CN111107951A - 轧机机架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于轧制轧件、尤其金属产品的轧机机架。轧机机架具有至少两个安装件，以便支承至少一个辊子，其中，辊子以其两个圆柱状辊颈可转动地支承在安装件中。在辊颈上有径向游隙地布置有圆筒形颈部衬套。与颈部衬套沿轴向错位地有不可相对转动地布置的环形的轴向轴承。辊颈在安装件中的支承部为滑动轴承，优选地为液力油膜轴承。在轧制工艺中负载时，颈部衬套不仅沿径向方向、而且沿轴向方向移动和变形。为了在轴向限制颈部衬套时避免磨损或缺陷，本发明规定，颈部衬套(120)可在轴向距离a内在圆柱状辊颈(114)上沿轴向移动地支承在呈轴向轴承的形式的第一止挡(140‑1)和第二止挡(140‑2)之间。

Description

轧机机架

技术领域

本发明涉及用于轧制轧件的轧机机架，其具有至少一个辊子。辊子具有一个辊子辊身并且典型地具有两个辊颈。在辊颈上推装有颈部衬套，辊子借助颈部衬套可转动地支承在在轧机机架中的安装件中。

背景技术

如在本申请中谈及那样的辊子典型地为支撑辊子，其例如用在轧制和冶金工艺的热轧和冷轧轧机机架中。颈部衬套典型地与在安装件中的轴承衬套一起形成沿径向起作用的滑动轴承。通过该滑动轴承将来自固定系统(调节油缸)的轧制力传递到旋转系统(辊子)上。

在辊颈与辊子衬套的组合中，两种基本结构设计的区别是：

一方面提供具有锥形颈部衬套的锥形辊颈。在这种情况下，颈部衬套通过压力肩环夹紧到辊颈的锥体上。该复合结构同样通过滑键防止旋转，并且为了轴向定位而需要相对很大的固定单元，其必须施加很大的预紧力。该构架的缺点是大的固定单元、需要大且长的辊颈、需要很多附加的固定构件以及需要存在用于产生预紧力的安装装置，锥形颈部衬套在装到锥形辊颈上时必须通过该安装装置来按压。

与此相比，圆筒形颈部衬套典型地热压配合到辊颈上。因此它们不可沿轴向运动，并且对于提升液力承载力绝对必需的径向变形由于热压配合同样是不可能的。此外，热压配合的颈部衬套的装配和拆卸很复杂。

欧洲专利EP 2 858 767 B1公开了非热压配合的圆筒形颈部衬套的示例。根据该专利文献，颈部衬套过盈地、即具有至少部分径向游隙地装到辊颈上。

颈部衬套的径向游隙绝对必须，以便与轴承一起实现提升液力承载力。

然而，对于这种液力滑动轴承、尤其油膜轴承，颈部衬套在负载时不仅沿径向方向运动和变形，而且沿轴向方向运动和变形。总之，在液力滑动轴承中的颈部衬套应理想地尽可能自由地“浮”在辊颈上。但是，毋庸置疑，颈部衬套在辊颈上的运动自由度不能是任意的和无限的。

发明内容

因此，本发明的目的在于以如下方式改进已知的用于轧制轧件的轧机机架，即，有效防止构件由于颈部衬套的轴向负荷而磨损或损伤。

该目的通过权利要求1的对象实现。轧机机架的特征在于，颈部衬套在轴向距离a内可在圆柱状辊颈上沿轴向移动地支承在由轴向轴承形成的第一止挡和第二止挡之间。

因为在辊颈上的、用于在轧制运行期间保持颈部衬套的固定单元现在不是必要的，所以轧机机架的宽度并且尤其是安装件的宽度可制造得更短。

轧机机架的请求保护的设计方案给予了颈部衬套沿轴向方向移动或变形的自由度。通过赋予该轴向自由度来满足在液力滑动轴承运行期间颈部衬套的自然移动和变形需求。同时，不同于沿轴向固定地夹紧颈部衬套，通过赋予轴向自由度或轴向游隙，防止在用于颈部衬套的夹紧件或轴向止挡处出现由于机械过载造成的损伤或缺陷。颈部衬套的所要求的轴向自由度同样没有妨碍颈部衬套的径向变形。通过将轴向轴承用作颈部衬套的一侧的止挡，现在有利地不再需要很多传统上需要的固定件。这例如涉及到带有各种附件的压力肩环，其在传统上是要求的，以便将颈部衬套在轧制运行期间保持在辊颈上。由于现在可获得和期望的径向游隙，现在也不再需要传统所需的安装装置将颈部衬套在预紧的情况下安装到辊颈上。

