双驱动四辊同步可调半固态金属粉末轧机的制作方法

    专利2022-07-07  44


    本发明涉及半固态金属粉末制备领域,具体涉及一种双驱动四辊同步可调半固态金属粉末轧机。



    背景技术:

    半固态粉末连续成形技术由于具有效率高、能耗低、操作简便、加工产品尺寸范围大等优点,应用尤为广泛,主要包括流变成形和触变成形两种方式。在各种粉末成型技术中,半固态粉末轧制成形技术可制备其它成型技术无法生产或难以生产的板、带材等,工艺流程短、节能、成本较低,压坯或产品成分精确可控、轧制产品各向同性且成材率较高,因此半固态粉末轧制成型技术已成为连续成型技术中最为主要的技术手段,并在化工、能源、交通、环保等行业得到广泛的应用。半固态粉末轧制过程是半固态金属粉末浆料通过喂料料斗进入轧辊之间,在轧辊力的作用下压实成具有一定强度的连续带坯的过程。目前,现有的用于半固态金属粉末轧制的设备仍然采用传统轧制轧机的两辊结构,或是水平布置的两支撑辊两工作辊的结构,首先是无法充分适应这项新的成形技术,其次供料不便,设备复杂生产出的板带材宽度方向往往无法控制,带材变部杂乱不符合生产要求,需要在后期进行切边处理,尤其是致密度无法达到较高的要求。

    另一方面,传统的轧机是两辊或是四辊的且都是轧辊轴线平行布置于一个平面内,工作辊只有两个,因此这种轧机只能控制板带材的厚度,而无法控制板带材的宽度方向的尺寸,而且宽度方向没有提供轧制力,使得生产出的带材边部杂乱参差不齐,致密度极低,要在后期进行切边处理,降低了粉末带材的成材率。这种传统的轧机另一问题是供料不方便,往往采用人工供料,还有漏斗供料,但由于轧制技术对轧制角有一定的要求,导致这种轧机的供料方式限制了生产多厚度的板带材。



    技术实现要素:

    为了简化传统轧机的结构并为半固态金属粉末轧制成形技术的发展提供可靠的设备支持,完善半固态金属粉末轧机所需的功能,提高对半固态金属粉末轧制成形技术的研究进展,生产出更高质量的板带材,本发明设计了一种新型双驱动四辊同步可调半固态金属粉末轧机。此设计可以生产出宽度厚度都可调、带材边部整齐、高致密度的金属板带材,具有效率高、能耗低、操作简便、加工尺寸范围大等明显的优点。

    具体地,本发明提供一种双驱动四辊同步可调半固态金属粉末轧机,其包括框架结构、机架、料斗、水平辊系统、立辊系统以及轧辊平移模块;

    所述框架结构设置在所述机架上,所述水平辊系统以及立辊系统均设置在所述框架结构上,所述水平辊系统和立辊系统交叉设置并处于同一水平面,所述水平辊系统提供厚度方向的轧制力并能够控制金属粉末轧制的板带材的厚度,所述立辊系统提供宽度方向的轧制力并能够控制金属粉末轧制的板带材的宽度,所述水平辊系统的轧辊轴与提供扭矩的动力系统的输出轴为一体化结构;

    所述水平辊系统包括第一水平辊和第二水平辊,所述立辊系统包括第一立辊和第二立辊,第一水平辊、第二水平辊、第一立辊以及第二立辊之间形成一个封闭的四边形辊缝,所述料斗位于所述辊缝的上方,第一水平辊和第二水平辊的轧辊表面均设置有正弦圆周曲线,所述第一立辊以及第二立辊为阶梯状轧辊,阶梯状轧辊能够增加轧辊的强度和刚度并减轻立棍轴所受的载荷;

    所述第一水平辊的轧辊轴的一个端部借助于锥齿轮与所述第一立辊的轧辊轴的一个端部连接,所述第二水平辊的轧辊轴的一个端部借助于锥齿轮与所述第二立辊的轧辊轴的一个端部连接;所述第一水平辊的轧辊轴的轴线与所述第一立辊的轧辊轴的轴线垂直相交,所述第二水平辊的轧辊轴的轴线与所述第二立辊的轧辊轴的轴线垂直相交;

