CN100425360C - 轧辊以及用于这种轧辊的环 - Google Patents

Abstract

第一方面，本发明涉及用于复合轧辊的环，特别是形式为锁紧螺母的环，该环包括至少一个包括机械压缩弹簧(18)的弹簧装置(12)，该机械压缩弹簧作用在施压体(19)和支撑体(20)之间，施压体(19)可来回移动从而持续不断地传递由压缩弹簧产生的弹簧力，支撑体(20)可处于固定位置但可借助于螺栓(26)可调移动从而改变压缩弹簧张力。另一方面，本发明涉及一种包括根据本发明的环的复合轧辊。

Description

轧辊以及用于这种轧辊的环

技术领域

在第一方面，本发明涉及一种轧辊，其包括可驱动辊轴和两个轴向间隔分开的止动环，其中一个止动环固定而另一个是锁紧螺母，多个其它环被安装在止动环之间，这些其它环中一个或多个为辊环。

大体如上所述的这种轧辊被本领域技术人员称为复合轧辊。实践中，这种轧辊用于长窄条金属制品的热轧或冷轧，例如金属线材、棒材、管材等。出于此目的，这些辊环或环，即与隔离环等不同、用于执行金属成型的环，形成有多个通常具有半圆形横截面形状的圆周凹槽。

背景技术

这种轧辊长效保持适当功能的重要因素是不同轧辊和隔离环以可靠方式相对于彼此并相对于辊轴转动地固定，因为极大的扭矩要从轴传递到环而无各环相对于彼此的滑动。为了克服此问题采用紧固装置，其可被分为两种主要类型，即，一方面是利用机械弹簧的弹簧力的装置，另一方面是液压作用装置。在这些装置中，最后提到那种由于许多原因而不太适合，例如向转动轧辊提供昂贵的液压油管的需求、漏油的风险等。因此，机械弹簧更为优选，因为它们技术上较不复杂，并且制造、安装和使用更容易也更便宜。

在所讨论的技术中，已经出现了许多用于复合轧辊的机械弹簧的提议。这些提议之一公开在US5735788中，并且基于贝氏弹簧在辊轴的可拆卸环组中的使用。然而，这种解决方案由于弹簧在辊环和隔离环组中的定位等并且由于疲劳问题而并没有成功。事实上，所讨论的贝氏弹簧的张力或弹簧力应可能进行再调节，即通过螺丝组进行再调节，但由于其在可拆卸环组内部的定位，弹簧连续受到作用力，该作用力使弹簧变形更确切来说变平，这一点导致松弛或疲劳相当快地达到这种程度：弹簧丧失在操作过程中用不滑动的各环之间摩擦接头中的作用力使各环瞬间保持彼此压靠的能力。此外，倾斜的弹簧抵靠相邻环以这种方式磨损：由于弹簧具有与环之间的(圆形)线接触而非面接触这一事实，它们在相当短的时间内变得磨损。

发明内容

本发明旨在排除US5735788中存在的轧辊以及其它利用机械弹簧的轧辊中的上述不利之处，并旨在提供一种改进的轧辊。因此，第一方面，本发明的主要目的是提供一种具有机械作用弹簧装置的轧辊，该弹簧装置可对轧辊的可拆卸环施加高弹簧力或高度预应力，其目的是避免操作期间各环之间的滑动，并且其还能够以简单的方式补偿不断地在操作期间出现在环中的不可避免的变形(由于其中材料的磨损和变形)，从而对于各环之间扭矩的瞬时传递保证了高度预应力。附加目的是提供一种轧辊，其轧辊宽度(固定止动环和锁紧螺母之间的轴向可用空间)以不被任何需要空间型弹簧装置占用的方式利用。此外本发明的目的是提供一种轧辊，其中对各环弹簧预应力的维护可以简单快捷的方式实现。

