專利名稱：緊湊型懸臂軋機(jī)及一種制造金屬制品的方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明大體上涉及用于軋制諸如索、帶、絲以及型材等金屬制品的軋機(jī)。更具體地，本發(fā)明涉及一種尺寸緊湊、用于軋制金屬材料的懸臂裝置以及一種制造金屬制品的方法。
軋機(jī)用于減小厚度以及使金屬制品成形。有兩種軋機(jī)。在第一種軋機(jī)中，工作輥在其兩端具有堅(jiān)固的支撐軸承，所述軸承把工作輥與輥架連接起來，輥架罩蓋整個(gè)軋機(jī)。這種類型稱作“標(biāo)準(zhǔn)”軋機(jī)。另一種軋機(jī)稱為懸臂式軋機(jī)，在這種軋機(jī)中，實(shí)際的滾動(dòng)發(fā)生在輥架的外部，工作環(huán)裝配到輥軸上，所述輥軸僅從咬入?yún)^(qū)的另一側(cè)由輥架支撐。術(shù)語“咬入?yún)^(qū)”在本文中用于指工作輥或滾動(dòng)環(huán)最靠近的區(qū)域。
與軋制相關(guān)的巨大作用力被引導(dǎo)至工作輥軸承/輥軸軸承，所以，工作輥軸承或輥軸軸承必須是堅(jiān)固的，制造成重型的。由于懸臂式軋機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在懸臂式軋機(jī)中，作用于軸承的力與標(biāo)準(zhǔn)軋機(jī)中相比超過兩倍高。在懸臂式軋機(jī)中，軋制力主要由重型的主軸承承載，位于輥軸驅(qū)動(dòng)端處的小軸承僅承受由軋制力引起的彎曲力矩。傳統(tǒng)的懸臂式軋機(jī)例如在US 4,581,911以及US 5,056,345中描述。與“標(biāo)準(zhǔn)”軋機(jī)相比，懸臂式軋機(jī)較高的軋制力導(dǎo)致要求甚至更大/更堅(jiān)固的軸承及輥架結(jié)構(gòu)，這限制了懸臂式軋機(jī)在某些場(chǎng)合的應(yīng)用。
在US 4,581,911中描述了一種懸臂式軋機(jī)，其有一對(duì)輥軸，所述輥軸以可旋轉(zhuǎn)到方式支撐在軋制臺(tái)上的軋機(jī)機(jī)架中。該組件設(shè)計(jì)為通過摩擦力將力矩傳遞到環(huán)形輥，所述摩擦力由在環(huán)形輥相對(duì)側(cè)面上施加的壓縮力產(chǎn)生。
在US 5,056,345中描述了一種用于軋制金屬制品的軋制臺(tái)，其帶有懸臂狀支撐的滾動(dòng)環(huán)，并且滾動(dòng)環(huán)的軸線彼此成某一角度。輥軸軸線之間的角度用于在以高的軋制力進(jìn)行軋制的過程中補(bǔ)償輥軸的彎曲。這種高的軋制力和輥軸彎曲要求在軋制臺(tái)上采用非常結(jié)實(shí)的軸承和輥架。
在US 5,524,469中描述了用于軋制長型制品的一種懸臂式多輥軋機(jī)軋制臺(tái)組件。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)多輥軋機(jī)軋制臺(tái)的基本的改進(jìn)是固定的懸臂軸上的滾動(dòng)軸承直接安裝在滾動(dòng)環(huán)正下方，在有限的徑向空間內(nèi)，消除了平臺(tái)機(jī)架內(nèi)的重載主反作用軸承。還提出用于各輥軸的獨(dú)立驅(qū)動(dòng)馬達(dá)組件由驅(qū)動(dòng)輥軸剛性連接且直接支撐。但是，即使采用這樣的解決方案，因?yàn)檐堉屏鬟f到支撐輥的角度不合適，支撐輥的受力也非常高。
盡管采用了更加堅(jiān)固的軸承以及其他所描述的解決方案，懸臂式軋機(jī)仍然不能操控和標(biāo)準(zhǔn)軋機(jī)一樣高的軋制力。這嚴(yán)重地限制了懸臂式軋機(jī)的應(yīng)用，盡管采用這種軋機(jī)與“標(biāo)準(zhǔn)軋機(jī)”相比具有許多優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是消除現(xiàn)有技術(shù)的懸臂式軋機(jī)的上述缺點(diǎn)，并使懸臂式軋機(jī)可以采用較輕的軸承和較高的軋制力。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、造價(jià)低廉且不包含任何長交貨期部件的裝置；以及提供一種用于軋制金屬制品的新方法。
本發(fā)明同時(shí)消除了沉重及昂貴的軸承。這就使得懸臂式軋機(jī)的應(yīng)用范圍擴(kuò)大到以前由于很高的軋制力而不能應(yīng)用的場(chǎng)合。這種新型的懸臂式軋機(jī)相比傳統(tǒng)的懸臂式軋機(jī)也便宜許多，而且，由于去除了長交貨期的部件，該懸臂式軋機(jī)可以更快地制造出來。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提出用于容易地調(diào)節(jié)咬入?yún)^(qū)中間隙的裝置和方法。
