一种多层金属复合材料的压下力与速度联动控制轧制机构的制作方法

本发明涉及轧制设备，具体为一种多层金属复合材料的压下力与速度联动控制轧制机构。

背景技术：

1、多层金属复合材料是将两种及以上不同性能的金属材料通过轧制复合成型的新型材料，兼具各单层金属的力学、耐腐蚀、导电导热等综合性能，广泛应用于航空航天、轨道交通、新能源装备、精密电子等高端制造领域。轧制工艺是多层金属复合材料成型的核心工艺，其通过轧辊施压使多层金属坯料发生塑性变形，实现层间紧密贴合、稳固复合，而轧制过程中压下力大小、轧制转速的精准调控及协同匹配性，直接决定复合材料的层间结合强度、厚度均匀性、板形平整度等核心品质，同时关乎生产效率与设备运行稳定性，目前，多层金属复合材料轧制生产普遍采用液压压下式轧制机构，依托液压伺服系统实现轧辊压下行程与压下力的调节，相较于传统机械压下结构，具备调节精度高、载荷稳定、适配大变形轧制的优势，能够满足常规单层金属板材及普通复合板材的基础轧制需求；

2、但在实际工业化生产过程中，现有液压轧制机构存在显著的技术缺陷，核心问题在于液压压下力调节系统与轧辊转速驱动系统相互独立、控制解耦，无法实现压下力与轧制速度的动态联动匹配，而多层金属复合材料轧制属于多变量强耦合的非线性变形过程，轧制速度的快慢直接影响金属坯料的变形速率、流动应力及层间摩擦状态，有鉴于此，我们提出一种多层金属复合材料的压下力与速度联动控制轧制机构，以解决上述的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种多层金属复合材料的压下力与速度联动控制轧制机构，以解决现有上述指出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多层金属复合材料的压下力与速度联动控制轧制机构，包括：

3、轧制组件；

4、传动组件，固定设置于所述轧制组件侧部，用于驱动所述轧制组件运转，从而轧制所述多层金属复合材料；

5、联动控制组件，固定设置于轧制组件靠近传动组件的一侧面上，用于控制轧制组件的轧制速度。

6、作为本发明优选的方案，所述轧制组件包括两个平行设的架体，两个所述架体之间转动设置有一个下轧辊以及一个上轧辊，所述上轧辊位于所述下轧辊顶部，且所述上轧辊沿两个架体高度方向可调节，从而控制下轧辊与上轧辊之间的轧制间距，所述下轧辊与上轧辊之间转动设置有两个上下分布的中心辊，两个所述中心辊沿两个架体高度方向可移动。

7、作为本发明优选的方案，两个所述架体相背面各设置有一个调节座，所述上轧辊转动装配于两个调节座之间，两个所述架体相背面均开设有至少一个竖向分布的竖向滑槽，所述竖向滑槽内部滑动设置有螺杆，所述螺杆与所述调节座固定装配，以使所述调节座沿所述竖向滑槽高度方向移动。

8、作为本发明优选的方案，所述架体顶部固定设置有压下液压缸，所述压下液压缸的活塞杆下端与所述调节座顶部固定装配，且初始状态下，所述压下液压缸的活塞杆回缩至所述压下液压缸缸体内部，以使所述调节座位于竖向滑槽内部可移动行程的上止点位置。

9、作为本发明优选的方案，所述传动组件包括固定设置于其中一个所述架体远离另一个架体一侧的箱体，所述箱体内部转动设置有两个上下平行分布的传动轴，两个所述传动轴均与下轧辊及上轧辊轴向平行，且两个所述传动轴外环面固定设置有一个啮合齿轮，且两个所述传动轴外环面上的啮合齿轮相互啮合，其中一个所述传动轴远离架体的一端通过连接轴与外部设置的动力电机输出轴固定，两个所述传动轴端部分别与两个中心辊端部各固定装配有一个卡丹联轴器。

10、作为本发明优选的方案，所述联动控制组件包括固定安装于调节座远离架体的一侧面底部的连接座，以及固定安装于与所述连接座同侧的所述架体侧面的固定轴，所述固定轴外围转动设置有杠杆，所述杠杆顶部与所述连接座底部之间固定设置有弹簧，所述固定轴远离所述弹簧的一端固定设置有测量传感器。

11、作为本发明优选的方案，所述测量传感器距离固定轴圆心长度远大于所述弹簧距离所述固定轴圆心长度。

12、作为本发明优选的方案，固定有固定轴的一个所述架体侧面还固定设置有感应条，所述感应条位于测量传感器的测量端，且感应条的弧形与测量传感器随杠杆转动的路径相适配，所述感应条靠近测量传感器的一侧面具有感应刻度。

13、作为本发明优选的方案，所述杠杆顶部固定设置有锁止液压缸，所述锁止液压缸活塞杆活动贯穿杠杆，初始状态下，所述锁止液压缸活塞杆处于完全伸展状态，且锁止液压缸活塞杆下端固定设置有摩擦锁止块，所述摩擦锁止块底部与所述固定轴外环面上部分抵触，形成杠杆与固定轴之间的相对转动锁止结构。

14、作为本发明优选的方案，固定有固定轴的一个所述架体侧面还固定设置有控制器，所述控制器与测量传感器之间电性连接，所述控制器与驱动传动轴旋转的外部动力电机通过电信号连接。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

16、1.本发明中，通过将联动控制组件与调节上轧辊位置的调节座直接关联，使压下力调整过程中带动杠杆同步绕固定轴偏转，利用杠杆放大原理将上轧辊的位置变化转化为测量传感器的精准位移输出，进而通过控制器对动力电机输出转速进行实时调整，实现了压下力变化与轧制速度的自动联动匹配，解决了传统设备中压下调节与转速控制相互独立的耦合缺失问题，有效适配多层金属复合材料非线性变形过程中参数匹配需求。

