CN104768665B - 具有三个工作辊的轧制机架 - Google Patents

Abstract

一种轧制机架(1)，其具有用于轧制具有芯棒的无缝管的三个工作辊(5、6、7)，该轧制机架界定轧制轴线(X)并包括：支承结构(3)；三个工作辊(5、6、7)，每个具有位于该轧制轴线(X)上的相应的正中面，其中该正中面彼此形成120°的角，所述三个工作辊中的每个具有相应的轧辊轴承座；轧辊保持盒(2)，其中容纳了所述三个工作辊(5、6、7)和所述轧辊轴承座；锁定装置(20)，其用于锁定所述轧辊轴承座在轧辊保持盒(2)内的位置，以便将轧辊轴承座锁定在相应的第一径向位置中，该相应的第一径向位置允许在横向于轧制轴线(X)的方向上轧辊保持盒(2)从支承结构(3)抽出以及轧辊保持盒(2)插入所述支承结构(3)中，其中所述锁定装置(20)包括紧固到轧辊保持盒(2)的三个止动销(15、16、17)和借助于运动学机械装置连接到该三个止动销(15、16、17)的控制机构，所述控制机构允许该三个止动销(15、16、17)的组合致动，使得三个止动销(15、16、17)中的每个将相应的轧辊轴承座锁定在所述相应的第一位置中。

Description

具有三个工作辊的轧制机架

发明领域

本发明涉及一种具有在一般用于管状无缝体或杆状体的生产的轧机中使用的三个工作辊的轧制机架。

背景技术

已知若干类型的具有三个工作辊的轧制机架一般用于轧制具有芯棒的管状无缝体或用于轧制杆状体。所述工作辊固定在轧辊保持盒内，该轧辊保持盒允许在更换辊以用于正常维护的情况下和在当管本身(有时具有在其中的芯棒)必须从轧机移除的被卡住的情况下三个辊横向于轧制轴线从轧机同时抽出。

对于每个工作辊，已知的轧制机架包括：

——用于调整工作辊相对于轧机的轧制轴线的径向位置的液压容器(hydraulic capsule)；

——主轴，诸如带齿的主轴或万向主轴，其用于将旋转运动传输到辊；

——布置在主轴的上游并连接到主轴的马达和齿轮箱。

在将轧辊保持盒从轧制机架移除前，有必要将液压容器和主轴与其相应的工作辊断开。

为了通过借助于高架起重机移动所述盒来运载该轧辊保持盒并借助于轧辊车间内的盒转动机(cartridges-turning machine)来旋转该盒，当前必要的是保持轧辊相对于该盒固定以防止在转移到另一个位置期间其产生位移。例如，通过手动插入适合于在盒内阻挡轧辊轴承座的一些止动件来将轧辊在该盒中固定在运输位置中。这些止动件(诸如对轧辊轴承座产生干扰地接合到轧辊轴承座的销)防止在盒的移动期间轧辊轴承座突然移动或下落的风险。

然而，必须组装并且然后手动地移除这些止动件的事实是长而复杂的操作，其需要使用许多工人，考虑到要管理的机械零件的重量和尺寸以及机架零件所处的温度，其在任何情况下遭受危险活动。

因此，需要提供一种允许克服上述缺点的轧制机架。

发明概述

本发明的主要目的是实施具有三个工作辊的轧制机架，该三个工作辊设置有锁定装置，该锁定装置用于将轧辊轴承座锁定在轧辊保持盒内，以便在将所述盒横向地从轧机抽出之前将轧辊轴承座锁定在预定位置中，这更有效且更安全。

