CN220005395U - 一种三辊斜轧机架 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种三辊斜轧机架，其具有三个锥形轧辊，所述轧辊限定用于轧制沿通过路径通过的轧件的轧制间隙，并在通过路径周围均匀地布置，即相互偏移120°。所述轧辊的旋转轴分别相对于通过路径歪斜。所述三辊斜轧机架具有用于旋转驱动所述轧辊中的至少一个的驱动装置，以及用于轴向进给至少一个轧辊的轴向进给装置。所述轴向进给装置被设计成沿其旋转轴移动所述至少一个轧辊，从而改变轧制间隙的横截面。

Description

一种三辊斜轧机架

技术领域

本实用新型涉及一种三辊斜轧机架，用于在单个成形步骤中柔性斜轧具有直纵轴的由金属原料制成的圆柱形、圆锥形或其它旋转对称形状的长材。

背景技术

在斜轧中，成形是通过三个在轧制线周围相互偏移120°的圆锥形轧辊来实现的。本文中所述的三辊斜轧机架中的轧制过程的特点是轧件的固有旋转。

斜轧的一个重要的独有特点是通过斜轧所特有的三种刀具与被称为轧件的工件之间的接触区几何形状进行增量成形。由于增量成形，在三辊斜轧机中通过一道工序即产生了高的成形和拉伸度：经验表明，实现了1.5到2的拉伸度或横截面减小33％至50％。这种增量成形和高成形程度的结合使得斜轧工艺既高效又经济。

斜轧的原理早在大约120年前由曼内斯曼兄弟实用新型，至今仍在冶金公司成功使用，特别是用于生产无缝管半成品。在这种应用中，轧件芯部处的对于管材有利的拉伸应力状态主要用于穿孔过程，如DE 471730 A中所述。在工件芯部产生高拉应力的瞬间，在轧制间隙中使用芯棒进行穿孔操作，以生产圆坯中空块体。此外，预穿孔块可以进一步成形，壁厚可以相应地减小。

在管材斜轧中，通常使用两个圆锥形校准的轧辊以及支撑辊和/或支撑尺。例如，在DE 3328269 A1中描述了一种使用孔芯棒的双辊斜轧辊由实心块生产无缝管的方法，其中在DE 3326946 C1中使用了口径闭合的导轨。在大多数情况下，进一步的轧制步骤是轧制成管材的成品尺寸。在管材生产中，斜轧机架用作连续生产线中的子步骤，如DE 3236892A1或DE 3308782 A1所述。在DE 1752116 A中首次描述了三辊斜轧机架以及无缝管的经济生产。用于生产棒材的三辊斜轧机架也有描述，例如在DE 1961092 A和DE 10 2007 041992A1中所述。

与现有技术不同的是，本申请描述了一种新的技术解决方案，用于利用用于三辊斜轧的精密轧制机架经济有效地生产实心长材。因此，本文描述了一个统一的轧制机架概念，其使用负载优化的带长度补偿的传动系来精确地调整轧制间隙，以及具有双面支承轧辊的相适配的轧辊配置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种三辊斜轧机架，该三辊斜轧机架在调整轧制产品的尺寸方面具有高度的灵活性，同时在一道成形工序中实现高成形程度。

根据第一实施方式，本实用新型的三辊斜轧机架包括三个优选相同结构的锥形轧辊，其均匀地布置在通过轧件的通过路径周围，即相互偏移120°。通过路径是描述轧制过程中轧件在轧制区，即轧辊与轧件接触的区域中的中心线的轨迹。三个轧辊具体以这样一种方式布置，即其中点位于垂直于通过路径的平面内，并且在该平面内以旋转对称的方式相互偏移120°。此处，轧辊的中心点被定义为将在轧辊的旋转轴上从轧辊的一个端面到另一个端面的一段中间分割的点。

根据本实施方式，三个轧辊限定用于轧制沿通过路径通过的轧件的轧制间隙。在上述布置中，三个轧辊在轧制过程中与通过的轧件接触。这些接触面总是位于辊面最接近通过路径的区域。由于轧制过程中轧辊的连续旋转，该接触面相对于轧辊是连续旋转的，但相对于通过路径是静止的。轧制间隙被定义为近似环形的开口，其从接触面区域开始，其间有空余区域，并且从通过路径延伸到轧辊与通过的轧件的接触面。

根据所述实施方式，轧辊的旋转轴分别相对于通过路径歪斜。所述旋转轴进一步相对于所述通过路径以相同的方式定向，使得所述三个轧辊在位置和定向方面围绕所述通过路径旋转对称地布置。通过轧辊的旋转及其旋转轴与通过路径的歪斜定向，轧件以螺旋运动被拉入三个轧辊之间的成形区。设有用于轧件进料和出料的导向装置。轧件的成形是通过轧辊的轮廓相对于轧件轴倾斜来保证的，因此随着轧件运动的进行，轧辊表面之间的距离减小。在多个连续的局部成形循环中，通过有限的接触面改变轧件的横截面。