根据第一实施例，轴向轴承相对于可转动地支承的辊子不可相对转动地布置。这时必要的，以便轴向轴承必要时可有效吸收颈部衬套施加的轴向力。为此，轴向轴承必须在轴向方向上支撑在某处，根据本发明优选地支撑在安装件处，轴向轴承与安装件优选地固定连接。

轴向轴承作为滑动轴承、优选地作为油膜轴承的根据本发明设置的有利的设计方案提供的优点是，轴向轴承的润滑剂供给部可通过总归存在的、用于轧机机架的润滑剂供给部来实现。轴向轴承有利地包括环形的基体和与基体优选地可分开地连接的轴承环。基体和轴承环还可一体地构造。轴向滑动轴承的润滑剂供给部有利地通过在轴向轴承的基体中引导的润滑剂通道和至少一个设置在轴承环中并且与润滑剂通道以引导流体的方式连接的通孔实现。润滑剂、例如油通过通孔向轴向轴承外部泵送到在轴承环和颈部衬套之间的环形的间隙中。

有利地，在基体和轴承环之间形成环形的润滑剂收集室，以便在润滑剂进入所述间隙之前，在轴承环的背侧在润滑剂中产生均匀的压力，其分布在整个周边上。

根据另一实施例，轴承环具有在其周边上分布地多个环形部段，它们相对于基体沿轴向朝颈部衬套的方向突出。环形部段中的每个具有面向颈部衬套的子面，子面可与径向平面面平行地和/或正向和/或负向倾斜地相对于径向平面来构造。在此，平行于平面的子面用作颈部衬套的锁止面或远离辊身的止挡。倾斜的子面与颈部衬套的相应面向该子面的端侧一起形成在周向方向上逐渐变窄的润滑剂室–取决于辊子的转动方向。润滑剂室在辊子的转动方向上逐渐变窄有利地引起在润滑剂中建立压力，润滑剂在轧制运行期间或在辊子旋转时在逐渐变窄的空间区域中被压缩。以这种方式在轴向的滑动轴承和颈部衬套的端面之间产生受压力加载的润滑剂膜，由此有效防止轴承环在轧制运行期间的磨损或损伤。根据另一实施例，环形部段的子面在轴承环的周向方向上彼此相邻地布置，使得具有相对于径向平面正斜度的面相应面向具有负斜度的面。取决于辊子的转动方向，具有正斜度的子面或具有负斜度的子面形成所述在周向方向上逐渐变窄的润滑剂室，以在润滑剂中建立压力。

根据本发明的轧机机架的其他有利的设计方案为从属权利要求的对象。

附图说明

说明书附有四幅附图，其中

图1示出了轧机机架；

图2示出了安装件与支承在里面的辊子、更确切地说支承在里面的辊颈的纵向截面；

图3示出了根据本发明设计的轴承环；并且

图4示出了轴承环的环形部段在周向方向上的截段。

具体实施方式

下面参考提到的附图以实施例的形式详细说明本发明。在所有的附图中，相同的元件用相同的附图标记来表示。

图1示出了轧机机架100，例如四辊轧机机架，其具有用于轧制轧件、尤其金属产品的两个工作辊子170和用于支撑工作辊子的两个支撑辊子160。辊子中的每个辊子相应具有一个辊子辊身112和两个辊颈114，相应的辊子通过辊颈可转动地支承在轧机机架100中的安装件200中。

本发明尤其涉及辊子、更确切地说辊颈在安装件中的支承部。根据本发明不必所有的辊子、更确切地说辊颈支承在轧机机架中。根据本发明的支承部优选地用于支撑辊子的支承；然而，本发明不限于支撑辊子。

图2示例性地示出了根据本发明的支承部。可看出安装件200，其还被称为轴承壳体并且具有轴承衬套210。轴承衬套具有用于容纳辊子110的辊颈114的圆筒形容纳空间。针对本发明，辊颈114圆柱状地构造。在辊颈上有径向游隙地推装有圆筒形的颈部衬套120。在轴向方向R上错位地在颈部衬套的远离辊子辊身的一侧设置有轴向轴承130。轴向轴承根据本发明用作颈部衬套120的第一止挡或远离辊身的止挡140-1。除了第一止挡140-1之外，颈部衬套120的轴向运动自由度还受到第二止挡或靠近辊身的止挡140-2限制。颈部衬套在轴向距离a内可沿轴向自由移动地支承在两个止挡之间。距离a、即颈部衬套120在轴向方向R上具有的游隙例如在1mm和20mm之间。不同于与安装件200固定连接的轴承衬套210，颈部衬套120由于其在径向和轴向方向上的径向和轴向游隙可自由运动。然而，颈部衬套在辊子110的周向方向上典型地通过滑键150固定。

