CN101024231A

CN101024231A - 用于确定轧机机座中轧制力的方法和轧机机座

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Publication number: CN101024231A
Application number: CNA2007100059128A
Authority: CN
Inventors: A·宾德尔内格尔; H·波特霍夫
Original assignee: Kocks Technik GmbH and Co KG
Current assignee: Kocks Technik GmbH and Co KG
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2027-02-15
Also published as: AT504951B1; RU2436639C2; US20070199358A1; CN101024231B; JP2007222943A; JP4928305B2; DE102006009173B4; DE102006009173A1; RU2007106810A; US7497104B2; AT504951A1

Abstract

本发明涉及一种用于确定轧机机座中轧制力的方法和轧机机座，所述轧机机座具有至少一个轧辊，其轧辊轴颈(或其轧辊轴)分别可旋转地支承于一所谓偏心轴套中；其中，各偏心轴套可旋转地支承于轧机机座的壳体中；偏心轴套的这些支承是低摩擦的轴承；设有一调整机构，借助它可将调整力施加到偏心轴套上，以使偏心轴套相对于在其内支承着该偏心轴套的壳体旋转并保持在一要求的位置；所述方法包括下列步骤：当偏心轴套被保持在所要求的位置时，测定调整力；以及，由所测定的调整力确定轧制力。

Description

用于确定轧机机座中轧制力的方法和轧机机座

技术领域

本发明涉及一种用于确定轧机机座中轧制力的方法以及一种轧机机座。

背景技术

由德国公开文献22 59 143已知关于本发明的可能的应用领域，即用于轧制棒形或管形物件的轧机机座，在那里描述的至少一个方面中，为了构成一轧辊型缝，成星形绕轧件纵轴线设置的三个轧辊以其两端的轧辊轴颈分别可旋转地支承于一偏心轴套中。这样的偏心轴套具有一内部的圆形的孔隙，在其中安装轧辊轴颈的向心轴承优选为向心滚子轴承，还具有一圆形的外圆周，在其上设置偏心轴套在轧机机座的壳体中的支承。通过将偏心轴套的指向内部的表面形成的内圆和通过轴套的指向外面的外表面形成的圆不同心地构造而产生了偏心轴套的偏心距。如在德国公开文献22 59 143中更详细描述的那样，这种结构设计可以用于调整这种轧机机座的轧辊，亦即例如向轧件那边调整。

德国公开文献22 59 143还介绍了用于使偏心轴套相对于壳体向一要求的旋转位置运动的调整机构。经由在一可旋转的调整丝杠上设置的调整轴颈，将一具有调整环的调整轴的旋转运动通过一传动杠杆传递到偏心轴套，其中，传动杠杆铰接于调整环和偏心轴套。或者，设置一沿轴向方向固定支承的丝杠，在其上有一螺旋套沿轴向方向运动。螺旋套经由一铰链与一调整环相连接，后者本身又围绕着偏心轴套的套筒形伸出部分并且借助于平键旋转固定地与其相连接。这样的调整机构允许偏心轴套相对于支承着它的壳体旋转。通过丝杠的固定，防止丝杠旋转，从而经由该固定将偏心轴套保持在调准的要求的位置。

因此，总的来说由德国公开文献22 59 143已知：若轧机机座提供轧辊调整的可能性，则是有利的。这意味着，可以将各轧辊向轧件那边调整，以便针对性地改变轧制的成品直径或者补偿因轧件热收缩或轧辊磨损的影响。

在德国公开文献22 59 143中规定，偏心轴套在壳体中具有一滑动轴承，因此偏心轴套的外表面在偏心轴套调整时在壳体的一个表面上滑动。这导致：仅仅在正好没有轧件处于机座中时调整工作才是可能的。否则，偏心轴套就处在轧制力的影响之下，从而在机座壳体与偏心轴套之间产生很高的切向作用的滑动摩擦力。

US 6,041,635中介绍了用于棒形或管形物件的轧机机座的轧辊的另一种调整方式。在那里，各轧辊支承于马蹬形的弓形架中，后者在一框架内可沿其垂直于轧制轴线的纵轴线运动。为该运动设置液压缸，其活塞端可以与弓形架配合作用，由此，通过活塞的运动可以调整轧辊。可以看出，这里是经由测定在液压缸中作用的液压力来确定轧制力。

但借助于液压缸来调整轧辊存在着许多缺点：

如果液压缸是可更换的轧机机座的部分，亦即在机座更换时(例如由于转变至另一产品尺寸)不保留于轧机中，则必须在通往每一在轧机机座中设置的油缸的输入管道中设置可拆卸的液压接合器。这关系着经济技术费用，并且还会使这种轧机的无故障运行更加困难。