所述三辊斜轧机架还包括用于旋转驱动至少一个轧辊的至少一个驱动装置和用于轴向进给至少一个轧辊的至少一个轴向进给装置，所述轴向进给装置设计成沿其旋转轴移动至少一个轧辊，从而改变轧制间隙的横截面。在这种情况下，轧辊的位移方向不一定与旋转轴的方向完全一致，但也可能与旋转轴的方向不同，前提是轧制间隙的横截面也发生了变化，并保证了轧制过程的可行性。

所述驱动装置优选包括驱动电机，所述驱动电机通过齿轮箱和驱动轴连接到所述轧辊，并以旋转方式驱动所述轧辊。优选地，在轧辊和驱动电机之间连接至少一个安全联轴器。

在本实用新型中，轴向进给被定义为沿其旋转轴移动轧辊以改变轧制间隙的横截面。优选地，轧机机架具有每个轧辊一个轴向进给装置，即三个轴向进给装置。进给装置设计成轴向地，即沿优选平行于轧辊旋转轴的进给方向移行轧辊，从而改变轧制间隙的横截面。而传统上，为了改变生产直径，将轧辊更换为较大或较大的轧辊。轧制间隙的横截面可以通过进给装置灵活地调节。

根据优选实施方式，送料装置包括螺杆传动装置，其中轧辊设置在可沿其旋转轴线性移动的滑块上，螺杆传动装置设计成通过滑块的移行来移动轧辊。

每个轧辊设置在一个滑块上，滑块在导轨上导引，并且可线性运动。运动方向相对于通过路径歪斜，优选平行于轧辊的旋转轴。滑块通过螺杆传动装置移行，所述螺杆传动装置由齿轮电机驱动。螺杆传动装置由带螺纹的主轴和螺母组成，用于将旋转运动转换为平移运动。主轴优选地连接到滑块上。螺母由齿轮电机旋转，使旋转固定的主轴和与其相连的滑块沿导轨移行，调整轧辊的轴向位置，从而调整轧制间隙的横截面。

优选地，驱动装置的驱动轴具有长度补偿。轴向长度补偿通过进给装置对轧辊的移行进行补偿，使驱动电机能够牢固地安装在机架中。例如，长度补偿可以以齿轴连接的形式执行。在这种配置中，两个轴元件可以在轴向上受限地相互移动。扭矩通过内部或外部齿部以形状配合的方式进行传递。更优选的是，驱动轴还具有至少一个，优选是两个万向节形式的接头。这些接头允许辊轴和驱动电机的转子轴之间的偏移和/或角度，这在轧机机架部件的布置和更紧凑的设计方面提供了更大的灵活性。

优选地，每个轧辊可旋转地安装在轴承座中。轧辊在辊轴区域的两侧，即在位于轧辊左侧和右侧的辊轴部分，分别通过轧辊轴承容置在轴承座中。轴承座是一种结构元件，其将轴承固定在一定的位置上，使得支承在其中的轴仅能按预定的方式相对于轴承座进行旋转运动。轴承可以设计为滚动轴承或滑动轴承。然而，轴承优选地设计为滑动轴承。这是有利的，因为滑动轴承具有特别高的刚度，并且只占用很小的安装空间。

优选地，本实用新型的三辊斜轧机架包括用于冷却轧辊和轧辊轴承的冷却装置、每个轧辊轴承至少一个用于检测轧辊和/或轧辊轴承温度的温度传感器，以及用于控制冷却装置和控制轧辊和/或轧辊轴承温度的控制单元。温度传感器可用于确定轧辊和/或轧辊轴承温度。控制单元将测量的实际温度与例如预先的设定目标温度进行比较，并相应地控制冷却装置，以实现轴承和轧辊的最佳温度控制。优选地，在确定的轧件温度的基础上，结合轧制后测量的轧件直径，可以从理论上，即通过计算确定冷直径，即轧件冷却到环境温度后的直径。

根据备选实施方式，三辊斜轧机架至少具有用于径向进给的径向送辊装置，其中径向进给装置设计成使轧辊垂直于通过路径移动，从而改变轧制间隙的横截面。优选地，轧机机架具有每个轧辊一个径向进给装置，即三个径向进给装置。该实施方式还可以具有其它描述的实施方式中提到的所有特征。