17、2.本发明中，锁止液压缸能够带动摩擦锁止块对杠杆进行位置锁止，在无需联动控制的轧制工况下，可将联动控制组件锁定，防止杠杆因振动等因素发生意外转动，确保压下力与速度的联动控制精度，同时杠杆放大结构的设计将微小的压下位移放大为明显的测量端位移，有效提升了压下力与速度联动的调控精度，降低了信号采集过程中的误差，保证了联动控制的稳定性与精准性。

18、3.本发明中，整体结构沿用现有液压压下轧制设备的基础架构，仅在现有结构基础上增设一套机械联动信号采集与反馈结构，改造成本低，无需对原有设备动力与控制系统进行大规模替换，便于在现有轧制生产线上进行推广应用，适配中小批量多层复合材料轧制生产的改造需求。

1.一种多层金属复合材料的压下力与速度联动控制轧制机构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种多层金属复合材料的压下力与速度联动控制轧制机构，其特征在于：所述轧制组件（100）包括两个平行设的架体（101），两个所述架体（101）之间转动设置有一个下轧辊（102）以及一个上轧辊（103），所述上轧辊（103）位于所述下轧辊（102）顶部，且所述上轧辊（103）沿两个架体（101）高度方向可调节，从而控制下轧辊（102）与上轧辊（103）之间的轧制间距，所述下轧辊（102）与上轧辊（103）之间转动设置有两个上下分布的中心辊（108），两个所述中心辊（108）沿两个架体（101）高度方向可移动。

3.根据权利要求2所述的一种多层金属复合材料的压下力与速度联动控制轧制机构，其特征在于：两个所述架体（101）相背面各设置有一个调节座（104），所述上轧辊（103）转动装配于两个调节座（104）之间，两个所述架体（101）相背面均开设有至少一个竖向分布的竖向滑槽（105），所述竖向滑槽（105）内部滑动设置有螺杆（106），所述螺杆（106）与所述调节座（104）固定装配，以使所述调节座（104）沿所述竖向滑槽（105）高度方向移动。

4.根据权利要求3所述的一种多层金属复合材料的压下力与速度联动控制轧制机构，其特征在于：所述架体（101）顶部固定设置有压下液压缸（107），所述压下液压缸（107）的活塞杆下端与所述调节座（104）顶部固定装配，且初始状态下，所述压下液压缸（107）的活塞杆回缩至所述压下液压缸（107）缸体内部，以使所述调节座（104）位于竖向滑槽（105）内部可移动行程的上止点位置。

5.根据权利要求4所述的一种多层金属复合材料的压下力与速度联动控制轧制机构，其特征在于：所述传动组件（200）包括固定设置于其中一个所述架体（101）远离另一个架体（101）一侧的箱体（201），所述箱体（201）内部转动设置有两个上下平行分布的传动轴（202），两个所述传动轴（202）均与下轧辊（102）及上轧辊（103）轴向平行，且两个所述传动轴（202）外环面各固定设置有一个啮合齿轮（203），且两个所述传动轴（202）外环面上的啮合齿轮（203）相互啮合，其中一个所述传动轴（202）远离架体（101）的一端通过连接轴与外部设置的动力电机输出轴固定，两个所述传动轴（202）端部分别与两个中心辊（108）端部各固定装配有一个卡丹联轴器（204）。

6.根据权利要求5所述的一种多层金属复合材料的压下力与速度联动控制轧制机构，其特征在于：所述联动控制组件（300）包括固定安装于调节座（104）远离架体（101）的一侧面底部的连接座（301），以及固定安装于与所述连接座（301）同侧的所述架体（101）侧面的固定轴（302），所述固定轴（302）外围转动设置有杠杆（303），所述杠杆（303）顶部与所述连接座（301）底部之间固定设置有弹簧（304），所述固定轴（302）远离所述弹簧（304）的一端固定设置有测量传感器（305）。

7.根据权利要求6所述的一种多层金属复合材料的压下力与速度联动控制轧制机构，其特征在于：所述测量传感器（305）距离固定轴（302）圆心长度远大于所述弹簧（304）距离所述固定轴（302）圆心长度。

8.根据权利要求7所述的一种多层金属复合材料的压下力与速度联动控制轧制机构，其特征在于：固定有固定轴（302）的一个所述架体（101）侧面还固定设置有感应条（306），所述感应条（306）位于测量传感器（305）的测量端，且感应条（306）的弧形与测量传感器（305）随杠杆（303）转动的路径相适配，所述感应条（306）靠近测量传感器（305）的一侧面具有感应刻度（307）。

9.根据权利要求8所述的一种多层金属复合材料的压下力与速度联动控制轧制机构，其特征在于：所述杠杆（303）顶部固定设置有锁止液压缸（308），所述锁止液压缸（308）活塞杆活动贯穿杠杆（303），初始状态下，所述锁止液压缸（308）活塞杆处于完全伸展状态，且锁止液压缸（308）活塞杆下端固定设置有摩擦锁止块（309），所述摩擦锁止块（309）底部与所述固定轴（302）外环面上部分抵触，形成杠杆（303）与固定轴（302）之间的相对转动锁止结构。

10.根据权利要求9所述的一种多层金属复合材料的压下力与速度联动控制轧制机构，其特征在于：固定有固定轴（302）的一个所述架体（101）侧面还固定设置有控制器（3010），所述控制器（3010）与测量传感器（305）之间电性连接，所述控制器（3010）与驱动传动轴（202）旋转的外部动力电机通过电信号连接。