CN104972025A - 多辊台轧环机和用于在多辊台轧环机中轧制环件的方法 - Google Patents

多辊台轧环机和用于在多辊台轧环机中轧制环件的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种多辊台轧环机以及用于在多辊台轧环机中轧制环件的方法。为了提高轧制的环件的尺寸精确度，在多辊台轧环机中，即使还没有达到最小辊缝，也可以在达到预定的环件直径时，将芯轴辊从轧制状态切换到空载运行状态。

Description

多辊台轧环机和用于在多辊台轧环机中轧制环件的方法
技术领域
本发明涉及一种多辊台轧环机，其包括至少一个主辊和两个芯轴辊，这两个芯轴辊设置在围绕芯轴辊台轴线旋转的芯轴辊台中，其中主辊围绕主辊轴线旋转，并且主辊轴线和芯轴辊台轴线至少在轧制期间以彼此相对不变和偏心的方式设置。同样地，本发明还涉及用于在多辊台轧环机中轧制环件的方法，其中至少两个设置在芯轴辊台中的芯轴辊围绕主辊旋转，在此情况下，在芯轴辊与主辊之间形成的各个辊缝以依赖于芯轴辊台相对于主辊的角度位置的方式缩小到最小辊缝，并且随后再次增大。
背景技术
轧环机具有不同的尺寸，其中对于非常大的环件来说，主辊和芯轴辊通常彼此相互挤压，并且待轧制的环件在位于这两个辊之间的辊缝中循环。根据具体的要求，在非常大的轧环机中还设置有轴向辊和/或其它的特殊辊。在此情况下，由于最终环件可以被引导着任意多次地通过各个辊缝，因此可以比较自由地选择轧制过程以及变形程度。但是，构建这种类型的轧环机比较复杂，并且因此成本高昂，而且在此情况下，工作流程也会复杂，尤其十分地费时。这种类型的轧环机已经例如在专利文献DE2504996A1或者DE102011108113A1中公开。
其中在能够围绕主辊旋转的芯轴辊台中设置有至少两个(但是通常至少四个)芯轴辊的多辊台轧环机能够实现相当高的吞吐量。这种类型的装置已经例如在专利文献DE2615802A1中公开，在该装置中多个芯轴被布置在芯轴辊台上，然而其中对应于上述轧环机，每个单独的轧制过程可以通过将各个芯轴辊相对于主辊单独地设置的方式来为每个环件进行单独的设置。由于芯轴辊台的缘故，待轧制的环件或环坯的送入和轧制后的环件的导出可以显著地加速，并且在轧制过程中进行整合。
如在专利文献DE1098481B中公开的那样，多辊台轧环机可以具有非常高的生产速度，其中所显示的多辊台轧环机包括一个主辊和四个芯轴辊，这四个芯轴辊设置在围绕芯轴辊台轴线旋转的芯轴辊台中，并且其中主辊围绕主辊轴线旋转，以及主辊轴线和芯轴辊台轴线至少在轧制期间以彼此相对不变和偏心的方式设置，或者仅通过改变芯轴辊台相对于主辊的角度位置来使辊缝缩小到最小辊缝。在经历了最小辊缝后，辊缝会再次增大，使得轧制过程于是结束。对于改装机，还可以改变芯轴辊在专利文献DE2615802A2所公开的芯轴辊台上的位置。但是，尤其像专利文献DE2615802A2在讨论专利文献DE1098481B的内容中强调的那样，环坯或者待轧制的环件的送入量的不可避免的波动会直接引起直径和高度的波动，由于通常还必须随后对直径校准挤压，以及经常还必须随后对所需的环高度进一步地校准挤压，因此这会导致异常复杂的制造系统。
发明内容
本发明的目的是提供这种类型的多辊台轧环机以及这种用于在多辊台轧环机中轧制环件的方法，其中能够以结构上简单的方式确保所制成的环件具有足够的尺寸精确度。
本发明的目的通过具有如独立权利要求所限定特征的多辊台轧环机以及用于在多辊台轧环机中轧制环件的方法得以实现。在从属权利要求和下面的描述中记载了其它的、必要时与上述特征独立的优选实施例。
为了以结构上简单的方式确保所制成的环件具有足够的尺寸精确度，多辊台轧环机包括至少一个主辊和两个芯轴辊，这两个芯轴辊设置在围绕芯轴辊台轴线旋转的芯轴辊台中，并且其中主辊围绕主辊轴线旋转，以及主辊轴线和芯轴辊台轴线至少在轧制期间以彼此相对不变和偏心的方式设置，其特征在于，所述多辊台轧环机具有用于释放至少一个芯轴辊的轧制力的释放装置，所述释放装置以不依赖于主辊轴线和芯轴辊台轴线的偏心的方式发挥作用。在合适的设计方案中，这种释放装置使得能够以不依赖于芯轴辊相对于主辊的角度位置的方式中断轧制过程，从而能够由此有目的地影响各个轧制环件的尺寸精确度。