附图说明

附图仅以示例性的方式示出了实施例且不限制本实用新型的范围，其中

图1示出三辊斜轧机架的部件；

图2示出三辊斜轧机架的侧视图；

图3示出三辊斜轧机架的后视图；

图4示出冷却装置的示意结构图。

具体实施方式

图1示出了传动系的侧视图。传动系是指参与从驱动电机24到轧辊10的功率和扭矩的传递的元件。三辊斜轧机架1包括三个传动系。每个传动系包括轧辊10、驱动轴22、驱动电机24、齿轮箱25和安全联轴器26。驱动轴22具有两个万向节23a，23b，并由所述万向节和联轴器27分成四个部分。第一轴部分连接到齿轮箱25，并延伸到第一万向节23a。第二轴部分从第一万向节23a延伸到驱动轴22的长度补偿。第三轴部分从驱动轴22的长度补偿延伸到第二万向节23b。第四轴部分从第二万向节23b延伸到驱动轴22的联轴器27。

轧辊10是实心的，并且以形状或力配合的方式连接到第四轴部分。轧辊在轴承座12中以可围绕其旋转轴D旋转的方式得到支承。轴承优选为滑动轴承，但也可设计为滚动轴承。轧辊通过联轴器27连接到驱动轴22，所述驱动轴可旋转地容置在轴承座28中。在所示的实施方式中，轧辊是圆锥形的，但在其他实施方式中，轧辊也可以具有其他常用的形状。

此外，图1还示出用于进给轧辊的进给装置30，其包括安装有轴承座12连同轧辊10的滑块32、螺杆传动装置36和驱动螺杆传动装置36的齿轮马达38。借助于进给装置30，可以线性地调整轧辊10相对于轧件的位置，从而调节轧制间隙。为此，通过操作螺杆传动装置36在导轨34上线性地移行滑块32，并且相应地改变轧辊10的位置。驱动轴22具有长度补偿，以允许轧辊的移行。

图2示出三辊斜轧机架1的侧视图。三辊斜轧机架基本上可以分为两个区域，即驱动块3和轧制块2。驱动块3包括驱动部件，即容置在电机基架52中的驱动电机24、齿轮箱25和安全联轴器26。在由焊接结构组成的轧制块2中，轧辊10被容纳在其轴承座12中，所述轴承座位于进给装置30的滑块32上。

三辊斜轧机架1包括3个传动系，其与通过路径P成斜角，并彼此偏移120°。三个轧辊10也相应地围绕轧件的通过路径P相互偏移120°。传动系的驱动侧元件，即齿轮箱25、安全联轴器26和驱动电机24设置在焊接结构，即驱动块3中。所述驱动块包括三个电机基架52，其主要用于容纳驱动侧元件。电机基架52被设计成确保传动系相对于轧辊的大体定向。电机基架52安装在基座、车间地板或驱动块3的框架上。轧辊10通过轴承座12安装在另一个焊接结构，即轧制块2中。

此外，图2示出包括齿轮电机38和导轨34的进给装置30。滑块32被设计成径向或轴向可移动。通过三个轧辊10的径向或轴向进给，将轧制间隙调整到所需的成品直径。

图3示出三辊斜轧机架1的朝向轧制路径观察的后视图。三个轧辊10与轧件的接触面形成轧件所通过的轧制间隙。轧辊10的旋转轴D分别相对于垂直于附图平面的轧件的通过路径P歪斜并围绕其旋转对称，并且相对于其它轧辊10的旋转轴D歪斜。轧辊10安装在轴承座12中，轴承座安装在滑块32上。导轨34如此朝向，使得进给运动均都相对于进给路径歪斜，因此，在滑块32连同轧辊10移行的过程中，三个轧辊10的接触面之间的距离以及因此轧制间隙的横截面发生变化。

图4示出了轧机机架配备所配备的中央润滑装置40的示意结构图，其用于对轧辊轴承进行连续润滑。特别是，在混合摩擦区工作的辊轴的滑动轴承需要持续的润滑剂供应。润滑装置包括储存容器42、润滑油泵44、润滑油分配器46和将润滑油输送到轧辊10的轴承的连接管路48。可将润滑剂输送至为润滑剂泵44提供供给的储存容器42。润滑剂从储存容器通过润滑剂分配器46分配到连接管路48上，并被输送到轧辊10的轴承。

附图标记列表

D 旋转轴

P 通过路径

1 三辊斜轧机架

2 轧制块

3 驱动块

10 轧辊

12 轴承座

14 轴承位置

16 轧辊轴承

20 驱动装置

22 驱动轴

23 万向节

24 驱动电机

25 齿轮箱

26 安全联轴器

27 联轴器

28 轴承座

30 进给装置

32 滑块

34 导轨

36 螺杆传动装置

38 齿轮电机

40 润滑装置

42 储存容器

44 润滑剂泵

46 润滑剂分配器

48 连接管路

52 电机基架。

Claims (16)