    所述第一水平辊的轧辊轴与第一立辊的轧辊轴相连的端部以及第二水平辊的轧辊轴与第二立辊的轧辊轴相连的端部分别设置有三个等距布置的周向导向平键槽,每个轧辊的轧辊轴的端部借助于所述导向平键槽以及导向键与所述锥齿轮连接,三个等距布置的周向导向平键槽给两对轧辊分别提供了横向和纵向移动的自由度;

    第一水平辊和第二水平辊中的一个以及第一立辊和第二立辊中的一个分别连接有一个用于平移的轧辊平移模块;所述轧辊平移模块包括一对丝杠、一对丝杠螺母轴、一对轧辊轴承座连接件、齿轮系和电机系统;轧辊轴承座连接件的第一端设置有与轧辊轴承座相连接的连接槽,轧辊轴承座连接件的第二端设置有与丝杠的一端通过螺纹配合连接螺纹孔;所述丝杠的两端分别设置有不同旋向的螺纹结构,所述丝杠的第一端与轧辊轴承座相连,所述丝杠的第二端与丝杠螺母轴相连接,使得丝杠螺母轴的转动通过丝杠带动轴承座平移进而带动对应的轧辊平移;

    所述丝杠螺母轴的第一端是与丝杠相配合的螺纹孔,所述丝杠螺母轴的第二端设有与齿轮系的第二齿轮配合的键槽,丝杠螺母的中间设有凸起的圆柱平台,所述圆柱平台用于与机架端盖相配合实现对丝杠螺母轴移动自由度进行限定;齿轮系包括一个中间第一齿轮和两个第二齿轮组成,所述第二齿轮大于所述第一齿轮,所述第一齿轮通过第一齿轮轴与电机系统的输出轴相连,两个第二齿轮分别位于第一齿轮的两侧,通过电机系统提供的输出扭矩带动第一齿轮的转动,第一齿轮的转动带动两个第二齿轮同向转动进而通过丝杠螺母轴带动轧辊两侧同时移动相同的位移。

    优选地,所述料斗包括锥形主体、第一支撑板以及第二支撑板,所述锥形主体由四个板件借助于铆钉拼接形成,所述锥形主体的底面积小于所述锥形主体的顶面积与辊缝的大小成比例,所述第一支撑板和第二支撑板分别设置在所述锥形主体的两侧,所述第一支撑板和第二支撑板均为直角板,所述第一支撑板和第二支撑板的一对滑槽通过吊环螺钉固定在机架上,借助于所述滑槽能够调节所述料斗相对于轧辊的高度。

    优选地,所述料斗还设置有两个挡板,两个挡板分别安装在第一立辊和第二立辊靠近料斗侧,所述挡板的主体为具有一定夹角的弯曲件,所述弯曲件的上部设置有与料斗连接的凸耳,所述弯曲件的底部开设有防止两个立辊相互干涉的槽,所述弯曲件的底边连接有与机架借助于螺栓固定的水平安装部。

    优选地,第一水平辊和第二水平辊的轧辊表面的正弦圆周曲线的参数方程如下:

    x=[r asin(wt)]cost

    y=[r acos(wt)]sint

    其中,x、y为第一水平辊的轧辊表面和第二水平辊的轧辊表面正弦圆周曲线相对于轧辊轴心的坐标,r为轧辊半径,a为正弦曲线的最高处相对于轧辊圆周的高度峰值,t为参数,w取6对应正弦圆周曲线的周期为60度,正弦圆周曲线波形的峰值和密度根据实际生产的需求通过调节a值和w值实现。

    优选地,所述动力系统包括两个驱动电机,所述第一水平辊和第二水平辊的轧辊轴分别连接一个驱动电机的输出轴并与所述驱动电机的输出轴一体化设计。

    优选地,所述料斗的侧面具有一个能够满足轧机生产的板带材的最小厚度的倾斜度,使用时能够通过调节料斗相对轧辊的高度实现轧制其它厚度的板带材。

    与现有技术相比,本发明的技术效果如下:

    (1)本发明设置有两对轧辊系,两对轧辊系包括一对水平辊和一对立辊,水平辊用于控制板带材的成材厚度并提供厚度方向的轧制力,立辊用于控制板带材的成材宽度并提供宽度方向的轧制力,整个辊系由两个电机驱动水平辊,水平辊又与立辊通过锥齿轮配合交叉布置于同一个平面内,不同于现有粉末轧制和其它任何轧制轧机的是,本发明专利的轧辊是四个轧辊且统一水平面布置,克服了现有技术中同时驱动以及水平辊和立辊的辊径不同的缺陷,并且料斗是高度可调的,从而能够方便轧辊的平移。

    (2)本发明的两对轧辊的轧辊轴与立辊轴线相交的一端在周向设计有三个等距布置的导向平键槽,从而给两对轧辊分别提供了横向和纵向移动的自由度,为实现双驱动四辊同步转动所设计。双电机驱动四个轧辊同时转动,同时提供宽度及厚度方向的轧制力:水平辊系的一个水平辊和立辊系的一个立辊都相应设计有平移系统来负责调解水平辊的间距和立辊的间距实现轧制板带材的厚度宽度都可调的目的。

    (3)本发明的轧辊的正上方设计有一个钣金件锥形料斗,料斗两侧的支撑板与机架相连接并在两侧各设有一对滑槽,用两对吊环螺钉用于固定料斗于不同高度且方便拆卸;由于立辊与水平辊交叉配合,水平辊的辊身长度要远大于立辊的辊身长,导致立辊的辊径也要远大于立辊轴的轴径,立辊的设计对轧辊的布置结构有很大的依赖性,采用阶梯式设计保证在立辊直径较大而立辊轴径较小的情况下仍能具有一定的强度和刚度,同时减轻立辊轴所受的载荷,既可以保证轧机的运行安全可靠也可以延长立辊的使用寿命。

    (4)本发明的水平轧辊的辊身设计采用正弦圆周曲线设计,此设计专门解决半固态金属粉末在轧制时的低摩擦力问题,正弦圆周曲线的辊身设计可以更好地将浆料带入辊缝。立棍采用阶梯式设计保证在立棍直径较大而立辊轴径较小的情况下仍能具有一定的强度和刚度,同时减轻立棍轴所受的载荷,既可以保证轧机的运行安全可靠也可以延长立棍的使用寿命。

    附图说明

    图1是本发明的双驱动四辊同步可调半固态金属粉末轧机的正面结构示意图;

    图2是本发明的双驱动四辊同步可调半固态金属粉末轧机的背面结构示意图;

    图3是本发明的双驱动四辊同步可调半固态金属粉末轧机装配体爆炸图;

    图4是本发明的水平辊的结构示意图;

    图5是本发明的辊系装配俯视图;

    图6是本发明的轧辊与锥齿轮连接示意图;

    图7是本发明的轧辊平移模块与轧辊的装配示意图;

    图8是本发明的钣金件料斗的结构示意图;

    图9是本发明的钣金件料斗第一支撑板结构示意图;

    图10是本发明的钣金件料斗第二支撑板结构示意图;

    图11是本发明的钣金件料斗挡板三维结构图。

    具体实施方式

    以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。

    具体地,本发明提供一种双驱动四辊同步可调半固态金属粉末轧机,如图1至图6所示,其包括框架结构100、机架1、料斗4、水平辊系统、立辊系统以及轧辊平移模块。

    框架结构设置在机架1上,水平辊系统以及立辊系统均设置在框架结构上,水平辊系统和立辊系统交叉设置,水平辊系统包括第一水平辊5和第二水平辊6,立辊系统包括第一立辊2和第二立辊3,第一水平辊5和第二水平辊6的轴线分别借助于锥齿轮与第一立辊2和第二立辊3的轴线连接;每个轧辊的轧辊轴与其他轧辊的轧辊轴相连的端部分别设置有三个等距布置的导向平键槽101,每个轧辊的轧辊轴借助于导向平键槽101以及导向键与锥齿轮连接。

    水平辊提供主要的轧制力并用于控制金属粉末轧制的板带材的宽度,轧制力主要由水平辊提供,所以水平辊与提供扭矩的动力系统的输入轴为一体设计。立棍采用阶梯式设计,保证在立棍直径较大而立辊轴径较小的情况下仍能具有一定的强度和刚度,同时减轻立棍轴所受的载荷,既可以保证轧机的运行安全可靠也可以延长立棍的使用寿命。