在此，显然可以根据不同的标准来确定释放装置发挥释放作用的时刻或芯轴辊的角度位置。例如可以考虑预先测定所使用的环坯的量，并且根据这个量来确定应当开始进行释放的角度位置或时刻。同样地，显然还有其他的标准，例如还可以直接测量环件的直径或者环件的厚度，以便通过这种方式获得相应的标准。
尤其是，为了以结构上简单的方式确保所制成的环件具有足够的尺寸精确度，对于多辊台轧环机而言有益的是，不依赖于本发明的其余的技术特征，其包括至少一个主辊和两个芯轴辊，这两个芯轴辊设置在围绕芯轴辊台轴线旋转的芯轴辊台中，其中主辊围绕主辊轴线旋转，并且主辊轴线和芯轴辊台轴线至少在轧制期间以彼此相对不变和偏心的方式设置，其特征在于，所述多辊台轧环机包括测量装置，用于测量位于芯轴辊与主辊之间的且被轧制的环件的环件直径。尤其是，通过相应的测量装置还能够在可能的校准挤压或者其它的后续加工之前有目的地对各个轧制过程进行干涉，这在上述释放装置与这些测量装置相结合的情况下显得尤其有意义。另一方面还可以考虑作为对这些测量的反应的影响尺寸精确度的其它措施，像例如对主辊轴线与芯轴辊台轴线之间的偏心进行调节。
相应地尤其有益的是，多辊台轧环机不仅包括上述释放装置，而且还包括上述测量装置。尤其是，测量装置与释放装置通过以下方式操作性连接，即，当达到规定的环件直径时释放装置便释放芯轴辊。为此，尤其可以预先确定特定的环件直径，然后通过比较测量装置的测量结果与之前输入的用于该特定的环件直径的基准值来产生信号，该信号用来触发用于特定芯轴辊的释放过程。通过针对该特定的环件直径的操作性连接，可以通过特别简单的结构方式实现测量装置与释放装置的结合，例如其中由具有该特定的环件直径的环件来直接促动杠杆、按键或开关。
优选的是，测量装置布置在芯轴辊台上，从而可以通过不依赖于芯轴辊台的角度位置的变化速度的方式进行精确地测量。
尤其是，每个芯轴辊都设置有测量装置，使得对于每个芯轴辊或者对于每个单独轧制的环件都能够进行单独的控制。显然，在此作为附加或者备选，还可以优选地为每个芯轴辊设置相应的释放装置。
像上面已经指明的那样，可以采用不同的或者不同类型的测量器件作为测量装置。例如，在应当采用使用“量”作为判断在某个角度位置或者在某个时刻应当进行释放的标准时，例如可以将水平仪用作测量装置。同样地，还可以考虑例如照相机，用照相机拍摄整个芯轴辊台和所有位于芯轴辊台上的环件，其中通过图像分析手段来分析和评估相应的标准。同样地，可以很容易地利用例如光学测距仪来确定环件直径，其中这种类型的光学测距仪优选地布置在芯轴辊台上，并且随着芯轴辊旋转。然而，还可以设置机械的或者电的接触器来代替光学测距仪，通过所述接触器可以确定环件直径，并且触发轧制过程的结束。这种机械的或者电的接触器(例如杠杆、按键或者开关)尤其能够设置在芯轴辊台上的预定的位置处，从而当环件碰到这些开关时能够相应地结束轧制过程。显然，可以相应地采用其他所有的测量装置，只要通过其能够用测量技术测定用于结束轧制过程的相关标准。例如，还可以在必要时使用电感测量仪或者甚至声学测量仪。
显然，如果使用环件直径作为标准，那么可以采用环件外径或者环件内径，必要时中间直径或者其它的能够定义为直径的参数也可作为标准。最终，这取决于尺寸的所需类型和用测量技术进行测定的可能性。
释放装置可以包括在芯轴辊台上的各个芯轴辊的可松开的芯轴辊锁，由此能够确保以结构上简单的方式完成释放，这是因为当松开芯轴辊锁时，就能够松开芯轴辊并且不能再施加轧制力。例如，可以考虑当松开芯轴辊锁时将松开的芯轴辊引导到长孔中，其中，当芯轴辊通过芯轴辊锁锁定时，芯轴辊锁能够将芯轴辊压在长孔的底部。相应地，芯轴辊锁承受轧制力；而当松开芯轴辊锁时，这点不再可行，从而使得轧制过程结束。
