專利名稱：用于確定軋機(jī)機(jī)座中軋制力的方法和軋機(jī)機(jī)座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定軋機(jī)機(jī)座中軋制力的方法以及一種軋機(jī)機(jī)座。
背景技術(shù)：
由德國公開文獻(xiàn)22 59 143已知關(guān)于本發(fā)明的可能的應(yīng)用領(lǐng)域，即用于軋制棒形或管形物件的軋機(jī)機(jī)座，在那里描述的至少一個(gè)方面中，為了構(gòu)成一軋輥型縫，成星形繞軋件縱軸線設(shè)置的三個(gè)軋輥以其兩端的軋輥軸頸分別可旋轉(zhuǎn)地支承于一偏心軸套中。這樣的偏心軸套具有一內(nèi)部的圓形的孔隙，在其中安裝軋輥軸頸的向心軸承優(yōu)選為向心滾子軸承，還具有一圓形的外圓周，在其上設(shè)置偏心軸套在軋機(jī)機(jī)座的殼體中的支承。通過將偏心軸套的指向內(nèi)部的表面形成的內(nèi)圓和通過軸套的指向外面的外表面形成的圓不同心地構(gòu)造而產(chǎn)生了偏心軸套的偏心距。如在德國公開文獻(xiàn)22 59 143中更詳細(xì)描述的那樣，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以用于調(diào)整這種軋機(jī)機(jī)座的軋輥，亦即例如向軋件那邊調(diào)整。
德國公開文獻(xiàn)22 59 143還介紹了用于使偏心軸套相對(duì)于殼體向一要求的旋轉(zhuǎn)位置運(yùn)動(dòng)的調(diào)整機(jī)構(gòu)。經(jīng)由在一可旋轉(zhuǎn)的調(diào)整絲杠上設(shè)置的調(diào)整軸頸，將一具有調(diào)整環(huán)的調(diào)整軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過一傳動(dòng)杠桿傳遞到偏心軸套，其中，傳動(dòng)杠桿鉸接于調(diào)整環(huán)和偏心軸套?；蛘?，設(shè)置一沿軸向方向固定支承的絲杠，在其上有一螺旋套沿軸向方向運(yùn)動(dòng)。螺旋套經(jīng)由一鉸鏈與一調(diào)整環(huán)相連接，后者本身又圍繞著偏心軸套的套筒形伸出部分并且借助于平鍵旋轉(zhuǎn)固定地與其相連接。這樣的調(diào)整機(jī)構(gòu)允許偏心軸套相對(duì)于支承著它的殼體旋轉(zhuǎn)。通過絲杠的固定，防止絲杠旋轉(zhuǎn)，從而經(jīng)由該固定將偏心軸套保持在調(diào)準(zhǔn)的要求的位置。
因此，總的來說由德國公開文獻(xiàn)22 59 143已知若軋機(jī)機(jī)座提供軋輥調(diào)整的可能性，則是有利的。這意味著，可以將各軋輥向軋件那邊調(diào)整，以便針對(duì)性地改變軋制的成品直徑或者補(bǔ)償因軋件熱收縮或軋輥磨損的影響。
在德國公開文獻(xiàn)22 59 143中規(guī)定，偏心軸套在殼體中具有一滑動(dòng)軸承，因此偏心軸套的外表面在偏心軸套調(diào)整時(shí)在殼體的一個(gè)表面上滑動(dòng)。這導(dǎo)致僅僅在正好沒有軋件處于機(jī)座中時(shí)調(diào)整工作才是可能的。否則，偏心軸套就處在軋制力的影響之下，從而在機(jī)座殼體與偏心軸套之間產(chǎn)生很高的切向作用的滑動(dòng)摩擦力。
US 6,041,635中介紹了用于棒形或管形物件的軋機(jī)機(jī)座的軋輥的另一種調(diào)整方式。在那里，各軋輥支承于馬蹬形的弓形架中，后者在一框架內(nèi)可沿其垂直于軋制軸線的縱軸線運(yùn)動(dòng)。為該運(yùn)動(dòng)設(shè)置液壓缸，其活塞端可以與弓形架配合作用，由此，通過活塞的運(yùn)動(dòng)可以調(diào)整軋輥?？梢钥闯?，這里是經(jīng)由測定在液壓缸中作用的液壓力來確定軋制力。
