《組合式液壓預緊鎖緊裝置及硬質合金複合軋輥》是株洲硬質合金集團有限公司於2011年4月28日申請的專利，該專利的申請號為2011101074422，公布號為CN102205347A，授權公布日為2011年10月5日，發明人是塗建剛、賀軍、范明、丁恆直、謝英、唐志軍、趙榮輝。
《組合式液壓預緊鎖緊裝置及硬質合金複合軋輥》公開了一種組合式液壓預緊鎖緊裝置以及利用該裝置裝配的硬質合金複合軋輥；該裝置包括預緊螺母、T型墊環和一對半環組成的預緊組合墊，若干傳力柱、液壓法蘭、環形墊環、環形活塞和密封圈；預緊螺母上還設計有外螺紋和若干均布的軸向通孔，傳力柱與其相配且可軸向移動，液壓法蘭與預緊螺母外螺紋相配合，其外柱面上設定有與環形活塞相通的油孔；環形活塞位於液壓法蘭內的缸體內且端面與環形墊環下端面面接觸；密封圈置於環形活塞與液壓法蘭的缸體之間；該裝置既能可靠預緊鎖緊軸上零部件，同時可取代液壓螺母，無需帶壓工作，也無需長期承受工作環境溫度、油、水氣等的影響，使用壽命長，且結構簡單、成本低。
2016年12月7日，《組合式液壓預緊鎖緊裝置及硬質合金複合軋輥》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《組合式液壓預緊鎖緊裝置及硬質合金複合軋輥》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：組合式液壓預緊鎖緊裝置及硬質合金複合軋輥
- 公布號：CN102205347A
- 授權日：2011年10月5日
- 申請號：2011101074422
- 申請日：2011年4月28日
- 申請人：株洲硬質合金集團有限公司
- 地址：湖南省株洲市荷塘區鑽石路288號
- 發明人：塗建剛、賀軍、范明、丁恆直、謝英、唐志軍、趙榮輝
- Int.Cl.：B21B27/02(2006.01)I；B23P19/027(2006.01)I
- 代理機構：長沙永星專利商標事務所
- 代理人：周詠、陳書誠
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
硬質合金複合軋輥常用複合形式為軋輥母軸與軋輥環膠結、過盈配合、或採用液壓螺母緊固，以及在液壓螺母與被夾持零件間塞入墊環、帶斜面的鎖緊環或者楔形環等填充液壓螺母與被夾持零件間的間隙，保持泄壓後的預緊力。液壓螺母因能產生較大的軸向預緊力，保證已緊固的機構在振動、溫度變化、衝擊等環境波動大的情況下有效克服軸向蠕變，穩定緊固而廣泛套用於冶金機械、礦山機械、工具機、船舶、軋輥等領域，尤其適合於大螺母緊固的場合，比如在硬質合金複合軋輥中套用。但是液壓螺母也存在突出的局限性，專利ZL01240838.7公開公布了一種液壓螺母裝置,由測壓接頭和測壓排氣接頭組成,其環狀凸台與螺母替內的凹槽周向接觸面之間設有密封件，帶壓工作.其具有結構簡單、加工製造容易、成本低，輸出推力大等特點，但是該裝置在使用過程中需要測壓和補壓，否則有可能鬆動，緊固不穩，最終導致緊固機構失效。