作为可松开的芯轴辊锁的附加或者替代，释放装置可以包括移动装置，用于移动各个芯轴辊在芯轴辊台上的位置。芯轴辊离开主辊移动非常小的距离就已能够结束各个轧制过程。这种移动可以例如通过电机来实现。同样地，这种移动还可以例如机械式地完成，即，在达到规定的环件直径时，机械式杠杆随着主辊和芯轴辊之间的偏心而由环件向外挤压，最终向外推移，并且通过这种方式松开芯轴辊锁，同时在芯轴辊上沿径向向外施加力。必要时，还可以将在旋转的芯轴辊台中或者通过旋转的主辊所产生的能量用于这种移动，即当满足相应的标准时，例如达到规定的环件直径时，开始相应的驱动。
相应地，可以采用电机或者其他的执行器作为移动装置。就此而言有益的是，采用直流电机或者电力驱动的执行器作为移动装置。尤其是，采用杠杆、杠杆装置或者其它的驱动器作为机械式的移动装置，它们由多辊台轧环机的力矩或者力来驱动，并且仅当达到预定的环件直径时接通，其中后者尤其还可以纯机械式地但是又能够通过执行器或者电机来完成，又或者还可以采用(例如张紧的)弹簧装置作为机械式的移动装置。在此，移动装置，尤其是当它直接包括电机或者执行器(其他的驱动元件)时，可以例如使芯轴辊偏心地设置在位于电机轴上的偏心器上，或者使芯辊轴设置在电机的或者通过执行器驱动的杠杆上，或在线性驱动器上。
优选地，多辊台轧环机具有返回装置，用于使芯轴辊从释放位置向轧制位置返回，在释放位置处芯轴辊被释放，在轧制位置处可以对芯轴辊再次施加轧制力，其中返回装置优选地设置在芯轴辊台的其中各个芯轴辊不再受到轧制力的角度位置区域中。通过这种方式，可以不必为了返回而克服轧制力。
当然，任何的移动装置(例如电机或者类似的装置)都可以用作返回装置。另一方面，还可以例如仅仅设置斜坡，使得在芯轴辊台围绕主辊旋转期间芯轴辊被引导着在该斜坡上经过，并且通过以下方式布置该斜坡，即，位于释放位置的芯轴辊被引导着通过该斜坡再次返回它的轧制位置处。
显然，只要当芯轴辊到达轧制位置时芯轴辊锁不是例如通过锁闭连接机构自动地锁住，那么返回装置在必要时还可以再次锁住芯轴辊锁
还提出了一种用于在多辊台轧环机中轧制环件的方法，能够确保以结构上简单的方式使所制成的环件具有足够的尺寸精确度，在该方法中至少有两个设置在芯轴辊台中的芯轴辊围绕主辊旋转，在此情况下，在芯轴辊与主辊之间形成的各个辊缝以依赖于芯轴辊台相对于主辊的角度位置的方式缩小到最小辊缝，并且随后再次增大，其中该方法的特征在于：当达到预定的环件直径时，即使还没有达到最小辊缝，相应的芯轴辊从轧制状态切换到空载运行状态。
在此，显然芯轴辊台的角度位置最终是相对于主辊轴线，即相对于不与主辊一起旋转的坐标系统，或者相对于芯轴辊台来确定。如此，上述在主辊与芯轴辊台之间的偏心可以例如自动地引起，使得主辊与芯轴辊台之间的各个辊缝周期性地变化，并且在最小值和最大值之间变化。这种变化与角度位置直接成比例，并且保持固定的函数关系。在此，当相应的芯轴辊在达到预定的环件直径时从轧制状态切换到空载运行状态时，这种偏心会被破坏，这是因为对于此次过程而言不会再达到预定的最小辊缝。
为了使芯轴辊从轧制状态切换到空载运行状态，可以打开相应的芯轴辊的辊缝。这可直接导致各个轧制过程的结束。
同样地，当释放相应的芯轴辊的轧制力时轧制过程结束，并且通过这种方式，芯轴辊从轧制状态切换到空载运行状态。
为了能够连续地进行，芯轴辊优选地在已经切换到空载运行状态后、但在开始用此芯轴辊进行下一个轧制过程前再次切换到轧制状态。作为替代的还可以考虑，在轧制过程期间切换到轧制状态，然而这必须以抵抗轧制力的方式完成，并且成本过高。如果在开始下一个轧制过程前就切换到轧制状态，那么相应地不需要克服轧制力。
为了将芯轴辊从轧制状态切换到空载运行状态，各个芯轴辊可以相对于芯轴辊台从轧制位置向比轧制位置更加远离主辊的释放位置移动。这就可以在结构上非常简单地打开辊缝和释放相应的芯轴辊。
优选地，在从轧制位置移动到释放位置后，芯轴辊再次移回轧制位置，使得可以继续连续地进行。如上所述，由于这个移回操作不必抵抗着轧制力进行，因此优选地在开始用此芯轴辊进行下一个轧制过程前实施这个移回操作。