根据本发明，轴向轴承130构造为滑动轴承，优选地构造为油膜轴承。轴向轴承包括优选地与安装件200固定地、但优选地可分开地连接的环形的基体132和与基体固定地、然而优选地可分开地连接的轴承环134。轴承环在基体132的面向颈部衬套120的一侧与基体同轴地布置，并且与基体例如通过螺栓131拧在一起。在轴承环134和基体132之间的可分开的连接有利于在磨损的情况下可简单更换轴承环，并且有利于可在制造技术上简单地形成下文说明的润滑剂收集室133。然而，替代地或原则上轴承环134和基体132还可一体地构造。

在图2中还可看出，在基体132中构造有至少一个润滑剂通道136，其与轧机机架的总归存在的润滑剂供给部180联接。润滑剂通道136使得润滑剂、例如油能够从润滑剂供给部180通过在轴承环134中的通孔137输送到在轴承环134和颈部衬套120之间的环形的间隙400中。优选地，在基体132和轴承环134之间形成环形的润滑剂收集室133，其有利地实现在周向方向上在润滑剂中均衡地建立压力。

如图2中示出的那样，用于限制颈部衬套120的轴向运动自由度的第二止挡或靠近辊子辊身的止挡140-2例如由在辊颈114的表面中的凸肩形成。此时，在颈部衬套120的内侧形成互补止挡122，以抵靠在辊颈114的表面中的凸肩140-2上。

图3以放大的立体详细图示示出了根据本发明的轴承环134。可看出的是，轴承环134在其周边上分布地具有多个环形部段134-1、134-2等等。环形部段相对于轴承环134的平坦的背侧300抬升。换句话说，在安装的状态中，轴承环的背侧300面向基体132，并且环形部段相应构造在轴承环134的背对基体132的一侧，并且就此而言朝颈部衬套的方向从基体离开地抬升。轴承环134的面向基体132的背侧300此时形成径向平面300。环形部段134-n相对于该背侧或径向平面相应形成凸起。

所述径向部段134-n和孔洞139优选地在周向方向上交替，其中，n＝1至N。孔洞139用于轴承环134与基体132的螺旋连接。

所述环形部段相应具有子面135-1、135-2和135-3，它们相对于所述径向平面300不同地倾斜。

图4以详细视图示出了这种环形部段134-n的纵向截面。在图4的下部区域中示出的水平线代表轴承环134的面向基体132的面或背侧。该线还代表径向参考平面300。在环形部段的背对基体132的端侧，环形部段134具有主要由三个不同的子面135-1、135-2和135-3形成的结构。子面135-1基本上平行于径向平面300伸延。子面135-1可用作圆筒形衬套在轧制运行之外的锁止面或支承面。两个子面135-2和135-3相对于径向参考平面300不同地倾斜。子面135-2相对于径向参考平面300具有正斜度，子面135-3相对于径向参考平面300的斜度或斜率是负的。两个子面的斜率例如可为1：100。优选地，具有不同斜度的两个子面135-2和135-3相邻并且面向彼此地形成，如在图4中示出的那样。

在具有不同斜度的两个子面之间优选地形成润滑剂用凹处138，该润滑剂用凹处在其底部具有通孔137，该通孔与在轴向轴承130的基体132中的润滑剂通道136以导引流体的方式连接。在轧制运行期间，润滑剂沿箭头方向通过通孔137首先进入到润滑剂用凹处138中，并且从此处进入到在轴承环和颈部衬套120之间的环形的间隙400中。

关于用于建立压力的倾斜的子面135-2和135-3的功能，在此参考上文给出的说明。

附图标记列表

100 轧机机架

110 辊子

112 辊子辊身

114 辊颈

120 颈部衬套

122 止挡

130 轴向轴承

131 螺栓

132 基体

133 润滑剂收集室

134 轴承环

134-1、134-2、134-3、134-n 环形部段

135-1、135-2、135-3 环形部段的子面

136 润滑剂通道

137 通孔

138 润滑剂用凹处

139 孔洞

140-1 第一止挡

140-2 第二止挡

150 滑键

160 支撑辊子

170 工作辊子

180 润滑剂供给部

200 安装件

210 轴承衬套

300 轴承环的径向平面或背侧

400 环形间隙

a 距离

R 轴向方向

Claims (19)

1.一种用于轧制轧件、尤其轧制金属产品的轧机机架，该轧机机架具有：

至少两个安装件(200)；

至少一个辊子(110)，其具有辊子辊身(112)和两个辊颈(114)，两个辊颈中的至少一个辊颈圆柱状地构造，其中，所述辊子以其辊颈能转动地支承在安装件(200)中；

