CN100423860C - 紧固设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种紧固设备，该紧固设备可与一环形第一工件(76)和一第二工件(75)一起使用，第二工件位于第一工件内(76)，使得第二工件(75)的第一端穿过并伸出第一工件(76)的第一端，第一工件(76)的第二端相对第二工件(75)设置，该设备包括：一外壳(50)；一可移动地位于外壳(50)内的活塞(58)，使活塞(58)的至少一个定位部分(62)保持在外壳(50)内或穿过外壳(50)中的对应开口(61)伸出；设置在外壳(50)内以作用在活塞(58)上的压力装置(69)；以及，至少一个连接于外壳(50)的紧固件(71)。

Description

紧固设备和方法

(1)技术领域

本发明涉及一种紧固设备和方法，尤其涉及一种包括一液压夹紧螺母的液压紧固设备和使用该设备的方法。

(2)背景技术

有许多场合需要将两个部件紧固在一起。例如，在钢铁工业中，需要将一轧辊轴承(chock)放置在一轧辊(roll)的每一端，使该轧辊在相对轧辊轴承的轴向的位置固定。通常，在轧辊的每一端附近(不是指在每一端)的横截面的直径是缩短的。因而在轧辊的每一端设置一头部，在使用时该头部伸到相应轧辊轴承的一端的外部。一开口环位于和固定在每一缩小的截面的周围并作用在头部与相应的轧辊轴承之间，用来使轧辊相对轧辊轴承固定就位。在这种场合中的开口环通常重达16公斤，一般要用手工施加到轧辊上。这种应用往往比较笨拙，难于实现，并具有健康和安全方面的问题。此外，在用力放置和取出开口环时，有可能损坏轧辊、轧辊轴承和/或开口环。

(3)发明内容

根据本发明，提供一紧固设备，用于将一环形轧辊轴承轴向推到在一轧辊上的保持位置，在该位置，轧辊的第一端穿过并伸出轧辊轴承的第一端，所述设备包括：

一环形外壳，位于轧辊轴承的第一端与轧辊的第一端之间；

一可在所述外壳内轴向移动的环形活塞；

多个在圆周上分开的定位件，通过所述活塞作用，并穿过在所述外壳中的若干对应开口伸出与轧辊轴承的第一端接合；

与所述轧辊的第一端接合的至少一个紧固件，用于阻止所述外壳离开所述轧辊轴承的轴向移动；以及

作用在所述活塞上的压力装置，以将所述定位件推压于轧辊轴承的第一端。

压力装置可以包括弹性装置，或者可以包括液压装置。

(4)附图说明

下面结合附图和仅作为例子的方式描述本发明的实施例，附图中：

图1是本发明紧固设备的第一实施例的组合剖视图，所示的紧固设备处在与将被紧固的轧辊轴承和轧辊有关的非操作位置；

图2是图1紧固设备的示意性端视图；

图3是图1和2的紧固设备的组合剖视图，其中所示的轧辊轴承和轧辊、紧固设备位于在图1和4的位置的中间的位置；

图4是图1至3的紧固设备的组合剖视图，所示的轧辊轴承和轧辊、紧固设备位于操作位置；

图5是本发明紧固设备的第二实施例的剖视图，所示的紧固设备处在与将被紧固的轧辊轴承和轧辊有关的操作位置；以及

图6是图5紧固设备的示意性端视图。

(5)具体实施方式

参阅图1，紧固设备1包括一基本上是空心的环形外壳2，它包括一外周侧壁3、一内周侧壁4和一轴向内径向端壁5。通过一经若干内六角螺钉(未示出)连接于两个侧壁的封闭板6为环形体设置一轴向外径向端壁。轴向内端壁5设置有若干内环形肩部7。环形O形圈密封件8位于肩部7上。一环形凹部9设置在肩部之间。一环形活塞10位于紧固设备的外壳2内。该活塞具有总体为T形的横截面并设置有环形肩部11，一环形杆12设置在肩部之间。若干O形圈密封件13抵靠在肩部11上。