本发明的另外的目的是实施用于管的轧制机架，其中工作辊可以更容易地、快速地和安全地替换。

这些目的和其他目的由具有用于轧制带有芯棒的无缝管的三个工作辊的轧制机架来实现，该轧制机架界定轧制轴线并包括：支承结构；三个工作辊，每个具有位于轧制轴线上的相应的正中面，其中该正中面彼此形成120°的角，所述三个工作辊中的每个具有相应的轧辊轴承座；轧辊保持盒，其中容纳了所述三个工作辊和所述轧辊轴承座；锁定装置，其用于锁定所述轧辊轴承座在轧辊保持盒内的位置，以便将轧辊轴承座锁定在相应的第一径向位置中，该相应的第一径向位置允许在横向于轧制轴线的方向上轧辊保持盒从支承结构抽出以及轧辊保持盒插入支承结构中；其中所述锁定装置包括紧固到轧辊保持盒的三个止动销和借助于运动学机械装置连接到三个止动销的控制机构，所述控制机构允许对三个止动销的组合致动，使得三个止动销中的每个将相应的轧辊轴承座锁定在所述相应的第一位置中。

特别有利的是，锁定装置的控制机构设置为包括单个致动器，该单个致动器固定到支承结构并由快速联接和释放装置连接到单个运动学机械装置，该单个运动学机械装置几乎完全安装在所述盒上并能够相对于轧制轴线在径向位置中将轧辊轴承座的锁定移动传递给三个止动销。这减少了所述盒从轧制机架的固定的支承结构离开所需要的时间。事实上，用于将致动器连接到止动销的操作仅是两个形状元件的快速联接和快速释放的简单操作，这个简单操作几乎与所述盒在支承结构内的抽出或插入同时发生。

本发明提出的技术解决方案还允许实施更具成本效益的轧制机架，减少了整个轧机的重量并降低了其复杂性，这是由于使用具有较短工作冲程的传统液压容器从而避免使用具有中空活塞的液压双冲程容器来减少容器的最大冲程的可能性。

相当有利的是，利用具有有限工作冲程(例如大约100-150mm)的用于调整轧辊的径向位置的液压容器在轧机(其中每个机架具有三个辊)上进行对具有芯棒的无缝管的轧制。事实上，由于必须从每个轧制的管插入或移除的内部工具的存在，轧制有必要中断，当管的头端在每个机架下经过时，液压容器的主腔室内的压力经历突然增加，并且由于油本身的弹性可压缩性，容器活塞通常向后移动十分之几毫米，从而产生在管的头部区域中的壁上的不期望的增厚。在经过一个又一个机架后，此类现象变得更坏，并且另外应该注意的是，由于相对于主体在头部区域中的增加的辐射，因此管的端部总是较冷且因此更耐变形。出于此原因，容器必须有利地具有需要更小体积的油的有限冲程，以便保证其控制动力学的适合性。

刚性地安装在轧制机架的固定框架上的液压容器的机械调整需要如下：

——始终保持几毫米的油进入环形腔室中，

——具有与标称的相比厚度减小的条件下在预定芯棒上闭合以轧制管时的调整范围，

——补偿由于恢复辊本身的磨损表面所需要的返回而造成的辊的直径减小，

——确保在管卡在轧机中的情况下的紧急冲程，以移除所卡住的管以及可能的芯棒。

此外，在现有技术中，为了允许盒横向地从轧机抽出，提供了另外的冲程以将下部倾斜液压容器的活塞放置成远离由轧辊、轧辊轴承座和连接轧辊轴承座本身的轭支撑件形成的相关组的干扰。

用于平均范围的管(例如用于高达10 3/4”的标称直径的管)的轧机的这些冲程之和将不与液压容器本身的适当功能相配。

然而，在横向变化的情况下，应该注意的是，由于卡住，为了将所述盒从轧机抽出，管本身和其中的芯棒必须从轧机移除，并且因此不必将用于在正常操作条件下抽出所述盒的“远离干扰”冲程添加到紧急冲程，因为对两个冲程的需要不同时发生。

因此，在执行紧急冲程和移除芯棒和切成片的所卡住的管之后，有必要将工作辊返回到所述盒占用的空间内的容纳位置，所述盒不使任何零件伸出此类空间并且将其限制到此类最内位置以继续所述盒从轧机的横向抽出。

