TWI316427B - Modular rolling mill - Google Patents

Description

1316427 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關製造諸如桿及棒等的長條產品之輥軋機， 尤係有關一種改良式模組化輥軋機之提供。 【先前技術】 如同諸如美國專利第 4,537,055、5，152，165、6，134,930、 及 6,546,776號中所揭示者，塊式（block-type)輥軋機是已 知的。這些輥軋機主要被用來作爲桿輥軋機中之加工輪系， 且係廣泛地使用於全世界。塊式輥軋機包含按照先後次序配 置的一系列輥筒組（roll stands)，用以輥製交替出現的橢圓 形/圓形孔型序列（pass sequence )，且圓形輥筒組的輥軸 (roll shafts )與橢圓形輥筒組的輥軸之間錯開90°，以便以 一種無扭轉（twist free )之方式輥壓產品。 具有圓形及橢圓形孔型的輥筒組通常係交錯於輥軋機通 過線（pass line )的相對側上，且係機械性地耦合到個別之 平行的天軸（line shaft )，而該等天軸係藉由一差速齒輪箱 而被連接到該等天軸的共同輥乳機驅動機組以不同的速度來 予以驅動。用於塊式輥軋機的其他習知之驅動配置採用諸如 美國專利第3,5 87,277及6，161，412號中所揭示的單一天軸、 以及美國專利第4，129,023號中所揭示的鏈驅動。 雖然塊式輥軋機能夠諸如以每秒製造出 120米長之直 徑5.5毫米的桿等的高輸出速度來輥壓產品，但是當自一產 品尺寸改變到另一產品尺寸時，該等輥軋機將因缺乏使用彈 性而使整體效率下降。 例如，如第 4圖所示，在十個輥筒組的塊式輥軋機之 -4- 1316427 典型的輥軋程序中，當所有的輥筒組都在操作時，直徑爲17 毫米的入料尺寸將被輥壓成直徑爲5.5毫米的成品。爲了輥 壓出直徑 7.〇毫米的成品，將使輥筒組 9及 10停止運 作（一般稱爲“暫置”（“dummying”）的程序）。可逐漸暫置 額外的輥筒組，而輥壓出逐漸加大的產品尺寸，例如，暫置 輥筒組 7及 8，而輥壓出 8.5毫米的圓形成品，又暫置輥 筒組 5及 6，而輥壓出 10·5毫米的圓形成品，其他依此 類推。因爲連續的輥筒組被以整體的方式連結在一起，所以 爲了實現暫置，必須移除工作輥子，並以導件來予以取代。 這是一種極耗用人工的程序，通常耗用 20 - 60分鐘才能完 成，且每隔 8小時就要進行一次。保守而言，如果假設每 一暫置作業耗用了 30分鐘的停機時間，而輥軋機係在每小 時 60公噸的產出速率下每年運作 300天，則每年損失的 產能可能高達 27,000公噸。 爲了實現更佳的效率，如同諸如美國專利第5,5 95,083及 6,05 3,022號所揭示的，已開發出模組化輥軋機。這些輥軋機 採用以可拆卸之方式被耦合到連續輥軋單元對之多個馬達驅 動齒輪箱。該等輥軋單元分別包含具有橢圓形及圓形輥筒孔 型之輥筒組，且以可更換之方式迅速地移入及移出輥軋機通 過線，因而可適應不同產品尺寸的輥軋。雖然比塊式輥軋機 在機械上具有可靠性及在使用彈性上較爲有利，但是此類模 組化配置在採購及後續的維修上都是較爲複雜且昂貴的。 本發明之目的在於提供一種克服了或至少大幅減輕了與 習知模組化及塊式輥軋機相關聯的缺點之改良式模組化輥軋 機。 1316427 【發明內容】 依據本發明，一模組化輥軋機包含係沿著輥軋機通過線 而配置的複數個獨立的輥軋單元，每一個輥軋單元包含界定 橢圓形及圓形輥筒孔型的至少兩對工作輥子，且係在相互錯 開90°的輥軸上承載該等工作輥子。