專利ZL02208899.7、ZL0322625.1、ZL200520050660.9公開的液壓預緊機構，它們共同的特點是：當液壓螺母達到了所需的預緊力後，在液壓螺母與被夾持零件間塞入墊環（略小於半圓）、帶斜面的鎖緊環或者楔形環等填充液壓螺母與夾持零件間的間隙，傳遞壓力，待液壓螺母卸壓後保持緊固機構的預緊力。此類結構的液壓預緊機構最大的優點是，液壓螺母不需要帶壓力工作，安全、預緊穩定可靠；不足之處是液壓螺母的密封件是高分子材料，受溫度、油、水氣等因素的影響易老化，不利於多次使用，並且這種耐高壓的密封件，對材料要求苛刻，價格昂貴。
發明內容
專利目的
《組合式液壓預緊鎖緊裝置及硬質合金複合軋輥》提供一種組合式液壓預緊鎖緊裝置，既能可靠預緊鎖緊軸上零部件，同時可取代液壓螺母，無需帶壓工作，也無需長期承受工作環境溫度、油、水氣等的影響，使用壽命長，且結構簡單、成本低。同時《組合式液壓預緊鎖緊裝置及硬質合金複合軋輥》還提供了一種利用該裝置裝配的硬質合金複合軋輥。
技術方案
《組合式液壓預緊鎖緊裝置及硬質合金複合軋輥》的組合式液壓預緊鎖緊裝置，包括預緊螺母、軸截面呈“T”型的T型墊環和一對半圓型半環組成的預緊組合墊，還包括若干傳力柱、液壓法蘭、環形墊環、環形活塞和密封圈；預緊螺母上還設計有外螺紋和若干均布的軸向通孔，傳力柱與預緊螺母的軸向通孔相配且可在其中軸向移動，其長度大於軸向通孔長度，且下端面與置於預緊螺母和液壓法蘭之間的環形墊環上端面面接觸；T型墊環小端直徑大於預緊螺母上通孔外沿所在圓的直徑；液壓法蘭與預緊螺母外螺紋相配合，其外柱面上設定有與環形活塞相通的油孔；環形活塞位於液壓法蘭螺紋內端面的缸體內且端面與環形墊環下端面面接觸；密封圈置於環形活塞與液壓法蘭的缸體之間。
作為改進，所述液壓法蘭外柱面上還設定有若干均布的圓周方向的孔。
所述預緊螺母、液壓法蘭、環形墊環、T型墊環、環形活塞、半環採用高強度合金結構鋼，比如：預緊螺母、液壓法蘭、環形墊環採用35CrMnSiA，T型墊環、環形活塞、半環採用42CrMo；傳力柱採用高抗壓強度材料，如硬質合金。
《組合式液壓預緊鎖緊裝置及硬質合金複合軋輥》的利用前述的組合式液壓預緊鎖緊裝置裝配的硬質合金複合軋輥，包括帶凸台的軋輥母軸、套裝在母軸上且緊靠軋輥母軸凸台的多個間隔布置的軋輥環和隔環、與軋輥母軸凸台相對一端的螺紋連線的帶內螺紋的預緊螺母、在隔環與預緊螺母間還設定有由一軸截面呈“T”型的T型墊環和一對半圓型半環組成的預緊組合墊；所述預緊螺母上還設計有與液壓法蘭相配合的外螺紋，以及若干均布的與傳力柱相配且可讓傳力柱在其中軸向移動的軸向通孔；T型墊環小端直徑大於預緊螺母上通孔外沿所在圓的直徑。
改善效果
《組合式液壓預緊鎖緊裝置及硬質合金複合軋輥》的組合式液壓預緊鎖緊裝置，由於預緊螺母帶內螺紋、外螺紋，其內螺紋與軸的外螺紋、外螺紋與液壓法蘭的內螺紋連線；傳力柱可在預緊螺母的軸向通孔中自由移動；液壓法蘭中設定有缸體、進油孔。注入液壓油時，環形活塞受力產生軸向運動，頂起環形墊環和傳力柱，把壓力傳遞給T型墊環，壓緊待緊固的軸機構，最後迫使軸機構產生彈性變形，如墊環壓縮、軸拉長、螺紋變形等，對軸上的隔環、軋輥環等零件形成預緊力。