上述的這些目的通過下文獨(dú)立權(quán)利要求中所描述的裝置和方法得而實(shí)現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中闡述了本發(fā)明的其他有利實(shí)施例。


將參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，在所述附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)的懸臂式軋機(jī)主要構(gòu)件的簡化側(cè)視圖；圖2是圖1中現(xiàn)有技術(shù)的懸臂式軋機(jī)的另一個(gè)視圖；圖3是按照本發(fā)明的懸臂式軋機(jī)主要構(gòu)件的示意性側(cè)視圖；圖4是沿圖3中A-A線的截面圖；圖5是懸臂式軋機(jī)主要構(gòu)件沿與圖3中相反方向的示意性側(cè)視圖；圖6是咬入?yún)^(qū)間隙調(diào)節(jié)和本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的示意性側(cè)視圖；以及圖7是帶固定機(jī)殼的一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1是按照現(xiàn)有技術(shù)的典型懸臂式軋機(jī)1的組件的簡單表達(dá)。軋機(jī)1包括基座2，基座2支撐下輥架3。下輥架3支撐上輥架4。在輥架3和4上裝配著下輥軸5和上輥軸6。在輥軸5和6上裝配著環(huán)形輥7和8，環(huán)形輥7和8之間形成咬入?yún)^(qū)9。
圖2是圖1中現(xiàn)有技術(shù)的懸臂式軋機(jī)的另一個(gè)視圖。輥軸5和6在端部處對(duì)應(yīng)地具有驅(qū)動(dòng)端10和11，用于以驅(qū)動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)所述軋機(jī)。輥軸5和6通過重型的主軸承組件12和13以及較輕的軸承組件14和15裝配于輥架3和4上，軸承組件14和15位于較靠近輥軸驅(qū)動(dòng)端10和11的位置。重型的主軸承組件12和13承載軋制力的主要部分。較輕的軸承組件14和15僅用來平衡力矩——由軋制力矢量和軸承組件12和13的支撐力矢量之間的垂直距離引起的力矩。在所有現(xiàn)有技術(shù)的解決方案中，對(duì)于堅(jiān)固軸承的需求決定了整個(gè)結(jié)構(gòu)的尺寸，使得輥架非常龐大。盡管采用更堅(jiān)固的軸承，但是現(xiàn)有技術(shù)的懸臂式軋機(jī)并不是在每個(gè)場(chǎng)合都是可用的。
圖3是按照本發(fā)明的懸臂式軋機(jī)16的主要構(gòu)件的示意性側(cè)視圖?；?7支撐軋機(jī)16的輥架18。輥架18上裝配著第一輥軸19和第二輥軸20，它們的端部對(duì)應(yīng)地包括滾動(dòng)環(huán)21和22，這兩個(gè)滾動(dòng)環(huán)形成咬入?yún)^(qū)23。輥架18有利地以兩個(gè)分離的部分24和25構(gòu)造，這兩個(gè)部分以其間的連接可調(diào)的方式(例如采用諸如線性軸承組件26之類的機(jī)械滑道的結(jié)構(gòu))設(shè)置，并且第一和第二輥軸19和20裝配于輥架的不同部分上(下文將進(jìn)行更加詳盡的描述)。
以與第二輥軸20的滾動(dòng)接觸的方式裝配有兩個(gè)中間輥，即第一輥27和第二輥28。這些中間輥27和28的作用是改變第二輥軸20的滾動(dòng)方向，同時(shí)在另一方面，使調(diào)節(jié)咬入?yún)^(qū)23中的間隙G成為可能。中間輥27和28的第三個(gè)作用是將軋制力從第二輥軸20傳遞到環(huán)29。
輥軸19和20以及中間輥27和28都由堅(jiān)固的環(huán)29環(huán)繞，環(huán)29與第一輥軸19和兩個(gè)中間輥27和28滾動(dòng)接觸。當(dāng)金屬制品通過咬入?yún)^(qū)23朝著箭頭30的方向移動(dòng)時(shí)，第一輥軸19按照箭頭31所示的方向旋轉(zhuǎn)，第二輥軸20按照箭頭32所示的方向旋轉(zhuǎn)，中間輥27和28按照箭頭33和34所示的方向旋轉(zhuǎn)，環(huán)29按照箭頭35所示的方向旋轉(zhuǎn)。環(huán)29環(huán)繞輥軸19和20以及中間輥27和28，給這些部件以堅(jiān)固的支撐，并承載軋制力的主要部分。這樣，就使得能夠在輥軸19和20上采用非常輕的軸承組件(如圖4所示)。