該等輥軋單元含有中間 驅動輪系，該等中間驅動輪系被配置成使該等輥軸連接到自 個別的輥軋單元突出於該通過線的第一側之平行的輸入軸。 一單一驅動的天軸係平行於該通過線且係在該通過線之 該第一側上。藉由斜齒輪組而使輸出軸機械性地耦合到該天 軸。該等輸出軸係自該天軸朝向該通過線而橫向地突出，且 藉由聯結器而使該等輸出軸連接到該等輥軋單元的該等輸入 軸。該等聯結器係可分離的，以便適應將該等輥軋單元移動 到該通過線的第二側，其與該第一側相對。 該天軸有利地被細分成區段，且該等區段係藉由該等斜 齒輪組而被耦合到該等輸入軸具有連結該等天軸區段之離合 器。該等離合器係可交替地調整成連接或脫離個別所連結的 天軸區段。 因爲只一個天軸被用來驅動所有的輥乳單元，所以該天 軸可被直接耦合到輥軋機馬達，而無須插置一差速齒輪箱》 現在將參照各附圖而進一步地詳細說明本發明的上述這 些及其他的特徵及優點。 【實施方式】 請參照第 1圖，依據本發明的模組化輥軋機包含係沿 著輥軋機通過線 “P”而配置的複數個獨立之輥軋單元1〇。 箭頭12指示輥軋的方向。每一個輥軋單元具有被組構來界定 1316427 橢圓形及圓形軋輥孔型（roll passes)至少兩對的工作輥子 14，14、以及16,16。每一個連續對的輥子被錯開90°，以實現 諸如棒及桿等之長條產品之無扭轉的輥軋。 又請參照第 2及 3圖，將會看到該等工作輥子被安裝 在輥軸18上，且在該等輥軋單元之內含有中間驅動輪系（ train)，以使該等輥軸在機械上耦合到輸入軸20。該等輸入 軸係平行於該通過線且突出於該通過線的第—側 “A”》該等 中間驅動輪系包含在該等輥軸上的齒輪22，而該等齒輪22 與軸26上之銜接齒輪24相齒合，且一斜齒輪組28將該等軸 26中的其中之一軸連接到軸30。軸30承載與輸入軸20上的 齒輪34相齒合的齒輪32。 雖然圖中未顯示出，但將可了解到：該等中間驅動輪系 亦可被組構成以獨立的輸入軸20來驅動每一對工作輥子 14,14、以及16,16，作爲上述配置之替代配置。 —天軸36以與通過線P平行之關係而沿著第一側 A延 伸。該天軸係直接耦合到位於該輥軋機之輸入端的驅動馬達 38，且被該驅動馬達38所驅動。 天軸30可以是連續的，但是天軸36最好被細分成由離 合器40所連結的區段3 6’。藉由斜齒輪組44而使各天軸區段 36'耦合到輸出軸42。輸出軸42係平行且自該天軸朝向該通 過線而橫向地突出。離合器40可被交替地調整，以機械性地 連接或脫離個別的天軸區段。 聯結器46使每一個輸出軸42連接到一個別的輸入軸20 。該等聯結器係可分離的，以便適應將該等輥軋單元移動到 該通過線的第二側“B” ，其與該第一側A相對。第二側B上 1316427 之軌道48的網路被配置成容納且輸送自該通過線移動出的輥 軋單元。圖中以虛線示出自該輥軋線移動出而在其移出位置 上之輥軋單元10'。 該等輥軋單元10最好是相同的，因而易於相互交換。可 易於自該通過線移出每一個輥軋單元，且以一導件來取代該 輥軋單元。該導件可包含諸如在美國專利第5,247,820號中所 揭示之保護蓋的一部分。 根據前文所述，熟悉此項技術者現在當可了解：本發明 之模組化輥軋機槪念提供了明顯優於習知組合式及模組化輥 軋機的優點。例如，保守地估計自通過線迅速地移出輥軋單 元的能力可縮短輥軋機停機時間大約 67%。