CN1526487A - 夹送辊部件 - Google Patents

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Abstract

用于推进或延迟沿着一轧制线运动的一产品的一种夹送辊部件，它包括安装成围绕平行的诸第一轴线转动的一对杠杆。杠杆装载有夹送辊轴，且各夹送辊轴被轴颈支承，用于围绕平行于它的各自的杠杆的第一轴线的一第二轴线转动。辊轴装载夹送辊，夹送辊被定位成在其间形成一间隙，用于接纳产品。一被供电的第一电动机通过连接机构工作，使该杠杆围绕第一轴线转动和使夹送辊在与产品分开的打开位置和接触且夹紧其中的产品的关闭位置之间移动。一被供电的第二电动机可转动地驱动夹送辊。

Description

夹送辊部件
技术领域
本发明总地涉及生产杆和线材产品的类型的热轧制机，以及具体地涉及夹送辊部件和沿着轧制线的许多位置处用于推进和/或延迟这些产品运动的相关联的控制中的许多改进。
背景技术
通常在线材轧制机中使用夹送辊部件来推动较小直径产品通过水箱，以及推动较大直径产品通过铺放头。或者，可以使用夹送辊部件延迟和制动被引至冷却床的线材产品的运动，以及在它们离开最后的轧制机座之后和它们到达铺放头之前阻止线材产品的尾端加速。
必须准确地对夹送辊闭合定时，用于实现所需功能，以及必须仔细地控制和协调由夹送辊施加的夹紧力和转矩，用于避免划伤产品。过大的夹紧力可能产生划痕，或者由于夹紧力和传动转矩的不平衡造成辊相对于产品表面的滑动而产生划痕。
传统的夹送辊部件使用电动机驱动夹送辊，以及使用气动驱动的直线致动器来打开和闭合夹送辊。由于在轧制机中通常可获得的压缩空气压力的波动、以及主要可归因于电磁阀空载时间、气缸关闭时间和活塞的行程距离而导致的较慢的反作用时间，证明气动驱动的直线致动器是有问题的。在高速轧制环境中，例如在产品传送速度目前常规地超过100米/秒的线材轧制机中，这些问题是特别尖锐的。
本发明的主要目的是通过用更加可靠地迅速作用的电驱动的闭合机构代替传统的气动驱动的直线致动器，消除上述问题或至少显著地使上述问题减至最小。
发明内容
按照本发明的一夹送辊部件工作以推进或延迟沿着一轧制机的经过路线运动的一产品。夹送辊部件包括安装成围绕平行的诸第一轴线转动的一对杠杆。该对杠杆装载有辊轴。每根辊轴被轴颈支承，用于围绕平行于其相应杠杆的第一轴线的一第二轴线转动。辊轴装载有夹送辊，以及相互分开，形成一间隙，用于接纳被该轧制机加工的产品。
一被供电的第一电动机是可工作的，通过中间连接机构以相反方向、围绕它们的诸第一轴线转动诸杠杆，以及因此在与产品分开的开放位置和接触且夹紧其中的产品的闭合位置之间调节夹送辊。一供电的第二电动机可转动地驱动夹送辊。
有利地，第一电动机是一伺报电动机，它驱动一盘形曲柄，用于围绕平行于第一和第二轴线的一第三轴线转动，且连杆将盘形曲柄机械地连接至装载辊轴的诸杠杆。
较佳地，夹送辊部件与一检测器、即一热金属检测器协同工作，该检测器产生指示沿着轧制线、在夹送辊形成的间隙之前的一位置处产品出现的信号。一控制系统响应检测器信号工作，用于准确地使第一电动机工作和在夹送辊的打开和闭合位置之间调节它们。控制系统还较佳地可工作，用于控制夹送辊施加在产品上的压力。有利地，通过改变第一电动机所施加的转矩实现这压力控制。
现在将参照附图更详细地叙述本发明的这些和其它特征和优点，在附图中：
附图简述
图1是装备有按照本发明的夹送辊部件的一线材轧制机的一送出端的示意图；
图2是通过图1所示的夹送辊部件之一截取的水平剖视图；
图3是沿图2的线3-3截取的垂直剖视图；
图4是用于控制各夹送辊部件的夹紧程序的系统的示意图；以及
图5是示出一典型的夹紧程序的流程图。
具体实施方式
首先参阅图1，示出了一高速线材轧制机的一示例性的送出端，它包括例如在美国专利No.Re.28,107中所揭示的类型的一拉细丝机10。从拉细丝机沿着轧制线PL以通常超过1000米/秒的速度推进热轧线材。在引导至一铺放头18之前，顺序地在水箱12、14和16中冷却该线材。铺放头将线材形成为一连续串的环20，这些环以一偏置图形放置在一冷却的传送器22上。冷却的传送器将这些环传送到一再成形工位(未示出)，用于收集成为许多圈的形状。
按照本发明的夹送辊部件24和26沿着轧制线PL定位。夹头辊部件24主要以一驱动方式工作，用于向前推进产品和保证它通过最后一水箱16。夹送辊部件26以一制动方式工作，用于放慢较小直径产品的尾随端，该尾随端在它们离开拉细丝机10之后显示出加速的趋势，或者以一驱动方式工作，用于推动较大直径产品缓慢地通过铺放头18。
