DE19537521C2 - Device for regrinding the rolls installed in hot strip mill stands - Google Patents
Device for regrinding the rolls installed in hot strip mill standsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Nachschleifen der in Warmbandwalzgerüsten eingebauten Walzen, insbesondere der Arbeitswalzen in Quarto-Walzgerüsten mittels mehrerer über die Ballenlänge der zu schleifenden Walze verteilt nebeneinander angeordneter rotierender topfförmiger Schleifwerkzeuge, die zusammen mit dem sie aufnehmenden Werkzeugträger parallel zur Walzenachse oszillierend bewegbar und quer zu dieser unabhängig druckgeregelt anstellbar sind, wobei die Schleifspindel jedes Schleifwerkzeug separat geschwindigkeitsregelbar drehangetrieben und in einer quer zur Walze axialverschiebbar in dem Werkzeugträger angeordneten Pinole gelagert ist, die mit Antriebselementen für das topfförmige Schleifwerkzeug verbunden ist, wobei das Schleifwerkzeug an einem Ende der Schleifwelle angeordnet ist und die Schleifwelle an ihrem anderen Ende mit einem regelbaren Verschiebeantrieb für die Schleifwelle versehen ist.The invention relates to a device for regrinding in hot strip stands built-in rolls, especially the work rolls in four-high stands several distributed side by side over the bale length of the roller to be ground arranged rotating cup-shaped grinding tools, which together with them receiving tool carrier parallel to the roller axis oscillating and transverse to these are independently adjustable under pressure, the grinding spindle each Grinding tool separately speed-controlled rotary and in a cross to Roll is axially displaceably mounted in the tool holder arranged quill, which Drive elements for the cup-shaped grinding tool is connected, the Grinding tool is arranged at one end of the grinding shaft and the grinding shaft on provided at the other end with an adjustable sliding drive for the grinding shaft is.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist in der DE 44 09 060 A1 beschrieben. Sie dient dem Nachschleifen, insbesondere der Arbeitswalzen von Warmbandwalzgerüsten nach Erreichen eines bestimmten Verschleißzustandes u.z. im eingebauten Zustand im Walzgerüst, was eine Verbesserung gegenüber dem bislang überwiegend angewendeten Nachschleifen der Walzen im ausgebauten Zustand auf externen Walzenschleifmaschinen darstellt. Die bekannte Vorrichtung ermöglicht das Nacharbeiten der Walzenoberfläche im eingebauten Zustand mit großer Genauigkeit und erlaubt durch Veränderung des Druckes, mit dem die Schleifwerkzeuge angestellt werden, auch die Herstellung besonderer Walzenschliffprofile, selbst wenn das Verschleißbild der Walze nach dem Walzen stets gleicher Bandbreiten gegenüber der Walzenmitte ausgeprägte Randbereiche mit größerem Durchmesser aufweist.A generic device is described in DE 44 09 060 A1. It serves that Regrinding, in particular the work rolls of hot strip mill stands after they have been reached a certain state of wear etc. in the installed state in the rolling stand, what an improvement over the regrinding of the Rolls in the disassembled state on external roll grinding machines. The Known device allows reworking the roll surface in the built-in Condition with great accuracy and allowed by changing the pressure with which the Grinding tools are employed, including the production of special roller grinding profiles, even if the wear pattern of the roller is always the same after rolling pronounced edge areas with a larger diameter than the center of the roller having.
