CN1254321C - 轧机的传动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轧机且尤其是皮尔格冷轧机的传动系统(1)，它有至少一个可来回往复运动的轧机机座(2)、至少一个曲柄传动机构，该曲柄传动机构有一曲柄臂(4)、一个传动装置和一个连杆，该曲柄臂带有用于至少部分地平衡由轧机机座(2)产生的惯性力的配重，该连杆分别与轧机机座(2)和曲柄臂(4)铰接，还至少有一个为平衡惯性力和/或惯性力矩而可偏心旋转地布置的平衡锤(8，9)。为了在传动系统构造比较简单的情况下有效平衡惯性力，本发明规定，至少一个平衡锤(8，9)可以由一个与曲柄传动机构(3)的传动装置(6)无关的、单独的传动装置(10，11)驱动旋转。
Description
技术领域
本发明涉及一种轧机的且尤其是皮尔格冷轧机的传动系统，它有至少一个可来回往复运动的轧机机座和至少一个曲柄传动机构，该曲柄传动机构具有曲柄臂、传动装置和连杆，该曲柄臂带有用于至少部分地平衡由轧机机座产生的惯性力的配重，该连杆分别与轧机机座和曲柄臂铰接，还至少设有一个为平衡惯性力和/或惯性力矩而可偏心旋转地布置的平衡锤。
背景技术
例如由DE 4336422C2公开了一种属于此类的皮尔格冷轧机传动装置。为实现皮尔格冷轧过程，必须有一个带有一对皮尔格冷轧辊的轧机机座，它是摆动驱动的。为此使用曲柄传动机构，它由一个马达驱动。曲柄传动机构设有一个用来平衡轧机机座惯性力的配重。但这个配重不足以对惯性力和惯性力矩进行充分平衡。
皮尔格冷轧机的生产率直接取决于单位时间内的轧机机座行程数，因此，出于经济原因，必须力求每分钟内有尽可能多的工作行程。但这也意味着大的惯性力，这种惯性力既作用于传动系统且尤其是其轴承，也作用于基础并因此给环境带来负担。
因而，在DE 4336422C2中建议了，曲柄传动机构通过齿轮传动机构驱动另一轴，在该轴上重心偏置地设有一个平衡锤。平衡锤在曲柄传动机构旋转时反向转动并且能够产生平衡的惯性力或惯性力矩，因而，总体上在整个传动系里实现了惯性力平衡。
这些已知的实施方案的缺点在于，总的来说，整个传动系统的结构成本相当高，因为需要许多机器部件(借助相互啮合的齿)。因而，也就提高了传动系统和进而皮尔格冷轧机的成本，在这里，这不仅是指设备本身的成本，而且也指设备基础、备件和易损件以及维护修理方面的成本。
DE-PS 962062公开了一种皮尔格冷轧机的传动系统，其中，用于驱动轧机机座的曲轴配备有一个离心配重和一个垂直振动的配重以便平衡在传动装置里的第一级的惯性力以及惯性力矩。
这个方案的缺点是，轧机的基础成本很高并因而比较昂贵，这是因为必须使配重垂直进入基础里。这就需要配有大且深的地下室，这相应又增加了轧机的成本。
DE 3613036C1公开了一种用于皮尔格冷轧机机座的传动装置，其中使用了一种行星式曲柄传动机构来平衡惯性力和惯性力矩。
尽管用这个方案可以进行最佳的惯性平衡，但这种传动装置只适于小型皮尔格冷轧机，因为在大型设备里，这样的传动系统的结构尺寸就增加得过大并因而使成本也提高。
因而，所有已知的皮尔格冷轧机的传动系统具有严重的缺点，或是惯性力或惯性力矩的减小不够、投资成本或基础成本高和/或在加工时或在修理维护时装配起来很费事。
发明内容
因此，本发明的任务是设计一种属于此类型的皮尔格冷轧机传动系统，它在结构上尽可能简单并因而能够成本有利地将惯性力限制到许可的大小。