在围绕环形外壳2的十六个位置(见图2)，在紧固设备中设置了许多附加结构特征。在每一位置，在轴向内径向端壁5设置一孔14(图1)，这些孔具有相同的直径，与凹部9协作。呈柱塞15的形式的活塞的一定位部分位于孔内，柱塞涂有油脂并在孔内形成滑动配合。柱塞与活塞的杆12邻接。在紧固设备的非操作位置，柱塞15穿过孔14，并超过外壳2的轴向内径向端壁5的内表面。一空腔16设置在通向在十六个位置的每一个的活塞的环形外壳内，一叠六个盘簧16’位于该空腔内。这些盘簧16’处在松弛状态时的尺寸能使它们离开活塞从空腔中伸出。当封闭板6被拧到外壳时，这些盘簧被压缩并作用在活塞上将活塞10推向外壳2的轴向内端壁5，使得柱塞15穿过孔14并超出外壳2。液压装置17的设置如下。在外壳2的侧壁3中的两个位置，设置开口17’。这些开口17’与设置在活塞10与本体2的轴向内径向端壁5之间的第一环形腔18协作。在活塞中设置若干通道(未示出)以将第一环形腔连接于设置在活塞10与轴向内径向端壁5之间的第二环形腔19。一个开口17’用于引导液压流体进入这些空腔，和一个开口用于从这些腔中去除液压流体。

紧固设备还包括一对紧固臂20。每一臂包括一弧形板，并通过一销钉21(图2)可枢转地连接于封闭板6，使得它们能够从图1和3以及图2中的虚线所示的打开位置移动到图2和4的实线所示的关闭位置。将弹簧销40位于孔41内使紧固臂20固定在打开位置。为了将紧固臂放置在关闭位置，从孔41中取出该销，使得这些臂转动到关闭位置，再将销放入孔42中使它们固定。紧固设备的外壳2的轴向内径向端壁5设置有一能够容纳一个或多个销23的环形凸缘22。

参阅图1，3和4，下面将描述紧固设备的操作。紧固设备用于使一轧辊30相对一圆柱形轧辊轴承31固定。紧固设备放置在轧辊的第一端与轧辊轴承的第一端之间。轧辊轴承的第二端通过邻靠在轧辊上的一肩部(未示出)而相对轧辊定位。轧辊的第二端通过一如在此所描述的紧固设备固定于第二轧辊轴承。所示的轧辊轴承包括一圆柱形支承随动件32，它设置有一直径缩小的端部33。该端部设置有边缘34。紧固设备的轴向内径向端壁5的边缘22位于端部33之上，而销23位于支承随动件的边缘34的后面，以防紧固设备因疏忽脱离支承随动件。将边缘放置成紧固设备可靠地保持于支承随动件但可相对其轴向移动，这样紧固设备可移动地连接于支承随动件。要知道的是，紧固设备可保持在支承随动件个的适当位置中，不需要从中取下该设备使轧辊轴承脱离轧辊。

轧辊30的第一端包括一直径缩小的颈部35和一头部36。为了将轧辊紧固于轧辊轴承，其第一端插入穿过轧辊轴承的孔，使颈部35被紧固设备所包围，头部36伸出紧固设备的封闭板6，如图1所示。轧辊的直径与支承随动件32的相似，轧辊在支承随动件内滑动配合。紧固设备的轴向长度(环形边缘22排除在外)在如图1所示的非操作位置通常约为61毫米，大于轧辊的颈部35的轴向长度。在该位置，紧固臂20延伸越过颈部35，如图1所示，并位于与轧辊的头部36不接触的位置，如图2所示。

为了使紧固设备工作，液压装置1 7将油脂枪中的油脂经一个孔17’引导到第一环形腔18，并从该处经活塞10中的那些通道进入第二环形腔19。导入这些腔中的流体使活塞10抵抗若干叠盘簧16’的弹力离开外壳的轴向内径向端壁5。这又使柱塞15缩回，只略微伸出紧固设备的外壳2的轴向内径向端壁5。