使用根据本发明的轧制机架的锁定装置将工作辊的轧辊轴承座锁定在所述盒内的不同于由于其自身重量轧辊-轧辊轴承座组的滑动所采取的通常的自然位置的容纳位置中，其有利于使下部倾斜容器活塞远离干扰所必需的移动并允许所述盒的更容易抽出。事实上，在现有技术中，当轧辊-轧辊轴承座组从相应的液压容器释放时，上部倾斜轧辊-轧辊轴承座组在其可能在所述盒中占用的最内位置中驻留在固定的止动件上，下部倾斜轧辊-轧辊轴承座组在其可能相对于所述盒占用的最外位置中驻留在固定的止动件上，并且水平的轧辊-轧辊轴承座组被带到完全打开的位置来避免与上部倾斜组干涉，即避免其辊与上部倾斜组的辊接触。这种从重力的观点看是稳定的构造显然不利于所述盒的横向抽出，因此必须提供一种系统使下部倾斜容器活塞远离干扰并允许所述盒的抽出。

附图简述

从借助于附图表通过非限制性示例所描述的根据本发明的具有三个工作辊的轧制机架的优选但非排他性的实施方案的详细描述中，本发明的另外的特征和优点将变得更明显，其中：

图1示出根据本发明的轧制机架的示意图；

图2示出图1中的轧制机架的一部分的放大图；

图3示出图2中的轧制机架的一部分的放大图；

图4示出图3中的机架的一部分的局部侧视图；

图5示出图3中的机架的一部分的局部俯视图；

图6示出根据本发明所述的轧制机架的细节的俯视剖面图。

各附图中相同的参考标号对应于相同的元件或部件。

发明的优选实施方案的详述

特别地参照图1至图3，示出了整体地用参考标号1表示的轧制机架的组件，其包括设置有一对导轨4的固定支承结构3和配置为在所述导轨4上运行的轧辊保持盒2或简单地盒。

三个工作辊5、6、7布置在盒2内，该盒2可以在更换辊以用于正常维护的情况下和在管本身和可能地其中的芯棒必须从轧机移除的被卡住的情况下相对于轧制轴线X横向地从轧机抽出。每个工作辊5、6、7具有正交于轧制轴线X的其旋转轴线和沿轧制轴线X的正中面。

分别为每个工作辊5、6、7提供以下：

——用于调整工作辊相对于轧机的轧制轴线X的径向位置的液压容器8、9、10；

——与所述液压容器同轴的工作辊平衡系统，工作辊平衡系统用于平衡工作辊的重量并在一个管的轧制和另一个管的轧制之间维持工作辊的位置；

——轭支撑件11、12、13，其上安装了具有相关的轧辊轴承座的工作辊，轭支撑件11、12、13设置有用于平衡系统的接合槽；

——主轴(未示出)，诸如带齿的主轴或万向主轴，其用于将旋转运动传输到工作辊；

——马达和齿轮箱(未示出)，其设置在所述主轴的上游并连接到所述主轴。

三个工作辊5、6、7的旋转轴线A、B、C相对于彼此成60°布置或者如果优选，工作辊的与相应旋转轴线A、B、C正交的正中面相对于轧制轴线X以距彼此120°的角距离布置。此类取向与轧机中的相邻机架的工作辊的取向偏移60°。

主轴(未示出)竖直地布置在盒2上方，并且两个主轴以等于约60°的预定角相对于竖直轴线倾斜，以便防止冷却水排放产生对主轴和齿轮箱腐蚀和损坏的问题。

有利地，本发明的轧制机架中的所有液压容器是单冲程。液压容器8和10适当地以+/-30°的角相对于竖直轴线倾斜，并配置成提供活塞的这种开口以允许轧辊保持盒2在与水平布置的液压容器9相对的一侧上水平地抽出。轭支撑件11、12、13相对于轧制轴线X径向地滑动。为此，导向器在工作辊座内设置在盒2中，该导向器允许引导轭支撑件的移动，并且一旦盒从轧制机架抽出，该支撑件就可以从盒径向地抽出。事实上，盒2在所述导向器处是开放的，以允许轭支撑件与辊一起径向移动，而不必拆卸该盒。盒2也设置有用于加强其自身结构的块19，该块19可以例如由沿中间接合线连接在一起的两个半壳形成。

