DE19911431A1

DE19911431A1 - Drive for a rolling stand that can be moved back and forth in the rolling direction

Info

Publication number: DE19911431A1
Application number: DE1999111431
Authority: DE
Inventors: Michael Baensch; Horst Stinnertz
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 1999-03-05
Publication date: 2000-09-07
Also published as: EP1034852A3; JP2000312906A; EP1034852A2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für ein in Walzrichtung hin- und herbewegbares Walzgerüst mit verjüngend kalibrierten drehbar gelagerten zwangsangetriebenen Walzen, die zum Kaltwalzen eines Rohres mit wechselndem Drehsinn über dem rohrförmigen Walzgut abrollen. Hierbei erfolgt die Kraftübertragung zur Hin- und Herbewegung des Walzgerüstes (3) unmittelbar über mindestens einen am Walzgerüst (3) angreifenden Linearantrieb (4, 5, 6).The invention relates to a drive for a rolling stand which can be moved back and forth in the rolling direction and has tapered, calibrated, rotatably mounted, positively driven rolls which roll over the tubular rolling stock for the cold rolling of a pipe with an alternating direction of rotation. The force for the back and forth movement of the roll stand (3) is carried out directly via at least one linear drive (4, 5, 6) acting on the roll stand (3).

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für ein in Walzrichtung hin- und herbewegbares Walzgerüst mit verjüngend kalibrierten drehbar gelagerten zwangsangetriebenen Walzen, die zum Kaltwalzen eines Rohres mit wechselndem Drehsinn über dem rohrförmigen Walzgut abrollen.The invention relates to a drive for a movable in the rolling direction Roll stand with tapered calibrated, rotatably mounted, positively driven Rolls that are used for cold rolling a tube with an alternating direction of rotation over the Unroll tubular rolling stock.

Kaltwalzwerke der beschriebenen Art, in der Regel Kaltpilgerwalzwerke, werden derzeit überwiegend über aufwendige Kurbeltriebe angetrieben, wobei eine auf der Antriebswelle exzentrisch gelagerte Kurbelwelle mit dem Walzgerüst unmittelbar verbunden ist. Zusätzlich sind umlaufende Ausgleichsgewichte vorgesehen, die die Antriebe möglichst momentenfrei halten sollen. Die Antriebsmotoren arbeiten mit quasi konstanten Drehzahlen; der Antrieb der Walzen erfolgt über Zahnräder, die beim Hin- und Herbewegen des Walzgerüstes auf Zahnstangen abrollen und somit die Bewegung der Walzen mit wechselndem Drehsinn bewirken.Cold rolling mills of the type described, usually cold pilger rolling mills currently mainly driven by elaborate crank mechanisms, one on the Eccentric crankshaft drive shaft with the rolling mill directly connected is. In addition, circumferential counterweights are provided, which the Keep drives as torque-free as possible. The drive motors work with quasi constant speeds; the rollers are driven by gears, which are and rolling the rolling stand on toothed racks and thus the Cause the rollers to move in alternating directions.

Die bekannten Antriebe der gattungsgemäßen Walzwerke sind nicht nur aufwendig sondern auch teuer, allerdings gestatten sie auch hohe Hubzahlen. Wegen der mit konstanter Drehzahl umlaufenden Antriebsmotoren gibt es keine Rast in den Gerüsttotpunkten, die bekannten Lösungen sind häufig nicht dauerfest und es treten Wärmeprobleme auf.The known drives of the generic rolling mills are not only complex but also expensive, but they also allow high stroke rates. Because of the constant speed revolving drive motors there is no rest in the Scaffold dead spots, the known solutions are often not durable and they occur Heat problems.

