CN104220180B - 用于将运动传递至辊的传动轴 - Google Patents

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Abstract

一种用于将运动传递至管材轧制机架的辊(1)的传动轴(5)，包括伸缩主体(51)、滑动件(50)和支撑基座(53)。伸缩主体(51)通过具有万向接头(56)的一端固定到齿轮箱的传动轴，且在另一端上具有用于附接辊(1)的装配件(12)。滑动件(50)铰接至支撑基座(53)且可在起重器(57)的偏置下转动，以接合或释放伸缩主体(51)。被容纳在伸缩主体(51)内的快速锁定设备(61)包括圆柱体(64)和弹簧(63)，两个摇臂(62’,62”)铰接至圆柱体(64)上，弹簧(63)展开摇臂(62’,62”)，使得当传动轴(5)处于其最大工作长度时，将两个齿状部装配至圆柱体(54)的壁中的两个孔中。支架具有两个活塞(66’,66”)以作用在两个摇臂(62’,62”)上，因此释放锁定设备(61)且允许圆柱体(55)在圆柱体(54)中伸缩滑动以及传动轴(5)向下转动。

Description

用于将运动传递至辊的传动轴
发明领域
本发明涉及用于将来自马达或齿轮箱的运动传递至辊的传动轴，尤其是用于轧制管材的传动轴。
背景技术
现今，在包括具有两个辊或三个辊的一系列轧制机架(rollingstand)的轧机上实现了一种非常普遍的技术，其用于轧制管材而无需与心轴焊接操作。每个轧制机架的辊的转动轴线是相互共面的，且位于与轧制轴线垂直的平面。
通常地，在两辊式轧制机架中，一个机架的辊相对于前面相邻的轧制机架偏移90°布置，而在三辊式轧制机架中，轧制机架的辊通常在轧制线的方向上相对于相邻的轧制机架偏移60°角。在后者类型的三辊式轧制机架中，在轧制期间，每个轧制机架的辊利用传动轴来接收由对应的齿轮箱产生的运动。这种类型的轧制机架的示例在EP565772和WO9806515中被描述。
由于每个轧制机架的辊相对于相邻的轧制机架的偏移布置，所以传动轴中的一个或两个在地面与辊之间常规上以等于30°或以该数量级的角倾斜地布置，而第三个辊的传动轴因此垂直或接近垂直地布置。
一般来说，出于更易维修轧制机架的目的，辊可从轧制机架取出，例如用于周期性地转动辊或改变用于轧制其它形状的辊的直径。提供了支撑被一起保持在成套装备(set)中的三个辊的容器或夹具(cartridge)，以便帮助和加快在其合适位置中的辊的取出以及相应的重新组装。这些容器结构坚固且为刚性，并且另外允许容易地取出辊以用于维护。例如，夹具取出方法包括在朝着轧制机架的预定侧部的径向方向上在地板上滑动容器，如在US6276182中所描述的轧机的情况。
为了沿着夹具从轧制机架取出，每个轧制机架的辊必须从传动轴和安装在轧机的固定结构上的径向辊位置调整设备释放。此外，沿着夹具必须遵循以便从轧制机架取出的路径的传动轴必须自由地离开该路径，使得夹具可被移至维修区域中。在WO9806515中所描述的轧机中，三个传动轴必须从工作位置分离和移除，以便允许辊在相对于轧制机架的径向方向上取出，该操作使得维修时间更久。当夹具需要从轧机取出时，在移动传动轴和齿轮箱远离轧制机架的滑动件上装配齿轮箱和马达也是可能的。
因此，希望尤其是通过加快传动轴的组装和拆除的时间来进一步减少夹具取出时间。文件US4945745描述了由在彼此内滑动的两个部件构成的伸缩式传动轴，其包含作为气体弹簧的气压缸(pneumaticcylinder)，该气体弹簧能够通过将它们抵着辊预加载而使传动轴的两个元件延伸，以便将辊的轴向位移考虑在内，以这种方式来避免传动轴从辊可能的分离。这种组配和拆除传动轴的方法未被公开，但一般地，分离也要求移动被装配在滑动件上的齿轮箱和马达，这是颇费力的操作。