咬入?yún)^(qū)23中的間隙控制與中間輥27和28的運(yùn)動(dòng)相關(guān)。通過按照箭頭36和37所示使中間輥27和28彼此移開，咬入?yún)^(qū)23中的間隙G增大，反之亦然。間隙G的大小能夠通過移動(dòng)中間輥27和28兩者或兩者之一而改變。另一種可能性是沿著同樣的方向同時(shí)移動(dòng)中間輥27和28并保持它們之間的距離為常數(shù)，從而對(duì)咬入?yún)^(qū)23中的間隙G獲得同樣的效果。另外，間隙G的調(diào)節(jié)還可以通過這些方法的任意結(jié)合來實(shí)現(xiàn)圖4是沿圖3中A-A線的截面圖。第一和第二輥軸19和20通過軸承組件38、39、40和41裝配在輥架的獨(dú)立部分24和25上。輥軸19和20上裝配著滾動(dòng)環(huán)21和22。此處，滾動(dòng)環(huán)21和22用于軋制平滑表面的制品，但是，也可以采用任何其他類型的滾動(dòng)環(huán)。對(duì)軋機(jī)16的驅(qū)動(dòng)由一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(未圖示)通過位于第一輥軸19端部的一個(gè)驅(qū)動(dòng)端42來實(shí)現(xiàn)。這是由于所有旋轉(zhuǎn)部件19、20、27、28和29通過滾動(dòng)面接觸而連接在一起成為一個(gè)整體。然而，如果需要，在輥軸19和20上都設(shè)置驅(qū)動(dòng)端和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)總是可行的。環(huán)29的橫斷面并不限制為任何形狀。只有當(dāng)環(huán)29的滾動(dòng)面43是平滑的才有利。所有的滾動(dòng)面都實(shí)質(zhì)上是平滑的并平行于環(huán)的軸線44，從而避免在軸線方向上產(chǎn)生任何不必要的力。間隙控制與位于輥架18和環(huán)29之間的間隙控制單元45相關(guān)。通過間隙控制單元45，中間輥27和28的位置得以調(diào)節(jié)。如前所述，咬入?yún)^(qū)23中的間隙G能夠通過中間輥27和28的移動(dòng)來調(diào)節(jié)。所述調(diào)節(jié)通過把中間輥27和28彼此相對(duì)移近或移開而實(shí)現(xiàn)是有利的。而且，所述調(diào)節(jié)也能夠通過把中間輥27和28一起向相同的方向移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。
圖5是同一個(gè)懸臂式軋機(jī)16的主要構(gòu)件的實(shí)施例沿與圖3中相反方向投影而得到的另一個(gè)側(cè)視圖。由于機(jī)械滑道(例如位于輥架18的兩個(gè)輥架部分24和25之間的線性軸承組件26)的存在，使第二輥軸20的垂直運(yùn)動(dòng)成為可能。而且，也可以采用任何其他的常規(guī)方法。
圖6是關(guān)于本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例以及咬入?yún)^(qū)23中間隙G的調(diào)節(jié)的示意圖。此處，在第二輥軸20和環(huán)29之間僅布置了一個(gè)中間輥27，用于改變第二輥軸的滾動(dòng)方向并對(duì)其進(jìn)行支撐。通過按照箭頭47所示方向移動(dòng)中間輥27，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)間隙的調(diào)節(jié)，基本上與圖3中兩個(gè)中間輥的方式相同。當(dāng)中間輥27的滾動(dòng)軸線48沿遠(yuǎn)離線49(線49繪在輥軸軸線50和51之間)的方向移動(dòng)時(shí)，第二輥軸20能夠遠(yuǎn)離第一輥軸19，間隙G增大，反之亦然。
圖7是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。如果因?yàn)槟撤N原因，希望消除環(huán)29的滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，所述環(huán)能夠由固定框架52環(huán)繞。在框架52和環(huán)29之間，布置許多軸承輥53。通過這種布置方式，環(huán)29的滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)能夠被屏蔽，且框架52保持固定。框架52的外部設(shè)計(jì)能夠由制造者隨心所欲地確定。這里，框架52為矩形。軸承組件可以是任何常規(guī)的軸承組件。