Es sind Anwendungsfälle von gattungsgemäßen Walzgerüsten denkbar, bei denen an das Walzwerk nur geringe Leistungsansprüche gestellt werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn sehr kleine nahtlose Rohre, vorzugsweise aus hochfesten metallischen Werkstoffen kaltreduziert werden und sich die aufwendigen bekannten Antriebe als unwirtschaftlich darstellen.Applications of generic roll stands are conceivable in which the rolling mill will only have low performance requirements. This is particularly so then the case when very small seamless tubes, preferably made of high-strength Metallic materials are cold reduced and the elaborate known Represent drives as uneconomical.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von den beschriebenen Nachteilen des Standes der Technik, einen Antrieb für ein in Walzrichtung hin- und herbewegbares Walzgerüst mit verjüngend kalibrierten Walzen zu schaffen, der sich durch hohe Zuverlässigkeit und geringe Investitionskosten auszeichnet und besonders für ein kleines einfaches Walzwerk geringer Leistung und hoher Verfügbarkeit geeignet ist.The object of the present invention is based on those described Disadvantages of the prior art, a drive for a back and forth in the rolling direction Movable roll stand with tapered calibrated rollers to create the characterized by high reliability and low investment costs and special suitable for a small simple rolling mill with low output and high availability is.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Kraftübertragung zur Hin- und Herbewegung des Walzgerüstes unmittelbar über mindestens einen am Walzgerüst angreifenden Linearantrieb erfolgt.To solve the problem, the invention proposes that the Power transmission for the back and forth movement of the roll stand immediately above at least one linear drive acting on the roll stand takes place.

Der direkte Antrieb ermöglicht eine Minimierung der an dem Beschleunigungsvorgang beteiligten Massen und reduziert den ansonsten zu treibenden Aufwand erheblich.The direct drive enables the acceleration process to be minimized involved masses and significantly reduces the effort that would otherwise be required.

Im einfachsten Fall ist der Linearantrieb mindestens ein parallel zur Bewegungsrichtung des Walzgerüstes wirkender Hydraulikzylinder, der unmittelbar am Walzgerüst angelenkt ist. Ein solcher Antrieb läßt sich einfach regeln und erlaubt in mindestens einem der Gerüsttotpunkte eine Rast zu Drehen und/oder Vorschieben des Walzgutes, wie es der Kaltpilgerwalzprozeß verlangt.In the simplest case, the linear drive is at least one parallel to the Direction of movement of the roll stand hydraulic cylinder, which is directly on Roll stand is articulated. Such a drive can be easily controlled and allows in at least one of the scaffold dead spots has a rest to turn and / or advance the Rolled goods as required by the cold pilger rolling process.

In einer Variante ist denkbar, daß der Linearantrieb mindestens ein parallel zur Bewegungsrichtung des Walzgerüstes wirkender elektrischer Linearmotor ist. Auch mit einem solchen Antrieb läßt sich der unmittelbare Antrieb des Walzgerüstes ohne große zu bewegende Massen bewerkstelligen, so daß die Vorteile der Erfindung, mit geringen Investitionskosten eine hohe Zuverlässigkeit zu erhalten, erreicht wird.In a variant it is conceivable that the linear drive is at least one parallel to the Direction of movement of the roll stand is an electric linear motor. Also with Such a drive can be used to drive the roll stand directly without much accomplish masses to be moved, so that the advantages of the invention with low investment costs, high reliability is achieved.

Es ist auch denkbar, daß der Linearantrieb mindestens eine parallel zur Bewegungsrichtung des Walzgerüstes ausgerichtete Zahnstange mit in diese eingreifendem angetriebenen Zahnritzel ist. Ähnlich wie das Zahnrad zum Drehen der Walzen in die am Fundament festgelegte Zahnstange eingreift, greift erfindungsgemäß ein Antriebszahnritzel in eine mit dem Walzgerüst verbundene Zahnstange und bewegt diese parallel zur Walzrichtung hin und her.It is also conceivable that the linear drive at least one parallel to Direction of movement of the roll stand aligned rack in this engaging driven pinion. Similar to the gear wheel for turning the Rolls engages in the rack fixed to the foundation, engages according to the invention a drive pinion in a rack connected to the roll stand and moved back and forth parallel to the rolling direction.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Linearantrieb mindestens eine parallel zur Bewegungsrichtung des Walzgerüstes ausgerichtete Planetenrollen- oder Gewindespindel mit in diese eingreifender angetriebener Mutter ist. In a preferred embodiment of the invention it is provided that the Linear drive at least one parallel to the direction of movement of the roll stand aligned planetary roller or threaded spindle with engaging in it driven mother.