Die vorbekannte Lösung schlägt zum Anstellen der Schleifwerkzeuge gegen die Walze vor, Pinolen (dort als Stößel bezeichnet), an denen die Werkzeuge befestigt sind, mit Hilfe von Kolben-Zylinder-Einheiten in Längsrichtung zu verschieben und dadurch das Werkzeug zu steuern. Die Kolben-Zylinder-Einheiten sind druck- und weggeregelt, so daß jede Schleifposition und jeder Schleifdruck gefahren werden kann. Außerdem können die Stößel beim Arbeitswalzenwechsel in eine Position zurückgefahren, in der die Schleifwerkzeuge den Walzenausbau nicht behindern. Die Antriebe für die Schleifwerkzeuge, vorzugsweise Elektromotoren, sind jeweils am dem Schleifwerkzeug entgegengesetzten Ende des Stößels angeordnet und zusammen mit diesem bewegbar.The previously known solution proposes to position the grinding tools against the roller, Quills (called plungers there) to which the tools are attached With the help of piston-cylinder units to move in the longitudinal direction and thereby Control tool. The piston-cylinder units are pressure and displacement-controlled, so that every grinding position and pressure can be moved. Furthermore the plungers can be moved back into a position when changing the work roll the grinding tools do not hinder the roll removal. The drives for the Grinding tools, preferably electric motors, are each on the Grinding tool arranged opposite end of the plunger and together with this movable.
Es hat sich gezeigt, daß bei der bekannten Konstruktion während des Schleifvorganges sehr große Massen zu bewegen sind, die insbesondere durch die Stößel mit den aufsitzenden Antriebsmotoren gegeben sind. Bei Reversier-Warmwalzgerüsten großer Breite und der geforderten Steifigkeit des Systems haben die meterlangen Stößel Gewichte von ungefähr einer Tonne, so daß bei der Axialbewegung der Schleifwerkzeuge große Beschleunigungs- und Bremskräfte aufgebracht werden müssen, die sicher von den Vorrichtungselementen aufgefangen werden müssen, wenn ein qualitativ hohes Schleifergebnis gefordert ist. Im Schleifbetrieb haben die Schleifwerkzeuge lediglich Axialbewegungen von wenigen mm (jedoch in kurzen Zeitintervallen) in beiden Richtungen auszuführen, während die Stößel für den Ausbau der Walzen oder für das Auswechseln der Schleifwerkzeuge um größere Wege verfahrbar sein müssen.It has been shown that in the known construction during the grinding process very large masses are to be moved, in particular by the plunger with the seated drive motors are given. Larger for reversing hot rolling stands The tappets, which are several meters long, have the width and the required rigidity of the system Weights of approximately one ton, so that the axial movement of the Grinding tools large acceleration and braking forces are applied need to be safely caught by the device elements, when a high quality grinding result is required. In grinding operation they have Grinding tools only axial movements of a few mm (but in short Time intervals) run in both directions while removing the plunger the rollers or for changing the grinding tools by longer distances must be movable.
Ausgehend von der Überlegung, daß für den Regelvorgang der Schleifwerkzeuge im Arbeitseinsatz unverhältnismäßig hohe Massen über sehr kleine Wege in kurzen Zeitintervallen beschleunigt und abgebremst werden müssen, ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, daß die axial zu bewegenden Massen wesentlich verringert werden und dadurch die Anstell- und Schleifgenauigkeit der Vorrichtung verbessert werden.Based on the consideration that for the control process of the grinding tools in Use of disproportionately high masses over very small distances in short Time intervals need to be accelerated and slowed down, it is the job of present invention to improve a device of the generic type so that the axially moving masses are significantly reduced and thereby the Adjustment and grinding accuracy of the device can be improved.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. The object is achieved by the im Features specified claim 1 solved.