但借助于液壓缸來調(diào)整軋輥存在著許多缺點(diǎn)如果液壓缸是可更換的軋機(jī)機(jī)座的部分，亦即在機(jī)座更換時(shí)(例如由于轉(zhuǎn)變至另一產(chǎn)品尺寸)不保留于軋機(jī)中，則必須在通往每一在軋機(jī)機(jī)座中設(shè)置的油缸的輸入管道中設(shè)置可拆卸的液壓接合器。這關(guān)系著經(jīng)濟(jì)技術(shù)費(fèi)用，并且還會(huì)使這種軋機(jī)的無故障運(yùn)行更加困難。
反之，如果液壓缸固定安裝于軋機(jī)中并因此在機(jī)座更換時(shí)保留于軋機(jī)中，則不可避免地產(chǎn)生許多其他的重大缺點(diǎn)-軋制力不是由機(jī)座本身承受，而是傳入液壓缸的軸承座中并從而傳入軋機(jī)本身的鋼結(jié)構(gòu)中，因此該鋼結(jié)構(gòu)必須構(gòu)造成非常堅(jiān)固的，從而成本很高；-為了能從軋機(jī)中取出各機(jī)座，同樣需要提高的結(jié)構(gòu)上的和設(shè)備上的費(fèi)用，因?yàn)楦饕簤焊壮尚切螄@軋制軸線設(shè)置，從而，橫向于軋制軸線拉出機(jī)座是不可能做到的；-如果各機(jī)座不處于軋機(jī)中，由三個(gè)軋輥構(gòu)成的所謂軋輥型縫的控制是不可能的，因?yàn)闆Q定精度的構(gòu)件亦即液壓缸是處于軋機(jī)中。而另一方面，如果各機(jī)座處于軋機(jī)中，則由于現(xiàn)在缺少可接近性，軋輥型縫的控制同樣是不可能的。
借助于液壓缸逆對(duì)軋制力來調(diào)整軋輥，成本是極高的。
在液壓系統(tǒng)失靈時(shí)，軋制不再可能進(jìn)行，其沒有系統(tǒng)固有的故障保險(xiǎn)的功能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提出一種軋機(jī)機(jī)座，它能夠逆對(duì)軋制力對(duì)軋輥進(jìn)行調(diào)整以及測定作用的軋制力，并且不具有至少一個(gè)上述的缺點(diǎn)。
此目的通過權(quán)利要求1的方法和權(quán)利要求6的軋機(jī)機(jī)座得以實(shí)現(xiàn)。諸從屬權(quán)利要求說明各有利的實(shí)施形式。
本發(fā)明從這樣的基本構(gòu)思出發(fā)，即，改進(jìn)偏心軸套的支承，其中，不同于德國公開文獻(xiàn)22 59 143的公開內(nèi)容，現(xiàn)在采用一種低摩擦的軸承，從而軋制力在偏心軸套上引起的回復(fù)力矩不再受偏心軸套的支承對(duì)回復(fù)運(yùn)動(dòng)反作用的摩擦力矩的制動(dòng)。這意味著，由軋制力結(jié)合偏心軸套的偏心距形成的回復(fù)力矩并不象以往那樣一大部分經(jīng)由摩擦傳至殼體，而是理想地沿調(diào)整機(jī)構(gòu)的全高承受，后者將偏心軸套保持于要求的位置。這還意味著，在調(diào)整機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件中作用的力、力矩和應(yīng)力，在給定的偏心軸套位置，全部正比于作用的軋制力。因此，可以通過測定在一點(diǎn)處在調(diào)整機(jī)構(gòu)中作用的力(或力矩或應(yīng)力)來確定作用的軋制力。此外，也有可能不由作用于調(diào)整機(jī)構(gòu)本身的調(diào)整力確定作用的軋制力，而由調(diào)整機(jī)構(gòu)施加到靜止的殼體上的支承力來確定，因?yàn)樵撝С辛φ扔谠谡{(diào)整機(jī)構(gòu)中作用的力并從而也正比于作用的軋制力。
該方法應(yīng)用于軋機(jī)機(jī)座中，所述軋機(jī)機(jī)座具有至少一個(gè)軋輥，其軋輥軸頸或軋輥軸分別可旋轉(zhuǎn)地支承于一偏心軸套中。所說的各偏心軸套又可旋轉(zhuǎn)地支承于軋機(jī)機(jī)座的殼體中，其中，偏心軸套的這些支承設(shè)計(jì)為低摩擦的軸承。所用的軋機(jī)機(jī)座還具有一調(diào)整機(jī)構(gòu)，借助于它可以使偏心軸套相對(duì)于在其內(nèi)支承著該偏心軸套的殼體旋轉(zhuǎn)并保持在一要求的位置。