文件US6287208描述了由在彼此内伸缩地滑动的两个部件构成的传动轴，其通过布置在内腔中的大量的碟型垫圈(Bellevillewasher)保持其最大工作长度。提供了在传动轴外部的牵引设备，该牵引设备伸缩地收回传动轴的两个部件中里面的一个，另一个部件抵着碟型垫圈的偏置施加非常高的压缩力，以便使传动轴从辊脱钩。该解决方法的劣势是需要在传动轴中提供高数量的碟型垫圈，这增加了传动轴的总重量。此外，该解决方法没有提供传动轴的非常有利的收缩比。
因此，感到有提供良好的收缩行程和重量轻且良好操作的传动轴的需要。
发明概述
本发明的主要目标是提供一种转动运动传动轴，其将齿轮箱的低速轴连接至辊，是轻的且易于操作，且允许在传动轴释放操作期间的长的收缩行程。
本发明的进一步的主要目标是提供允许较少量的将辊从相应的轧制机架抽出所需的操作的传动轴，因此简化且由此加快相应的维修操作。
这些目标借助于将运动传递至轧制机架的辊的转动运动传递设备来实现，该设备包括：伸缩式传动轴，其具有在彼此内滑动预定的滑动行程的两个伸缩元件；快速锁定机构(snap-actionlockingmechanism)，其用于将两个伸缩元件锁定至预定工作长度；弹性设备，其在滑动行程的末端部分沿着两个伸缩元件施加轴向指向的预加载的力；传动轴支撑件，其包含传动轴延伸和收缩设备以及释放机构，适合于远程地控制，以用于释放快速锁定机构。
根据本发明的进一步的方面，这些目标利用将上述设备从轧制机架拆除的拆除方法来实现，该拆除方法包括以下步骤：
围绕第一轴线X1向上转动传动轴支撑滑动件，以便从其成角度地远离传动轴的等待位置(stand-byposition)移动至与传动轴钩住的钩住位置(hookedposition)，其中支架布置在轴向位置，据此，槽装配至环上；围绕其纵向轴线转动传动轴，以便将两个液压缸与快速锁定机构的弹簧的轴线对齐；利用支架在相对于箭头F2的相反方向上指向的短的拉伸来移位第一圆柱体，这足够用于抵抗弹性设备的力，以用于从装配件释放快速锁定机构；利用两个液压缸在弹簧上施加压缩力，从而释放快速锁定机构；利用支架使第一圆柱体在箭头F2的方向上伸缩地滑动预定的长度；使传动轴围绕第一转动轴线X1向下转动。
附图简述
鉴于通过非限制性示例，参考附图阐示的根据本发明的用于将转动运动传递至轧制机架的辊的设备的优选但不排他的实施方式的详细描述，本发明的另外的特征和优势将变得明确，在附图中：
-图1示出了包含工作状态下的本发明的设备的轧制机架的前视图；
-图2示出了图1中的轧制机架在工作位置中的放大细节的前视图，其中本发明的设备处于耦合至准备释放的辊的位置；
-图3示出了图1中的轧制机架在传动轴处于从辊释放的释放位置中的放大细节的前视图；
-图4示出了本发明的设备的侧视图；
-图5示出了图4中的设备沿着线D-D所截取的剖视图；
-图6为图4中的设备的放大细节的俯视图；
-图7示出了图6中的设备的组件的纵视图；
-图8示出了图4中的设备沿线A-A所截取的剖视图；
-图9示出了图4中的设备沿线B-B所截取的剖视图；
-图10示出了图4中的设备沿线C-C所截取的剖视图；
-图11示出了本发明的设备的放大的组件的轴向视图；
-图12示出了图11中的组件的侧视图；
-图13示出了图11中的组件沿线E-E所截取的剖视图。
图中相同的参考标号和字母指的是相同的元件或组件。
发明详细说明
具体地，图1示出了具有三个辊1、2、3的类型的整体由参考标号100表示的管材轧制机架的局部前视图。多个轧制机架通常沿着轧制轴线X布置，其数量表现了轧制车间的特征，并排地布置且沿轴线X共轴地对齐。附图仅示出了一个轧制机架，本领域技术人员已知机架如何沿轴X布置。辊1、2、3被固定在容器或夹具4中，容器或夹具4确保了轧制区域的刚性且使得辊从机架的各种组装和拆卸操作更容易。辊1、2、3和夹具4构成了由参考标号102表示的整体模块(integralblock)；在图1中，该模块102被示出在除了安装在轧制机架100中的位置P1之外的位置P2中，在已在箭头F1的方向移位后，从轧制机架侧向地移除。优选地，该运动通过使模块102沿着地板S滑动而发生，但已知类型的其它装置可用于实现从轧制机架100或到轧制机架100的该运动。