另外参阅图2和3，将可以看到按照本发明的夹送辊部件24、26各包括一壳体，在该壳体内安装有一对杠杆30a、30b，用于围绕平行的诸第一轴线A1转动。杠杆30a、30b装载有辊轴32a、32b，每根辊轴被轴颈支承，用于围绕平行于它的相应杠杆的第一轴线A1的第二轴线A2转动。辊轴装载有夹送辊34，两夹送辊相互分开，在其中形成一间隙，用于接纳沿着轧制线PL运动的产品。
一被供电的第一电动机36工作，通过一行星齿轮机构38转动一盘形曲柄40，该盘形曲柄围绕平行于第一和第二轴线A1、A2的一第三轴线A3转动。诸连杆42在相对端枢转地连接，在44处连接于盘形曲柄40和在46处分别连接于从杠杆30a、30b突出的凸耳部。
盘形曲柄40和连杆42用作为一连接机构，该机构用于将电动机36和它的齿轮齿轮38连接于杠杆30a、30b，电动机工作通过该连接机构、使诸杠杆围它们各自的第一轴线A1转动，以及从而在打开位置和闭合位置之间调节两夹送辊34，在打开位置两夹送辊离开沿着轧制线的一产品，在闭合位置两夹送辊接触且夹紧产品。
辊轴32a、32b设置有带齿段48，该带齿段与装在传动轴52a、52b上的相互啮合的传动齿轮50a、50b啮合。传动轴52a在54处连接于被供电的第二电动机56。电动机56用作为驱动夹送辊34的装置。
另外参阅图4，将可以看到夹送辊部件24、26的第一和第二电动机36、56由一可编程的逻辑控制器(PLC)控制，该控制器响应由轧制机控制系统产生的一生产速度信号58工作，以及由拉细丝机10的出口端处的一热金属检测器(HMD-1)和紧挨地设置在夹送辊部件24、26之前的热金属检测器(HMD-2)所分别产生的控制信号60、62、64控制。代表生产速度的信号58使PLC能决定产品沿着轧制线从一位置运动到下一位置的时间，例如在一热金属检测器及其相关的夹送辊部件之间的运行时间。产品速度的变化也反应了被轧制的产品尺寸的变化。
热金属检测器产生的信号指示了沿着轧制线、在它们的各自位置处的前端和尾端的通过。
图5示出了对一个夹送辊部件控制一前端夹紧程序的过程。该过程通过判断是否电动机56工作以驱动夹送辊34开始(步骤66)。如果夹送辊没有被驱动，该过程被取消(步骤68)。如果夹送辊正被驱动，那么系统判断是否伺服电动机36已被起动(步骤70)。如果伺服电动机没有被起动，该过程被取消。如果伺服电动机被起动，那么系统等待响应从热金属检测器HMD-1接收到的一前端出现信号60而由PLC供应的一夹紧指令(步骤72)。在分析产品速度信号58的基础上，系统判断是否产品尺寸变化(步骤74)。如果产品尺寸变化，系统等待在HMD-2处的前端到达(步骤76)。当前端到达那位置时，系统设定关于伺服电动机36的电流极限值(步骤78)，该极限值决定了由夹送辊34施加于产品的最大夹紧压力。然后伺服电动机工作，缓慢移动夹送辊34到与产品接触，并将电流增加到预设定的极限值(步骤80)。在一预定的延时、例如5秒钟之后(步骤82)，系统确定关于夹送辊的预接触位置(步骤84)，该位置是离开与产品表面接触的一短距离，例如离开接触2毫米。然后系统等待来自轧制机控制系统的一打开指令(步骤86)，然后指令伺服电动机将夹送辊移动到它们的完全打开位置(步骤88)。
如果产品尺寸没有变化(步骤74)，那么系统将夹送辊移动到之前确定的预接触位置(步骤90)。然后系统等待前端到达HMD-2处(步骤92)，然后设定关于伺服电动机的电流极限值(步骤94)，以及通过将电流增加到预设定的极限值来对伺服电动机激励，用于将夹送辊34从它们的预接触位置迅速移动到与随后的产品接触(步骤96)。然后系统通过其余的步骤84至88循环。
本技术领域的那些熟练的人们将会理解提供类似的例行过程用于夹紧产品的尾端，或当依情况而确定时，用于夹紧整个产品长度。
本发明提供了优于目前使用的气动驱动的夹送辊部件和控制系统的许多优点。例如，伺服电动机36的快速反应时间可以将HMD-2检测器置于夹送辊部件的附近和在通过夹送辊部件的头端的一米内夹紧产品。通过比较，当使用反应较为缓慢的气动驱动系统时，热金属检测器必须置于夹送辊部件前方较远处，通常在拉细丝机10之前。伺服电动机36的转矩极限功率和驱动电动机56的速度控制在加速和减速期间能够电子地耦合以适当平衡的夹送辊转矩和夹紧力，从而避免了产品的表面划痕。对于相同的产品尺寸，能够记忆和反复使用夹送辊的预接触位置。关于实施夹紧程序的电驱动系统较传统的气动控制系统更严格；由于空气的可压缩性，气动控制系统在产品尺寸变化时具有夹紧力的不可控地变化的缺点。