应当理解的是，上述或者权利要求中描述的技术方案在必要时还可以相互组合，以便能够累积地实现相应的优点。
附图说明
本发明的另外的优点、目的和特性借助下面的实施例的描述来说明，这些实施例也特别在附图中示出。其中：
图1显示了多辊台轧环机的示意性平面图；
图2显示了图1所示的多辊台轧环机在释放了芯轴辊时的状态。
具体实施方式
在附图中显示的多辊台轧环机10包括居中的一个主辊20以及设置在芯轴辊台35上的四个芯轴辊30，所述主辊围绕主辊轴线26旋转，所述芯轴辊台自身围绕芯轴辊台轴线36旋转。
在此，主辊轴线26和芯轴辊台轴线36彼此错开，使得由此能够偏心地布置这两个轴线以及主辊20和芯轴辊台35。主辊20围绕主辊轴线26的旋转方向27以及芯轴辊台35或芯轴辊30围绕芯轴辊台轴线36的圆周方向37分别通过箭头显示。
这些芯轴辊30以其与芯轴辊台轴线36等距的方式设置在芯轴辊台35上，使得位于各芯轴辊30和主辊20之间的辊缝16以依赖于芯轴辊台35相对于芯轴辊台轴线36或者相对于主辊20的角度位置的方式在最大辊缝和最小辊缝之间周期性地变化。
此外，在芯轴辊台35上对于每个芯轴辊30都设置有释放装置40，其在本实施例中构造成用于芯轴辊30的移动装置45，其中为此使用了偏心器46，所述偏心器可以单独地由电机驱动，并且其上分别设置每个芯轴辊30。显然，这种偏心器46还可以用作返回装置50。
在本实施例中，芯轴辊30位于偏心器46上的最接近芯轴辊台轴线36的轧制位置62处，从而可通过作用在芯轴辊30上的轧制力将较少的扭矩引入各个偏心器46中。就此而言，在本实施例中，偏心器46的电机驱动可以对抗轧制力。显然，在变化的实施例中，此处还可以额外地设置锁定装置，例如锁具或者类似的装置。
如果偏心器46围绕其轴线相对于其轧制位置旋转，尤其是旋转180度，那么各个芯轴辊30可以到达其释放位置。
此外，在本实施例中，每个芯轴辊30在芯轴辊台35上都布置有测量装置70，其在本实施例中能够测量位于辊缝16中的环件15的外部直径。在本实施例中，该测量装置70构造成光学测距仪。显然，在变化的实施例中也可以采用其它的测量装置。
现在，如果在芯轴辊30(芯轴辊位置A)处放上环件15，那么它会随着芯轴辊台35沿着圆周方向37的旋转而在逐渐减小的辊缝中被轧出，直到达到最小辊缝(芯轴辊位置B)。随着芯轴辊台35沿着圆周方向37继续旋转，辊缝会扩大，以至于不能继续轧制，在此情况下，轧制完的环件15能够从芯轴辊(芯轴辊位置C)处再次移除。
如可以直接看出的那样，在图1所示的方法中，环件15的送入量的波动会引起环件直径的显著波动。
由于这个原因，需要通过测量装置70来监测各个环件的直径，并且当达到预定的环件直径时，将各个偏心器46切换到其释放位置61处。
在本实施例中，可以通过比较各个测量值与相应的、预先给定的值来对此进行检查。
尤其是，在达到由偏心预先确定的最小辊缝(芯轴辊位置B)之前，将偏心器46或者芯轴辊30切换到释放位置61处，在这种情况下，由于轧制过程反正已经结束，因此在达到最小辊缝后可能会发生转换的问题不是很重要。如果将环件15移除(芯轴辊位置C)，那么位于其释放位置的偏心器46或者位于释放位置61的芯轴辊30会再次切换到轧制位置62处。在本实施例中，这发生在未加载的状态下，在此情况下，按照上述实施方法，这个返回步骤还可以在此之前或者在此之后发生，只要确保不会因此启动或者影响轧制过程。显然，在变化的实施例中，偏心器46还可以在轧制过程中朝着其轧制位置的方向移动。
附图标记：
10 多辊台轧环机
15 环件
16 辊缝
20 主辊
26 主辊轴线
27 旋转方向
30 芯轴辊
35 芯轴辊台
36 芯轴辊台轴线
37 圆周方向
40 释放装置
45 移动装置
46 偏心器
50 返回装置
61 释放位置
62 轧制位置
70 测量装置

Claims (12)

