CN107000004B - 用于引导坯料的辊引导机构以及方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于沿纵向进给方向(A)朝向用于成形坯料的一对辊的引导所述坯料的辊引导机构(1)。所述辊引导机构包括：框架装置(2)，被构造成在关闭位置中接合所述坯料的相对的表面部分的一对导辊(3，4)，以及用于调节所述导辊之间的横向距离的定位装置。所述辊引导机构进一步包括被构造成探测一块坯料(20)相对于所述导辊的纵向位置的探测装置(13)。所述定位装置被构造成响应所述探测调节所述导辊之间的横向距离。

Description

用于引导坯料的辊引导机构以及方法
技术领域
本发明涉及一种用于沿纵向进给方向朝向用于成形所述坯料的一对辊引导坯料的辊引导机构，以及一种用于引导坯料的方法。特别地，本发明涉及用于在线材、棒材以及梁的生产中使用的辊引导机构以及方法。
背景技术
辊引导机构通常用于在轧机中引导比如线材坯料或者棒材坯料的热的坯料。主要地，辊引导机构放置于用来使坯料成形的一对辊之前，所以被称为入口辊引导机构(entryroller guide)。这些辊引导机构朝向特定的辊轧槽引导待辊轧的坯料。辊引导机构的使用降低在进入所述一对辊之间时损害坯料的风险并且使得能够以较高的进给速度进给坯料。
US3935722公开一种用于朝向一对辊引导坯料的辊引导机构。所述辊引导机构包括框架装置以及安装于所述框架装置上的一对导辊，所述导辊被构造成接合坯料的相对的表面部分。所述导辊能围绕垂直于纵向进给方向的平行的旋转轴线旋转。
已知的辊引导机构通常进一步包括定位装置，所述定位装置用于调节导辊之间的横向距离以能够适应不同尺寸的坯料。在这样的情况下，在辊引导机构运行之前调节导辊之间的横向距离，并且该横向距离在辊引导机构运行期间为恒定的或者基本恒定的。
通常，将导辊之间的横向距离设定成稍微地小于坯料的横向尺寸，以使得导辊压在坯料的表面部分上。这对于实现对坯料的有效的且精确的引导是必须的。然而，这样的已知的辊引导机构的一个问题是，导辊由于在坯料进入导辊之间时所引起的较大的力被严重地磨损。
发明内容
本发明的一个目的是克服以上所提到的问题以及提供一种解决方案，通过该解决方案相对于已知的解决方案降低导辊上的力。
根据本发明的第一方面，通过如最初所限定的辊引导机构实现此目的。所述辊引导机构的特征在于，它进一步包括被构造成探测一块坯料相对于所述导辊的纵向位置的探测装置，以及定位装置被构造成响应所述探测调节所述导辊之间的横向距离。通过根据本发明所述的辊引导机构，因此可以在辊引导机构运行期间自动地调节导辊之间的距离。这使得能够减小在坯料进入导辊之间时施加至导辊的力。由此可增加导辊的工具寿命。
根据本发明的此方面的一个实施例，所述定位装置被构造成使所述导辊在所述关闭位置与打开位置之间运动，在所述打开位置中，所述导辊之间的横向距离为使得容许所述坯料在所述导辊之间自由地通过。可在辊引导机构运行之前预先限定导辊的分别在打开位置以及关闭位置中的所期望的位置。通过能够使导辊在关闭位置与打开位置之间运动，可以控制由坯料所施加于导辊上的力，反之亦然。
根据本发明的一个优选实施例，所述定位装置被构造成在未在所述导辊之间探测到坯料时使所述导辊运动至所述打开位置。这样，导辊被定位成使得进入辊引导机构的每一块坯料的第一端部可在导辊之间自由地通过。因此，消除在坯料进入导辊之间时所引起的较大的力，并且显著地延长导辊的工具寿命。
