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适用于超精密极薄带轧制工艺的实验轧机

555   编辑:管理员   来源:中国重型机械研究院股份公司  
2024-03-12 17:18:42
权利要求书: 1.一种适用于超精密极薄带轧制工艺的实验轧机,其特征在于:包括安装在土建基础上的轧机底座(C),在轧机底座(C)的中心位置固定有轧机(A),关于轧机(A)对称布设有均固定在轧机底座(C)上的两台结构相同的工艺平台,分别是左工艺平台(B)和右工艺平台(D);

在轧机底座(C)的正上方设有轧机护罩(E),轧机护罩(E)的罩体覆盖两个工艺平台及轧机(A),轧机(A)的传动侧安装有主传动装置(F),围绕所述轧机(A)在轧机底座(C)的传动侧边缘布置有轧机配管(G)。

2.如权利要求1所述的适用于超精密极薄带轧制工艺的实验轧机,其特征在于:所述轧机(A)包括采用42CrMo制成的闭式锻钢整体型牌坊(101),在牌坊(101)内设置有塔形辊系(102),塔形辊系(102)是由两根工作辊(a)、四根一中间辊(b)、四根二中间传动辊(c)、两根二中间惰辊(d)和八根背衬辊(e)按照塔形相切布置的二十轧辊系;

其中,工作辊(a)的直径为15mm~17mm,辊面宽度为280mm;

主传动装置(F)安装在二中间传动辊(c)的传动侧。

3.如权利要求2所述的适用于超精密极薄带轧制工艺的实验轧机,其特征在于:所述轧机(A)还包括压下装置(103)、轧线调整装置(104)、凸度调整装置(105)、辊径补偿装置(106)、横移装置(107)、工艺润滑喷射装置(108)、悬挂装置(109);

其中压下装置(103)和凸度调整装置(105)均安装在轧机(A)的顶部,轧线调整装置(104)安装在轧机(A)的底部,辊径补偿装置(106)安装在轧机(A)的入口侧和出口侧,横移装置(107)安装在轧机(A)的操作端用以改变工作辊(a)和一中间辊(b)的轴向相对位置,两个工艺润滑喷射装置(108)关于轧机(A)的轴向中心线对称布设,悬挂装置(109)吊挂一中间辊(b)、二中间传动辊(c)和二中间惰辊(d)。

4.如权利要求3所述的适用于超精密极薄带轧制工艺的实验轧机,其特征在于:所述工艺润滑喷射装置(108)包括安装于轧机牌坊的导板架(1),还包括架设于所述导板架(1)的两个导向辊(4),两个导向辊(4)的轴向中心线相互平行且两个轴向中心线所在平面垂直于自两个导向辊(4)之间的间隙穿过的带材(2)所在平面,每个导向辊(4)的辊体均安装有引流板(3),且每个导向辊(4)的辊体内和每个引流板(3)的板体均开设有供冷却液流经的通道,其中导向辊(4)内的冷却液沿引流板(3)的通道流出并喷射至工作辊(a)和一中间辊(b)的相接触处和带材(2)与工作辊(a)的相接触处。

5.如权利要求4所述的适用于超精密极薄带轧制工艺的实验轧机,其特征在于:两个所述导向辊(4)的结构相同且关于带材(2)所在平面上下对称分布,所述导向辊(4)为空心辊,空心辊的一端口封闭,另一端口作为进液口,且空心辊的空心腔壁沿轴向中心线均匀间隔开设有N个导流孔(401),所有导流孔(401)的轴向中心线相互平行,且导流孔(401)均连通于引流板(3)的通道。

6.如权利要求5所述的适用于超精密极薄带轧制工艺的实验轧机,其特征在于:两个所述引流板(3)关于带材(2)所在平面上下对称布设,其中位于带材(2)之上的引流板(3)的下板面相切于位于带材(2)之上的导向辊(4),在引流板(3)的板体内开设有N个供液通道(301),每个供液通道(301)对应连通于每个导流孔(401),且供液通道(301)的内径沿着介质流向逐渐减小;

沿着介质流向,供液通道(301)的末端呈楔形喷射孔(302),自楔形喷射孔(302)喷射出的冷却液正对带材(2)与两个工作辊(a)的相接触处,且所有的楔形喷射孔(302)喷射出的冷却液覆盖带材(2)的宽度。

7.如权利要求6所述的适用于超精密极薄带轧制工艺的实验轧机,其特征在于:所述导流孔(401)水平延伸形成可插入引流板(3)内部的导流通道(402),导流通道(402)连通于供液通道(301)。