在将轧辊保持盒2从轧机抽出前，液压容器8、9、10、平衡系统和主轴必须从相应的工作辊5、6、7释放。特别是，提供了释放机构以用于将主轴从工作辊释放，而平衡系统的杆的端部从轭支撑件的相应的槽抽出以便不阻碍盒的横向抽出移动。

垂直于轧制轴线X的一对导轨4设置在用于每个轧制机架的轧机结构内，以用于盒2的滑动。为此，盒2设置有用于在导轨4上滑动的滚子(runner)；作为滚子的替换物，轮子可以用于在导轨上滚动。诸如液压气缸(未示出)的致动机构设置在盒2下方，该致动机构向上推动盒2以便调整盒位置以用于在水平位置将工作辊6的平衡系统的杆正确地插入相应的轭支撑件12的槽中。

有利地，本发明的轧制机架对象包括锁定装置20，其用于锁定轧辊轴承座在盒2内的位置，以便在执行所述盒从轧制机架的横向抽出前将轧辊轴承座锁定在预定位置中。

此类锁定装置20包括单个致动器14和三个止动销15、16、17并配置成使得致动器14一起致动三个止动销，以便止动销15、16、17中的每个通过直接作用在轧辊轴承座或轭支撑件上将相应的轭-轧辊轴承座组锁定在预定位置中，该预定位置允许用于盒变化的“远离干扰”冲程重叠到移除卡住物所需要的紧急情况冲程。

因此，锁定装置同时作用在三个轧辊轴承座上，为了由止动销接合，所述三个轧辊轴承座必须借助于液压容器和相关的平衡系统布置成与容器本身同轴。由于移动的不可逆性，锁定装置允许借助于高架起重机运载盒2而不必安装或移除手动止动件，并且其还允许盒在盒转动机上旋转而没有轧辊轴承座在盒本身的旋转期间突然移动或下落的风险。

在本发明的有利实施方案中，致动器14是连接到运动返回机构的液压旋转致动器或电旋转致动器，所述运动返回机构适合于将旋转致动器绕第一轴线Y的旋转运动转换成止动销15、16、17中的每个止动销绕其轴线Y’、Y”的旋转运动。

有利地，旋转致动器14和运动返回机构安装在轧制机架的固定支承结构3上且不安装在盒2上。这旨在避免必须将电源连接到盒本身和将电源与盒本身断开。

另一方面，三个止动销15、16、17与盒2是一体的，但可以绕其自身轴线旋转。

使用例如刀类型的三个弹簧离合器21获得致动器14和运动返回机构与止动销15、16、17之间的联结，所述三个弹簧离合器21在盒2在轧制机架中的插入移动期间直接地或间接地连接到止动销的第一端部22(图6)。离合器21中弹簧23的存在用来避免如果两个半联接器正相互面对但不相互对准时损坏离合器本身。传感器可被设置以用于确保离合器的安全性。

止动销15、16、17可以在自由的轧辊轴承座位置和约束的轧辊轴承座位置之间绕其轴线旋转。

在优选的变型中，圆柱形状的止动销具有与第一端部22相对的第二端部24，所述第二端部24是钝的以便大体上具有半圆柱形状；反过来，轧辊轴承座设置有在其上获得的凹部18，该凹部18具有与止动销的所述第二端部24的形状互补的形状。以这种方式，通过以约180°的旋转提供止动销的传输，构型从自由的轧辊轴承座切换到约束的轧辊轴承座，并且反之亦然。可选择地，在每个轭支撑件上可以获得具有与止动销的所述第二端部24的形状互补的形状的凹部18。

离合器21的竖直刀构造允许盒2提升到工作位置而没有损坏离合器本身的风险。

特别地，图3中更好示出的优选变型提供了借助于第一返回机构30将旋转致动器14绕第一轴线Y的旋转运动转换成离合器21绕与第一轴线Y垂直的相应的第二轴线Y’的旋转运动。