这在轴向内径向端壁5与支承随动件的端部33之间留下环形间隙37，如图1所示。因此，紧固设备的轴向长度(环形边缘22还是排除在外)缩短至通常约为59.5毫米，比轧辊的颈部35的轴向长度短。然后紧固设备沿支承随动件32轴向移动，使柱塞15邻接支承随动件。紧固臂20现在可以容纳在颈部35的轴向长度内，并以逆时针和顺时针方向分别摆动到啮合和围绕轧辊的颈部35的半圆部分(图4)。将弹簧销40放置在孔42中并操作C形夹43(图2)，这样紧固臂就被固定在该位置。然后从腔18、19中排出液压流体。若干叠盘簧16’就通过活塞10将柱塞15推到与支承随动件的端部33接合，并通过封闭板6将紧固臂20推到与轧辊的头部36的轴向内表面接合。在该操作位置，紧固设备的轴向长度(环形边缘22还是排除在外)一般是60毫米，柱塞15略微伸出轴向内径向端壁5，活塞如图所示不与端壁5接触。通常，该紧固设备产生约2吨的力。当轧辊轴承的第二端抵靠在轧辊的肩部时，迫使轧辊的第一端离开轧辊轴承的第一端，从而使轧辊和轧辊轴承彼此相对固定。

为了使轧辊相对轧辊轴承松开，按如下所述使紧固设备为工作。再将液压流体导入腔18、19，使活塞10抵抗若干叠盘簧16’的作用力离开轴向内径向端壁5。这又使柱塞15在壁5的孔14内缩回，从而在壁5与支承随动件的端部33之间形成一环形间隙。紧固设备朝端部33轴向移动，然后被释放并脱离与轧辊的头部36的接触。然后液压流体从腔中排出。

轧辊轴承还包括一支承，在使用时该支承被加热而膨胀。当轧辊轴承的第二端抵靠在轧辊的肩部时，该端不能移动，支承膨胀的结果是使支承随动件的第一端轴向朝外向轧辊的第一端移动。需要将这种移动限制在例如0.3至0.9毫米，否则的话，轧辊轴承和其支承随动件会相对轧辊偏离位置，引起随动件磨损。在本发明中，在操作位置的紧固设备在支承随动件与轧辊之间施加约2吨的力。当支承随动件加热至能够克服该力时，将推压柱塞15，而柱塞15又抵抗若干叠盘簧16’的作用力推活塞10。这使活塞轴向朝外向封闭板6移动。活塞将连续移动，直至盘簧16’完全被压向封闭板，在该处支承随动件将不再膨胀。紧固设备被设计成当在支承随动件的任何加热之前的操作位置时，活塞10的轴向外端与封闭板6之间的距离约为0.5毫米。因此，可被容许的支承随动件的最大膨胀是0.5毫米。活塞与封闭板的邻接为支承随动件提供了一有利的止动。支承随动件将设置有一制造者的最大膨胀容许量，被紧固设备所接收的最大膨胀应小于或等于该容许量。

当支承冷却下来时会收缩。柱塞则能够在该叠盘簧的影响下移出并离开外壳，在支承随动件上施加一力将它推回到其需要的轴向位置。

图5和6示出紧固设备的第二实施例。该紧固设备被设计成它至少能够半永久性地连接于轧辊轴承，从而可最小限度地使用起重机将该设备配合到轧辊轴承上。该设备包括一是部分空心的环形外壳50，它包括一外周侧壁51、一内周侧壁52和一轴向内径向端壁53。通过一经若干内六角螺钉55连接于两个侧壁的封闭盖54为环形体设置一轴向外径向端壁。轴向内端壁53设置有若干内环形肩部56。一环形凹部57设置在诸肩部之间。一环形活塞58位于紧固设备的外壳50内。该活塞具有总体为T形的横截面并设置有若干环形肩部59。若干环形O形圈密封件60抵靠在诸肩部59上。

在围绕环形外壳50的三十二个位置(见图6)，在紧固设备中设置了许多附加结构特征。在每一位置，在轴向内径向端壁53设置一孔61(图5)，与凹部57协作。活塞包括呈杆形式的一定位部分62，这部分可移动地容纳在设置于活塞体内的凹部63中。杆位于孔内并在孔内形成滑动配合。杆包括一第一圆柱形部分64和一与板66连接在一起的第二圆柱形部分65。一叠盘簧67围绕在活塞体与板66之间的部分64。被压缩的弹簧将把杆62推向外壳50的轴向内径向端壁53，使它穿过孔61并伸出外壳。一模压成形弹簧68位于杆的第二圆柱形部分65的周围并作用在板66与外壳的轴向内径向端壁53之间，以将杆推离该壁朝向活塞体。

