CN113714292A - 位于轧机机组中的轧制块 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种位于轧机机组中的轧制块，所述轧机机组用于从轧材中轧制金属棒材、线材或管材，其中所述轧制块包括多个沿轧制轴先后地布置在机架容置部中的轧机机架，所述轧机机架分别具有至少三个星形地包围轧制轴的辊子，所述辊子共同形成一个孔型并且以辊子转速旋转。根据本发明，在每个单个轧机机架中均整合有一个控制单元。

Description

位于轧机机组中的轧制块
技术领域
本发明涉及一种位于轧机机组中的轧制块，所述轧机机组用于从轧材中轧制金属棒材、线材或管材，其中所述轧制块包括多个沿轧制轴先后地布置在机架容置部中的轧机机架，所述轧机机架分别具有至少三个星形地包围轧制轴的辊子，所述辊子共同形成一个孔型并且以辊子转速旋转。所述轧机机架可以包括三个、四个或更多辊子。
背景技术
用于这种轧制块的轧机机架例如由DE 100 15 340 A1揭示，该轧机机架在图1a和图1b中示出。在各类文献中，如DE 10 2007 030 408 A1中还描述过类似的轧机机架，或者在EP 3 156 143 A1中描述过另一结构形式。前者涉及一种具有三个星形地围绕轧材布置的辊子的轧机机架。后者描述一种具有四个星形地围绕轧材布置的辊子的轧机机架。二者的特征在于，可以借助偏心轮来径向调节这些辊子，以便校正孔型从而对轧材的品质和精度施加影响。每个辊子均可以具有专用打入器(Eintrieb)，并且可借助各自的辊子轴体以及布置在辊子两侧的轴承而旋转并可被径向调节地支承在机架壳体中。作为三个或四个星形地围绕轧材布置的辊子的替代方案，也可以有更多辊子围绕轧材布置。
EP 0 921 873 A1示例性描述了具有三个辊子的机架的另一结构形式。该案将这些辊子容置在轧机机架中的可动摇杆中。采用这种结构形式时，轧制力并非停留在轧机机架中，而是通过液压缸传递给轧制块。采用这种具有三个或四个辊子的机架结构形式的情况下，通过液压缸就能在轧制过程期间对孔型施加影响。
具有三个、四个或更多辊子的所有这些机架结构形式的特点是，它们是独立且可迅速更换的轧机机架，其在轧制块中容置在机架容置部中并且能够在数分钟内更换成新的经处理的轧机机架。
此举对于在较高产品品质的同时确保整个轧机机组的较高生产能力而言是必要的。特别是在需要轧制不同直径的棒材或管材的情况下，更换轧机机架是必要之举。用前文所述的这类轧机机架来轧制不同直径是可以的，但可用调节范围仅限于直径中的数毫米。如果需要轧制截然不同的直径，如40mm而非30mm，就需要为轧机机架装配一组相应的辊子。
轧制块包括多个沿轧制轴先后布置的机架容置部，其在轧机机架位置中分别具有一个轧机机架，其中这些轧机机架通常是可被个别更换的，以便按前述方式将待轧制棒材、线材或管材的期望直径调节为更大的调节范围。
这样就例如对具有四个轧机机架位置的轧制块而言提供八个、十二个或更多轧机机架，它们在轧制块中以持续更换的方式工作。
并非处于使用状态的轧机机架在机架车间中为下一次使用做准备。
这些轧机机架和轧制块中的大多数的共同之处在于，轧机机架配设有可被外部调节的辊子。所谓的远程调整是以电动方式或者借助液压式致动器(如一或多个液压缸)来实现的。
这些致动器能够直接地在轧制期间或者在轧制暂停时改变孔型。
由操作人员或自动装置来决定实施孔型校正与否。
举例而言，根据当前的现有技术，在紧挨轧制块后面布置用来检查轧材的几何形状和尺寸精度的测量仪。随后根据这些测量结果，通过调节辊子位置来在轧机机架上实施相应的校正，以便将与轧材额定几何形状的偏差降至最小。