1.一种三辊斜轧机架，其特征在于，所述三辊斜轧机架具有：

三个圆锥形轧辊，其限定用于轧制沿通过路径通过的轧件的轧制间隙，并在所述通过路径周围均匀地布置，即相互偏移120°，其中所述轧辊的旋转轴相对于所述通过路径歪斜，

用于旋转驱动所述轧辊中的至少一个的驱动装置，以及

用于轴向进给所述至少一个轧辊的轴向进给装置，

其中所述轴向进给装置被设计成沿其旋转轴移动所述至少一个轧辊，从而改变所述轧制间隙的横截面。

2.根据权利要求1所述的三辊斜轧机架，其特征在于，所述轴向进给装置包括螺杆传动装置，

其中所述至少一个轧辊设置在可沿其旋转轴线性滑动的滑块上；并且

其中所述螺杆传动装置被设计成通过所述滑块的移行来移动所述至少一个轧辊。

3.根据权利要求1所述的三辊斜轧机架，其特征在于，所述轴向进给装置被设计成沿其旋转轴移动所述轧辊中的每个，从而改变所述轧制间隙的横截面。

4.根据权利要求3所述的三辊斜轧机架，其特征在于，所述轴向进给装置包括三个螺杆传动装置，

其中所述轧辊分别布置在一个可沿其旋转轴线性移动的滑块上，并且

其中所述螺杆传动装置被设计成通过所述滑块的移行来移动所述轧辊。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的三辊斜轧机架，其特征在于，所述驱动装置包括具有长度补偿的驱动轴。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的三辊斜轧机架，其特征在于，每个轧辊的两侧分别通过一个轧辊轴承支承地容置在轴承座中，并且所述轧辊轴承设计为滑动轴承或滚动轴承。

7.根据权利要求6所述的三辊斜轧机架，其特征在于，所述三辊斜轧机架还包括：

用于冷却所述轧辊和所述轧辊轴承的冷却装置，

每个轧辊轴承的至少一个温度传感器，用于检测轧辊轴承温度；和

控制单元，用于控制所述冷却装置和控制所述轧辊轴承温度。

8.根据权利要求7所述的三辊斜轧机架，其特征在于，所述三辊斜轧机架被设计用于根据检测到的轧件温度和在轧制间隙处测量的轧件直径从理论上确定所述轧件的冷直径。

9.根据权利要求1所述的三辊斜轧机架，其特征在于，所述驱动装置全部或部分位于所述轧制间隙的前方，或者其中所述驱动装置全部或部分位于所述轧制间隙的后方。

10.一种三辊斜轧机架，其特征在于，所述三辊斜轧机架具有：

三个圆锥形轧辊，其限定用于沿通过路径通过的轧件的轧制间隙，并在所述通过路径周围均匀地布置，即相互偏移120°，其中所述轧辊的旋转轴相对于所述通过路径歪斜，

用于旋转驱动所述轧辊中的至少一个的驱动装置，

用于径向进给所述至少一个轧辊的径向进给装置，

其中所述径向进给装置被设计成垂直于所述通过路径移动所述至少一个轧辊，从而改变所述轧制间隙的横截面。

11.根据权利要求10所述的三辊斜轧机架，其特征在于，所述径向进给装置被设计成垂直于所述通过路径移动每个轧辊，从而改变轧制间隙的横截面。

12.根据权利要求10或11所述的三辊斜轧机架，其特征在于，所述驱动装置包括具有长度补偿的驱动轴。

13.根据权利要求10或11所述的三辊斜轧机架，其特征在于，每个轧辊的两侧分别通过一个轧辊轴承支承地容置在轴承座中，并且所述轧辊轴承被设计为滑动轴承或滚动轴承。

14.根据权利要求13所述的三辊斜轧机架，其特征在于，所述三辊斜轧机架还包括：

用于冷却所述轧辊和所述轧辊轴承的冷却装置，

每个轧辊轴承的至少一个温度传感器，用于检测轧辊轴承温度；和

控制单元，用于控制所述冷却装置和控制所述轧辊轴承温度。

15.根据权利要求14所述的三辊斜轧机架，其特征在于，所述三辊斜轧机架被设计用于根据检测到的轧件温度和在轧制间隙处测量的轧件直径从理论上确定所述轧件的冷直径。

16.根据权利要求10所述的三辊斜轧机架，其特征在于，所述驱动装置全部或部分位于所述轧制间隙的前方，或者所述驱动装置全部或部分位于所述轧制间隙的后方。