紧固设备的液压装置69包括一开口69’(图6)，适合将油脂枪连接于其上，该开口与一设置在活塞58与封闭盖54之间的环形腔70(图5)协作。

紧固设备还包括一对紧固臂71(图6)。每一臂包括一弧形板，并通过一销72可枢转地连接于封闭盖54，使得它能够从打开位置移动到如图所示的关闭位置。将弹簧分度销(未示出)放置在外壳中的孔内使紧固臂固定在打开位置。为了将紧固臂放置在关闭位置，从孔中取出这些销，允许这些臂转动到关闭位置，再通过将这些销放入外壳的其它孔和一钩圈73使它们固定。紧固设备的外壳50的外周侧壁51设置有一能够容纳一个或多个销(未示出)的环形凸缘74。

下面将描述紧固设备的操作。紧固设备用于使一轧辊75相对一圆柱形轧辊轴承76固定在一起。紧固设备放置在轧辊的第一端与轧辊轴承的第一端之间。轧辊轴承的第二端通过邻靠在轧辊上的一肩部(未示出)而相对轧辊设置。轧辊的第二端通过一如在此所描述的紧固设备固定于第二轧辊轴承。紧固设备首先连接于轧辊轴承。轧辊轴承包括一圆柱形支承随动件77，它设置有一通过螺栓固定于轧辊轴承(需要对其进行少许的修改或不经修改)的隔板78。隔板设置有一凹部79。紧固设备的外周侧壁51的凸缘74位于该凹部79中。这允许紧固设备可相对轧辊轴承转动和在设备与轧辊轴承之间一定量的轴向运动，但可防止紧固设备因疏忽而脱离轧辊轴承。要知道，紧固设备可保持在轧辊轴承上的适当位置中，不需要从其中取下该设备来使轧辊轴承脱离轧辊。

轧辊75的第一端包括一直径缩小的颈部80和一头部81。为了将轧辊紧固于轧辊轴承，首先将紧固设备的紧固臂71放置并保持在打开位置。然后轧辊的第一端插入穿过轧辊轴承中的孔，使颈部80被紧固设备所包围，头部81伸出紧固设备的封闭盖54，如图5所示。轧辊的直径与支承随动件77的相似，轧辊在支承随动件内滑动配合。在该实施例的紧固设备的轴向长度制定成设备能够位于支承随动件77与轧辊的头部81之间。然后放置紧固臂71并固定在关闭位置，在该位置，紧固臂放置成围绕轧辊的颈部80。

为了使紧固设备工作，将油脂枪中的油脂经一个开口69’引导到环形腔70。导入该腔中的油脂提供一将活塞58推离封闭盖54、将活塞58的杆62推向支承随动件77的轴向外表面并使若干叠盘簧67和模压成形弹簧68压缩的液压。有足够的液压施加于设备以实现设备的设计外力，在该实施例中该力是50吨。然后一设置在活塞周围的螺纹锁圈82转动至操作位置，并作为一机械锁定为活塞的定位提供另外的保障。然后取下油脂枪。在紧固设备中维持液压，该液压将杆62推至与支承随动件77接合，并通过封闭盖54将紧固臂71推至与轧辊头部81的轴向内表面接合。当轧辊轴承的第二端抵靠在轧辊的一肩部时，迫使轧辊的第一端推离轧辊轴承的第一端使轧辊相对轧辊轴承彼此固定。紧固设备被设计成能够承受例如可能在使用轧辊/轧辊轴承组件时出现的100至200吨力的超载力。

为了使轧辊相对轧辊轴承松开，按如下所述使紧固设备不工作。再将油脂导入腔70，使液压略微增加，这样锁圈82转动至非操作位置。取出在紧固设备的一孔83(图6)中的关闭塞，使腔70中的油脂排出，这样液压被释放。这使活塞杆62缩回而脱离支承随动件77。该运动得到了模制成形弹簧68的降压的帮助。液压的释放也使若干叠盘簧67降压，从而除去设备中所有的力。然后将紧固臂71放置并保持在打开位置，从而可从轧辊轴承和紧固设备中取出轧辊。