通過上文描述的本發(fā)明的實(shí)施例，懸臂式軋機(jī)的框架結(jié)構(gòu)能夠被做成小很多。軋制力主要由堅(jiān)固的環(huán)來承載。一個(gè)軸直接把軋制力傳遞到環(huán)的內(nèi)部，而另一個(gè)軸則借助一個(gè)或兩個(gè)中間輥把力傳遞到環(huán)。輥隙通過改變中間輥的位置來調(diào)節(jié)。還有一個(gè)機(jī)構(gòu)與第二軸相連，用于在輥隙被調(diào)節(jié)時(shí)保持所述軸平行(或處于預(yù)先確定的角度)，例如，通過采用線性軸承組件。用于保持所述軸平行所需的力僅是軋制力的一小部分，因此，在此機(jī)構(gòu)中的軸承組件和其他部件不必像現(xiàn)有技術(shù)的懸臂式軋機(jī)中的軸承一樣堅(jiān)固。因?yàn)樗械闹饕獦?gòu)件一起旋轉(zhuǎn)，所以，只需要驅(qū)動(dòng)一個(gè)軸即可。在此意義上，該軋機(jī)等于具有一個(gè)“內(nèi)部傳動(dòng)箱”。當(dāng)然，如有必要，也可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)軸。
本結(jié)構(gòu)并未示出傾斜調(diào)節(jié)的情形，但是顯然，如有需要，這能夠容易地增加。當(dāng)軋制帶時(shí)，進(jìn)行傾斜調(diào)節(jié)是必要的，而在軋制金屬線時(shí)，則可不需要傾斜調(diào)節(jié)。
盡管參考優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以對(duì)其進(jìn)行修改和改變。這些修改和改變落在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于軋制金屬制品的裝置，其包括輥架(18)；第一懸臂輥軸(19)；第二懸臂輥軸(20)，所述兩懸臂輥軸(19、20)通過兩組軸承組件(38、39、40、41)裝配于所述輥架(18)上；裝配于所述第一輥軸(19)上的第一滾動(dòng)環(huán)(21)；裝配于所述第二輥軸(20)上的第二滾動(dòng)環(huán)(22)，所述滾動(dòng)環(huán)(21、22)在其間形成一個(gè)咬入?yún)^(qū)(23)；至少一個(gè)環(huán)(29)，其內(nèi)表面(43)與所述第一輥軸(19)和至少一個(gè)中間輥(27)處于滾動(dòng)接觸，所述中間輥(27)設(shè)置為還與所述第二輥軸(20)滾動(dòng)接觸；以及至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)端(42)，其設(shè)置在任一輥軸(19、20)的端部處，用于驅(qū)動(dòng)所述軋機(jī)(16)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述輥架(18)由兩部分(24、25)組成，所述兩部分相互間的連接是可調(diào)的，并且所述輥軸(19、20)各自裝配于所述輥架(18)的分離部分(24、25)上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中，所述可調(diào)連接優(yōu)選地由機(jī)械滑道(26)構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，第二中間輥(28)設(shè)置為在所述第二輥軸(20)和所述環(huán)(29)之間滾動(dòng)接觸。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，該裝置進(jìn)一步包括間隙控制單元(45)。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述間隙控制單元(45)控制所述中間輥(27、28)的位置。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述輥軸(19、20)、中間輥(27、28)的滾動(dòng)面以及所述環(huán)(29)的內(nèi)表面(43)都實(shí)質(zhì)上是平滑的，并實(shí)質(zhì)上平行于所述環(huán)(29)的滾動(dòng)軸線。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，該裝置進(jìn)一步包括固定框架(52)，所述固定框架(52)設(shè)置為覆蓋所述環(huán)(29)的外表面，并且在所述框架(52)和所述環(huán)(29)之間設(shè)置軸承組件(53)。