8.如权利要求6所述的适用于超精密极薄带轧制工艺的实验轧机,其特征在于:所述供液通道(301)是沿其轴向呈敞口的凹槽状,凹槽开设于引流板(3)的板面,在引流板(3)的表面覆盖有压板(8),压板(8)密封紧贴于引流板(3)的表面并全覆盖供液通道(301)的敞口凹槽,在压板(8)的对应于各供液通道(301)的末端开设有扇形喷射孔(5),自扇形喷射孔(5)喷射出的冷却液正对相邻轧辊的相接触处。

9.如权利要求7或8所述的适用于超精密极薄带轧制工艺的实验轧机,其特征在于:所述供液通道(301)开设于引流板(3)的板体内部,每个所述供液通道(301)的腔壁均开设有扇形喷射孔(5),自扇形喷射孔(5)喷射出的冷却液正对相邻轧辊的相接触处;

所述导向辊(4)平行于工作辊(a),两辊的其中同一端为传动侧,两辊的另外同一端为操作侧,其中导向辊(4)位于传动侧的端部插入于导板架(1),导向辊(4)位于操作侧的端部插入于支承板(6),支承板(6)安装于导板架(1),且两个导向辊(4)均可绕自身轴线旋转;

所述导向辊(4)与引流板(3)固接或一体成型,引流板(3)和压板(8)通过若干组铆钉(7)相连接,每组铆钉(7)与每个供液通道(301)等距间隔布置,且每组铆钉(7)的数量和间距相同。

10.如权利要求1所述的适用于超精密极薄带轧制工艺的实验轧机,其特征在于:所述轧机配管(G)包括齿条式液压缸(201),齿条式液压缸(201)的进油口和回油口分别通过微距液压管路(202)接入高压阀站(203),其中,微距液压管路(202)的长度在500mm以内。

说明书: 适用于超精密极薄带轧制工艺的实验轧机技术领域[0001] 本实用新型属于带材轧制领域,具体涉及适用于超精密极薄带轧制工艺的实验轧机。背景技术[0002] 随着带材在国防、军工、家电和微电子领域的广泛应用,尤其是曲面屏等高科技电子产品的推广,产品最终用户要求带材兼具厚度极薄、强度极高和板形极好的严苛要求。目前国内对于此种超精密极薄带材(厚度小于0.1mm的高精度、高稳定性带材)的需求量极大,但是大部分产品均依靠进口。传统的轧制工艺及其设备用于中低端带材的生产尚可,但无法满足超精密极薄带的轧制工艺要求,并在实际生产和应用中暴露了如下严重问题:[0003] (1)设备刚度低[0004] 在给被加工带材施加巨大轧制力的同时,传统轧制设备由于带材反作用力的影响而产生巨大变形,尤其在加工厚度极薄的带材时,设备自身的变形甚至会大于带材的自身厚度,这将导致产品厚度波动过大甚至无法轧制出满足厚度要求的带材。[0005] (2)安装精度差[0006] 传统冶金设备的关键零部件各自在土建基础上的各自生根,这造成了冶金设备的不同单机会由于土建基础的不均匀沉降而导致安装精度很差,而无法满足超精密极薄带的轧制工艺需求。[0007] (3)施工效率低[0008] 传统的冶金设备施工方法是,设备出制造厂前需先完成解体,待进入施工现场后再进行二次总装,由于冶金设备反复拆装造成的内应力释放,易导致设备精度差并极大的增加了工作量。实用新型内容