Die vorliegende Erfindung schlägt eine Trennung zwischen dem Drehantrieb für das Schleifwerkzeug und der das Schleifwerkzeug unmittelbar aufnehmenden Schleifwelle vor, indem die Pinole hohl ausgebildet ist und eine Schleifspindel umgreift, über die das Schleifwerkzeug angetrieben ist. Der eigentliche Axialverschiebemechanismus für das Schleifwerkzeug während des Schleifvorganges ist in Form einer verschiebbar in die Schleifspindel eingesetzten Trägerstange ausgebildet, so daß sich die dynamisch zu bewegenden Massen (Verschiebeweg ca. ±12,5 mm) im wesentlichen auf die Masse der Trägerstange und die des Schleifwerkzeuges reduzieren. Die um ein Vielfaches größeren Massen der Pinole und des Drehantriebes, die bewegt werden müssen, um das Schleifwerkzeug in eine den Walzenausbau ermöglichende Stellung zu verschieben, sind vom Regelantrieb der Schleifbewegung unabhängig und während des Schleifvorganges außer Betrieb.The present invention proposes a separation between the rotary drive for the Grinding tool and the grinding shaft directly receiving the grinding tool before making the quill hollow is formed and engages around a grinding spindle over which the grinding tool is driven. The actual axial displacement mechanism for the grinding tool during the grinding process is in the form of a slidable in the grinding spindle used support rod designed so that the dynamic to move Masses (displacement approx. ± 12.5 mm) essentially to the mass of the Reduce the support rod and that of the grinding tool. That many times over larger masses of the quill and the rotary actuator that have to be moved around the grinding tool into a position enabling the roll removal shift, are independent of the control drive of the grinding movement and during of the grinding process out of operation.
Als besonders günstig hat sich eine Lösung erwiesen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß als Drehantrieb für Schleifspindel und Trägerstange ein Hohlwellenmotor vorgesehen ist, dessen mit der Schleifspindel achsgleich gekoppelte Hohlwelle von einer drehfest gelagerten Schub- und Zugstange durchdrungen ist, die mit der Trägerstange einerseits und mit dem auf der dem Schleifwerkzeug abgewandten Seite des Hohlwellenmotors angeordneten Verschiebeantrieb für die Trägerstange andererseits derartig verbunden ist, daß die freie Drehbarkeit der Trägerstange unbeeinträchtigt und gleichzeitig ein positionsgenaues Axialverschieben der Trägerstange durchführbar ist.A solution which is characterized by the fact that that a hollow shaft motor is provided as a rotary drive for grinding spindle and carrier rod is, the hollow shaft coupled to the grinding spindle coaxially of a rotationally fixed stored push and pull rod is penetrated, with the support rod on the one hand and with that on the side of the hollow shaft motor facing away from the grinding tool arranged displacement drive for the support rod on the other hand connected in such a way is that the free rotation of the support rod is unaffected and at the same time a Positionally precise axial displacement of the support rod is feasible.
Anders als beim Stand der Technik werden die Antriebsmotoren für die Schleifwerkzeuge während des Schleifbetriebes nicht axial zusammen mit der Pinole bewegt, sondern stehen fest, während nur die Trägerstange hin- und herbewegt wird, die ihrerseits über die Schleifspindel von dem festgelegten Antriebsmotor in Drehung versetzt wird. Mit dem Hohlwellenmotor wurde eine besonders kompakte und die Einrichtung verkürzende Bauweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung gefunden, die es erlaubt, einen genormten Druckluftzylinder zu verwenden. Unlike in the prior art, the drive motors for the Grinding tools not axially together with the sleeve during grinding operation moves, but are fixed, while only the support rod is moved back and forth, which in turn rotate on the grinding spindle of the fixed drive motor is transferred. With the hollow shaft motor was a particularly compact and Device shortening design of the device according to the invention found that it allows to use a standardized air cylinder.