为此，本发明提供一种用于轧机且尤其是皮尔格冷轧机的传动系统，它具有：至少一个可来回往复运动的轧机机座；至少一个曲柄传动机构，它有一个曲柄臂、一个传动装置和一个连杆，该曲柄臂具有用于至少部分地平衡由轧机机座产生的惯性力的配重，该连杆分别与所述轧机机座和所述曲柄臂铰接；至少一个为平衡惯性力和/或惯性力矩而可偏心旋转地设置的平衡锤；其特征在于，所述至少一个平衡锤可由一个与该曲柄传动机构的传动装置无关的、单独的传动装置被驱动旋转。
就是说，用于平衡惯性力或惯性力矩的平衡锤由与曲柄传动机构的驱动无关地用一个自身的马达被驱动，这带来突出的优点：
首先，轧机机座的惯性力和惯性力矩得到了充分的平衡，从而使传动系统可以相对无振动地工作，这样，基础和周围环境得到了保护。传动系统可靠地工作，而且寿命长，维护和修理的成本低。
由于惯性力平衡和惯性力矩的平衡使曲柄传动机构及因而使轧机机座的运动更均匀，这在以前所知的传动装置中并不是总能做到的。
皮尔格冷轧机的投资成本比较低，因为传动系统的构造比较简单。因而，传动系统的安装费用也低。同样对基础也没有提出特殊要求。在曲柄传动机构下的基础地层和机座得到支撑地仍然能这样设计，即可以承受基础力矩。
优选规定，独立的一个或多个传动装置适于在与曲柄臂旋转方向相反的转向上驱动平衡锤。
对最佳的惯性平衡还有利的是，轧机机座质量、配重质量和一个或多个平衡锤的质量(包括所用曲轴或连杆的质量)这样来选择，即第一级的机座惯性力在传动系统工作时至少基本上并最好是完全得到平衡。如果一个装有平衡锤的平衡轴在轧制方向上在曲轴后面被布置在基本上曲轴相同的高度上，则这是有利的。在这种实施形式中，按照一个实施方案，可以借助一个正齿轮组来实现对平衡锤或平衡轴的单独驱动，该正齿轮组包括在马达轴上的小齿轮，该小齿轮通过变速器一方面驱动在曲轴上的齿轮，其中该齿轮又与平衡轴的一个同样大小的齿轮啮合。
若每两个平衡锤相对传动系统中心平面成镜像布置，则这对惯性力或惯性力矩的平衡是有利的，因而就这个平面而言，简单地获得了惯性力矩的平衡。
平衡锤的单独传动装置有利地是一台电动机。尤其是可以使用伺服电动机，即一种按照转速和转角的预定值自动保持即调节转速和转角的电动机。在曲柄臂传动装置和这个或这些单独传动装置之间，最好布置有用来控制或调节这个或这些单独传动装置的机构；这些单独的传动装置也就通过这些机构并根据曲柄传动装置的转角和/或转速进行控制或调节。
通过这些机构，可以确保曲柄臂和一个或多个平衡锤都以同样的转速被驱动。此外，曲柄臂传动装置和单个或多个单独的传动装置都能进行相位准确的工作。特别有利地规定了，这些机构都适合于曲柄臂传动装置和单个或多个单独的传动装置的转速同步和角度同步的工作。这样，就达到了最佳的质量平衡。
最后，为了平衡惯性力矩而有利地规定，单个或多个平衡锤的回转点是这样选择的，即包括轧机机座的惯性力和/或配重的惯性力(还包括所用曲柄或连杆的质量)在内地，至少尽量平衡了传动系统的所有质量的惯性力矩。
附图说明
附图示出了本发明的一个实施例。唯一的附图示意表示一个皮尔格冷轧机的传动系统的侧视图。
具体实施方式
该图表示一台皮尔格冷轧机的传动系统1的构造，附图并未示出这样的轧机。在轧机机座2里设有一个同样也未示出的冷轧辊对，借助冷轧辊对来实施已知的皮尔格冷轧过程。