根据本发明的另一个实施例，所述定位装置被构造成在探测到一块坯料的第一端部已经通过所述导辊之间时使所述导辊运动至所述关闭位置。这提供一旦一块坯料已经处于导辊之间就实现有效的引导的方式，而不存在在一块坯料的第一端部进入导辊之间时损害导辊的风险。
根据本发明的另一个实施例，所述辊引导机构进一步包括被构造成朝向导辊引导坯料的初级引导装置。所述初级引导装置用于朝向辊引导机构粗略地引导坯料。优选地，所述初级引导装置呈引导漏斗的形式，所述引导漏斗至少部分地具有截头圆锥体的基本形状。
根据本发明的另一个实施例，所述辊引导机构进一步包括用于在引导位置与非引导位置之间调节所述初级引导装置的调节装置，在所述引导位置中，所述初级引导装置被构造成朝向所述导辊引导所述坯料，在所述非引导位置中，所述初级引导装置被构造成容许所述坯料自由地通过所述初级引导装置。因此，可仅仅在需要时在引导位置中使用所述初级引导装置，以便减小初级引导装置上的由于与所进给的坯料接触而引起的磨损。
根据本发明的另一个实施例，所述调节装置被构造成在所述导辊之间探测到一块坯料时将所述初级引导装置调节至所述非引导位置。这样，使初级引导装置上的磨损最小化，因为坯料一进入导辊之间就容许坯料自由通过。例如可在探测到坯料的后端部离开辊引导机构时或者在探测到坯料的第一端部正在接近初级引导装置时将初级引导装置调节至引导位置。
根据本发明的另一个实施例，所述定位装置呈机械定位装置、电动定位装置、液压定位装置或者气动定位装置的形式。在液压定位装置的情况下所使用的液压流体、以及在气动定位装置的情况下所使用的气动流体应当为这样的流体，该流体适合于在适用于辊引导机构中的条件下的动力传输。机械、电动、液压以及气动定位装置能够提供快速且有效的动力传输并且因此适合于在其中所进给的坯料的行进速度需要快速反应的辊引导机构中使用。
根据本发明的另一个实施例，所述定位装置为伺服驱动的。这对于电动定位装置是特别有用的并且提供极好的位置控制。例如，伺服驱动使得能够实现对导辊之间的距离的快速调节并且可用于在一块坯料接近时对导辊之间的横向距离的、或者如果适用的话对初级引导装置的预先调节。因此对一块坯料的尺寸的快速适应为可能的。
根据本发明的另一个实施例，所述辊引导机构进一步包括用于检测由所述坯料所施加于所述辊引导机构上的力的传感装置。这是有用的，因为它使得能够在所施加于辊引导机构上的异常地高的力的情况下启动保护措施。可使用一个或多个力传感器或者类似物来检测辊引导机构中的各个位置处(比如初级引导装置中或者导辊中)的力。系统可被构造成使得在以下情况下生成错误代码和/或警告信号：传感装置检测到超过预定阈值水平的力，或者偏离所期望的水平超过预定阈值水平的量的力。
根据本发明的另一个实施例，所述定位装置被构造成响应由所述传感装置所检测到的力使所述导辊运动。所述定位装置例如可被构造成响应超过预定阈值水平的所检测的力暂时地使导辊运动。这样，可以以所施加于坯料上的恒定的或者几乎恒定的力实现引导。这对于由坯料所施加于辊引导机构上的过高的力提供保护并且潜在地增加辊引导机构的工具耐用度。
根据本发明的另一个实施例，所述辊引导机构进一步包括用于确定坯料的尺寸的尺寸测量装置。这是获得坯料的尺寸的实用的方式并且对于放置于连续的轧机中的相继的多对辊之间的辊引导机构是特别有用的。它对于使得能够分别在关闭位置中以及在打开位置中实现对导辊之间的横向距离的适应也是有用的。这可通过将所述尺寸测量装置布置成使得在一块坯料进入至辊引导机构中之前测量尺寸而实现。这样，辊引导机构可被构造成使得由导辊所施加于坯料上的力一直为相同的大小。
根据本发明的另一个方面，通过如最初所限定的方法实现以上所提到的目的。所述方法的特征在于，它包括以下步骤：
-探测一块坯料相对于导辊的纵向位置；