9.一種用于軋制金屬制品的方法，其包括下面的步驟利用至少兩個(gè)軸承組件(38、39)把第一懸臂輥軸(19)裝配到輥架(18)上；利用至少兩個(gè)軸承組件(40、41)把第二懸臂輥軸(20)裝配到所述輥架(18)上；將滾動(dòng)環(huán)(21、22)設(shè)置到所述輥軸(19、20)上，所述滾動(dòng)環(huán)(21、22)在其間形成咬入?yún)^(qū)(23)；設(shè)置至少一個(gè)環(huán)(29)以在其內(nèi)包圍所述輥軸(24、25)；設(shè)置至少一個(gè)第一中間輥(27)，使之與所述第二輥軸(20)和所述環(huán)(29)的內(nèi)表面(43)處于滾動(dòng)接觸；將至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)端(42)設(shè)置到所述輥軸(19、20)之一的端部，用于驅(qū)動(dòng)軋機(jī)(16)；將金屬制品引導(dǎo)至所述咬入?yún)^(qū)(23)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，該方法進(jìn)一步包括下面的步驟在所述第二輥軸(20)和所述環(huán)(29)的內(nèi)表面(43)之間，設(shè)置第二中間輥(28)。
11.如權(quán)利要求9或10所述的方法，其中，該方法進(jìn)一步包括下面的步驟把所述輥架(18)分成兩個(gè)部分(24、25)，使得所述輥軸(19、20)裝配到分離的部分(24、25)上，并且將所述部分(24、25)相互間的連接設(shè)置為可調(diào)式的；采用間隙控制單元(45)控制所述咬入?yún)^(qū)(23)中的間隙(G)，該間隙控制單元(45)控制所述中間輥(27、28)的位置。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述咬入?yún)^(qū)(23)中的間隙控制是通過移動(dòng)所述中間輥(27、28)中之一來實(shí)現(xiàn)的。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述咬入?yún)^(qū)(23)中間隙(G)的調(diào)節(jié)是通過沿著相反或相同的方向移動(dòng)兩個(gè)中間輥(27、28)來實(shí)現(xiàn)的。
14.如權(quán)利要求9至13中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該方法進(jìn)一步包括下面的步驟以固定框架(52)覆蓋所述環(huán)(29)，并且在所述固定框架(52)和所述環(huán)(29)之間設(shè)置軸承組件(53)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于軋制金屬制品的裝置，其包括輥架(18)；第一懸臂輥軸(19)；第二懸臂輥軸(20)，所述兩懸臂輥軸(19、20)通過兩組軸承組件(38、39、40、41)裝配于所述輥架(18)上；裝配于所述第一輥軸(19)上的第一滾動(dòng)環(huán)(21)；裝配于所述第二輥軸(20)上的第二滾動(dòng)環(huán)(22)，所述滾動(dòng)環(huán)(21、22)在其間形成一個(gè)咬入?yún)^(qū)(23)；至少一個(gè)環(huán)(29)，其內(nèi)表面(43)與所述第一輥軸(19)和至少一個(gè)中間輥(27)處于滾動(dòng)接觸，所述中間輥(27)設(shè)置為還與所述第二輥軸(20)滾動(dòng)接觸；以及至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)端(42)，其設(shè)置在任一輥軸(19、20)的端部處，用于驅(qū)動(dòng)所述軋機(jī)(16)。本發(fā)明還涉及一種制造金屬制品的方法。
文檔編號(hào)B21B13/00GK101060941SQ200580018328
公開日2007年10月24日 申請(qǐng)日期2005年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月17日
發(fā)明者伊爾波·科皮寧, 斯旺克·布賴恩, 漢斯·凱弗 申請(qǐng)人:盧瓦塔奧公司