1.多辊台轧环机(10)，其包括至少一个主辊(20)和两个芯轴辊(30)，所述两个芯轴辊设置在围绕芯轴辊台轴线(36)旋转的芯轴辊台(35)中，其中所述主辊(20)围绕主辊轴线(26)旋转，并且所述主辊轴线(26)和所述芯轴辊台轴线(36)至少在轧制期间以彼此相对不变和偏心的方式设置，
其特征在于，所述多辊台轧环机(10)具有用于释放至少一个所述芯轴辊(30)的轧制力的释放装置(40)，所述释放装置以不依赖于所述主辊轴线(26)和所述芯轴辊台轴线(36)之间的偏心的方式起作用；和/或
所述多辊台轧环机(10)包括测量装置(70)，用于测量位于所述芯轴辊(30)与主辊(20)之间的且被轧制的环件(15)的环件直径。
2.如权利要求1所述的多辊台轧环机(10)，其特征在于，所述释放装置(40)包括位于所述芯轴辊台(35)上的各所述芯轴辊(30)的可松开的芯轴辊锁。
3.如权利要求1或2所述的多辊台轧环机(10)，其特征在于，所述释放装置(40)包括用于移动各所述芯轴辊(30)在所述芯轴辊台(35)上的位置的移动装置(45)。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的多辊台轧环机(10)，其特征在于，所述多辊台轧环机(10)包括用于使至少一个所述芯轴辊(30)从释放位置(61)返回到轧制位置(62)的返回装置(50)。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的多辊台轧环机(10)，其特征在于，所述测量装置(70)与所述释放装置(40)通过以下方式操作性连接，即当达到规定的环件直径时，所述释放装置(40)释放所述芯轴辊(30)。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的多辊台轧环机(10)，其特征在于，所述测量装置(70)布置在所述芯轴辊台(35)上。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的多辊台轧环机(10)，其特征在于，每个所述芯轴辊(30)都设置有测量装置(70)。
8.用于在多辊台轧环机(10)中轧制环件(15)的方法，其中至少两个设置在芯轴辊台(35)中的芯轴辊(30)围绕主辊(20)旋转，在所述芯轴辊(30)与主辊(20)之间形成的各个辊缝(16)以依赖于所述芯轴辊台(35)相对于所述主辊(20)的角度位置的方式缩小到最小辊缝，并且随后再次增大，
其特征在于，当达到预定的环件直径时，即使还没有达到最小辊缝，相应的芯轴辊(30)也从轧制状态切换到空载运行状态。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，为了使所述芯轴辊(30)从轧制状态切换到空载运行状态，打开相应的芯轴辊(30)的辊缝(16)和/或释放所述相应的芯轴辊(30)的轧制力。
10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，在所述芯轴辊(30)切换到空载运行状态后，在开始用所述芯轴辊(30)进行下一个轧制过程前，将所述芯轴辊(30)再次切换到轧制状态。
11.如权利要求8至10中任意一项所述的方法，其特征在于，为了将所述芯轴辊(30)从轧制状态切换到空载运行状态，将各个芯轴辊(30)相对于芯轴辊台(35)从轧制位置(62)向比轧制位置(62)更加远离主辊(20)的释放位置(61)移动。
12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，在所述芯轴辊(30)从所述轧制位置(62)移动到所述释放位置(61)之后和在开始用同一个芯轴辊(30)进行下一个轧制过程之前，将所述芯轴辊(30)再次移回到所述轧制位置(62)处。
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