-响应所述探测，调节所述导辊之间的横向距离。
根据涉及所提出的辊引导机构的以上讨论，这样的方法以及其优选实施例的优点为显而易见的。
根据本发明的此方面的一个实施例，当在所述导辊之间探测到一块坯料时，减小所述导辊之间的横向距离，以使得所述导辊接合所述坯料的相对的表面部分。
根据本发明的此方面的另一个实施例，当未在所述导辊之间探测到一块坯料时，增加所述导辊之间的横向距离，以使得容许一块坯料的第一端部在所述导辊之间自由地通过。
根据本发明的此方面的另一个实施例，其中所述辊引导机构进一步包括被构造成朝向所述导辊引导所述坯料的初级引导装置，所述方法进一步包括步骤：
-响应对一块坯料的纵向位置的探测，在引导位置与非引导位置之间调节所述初级引导装置，在所述引导位置中，所述初级引导装置被构造成朝向所述导辊引导所述坯料，在所述非引导位置中，所述初级引导装置被构造成容许所述坯料自由地通过所述初级引导装置。
通过以下描述本发明的其它有利的特征以及优点将出现。
附图说明
在下文中将参考附图通过举例进一步描述本发明，其中：
图1示出根据本发明的一个实施例的在第一位置中的辊引导机构的示意图；
图2示出在第二位置中的图1的辊引导机构；
图3示出在第三位置中的图1的辊引导机构；以及
图4示出在第四位置中的图1的辊引导机构。
具体实施方式
在图1-4中示出根据本发明的一个实施例的辊引导机构1的示意图。辊引导机构1用于在轧机中沿纵向进给方向A主要地朝向用于使坯料成形的一对辊引导坯料。辊引导机构1包括框架装置2以及一对导辊3、4，每一个导辊3、4安装于框架装置2的臂5、6上。臂5、6为可枢转的且可运动的，以使得可调节导辊3、4之间的横向距离，亦即沿垂直于进给方向A的方向的距离。导辊3、4能围绕垂直于纵向进给方向A且垂直于横向方向的平行的旋转轴线C3、C4旋转。辊引导机构1进一步包括控制单元7，其中包括用于通过使臂5、6运动和枢转而调节导辊3、4之间的横向距离的定位装置。用于探测一块坯料20的第一端部20a是否正在接近导辊3、4的探测装置13设置于引导部分11的内侧上。辊引导机构进一步包括被构造成朝向导辊3、4引导坯料的初级引导装置9。在所示实施例中，初级引导装置9呈包括有入口漏斗10以及两个引导部分11、12的引导漏斗的形式。用于在引导位置与非引导位置之间调节初级引导装置9的调节装置设置于控制单元7中，在所述引导位置中，初级引导装置9被构造成朝向导辊3、4引导坯料，在所述非引导位置中，初级引导装置被构造成容许坯料自由地通过初级引导装置9。
图1示出在一块坯料20进入至辊引导机构1中之前的辊引导机构1。导辊3、4沿纵向进给方向A设置于初级引导装置9之后。控制单元7包括用于使导辊3、4运动的定位装置(未示出)以及用于调节初级引导装置9的引导部分11、12的位置的调节装置(未示出)。在图1中所示的位置中，初级引导装置9处于引导位置中。换句话说，引导部分11、12被定位成彼此靠近，以使得在引导部分11、12之间形成用于引导一块坯料20的狭窄的通道。导辊3、4处于打开位置中，其中导辊3、4之间的横向距离为足够地大的，以容许一块坯料20自由地通过而不存在与导辊3、4的物理相互作用。
在图2中，一块坯料20已经进入至辊引导机构的初级引导装置9中。初级引导装置9仍然处于引导位置中并且导辊3、4处于打开位置中。一块坯料20的第一端部20a刚刚经过探测装置13。信号从探测装置13发送至包括有定位装置以及调节装置的控制单元7。定位装置以及调节装置因此被启动。