为实现上述目的，本发明提供了一种轧辊，包括可驱动辊轴和两个轴向间隔分开的止动环，以及多个其它环，其中一个止动环固定而另一个是锁紧螺母，其中一个或多个其它环是被安装在止动环之间的辊环，其特征在于至少一个止动环包括弹簧装置，该弹簧装置容纳在轴向延伸并在所述止动环的相对端面中开口的通孔内，并且其中包括机械压缩弹簧，该压缩弹簧作用在施压体和支撑体之间，施压体可穿过孔的开口来回移动以持续不变地将压缩弹簧产生的弹簧力传递至所述其它环，支撑体在轧辊操作期间相对于轧辊处于固定位置而非操作时可通过调节部件可调移动从而改变压缩弹簧张力。

第二方面，本发明涉及一种具有嵌入式弹簧功能的环，并用于根据本发明的轧辊。本发明在此方面的重要目的是提供一种环，特别是形式为锁紧螺母的环，其中包括一个或多个弹簧装置，一方面其包括一个大到使轧辊的不同环中的大量变形都可以得到补偿的工作范围，而另一方面在操作期间即时为各环提供高度的动态预应力以避免滑动的风险。附加目的是提供一种具有弹簧功能的环，该环能够以简单的方式安装到辊轴上或从其上拆卸，并且此外该环以这种方式制造：弹簧装置的有效弹簧力能够以简单且方便人机控制的方式调节。

为实现上述目的，本发明还提供了一种用于轧辊的环，其特征在于包括弹簧装置，该弹簧装置容纳在轴向延伸并向环的相对端面开口的通孔中，并且该弹簧装置中包括机械压缩弹簧，该压缩弹簧作用在施压体和支撑体之间，施压体可穿过孔的开口来回移动从而持续不断地传递由压缩弹簧产生的弹簧力，支撑体可相对于环处于固定位置但可借助于调节部件可调移动从而改变压缩弹簧张力。

本发明基于将弹簧装置嵌入安装在辊轴上的环特别是形式为锁紧螺母的止动环中的思想，该弹簧装置中包括机械压缩弹簧，其作用在施压体和支撑体之间，施压体可来回移动从而持续不断地向其它环传递由压缩弹簧产生的弹簧力，支撑体在环操作期间处于相对于环的固定位置但非操作时可借助于调节部件可调移动从而改变压缩弹簧张力。有利地，这种类型的多个周向间隔分开的弹簧装置沿着环设置在圆形轮缘结构中。

附图说明

附图中：

图1是根据本发明的轧辊的局部纵向剖视图，图2是包括在轧辊中的形式为锁紧螺母的环的放大横截面视图，其中嵌入了根据本发明的弹簧装置。

图3是仅显示了其中安装弹簧装置的中空空间的横截面视图，

图4是显示包括在弹簧装置中的不同部件的部件分解图，并且

图5是包括在该弹簧装置中的压缩弹簧的放大剖视图。

具体实施方式

图1中显示了复合轧辊，在传统的方式下该轧辊包括具有两个轴向间隔分开的止动环2、3的可驱动轴或辊轴1，该止动环之一即止动环2固定，而另一个是可从轴上拆卸的锁紧螺母3。在本例中，固定的止动环2形式为与轴的剩余部一体形成的环状轴肩。然而，以独立可拆卸环的形式制造固定止动环2也是可行的，这种环以适当方式相对于轴轴向锁定。

多个可拆卸的环设置在固定止动环2与可分离锁紧螺母3之间，其中一些是辊环4而另外一些是隔离环5。在锁紧螺母3和最靠近其定位的辊环4之间存在附加环6，其设计可与隔离环5的设计不同并且它在下文中被称为紧固环。通常，辊轴1以及各种环具有转动对称更确切来说圆柱形基本形状，各环通过平面的端部接触面界定。各端面中，只有锁紧螺母3的相对端面具有参考标记7、8，如图2、3所示。在其圆柱形内部，锁紧螺母(见图1)形成有与辊轴的外螺纹10接合的内螺纹9。辊环4目的是提供直接的轧辊成型作业并且出于此目的具有环形的外围凹槽11，该辊环可有利地由硬质合金或其它耐磨材料制造，而中间环5、6由例如钢或铸铁的较软金属组成。然而，对于本发明的实现而言不同环中的材料是随意的。重要的一点是介于各环端面之间的界面中的摩擦接头有效地防止各环之间的滑动。出于此目的，各环必需持续不变地保持由巨大的弹簧力或预应力进行压缩。