T型墊環與需預緊的軸，如軋輥母軸，有間隙，可沿軸作軸向移動。當液壓法蘭的油壓達到設計值時，即預緊力達到要求值時，把合適高度的一組半環塞入T型墊環與預緊螺母之間的縫隙，並通過螺栓固定在T型墊環上。卸壓後，T型墊環與預緊螺母通過半環緊緊頂死，保持預緊力，使軸上零件與軸，如硬質合金複合軋輥上的軋輥環、隔環可與軋輥母軸可靠地預緊鎖緊。通過液壓法蘭圓周上的孔內，插入撬棍等工具卸出液壓法蘭，取出環形墊環和傳力柱，完成整個預緊過程。這樣，組合式液壓預緊鎖緊裝置，取代了液壓螺母，無需帶壓工作，也無需長期承受工作環境溫度、油、水氣等的影響，使用壽命長，且結構簡單、成本低。
當需拆卸整個軸向預緊鎖緊機構時，只需再依次裝配好傳力柱、環形墊環、液壓法蘭，按設計要求加壓，頂起T型墊環，使半環與預緊螺母分離，鬆開螺栓取出半環，卸壓，預緊力消除，再依次拆卸預緊螺母以及T型墊環等。
環形墊環均勻地傳遞了環形活塞的壓力，避免環形活塞變形，當旋轉卸液壓法蘭時，也避免了傳力柱卡在環形活塞和預緊螺母之間而無法轉動液壓法蘭的情形發生。
液壓法蘭、環形墊環和傳力柱作為預緊鎖緊和卸壓的工具，可重複使用；密封圈也因此不受作業環境中油、溫度、水氣等因素變化影響，不容易老化，使用壽命增長。《組合式液壓預緊鎖緊裝置及硬質合金複合軋輥》的組合式液壓預緊鎖緊裝置完全取代了液壓螺母，受力狀況無任何改變，但是成本降低很多。同時，利用該發明的組合式液壓預緊鎖緊裝置裝配的硬質合金複合軋輥，液壓螺母、T型墊環和半環組成的預緊組合墊作為複合軋輥的一部分，通過組合式液壓預緊鎖緊裝置的液壓法蘭、環形墊環和傳力柱將軋輥環、隔環與軋輥母軸實現了可靠的預緊鎖緊。
附圖說明
圖1是《組合式液壓預緊鎖緊裝置及硬質合金複合軋輥》的組合式液壓預緊鎖緊裝置的結構示意圖。
圖2是利用組合式液壓預緊鎖緊裝置裝配硬質合金複合軋輥的示意圖。
圖3為該發明的利用組合式液壓預緊鎖緊裝置裝配的硬質合金複合軋輥結構示意圖。
圖中：1.T型墊環；2.半環；3.預緊螺母；4.液壓發蘭；5.環形活塞；6.密封圈；7.傳力柱；8.螺栓；9.環形墊環；a.標準接油頭螺孔；b.環形活塞卸裝螺孔；c.T型墊環卸裝孔；d.液壓法蘭卸裝孔；e.隔環；f.硬質合金輥環；g.軸。
技術領域
《組合式液壓預緊鎖緊裝置及硬質合金複合軋輥》涉及一種組合式液壓預緊鎖緊裝置，以及利用該裝置裝配的一種硬質合金複合軋輥。
權利要求
1.一種組合式液壓預緊鎖緊裝置，包括預緊螺母（3）、軸截面呈“T”型的T型墊環（1）和一對通過若干螺釘（8）固定在T型墊環（1）上的半圓型半環（2）組成的預緊組合墊，其特徵是：它還包括若干傳力柱（7）、液壓法蘭（4）、環形墊環（9）、環形活塞（5）和密封圈（6）；所述預緊螺母（3）上還設計有外螺紋和若干均布的軸向通孔（31），傳力柱（7）與預緊螺母（3）的軸向通孔（31）相配且可在其中軸向移動，其長度大於軸向通孔（31）長度，且下端面與置於預緊螺母（3）和液壓法蘭（4）之間的環形墊環（9）上端面面接觸；所述T型墊環（1）小端直徑大於預緊螺母（3）上通孔（31）外沿所在圓的直徑；所述液壓法蘭（4）與預緊螺母（3）外螺紋相配合，其外柱面上設定有與所述環形活塞（5）相通的油孔（42）；所述環形活塞（5）位於液壓法蘭（4）螺紋內端面的缸體（41）內且端面與環形墊環（9）下端面面接觸；所述密封圈（6）置於環形活塞（5）與液壓法蘭（4）的缸體（41）之間。
