DE2133058B2 - ROLLING DEVICE - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Walzeinrichtung zum Walzen von Metallblecherzeugnissen durch Druckeinwirkung zwischen angetriebenen Walzen, bei der zusammengehörige Walzen in zueinander entgegengesetzten Richtungen mit unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit in Drehung versetzt sind und am Eintrittsund Austrittsabschnitt des Werkstückes geringere als zur plastischen Verformung erforderliche Zugkräfte angreifen, die durch Umlaufen des Werkstückes um die Walzen bei gleichem Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen und der Dicke des Erzeugnisses vor und nach dem Walzen zwischen zusammengehörigen Walzen eines Walzenpaares sowie bei einer Geschwindigkeit des Austrittsabschnittes des Werkstückes, welche der Geschwindigkeit der mit größerer Umfangsgeschwindigkeit rotierenden Walze entspricht, erzeugt werden.The invention relates to a rolling device for rolling sheet metal products by the action of pressure between driven rollers, in which the associated rollers in mutually opposite Directions with different circumferential speeds are set in rotation and at the inlet mouth The exit section of the workpiece is less than the tensile forces required for plastic deformation attack by rotating the workpiece around the rollers with the same ratio of peripheral speeds the rolling and the thickness of the product before and after rolling between related Rolling a pair of rollers and at a speed of the exit section of the workpiece, which corresponds to the speed of the roller rotating at a higher peripheral speed, be generated.
Da die Metallblecherzeugnisse in Längsrichtung immer Dickendifferenzen besitzen, muß bei derartigen Walzeinrichtungen, um die Dickendifferenz zu beseitigen, oder um sie zu vermindern, das Verhältnis der Walzenumfangsgeschwindigkeit entsprechend den Dikkenabwcichungen des Eintrittsabschnittes der zugeführten Metallblecherzeugnisse geregelt werden. Zu diesem Zweck werden in Walzwerken automatische Banddikkenregelungen verwendet, wie sie aus dem Fachschrifttum und beispielsweise aus der DT-ÖS 15 27 675 und der BE-PS 7 03 279 bekannt sind.Since the sheet metal products always have thickness differences in the longitudinal direction, such Rolling devices to eliminate the thickness difference, or to reduce it, the ratio of Roller circumferential speed according to the thickness deviations of the inlet section of the fed Sheet metal products are regulated. For this purpose, automatic strip thickness controls are used in rolling mills used as they are from the technical literature and, for example, from DT-ÖS 15 27 675 and the BE-PS 7 03 279 are known.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walzeinrichtung der eingangs erwähnten Act anzugeben, die durch Wahl optimaler Drehzahlcharakteristiken der Antriebe zusammengehöriger Walzen es ermöglicht, in Längsrichtung Dickendifferenzen des Walzgutes ohne Verwendung eines aufwendigen Systems automatischer Walzprozeßregelung zu beseitigen oder zu vermindern.The invention is based on the object of specifying a rolling device of the aforementioned Act, through the selection of optimal speed characteristics of the drives of associated rollers enables thickness differences of the rolling stock in the longitudinal direction without the use of a complex system to eliminate or reduce automatic rolling process control.
Dies wird bei einer Walzeinrichtung der im Oberbegriff des Anspruches genannten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß jede der zusammengehörigen Walzen von einem eigenen Motor angetrieben ist, wobei die eine größere Geschwindigkeit aufweisende Walze mit von der angelegten Belastung unabhängiger, gleichbleibender Geschwindigkeit angetrieben ist, während bei der eine geringere Umfangsgeschwindigkeit aufweisenden Walze die Geschwindigkeit im umgekehrten Verhältnis ^ur angelegten Belastung gewählt ist und dadurch das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit zusammengehöriger Walzen dem Verhältnis der Dicken des Erzeugnisses an seinem Eintritts- und Austrittsabschnitt entspricht.This is achieved according to the invention in a rolling device of the type mentioned in the preamble of claim in that each of the associated rollers is driven by its own motor, the roller having a higher speed being driven at a constant speed that is independent of the applied load, while the a roller having a lower peripheral speed, the speed is selected in the inverse proportion to the applied load and thereby the ratio of the peripheral speed of associated rollers corresponds to the ratio of the thicknesses of the product at its entry and exit sections.
Auf diese Weise ist es möglich, die Dickendifferenz des Walzgutes durch Eigenausgleich des Walzprozesses ohne Verwendung eines Systems automatischer Walzprozeßregelung zu beseitigen oder zu vermindern.In this way it is possible to compensate the thickness difference of the rolling stock by self-balancing of the rolling process can be eliminated or reduced without using an automatic rolling process control system.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnunen erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated by means of an exemplary embodiment with reference to the drawings explained. It shows
F i g. 1 schematisch den Walzgutverlauf in einer erfindungsgemäßen Walzeinrichtung undF i g. 1 schematically shows the course of the rolling stock in a rolling device according to the invention and
F i g. 2 ein Schaubild der Drehzahlcharakteristiken der Walzenantriebe.F i g. Figure 2 is a graph of the speed characteristics of the roller drives.
