轧机机架的制作方法

1.本发明涉及一种用于在热轧过程或冷轧过程中轧制金属轧件的轧机机架。


背景技术：

2.用于轧制金属轧件的轧机机架从现有技术中基本已知。在不包括可轴向移动的轧辊的轧机机架中，每个工作辊都通过两个辊颈各自可旋转地且轴向无间隙地支承在也被称作轴承座的装配件中。因此，在理想情况下，在轧制过程中应当仅出现相对于工作辊的纵轴线横向延伸的力。
3.然而，理想情况在实践中几乎不可实现，因为工作辊被置于来自轧制过程的多种多样的干扰中。例如，待轧制的轧件内部的不对称性在轧制过程中将导致显著的干扰。这些干扰引起轧辊的补偿性的轴向运动或补偿性的轴向力。通过将工作辊在轴向无间隙地支承，这会对待轧制的轧件的轧制质量以及建造在装配件中的轴承产生不利影响。
4.由cn 102327902 a已知一种具有可旋转地支承在装配件中的工作辊的操作侧轧机机座。布置在操作侧的轧机机座中的装配件通过锁定板锁定以防止轴向移动。锁定板通过预紧的螺钉与操作侧轧机机座螺旋连接。加长实施的螺钉具有应变片，通过该应变片能够测量工作辊的仅在操作侧的轧机机座的方向上延伸的轴向力。
5.此外，由cn 205413924 u已知另一种用于测量操作侧的轧机机座中的轴向力的装置。该装置包括具有应变片的螺栓，该螺栓布置在操作侧的轧机机座中并与该操作侧的轧机机座预紧地拧紧。
6.在此背景下，本发明的任务在于，提供一种轧机机架，使用该轧机机架能够对经轧制的轧件实现改善的产品质量，并且该轧机机架维护需求低。