2.根據權利要求1所述的組合式液壓預緊鎖緊裝置，其特徵是：所述液壓法蘭（4）外柱面上還設定有若干均布的圓周方向的卸裝孔（42）。
3.根據權利要求1所述的組合式液壓預緊鎖緊裝置，其特徵是：所述環形活塞（5）大端面設定有若干均布的卸裝螺孔（51）。
4.根據權利要求1所述的組合式液壓預緊鎖緊裝置，其特徵是：所述預緊螺母（3）、液壓法蘭（4）、環形墊環（9）、T型墊環（1）、環形活塞（5）、半環（2）採用高強度合金結構鋼，傳力柱（7）採用高抗壓強度材料。
5.根據權利要求3所述的組合式液壓預緊鎖緊裝置，其特徵是：所述預緊螺母（3）、液壓法蘭（4）、環形墊環（9）採用的高強度合金結構鋼為35CrMnSiA；所述T型墊環（1）、環形活塞（5）、半環（2）採用的高強度合金結構鋼為42CrMo；所述傳力柱（7）採用的高抗壓強度材料為硬質合金。
6.一種利用權利要求1-4之一所述的組合式液壓預緊鎖緊裝置裝配的硬質合金複合軋輥，包括帶凸台的軋輥母軸（g）、套裝在母軸上且緊靠軋輥母軸凸台的多個間隔布置的輥環（f）和隔環（e）、與軋輥母軸凸台相對一端的螺紋連線的帶內螺紋的預緊螺母（3）、在所述隔環（e）與預緊螺母（3）間還設定有由一軸截面呈“T”型的T型墊環（1）和一對通過若干螺釘（8）固定在T型墊環（1）上的半圓型半環（2）組成的預緊組合墊；其特徵是：所述預緊螺母（3）上還設計有與液壓法蘭（4）相配合的外螺紋，以及若干均布的與傳力柱（7）相配且可讓傳力柱（7）在其中軸向移動的軸向通孔（31）；所述預緊螺母（3）上通孔（31）外沿所在圓的直徑小於T型墊環（1）小端直徑。
實施方式
如圖1所示，一種組合式液壓預緊鎖緊裝置，包括預緊螺母3、軸截面呈“T”型的T型墊環1和一對半圓型半環2組成的預緊組合墊、若干傳力柱7、液壓法蘭4、環形墊環9、環形活塞5和密封圈6；預緊螺母3上還設計有外螺紋和若干均布的軸向通孔31，傳力柱7與預緊螺母3的若干軸向通孔31相配且可在其中軸向移動，其長度大於軸向通孔31長度，且下端面與置於預緊螺母3和液壓法蘭4之間的環形墊環9上端面面接觸；T型墊環1小端直徑大於預緊螺母3上通孔31外沿所在圓的直徑，以便均勻傳遞力；液壓法蘭4與預緊螺母3外螺紋相配合，其外柱面上設定有與所述環形活塞5相通的油孔42；環形活塞5位於液壓法蘭4螺紋內端面的缸體41內且端面與環形墊環9下端面面接觸；密封圈（6）置於環形活塞5與液壓法蘭4的缸體41之間。
為便於安裝，液壓法蘭4外柱面上還設定有若干均布的圓周方向的孔42。
預緊螺母3、液壓法蘭4、環形墊環9、T型墊環1、環形活塞5、半環2適宜採用高強度合金結構鋼，其中預緊螺母3、液壓法蘭4、環形墊環9採用高強度合金結構鋼35CrMnSiA，T型墊環1、環形活塞5、半環2採用高強度合金結構鋼為42CrMo，傳力柱7採用高抗壓強度材料，如硬質合金。
