[发明专利]方坯行星轧机

说明书

本发明涉及一种轧钢机械，属于中小型轧钢机械设备。

目前的中小型开坯粗轧机或是用一台大功率的650轧机前后设置升降台，或是多机架连轧来完成，设备费用较高。

本发明的目的就是提供一种采用新颖的加工变形工艺，以一台设备一道次轧制，完成较大变形量且变形功率较小的方环行星轧机。

方坯行星轧机，包括机架、四组行星轧辊、传动机构，四组行星轧辊呈上下左右布置，轧辊轴线在同一平面内，每组行星轧辊分别由中间支承辊2和围绕其周围的工作辊1组成，工作辊1之间有一定的间隔，上下工作辊1的间隔刚好是左右工作辊1的位置，所述工作辊1的轴承座落在保持圈3上，并通过弹簧将工作辊1压紧在支承辊2上，保持圈3与伞齿轮4联成一体套在支承的轴颈上，各辊组的伞齿轮4互相啮合，实现上下、左右工作辊的同步转动，支承辊2的轴承座落在机架8上，主传动6通过支承辊轴头的伞齿轮5驱动支承辊，机架8上设置有一对送进辊9。

方坯行星轧机每组行星辊的工作辊数目为Z＝8-10个。

本发明具有以下优点：

1.设备投资少，一台轧机可取代由几台开坯粗轧机；

2.一道次轧制可获得6左右的延伸系数；

3.虽然一次变形量很大，但由于多个工作辊滚动碾压，轧制压力较小，消耗功率小。

下面结合附图对该发明做详细说明。

图1(A)是方坯行星轧机结构图

图1(B)是方坯行星轧机B-B剖面图

图2(A)是方坯行星轧机工作原理图

图2(B)是方坯行星轧机工作原理分析图

如图1(A)所示该行星轧机由上下、左右四组行星轧辊的轴线布置在同一立面(图1(B))内，每组行星辊由相同数目的工作辊1围绕着支承辊2组成，相邻的工作辊之间有间隔，其用意是使上下工作辊与左右工作辊能交替错开通过轧制变形区，即上下工作辊处于变形区时，左右工作辊是间隔位置，接着左右工作辊来到变形区时，上下辊又是间隔，始终如此循环。

工作辊1的轴承座落在保持圈3上，并通过弹簧将工作辊压紧在支承辊2上，弹簧力要大于工作辊的离心力，以使工作辊始终与支承辊接触，保持轧辊间的运转关系不至破坏，及避免由于辊间间隙而造成轧制时的辊间冲击。保持圈3是空套在支承辊的轴颈上，并与轴颈间设置了轴承，以使保持圈与支承辊的转速可各行其事。保持圈3上有联成一体的伞齿轮4，四组行星辊的伞齿轮4相互啮合，用以维持上下、左右工作辊的同步，及实现上下、左右工作辊能交替通过轧制变形区。

支承辊的轴承座落在机架8上，支承辊轴头装有伞齿轮5，主传动6通过伞齿轮5驱动各个支承辊，再靠摩擦力带动各个工作辊1作自转。工作辊的公转是靠辅传动7传动伞齿轮4来实现。主辅传动的合成，完成了工作辊的行星运转，即工作辊能在轧件变形区作滚动辗压运动。

本发明的设备尺寸参数与支承辊径D、工作辊径d、工作辊辊数Z、辊身长度B、辊组轴线中心距A，它们的确定取决于坯料及成品的断面尺寸。这些参数确定后保持圈、伞齿轮等结构尺寸包括机架的排布就能确定了，而且相互之间还有约束。

本发明的轧制变形机理参见附图2(A)，轧件靠支承辊外围的工作辊连续依次通过轧制变形区作滚动辗压，当坯料以送进速度Vs毫米/分送入时，每个工作辊所完成的沿变形区弧面上的落层金属延伸量取决于坯料对每个工作辊的送进量S毫米，这是每个工作辊在微观上小变形量的实质，小变形量的连续积累形成了宏观上大压量的概念。每个工作辊的金属送进量为：

式中，Np---保持圈转速(即工作辊公转速)转/分Z---工作辊数目，取Z＝10

公式的物理概念为坯料在单位时间内的送进量系由单位时间内通过变形区的工作辊数目来分担。实际上S值仅为1-4毫米的微量。所以工作辊对轧件的压下量及接触面积都不大，因之轧制压力也不大。

本发明的辊系运动参数，为保持工作辊作行星运转而维持下列关系：

Ng＝(Nz-Np)D/d式中，Ng---工作辊转速(即工作辊自转速)转/分Nz---支承辊转速，转/分Np---保持圈转速(即工作辊公转速)转/分

实际驱动过程，不是如图2(B)中所示的三角形速度关系，因为轧件是以Vs速度连续送进，最外点(工作辊与轧件接触点)不为零，实际速度关系呈梯形，使辅驱动有一个增量ΔVp(ΔNp)，对应于不同送进速度，辅驱动应能调整。

本发明的力能参数，鉴于轧制接触面积不大，轧制压力不大，推算轧制力矩与轧制功率也不大。轧制压力的合力方向如图2(B)中的P所示，P力的水平分力企图将轧件推出，为此没有咬入轧件的能力，必须设置一对送进辊将轧件强迫送入。