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß als Verschiebeantrieb für die Trägerstange ein regelbarer Druckluftzylinder vorgesehen ist. Mit einem solchen Druckluftzylinder können wegen der Kompressibilität des Mediums Luft Stöße gut ausgeglichen werden. Außerdem läßt sich die Regelung der Trägerstangenbewegung fein und genau dosieren, weil durch die wechselweise Beaufschlagung der Kolbenflächen des Druckluftzylinders eine feinfühlige Anstellung der Schleifwelle und des Schleifwerkzeuges gesichert wird. Der Druckluftzylinder kann relativ leicht ausgebildet sein, weil die zu bewegenden Massen infolge des erfindungsgemäßen Vorschlages gering sind.In a further embodiment of the invention it is provided that as Sliding drive for the support rod an adjustable air cylinder is provided. With such a compressed air cylinder can because of the compressibility of the medium Air bumps can be well balanced. In addition, the regulation of Meter the carrier rod movement finely and precisely because of the alternating Actuation of the piston surfaces of the compressed air cylinder is sensitive the grinding shaft and the grinding tool is secured. The air cylinder can be relatively light because the masses to be moved due to the proposal according to the invention are low.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß während des Schleifbetriebes die Pinole im Werkzeugträger festklemmbar ist und nur beim Walzenwechsel oder zum Ausbau der Schleifwerkzeuge gemeinsam mit Schleifspindel Schleifwerkzeug und Antriebsmotor im Werkzeugträger axial (in der Größenordnung von ca. 200 mm) verschiebbar ist. Dieser Vorschlag der Erfindung stellt sicher, daß die Pinole auch einen größeren Verschiebeweg zurücklegen kann, beispielsweise wenn die Walzen ausgewechselt werden müssen oder die Werkzeuge zu ersetzen sind. In diesem Fall wird die Pinole mit dem daran angeflanschten Motor durch einen Verschiebeantrieb, beispielsweise in Form einer Kolben-Zylinder-Einheit axial zurückgezogen, wobei die Axialführung der Pinole an ihrem Außenumfang in einer entsprechenden Führung des Werkzeugträgers erfolgt.In a further embodiment of the invention it is provided that during the Grinding operation, the sleeve can be clamped in the tool holder and only when Roller change or to remove the grinding tools together with the grinding spindle Grinding tool and drive motor in the tool holder axially (in the order of magnitude 200 mm). This proposal of the invention ensures that the Quill can also travel a larger distance, for example if the rollers have to be replaced or the tools have to be replaced. In In this case, the quill with the motor flanged onto it is replaced by a Sliding drive, for example in the form of a piston-cylinder unit axially withdrawn, the axial guide of the quill on its outer circumference in a Appropriate guidance of the tool holder takes place.
Zusätzlich ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Pinole im Werkzeugträger mit einer geschlossenen Wasserkühlung versehen und in jeder beliebigen Position geklemmbar ist. Dies kann erforderlich sein, weil im Arbeitsbereich der Schleifwerkzeuge hohe Temperaturen durch den Umformprozeß auftreten, die ein Verziehen der Führungen zwischen Werkzeugträger und Pinole bzw. Pinole und Schleifspindel zur Folge haben könnte. Eine Wasserkühlung in diesem Bereich verhindert Materialverzug und stellt dadurch die geforderte hohe Schleifgenauigkeit sicher. Ebenfalls ist der Hohlwellenantriebsmotor wassergekühlt.In addition, according to a further feature of the invention is advantageous provided that the sleeve in the tool holder with a closed Provide water cooling and can be clamped in any position. This can be necessary because of high temperatures in the working area of the grinding tools occur through the forming process, the warping of the guides between Tool carrier and quill or quill and grinding spindle could result. A Water cooling in this area prevents material warping and thus represents the required high grinding accuracy. The hollow shaft drive motor is also water cooled.
Wie beim Stand der Technik ist der Schleifvorgang automatisch steuerbar, so kann durch Messen des Druckes im Zylinderraum des Druckluftzylinders ein Istwert abgegriffen werden, der mit einem der zu schleifenden Walzenform entsprechenden Solldruckwert verglichen wird. Bei Abweichungen des Istwertes vom Sollwert wird eine Druckerhöhung oder Druckerniedrigung im Zylinderraum des Druckluftzylinders eingeleitet, die eine Veränderung des Anpreßdruckes der Schleifwelle mit Schleifwerkzeug auf die Walze bewirkt. Die gesamte Einrichtung ist für hohen Qualitätsstandard einsetzbar.As with the prior art, the grinding process can be controlled automatically, so can an actual value by measuring the pressure in the cylinder space of the compressed air cylinder be tapped with one corresponding to the roll shape to be ground Target pressure value is compared. If the actual value deviates from the target value, a Pressure increase or decrease in the cylinder space of the compressed air cylinder initiated with a change in the contact pressure of the grinding shaft Effects grinding tool on the roller. The entire facility is for high Quality standard can be used.