反之，如果液压缸固定安装于轧机中并因此在机座更换时保留于轧机中，则不可避免地产生许多其他的重大缺点：

-轧制力不是由机座本身承受，而是传入液压缸的轴承座中并从而传入轧机本身的钢结构中，因此该钢结构必须构造成非常坚固的，从而成本很高；

-为了能从轧机中取出各机座，同样需要提高的结构上的和设备上的费用，因为：各液压缸成星形围绕轧制轴线设置，从而，横向于轧制轴线拉出机座是不可能做到的；

-如果各机座不处于轧机中，由三个轧辊构成的所谓轧辊型缝的控制是不可能的，因为：决定精度的构件亦即液压缸是处于轧机中。而另一方面，如果各机座处于轧机中，则由于现在缺少可接近性，轧辊型缝的控制同样是不可能的。

借助于液压缸逆对轧制力来调整轧辊，成本是极高的。

在液压系统失灵时，轧制不再可能进行，其没有系统固有的故障保险的功能。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种轧机机座，它能够逆对轧制力对轧辊进行调整以及测定作用的轧制力，并且不具有至少一个上述的缺点。

此目的通过权利要求1的方法和权利要求6的轧机机座得以实现。诸从属权利要求说明各有利的实施形式。

本发明从这样的基本构思出发，即，改进偏心轴套的支承，其中，不同于德国公开文献22 59 143的公开内容，现在采用一种低摩擦的轴承，从而轧制力在偏心轴套上引起的回复力矩不再受偏心轴套的支承对回复运动反作用的摩擦力矩的制动。这意味着，由轧制力结合偏心轴套的偏心距形成的回复力矩并不象以往那样一大部分经由摩擦传至壳体，而是理想地沿调整机构的全高承受，后者将偏心轴套保持于要求的位置。这还意味着，在调整机构的各构件中作用的力、力矩和应力，在给定的偏心轴套位置，全部正比于作用的轧制力。因此，可以通过测定在一点处在调整机构中作用的力(或力矩或应力)来确定作用的轧制力。此外，也有可能不由作用于调整机构本身的调整力确定作用的轧制力，而由调整机构施加到静止的壳体上的支承力来确定，因为该支承力正比于在调整机构中作用的力并从而也正比于作用的轧制力。

该方法应用于轧机机座中，所述轧机机座具有至少一个轧辊，其轧辊轴颈或轧辊轴分别可旋转地支承于一偏心轴套中。所说的各偏心轴套又可旋转地支承于轧机机座的壳体中，其中，偏心轴套的这些支承设计为低摩擦的轴承。所用的轧机机座还具有一调整机构，借助于它可以使偏心轴套相对于在其内支承着该偏心轴套的壳体旋转并保持在一要求的位置。

按照本发明，所谓低摩擦的轴承被理解为一这样的轴承，其中，相反于调整运动作用的摩擦力矩与用于将偏心轴套保持在要求的位置的调整力相比是很小的，可以忽略。特别是，所谓低摩擦的轴承被理解为这样的轴承，其中，摩擦系数μ＜0.2、特别是μ＜0.1，并且完全特别优选的是μ＜0.05。作为这样的低摩擦的轴承，例如可采用滚针轴承或所谓液压轴承，后者在偏心轴套的外表面与壳体的面向它的内表面之间具有降低摩擦的流体。或者，设计为滑动轴承的轴承的一个表面或相互面对的各表面可以具有一种降低摩擦的涂层。

本发明的方法现在规定，当偏心轴套被保持在所要求的位置时，测量调整力，并由此确定轧制力。

为了由所测定的调整力确定轧制力，按照本发明方法的一种优选的实施形式，测量偏心轴套的角位置。在已知角位置时，利用结构上决定的固定不变的偏心轴套偏心矩即得出作用的轧制力的有效力臂，并从而得出在该轧制力与所测定的调整机构中的力或力矩之间的直接关系。

本发明的方法特别优选在用于轧制棒形或管形物件的轧机机座中使用，其中，至少三个轧辊以星形布局设置，以便构成一围绕轧件纵轴线的轧辊型缝。

通过本发明的方法可能得以确定的轧制力可以特别优选用于轧制过程的控制或调整。这样，可以例如将关于轧制力的信息用作为调整量，以便针对性地改变沿棒长度延伸的横截面。或者，轧制力的测定能够确定和补偿这样已知的机座的弹性变形。

此外，轧制力的连续的测定的可能性提供了另一改进材料成型数字模型的可能性，以提高计算出的机座预调的精度。

同样，所测定的轧制力可以用来校正和精化储存于数据库中的材料数据，例如成型强度，其常常是调整方法的基础并且影响着以其为基础的调整工作。

本发明的轧机机座具有至少一个轧辊，其轧辊轴颈或轧辊轴分别可旋转地支承于一偏心轴套中。所说的各偏心轴套又可旋转地支承于轧机机座的壳体中，其中，偏心轴套的这些支承设计为低摩擦的轴承。所用的轧机机座还具有一调整机构，借助它可以使偏心轴套相对于在其内支承着该偏心轴套的壳体旋转并保持在一要求的位置。

可用于本发明的方法的以及可在本发明的轧机机座中设置的调整机构在其结构设计方面可以是各种各样的。特别优选地，至少一个偏心轴套具有一齿圈，它与调整机构的一齿轮配合作用，从而通过齿轮的旋转可以引起偏心轴套的旋转。然后特别是经由作用在齿轮上的转矩的测定来确定调整力。同样，作为调整机构，例如可以设置由德国公开文献22 59 143已知的调整机构。