Diese Lösung gestattet am günstigsten eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, gemäß der jeder Linearantrieb von einem Servo-Motor mit über dessen Drehwinkel regelbar zyklisch veränderlicher Winkelgeschwindigkeit gespeist ist. Der Servo-Motor läßt sich einfach mit umkehrbarem Drehsinn steuern und ist in der Lage, die notwendigen Antriebsdrehmomente zur Bewegung des Walzgerüstes aufzubringen.This solution most advantageously allows a further embodiment of the invention, according to which each linear drive from a servo motor with over its angle of rotation is fed cyclically variable angular velocity. The servo motor can be easily controlled with reversible direction of rotation and is able to to apply the necessary drive torques for moving the roll stand.

Um das nutzbare Antriebsmoment zusätzlich zu erhöhen, ist es auch denkbar, zwei Servo-Motoren für jeden Linearantrieb einzusetzen, die hinsichtlich ihrer Drehzahl und Drehrichtung synchronisiert sind.In order to additionally increase the usable drive torque, two are also conceivable Use servo motors for each linear drive, with regard to their speed and Direction of rotation are synchronized.

Wenn in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, daß zwei Linearantriebe so symmetrisch zum Walzgerüst angeordnet sind, daß sie einen Momentenausgleich zur Angriffsebene des Walzmomentes und des Gerüstschwerpunktes bilden, so ergibt sich eine besonders günstige Antriebskinematik des Systems.If it is provided in a further embodiment of the invention that two Linear drives are arranged symmetrically to the roll stand that they are one Torque compensation to the attack level of the rolling moment and Form the center of gravity of the scaffold, this results in particularly favorable drive kinematics of the system.

Eine weitere günstige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der oder die Servo- Motoren so regelbar sind, daß in mindestens einem Gerüsttotpunkt eine Rast zum Drehen und/oder Vorschieben des Walzgutes entsteht.Another advantageous embodiment of the invention provides that the servo or servo Motors are adjustable so that in at least one scaffold dead center a rest for Turning and / or advancing the rolling stock occurs.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung für den Antrieb eines in Walzrichtung hin- und herbewegbaren Walzgerüstes, insbesondere eines Kaltpilgerwalzgerüstes, wird ein für bestimmte Aufgaben optimaler Antrieb geschaffen, der sich durch hohe Zuverlässigkeit und geringe Investitionskosten für kleine einfache Walzwerke eignet und sich durch eine hohe Verfügbarkeit auszeichnet. Die am Beschleunigungsvorgang beteiligten Massen sind konstruktiv minimiert und erlauben somit eine optimale Ausnutzung des Motordrehmomentes der Antriebsmotoren.With the solution according to the invention for driving a back and forth in the rolling direction Movable roll stand, especially a cold pilger roll stand, is a for Certain tasks created optimal drive, which is characterized by high reliability and low investment costs for small simple rolling mills high availability. Those involved in the acceleration process Masses are minimized in terms of design and thus allow optimal use of the Motor torque of the drive motors.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Die einzige Zeichnungsfigur zeigt in einer prinzipiell vereinfachten Darstellung einen erfindungsgemäßen Antrieb eines Kaltpilgerwalzwerkes am Beispiel einer Gewindespindel mit in diese eingreifender angetriebener Mutter. Das Walzgerüst 3 bewegt sich zwischen den Totpunkten ET und AT hin und her, wobei die Walzen sich auf dem Walzgut 1 rotatorisch zwangsangetrieben abwälzen. Die Walzen 2 weisen ein gemäß dem Stand der Technik sich verjüngendes Walzkaliber (Pilgerwalzkaliber) auf, das eine abschnittweise Reduzierung des Außendurchmessers des Walzgutes 1 ermöglicht, wobei durch Verwendung eines sich ebenfalls verjüngenden Walzdornes gleichzeitig eine Wandreduktion erzielen läßt.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described below. The only drawing figure shows in a basically simplified representation a drive according to the invention of a cold pilger rolling mill using the example of a threaded spindle with a driven nut engaging in it. The rolling stand 3 moves back and forth between the dead centers ET and AT, the rollers rolling on the rolling stock 1 in a rotationally driven manner. The rolls 2 have a roll caliber (pilger roll caliber) which tapers in accordance with the prior art and which enables a section-wise reduction of the outside diameter of the rolling stock 1 , a wall reduction being achieved at the same time by using a roll mandrel which also tapers.