在图3中，定位装置已经使导辊3、4从打开位置运动至具有导辊3、4之间的减小的横向距离的关闭位置，并且一块坯料20的前端部20a已经通过导辊3、4之间。调节装置已经通过使引导部分11、12之间的横向距离增加而使初级引导装置9运动至非引导位置。导辊3、4因此接合一块坯料20的相对的表面部分并且由此施加引导力，同时容许自由通过初级引导装置9。
在图4中，一整块坯料20已经通过导辊3、4之间。探测装置13已经探测到这一点。已经通过使引导部分11、12之间的横向距离减小使初级引导装置9运动至引导位置。导辊3、4已经运动至打开位置。辊引导机构1因此准备好接收另一块坯料。
为了确定一块坯料20的第一端部20a是否已经通过导辊3、4之间，可在辊引导机构1上设置用于测量或者估计一块坯料20的行进速度的装置。还可从其它一些外部源获得关于行进速度的信息。确定第一端部20a是否已经通过导辊3、4之间的替代的方式包括将探测器放置于导辊3、4的位置上或者沿进给方向刚好放置于导辊3、4之后。
定位装置以及调节装置如上所示可包括于相同的控制单元中，但是还可被单独地控制。定位装置以及调节装置可为机械的、电动的、液压的或者气动的并且可为伺服驱动的。在所示实施例中，定位装置被构造成通过使其上安装有导辊3、4的臂5、6枢转和移动而实现对导辊3、4之间的横向距离的调节。然而，定位装置可作为代替被构造成仅仅通过横向移动实现对横向距离的调节，而无需枢转运动。
辊引导机构1优选地能沿横向方向、例如沿导轨移动，以使得它可被用来朝向放置于辊引导机构之后的一对辊的不同的辊轧槽引导坯料。
优选地在辊引导机构1上设置用来检测由坯料所施加于辊引导机构1上的力的传感装置，比如，例如呈放置于一个或两个臂5、6上的应变计的形式的力传感器。力传感器可用于过载保护并且因此应当优选地连接至定位装置。如果力传感器所检测到的力超过预定阈值，则保护措施被启动。例如，可使导辊3、4之间的横向距离暂时地增加，或者可暂时地释放来自定位装置的、将导辊3、4保持于关闭位置中的张力。若力传感器所检测到的力超过阈值，则可生成警告信号以警告辊引导机构的操作者。
定位装置优选地被构造成使得以恒定的负载引导坯料，亦即使得在导辊处于关闭位置中时由导辊所施加于坯料上的力为恒定的或者几乎恒定的。关闭位置在导辊之间的横向距离的方面可因此为非静态的，但是可被限定为由导辊所施加于坯料上的一定的力。
辊引导机构还可包括用于确定坯料的尺寸的尺寸测量装置以及用于测量振动的装置。
本发明在任何情况下当然都不限于上述实施例，其修改的很多可能性对于本发明所属领域的技术人员而言将是显而易见的，而不脱离本发明的如在所附权利要求中所限定的范围。

Claims (10)

1.一种用于沿纵向进给方向(A)朝向用于成形坯料的一对辊引导所述坯料的辊引导机构(1)，所述辊引导机构(1)包括：
-框架装置(2)，
-安装于所述框架装置(2)上的一对导辊(3，4)，所述导辊被构造成在关闭位置中接合所述坯料的相对的表面部分，所述导辊(3，4)能围绕垂直于所述纵向进给方向(A)的平行的旋转轴线(C3，C4)旋转；以及
-用于调节所述导辊(3，4)之间的横向距离的定位装置，所述定位装置被构造成使所述导辊(3，4)在所述关闭位置与打开位置之间运动，在所述打开位置中，所述导辊(3，4)之间的横向距离为使得容许所述坯料在所述导辊(3，4)之间自由地通过，
其特征在于，
所述辊引导机构进一步包括被构造成探测一块坯料(20)相对于所述导辊(3，4)的纵向位置的探测装置(13)，并且所述定位装置被构造成响应所述探测调节所述导辊(3，4)之间的横向距离，
所述辊引导机构(1)进一步包括被构造成朝向所述导辊(3，4)引导坯料的初级引导装置(9)，