[0009] 本实用新型目的在于提供一种适用于超精密极薄带轧制工艺的实验轧机,以克服上述技术缺陷。[0010] 为解决上述技术问题,本实用新型提供了一种适用于超精密极薄带轧制工艺的实验轧机,包括安装在土建基础上的轧机底座,在轧机底座的中心位置固定有轧机,关于轧机对称布设有均固定在轧机底座上的两台结构相同的工艺平台,分别是左工艺平台和右工艺平台;[0011] 在轧机底座的正上方设有轧机护罩,轧机护罩的罩体覆盖两个工艺平台及轧机,轧机的传动侧安装有主传动装置,围绕轧机在轧机底座的传动侧边缘布置有轧机配管。[0012] 轧机包括采用42CrMo制成的闭式锻钢整体型牌坊,在牌坊内设置有塔形辊系,塔形辊系是由两根工作辊、四根一中间辊、四根二中间传动辊、两根二中间惰辊和八根背衬辊按照塔形相切布置的二十轧辊系;[0013] 其中,工作辊的直径为15mm~17mm,辊面宽度为280mm;[0014] 主传动装置安装在二中间传动辊的传动侧。[0015] 轧机还包括压下装置、轧线调整装置、凸度调整装置、辊径补偿装置、横移装置、工艺润滑喷射装置、悬挂装置;其中压下装置和凸度调整装置均安装在轧机的顶部,轧线调整装置安装在轧机的底部,辊径补偿装置安装在轧机的入口侧和出口侧,横移装置安装在轧机的操作端用以改变工作辊和一中间辊的轴向相对位置,两个工艺润滑喷射装置关于轧机的轴向中心线对称布设,悬挂装置吊挂一中间辊、二中间传动辊和二中间惰辊。[0016] 工艺润滑喷射装置包括安装于轧机牌坊的导板架,还包括架设于导板架的两个导向辊,两个导向辊的轴向中心线相互平行且两个轴向中心线所在平面垂直于自两个导向辊之间的间隙穿过的带材所在平面,每个导向辊的辊体均安装有引流板,且每个导向辊的辊体内和每个引流板的板体均开设有供冷却液流经的通道,其中导向辊内的冷却液沿引流板的通道流出并喷射至工作辊和一中间辊的相接触处和带材与工作辊的相接触处。[0017] 两个导向辊的结构相同且关于带材所在平面上下对称分布,导向辊为空心辊,空心辊的一端口封闭,另一端口作为进液口,且空心辊的空心腔壁沿轴向中心线均匀间隔开设有N个导流孔,所有导流孔的轴向中心线相互平行,且导流孔均连通于引流板的通道。[0018] 两个引流板关于带材所在平面上下对称布设,其中位于带材之上的引流板的下板面相切于位于带材之上的导向辊,在引流板的板体内开设有N个供液通道,每个供液通道对应连通于每个导流孔,且供液通道的内径沿着介质流向逐渐减小;[0019] 沿着介质流向,供液通道的末端呈楔形喷射孔,自楔形喷射孔喷射出的冷却液正对带材与两个工作辊的相接触处,且所有的楔形喷射孔喷射出的冷却液覆盖带材的宽度。[0020] 导流孔水平延伸形成可插入引流板内部的导流通道,导流通道连通于供液通道,沿着介质流向,冷却液自进液口进入导向辊内,再依次流经导流孔、导流通道、供液通道后从楔形喷射孔喷出。[0021] 供液通道是沿其轴向呈敞口的凹槽状,凹槽开设于引流板的板面,在引流板的表面覆盖有压板,压板密封紧贴于引流板的表面并全覆盖供液通道的敞口凹槽,在压板的对应于各供液通道的末端开设有扇形喷射孔,自扇形喷射孔喷射出的冷却液正对相邻轧辊的相接触处。[0022] 供液通道开设于引流板的板体内部,每个供液通道的腔壁均开设有扇形喷射孔,自扇形喷射孔喷射出的冷却液正对相邻轧辊的相接触处;[0023] 导向辊平行于工作辊,两辊的其中同一端为传动侧,两辊的另外同一端为操作侧,其中导向辊位于传动侧的端部插入于导板架,导向辊位于操作侧的端部插入于支承板,支承板安装于导板架,且两个导向辊均可绕自身轴线旋转;[0024] 导向辊与引流板固接或一体成型,引流板和压板通过若干组铆钉相连接,每组铆钉与每个供液通道等距间隔布置,且每组铆钉的数量和间距相同。[0025] 轧机配管包括齿条式液压缸,齿条式液压缸的进油口和回油口分别通过微距液压管路接入高压阀站,其中,微距液压管路的长度在500mm以内。[0026] 本实用新型的有益效果如下:[0027] (1)实验轧机采用轧制油为介质以实现超精密极薄带轧制时的带材表面质量保证,而且实验轧机的众多核心零部件通过轧机底座连接为整体后再与土建基础相连,这种整体施工方法不仅为超精密极薄带的轧制提供了足够高的安装精度,而且极大的提高了施工效率。[0028] (2)实验轧机采用的小辊径窄宽度工作辊、20辊塔形布置辊系和闭式锻钢整体型牌坊为超精密极薄带的轧制提供了足够大的设备刚度;高压阀站布置在轧机护罩及平台上并与相应液压缸间的微距液压管路可以为超精密极薄带的轧制工艺提供足够短的响应时间和足够高的控制精度。[0029] (3)工艺润滑喷射装置的贝状布置解决了狭小空间的冷却液喷射系统的布置问题而且极大降低了喷射距离,多次加压大大提高了冷却液的喷射压力,小喷射距离和大喷射压力使得贝状冷却液喷射系统彻底解决了当前冷却液喷射系统存在的众多问题。[0030] 为让本实用新型的上述内容能更明显易懂,下文特举优选实施例,并结合附图,作详细说明如下。附图说明[0031] 图1是适用于超精密极薄带轧制工艺的实验轧机的结构示意图。[0032] 图2是实验轧机的侧视图。[0033] 图3是实验轧机的剖面原理图。[0034] 图4是轧机配管G的结构示意图。[0035] 图5是塔形辊系的结构示意图。[0036] 图6是工艺润滑喷射装置的剖视示意图一(供液通道开设于引流板的板面)。[0037] 图7是工艺润滑喷射装置的剖视示意图二(供液通道开设于引流板的内部)。[0038] 图8是去掉了压板的工艺润滑喷射装置的结构示意图。[0039] 图9是具有压板的工艺润滑喷射装置的结构示意图。[0040] 附图标记说明:[0041] A.轧机;[0042] B.左工艺平台;[0043] C.轧机底座;[0044] D.右工艺平台;[0045] E.轧机护罩;[0046] F.主传动装置;[0047] G.轧机配管;[0048] 101.牌坊;102.塔形辊系;103.压下装置;104.轧线调整装置;105.凸度调整装置;106.辊径补偿装置;107.横移装置;108.工艺润滑喷射装置;109.悬挂装置;110.后挡板;