因此，對於前文 所述的例示性輥軋操作而言，該停機時間的縮短可相當於每 年增加了 1 8,000公噸的生產》單一驅動的天軸之使用以及 天軸與輥軋機驅動馬達間之高成本齒輪單元的取消可大幅節 省資本投資、以及輥軋機使用期間的後續維修成本。 關於維修，重要的是要注意：所有的齒輪、軸、以中間 驅動輪系的相關聯之軸承都被包含在輥軋單元10中，因而當 自輥軋機通過線移出輥軋單元時，可易於取得以供定期維修 ，而無須中斷輥軋機的持續性操作。同樣地，可使被暫置的 輥軋單元之斜齒輪組44自天軸36脫離，且亦受到定期維修 ，而再次可繼續輥軋機的其餘部分之操作。 【圖式簡單說明】 第1圖係依據本發明之模組化輥軋機的平視示意圖； 第 2圖係例舉輥軋單元中所含有的中間驅動輪系之示 意圖， 1316427 第 3圖例舉中間驅動輪系中所結合的四個齒輪組中之 齒輪的關係；以及 第 4圖係例舉一例示性輥軋程序。 【主要元件符號說明】 1 0 :輥軋單元 1 2 :輥軋方向 1 4，1 6 :工作輥子 18 :輥軸 20 :輸入軸 22,32,34 :齒輪 24 :銜接齒輪 26,30 ：軸 2 8 :斜齒輪組 3 6 :天軸 3 8 :驅動馬達 40 :離合器 3 6 1 :天軸區段 42 :輸出軸 44 :斜齒輪組 46 :聯結器 48 :軌道 10’ ：所移出的輥軋單元 A :第一側 B :第二側 P :通過線 -9-

Claims (1)

1316427 十、申請專利範圍 第96 1 04472號「模組化輥軋機」專利案 (2009年8月修正） 1.—種模組化輥軋機，包含： 沿著輥軋機通過線所配置之複數個分開的輥軋單元，每 一個輥軋單元具有在輥軸上所承載的至少兩對工作輥子，在 該等輥軋單元內含有中間驅動輪系，用以使該等輥軸機械性 地耦合到輸入軸，該等輥軋單元的該等輸入軸係相互平行， 且自其個別的輥軋單元而突出到該通過線的第一側； 平行於該通過線且在該通過線之該第一側上的天軸； 用來驅動該天軸之裝置： 平行的輸出軸，係藉由斜齒輪組而被機械性地耦合到該 天軸，該等輸出軸係自該天軸朝向該通過線而橫向地突出； 以及 耦合裝置，用以使該等輸出軸之每一個輸出軸連接到該 等輸入軸之個別的一個輸入軸，該等耦合裝置係可分離的， 以便適應將該等輥軋單元選擇性地移動到該通過線之第二側 ，其與該第一側相對^ 2. 如申請專利範圍第 1項之模組化輥軋機，其中該天 軸被細分成區段，且藉由該等斜齒輪組而將該等區段機械性 地連接到該等輸出軸，且該模組化輥軋機進一步包含連結該 等天軸區段之離合器，該等離合器係可交替地調整成機械性 地連接或脫離該等如此所連結的天軸區段。 3. 如申請專利範圍第 1或 2項之模組化輥軋機，進 一步包含在該通過線之該第二側上之軌道的網路，用以容納 »► 1316427 ' 並輸送自該通過線所移出的輥軋單元。 ' 4.如申請專利範圍第 1項之模組化輥軋機，其中該驅 動裝置包含直接耦合到該天軸之馬達。 -2- 1316427 為代 圖件 表元 代之 定圖 指表 :案代 圖本本 表' , 1/ 1/ 定一二 指c C 明 圓說 )單 1簡 號 z—x 1 0 :輥軋單元 12 輥 軋 方 向 14,16 ： 工作輥 20 輸 入 軸 36 天 軸 3 8 驅 動 馬 達 40 離 合 器 42 輸 出 軸 4 4 斜 齒 輪 組 46 聯 結 器 48 軌 道 1 0 ’ ：所移出的輥軋單元 A :第一側 B :第二側 P :通過線 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式： -3-