Der Antrieb für die oszillatorische Bewegung des Walzgerüstes 3 zwischen den Totpunkten ET und AT erfolgt direkt über die beiden elektrisch synchronisierten Elektro-Servo-Motoren 6, die mit wechselndem Drehsinn die beiden Gewindespindeln 4 antreiben. Da das Walzgut in mindestens einem Gerüsttotpunkt ET oder AT gedreht und/oder vorgeschoben wird, ist der Geschwindigkeitsverlauf der Servo-Motoren so geregelt, daß eine Rast in mindestens einem Totpunkt erzeugt wird. Hiermit können die erforderliche Hublänge und die maximale Gerüstgeschwindigkeit minimiert werden. Die Gewindespindeln 4 treiben über die Muttern 5, die am Walzgerüst 3 befestigt sind, das Walzgerüst unmittelbar an und bewegen dies durch Drehrichtungsumkehr der Elektro- Servo-Motoren zwischen den Totpunkten ET und AT hin und her.The drive for the oscillatory movement of the roll stand 3 between the dead centers ET and AT takes place directly via the two electrically synchronized electric servo motors 6 , which drive the two threaded spindles 4 with an alternating direction of rotation. Since the rolling stock is rotated and / or advanced in at least one stand dead center ET or AT, the speed curve of the servo motors is regulated so that a rest is generated in at least one dead center. This allows the required stroke length and the maximum scaffolding speed to be minimized. The threaded spindles 4 directly drive the rolling stand via the nuts 5 , which are fastened to the rolling stand 3 , and move this back and forth by reversing the direction of rotation of the electric servo motors between the dead centers ET and AT.

Claims

1. Drive for a rolling stand that can be moved back and forth in the rolling direction with tapered, calibrated, rotatably mounted, positively driven rolls that roll for cold rolling a pipe with an alternating direction of rotation over the tubular rolling stock, characterized in that the power transmission for the back and forth movement of the rolling stand ( 3 ) takes place directly via at least one linear drive ( 4 , 5 , 6 ) acting on the roll stand ( 3 ).

2. Drive for a roll stand according to claim 1, characterized in that the linear drive ( 4 , 5 , 6 ) is at least one hydraulic cylinder acting parallel to the direction of movement of the roll stand ( 3 ).

3. Drive for a roll stand according to claim 1, characterized in that the linear drive ( 4 , 5 , 6 ) is at least one electric linear motor acting parallel to the direction of movement of the roll stand ( 3 ).

4. Drive for a roll stand according to claim 1, characterized in that the linear drive ( 4 , 5 , 6 ) is at least one rack aligned parallel to the direction of movement of the roll stand ( 3 ) with engaging driven pinion.

5. Drive for a roll stand according to claim 1, characterized in that the linear drive ( 4 , 5 , 6 ) at least one parallel to the direction of movement of the roll stand ( 3 ) aligned planetary roller or threaded spindle ( 4 ) with this engaging driven nut ( 5 ) is.

6. Drive for a roll stand according to claim 1, 4 and 5, characterized in that each linear drive is fed by a servo motor ( 6 ) with a cyclically variable angular velocity which can be regulated via its angle of rotation.

7. Drive for a roll stand according to claim 1, 4, 5 and 6, characterized in that each linear drive ( 4 , 5 , 6 ) is fed by two synchronized servo motors ( 6 ).

8. Drive for a rolling stand according to claim 1 to 7, characterized in that two linear drives ( 4 , 5 , 6 ) are arranged symmetrically to the rolling stand ( 3 ) that they form a torque compensation to the plane of attack of the rolling moment and the center of gravity.

9. Drive for a rolling stand according to claim 6, characterized in that the one or more servo motors ( 6 ) can be regulated so that in at least one stand dead center (ET or AT) a rest for rotating and / or advancing the rolling stock ( 1 ) arises.