111.前门;112.固定机构;

[0049] 201.齿条式液压缸;202.微距液压管路;203.高压阀站;[0050] a.工作辊;b.一中间辊;c.二中间传动辊;d.二中间惰辊;e.背衬辊;[0051] 1.导板架;[0052] 2.带材;[0053] 3.引流板;301.供液通道;302.楔形喷射孔;[0054] 4.导向辊;401.导流孔;402.导流通道;[0055] 5.扇形喷射孔;[0056] 6.支承板;[0057] 7.铆钉;[0058] 8.压板。具体实施方式[0059] 以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。[0060] 需说明的是,在本实用新型中,图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的适用于超精密极薄带轧制工艺的实验轧机的上、下、左、右。[0061] 现参考附图介绍本实用新型的示例性实施方式,然而,本实用新型可以用许多不同的形式来实施,并且不局限于此处描述的实施例,提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本实用新型,并且向所属技术领域的技术人员充分传达本实用新型的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本实用新型的限定。在附图中,相同的单元/元件使用相同的附图标记。[0062] 除非另有说明,此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外,可以理解的是,以通常使用的词典限定的术语,应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义,而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。[0063] 本实施方式涉及一种适用于超精密极薄带轧制工艺的实验轧机,包括安装在土建基础上的轧机底座C,在轧机底座C的中心位置固定有轧机A,关于轧机A对称布设有均固定在轧机底座C上的两台结构相同的工艺平台,分别是左工艺平台B和右工艺平台D;[0064] 在轧机底座C的正上方设有轧机护罩E,轧机护罩E的罩体覆盖两个工艺平台及轧机A,轧机A的传动侧安装有主传动装置F,围绕轧机A在轧机底座C的传动侧边缘布置有轧机配管G。[0065] 如图1所示,构成实验轧机的所有模块至少包括轧机A、左工艺平台B、轧机底座C、右工艺平台D、轧机护罩E、主传动装置F和轧机配管G,两个工艺平台关于轧机A对称布设且均固定于轧机底座C,轧机底座C安装在土建基础上。[0066] 参照图1,轧机护罩E的作用是保护轧机底座C上的部件,此外它还可以作为平台使用。[0067] 由于均与轧机底座C相连接,因此轧机A、左工艺平台B和右工艺平台D间的位置精度不会由于土建基础的不均匀沉降而逐渐变差,这对于超精密极薄带的轧制非常重要,反之则易引起断带等事故。[0068] 左工艺平台B和右工艺平台D均由转向辊、测厚装置、测张装置和除油装置组成,左工艺平台B和右工艺平台D的主要作用是为超精密极薄带的轧制提供厚度闭环控制、张力监测与稳定和带面轧制油清除等必要辅助条件,工艺平台的结构属于本领域的常规结构,在此不作详细说明。[0069] 适用于超精密极薄带轧制工艺的实验轧机的工作原理如下:[0070] (1)实验轧机由轧机A、左工艺平台B、轧机底座C、右工艺平台D、轧机护罩E、主传动装置F和轧机配管G共计七个模块模块构成,而且这七个模块在制造厂完成总体装配;(2)为了满足超精密极薄带的特殊轧制要求,实验轧机的总体尺寸为2500mm(长)X2200mm(宽)X2000mm(高),这不仅有利于提高设备刚度和轧制精度,而且可充分满足实验用途而降低用户成本;(3)轧机配管G在制造厂完成管路冲洗后立即进行密封,这可有效降低施工现场恶劣条件对液压元器件的损害并极大降低施工周期;(4)轧机配管G在制造厂即沿轧机A和轧机底座C布置至轧机底座C的传动侧边缘,而该位置与施工现场的液压管沟的位置仅为