有径向游隙地同轴地布置在圆柱状的所述辊颈(114)上的圆筒形的颈部衬套(120)；和

与所述颈部衬套沿轴向错位地布置的环形的轴向轴承(130)；

其特征在于，所述颈部衬套(120)能在圆柱状的所述辊颈(114)上在轴向距离a内沿轴向移动地支承在由所述轴向轴承(130)形成的第一止挡(140-1)和第二止挡(140-2)之间。

2.根据权利要求1所述的轧机机架(100)，其特征在于，所述轴向轴承(130)相对于能转动地支承的辊子(110)不可相对转动地布置，尤其与所述安装件(200)固定连接。

3.根据权利要求2所述的轧机机架(100)，其特征在于，所述轴向轴承(130)为滑动轴承，尤其为油膜轴承，并且优选地具有与所述安装件优选地可分开地固定连接的环形的基体(132)和轴承环(134)，该轴承环在所述基体(132)的面向所述颈部衬套(120)的一侧与所述基体同轴地布置，并且与所述基体优选地可分开地固定连接。

4.根据权利要求3所述的轧机机架(100)，其特征在于，所述基体(132)和所述轴承环(134)一体地构造。

5.根据权利要求3或4所述的轧机机架(100)，其特征在于，所述基体(132)具有至少一个润滑剂通道(136)，并且所述轴承环(134)具有与所述润滑剂通道(136)以引导流体的方式连接的至少一个通孔(137)，以便将润滑剂向所述轴向轴承(130)外部输送到在所述轴承环(134)和所述颈部衬套(120)之间的环形的间隙(400)中。

6.根据权利要求5所述的轧机机架(100)，其特征在于，在所述基体(132)和所述轴承环(134)之间构造有环形的润滑剂收集室(133)。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的轧机机架(100)，其特征在于，

所述轴承环(134)在其周边上分布地具有多个环形部段(134-1、134-2、134-3)，它们相对于所述轴承环的背侧或者说相对于在所述基体(132)和所述轴承环(134)之间的径向平面(300)朝颈部衬套(120)的方向突出；并且

所述环形部段中的每个环形部段的面向所述颈部衬套的子面(135-1、135-2、135-3)与所述径向平面(300)平面平行，和/或相对于所述径向平面(300)正向和/或负向倾斜。

8.根据权利要求7所述的轧机机架(100)，其特征在于，所述环形部段(134-1、134-2)的子面(135-2；135-3)在所述轴承环(134)的周向方向上彼此相邻地布置，从而具有相对于所述径向平面(300)正斜度的面(135-2)相应地面向具有负斜度的面(135-3)。

9.根据权利要求5至7中至少一项所述的轧机机架(100)，其特征在于，在所述轴承环(134)中的通孔(137)布置在具有正斜度的子面(135-2)和具有负向倾斜的面的子面(135-3)之间。

10.根据上述权利要求中任一项所述的轧机机架(100)，其特征在于，适用于相当于所述间隙的宽度的轴向距离a为：1mm≤a≤20mm。

11.根据上述权利要求中任一项所述的轧机机架(100)，其特征在于，设有布置在所述辊颈(114)和所述颈部衬套(120)之间的滑键(150)，以便阻止所述颈部衬套(120)相对于所述辊颈(114)转动运动。

12.根据上述权利要求中任一项所述的轧机机架(100)，其特征在于，所述第二止挡(140-2)由在所述辊颈(114)的表面中的凸肩形成。

13.根据权利要求12所述的轧机机架(100)，其特征在于，在所述颈部衬套(120)的内侧构造有止挡(122)，以便在所述辊颈(114)的表面中抵靠在所述凸肩(140-2)上。

14.根据上述权利要求中任一项所述的轧机机架(100)，其特征在于，所述颈部衬套(120)布置成在轴向方向(R)上比所述轴向轴承(130)更靠近所述辊子辊身(112)。

15.根据上述权利要求中任一项所述的轧机机架(100)，其特征在于，所述至少一个辊子(110)为支撑辊子。

16.根据上述权利要求中任一项所述的轧机机架(100)，其特征在于，所述安装件(200)相应具有轴承衬套(210)，以便容纳所述辊子(110)的辊颈(114)及其相应的颈部衬套(120)。

17.根据上述权利要求中任一项所述的轧机机架(100)，其特征在于，所述轧机机架(100)具有两个支撑辊子(160)和两个能转动地支承在所述支撑辊子之间的工作辊子(170)，以便轧制轧件。

18.根据权利要求17所述的轧机机架(100)，其特征在于，在所述支撑辊子和所述工作辊子之间相应能转动地支承有中间辊子。

19.根据权利要求5至18中至少一项所述的轧机机架(100)，其特征在于，所述基体的润滑剂通道(136)与所述轧机机架的润滑剂供给部(180)联接。

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