In einer erfindungsgemäßen Walzeinrichtung werden die Walzen 1 und 2 (Fig. 1) durch (nicht abgebildete) Antriebe in entgegengesetzten Richtungen mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten vi und v2 in Drehung versetzt. Die Walze 1 rotiert mit größerer Umfangsgeschwindigkeit als die Walze 2. Das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen 1 und 2 ist gleich dem Verhältnis der Dicke des Erzeugnisses »m« vor und nach dem Walzen zwischen den zusammengehörigen Walzen 1 und 2 des Walzenpaares, d.h.In a rolling device according to the invention, the rolls 1 and 2 (FIG. 1) are set in rotation by drives (not shown) in opposite directions at different circumferential speeds vi and v 2. The roller 1 rotates at a higher peripheral speed than the roller 2. The ratio of the peripheral speeds of the rollers 1 and 2 is equal to the ratio of the thickness of the product "m" before and after rolling between the associated rollers 1 and 2 of the roller pair, ie
»i = ho V2 »I = ho V 2 Zi1 Room 1
Die Walzrichtung der Metallblecherzeugnisse ist in F i g. 1 durch Pfeile angegeben. Das Metallblecherzeugnis »m« läuft, um die Zugkraft P\ des Austrittsabschnittes und die Zugkraft Pi des Eintrittsabschnittes des Metallblecherzeugnisses zu vermindern, um die Walzen 1 und 2, damit die Haftreibungskräfte Fi und F2, die an den Bögen Λ S und CD beim Umlauf des Metallblecherzeugnisses »m« um die Walzen 1 und 2 auftreten, zum Erzeugen von Kräften P\a und Pu in der Formänderungszone BEDG ausgenutzt werden. Unter Haftreibung wird eine solche Reibung verstanden, bei der Metallblecherzeugnis und Walze sich ohne relatives Rutschen bewegen. Da die Haftreibungskräfte Fi und F2 an den beim Umlaufen des Metallblecherzeugnisses »m«um die Walzen 1 und 2 entstandenen Bogen sich im weiten Bereich bei ein und denselben Zugkräften P\ des Metallbleeherzeugnisaustrittsabschnittes und P2 des Eintrittsabschnittes des Metallblecherzeugnisses »m« ändern können, verläuft der Waizprozeß stabiler, d. h. ohne Rutschen des Erzeugnisses an den beim Umlaufen um die Walzen 1 und 2 entstandenen Bogen ABuna CD. The rolling direction of the sheet metal products is shown in FIG. 1 indicated by arrows. The sheet metal product "m" runs to reduce the tensile force P \ of the exit section and the tensile force Pi of the entry section of the sheet metal product to the rollers 1 and 2, so that the static friction forces Fi and F 2 , which on the arcs Λ S and CD during rotation of the sheet metal product "m" occur around the rollers 1 and 2, are used to generate forces P \ a and Pu in the deformation zone BEDG . Static friction is understood to be a friction in which the sheet metal product and the roller move without relative slipping. Since the static friction forces Fi and F 2 on the arcs created when the sheet metal product "m" revolves around the rollers 1 and 2 can change in a wide range with one and the same tensile forces P \ of the sheet metal product exit section and P 2 of the sheet metal product entry section "m" , the Waizprocess is more stable, that is, without the product slipping on the ABuna CD sheet produced when rotating around rollers 1 and 2.
Aufgrund der schematischen Darstellung in F i g. 1Due to the schematic representation in FIG. 1
kann der Einfluß der Kräfte τ in der Formänderungszone auf den Formänderungsvorgang eingeschätzt werden: Die Reibungskräfte τ an den gegenüberliegenden Berührungsflächen BE und DG der For.tiänderungszone sind einander gleich und entgegengesetzt gerichtet, wodurch der Druck, der durch das Metallblecherzeugnis »m« auf die Walzen 1 und 2 ausgeübt wird, bedeutend vermindert wird.the influence of the forces τ in the deformation zone on the deformation process can be assessed: The frictional forces τ on the opposite contact surfaces BE and DG of the deformation zone are equal and opposite to each other, whereby the pressure exerted by the sheet metal product "m" on the rolls 1 and 2 is exercised, is significantly reduced.