Claims (10)

1.用于推进或延迟沿着一轧制线运动的一产品的一种夹送辊部件，所述夹送辊部件包括：
一对杠杆，它们安装成围绕平行的诸第一轴线转动；
所述杠杆装载的诸辊轴，各辊轴被轴颈支承，用于围绕平行于其相应杠杆的第一轴线的一第二轴线转动；
由所述辊轴装载的诸夹送辊，所述诸夹送辊在其间形成一间隙，用于接受所述产品；
一被供电的第一电动机；
用于将所述第一电动机机械连接于所述杠杆的连接机构，所述第一电动机是可工作的，通过所述连接机构使所述诸杠杆围绕所述第一轴线转动和在离开所述产品的打开位置和在其中接触且夹紧所述产品的关闭位置之间移动所述诸夹送辊；以及
一被供电的第二电动机，用于转动地驱动所述夹送辊。
2.如权利要求1的夹送辊部件，其特征在于：所述连接机构包括由所述第一电动机驱动的、用于围绕平行于所述第一和第二轴线的一第三轴线转动的一盘形曲柄，以及一对连杆，每根连杆在相对端可枢转地连接至所述盘形曲柄和所述诸杠杆中的一相应杠杆。
3.如权利要求1或2的夹送辊部件，其特征在于：还包括检测器装置，用于产生指示沿着所述轧制线、在所述诸夹送辊之间形成的间隙前方一位置处所述产品出现的信号，以及控制装置，它响应所述信号，用于使所述第一电动机工作，通过围绕所述第一轴线转动所述杠杆来使所述诸夹送辊在所述打开和闭合运动之间移动。
4.如权利要求3的夹送辊部件，其特征在于：所述控制装置还可工作，用于控制由所述夹送辊施加在产品上的压力。
5.如权利要求4的夹送辊部件，其特征在于：通过改变由所述第一电动机施加的转矩来控制由夹送辊施加在产品上的压力。
6.如权利要求4的夹送辊部件，其特征在于：所述控制装置还可工作，用于控制由所述第二电动机驱动所述夹送辊的速度。
7.如权利要求1的夹送辊部件，其特征在于：所述第一电动机是一伺服电动机。
8.如权利要求3的夹送辊部件，其特征在于：所述控制装置还可工作，对于某一产品尺寸，决定所述夹送辊在所述打开和关闭位置之间的一预接触位置，以及存储所述预接触位置，供相同尺寸产品随后再使用。
9.如权利要求8的夹送辊部件，其特征在于：所述控制装置还可工作，用于响应所述产品尺寸的变化改变所述预接触位置。
10.一种在其中热轧产品沿着一轧制线被引导在夹送辊之间、以及由一被供电的伺服电动机打开和关闭夹送辊的一轧制机中，控制所述夹送辊工作的方法，所述方法包括：
(1)沿着轧制线、在所述夹送辊前方的一位置处检测一产品的到达和速度；
(2)基于步骤(1)的结果，判断是否产品已从前一尺寸变化到一新尺寸；
(3)基于步骤(2)的结果：
(a)如果产品尺寸已改变：
(i)设定施加于伺服电动机的、用于实现在产品上的一预定夹送辊压力的电流极限值；
(ii)对伺服电动机激励，使夹送辊缓慢地从全开位置移动到关闭位置并与产品接触，以实施所述的预定夹送辊压力；
(iii)对伺服电动机确定和储存一中间设定值，在该中间设定值处夹送辊从所述全开位置移动到与产品间隔开一短距离的预接触位置；或者
(b)如果产品尺寸没有改变：
(i)按照一事先储存的中间设定值对伺服电动机激励，使夹送辊从全开位置迅速移动到所得的预接触位置；
(ii)设定施加于伺服电动机的、实现在产品上的一预定的夹送辊压力的电流极限值；
(iii)从预接触位置缓慢移动夹送辊至与产品接触，用于在产品上施加所述的预定夹送辊压力；
(iv)确定和储存关于伺服电动机的一更新的中间设定值；
(4)等待一夹送辊打开指令；以及
(5)对伺服电动机激励，使夹送辊返回到它们的全开位置。
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