所述辊引导机构(1)进一步包括用于在引导位置与非引导位置之间调节所述初级引导装置(9)的调节装置，在所述引导位置中，所述初级引导装置(9)被构造成朝向所述导辊(3，4)引导所述坯料，在所述非引导位置中，所述初级引导装置(9)被构造成容许所述坯料自由地通过所述初级引导装置(9)，所述调节装置被构造成在所述导辊(3，4)之间探测到一块坯料(20)时将所述初级引导装置(9)调节至所述非引导位置。
2.根据权利要求1所述的辊引导机构(1)，其特征在于，所述定位装置被构造成在未在所述导辊(3，4)之间探测到坯料时使所述导辊(3，4)运动至所述打开位置。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的辊引导机构(1)，其特征在于，所述定位装置被构造成在探测到一块坯料(20)的第一端部已经通过所述导辊(3，4)之间时使所述导辊(3，4)运动至所述关闭位置。
4.根据权利要求1所述的辊引导机构(1)，其特征在于，所述定位装置呈机械定位装置、电动定位装置、液压定位装置或者气动定位装置的形式。
5.根据权利要求1所述的辊引导机构(1)，其特征在于，所述辊引导机构(1)进一步包括用于检测由所述坯料所施加于所述辊引导机构(1)上的力的传感装置。
6.根据权利要求5所述的辊引导机构(1)，其特征在于，所述定位装置被构造成响应由所述传感装置所检测到的力使所述导辊(3，4)运动。
7.根据权利要求1所述的辊引导机构(1)，进一步包括用于确定所述坯料的尺寸的尺寸测量装置。
8.一种用于沿纵向进给方向(A)朝向用于成形坯料的一对辊引导所述坯料的方法，其中使用辊引导机构(1)，所述辊引导机构(1)包括：
-框架装置(2)，
-安装于所述框架装置(2)上的一对导辊(3，4)，所述导辊(3，4)被构造成在关闭位置中接合所述坯料的相对的表面部分，所述导辊(3，4)能围绕垂直于所述纵向进给方向(A)的平行的旋转轴线(C3，C4)旋转；
其特征在于，所述方法包括以下步骤：
-探测一块坯料(20)相对于所述导辊(3，4)的纵向位置；
-响应所述探测，调节所述导辊(3，4)之间的横向距离，使所述导辊(3，4)在所述关闭位置与打开位置之间运动，在所述打开位置中，所述导辊(3，4)之间的横向距离为使得容许所述坯料在所述导辊(3，4)之间自由地通过，
所述辊引导机构进一步包括被构造成朝向所述导辊(3，4)引导所述坯料的初级引导装置(9)，所述方法进一步包括以下步骤：
-响应对一块坯料(20)的纵向位置的探测，在引导位置与非引导位置之间调节所述初级引导装置(9)，在所述引导位置中，所述初级引导装置(9)被构造成朝向所述导辊(3，4)引导所述坯料，在所述非引导位置中，所述初级引导装置(9)被构造成容许所述坯料自由地通过所述初级引导装置(9)，在所述导辊(3，4)之间探测到一块坯料(20)时将所述初级引导装置(9)调节至所述非引导位置。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当在所述导辊(3，4)之间探测到一块坯料(20)时，减小所述导辊(3，4)之间的横向距离，以使得所述导辊(3，4)接合所述坯料的相对的表面部分。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，当未在所述导辊(3，4)之间探测到一块坯料(20)时，增加所述导辊(3，4)之间的横向距离，以使得容许一块坯料(20)的第一端部(20a)在所述导辊(3，4)之间自由地通过。
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