Der Antrieb der Walze 1, die mit größerer Umfangsgeschwindigkeit v, rotiert, befindet sich im ι ο aktiven Arbeitszustand (Antriebszustand), d. h. erzeugt ein Drehmoment, das mit der Walzrichtung zusammenfällt, während der Antrieb der Walze 2, die mit geringerer Umfangsgeschwindigkeit v2 rotiert, sich im Reaktionszustand (Bremszustand) befindet, d.h. ein is Moment erzeugt, das der Walzrichtung entgegengesetzt ist.The drive of the roller 1, which rotates at a higher circumferential speed v, is in the ι ο active working state (drive state), ie generates a torque that coincides with the rolling direction, while the drive of the roller 2, which rotates at a lower circumferential speed v 2 , is in the reaction state (braking state), ie a torque is generated which is opposite to the rolling direction.
Der Ausgangsrohling des Metallbl^cherzeugnisses »m« besitzt in Längsrichtung immer Dickendifferenzen, d. h., die Dicke Λο des Metallblecherzeugnisses vor dem Walzen ist an verschiedenen Stellen des Eintrittsabschnittes verschieden. Es muß, um Metallblecherzeugnisse hoher Qualität zu erhalten, die Dicke des Metallblecherzeugnisses nach dem Walzen in allen Abschnitten gleich sein oder nur unbedeutende Abweichung von der konstanten vorgegebenen Dicke h\ haben. Zu diesem Zweck wird für den Antrieb der Walze 1, die mit größerer Umfangsgeschwindigkeit rotiert, eine absolut oder nahezu starre Drehzahlcharakteristik vorgesehen, während für den Antrieb der Walze 2, die mit geringerer Umfangsgeschwindigkeit rotiert, eine solche Drehzahlcharakteristik gewähltThe initial blank of the sheet metal product "m" always has thickness differences in the longitudinal direction, that is, the thickness Λο of the sheet metal product before rolling is different at different points in the entry section. In order to obtain high quality sheet metal products, the thickness of the sheet metal product after rolling must be the same in all sections or have only an insignificant deviation from the constant predetermined thickness h \ . For this purpose, an absolutely or almost rigid speed characteristic is provided for the drive of the roller 1, which rotates at a higher peripheral speed, while such a speed characteristic is selected for the drive of the roller 2, which rotates at a lower peripheral speed
wird, daß beim Walzen das Verhältnis --- der Umfangs-becomes that when rolling the ratio --- the circumferential
vl v l
geschwindigkeiten der Walzen 1 und 2 gleich demspeeds of rollers 1 and 2 equal to that
Verhältnis τ8 der Dicken des Erzeugnisses »m« an "1 Ratio τ 8 of the thicknesses of the product "m" to "1
dessen Eintritts- und Austrittsabschnitt des Metallblecherzeugnisses »m« konstant oder nahezu konstant ist.whose inlet and outlet section of the sheet metal product "m" is constant or almost constant.
Fig.2 zeigt die Drehzahlcharakteristik 3 des Antriebs der Walze 1, die mit größerer Umfangsgeschwindigkeit rotiert, und die Drehzahlcharakteristik 4 der Walze 2, die mit geringerer Umfangsgeschwindigkeit rotiert. Der Antrieb der Walze 1 besitzt eine absolut starre Drehzahlcharakteristik 3, d. h„ die Drehgeschwindigkeit der Walze 1 ändert sich nicht bei Änderung der Belastung (des Drehmoments). Der Antrieb der Walze 2 besitzt eine nachgiebige (weniger starre) Drehzahlcharakteristik 4, d. h., beim Wachsen der Belastung der Walze 2 wird die ihr durch den Antrieb erteilte Drehgeschwindigkeit geringer.Fig.2 shows the speed characteristic 3 of the Drive of the roller 1, which rotates at a greater peripheral speed, and the speed characteristic 4 the roller 2, which rotates at a lower peripheral speed. The drive of the roller 1 has an absolute rigid speed characteristic 3, d. h "the speed of rotation of the roller 1 does not change when the Load (of the torque). The drive of the roller 2 has a flexible (less rigid) speed characteristic 4, d. that is, as the load on the roller 2 increases, that imparted to it by the drive Turning speed lower.