这种方法的缺点是，轧制完毕后才能测定几何形状偏差，因而无法对已轧制的物品进行校正。
为使这种方法得以有效应用，进入轧制块的轧材需要在其纵向上尽可能不具有会对成品的轧制公差产生影响的特性，或者仅具有变化非常缓慢的这些特性。
进入轧制块的轧材的变化，如几何形状的偏差或者轧材温度的波动，会对轧制完毕后的轧材的公差产生影响。如果沿纵向的波动距离短于测量仪与最后一个轧机机架的间隔，则无法用这种方法来校正这些波动。
在这种已知方法(当前的现有技术)中，根据轧制完毕后的轧材的尺寸来校正孔型或者轧制速度。
如能根据在轧制期间或者在轧材进入单个机架前就已测定的测量值来校正孔型，则更为有利。可以由上游轧机机架将其测量值和校正与后面的机架分享，从而实现提前调节。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供上述技术领域的一种装置，其通过以下方式来在轧制轧材时实现较小的公差：更好地将轧机机架的个别特性考虑在内。
本发明用以达成上述目的的解决方案为权利要求1所述的一种轧制块，所述轧制块为采用集成式测量技术和基于测量信号来调节辊子的控制器的具有带多个辊子的轧机机架的轧制块。本发明的有利改进方案参阅从属权利要求和并列权利要求。
上述技术领域的本发明的轧制块的特征在于，在每个单个轧机机架中均整合有一个控制单元，特别是一个可自由编程的控制单元。
也就是说，本发明的主题是为轧制块的每个单个轧机机架配设自有的控制单元。视需要可以为轧制块的每个单个轧机机架额外地配设自有的测量技术。
这样就能将分配给单个轧机机架的数据存储在该控制单元中。这些数据可以是来自机架车间的设定值或者是轧机机架的个别特性，如机架刚度。
结合适宜的测量技术，如轧制力测量装置、转速测量装置、变形测量装置、振动测量装置、方位测量装置和/或测温装置，该集成式控制单元，特别是可自由编程的轧机机架控制单元，就能决定为了改善轧制公差，改变孔型和/或辊子转速是否有利、需要或者不必要。
为此，本发明例如提供一种具有进料滚轮扫描装置的轧机机架，这种进料滚轮扫描装置已在申请人在与本申请同日呈交的申请“采用对进入的轧材进行集成式直径扫描和基于轧材直径来校正孔型的具有多个辊子的轧机机架”中描述过，该项申请的内容通过引用而被纳入本申请。
为此，本发明例如还提供一种具有测温装置的轧机机架，这种测温装置已在申请人在与本申请同日呈交的申请“采用用于测定轧材温度的集成式测温技术和基于轧材温度来校正孔型的具有多个辊子的轧机机架”中描述过，该项申请的内容通过引用而被纳入本申请。
为此，本发明例如还提供一种具有数据存储装置的轧机机架，这种数据存储装置被构建成，针对不同的轧制力存储该轧制力与在所述轧制力下所述单个轧机机架的弹性扩展的程度间的关联，这种数据存储装置已在申请人在与本申请同日呈交的申请“采用个别变形补偿的轧机机架”中描述过，该项申请的内容通过引用而被纳入本申请。
为了实现这一点，优选将相应的测量技术和优选可编程的控制单元直接地整合在轧机机架中。
这个也可以称作控制系统的控制单元例如为可编程控制器(SPS)或类似的实时系统，其能够基于所输入的测量数据来做出校正孔型和/或辊子转速的决定。
除了控制系统以外，优选额外地将数据存储器整合在某个轧机机架中，该轧机机架中存储有其个别特性和设定。
在每个单个轧机机架配设有自有的数据存储器和自有的控制器的情况下有利的是，各控制器互联并且相互和/或与轧制块中或轧制块以外的中央单元进行通信。优选地，所述控制器配设有同样的软件。