利用图1中的模块102(位于轧制机架100的内侧和外侧)的常规表现方法提供了容纳轧制机架的辊的夹具如何取出的更清晰的理解，应理解，在正常工作操作期间，轧制机架100具有单个夹具4，单个夹具4设置有辊，其可选择地在内侧或外侧。
在管材的正常工作动作期间，利用对应的传动轴5、6、7(其利用齿轮箱8、10传递由马达9、11产生的运动)，使得辊1、2、3围绕其轴线转动。辊2的齿轮箱和马达在图1、2、3中所示出的轧制机架100的局部视图中不可见。
参考图1、2、3中示出的前视图，在轧制机架100中，根据设计，模块102从位置P1被取出至远离轧制机架100的右侧的位置P2。在每个传动轴5、6、7的一端上的耦合设备12、13、14必须与相应的辊1、2、3分离，以便取出模块102且将其布置在轧制机架的如图3中所示的使它在箭头F1的方向上在地板S上滑动的该侧上。至于传动轴5，耦合设备12与辊的分离和传动轴5在箭头F2的方向上的收缩同时发生，随后围绕平行于轧制轴线X的轴线X1在箭头F3的方向向下转动。其是充分的转动，以清出模块102朝向侧面区域(模块102必须移动的地方)的通道。有利地，传动轴5的这种有角度的转动等于从10°到20°中所包含的角度，对于轧制机架100相对于地板S的布置最佳。
假定两个辊2、3相对于地板S的布置允许模块102朝向轧制机架100的右侧移位，仅拆除耦合设备13和14，其是有利地但不一定伴随着传动轴6、7的轻微收缩。
特别地参考图4至图13，传动轴5包括由第一空心圆柱体54构成的圆柱形的主体51，第二共轴圆柱体55布置在第一空心圆柱体54中且适合于相对于第一圆柱体54伸缩地滑动。滑动槽耦合器54’和55’被提供，以便在圆柱体54与55之间传递运动。
适合于将传动轴5附接至辊1的耦合设备12布置在第一圆柱体54的一端。该耦合设备12有利地包括成形耦合部，例如，以底座(seat)形状与辊1的形状配合的仿形装配部。为了允许更安全保持在接合位置中，耦合设备12布置在活塞52上，其承受例如包括弹簧的弹性设备69的压力。
万向接头56优选地靠近支撑基座53固定至第二圆柱体55的端部，但可合理地使用允许传动轴的相同的移动的其它类型的接头。图11、12、13中以放大比例示出的快速锁定机构整体地固定到模块设备61，模块设备61在圆柱体55的另一端(与接头56定位的一端相反)上，并且在第一空心圆柱体54内。快速设备61包括圆柱形本体64，两个摇臂62’和62”通过其一端的铰接部65’和65”铰接至圆柱形本体64上，以允许小角幅(smallangularwidth)的转动运动。弹簧63或等同的弹性装置朝向其在圆柱形本体64外部的最大延伸位置在摇臂62’和62”上施加推力作用。有利地，辊可设置在弹簧63的端部上，或者靠近相同端，来帮助快速设备61在第一圆柱体54中的滑动运动。
每个摇臂62’和62”具有在其外表面上的齿状部，该齿状部用于在对应于设计长度的轴向位置上接合第一圆柱体54的壁中的两个孔，该设计长度必须由工作时的传动轴5所定。
弹性设备69使两个伸缩元件54、55经受预定载荷，以便避免快速设备61的偶然地释放。此外，当两个圆柱体54和55的延伸被控制且为了允许锁定快速设备61时，圆柱体54发生稍微地前进超过工作点，以帮助快速设备61插入特定孔中，且然后通过圆柱体54稍微地缩回，两个圆柱体54和55被置于工作位置中。类似地，对于释放来说，传动轴5通过使圆柱体54前进而过延伸，且然后快速设备61的释放被控制，如下面所解释的。
快速设备61的该解决方法特别有利于使形成传动轴5的圆柱体54和55锁定在工作状态中，且也可用等同的、甚至更复杂的解决方法代替，例如使用其它机械式、气压式或者液压式致动的锁定和释放机构，因为这不脱离本发明的范围。