利用該組合式液壓預緊鎖緊裝置裝配的硬質合金複合軋輥，包括帶凸台的軋輥母軸g、套裝在母軸上且緊靠軋輥母軸凸台的多個間隔布置的軋輥環f和隔環e、與軋輥母軸凸台相對一端的螺紋連線的帶內螺紋的預緊螺母3、在隔環e與預緊螺母3間還設定有由一軸截面呈“T”型的T型墊環1和一對半圓型半環2組成的預緊組合墊；預緊螺母3上還設計有與液壓法蘭4相配合的外螺紋，以及若干均布的與傳力柱7相配且可讓傳力柱7在其中軸向移動的軸向通孔31；預緊螺母3上的通孔31外沿所在圓的直徑小於T型墊環1小端直徑，以便置於通孔31中的若干個傳力柱7能均勻傳遞液壓力。
硬質合金複合軋輥安裝時（參見圖2），先把軋輥母軸g豎直立起（圖2位置旋轉180℃），向軋輥母軸凸台位置依次裝入硬質合金輥環f、隔環e、T型墊環1；把預緊螺母3旋進軋輥母軸g，端面抵住T型墊環1，然後將組裝部件旋轉180℃；把組合式液壓預緊鎖緊裝置的傳力柱7插入預緊螺母3的軸向通孔31中，把環形墊環9平放在傳力柱7上，要求環形墊環9與軋輥母軸g基本同軸；最後把液壓法蘭4旋進預緊螺母3中，剛好抵住環形墊環9為佳。然後，通過油孔42向缸體41內的環形活塞5加壓，軋輥母軸上端通過支架固定，環形活塞5受力產生軸向運動，頂起環形墊環9和傳力柱7，把壓力均勻傳遞給T型墊環1，T型墊環1產生軸向位移，首先消除硬質合金輥環f和隔環e間的軸向間隙，隨著壓力不斷增加，最後迫使軸機構產生彈性變形，比如隔環墊環壓縮、軸拉長、螺紋變形等，形成預緊力。當油壓達到設計值時，把合適高度的一對半環2塞入T型墊環1與預緊螺母3之間的縫隙，半環2通過螺栓8再固定在T型墊環1上。然後卸除油壓，T型墊環1與預緊螺母3通過半環2緊緊頂死，保持預緊力。這樣完成了整個預緊鎖緊，然後通過橇棍等合適的工具和液壓法蘭4圓周上的卸裝孔d，卸出液壓發蘭4，取出環形墊環9和傳力柱7。《組合式液壓預緊鎖緊裝置及硬質合金複合軋輥》的硬質合金複合軋輥即完成裝配、可進一步安裝並進入工作狀態。
當硬質合金複合軋輥需要更換硬質合金輥環時，再依次裝配好傳力柱7、環形墊環9、液壓法蘭4，按設計要求加壓，頂起T型墊環1，使半環2與預緊螺母3分離，鬆開螺栓8取出半環2，卸壓，預緊力消除，再依次拆卸預緊螺母3以及T型墊環1（通過卸裝孔c即可方便T型墊環1的拆裝），即可取出硬質合金輥環f和隔環e。
《組合式液壓預緊鎖緊裝置及硬質合金複合軋輥》的硬質合金複合軋輥不含液壓法蘭4、環形墊環9和傳力柱7，完全由預緊螺母3（即普通機械螺母取代了液壓螺母，並且受力狀況完全一致，成本下降30%左右。由於液壓法蘭4不隨硬質合金複合軋輥參與軋鋼等作業，因此密封圈6不受作業環境中油、溫度、水氣等因素變化影響，不容易老化，使用壽命增強5倍以上，並且避免了通常的硬質合金複合軋輥因液壓螺母密封圈老化漏油而無法卸出的情況。
榮譽表彰
2016年12月7日，《組合式液壓預緊鎖緊裝置及硬質合金複合軋輥》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