    两对轧辊的轧辊轴相互连接的一端在周向设计有三个等距布置的导向平键槽101,为实现双驱动四辊同步转动所设计;水平轧辊的辊身设计采用正弦圆周曲线设计,正弦圆周曲线能够解决半固态金属粉末在轧制时的低摩擦力问题,正弦圆周曲线的辊身可以更好地将浆料带入辊缝。

    两对辊系的水平辊与立棍的轴线相交侧采用锥齿轮配合,通过导向平键与对应的轧辊轴连接,能够实现两交叉配合的轧辊同步运动的目的,并避免了两辊因辊径差别过大而发生干涉,同时采用导向平键的周向等距布置结构,给两对轧辊分别提供了横向和纵向移动的自由度,从而为轧辊的平移系统改变所扎板带材的宽度和厚度提供自由度。在图1中,第二立辊3和第二水平辊6之间借助于锥齿轮9和锥齿轮10进行连接。在图2中,第一立棍2和第一水平辊5之间借助于锥齿轮13和锥齿轮14进行连接。

    第一水平辊5和第二立辊3分别连接有一个轧辊平移模块进行平移,以第一水平辊5的平移模块为例作简要描述,如图7所示,轧辊平移模块包括一对丝杠11和12、一对丝杠螺母轴21和22、一对轧辊轴承座连接件31和32、齿轮系41和电机系统51;轧辊轴承座连接件31和32的第一端设置有与轧辊轴承座相连接的连接槽,轧辊轴承座连接件31和32的第二端设置有与丝杠的一端通过螺纹配合连接的螺纹孔;丝杠11和12的两端分别设置有不同旋向的螺纹结构,丝杠11和12的第一端与轧辊轴承座相连,丝杠11和12的第二端与丝杠螺母轴相连接,使得丝杠螺母轴的转动通过丝杠带动轴承座平移进而带动对应的轧辊平移。

    相较于传统轧机板带材的宽度控制是通过多道次(如第一道次控制厚度,第二道次控制宽度)或者将轧辊设计成带凹槽的,沿轴线切开截面为工字形的轧辊,本发明将水平辊和轧辊布置在同一水平面,水平辊和立辊都提供主动驱动的轧制力,宽度厚度在第一道次轧制中就得到控制。

    丝杠螺母轴的第一端是与丝杠相配合的螺纹孔,丝杠螺母轴的第二端设有与齿轮系的第二齿轮配合的键槽,丝杠螺母轴的中间设有凸起的圆柱平台,圆柱平台用于与机架端盖相配合,实现对丝杠螺母轴移动自由度进行限定;齿轮系包括一个中间第一齿轮和两个第二齿轮,第二齿轮大于第一齿轮,第一齿轮通过第一齿轮轴与电机系统的输出轴相连,两个第二齿轮分别位于第一齿轮的两侧,通过电机系统提供的输出扭矩带动第一齿轮的转动,第一齿轮的转动带动两个第二齿轮同向转动,进而通过丝杠螺母轴带动每个轧辊两侧同时移动相同的位移。

    料斗4包括锥形主体、第一支撑板以及第二支撑板,锥形主体由四个板件借助于铆钉拼接形成,锥形主体的底面积小于锥形主体的顶面积并与辊缝成比例。料斗4的侧面具有符合金属粉末轧制原理要求的咬入角所对应的倾斜度(此倾斜度对应满足轧机生产的板带材的最小厚度,当轧制其它厚度的板带材时只需要调节料斗相对轧辊的高度即可)。第一支撑板和第二支撑板分别设置在锥形主体的两侧,第一支撑板和第二支撑板均为直角板,第一支撑板和第二支撑板的一对滑槽通过吊环螺钉固定在机架上。第一支撑板和第二支撑板的折弯处分别设计有钣金角撑板和焊接角撑板,以提高其承载能力,这两个支撑件除了与料斗主体相连的部分外,另一部分还分别有一对滑槽通过吊环螺钉与轧机架的端盖相连,使得料斗相对于轧机的高度是可调的,且拆装方便,安全可靠。