100mm左右,这极大的降低了现场中间配管的工程量。

[0071] 实验轧机及其所属七个模块在制造厂完成装配、检验和测试后,不进行解体就直接装车发货至用户现场。这样可以防止实验轧机在解体和现场重装过程中的内应力释放而降低轧制设备的精度,而且实验轧机的整体施工方法即可降低设备施工量又可防止土建不均匀沉降而影响安装精度。由于实验轧机的用户为高校或科研院所,而此类用户的施工和维护能力偏弱,实验轧机的整体施工方法可极大的降低用户的运维难度并为超精密极薄带的轧制提供足够高的安装精度。[0072] 如图2所示,轧机A包括采用42CrMo(42铬钼)制成的闭式锻钢整体型牌坊101,在牌坊101内设置有塔形辊系102(参见图5),塔形辊系102是由两根工作辊a、四根一中间辊b、四根二中间传动辊c、两根二中间惰辊d和八根背衬辊e按照塔形相切布置的二十轧辊系,辊系呈塔形相切布置并沿牌坊1的窗口的横向中心和和竖向中心呈对称分布。[0073] 其中,工作辊a的直径为15mm~17mm,辊面宽度为280mm。[0074] 主传动装置F安装在二中间传动辊c的传动侧,如图1所示,主传动装置F驱动四根二中间传动辊c以实现对工作辊a的大扭矩传递并进而完成超精密极薄带的轧制,由于轧制超精密极薄带的特殊要求,工作辊辊径设定为15mm?17mm,但该直径的工作辊无法匹配相对应的回转直径的传动轴,因此采用直径较大的一中间辊b进行间接的大扭矩传递,而且不对工作辊a进行直接驱动可以有效防止工作辊在高速轧制时的跳动而提高轧制精度。[0075] 根据实验轧机小而精的特点,采用42CrMo的闭式锻钢整体型牌坊可以极大的提高设备的整体刚性,因此在对超精密极薄带进行轧制时可以保证牌坊沿带宽方向的均匀极小变形,这对于板厚控制的意义非常重大。[0076] 在制造厂,将轧机配管G沿轧机A布置在轧机底座C的传动侧边缘,以降低现场工程量。[0077] 参见图4,轧机配管G包括齿条式液压缸201,齿条式液压缸201的进油口和回油口分别通过微距液压管路202接入高压阀站203,其中,微距液压管路202的长度在500mm以内,而且高压阀站203布置在轧机护罩E之上并参与制造厂总装,这样可极大的降低控制系统的响应时间和提高响应控制精度。由于待轧厚度极薄但产品质量要求及其精密,因此响应时间和控制精度是本实验轧机最重要的核心控制指标之一,而传统的将高压阀站布置在作业线外土建基础上的方法显然是无法满足要求的。轧机底座C的设备地面标高为±0,由于实验轧机一般用于高校或科研院所且其土建挖坑不便,因此作如是布局。[0078] 工作辊a与带材2直接相接触并对带材2完成减薄作用,其直径约为15mm?17mm。这是由于相同带厚的情况下,小直径轧辊与带材2的接触弧长更短,因而实验轧机各零部件承受的轧制力更小,这对于正常轧制的完成非常重要。而且小辊颈工作辊在轧制时发生的弹性压扁更小,这对于超精密极薄带的轧制非常重要,因为轧机的最小可轧厚度与工作辊辊颈呈反比关系。[0079] 工作辊a的辊面宽度为280mm,这是根据实验轧机的特性所确定。不同于生产用轧机,实验轧机在窄辊面的情况下可以提供更高的设备刚性而充分完成各种极限条件下的实验模拟,并进而完成超精密极薄带的轧制。[0080] 由于工作辊a的直径非常小,为了减小其轧制过程过程中的轴向挠曲变形,采用一中间辊b、二中间传动辊c、二中间惰辊d和背衬辊e依次塔装支撑的布置,相邻辊面间相切且塔形辊系102整体关于牌坊1的横向中心和竖向中心呈对称分布,参见图2。[0081] 背衬辊e由偏心齿轮和背衬轴承构成,背衬轴承的外圈与二中间传动辊c相切,偏心齿轮被与齿条式液压缸201相铰接的齿条所驱动,带材2施加给工作辊a的轧制力反作用力通过一中间辊b(四根)、二中间传动辊c(四根)、二中间惰辊d(两根)最终传递至背衬辊e,背衬辊e的主要作用是将轧制力反作用力传递给牌坊101并通过偏心齿轮的作用调整塔形辊系102的整体形态。[0082] 如图2和图3所示,轧机A还包括压下装置103、轧线调整装置104、凸度调整装置105、辊径补偿装置106、横移装置107、工艺润滑喷射装置108、悬挂装置109,其中的压下装置103、轧线调整装置104、凸度调整装置105、辊径补偿装置106均通过齿条式液压缸201带动齿条以驱动相应的偏心齿轮来实现对相应背衬辊e的位置控制,具体地,各装置的具体结构和作用如下:

[0083] 压下装置103安装在轧机A的顶部,其主要作用是改变顶部两个背衬辊e的位置以间接实现上部工作辊a的升降,压下装置103主要用于穿带时开辊缝或者轧制时改变带材的厚度,其结构可以参见公开号CN100374221C的专利申请文件。[0084] 轧线调整装置104安装在轧机A的底部,其主要作用是改变底部两个背衬辊e的位置以间接实现对下部工作辊a的升降控制,以及将下部工作辊a的顶面固定在机组作业线的标高上,轧线控制调整装置104的结构是现有技术,在此不作详细说明。[0085] 凸度调整装置105位于轧机A的顶部,其主要作用是改变顶部两个背衬辊e的轴向布置的背衬轴承的相位以实现对背衬辊e的辊形的改变,它的结构可以参见公开号CN202398618U的专利申请文件。[0086] 辊径补偿装置106安装在轧机A的入口侧和出口侧,其主要作用是改变入口和出口四个背衬辊e的位置,及用于其他轧辊磨损后的位置补偿,它的结构可以参见CN201086091Y的专利申请文件。[0087] 横移装置107安装在轧机A的操作端用以改变工作辊a和一中间辊b的轴向相对位置,通过对轴向相对位置的调整,横移装置107可使得不同带材的极薄带在轧制时均可保证良好的板形而避免中浪或边浪的出现,它的结构可以参见CN202155371U的专利申请文件。[0088] 悬挂装置109吊挂一中间辊b、二中间传动辊c和二中间惰辊d,它的结构可以参见CN101007319A的专利申请文件,参见图2,具体为悬挂装置109通过弹簧机构悬挂一中间辊b、二中间传动辊c和二中间惰辊d的端部,固定机构112通过斜楔机构沿周向压紧背衬辊e,悬挂机构109和固定机构112的联合作用实现对塔形辊系102(工作辊a除外)自重的平衡及其位置的固定,这为超精密极薄带的稳定轧制提供了必要前提,因为塔形辊系102在轧制过程中的状态不稳定是非常危险的,这对于超精密极薄带的轧制非常不利。[0089] 上述的后挡板110和前门111通过各自的端部轴承对工作辊a进行轴向定位,轴承与工作辊a的端面间设置1mm的间隙,此间隙即可将工作辊a沿轴向进行动态定位又可防止其自身轴承的烧毁,同时后挡板110和前门111可有效防止轧制油飞溅。[0090] 工艺润滑喷射装置108向辊面间和/或辊面与带材间喷射轧制油以带走热量并保证带材的表面质量,这是由于用户对超精密极薄带的表面质量要求极高,而传统的乳化液喷洒无法满足此要求,而且工艺润滑喷射装置a可根据辊面的热变形而沿轴向动态调整轧制油喷射量。[0091] 根据结构形状,工艺润滑喷射装置108也可称为贝状冷却液喷射系统,它包括安装于轧机牌坊的导板架1,如图8所示,还包括架设于导板架1的两个导向辊4,两个导向辊4的轴向中心线相互平行且两个轴向中心线所在平面垂直于自两个导向辊4之间的间隙穿过的带材2所在平面,每个导向辊4的辊体均安装有引流板3,且每个导向辊4的辊体内和每个引流板3的板体内均开设有供冷却液流经的通道,其中导向辊4内的冷却液沿引流板3的通道流出并喷射至相邻轧辊的相接触处或带材2与工作辊a的相接触处。[0092] 导向辊4分为上导向辊和下导向辊,其作用是引导带材2从上导向辊和下导向辊之间的间隙通过,即带材2先进入导板架1,再继续前行自两个导向辊4之间穿过,最终进入两工作辊a之间,为了降低从工作辊a出来的带材2的温度,还可以在两工作辊a的下游设置贝状冷却液喷射系统,也就是说,两个贝状冷却液喷射系统关于两工作辊a之间的缝隙对称布设。[0093] 引流板3分为上引流板和下引流板,自两个导向辊4之间出来的带材2会继续前行从上下引流板之间穿过,参照图6,即上导向辊与上引流板、下导向辊与下引流板关于带材2上下对称布设,进而构成了贝状结构,该贝状布置可以在断带发生时将其限制在贝状冷却液喷射系统的内部空间,如此可防止带头进入轧辊接触处,这降低了安全事故的发生。[0094] 导板架1安装于轧机牌坊,本实施方式优选通过燕尾槽相连接,这样可以使带材2在穿带或断带过程中不会由于带材撞击而偏离原有位置。[0095] 参照图8,导板架1的左端面作为带材2的入口,其呈喇叭口状(图8中自左向右逐渐缩径),同时两个导向辊4之间的间隙优选4mm,此布局可使原料即使发生翘头或扣头仍可顺利的穿带并继而完成轧制的操作,尤其在发生断带时,带头仍保持在此4mm的间隙内而不会缠绕于轧辊上。[0096] 本实施方式的贝状冷却液喷射系统的工作原理如下:[0097] 带材2自导板架1左端面的入口进入导板架1内部,其继续前行先从两个导向辊4之间穿过,再从两个引流板3之间穿过,如图6或图7所示,当带材2即将靠近工作辊a时,引流板3的通道喷射冷却液,冷却液喷向两个工作辊a之间以降低带材2的温度,和/或喷向相邻轧辊的相接触处(图6或图7所示为工作辊a与一中间辊b),最后进入两个工作辊a被挤压。