与具有以+/-30°相对于水平面倾斜的旋转轴线的工作辊5和7的轧辊轴承座配合的止动销15和17界定与相应的第二轴线Y’重合的其纵向轴线。在此情况下，止动销15、17的第一端部22直接连接到相应的离合器21。

另一方面，与具有其竖直的旋转轴线的工作辊6的轧辊轴承座配合的止动销16界定与第二轴线Y’垂直的其自身的纵向轴线Y”，即止动销16相对于彼此平行的其他两个止动销15、17正交地布置。因此，第二返回机构31被提供以用于止动销16，该第二返回机构31将相应的离合器21绕第二轴线Y’的旋转运动转换成止动销16绕其轴线Y”的旋转运动。在此情况下，止动销16的第一端部22连接到与盒2一体的所述第二返回机构31。

Claims (9)

1.一种轧制机架(1)，其具有用于轧制具有芯棒的无缝管的三个工作辊(5、6、7)，所述轧制机架界定轧制轴线(X)并包括：

支承结构(3)；

三个工作辊(5、6、7)，每个具有位于所述轧制轴线(X)上的相应正中面，其中所述正中面彼此形成120°的角，所述三个工作辊中的每个工作辊具有相应的轧辊轴承座；

轧辊保持盒(2)，其中容纳了所述三个工作辊(5、6、7)和所述轧辊轴承座；

锁定装置(20)，其用于锁定所述轧辊轴承座在所述轧辊保持盒(2)内的位置，以便将所述轧辊轴承座锁定在相应的第一径向位置中，所述相应的第一径向位置允许在横向于所述轧制轴线(X)的方向上将所述轧辊保持盒(2)从所述支承结构(3)抽出以及将所述轧辊保持盒(2)插入所述支承结构(3)中，

其中所述锁定装置(20)包括紧固到所述轧辊保持盒(2)的三个止动销(15、16、17)和借助于运动学机械装置连接到所述三个止动销(15、16、17)的控制机构，所述控制机构允许对所述三个止动销(15、16、17)的组合致动，使得所述三个止动销(15、16、17)中的每个止动销将相应的轧辊轴承座锁定在所述相应的第一径向位置中。

2.根据权利要求1所述的轧制机架，其中所述控制机构包括单个致动器(14)，所述单个致动器(14)紧固到所述支承结构(3)并由快速联接和释放装置连接到所述三个止动销(15、16、17)。

3.根据权利要求2所述的轧制机架，其中所述单个致动器(14)是连接到运动返回机构的旋转致动器，所述运动返回机构适合于将所述旋转致动器绕第一轴线(Y)的旋转运动转换成所述三个止动销(15、16、17)中的每个止动销绕其轴线的旋转运动。

4.根据权利要求3所述的轧制机架，其中第一止动销(15)和第二止动销(17)相互平行并界定垂直于所述第一轴线(Y)的相应的第二轴线(Y’)，而第三止动销(16)界定平行于所述第一轴线(Y)的第三轴线(Y”)。

5.根据权利要求4所述的轧制机架，其中为每个止动销(15、16、17)提供第一返回机构(30)，以将绕所述第一轴线(Y)的旋转运动转换成绕相应的第二轴线(Y’)的旋转运动；并且其中第二返回机构(31)仅为所述第三止动销(16)提供，以将绕所述相应的第二轴线(Y’)的旋转运动转换成绕所述第三轴线(Y”)的旋转运动。

6.根据前述权利要求中任一项所述的轧制机架，其中所述轧辊轴承座设置有在其上获得的凹部(18)，并且所述三个止动销(15、16、17)具有拥有与所述凹部(18)的形状互补的形状的端部。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的轧制机架，其中具有相关的轧辊轴承座的相应工作辊(5、6、7)安装在轭支撑件(11、12、13)上，且所述轭支撑件(11、12、13)设置有在其上获得的凹部(18)，并且所述三个止动销(15、16、17)具有拥有与所述凹部(18)的形状互补的形状的端部。

8.根据权利要求6所述的轧制机架，其中所述凹部的形状是半圆柱形。

9.根据权利要求7所述的轧制机架，其中所述凹部的形状是半圆柱形。