按照本發(fā)明，所謂低摩擦的軸承被理解為一這樣的軸承，其中，相反于調(diào)整運(yùn)動(dòng)作用的摩擦力矩與用于將偏心軸套保持在要求的位置的調(diào)整力相比是很小的，可以忽略。特別是，所謂低摩擦的軸承被理解為這樣的軸承，其中，摩擦系數(shù)μ＜0.2、特別是μ＜0.1，并且完全特別優(yōu)選的是μ＜0.05。作為這樣的低摩擦的軸承，例如可采用滾針軸承或所謂液壓軸承，后者在偏心軸套的外表面與殼體的面向它的內(nèi)表面之間具有降低摩擦的流體?；蛘撸O(shè)計(jì)為滑動(dòng)軸承的軸承的一個(gè)表面或相互面對(duì)的各表面可以具有一種降低摩擦的涂層。
本發(fā)明的方法現(xiàn)在規(guī)定，當(dāng)偏心軸套被保持在所要求的位置時(shí)，測量調(diào)整力，并由此確定軋制力。
為了由所測定的調(diào)整力確定軋制力，按照本發(fā)明方法的一種優(yōu)選的實(shí)施形式，測量偏心軸套的角位置。在已知角位置時(shí)，利用結(jié)構(gòu)上決定的固定不變的偏心軸套偏心矩即得出作用的軋制力的有效力臂，并從而得出在該軋制力與所測定的調(diào)整機(jī)構(gòu)中的力或力矩之間的直接關(guān)系。
本發(fā)明的方法特別優(yōu)選在用于軋制棒形或管形物件的軋機(jī)機(jī)座中使用，其中，至少三個(gè)軋輥以星形布局設(shè)置，以便構(gòu)成一圍繞軋件縱軸線的軋輥型縫。
通過本發(fā)明的方法可能得以確定的軋制力可以特別優(yōu)選用于軋制過程的控制或調(diào)整。這樣，可以例如將關(guān)于軋制力的信息用作為調(diào)整量，以便針對(duì)性地改變沿棒長度延伸的橫截面?；蛘?，軋制力的測定能夠確定和補(bǔ)償這樣已知的機(jī)座的彈性變形。
此外，軋制力的連續(xù)的測定的可能性提供了另一改進(jìn)材料成型數(shù)字模型的可能性，以提高計(jì)算出的機(jī)座預(yù)調(diào)的精度。
同樣，所測定的軋制力可以用來校正和精化儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫中的材料數(shù)據(jù)，例如成型強(qiáng)度，其常常是調(diào)整方法的基礎(chǔ)并且影響著以其為基礎(chǔ)的調(diào)整工作。
本發(fā)明的軋機(jī)機(jī)座具有至少一個(gè)軋輥，其軋輥軸頸或軋輥軸分別可旋轉(zhuǎn)地支承于一偏心軸套中。所說的各偏心軸套又可旋轉(zhuǎn)地支承于軋機(jī)機(jī)座的殼體中，其中，偏心軸套的這些支承設(shè)計(jì)為低摩擦的軸承。所用的軋機(jī)機(jī)座還具有一調(diào)整機(jī)構(gòu)，借助它可以使偏心軸套相對(duì)于在其內(nèi)支承著該偏心軸套的殼體旋轉(zhuǎn)并保持在一要求的位置。
可用于本發(fā)明的方法的以及可在本發(fā)明的軋機(jī)機(jī)座中設(shè)置的調(diào)整機(jī)構(gòu)在其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面可以是各種各樣的。特別優(yōu)選地，至少一個(gè)偏心軸套具有一齒圈，它與調(diào)整機(jī)構(gòu)的一齒輪配合作用，從而通過齒輪的旋轉(zhuǎn)可以引起偏心軸套的旋轉(zhuǎn)。然后特別是經(jīng)由作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩的測定來確定調(diào)整力。同樣，作為調(diào)整機(jī)構(gòu)，例如可以設(shè)置由德國公開文獻(xiàn)22 59 143已知的調(diào)整機(jī)構(gòu)。