在使用时，轧辊轴承可移离紧固设备(例如约0.5至1毫米)，或轧辊轴承的第一端与轧辊之间的距离因磨损而可能增加。这可能使紧固设备施加到轧辊和轧辊轴承的力的至少一部分损失。但是，当若干叠盘簧67在液压的作用下而被压缩时，如果轧辊轴承以这种方法和其它方式移动，则弹簧67将作用使杆62推离活塞68的本体并朝向轧辊轴承的支承随动件77并与之接合。这样，盘簧对轧辊和轧辊轴承施加一力，即由这些盘簧提供一有效负荷。由液压装置施加于轧辊轴承和轧辊的原始力的比例由这些盘簧维持。

Claims (18)

1. 一种紧固设备，用于将一环形轧辊轴承轴向推到在一轧辊上的保持位置，在该位置，轧辊的第一端穿过并伸出轧辊轴承的第一端，所述设备包括：

一环形外壳，位于轧辊轴承的第一端与轧辊的第一端之间；

一可在所述外壳内轴向移动的环形活塞；

多个在圆周上分开的定位件，通过所述活塞作用，并穿过在所述外壳中的若干对应开口伸出与轧辊轴承的第一端接合；

与所述轧辊的第一端接合的至少一个紧固件，用于阻止所述外壳离开所述轧辊轴承的轴向移动；以及

作用在所述活塞上的压力装置，以将所述定位件推压于轧辊轴承的第一端。

2. 如权利要求1所述的紧固设备，其特征在于，压力装置包括弹性装置。

3. 如权利要求1所述的紧固设备，其特征在于，压力装置包括液压装置。

4. 如权利要求2所述的紧固设备，其特征在于，压力装置还包括液压装置。

5. 如权利要求4所述的紧固设备，其特征在于，紧固设备的轴向长度在一非操作位置与所述操作位置之间变化。

6. 如权利要求5所述的紧固设备，其特征在于，紧固设备在非操作位置的轴向长度比轧辊轴承的第一端与轧辊的第一端之间的距离大，使得外壳而不是伸出的定位件可容纳在它们之间。

7. 如权利要求5所述的紧固设备，其特征在于，紧固设备在操作位置的轴向长度使外壳和伸出的定位件能容纳在轧辊轴承的第一端与和轧辊的第一端接合的紧固件之间。

8. 如权利要求5所述的紧固设备，其特征在于，紧固设备的轴向长度在非操作位置与操作位置之间缩短，使该设备能够被放置在操作位置。

9. 如权利要求8所述的紧固设备，其特征在于，用液压装置将活塞推压于弹性装置，以将若干定位件至少部分地缩回到外壳内，使紧固设备的轴向长度缩短到允许它放置在操作位置。

10. 如权利要求9所述的紧固设备，其特征在于，一旦设备被放置在操作位置，就去除该液压装置产生的作用在活塞上的力，由弹性装置单独作用，将活塞的若干定位件推至具有轧辊轴承的第一端的位置，将至少一个紧固件推至具有轧辊的第一端的位置。

11. 如权利要求4所述的紧固设备，其特征在于，液压装置对设备施加液压，使它处于操作位置并将它保持在该位置。

12. 如权利要求11所述的紧固设备，其特征在于，液压装置在活塞与外壳之间施加液压，以将活塞推压于轧辊轴承的第一端，将至少一个紧固件推到具有轧辊的第一端的位置。

13. 如权利要求4所述的紧固设备，其特征在于，如果在使用中轧辊轴承移离轧辊的第一端，而且由液压装置施加的力部分地或全部地损失，弹性装置对轧辊轴承和轧辊施加一力。

14. 如权利要求13所述的紧固设备，其特征在于，弹性装置设置在活塞的本体部分与若干定位件之间，以将所述定位件推压于轧辊轴承的第一端。

15. 如权利要求14所述的紧固设备，其特征在于，弹性装置通过放置在设备中的并处于操作位置时的液压装置的工作被压缩。

16. 如权利要求4所述的紧固设备，其特征在于，紧固设备还包括一锁圈。

17. 如权利要求1所述的紧固设备，其特征在于，紧固设备设置有一个或多个柱塞，所述每一柱塞包括活塞的一定位件。

18. 如权利要求17所述的紧固设备，其特征在于，所述每一柱塞与活塞邻接。

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