附图说明

以下借助仅仅示出一个实施例的附图更详细地说明本发明。其中：

图1：本发明轧机机座的轧辊轴颈的支承以及调整机构的示意侧视图；以及

图2：根据图1的原理图，由其得出为计算轧制力所需要的数值。

具体实施方式

未详细图示的轧机机座具有一轧辊，只示出了其表面部分11。轧辊的轧辊轴颈1经由一向心轴承4支承于一偏心轴套2中。偏心轴套2经由一滚针轴承5支承于轧机机座的壳体3中。

偏心轴套2具有一齿圈段6，它与调整机构的一小齿轮7相啮合。调整机构具有一未详细示出的测量装置，借助它，可以测定调整力22，该调整力是必需的，以便将偏心轴套保持在所示的位置。

在该轧辊与一对置于它设置的轧辊之间形成一轧辊间隙9，对置的轧辊同样仅仅示出一表面部分12。通过轧辊间隙9运动的、未详细示出的轧件沿着轧制轴线8通过轧机机座。轧件在轧辊上施加一力，该力用箭头10表示。

为了调整轧辊间隙9而使小齿轮7旋转。该旋转经由齿圈段6传递到偏心轴套2并引起偏心轴套2绕滚针轴承5的中心13的转动。由于向心轴承4和在其中支承的轧辊的轧辊轴颈1的偏心式设置在偏心轴套中产生的偏心距27，使得偏心轴套2的转动可引起轧辊间隙9的增大或减小。如果轧辊间隙9被调到所要求的尺寸，则固定小齿轮7。

如图2所示，切向作用的调整力22是必需的，以便将齿圈段6保持在所示的位置。该调整力22产生一个相反于通过轧制力10引起的回复力矩作用的调整力矩。由于轧辊轴颈中心相对于偏心轴套2的旋转中心13(滚针轴承5的中心)的偏心距27，故而(在图中简化为作用于轧辊轴颈中心的力表示的)轧制力10产生一围绕偏心轴套2的旋转中心13作用的回复力矩。由于是低摩擦的支承，故而基本上没有其他的力矩和力要考虑，轧制力10由下式得出：

F_轧制＝F_调整a/(ecosα)

其中，a＝调整力22(F_调整)的有效力臂25

e＝偏心轴套2的偏心矩27(轧辊轴颈中心到偏心轴套2的旋转中心13的距离26)。

α＝偏心轴套2的位置角(通过轧辊轴颈中心和旋转中心13延伸的直线与通过该旋转中心13延伸的平行于轧制轴线8的直线之间的夹角)。

F_轧制＝轧制力29＝轧制力10

Claims

1.用于确定轧机机座中轧制力的方法，

-所述轧机机座具有至少一个轧辊，其轧辊轴颈分别可旋转地支承于一偏心轴套中，并且

-其中，各偏心轴套可旋转地支承于轧机机座的壳体中，并且

-偏心轴套的这些支承是低摩擦的轴承，并且

-设有一调整机构，借助它，使偏心轴套相对于在其内支承着该偏心轴套的壳体旋转并保持在一要求的位置；

所述方法包括下列步骤：

-当偏心轴套被保持在所要求的位置时，测定在调整机构中作用的调整力，以及

-由所测定的调整力确定轧制力。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，由所测定的在调整机构中作用的调整力以及由偏心轴套从一个起始或基准位置开始相对于壳体转动的转角来确定轧制力。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在调整机构中作用的调整力并不直接在运动的构件处进行测量，而是间接地通过测定由调整机构施加到静止的壳体上的支承力来进行测量。

4.按照权利要求1、2或3之一项所述的方法应用于控制或调整轧制过程。

5.按照权利要求1、2或3之一项所述的方法应用于校正储存于数据库中的材料数据。

6.按照权利要求1、2或3之一项所述的方法应用于对轧机机座弹性变形的补偿进行调整。

7.轧机机座，所述轧机机座

-具有至少一个轧辊，其轧辊轴颈分别可旋转地支承于一偏心轴套中，并且

-其中，各偏心轴套可旋转地支承于轧机机座的壳体中，并且

-偏心轴套的这些支承是低摩擦的轴承，并且

-设有一调整机构，借助它可将调整力施加到偏心轴套上，以使偏心轴套能相对于在其内支承着该偏心轴套的壳体旋转并保持在一要求的位置，以及

-设有一用以测定调整力的测量装置。

8.按照权利要求7所述的轧机机座，其中，设有一用以测定偏心轴套的转角的测量装置。

9.按照权利要求7或8所述的轧机机座，其特征在于，至少一个偏心轴套具有一齿圈或一齿圈段，该齿圈或齿圈段与调整机构的一个齿轮配合作用。

10.按照权利要求7或8所述的轧机机座，其特征在于，至少一个偏心辆套具有一蜗轮或一蜗轮段，该蜗轮或蜗轮段与调整机构的一个蜗杆配合作用。