[0098] 贝状冷却液喷射系统可以应用于任何辊轧机,特别适用于二十辊轧机,以及超精密极薄带轧制工艺,由于整个系统不采用喷嘴,极大地节省了喷嘴安装所需的巨大空间,而且通过高压低距离的喷射实现了超过喷嘴的覆盖全带面的喷射效果。[0099] 参照图6或图7,两个导向辊4的结构相同且关于带材2所在平面上下对称分布,导向辊4为空心辊,空心辊的一端口封闭,另一端口作为进液口,且空心辊的空心腔壁沿轴向中心线均匀间隔开设有N个导流孔401,所有导流孔401的轴向中心线相互平行,且导流孔401均连通于引流板3的通道。

[0100] 图6和图7内的箭头代表冷却液的流动方向。[0101] 导向辊4的空心内径大于导流孔401的内径,如导向辊4的空心内径为16mm,导流孔401的内径为5mm,冷却液自大直径(16mm)的导向辊4流向小直径(5mm)的导流孔401的过程中可完成对冷却液的一次加压。

[0102] 为了确保进入上导向辊和下导向辊的冷却液的流速、流量、压力相等,优选自总进液管出来的冷却液分两路平均分配至上导向辊和下导向辊,与此类似的,为了保证等量分流,确保冷却喷射效果,所有的导流孔401优选均匀间隔布设。[0103] 如图6所示,两个引流板3关于带材2所在平面上下对称布设,其中位于带材2之上的引流板3的下板面相切于位于带材2之上的导向辊4,在引流板3的板体内开设有N个供液通道301,每个供液通道301对应连通于每个导流孔401,且供液通道301的内径沿着介质流向逐渐减小;[0104] 沿着介质流向,供液通道301的末端呈楔形喷射孔302,自楔形喷射孔302喷射出的冷却液正对带材2与两个工作辊a的相接触处,且所有的楔形喷射孔302喷射出的冷却液覆盖带材2的宽度。[0105] 楔形喷射孔302用于对带材和轧辊的间隙进行冷却。[0106] 供液通道301的始端直径为5mm,末端直径为1mm,始端与末端直径逐渐缩径,即末端截面积小于其始端截面积,冷却液由导流孔401进入供液通道301的过程中被二次加压。[0107] 被二次加压后的冷却液由楔形喷射孔302高速喷射至带材2和工作辊a的接触处(待冷却区域),由于楔形喷射孔302与待冷却区域更近,因此冷却液在两次增压的作用下高速喷射并迅速覆盖至全带宽。[0108] 为了精准地喷射至待冷却区域,楔形喷射孔302须正对带材2和工作辊a的接触处,如图6或图7所示,即上下两个楔形喷射孔302与待冷却区域的连线成锐角的夹角,此为最优设置,也可以根据工作辊a的辊径自行调整。[0109] 本实施方式中优选供液通道301为孔道,而其截面可以是圆形,也可以是矩形,或者其他形状,不作限制。[0110] 参照图6或图7,导流孔401水平延伸形成可插入引流板3内部的导流通道402,导流通道402连通于供液通道301,沿着介质流向,冷却液自进液口进入导向辊4内,再依次流经导流孔401、导流通道402、供液通道301后从楔形喷射孔302喷出。[0111] 引流板3有两种结构,以下将详细说明:[0112] 结构一:参照图6和图9,供液通道301是沿其轴向呈敞口的凹槽状,凹槽开设于引流板3的板面,在引流板3的表面覆盖有压板8,压板8密封紧贴于引流板3的表面并全覆盖供液通道301的敞口凹槽,在压板8的对应于各供液通道301的末端开设有扇形喷射孔5,自扇形喷射孔5喷射出的冷却液正对相邻轧辊的相接触处,此外压板8的末端下板面与供液通道301的末端腔壁形成了图6所示的楔形喷射孔302。