Selbstverständlich müssen die gegeneinander verschiebbaren Teile in dem von Hitze und Wasser benetzten Bereich gut gegen das Eindringen von Wasser und Schmutz geschützt sein. Deshalb sind für die Lagerung zusätzlich zu den Labyrinthdichtungen noch berührende Dichtungen ebenso vorgesehen, wie Metallfaltenbalge zum Abdichten der Trägerstange gegen Schleifspindel und/oder Pinole und/oder Werkzeugträger. Andere günstige Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen beschrieben.Of course, the parts that can be moved against each other must be in the heat and water wetted area well against the ingress of water and dirt be protected. Therefore, for storage in addition to the labyrinth seals still touching seals provided as well as metal bellows for Sealing the carrier rod against grinding spindle and / or quill and / or Tool carrier. Other favorable embodiments of the invention are in others Subclaims described.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and will described below.
Die einzige Zeichnungsfigur zeigt - grob schematisch - eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die zunächst aus dem topfförmigen Schleifwerkzeug 1 besteht, das in zweckmäßiger Weise über einen genormten Steilkegel 2 mit der Trägerstange 3 verbunden ist. Die Trägerstange 3 ist, wie bei 4 angedeutet, in Richtung ihrer Längsachse 5 in beiden Richtungen verschiebbar in einer Schleifspindel 6 angeordnet, die bei 7 in der Pinole 8 drehbar gelagert ist. Die Pinole 8 ihrerseits ist in Pfeilrichtung 9 im Werkzeugträger 10 verschiebbar, wozu zwischen dem Werkzeugträger 10 und der Pinole eine Kolben-Zylinder-Einheit 11 angelenkt ist. An die Stirnseite der Pinole 9 ist bei 12 ein Hohlwellenmotor 13 angeflanscht, dessen Hohlwelle 14 bei 15 koaxial mit der Stirnseite der Schleifspindel 6 gekuppelt ist. Die Hohlwelle 14 des Hohlwellenmotors 13 ist als Rotor mit der Wicklung 16 ausgebildet; die Statorwicklung 17 ist in dem fest an der Pinole 8 angeflanschten Gehäuse 18 des Hohlwellenmotors angeordnet und ebenfalls wassergekühlt.The only drawing figure shows - roughly schematically - a device according to the invention, which initially consists of the cup-shaped grinding tool 1 , which is expediently connected to the support rod 3 via a standardized steep taper 2 . The support rod 3 is, as indicated at 4 , arranged in the direction of its longitudinal axis 5 in both directions in a grinding spindle 6 , which is rotatably mounted at 7 in the sleeve 8 . The sleeve 8 in turn can be displaced in the arrow direction 9 in the tool holder 10 , for which purpose a piston-cylinder unit 11 is articulated between the tool holder 10 and the sleeve. A hollow shaft motor 13 is flanged to the end face of the sleeve 9 at 12 , the hollow shaft 14 of which is coupled coaxially to the end face of the grinding spindle 6 at 15 . The hollow shaft 14 of the hollow shaft motor 13 is designed as a rotor with the winding 16 ; the stator winding 17 is arranged in the housing 18 of the hollow shaft motor which is fixedly flanged to the sleeve 8 and is also water-cooled.