传动轴支撑件包括支架59和滑动件50。在支架59上，存在两个液压缸66’和66”，其可在弹簧63的端部上施加压力以克服该弹簧63的力，且使两个摇臂62’和62”缩回足以脱离在第一空心圆柱体54的壁中存在的孔的两个对应的齿状部。以这种方式，快速锁定设备61被释放，允许第一圆柱体54中的第二圆柱体55在传动轴5的收缩方向上伸缩地滑动。在相对的端部上，随着传动轴5的延长操作，快速设备61在其最终位置的接合发生，这是由于由弹簧63施加的压力使两个摇臂62’和62”展开，使得相应的齿状部接合设置在第一圆柱体54的壁中的两个孔。
支架59具有槽68，槽68适合于容纳与第一空心圆柱体54的外表面成一体的圆形环67，且其构成了用于接合支架59的底座。
滑动件50铰接到支撑基座53上，以便具有转动轴线X1，该转动轴线X1优选地但不一定与万向接头56的转动轴线重合。液压或电动致动器57布置在基座结构53与滑动件50之间，处于诸如控制滑动件50围绕轴X1转动的位置中。
滑动件50具有空心内部区域，该空心内部区域成形为使得容纳第一圆柱体54和第二圆柱体55的部分。滑动件50在内侧上具有支架59，支架59优选地具有沿着两个导向件58’、58”滑动的轮，以便允许支架59相对于滑动件50滑动，并且在液压或电动致动器60的偏置下与其平行。
通常，在传动轴5的多种装配和释放操作过程中，滑动件50相对于传动轴5在两个角度位置之间围绕轴线X1转动。与传动轴5对齐地布置且钩住的第一位置在图2、3、4中被示出，且滑动件50相对于传动轴5有角度地分离的第二位置在图1中被示出。当滑动件50处于相对于传动轴5的对齐、钩住的位置时，紧跟着传动轴5围绕轴线X1的有角度的转动运动。在传动轴5的第二分离位置中，滑动件50允许传动轴5转动并且运送辊1。
如下实现传动轴5从辊1的释放操作。最初与传动轴5成角度地分离的滑动件50发生围绕轴线X1转动，以便利用致动器57布置在其平行于传动轴5的抓紧位置。在沿着滑动件50的位置中设置支架59，以便利用轧制机架100的主马达的受控制的转动在弹簧63的轴线处布置两个液压缸66’和66”的活塞，且将槽68装配在环67上，使它们与支架59、滑动件50和空心圆柱体54成为整体。圆柱体54在与箭头F2相反的方向上的短的平移运动足以对抗弹性设备69的力，弹性设备69通过将摇臂62’、62”接合在对应的底座中来保持快速设备61处于稳定位置，帮助摇臂从圆柱体54中的孔退出。两个缸66’、66”基本上被同时致动，以便在弹簧63上施加压力，弹簧63收缩且使得摇臂朝向圆柱体54的内侧缩回。以这种方式，模块61不再装配在圆柱体54内侧且自由地在其内侧伸缩地滑动。利用致动器60的动作，沿着传动轴的轴线平移支架59，以便在箭头F2的方向上运送空心圆柱体54，环67与支架59成整体，用于传动轴5所需要的预定拉伸的一部分，以呈现足以腾出模块102前面的空间的位置，如图3中所示的具有在箭头F3的意义上的转动。
模块102然后在侧向方向从轧制机架100取出。
模块102在轧制机架100中的组装操作通过对所描述的拆卸操作的反向顺序来实现。
虽然本说明书参考了用于将运动传递至用于管材轧制的轧制机架的辊的传动轴，但本发明的设备也可应用在用于其它类型的金属产品例如棒材或型材等等的轧制机架。

Claims (11)

1.一种用于将运动传递至轧制机架(100)的辊(1)的设备，包括：
伸缩式传动轴(5)，其具有适合于在彼此内滑动预定的滑动行程的第一伸缩元件(54)和第二伸缩元件(55)，
快速锁定机构(61)，其用于将所述第一伸缩元件(54)和所述第二伸缩元件(55)锁定至预定的工作长度，
弹性设备(69)，其在所述预定的滑动行程的最后部分中沿着所述第一伸缩元件(54)和所述第二伸缩元件(55)施加轴向地指向的预加载力，