以下借助僅僅示出一個(gè)實(shí)施例的附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明。其中圖1本發(fā)明軋機(jī)機(jī)座的軋輥軸頸的支承以及調(diào)整機(jī)構(gòu)的示意側(cè)視圖；以及圖2根據(jù)圖1的原理圖，由其得出為計(jì)算軋制力所需要的數(shù)值。
具體實(shí)施例方式
未詳細(xì)圖示的軋機(jī)機(jī)座具有一軋輥，只示出了其表面部分11。軋輥的軋輥軸頸1經(jīng)由一向心軸承4支承于一偏心軸套2中。偏心軸套2經(jīng)由一滾針軸承5支承于軋機(jī)機(jī)座的殼體3中。
偏心軸套2具有一齒圈段6，它與調(diào)整機(jī)構(gòu)的一小齒輪7相嚙合。調(diào)整機(jī)構(gòu)具有一未詳細(xì)示出的測量裝置，借助它，可以測定調(diào)整力22，該調(diào)整力是必需的，以便將偏心軸套保持在所示的位置。
在該軋輥與一對(duì)置于它設(shè)置的軋輥之間形成一軋輥間隙9，對(duì)置的軋輥同樣僅僅示出一表面部分12。通過軋輥間隙9運(yùn)動(dòng)的、未詳細(xì)示出的軋件沿著軋制軸線8通過軋機(jī)機(jī)座。軋件在軋輥上施加一力，該力用箭頭10表示。
為了調(diào)整軋輥間隙9而使小齒輪7旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)經(jīng)由齒圈段6傳遞到偏心軸套2并引起偏心軸套2繞滾針軸承5的中心13的轉(zhuǎn)動(dòng)。由于向心軸承4和在其中支承的軋輥的軋輥軸頸1的偏心式設(shè)置在偏心軸套中產(chǎn)生的偏心距27，使得偏心軸套2的轉(zhuǎn)動(dòng)可引起軋輥間隙9的增大或減小。如果軋輥間隙9被調(diào)到所要求的尺寸，則固定小齒輪7。
如圖2所示，切向作用的調(diào)整力22是必需的，以便將齒圈段6保持在所示的位置。該調(diào)整力22產(chǎn)生一個(gè)相反于通過軋制力10引起的回復(fù)力矩作用的調(diào)整力矩。由于軋輥軸頸中心相對(duì)于偏心軸套2的旋轉(zhuǎn)中心13(滾針軸承5的中心)的偏心距27，故而(在圖中簡化為作用于軋輥軸頸中心的力表示的)軋制力10產(chǎn)生一圍繞偏心軸套2的旋轉(zhuǎn)中心13作用的回復(fù)力矩。由于是低摩擦的支承，故而基本上沒有其他的力矩和力要考慮，軋制力10由下式得出F軋制＝F調(diào)整a/(ecosα)其中，a＝調(diào)整力22(F調(diào)整)的有效力臂25e＝偏心軸套2的偏心矩27(軋輥軸頸中心到偏心軸套2的旋轉(zhuǎn)中心13的距離26)。
α＝偏心軸套2的位置角(通過軋輥軸頸中心和旋轉(zhuǎn)中心13延伸的直線與通過該旋轉(zhuǎn)中心13延伸的平行于軋制軸線8的直線之間的夾角)。
F軋制＝軋制力29＝軋制力10
權(quán)利要求
1.用于確定軋機(jī)機(jī)座中軋制力的方法，-所述軋機(jī)機(jī)座具有至少一個(gè)軋輥，其軋輥軸頸分別可旋轉(zhuǎn)地支承于一偏心軸套中，并且-其中，各偏心軸套可旋轉(zhuǎn)地支承于軋機(jī)機(jī)座的殼體中，并且-偏心軸套的這些支承是低摩擦的軸承，并且-設(shè)有一調(diào)整機(jī)構(gòu)，借助它，使偏心軸套相對(duì)于在其內(nèi)支承著該偏心軸套的殼體旋轉(zhuǎn)并保持在一要求的位置；所述方法包括下列步驟-當(dāng)偏心軸套被保持在所要求的位置時(shí)，測定在調(diào)整機(jī)構(gòu)中作用的調(diào)整力，以及-由所測定的調(diào)整力確定軋制力。