    锥形主体的一侧设置有挡板,挡板的主体为具有一定夹角的弯曲件,弯曲件的上部设置有与料斗4连接的凸耳,弯曲件的底部开设有防止与立辊相互干涉的槽,弯曲件的底边连接有与机架借助于螺栓固定的水平安装部。

    第一水平辊5和第二水平辊6的轧辊表面均设置有正弦圆周曲线。第一水平辊和第二水平辊的轧辊表面的正弦圆周曲线的参数方程如下:

    x=[r asin(wt)]cost

    y=[r acos(wt)]sint

    其中,x、y为第一水平辊的轧辊表面和第二水平辊的轧辊表面正弦圆周曲线相对于轧辊轴心的坐标,r为轧辊半径,a为正弦曲线的最高处相对于轧辊圆周的高度峰值,t为参数,w取6对应正弦圆周曲线的周期为60度,正弦圆周曲线波形的峰值和密度根据实际生产的需求通过调节a值和w值实现。

    图4是水平辊的结构示意图,由于半固态金属粉末浆料不同于传统轧制的连续弹塑性件,半固态金属粉末的浆料的粘塑性使得其摩擦力较小,传统的圆柱面轧辊不能提供足够的摩擦力带动浆料进入扎缝,所以本专利设计的水平轧辊辊身采用正弦圆周曲线形曲面,在正弦波形的带动下半固态金属浆料可以很顺利地进入扎缝中,且正弦圆周曲线有其特殊的参数方程有助于后续的理论分析。

    图5是辊系装配示意图,图6是轧辊与锥齿轮连接示意图,辊系由一对水平轧辊和一对立辊组成,每一个水平轧辊和立辊在轴线相交侧装配锥齿轮的轴端都设有周向等距布置的导向平键槽,通过导向平键槽将锥齿轮和轧辊装配于一体,当水平轧辊在电机作用下转动时通过锥齿轮的扭矩传递带动立辊转动,进而达到双驱动四辊同步转动的目的;采用轧辊周向的导向平键设计使得轧辊在平移的情况下锥齿轮配合也进行平移,在双驱动四辊同步转动的情况下扎缝仍然是可调节的。

    图7是轧辊平移模块与轧辊及其零部件的装配图,包括轧辊两侧轴承座连接件、丝杠、丝杠螺母轴、由一个中间第一齿轮两侧第二齿轮组成的齿轮系和由电机减速器和联轴器组成的动力系统,丝杠连接于轧辊轴承座上,丝杠螺母轴的一端内部设计有螺纹孔与丝杠配合,另一端的外壁上设计有键槽与第二齿轮连接,当电机带动第一齿轮转动时通过齿轮配合带动两侧的第二齿轮同向转动,进而在丝杠螺母轴的作用下带动轧辊平移。

    图8是钣金料斗4的三维图,由6块通过铆钉连接组合而成的钣金零件和一个钣金盖共同组成,其中四个组成了锥形料斗4主体,另外两个是料斗4的支撑件401和支撑件402,支撑件401和支撑件402如图9和10所示,如图8所示固定在机架上,与料斗4侧面连接处,考虑到半固态金属粉末带来的压力,为其设计了钣金角撑板,在与机架连接处侧板的直角处设计了焊接角撑板,并在支撑件于机架的连接处设计了一对滑槽通过吊环螺钉固定在机架上,方便调节料斗4相对于轧辊的高度。

    图11是钣金件料斗4挡板三维图,专利半固态金属粉末轧机是使用半固态金属粉末浆料轧制板带材,由于半固态金属浆料的粘塑性使得浆料在流向轧辊的过程中易从料斗4于轧辊的侧面散落出去,为了节省原材料设计了钣金件料斗4的挡板43,挡板43设置有两个,两个挡板43分别设置在锥形主体的两侧,其结构如图11所示,挡板43的主体为具有一定夹角的弯曲件430,弯曲件的上部设置有与料斗4连接的凸耳431,弯曲件的底部开设有防止与立辊相互干涉的槽432,弯曲件430的底边连接有与机架借助于螺栓固定的水平安装部433,弯曲连接处设计有加强筋,水平安装部433上开设有螺纹孔用于将挡板固定于机架1上。

    下面对本发明的工作原理进行叙述:

    料斗4位于轧机机架1的正上方用于盛放半固态金属粉末浆料,料斗4出口正对四个轧辊形成的四面闭合的扎缝。第一水平辊5、第二水平辊6构成一对水平辊系,第一立辊2、第二立辊3构成一对立辊系,水平辊系用于控制所生产板带材的厚度并提供轧制力,立辊系用于控制所生产板带材的宽度并提供轧制力。第一立辊2和第一水平辊5的轴线相交侧由一对锥齿轮配合,第一水平辊5的另一端的轴头根据生产所需提供合适的输入扭矩,第二立辊3和第二水平辊6采用同样的相互作用,当第一水平辊5和第二水平辊6的轴头有输入扭矩时,借助锥齿轮四辊同时转动。平移系统7、8通过齿轮配合和连接于轧辊轴承座的连接件以及丝杠螺母共同作用在电机提供的驱动下实现轧辊的平移,进而调节扎缝的尺寸来轧制不同宽度和厚度的板带材。

    该设备在使用时作为整个系统的粗轧轧机使用,后续配合相应的精轧机架及剪切单元,实现整个板带材的轧制。

    以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。


    技术特征:

    1.一种双驱动四辊同步可调半固态金属粉末轧机,其特征在于:其包括框架结构、机架、料斗、水平辊系统、立辊系统以及轧辊平移模块;

    所述框架结构设置在所述机架上,所述水平辊系统以及立辊系统均设置在所述框架结构上,所述水平辊系统和立辊系统交叉设置并处于同一水平面,所述水平辊系统提供厚度方向的轧制力并能够控制金属粉末轧制的板带材的厚度,所述立辊系统提供宽度方向的轧制力并能够控制金属粉末轧制的板带材的宽度,所述水平辊系统的轧辊轴与提供扭矩的动力系统的输出轴为一体化结构;

    所述水平辊系统包括第一水平辊和第二水平辊,所述立辊系统包括第一立辊和第二立辊,第一水平辊、第二水平辊、第一立辊以及第二立辊之间形成一个封闭的四边形辊缝,所述料斗位于所述辊缝的上方,第一水平辊和第二水平辊的轧辊表面均设置有正弦圆周曲线,所述第一立辊以及第二立辊为阶梯状轧辊,阶梯状轧辊能够增加轧辊的强度和刚度并减轻立棍轴所受的载荷;

    所述第一水平辊的轧辊轴的一个端部借助于锥齿轮与所述第一立辊的轧辊轴的一个端部连接,所述第二水平辊的轧辊轴的一个端部借助于锥齿轮与所述第二立辊的轧辊轴的一个端部连接;所述第一水平辊的轧辊轴的轴线与所述第一立辊的轧辊轴的轴线垂直相交,所述第二水平辊的轧辊轴的轴线与所述第二立辊的轧辊轴的轴线垂直相交;

    所述第一水平辊的轧辊轴与第一立辊的轧辊轴相连的端部以及第二水平辊的轧辊轴与第二立辊的轧辊轴相连的端部分别设置有三个等距布置的周向导向平键槽,每个轧辊的轧辊轴的端部借助于所述导向平键槽以及导向键与所述锥齿轮连接,三个等距布置的周向导向平键槽给两对轧辊分别提供了横向和纵向移动的自由度;

    第一水平辊和第二水平辊中的一个以及第一立辊和第二立辊中的一个分别连接有一个用于平移的轧辊平移模块;所述轧辊平移模块包括一对丝杠、一对丝杠螺母轴、一对轧辊轴承座连接件、齿轮系和电机系统;轧辊轴承座连接件的第一端设置有与轧辊轴承座相连接的连接槽,轧辊轴承座连接件的第二端设置有与丝杠的一端通过螺纹配合连接螺纹孔;所述丝杠的两端分别设置有不同旋向的螺纹结构,所述丝杠的第一端与轧辊轴承座相连,所述丝杠的第二端与丝杠螺母轴相连接,使得丝杠螺母轴的转动通过丝杠带动轴承座平移进而带动对应的轧辊平移;

