖1是本發(fā)明軋機機架的快速打開與緊固裝置的結構示意圖。 圖2是本發(fā)明軋機機架的快速打開與緊固裝置的A-A剖面圖。 圖3是本發(fā)明軋機機架的快速打開與緊固裝置的B-B剖面圖。 圖4是本發(fā)明軋機機架的快速打開與緊固裝置的緊固時斜面工作位置示意圖。 圖5是本發(fā)明軋機機架的快速打開與緊固裝置的斜面工作原理示意圖。 圖6是現有軋機機架的快速打開與緊固裝置的結構示意圖。 圖中1、預應力螺母，2、預應力拉桿，3、傳動側機架，4、套筒，5、操作側 機架，6、斜楔式卡板，7、快速驅動缸，8、支撐套，9、支架。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明進行進一步地描述。如圖l-5所示， 一種軋機機架快速打 開與緊固裝置包括預應力拉桿2、傳動側機架3、套筒4、操作側機架5、快速驅動缸7、 支撐套8和支架9，所述的預應力拉桿2通過螺紋與預應力螺母1連接，所述的預應力螺 母1通過螺栓把合在傳動側機架3上，所述的套筒4兩端通過圓柱面配合和端面止口分別 與操作側機架5和傳動側機架3連接；所述的快速驅動缸7通過銷子與斜楔式卡板6連 接，通過鉸鏈與支架9連為一體；所述的支架9通過螺栓與操作側機架5連為一體；在支 架9、操作側機架5與預應力拉桿2之間安裝有支撐套8，所述的支撐套8與支架9、操 作側機架5和預應力拉桿2均通過圓柱面配合連接，預應力拉桿2可沿支撐套8內表面自 由滑動。所述的預應力拉桿2上開有梯形槽。所述的斜楔式卡板6的斜度的取值范圍為
i : io i : 50，其最佳值為i : 30。 —種軋機機架快速打開與緊固裝置的工作方法包括以下步驟
A、當操作側機架5和傳動側機架3需要緊固時，通過人工操作或自動控制系統(tǒng) 下達指令，并在液壓閥塊的作用下使快速驅動缸7帶動斜楔式卡板6插入位于操作側的預 應力拉桿2的梯形槽內，隨著快速驅動缸7的向下移動，首先消除預應力拉桿2梯形槽斜 面與斜楔式卡板6斜面的間隙，其次使預應力拉桿2產生變形，并隨著快速驅動缸7壓力 的不斷增大，操作側機架5、傳動側機架3及套筒4被壓縮而產生應變，這樣，就使操作側機架5和傳動側機架3緊緊連為一體； B、當操作側機架5和傳動側機架3需要打開時，通過人工操作或自動控制系統(tǒng) 下達指令，并在液壓閥塊的作用下使快速驅動缸7反向動作帶動斜楔式卡板6從位于操作 側的預應力拉桿2的梯形槽內抽出即可。
權利要求
一種軋機機架快速打開與緊固裝置包括預應力拉桿(2)、傳動側機架(3)、套筒(4)、操作側機架(5)、快速驅動缸(7)、支撐套(8)和支架(9)，其特征在于所述的預應力拉桿(2)通過螺紋與預應力螺母(1)連接，所述的預應力螺母(1)通過螺栓把合在傳動側機架(3)上，所述的套筒(4)兩端通過圓柱面配合和端面止口分別與操作側機架(5)和傳動側機架(3)連接；所述的快速驅動缸(7)通過銷子與斜楔式卡板(6)連接，通過鉸鏈與支架(9)連為一體；所述的支架(9)通過螺栓與操作側機架(5)連為一體；在支架(9)、操作側機架(5)與預應力拉桿(2)之間安裝有支撐套(8)，所述的支撐套(8)與支架(9)、操作側機架(5)和預應力拉桿(2)均通過圓柱面配合連接，預應力拉桿(2)可沿支撐套(8)內表面自由滑動。
2. 根據權利要求1所述的軋機機架快速打開與緊固裝置，其特征在于所述的預應力拉桿(2)上開有梯形槽。
3. 根據權利要求1所述的軋機機架快速打開與緊固裝置，其特征在于所述的斜楔式卡板(e)的斜度的取值范圍為i : io i : 50，其最佳值為i : 30。
4. 一種軋機機架快速打開與緊固裝置的工作方法，其特征在于包括以下步驟A、 當操作側機架(5)和傳動側機架(3)需要緊固時，通過人工操作或自動控制系統(tǒng)下 達指令，并在液壓閥塊的作用下使快速驅動缸(7)帶動斜楔式卡板(6)插入位于操作側的 預應力拉桿(2)的梯形槽內，隨著快速驅動缸(7)的向下移動，首先消除預應力拉桿(2)梯 形槽斜面與斜楔式卡板(6)斜面的間隙，其次使預應力拉桿(2)產生變形，并隨著快速驅 動缸(7)壓力的不斷增大，操作側機架(5)、傳動側機架(3)及套筒(4)被壓縮而產生應變， 這樣，就使操作側機架(5)和傳動側機架(3)緊緊連為一體；B、 當操作側機架(5)和傳動側機架(3)需要打開時，通過人工操作或自動控制系統(tǒng)下 達指令，并在液壓閥塊的作用下使快速驅動缸(7)反向動作帶動斜楔式卡板(6)從位于操 作側的預應力拉桿(2)的梯形槽內抽出即可。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種軋機機架快速打開與緊固裝置及其工作方法，所述的裝置包括預應力拉桿、傳動側機架、套筒、操作側機架、快速驅動缸、支撐套和支架，所述的預應力拉桿通過螺紋與預應力螺母連接，所述的預應力螺母通過螺栓把合在傳動側機架上；所述的預應力拉桿上開有梯形槽；所述的斜楔式卡板的斜度的取值范圍為1∶10～1∶50，其最佳值為1∶30。所述的方法包括操作側機架和傳動側機架緊固與打開兩個步驟。由于本發(fā)明巧妙地利用了斜面力的放大原理，將原卡盤式油缸鎖緊裝置中的兩個動作，改為快速驅動缸的一個動作，取消了12個卡盤式油缸，簡化了結構，節(jié)約了能源消耗，降低了成本，提高了軋制穩(wěn)定性，減少了軋制事故率。
文檔編號B21B31/00GK101690944SQ200910187798
公開日2010年4月7日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權日2009年9月30日
發(fā)明者段春燕, 胡秉軍, 賈鋒 申請人:大連華銳股份有限公司