为了确保轧机机架的控制器与轧制块或轧制线的控制器、视情况布置在上游或下游的测量仪以及安装在多个轧机机架之间的其他测量装置进行通信，根据有利方案，通过无线数据连接来实现这一点。例如可以采用工业上适用的W-LAN网络。
为了确保对安装在机架或附件中的测量技术和控制单元进行供电，可以使用同样安装在轧机机架中的充电电池。替代地，也可以使用布置在轧制块中以及布置在轧机机架中的配合件中的感应线圈来进行能量传输。
也可以借助可解除的连接来为轧机机架供电以及确保数据交换。
在此情况下，可以在机架车间中实施电池充电。可以在相应的站点实施电池充电，或者可以为轧机机架的摆放架提供用来为电池充电的方案。
此外还可以使用机架自有的控制单元来进行数据采集并存储总负荷，从中个别地得出有关所需维护工作的结论。
轧机机架中的控制单元的主要任务是采集被测变量、对其进行收集、处理并应用于校正孔型和/或辊子转速。
此外还可以利用集成式控制单元并结合相应的长期数据存储器来永久性地存储相应测量技术所检测到的单个轧机机架的工作数据和负荷数据，并且据此对所需的维护进行预测。
这种用于检测单个轧机机架的负荷周期和历史记录的测量技术例如可以是测量轧制力、转速测量、振动与温度测量，其能够推断出单个轧机机架的磨损状态或使用特性。
同样可以将该集成式控制单元与相应的长期数据存储器结合起来使用，以便存储机架车间中的设定数据并且在推入轧制块后将这些设定数据传输给轧制块。这个信息也可以包含该轧机机架的明确的个别识别，以确保该单个轧机机架被推入在轧制块中的正确位置上并且该轧机机架是适用于这个轧制块的轧机机架。
在机架车间中可以安装有至少一个额外的中央控制单元，其可以与位于机架车间的轧机机架进行通信并且将相应的指令发送给在此处工作的员工，以便视需要实施必要的维护操作。此外在机架车间中也可以安装有调节和/或维护站，其配设有自有的控制单元，这些控制单元可以与轧机机架控制单元进行通信并且实施相应的数据与信息交换。
附图说明
图1a为优选轧制装置的截面图。
图1b为图1a所示轧制装置的侧视图。
具体实施方式
图1a示出具有机架壳体2的轧机机架1，机架壳体中星形地布置有三个辊子3，其包围轧制轴4，由这些辊子的间距以及与中央轧制轴4的距离定义一个孔型。每个辊子3具有一个专用打入器5，未予绘示的驱动单元将用于辊子3的驱动转矩施加于该打入器。通过抗扭地安装在辊子轴体7上的联轴半部6来将转矩传递至辊子3。
辊子3在两侧上借助辊子轴体7可旋转地支承在轧制轴承13上。轧制轴承13位于偏心轴套14和15上，其中偏心轴套14布置在辊子3的打入器侧上且具有两个用来支承辊子轴体7的轧制轴承13，而偏心轴套15在辊子3的另一侧上仅具有一个轧制轴承13，该轧制轴承中同样支承有辊子轴体7。
在这三个辊子轴体7中的两个中，偏心轴套15具有锥齿轮状齿段16，其卡入端侧相邻的偏心轴套14的齿段16。
在机架壳体2的其中一个端面上布置有调节装置17，其具有可旋转地支承的轴体18和锥齿轮19。锥齿轮19卡入其中一个偏心轴套14的齿段20。可以将用于旋转锥齿轮19的轴体18的扳手通过对应偏心轴套14的齿段20插接至与轴体18抗扭连接的联轴件21。该偏心轴套(与所有偏心轴套14一样)通过环扣辊子3的连接架22而与对应的偏心轴套15抗扭且保持距离地连接，并且齿段16将旋转运动传递给所有辊子轴体7的偏心轴套14、15，这样就能在径向上同步地调节所有偏心轴套14、15和辊子3，并且改变孔型。