Auf der dem topfförmigen Schleifwerkzeug abgewandten Seite ist an der Trägerstange 3 stirnseitig ein Axiallager 19 vorgesehen, das mit einer Zug- und Druckstange 20 verbunden ist, über die axiale Hin- und Herbewegungen über das Axiallager 19 auf die Trägerstange 3 übertragen werden können, wobei das Axiallager gleichzeitig die freie Drehbarkeit der Schleifspindel 6 und der darin verschiebbar angeordneten Trägerstange 3 ermöglicht. Die Zug- und Druckstange 20 ist an dem dem Schleifwerkzeug 1 abgewandten Ende des Hohlwellenmotors 13 aus dem Gehäuse 18 herausgeführt und mit einem Druckluftzylinder 21 verbunden, dessen Zylinderflächen beidseitig mit Druckluft beaufschlagbar sind, so daß über die Zug- und Druckstange 20 und das Axiallager 19 die mit der Schleifspindel 6 rotierende Trägerstange 3 in Axialrichtung hin- und herbewegt werden kann.On the side facing away from the cup-shaped grinding tool, an axial bearing 19 is provided on the end face of the carrier rod 3 , which is connected to a pull and push rod 20 , via which axial reciprocating movements can be transmitted via the axial bearing 19 to the carrier rod 3 , the Axial bearing allows the free rotation of the grinding spindle 6 and the support rod 3 slidably arranged therein. The pull and push rod 20 is guided out of the housing 18 at the end of the hollow shaft motor 13 facing away from the grinding tool 1 and connected to a compressed air cylinder 21 , the cylinder surfaces of which can be pressurized with compressed air on both sides, so that the pull and push rod 20 and the axial bearing 19 the carrier rod 3 rotating with the grinding spindle 6 can be moved back and forth in the axial direction.
Während des normalen Schleifbetriebes wird die Lage des topfförmigen Schleifwerkzeuges 1 zur Oberfläche der nicht dargestellten Walze über den Druck und Weg des Druckluftzylinder 21 geregelt, der kraftgesteuert gegen die Walze drückt. Dabei beschränkt sich die notwendige Axialbewegung auf das topfförmige Schleifwerkzeug 1, die Trägerstange 3 und die Zug- und Druckstange 20, d. h. es werden (gemessen an der Gesamteinrichtung) nur relativ geringe Massen bewegt. Erst beim Walzenwechsel oder beim Auswechseln der Schleifwerkzeuge ist es erforderlich, die gesamte Einrichtung aus dem Bereich der Walzen zurückzuziehen. Zu diesem Zweck wird die Kolben-Zylinder-Einheit 11 mit Druckmittel beaufschlagt wodurch die Pinole 8 in Pfeilrichtung 9 zusammen mit allen darin geführten Bauteilen zurückgezogen wird, so daß der notwendige Freiraum für die durchzuführenden Arbeiten geschaffen wird. Während des Schleifvorganges ist die Pinole 8 im Werkzeugträger 10 unverschiebbar festgeklemmt, so daß die Regelbewegung des Schleifwerkzeuges 1 ausschließlich über den Druckluftzylinder 21 mit den geringen zu bewegenden Massen erfolgt.During normal grinding operation, the position of the cup-shaped grinding tool 1 to the surface of the roller, not shown, is regulated via the pressure and path of the compressed air cylinder 21 , which presses against the roller in a force-controlled manner. The necessary axial movement is limited to the cup-shaped grinding tool 1 , the carrier rod 3 and the pull and push rod 20 , ie only relatively small masses are moved (measured on the entire device). It is only necessary to withdraw the entire device from the area of the rollers when changing the rollers or changing the grinding tools. For this purpose, the piston-cylinder unit 11 is acted upon by pressure medium, whereby the quill 8 is retracted in the direction of arrow 9 together with all the components guided therein, so that the necessary space for the work to be carried out is created. During the grinding process, the sleeve 8 is clamped immovably in the tool carrier 10 , so that the regulating movement of the grinding tool 1 takes place exclusively via the compressed air cylinder 21 with the small masses to be moved.
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