Beim Walzen des Eintrittsabschnitts des Metallblecherzeugnisses »m« mit der Dicke Λο ist der Antrieb der Walze 1 durch ein Drehmoment M\ belastet, während der Antrieb der Walze 2 durch ein Drehmoment M2 belastet ist. Hierbei ist die Zahl der Umdrehungen des Antriebs der Walze 1 je Minute gleich n\ und des Antriebs der Walze 2 gleich n2. Wenn die Dicke Λο des Eintrittsabschnitts des Metallblecherzeugnisses »m« größer als die Nenndicke wird, so wächst die Belastung <*> der Antriebe der Walzen 1 und 2. Hierbei erzeugt der Antrieb der Walze I das Drehmoment Af)a und der Antrieb der Walze 2 das Drehmoment Mi2h wobei sich aber die Drehzahl des Antriebs der Walze t nicht ändert (n\ = /7u), während die Drehzahl des Antriebs der Walze 2 sinkt (n2>n2a). Folglich bleibt die Umfangsgeschwin digkeit der Walze 1 unverändert (v\ = V\2), während die Umfangsgeschwindigkeit der Wabe 2 (v2> v2a) kleiner wird. Infolgedessen wächst das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen 1 und 2 entsprechend der Änderung der Dicke Λο des Eintrittsabschnitts des Metallblecherzeugnisses »m«. When rolling the entry section of the sheet metal product "m" with the thickness Λο, the drive of the roller 1 is loaded by a torque M \ , while the drive of the roller 2 is loaded by a torque M 2. Here, the number of revolutions of the drive of the roller 1 per minute is equal to n \ and of the drive of the roller 2 is equal to n 2 . If the thickness Λο of the entry section of the sheet metal product "m" is greater than the nominal thickness, the load <*> on the drives for rollers 1 and 2 increases. The drive for roller I generates torque Af ) a and the drive for roller 2 the torque M i2h but the speed of the drive of the roller t does not change (n \ = / 7u), while the speed of the drive of the roller 2 decreases (n 2 > n 2a ). Consequently, the peripheral speed of the roller 1 remains unchanged (v \ = V \ 2 ), while the peripheral speed of the honeycomb 2 (v 2 > v 2a ) becomes smaller. As a result, the ratio of the circumferential speeds of the rollers 1 and 2 increases in accordance with the change in the thickness Λ ο of the entry section of the sheet metal product "m".
Beim Wachsen der Dicke Λο des Eintrittsabschnitts des Metallblecherzeugnisses »m« um den Wert όΛο und beim Abfallen der Umfangsgeschwindigkeit der Walze 2 um Δ\'2 wird (vorausgesetzt, daß die Metallblecherzeugnisdicke nach dem Walzen gleich dem vorgegebenen Wert Λ; bleibt) folgende Gleichung erhalten:When the thickness Λο of the entry section of the sheet metal product "m" increases by the value όΛο and when the peripheral speed of the roller 2 drops by Δ \ '2 (provided that the sheet metal product thickness after rolling remains the same as the specified value Λ), the following equation is obtained :
h0 h 0
ι-. —ι-. -
Durch Umwandeln der Gleichung (1) wird erhalten:Converting equation (1) we get:
Das Produkt Δν2 · <5Λο in der Gleichung (2) ist eine unendlich kleine Größe und kann deshalb gleich Null gesetzt werden. Unter Inbetrachtnahme, daßThe product Δν 2 · <5Λο in equation (2) is an infinitely small quantity and can therefore be set equal to zero. Bearing in mind that
ist, wird nach Umwandeln der Gleichung (2) erhalten:is obtained after converting equation (2):
Av-, — ν-,Av-, - ν-,
Av1 Av 1
/I0 / I 0
Die Gleichung (4) zeigt, daß um ein Metallblecherzeugnis »m« mit konstanter Dicke h\ zu erhalten, die relative Änderung der Umfangsgeschwindigkeit der Walze 2 gleich der relativen Änderung der Dicke Λο des Metallblecherzeugniseintrittsabschnittes sein soll.Equation (4) shows that in order to obtain a sheet metal product "m" with a constant thickness h \ , the relative change in the peripheral speed of the roller 2 should be equal to the relative change in the thickness Λ o of the sheet metal product entry portion.
Auf diese Weise kann mit der Erfindung die Dickendifferenz des Blechfertigerzeugnisses in Längsrichtung stark vermindert und ein Metallblecherzeugnis hoher Qualität erhalten werden. Dies ist möglich, ohne daß teure und komplizierte automatische Regelsysteme verwendet werden, wodurch der Preis der Walzstraße und die Erzeugungskosten für Metallblecherzeugnisse gesenkt werden können.In this way, with the invention, the thickness difference of the finished sheet metal product in the longitudinal direction can be greatly reduced and a high quality sheet metal product can be obtained. This is possible without that expensive and complicated automatic control systems are used, thereby reducing the price of the rolling mill and the production cost of sheet metal products can be reduced.
Bei versuchsweisem Walzen von Bändern mit 2 bis 0,05 mm Dicke aus kohlenstoffhaltigen und legierten Stählen auf erfindungsgemäßen Walzeinrichtungen bestätigen sich die Vorteile dieser Walzeinrichtung zum Walzen von Metallblecherzeugnissen.With experimental rolling of strips with a thickness of 2 to 0.05 mm made of carbonaceous and alloyed Steels on rolling devices according to the invention confirm the advantages of this rolling device for Rolling of sheet metal products.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8161 | Application of addition to: |
Ref document number: 2133057 Country of ref document: DE Format of ref document f/p: P |
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