图2-5详细描述了嵌入锁紧螺母3中的弹簧装置12的特性。图2中，弹簧装置被显示为安装在锁紧螺母中，而图3仅显示了其中容纳弹簧装置的通孔，并且图4是显示彼此间隔分开的弹簧装置的各个部件的部件分解图。

上述孔轴向穿过锁紧螺母3延伸并且整体上指示为13，该孔一方面包括在端面7中开口并转向锁紧螺母内部的前部或内部部分14，另一方面包括通过加宽的沉口16在锁紧螺母的后部或外部端面8中开口的后部部分15。在本例中，前部孔部分14直径大于孔部分15的直径，继而沉口16具有比部分15更大的直径。前部孔部分14的内表面是光滑的且是圆柱形的，而后部孔部分15沿其整个长度形成有内螺纹17。

弹簧装置12的有效部分(见图4)是作用在施压体19与后挡止或支撑体20之间的压缩弹簧18。在例示的实施例中，施压体19由具有凸缘21的适当圆柱形的销构成，压缩弹簧18的前端可压靠该凸缘。支撑体20形式为活塞，其除了圆柱形包络面22之外还具有一个适当平面形的背侧23以及一个前侧24，中心承座25在该前侧中开口，施压体19的后端接合该承座。螺栓26可用其外螺纹27在孔部分15中与内螺纹17接合拧紧。螺栓头28容纳在沉口16中。西格(Seeger)环29的目的是将不同的弹簧部件保持在孔13中的适当位置。

在本发明所示优选实施例中，压缩弹簧18是包括多个设置在结合总成中的盘30、31的盘形弹簧。这种弹簧的特征是该总成中的多个第一盘30的小端指向与另一盘31的小端相反的方向。更确切来说，图5中盘30处于这种状态，小端指向左而盘31的小端指向右。在这种方式下，两个中间盘将沿其外周向边缘彼此接触，同时两个最外盘一方用其内边缘压靠施压体19的凸缘21，另一方压靠活塞20的前表面24。

支撑体20、弹簧18、施压体19以及西格环29安装时以适当的次序插入孔部分14中，同时螺栓26从后面插入螺纹孔部分15中。西格环29目的只是将弹簧部件20、18、19保持在孔部分14中的适当位置。

在附图中，仅显示了一个单个的弹簧装置12。然而，实践中，锁紧螺母3具有多个间隔分开并设置在圆形轮缘结构中的周向弹簧装置。例如，锁紧螺母可包括八个沿其圆周方向等距间隔分开的弹簧装置。

当辊环4和其它环5、6已经如图1所示应用于辊轴1时，锁紧螺母3拧紧在外螺纹10上。更确切地说，锁紧螺母由相当大的压力抵靠紧固环6拧紧。当锁紧螺母已经到达最大拧紧端位置时，弹簧装置12被激活，更确切地说通过各个螺栓26在孔中被旋进一段距离这一事实激活。由于施压体19的自由前端压靠紧固环6，该压缩弹簧18继而将被压缩，更确切地说通过活塞在孔部分中向前移动这一事实而被压缩。当活塞借助于螺栓到达已经获得理想弹簧预应力的位置时，螺栓的紧固终止。此后轧辊准备投入操作。

在操作中，辊轴的不同环受到动态应力，该应力以有效的方式由不同弹簧装置中的压缩弹簧实现。更确切地说，各个弹簧作用力传递到共同的张紧环6，这些力分布在其中从而将以均匀的高压抵靠相邻环4。由于如上所述压缩弹簧制成为强有力的盘形弹簧，因此可以在长时间操作过程中获得并且维持动态弹簧作用。然而，如果最终弹簧力减小，可进行再调节即通过螺栓26的附加拧紧而将活塞向孔中进一步压入。以这种方式，弹簧再度压缩至理想的预应力。