为实施此过程，轧机机座2必须进行振动运动，也就是来回往复运动。为实现此运动，设有一个曲柄传动机构3，它包括一个曲柄臂4或一个曲轴，曲柄臂或曲轴至少有一个曲拐和一个相对支承点偏心布置的配重5。曲柄臂4和轧机机座2用一个连杆7相连，该连杆铰接在曲柄臂4上，也铰接在轧机机座2上。为实现轧机机座2的振动运动，借助传动装置6(设计成电动机)使曲柄传动机构3运动。此时，传动装置6使曲柄臂4以一个旋转角6和一个旋转速度
ω6转动。
配重5已被用来部分地平衡在轧机机座2振动运动时由机座引起的惯性力，在此情况下，轧机机座2的约一半的惯性力通过配重5的惯性力得到平衡。如图中示意示出的那样，即轧机机座2的惯性力F2与配重5的惯性力F5的方向相反，因而部分补偿了该力。
但是，惯性力的部分平衡对传动系统1的可接受的运转来说是不够的。
这首先通过平衡锤8、9来达到。这些平衡锤8、9相对其各自旋转点13或14(它与偏心轴重合或由这偏心轴规定)偏心地支承在曲柄15或16上。平衡锤8和9的旋转通过传动装置10或11来实现。
应该注意，平衡锤8或9可被分成子平衡锤，这些子平衡锤垂直于图示平面地错开布置。这些平衡锤8和8’或9和9’与皮尔格冷轧机的中心平面成镜像地定位。此外，一个传动系统可以只有一个平衡轴，平衡锤8或8和9都布置在该平衡轴上。
在平衡锤8或9旋转时，这些平衡锤在其旋转点13或14上引起惯性力F8或F9。当平衡锤8、9相对曲柄臂4的运动有正确相位定向地旋转时，这两个惯性力与轧机机座2的惯性力(F2)和配重5(F5)合计为零，从而实现最佳的惯性力平衡。
在这里，在相和转速方面正确地控制传动装置10和11是很重要的。为此，设有一个电子控制装置或调节装置12，它作为输入信号地得到传动装置6的转角6及其转速
ω6。控制装置或调节装置12(作为“电气轴”)根据这些收到的数据来控制传动装置10、11，从而这两个传动装置10、11都有同样的转速
ω10或
ω11另外，这样驱动平衡锤8，9，即对传动装置10的转角10或对传动装置11的转角11来说，得到一个相对传动装置6的转角6相正确的位置。曲柄臂4在一侧，而曲轴15和16在另一侧，它们一样快速地旋转，但是反向的(见图示的转动方向箭头)，其中当配重5达到其最高点时，平衡锤8、9就已到达其最低点。
这三个转动质量5、8和9的支承这样定位在传动装置机架17上，即，不仅使惯性力平衡，而且使惯性力矩也平衡。以本身已知的方式来选择轧机机架2重心的高度位置Y2、配重5旋转点的位置X5和Y5、第一平衡锤8的旋转点13的位置X8和X8以及第二平衡锤9的旋转点14的位置X9和Y9，结果，惯性力矩即惯性力与其各自的有效杠杆臂的乘积总体上平衡。
因而，传动系统1的构造很简单，这造成较低的投资成本。另一方面，可以使惯性力和惯性力矩良好地得到平衡，从而使皮尔格冷轧机可以实现振动很小的运行。
本发明的设想也适用于只使用唯一一个平衡锤的情况。另一方面，按照上述方式使用两个或者更多个平衡锤可能是有利的。
附图标记一览表
1传动系统 6传动装置6的转角
2轧机机架
ω6传动装置6的转速
3曲柄传动机构 10传动装置10的转角
4曲柄臂或曲轴
ω10传动装置10的转速
5配重 11传动装置11的转角
6传动装置
ω11传动装置11的转速
7连杆 Y2轧机机座2的重心的高度位置
8，8’第一平衡锤 X5，Y5配重5的旋转点位置