[0113] 为了避免喷射冷却液时引起的振动,确保系统的稳定,本实施方式中引流板3和压板8通过若干组铆钉7相连接,每组铆钉7与每个供液通道301等距间隔布置,且每组铆钉7的数量和间距相同。[0114] 结构二:参照图8,供液通道301开设于引流板3的板体内部,每个供液通道301的腔壁均开设有扇形喷射孔5,自扇形喷射孔5喷射出的冷却液正对相邻轧辊的相接触处,也就是说引流板3是整体结构,引流板3也可以与导向辊4一体成型,每个供液通道301的末端呈楔形喷射孔302。[0115] 两种结构可以根据需要二选一,即可以选择分体式的引流板3与压板8,也可以选择整体式的引流板3。[0116] 图6或图7中所示是自扇形喷射孔5喷射出的冷却液正对一中间辊b和工作辊a的接触处,若引流板3的末端厚度是1mm,那么扇形喷射孔5的轴向宽度为5mm并与其宽度中心呈70°夹角,由于扇形喷射孔5离待冷却部位(一中间辊b和工作辊a的接触处)略远,因此采用该70°夹角可利于冷却液呈扇形高压喷出并迅速覆盖至全带宽。

[0117] 扇形喷射孔5的截面厚度为1.5mm并与水平方向呈30°以将冷却液喷射至工作辊a和一中间辊b的辊面接触处,较楔形喷射孔302,扇形喷射孔5与待冷却部位(一中间辊b和工作辊a的接触处)的距离更远,因此所采用的孔厚度更大以利于更多冷却液的喷出。[0118] 导向辊4平行于工作辊a,两辊的其中同一端为传动侧,两辊的另外同一端为操作侧,其中导向辊4位于传动侧的端部插入于导板架1,导向辊4位于操作侧的端部插入于支承板6,支承板6安装于导板架1,且两个导向辊4均可绕自身轴线旋转。[0119] 两个导向辊4的传动侧插入导板架1中以利于冷却液的等量分流,两个导向辊4的操作侧插入支承板6中,支承板6与导板架1相连接,由于两个导向辊4均铰接于导板架1和支承板6,因此两个导向辊4及其引流板3可沿自身轴线转动约±2°,该铰接布置可实现对冷却液的喷射角度可进行微调,因此在轧辊直径发生变化时仍可通过调整冷却液的喷射角度而保证冷却效果。[0120] 由于贝状布局的厚度方向的尺寸限制,导向辊4与引流板3可固接(如焊接),也可以其他连接方式,只要确保冷却液流过导向辊4与引流板3时密封即可,引流板3和压板8通过若干组铆钉7相连接,每组铆钉7与每个供液通道301等距间隔布置,且每组铆钉7的数量和间距相同。这即能使引流板3与导向辊4充分贴合以防止贴合面漏液,又可使楔形的供液通道301二次加压后的冷却液可迅速喷射并覆盖至全带面。[0121] 如引流板3的扇形喷射孔5沿轴向共13个且相邻孔的间距均为20mm,扇形喷射孔5与导流孔401、导流通道402及其供液通道301和楔形喷射孔302的轴向位置相对应,这保证了冷却液在同一横截面上的迅速顺利分流。[0122] 冷却液自导向辊4的空心腔进入导流孔401,完成一次加压,冷却液继续前行沿导流孔401、导流通道402进入供液通道301,完成二次加压,经历过两次加压的冷却液再继续前行自楔形喷射孔302以高压高速的状态喷射至带材2和工作辊a的接触区域,同时冷却液自扇形喷射孔5以高压高速的状态喷射至工作辊a和一中间辊b的接触区域。[0123] 本实施方式提供的工艺润滑喷射装置108的工作原理如下:[0124] 冷却液由导向辊4的空心腔进入导流孔401时由于通径变小而完成一次加压,冷却液由导流孔401、导流通道402进入供液通道301后由于截面尺寸减小而完成二次加压,经历过两次加压的冷却液由楔形喷射孔302以高压高速的状态喷射至带材2和工作辊5的接触区域,和/或由扇形喷射孔10以高压高速的状态喷射至工作辊5和一中间辊8的接触区域,此两个区域产生的变形热最多且相关零部件的线速度较高,因而是整个系统中需要冷却液最多的区域,本系统对此区域采用直接冷却;伴随轧制的高速运行,冷却液通过旋转和飞溅等方式迅速对轧机内的其他区域进行间接冷却。[0125] 由于贝状布置,楔形喷射孔302和带材2与工作辊a接触处的最小喷射距离为5mm,其喷射力可达70N,扇形喷射孔5和一中间辊b与工作辊a接触处的最小喷射距离为7mm,其喷射力可达66N。小喷射距离和大喷射力的共同作用,即利于变形热被及时带走以实现直接冷却,又利于冷却液的迅速飞溅以实现间接冷却,直接冷却和间接冷却使得轧制过程中的变形热始终维持在合理状态。[0126] 本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本实用新型的精神和范围。



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“适用于超精密极薄带轧制工艺的实验轧机” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
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