根据本发明的轧辊和其中所包括的弹簧装置的重要优点是环之间的弹簧预应力以简单的方式高可靠度地保持。这继而保证了各环不会相对于彼此滑动。

另一个显著优点在于保持弹簧预应力所必需的装置不占用轧辊宽度的任何部分，即止动环2、3之间的可用空间。

本发明不限于以上所述和附图所示的实施例。因此，将所述弹簧装置设置在固定止动环2而非锁紧螺母3是可行的。甚至将弹簧装置设置在固定止动环以及可动锁紧螺母也是可能的。

Claims (13)

1.一种轧辊，包括可驱动辊轴(1)和两个轴向间隔分开的止动环(2，3)，以及多个其它环(4，5，6)，其中一个止动环(2)固定而另一个是锁紧螺母(3)，其中一个或多个其它环是被安装在止动环之间的辊环(4)，其特征在于至少一个止动环(3)包括弹簧装置(12)，该弹簧装置容纳在轴向延伸并在所述止动环(3)的相对端面(7，8)中开口的通孔(13)内，并且其中包括机械压缩弹簧(18)，该压缩弹簧作用在施压体(19)和支撑体(20)之间，施压体(19)可穿过孔的开口来回移动以持续不变地将压缩弹簧产生的弹簧力传递至所述其它环(6)，支撑体(20)在轧辊操作期间相对于轧辊处于固定位置而非操作时可通过调节部件(26)可调移动从而改变压缩弹簧张力。

2.根据权利要求1所述的轧辊，其特征在于，多个弹簧装置(12)容纳在形式为锁紧螺母(3)的止动环中，并且紧固环(6)设置在锁紧螺母和辊环(4)之间，其目的是沿辊环(4)分布各个弹簧装置的弹簧力，并且紧固环(6)的外径大于弹簧装置所处的圆形轮缘结构的直径。

3.一种用于轧辊的环，其特征在于包括弹簧装置(12)，该弹簧装置容纳在轴向延伸并向环的相对端面(7，8)开口的通孔(13)中，并且该弹簧装置中包括机械压缩弹簧(18)，该压缩弹簧作用在施压体(19)和支撑体(20)之间，施压体(19)可穿过孔的开口来回移动从而持续不断地传递由压缩弹簧产生的弹簧力，支撑体(20)可相对于环处于固定位置但可借助于调节部件(26)可调移动从而改变压缩弹簧张力。

4.根据权利要求3所述的环，其特征在于施压体(19)、压缩弹簧(18)和支撑体(20)一起容纳在孔的前部部分(14)中，而调节部件(26)容纳在其后部部分(15)中并可从后面操作。

5.根据权利要求3或4所述的环，其特征在于施压体(19)是具有凸缘(21)的销，该压缩弹簧(18)压靠该凸缘。

6.根据权利要求3或4所述的环，其特征在于支撑体(20)是具有背侧(23)的活塞，调节部件(26)压靠该背侧。

7.根据权利要求5所述的环，其特征在于施压体(19)的后端插入在支撑体(20)的前侧(24)内的承座(25)中。

8.根据权利要求4或7所述的环，其特征在于孔的前部部分(14)直径大于孔的后部部分(15)的直径。

9.根据权利要求3，4，7中任一项所述的环，其特征在于调节部件是具有外螺纹(27)的螺栓(26)，该外螺纹接合孔的后部部分(15)中的内螺纹。

10.根据权利要求3，4，7中任一项所述的环，其特征在于压缩弹簧是包括多个盘(30，31)的总成的盘形弹簧(18)。

11.根据权利要求10所述的环，其特征在于一个或多个第一盘(30)的小端指向与另一盘(31)的小端相反的方向。

12.根据权利要求11所述的环，其特征在于两个处于中心的盘(30，31)的大端正对彼此压靠，这些盘的小端指向外并且压靠施压体(19)的凸缘(21)以及支撑体(20)的前表面(24)。

13.根据权利要求3，4，7，11-12中任一项所述的环，其特征在于该环包括多个设置在圆形轮缘结构中的周向间隔分开的弹簧装置(12)。

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