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，由所測定的在調(diào)整機(jī)構(gòu)中作用的調(diào)整力以及由偏心軸套從一個(gè)起始或基準(zhǔn)位置開始相對(duì)于殼體轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)角來確定軋制力。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在調(diào)整機(jī)構(gòu)中作用的調(diào)整力并不直接在運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件處進(jìn)行測量，而是間接地通過測定由調(diào)整機(jī)構(gòu)施加到靜止的殼體上的支承力來進(jìn)行測量。
4.按照權(quán)利要求1、2或3之一項(xiàng)所述的方法應(yīng)用于控制或調(diào)整軋制過程。
5.按照權(quán)利要求1、2或3之一項(xiàng)所述的方法應(yīng)用于校正儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫中的材料數(shù)據(jù)。
6.按照權(quán)利要求1、2或3之一項(xiàng)所述的方法應(yīng)用于對(duì)軋機(jī)機(jī)座彈性變形的補(bǔ)償進(jìn)行調(diào)整。
7.軋機(jī)機(jī)座，所述軋機(jī)機(jī)座-具有至少一個(gè)軋輥，其軋輥軸頸分別可旋轉(zhuǎn)地支承于一偏心軸套中，并且-其中，各偏心軸套可旋轉(zhuǎn)地支承于軋機(jī)機(jī)座的殼體中，并且-偏心軸套的這些支承是低摩擦的軸承，并且-設(shè)有一調(diào)整機(jī)構(gòu)，借助它可將調(diào)整力施加到偏心軸套上，以使偏心軸套能相對(duì)于在其內(nèi)支承著該偏心軸套的殼體旋轉(zhuǎn)并保持在一要求的位置，以及-設(shè)有一用以測定調(diào)整力的測量裝置。
8.按照權(quán)利要求7所述的軋機(jī)機(jī)座，其中，設(shè)有一用以測定偏心軸套的轉(zhuǎn)角的測量裝置。
9.按照權(quán)利要求7或8所述的軋機(jī)機(jī)座，其特征在于，至少一個(gè)偏心軸套具有一齒圈或一齒圈段，該齒圈或齒圈段與調(diào)整機(jī)構(gòu)的一個(gè)齒輪配合作用。
10.按照權(quán)利要求7或8所述的軋機(jī)機(jī)座，其特征在于，至少一個(gè)偏心輛套具有一蝸輪或一蝸輪段，該蝸輪或蝸輪段與調(diào)整機(jī)構(gòu)的一個(gè)蝸桿配合作用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定軋機(jī)機(jī)座中軋制力的方法和軋機(jī)機(jī)座，所述軋機(jī)機(jī)座具有至少一個(gè)軋輥，其軋輥軸頸(或其軋輥軸)分別可旋轉(zhuǎn)地支承于一所謂偏心軸套中；其中，各偏心軸套可旋轉(zhuǎn)地支承于軋機(jī)機(jī)座的殼體中；偏心軸套的這些支承是低摩擦的軸承；設(shè)有一調(diào)整機(jī)構(gòu)，借助它可將調(diào)整力施加到偏心軸套上，以使偏心軸套相對(duì)于在其內(nèi)支承著該偏心軸套的殼體旋轉(zhuǎn)并保持在一要求的位置；所述方法包括下列步驟當(dāng)偏心軸套被保持在所要求的位置時(shí)，測定調(diào)整力；以及，由所測定的調(diào)整力確定軋制力。
文檔編號(hào)B21B31/26GK101024231SQ20071000591
公開日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2007年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月24日
發(fā)明者A·賓德爾內(nèi)格爾, H·波特霍夫 申請(qǐng)人:科克斯技術(shù)有限及兩合公司