9，9’第二平衡锤 X8，Y8第一平衡锤8的旋转点位置
10第一平衡锤的传动装置 X9，Y9第二平衡锤9的旋转点位置
11第二平衡锤的传动装置 F2轧机机座的惯性力
12控制装置或调节装置 F5配重的惯性力
13旋转点或平衡轴 F8第一平衡锤8的惯性力
14旋转点或平衡轴 F9第二平衡锤9的惯性力
15，16曲柄
17传动装置机座
Claims (13)
1.一种用于轧机且尤其是皮尔格冷轧机的传动系统(1)，它有
-至少一个可来回往复运动的轧机机座(2)，
-至少一个曲柄传动机构(3)，它有一个曲柄臂(4)、一个传动装置(6)和一个连杆(7)，该曲柄臂(4)具有用于至少部分地平衡由轧机机座(2)产生的惯性力的配重(5)，该连杆(7)分别与所述轧机机座(2)和所述曲柄臂(4)铰接，
-至少有一个为平衡惯性力和/或惯性力矩而可偏心旋转地设置的平衡锤(8，9)，
其特征在于，所述至少一个平衡锤(8，9)可由一个与该曲柄传动机构(3)的传动装置(6)无关的、单独的传动装置(10，11)驱动旋转。
2.按权利要求1所述的传动系统，其特征在于，该单独的传动装置(10，11)适于在与该曲柄臂(4)的转向相反的方向上驱动该平衡锤(8，9)。
3.按权利要求1或2所述的传动系统，其特征在于，所述配重(5)的质量、该轧机机座(2)的质量和所述平衡锤或多个平衡锤(8，9)的质量这样选择，即第一级的机座惯性力在该传动系统(1)的工作中被平衡了。
4.按权利要求1所述的传动系统，其特征在于，每两个平衡锤(8，8’，9，9’)与该传动系统(1)的中心平面成镜像地布置。
5.按权利要求1所述的传动系统，其特征在于，一个装有平衡锤的平衡轴(13，14)在轧制方向上在曲轴后面被布置在与该曲轴相同的高度上。
6.按权利要求5所述的传动系统，其特征在于，该平衡轴(13，14)借助一个正齿轮组被驱动，该正齿轮组具有一个在马达轴上的小齿轮，它通变速器驱动一个在该曲轴上的齿轮并驱动一个与其啮合的且在平衡轴(13，14)上的同样大小的齿轮。
7.按权利要求1所述的传动系统，其特征在于，该单独的传动装置(10，11)是电动机。
8.按权利要求7所述的传动系统，其特征在于，该电动机是伺服电动机。
9.按权利要求1所述的传动系统，其特征在于，设有用于根据曲柄臂(4)的传动装置(6)的转角(6)和/或转速(
ω6)来控制或调节所述单独传动装置(10，11)的机构(12)。
10.按权利要求9所述的传动系统，其特征在于，这些机构(12)适于以相同的转速(
ω6，
ω10)使该曲柄臂(4)的传动装置(6)和所述单独的传动装置(10，11)运转。
11.按权利要求9所述的传动系统，其特征在于，这些机构(12)适于相位准确地使该曲柄臂(4)的传动装置(6)和所述单独的传动装置(10，11)运转。
12.按权利要求9所述的传动系统，其特征在于，这些机构(12)适于转速同步和转角同步地使该曲柄臂(4)的传动装置(6)和所述单独的传动装置(10，11)运转。
13.按权利要求1所述的传动系统，其特征在于，所述平衡锤(8，9)的旋转点(X8，Y8，X9，Y9)是这样选择的，即包括该轧机机座(2)的惯性力和/或该配重(5)的惯性力在内地使该传动系统(1)的所有质量的惯性力矩得到平衡。
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