    所述丝杠螺母轴的第一端是与丝杠相配合的螺纹孔,所述丝杠螺母轴的第二端设有与齿轮系的第二齿轮配合的键槽,丝杠螺母的中间设有凸起的圆柱平台,所述圆柱平台用于与机架端盖相配合实现对丝杠螺母轴移动自由度进行限定;齿轮系包括一个中间第一齿轮和两个第二齿轮组成,所述第二齿轮大于所述第一齿轮,所述第一齿轮通过第一齿轮轴与电机系统的输出轴相连,两个第二齿轮分别位于第一齿轮的两侧,通过电机系统提供的输出扭矩带动第一齿轮的转动,第一齿轮的转动带动两个第二齿轮同向转动进而通过丝杠螺母轴带动轧辊两侧同时移动相同的位移。

    2.根据权利要求1所述的双驱动四辊同步可调半固态金属粉末轧机,其特征在于:所述料斗包括锥形主体、第一支撑板以及第二支撑板,所述锥形主体由四个板件借助于铆钉拼接形成,所述锥形主体的底面积小于所述锥形主体的顶面积与辊缝的大小成比例,所述第一支撑板和第二支撑板分别设置在所述锥形主体的两侧,所述第一支撑板和第二支撑板均为直角板,所述第一支撑板和第二支撑板的一对滑槽通过吊环螺钉固定在机架上,借助于所述滑槽能够调节所述料斗相对于轧辊的高度。

    3.根据权利要求2所述的双驱动四辊同步可调半固态金属粉末轧机,其特征在于:所述料斗还设置有两个挡板,两个挡板分别安装在第一立辊和第二立辊靠近料斗侧,所述挡板的主体为具有一定夹角的弯曲件,所述弯曲件的上部设置有与料斗连接的凸耳,所述弯曲件的底部开设有防止两个立辊相互干涉的槽,所述弯曲件的底边连接有与机架借助于螺栓固定的水平安装部。

    4.根据权利要求1所述的双驱动四辊同步可调半固态金属粉末轧机,其特征在于:第一水平辊和第二水平辊的轧辊表面的正弦圆周曲线的参数方程如下:

    x=[r asin(wt)]cost

    y=[r acos(wt)]sint

    其中,x、y为第一水平辊的轧辊表面和第二水平辊的轧辊表面正弦圆周曲线相对于轧辊轴心的坐标,r为轧辊半径,a为正弦曲线的最高处相对于轧辊圆周的高度峰值,t为参数,w取6对应正弦圆周曲线的周期为60度,正弦圆周曲线波形的峰值和密度根据实际生产的需求通过调节a值和w值实现。

    5.根据权利要求1所述的双驱动四辊同步可调半固态金属粉末轧机,其特征在于:所述动力系统包括两个驱动电机,所述第一水平辊和第二水平辊的轧辊轴分别连接一个驱动电机的输出轴并与所述驱动电机的输出轴一体化设计。

    6.根据权利要求3所述的双驱动四辊同步可调半固态金属粉末轧机,其特征在于:所述料斗的侧面具有一个能够满足轧机生产的板带材的最小厚度的倾斜度,使用时能够通过调节料斗相对轧辊的高度实现轧制其它厚度的板带材。

    技术总结
    本发明提供一种双驱动四辊同步可调半固态金属粉末轧机,其包括框架结构、机架、料斗、水平辊系统、立辊系统以及轧辊平移模块;其中,料斗位于轧机的正上方,两侧支撑板设有滑槽可以用来调节相对轧辊的高度,水平辊系和立辊系共4个轧辊布置在同一个平面内,水平辊和立辊轴线垂直交叉布置,通过锥齿轮配合实现同步转动,辊系中的一个水平辊和一个立辊分别设计有平移系统,用于实现对应轧辊的平移进而调节扎缝的长、宽,最终实现对板带材宽厚的控制,机架位于正下方并且和机架端盖设置在一起。此发明所设计的轧机可以生产出宽度厚度都可调,带材边部整齐,高致密度的金属板带材,具有效率高、能耗低、操作简便、加工尺寸范围大的优点。

    技术研发人员:董永刚;赵熠堃;黄鑫磊;赵滨;敖金磊;张晋府;张京城
    受保护的技术使用者:燕山大学
    技术研发日:2020.11.06
    技术公布日:2021.03.12

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