图1a和图1b示出位于调节装置17上的圆盘23，其抗扭地与联轴件21和轴体18连接。圆盘23上安装有图1b所示标度盘24，其与指针25一起指示辊子3的当前的径向位置和孔型。夹紧装置26能够将圆盘23和所有偏心轴套14和15以及辊子3沿径向锁定住，从而固定孔型。
此外如图1b所示，联轴半部6配设有齿部27，驱动单元的未予绘示的第二联轴半部可以卡入该齿部。
附图标记表
1 轧机机架
2 机架壳体
3 辊子
4 轧制轴
5 打入器
6 联轴半部
7 辊子轴体
13 轧制轴承
14 偏心轴套
15 偏心轴套
16 齿段
17 调节装置
18 轴体
19 锥齿轮
20 齿段
21 联轴件
22 连接架
23 圆盘
24 标度盘
25 指针
26 夹紧装置
27 齿部。

Claims (10)

1.一种位于轧机机组中的轧制块，所述轧机机组用于从轧材(28)中轧制金属棒材、线材或管材，其中所述轧制块包括多个沿轧制轴(4)先后地布置在机架容置部中的轧机机架(1)，所述轧机机架分别具有至少三个星形地包围所述轧制轴(4)的辊子(3)，所述辊子共同形成一个孔型并且以辊子转速旋转，
其特征在于，
在每个单个轧机机架(1)中均整合有一个控制单元。
2.根据权利要求1所述的轧制块，其中所述控制单元是可编程的。
3.根据权利要求1或2所述的轧制块，其中除了所述控制单元以外，额外地有数据存储器和/或长期数据存储器整合在所述轧机机架中。
4.根据上述权利要求中任一项所述的轧制块，其中测量技术，特别是轧制力测量装置和/或转速测量装置和/或变形测量装置和/或振动测量装置和/或方位测量装置和/或测温装置，布置在所述轧机机架(1)中或其上或者分配给所述轧机机架，
其中所述测量技术与所述控制单元连接，并且
所述控制单元被构建成，对所述测量技术所测定的测量数据进行评价以及在其基础上调节所述轧机机架(1)的所述孔型和/或所述辊子(3)的辊子转速。
5.根据上述权利要求中任一项所述的轧制块，其中所述控制单元被构建成基于所输入的测量数据来做出校正所述孔型和/或所述辊子转速的决定。
6.根据上述权利要求中任一项所述的轧制块，其中所述相应的轧机机架(1)具有用于为所述控制单元、所述测量技术、所述数据存储器和/或所述长期数据存储器供电的充电电池，
其中所述充电电池优选可以在机架车间中在将所述轧机机架(1)应用于所述轧制块后在一个专用站点上被充电。
7.根据上述权利要求中任一项所述的轧制块，其中所述相应的轧机机架(1)，特别是借助所述控制单元地，可以通过无线连接而与中央单元、布置在上游或下游的测量仪、安装在所述单个轧机机架(1)之间的测量装置和/或另一轧机机架(1)进行通信，其中优选地，多个控制器形成一个网络并且相互通信。
8.根据权利要求3或者从属于权利要求3的权利要求中的任一项所述的轧制块，其中所述控制单元和所述数据存储器被构建成，实施长期数据存储并且结合适宜的测量值采集系统来建立所述单个轧机机架的负荷历史记录和使用历史记录并且据此而指出所需的维护工作。
9.根据上述权利要求中任一项所述的轧制块，其中所述控制单元和特别是所述数据存储器被构建成，在所述轧制块中实现所述轧机机架(1)的明确识别并且检查所述轧机机架(1)适用于所述轧制块和/或所述轧制块中的所述位置。
10.根据上述权利要求中任一项所述的轧制块，其中所述控制单元被构建成，与外部控制单元进行通信，以便发送维护指令和/或交换设定信息。
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