传动轴支撑件，其包括传动轴延伸和收缩设备(60)以及释放机构，适合于远程地控制，以用于释放所述快速锁定机构(61)。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一伸缩元件(54)具有内腔和一端，所述第一伸缩元件(54)的一端包括适合于附接至所述辊(1)的装配设备(12)，且所述第二伸缩元件(55)与所述第一伸缩元件(54)共轴，具有容纳在所述第一伸缩元件(54)的所述内腔中的第一端，具有包括万用或万向接头(56)的第二端，所述万用或万向接头(56)适合于装配至运动传递轴上，以便允许所述伸缩式传动轴(5)相对于所述轧制机架(100)有角度地转动。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述传动轴支撑件包括：
滑动件(50)，所述滑动件(50)在所述滑动件(50)的界定第一转动轴线(X1)的一端处具有至少一个或多个铰接部(70’、70”)，以便允许所述滑动件(50)围绕所述第一转动轴线(X1)相对于所述轧制机架(100)有角度地转动，以及
支架(59)，其适合于沿着所述滑动件(50)纵向地滑动，包括可拆除地附接至所述第一伸缩元件(54)的可拆除附接装置，第一致动装置(57)适合于使所述滑动件(50)围绕所述一个或多个铰接部(70’、70”)转动，且其中所述传动轴延伸和收缩设备(60)适合于使所述支架(59)相对于所述滑动件(50)滑动。
4.根据权利要求3所述的设备，其中当安装在所述轧制机架(100)上时，所述第一转动轴线(X1)平行于轧制轴线(X)布置。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述万用或万向接头(56)具有所述伸缩式传动轴(5)和与所述一个或多个铰接部(70’、70”)的所述第一转动轴线(X1)重合的运动传递轴线的联接中心。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述可拆除附接装置设置有槽(68)和周界环(67)，所述槽(68)在所述支架(59)上产生，所述周界环(67)整体地固定至所述第一伸缩元件(54)的表面。
7.根据权利要求3所述的设备，包括支撑基座(53)，所述一个或多个铰接部(70’、70”)附接至所述支撑基座(53)上。
8.根据权利要求1-5和7中任一项所述的设备，其中所述释放机构包括两个液压缸(66’、66”)，所述两个液压缸(66’、66”)适合于将压缩力施加在保持所述快速锁定机构(61)被锁定的弹簧(63)的端点上。
9.根据权利要求6所述的设备，其中所述释放机构包括两个液压缸(66’、66”)，所述两个液压缸(66’、66”)适合于将压缩力施加在保持所述快速锁定机构(61)被锁定的弹簧(63)的端点上。
10.一种用于从轧制机架(100)拆除根据权利要求9所述的设备的方法，包括下面的步骤：
围绕所述第一转动轴线(X1)向上转动所述滑动件(50)，以便从其成角度地远离所述伸缩式传动轴(5)的等待位置移动至与所述伸缩式传动轴(5)钩住的钩住位置，其中所述支架(59)布置在轴向位置中，据此，所述槽(68)装配至所述周界环(67)上，
围绕所述伸缩式传动轴(5)的纵向轴线转动所述伸缩式传动轴(5)，以便将所述两个液压缸(66’、66”)与所述快速锁定机构(61)的所述弹簧(63)的轴线对齐，
通过所述支架(59)以在所述辊(1)的方向上指向的短的拉伸来移位所述第一伸缩元件(54)，足以抵抗所述弹性设备(69)的预加载力，以用于从装配件释放所述快速锁定机构(61)，
利用所述两个液压缸(66’、66”)将压缩力施加在所述弹簧(63)上，从而释放所述快速锁定机构(61)，
利用所述支架(59)使所述第一伸缩元件(54)在远离所述辊(1)的方向上伸缩地滑动预定的长度，
围绕所述第一转动轴线(X1)向下转动所述伸缩式传动轴(5)。
11.一种用于轧制金属元件的轧制机架(100)，包括根据权利要求1所述的设备。
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