技术实现要素：

7.根据本发明，该任务通过具有权利要求1所述的特征的轧机机架解决。
8.根据本发明的轧机机架被设置为用于轧制金属轧件，并且该轧机机架包括布置在驱动侧的第一轧机机座和布置在操作侧的第二轧机机座。该轧机机座中的每一个都具有至少一个容纳开口，该容纳开口用于装配件，装配件用于可旋转地支承设有辊颈的、不可轴向移动的轧辊。此外，轧机机架包括至少两个锁定板，该锁定板用于锁定装配件和支承在该装配件中的轧辊以防止朝向轧机机座外部轴向移动。相应轧机机座的远离轧辊的端面上各自布置了至少一个锁定板。此外，轧机机座包括至少两个轴向力测量螺栓。至少两个锁定板中的每一个在轧制运行期间都在移动后的位置，在该位置中锁定板覆盖相应容纳开口的至少一部分，以锁定位于该容纳开口的装配件和可旋转地支承在该装配件中的轧辊以防止轴向移动。在该移动后的位置，锁定板各自通过至少一个轴向力测量螺栓至少形状配合地与轧机机座连接，使得在轧制过程期间引起的且经由辊颈、装配件和锁定板传递到轴向力测量螺栓中的至少一个上的轴向力能够被相应的轴向力测量螺栓检测到。
9.本发明基于的重要认知是，通过不止在一个而是两个轴向方向上，即在轧机机架
的操作侧和驱动侧的方向上检测工作辊的轴向力，能够更好地识别并从而定量地调整在过程中出现的与过程相关的和/或与机组相关的干扰变量。这将尤其有利地影响轧制后的轧件的产品质量以及磨损，该磨损导致轧机机架的维护需求减小。
10.根据本发明，这通过大体上相同地构造两个轧机机座来实现，使得在轧制过程期间引起的轴向力，与该轴向力作用的轴向方向无关地，经由辊颈、装配件和锁定板可被传递至轴向力测量螺栓中的至少一个并由此可被检测。
11.对检测到的与过程相关的和/或与机组相关的干扰变量的调整，可以例如由工人手动进行。然而，有利的是，这是自动调整的。对此，轧机机架优选地具有包括rac-程序设计(roll alignment control轧辊对齐控制)和/或tfc-程序设计(thrust force control推力控制)的调节回路，该程序设计依赖于轴向力测量螺栓得出的值相应地作用于轧机机架的液压调整环节。
12.在从属权利要求中给出本发明其他的有利设计方案。在从属权利要求中单个实施的特征能够以技术上有意义的方式互相组合并且能够定义本发明的进一步的设计方案。接下来，在权利要求书中给出的特征将在说明书中进一步准确说明并阐明，其中，将示出本发明的进一步的优选设计方案。
13.在第一优选实施例中，至少两个锁定板中的每一个都通过至少一个轴向力测量螺栓形状配合地与轧机机座连接，使得轴向力测量螺栓中的每一个都没有预紧。在此已经表明，轴向力测量螺栓的该非预紧致使尤其高的测量分辨率，因为能够测量整个导入的力。在这种情况下，被证明为尤其有利的是，轴向力测量螺栓中的每一个与轧机机座形状配合连接和材料连接。典型地，轴向力测量螺栓在其两个端部分别具有螺纹区段。轴向力测量螺栓通过第一螺纹区段形状配合连接地与轧机机座拧紧。锁定板通过第二螺纹区段借助于测量螺母，优选地带有空隙地固定。为了确保在两个螺纹中无间隙，将例如借助于螺纹粘合剂额外地材料连接地粘合该螺纹。
14.在进一步的优选实施例中，在布置驱动侧的至少一个锁定板实施为不可移动且布置在操作侧的至少一个锁定板实施为可移动。通过可水平移动的锁定板能够特别容易地进行换辊。通常将机座装配件固紧在轧机机座中以防轴向移动的锁定板，在换辊时将侧向向外移动并为在轧机机座的操作侧的拆卸而释放相应的装配件。对该实施例发生作用尤其有利的是，轴向力测量螺栓不与锁定板紧固且该锁定板此后可自由地水平移动，因为此后能够节省轴向力测量螺栓的耗时的拆卸，该拆卸用于更换轧辊。在这种情况下特别优选的是，布置在操作侧的至少一个锁定板包括致动器，通过该致动器该锁定板可移动，使得能够半自动或全自动地换辊。
15.致动器可以例如构造为液压缸的形式或螺纹驱动器的形式。
16.在进一步的优选实施例中，布置在操作侧的轴向力测量螺栓相较于布置在驱动侧的轴向力测量螺栓具有更大的总直径。直径的较大尺寸在此补偿了布置在操作侧的至少一个锁定板上的不利杠杆臂。
17.概念“总直径”在本发明的含义中理解为在轴向力测量螺栓的整个长度上平均后的直径。
18.尤其优选的是，轧机机架包括至少两个、优选为四个或八个锁定板，使得装配件中的每一个都能够通过至少两个或甚至四个锁定板而锁定。
19.为了在相应锁定板上产生对称的杠杆，有利的安排是，锁定板中的每一个都通过至少两个轴向力测量螺栓与相应的轧机机座至少形状锁合地连接，特别优选的是形状锁合地连接并且材料连接。
20.轴向力测量螺栓中的每一个优选地具有大体上柱状地构造的基体，该基体带有布置在第一远端的第一螺纹区段、布置在第二远端的第二螺纹区段和布置在第一螺纹区段和第二螺纹区段之间的中间区段，该中间区段带有至少一个径向的横向孔以及至少一个应变片，所述横向孔通入至轴向力测量螺栓的中心纵向孔，所述应变片布置在该中间区段的外部侧面上并与横向孔间隔开地布置。
21.通过该对于应变片的电气连接所必需的横向孔，轴向力测量螺栓以及特别是中间区段将被导入的轴向力不对称地加载。其中，横向孔周围的直接区域被施加了尤其高的载荷。令人惊讶的是已经表明，应变片相对于横向孔轴向间隔开的布置对于测试结果的质量尤其有利。在这种情况下特别优选的是，应变片各自具有相对于横向孔的最小间距，且该最小间距至少相当于横向孔直径的1.5倍，特别优选为至少相当于横向孔直径的2倍，且相当优选为相当于横向孔直径的3至5倍。所述间距在此涉及横向孔的中点至应变片的中点。关于位置布置，至少一个应变片可以与横向孔布置在一条共同的母线上、在一条共同圆周线和/或在不同的母线和圆周线上。在位置布置时要注意的是，应变片在轴向力测量螺栓的表面上定位为，使得应变片能够获取在应变片上出现的轴向应变。应变片的电阻通过应变或变形发生变化，该电阻此后能够被换算为轴向力。
22.在特别优选的实施例中，中间区段在其处于至少一个横向孔的区域内的表面上具有相对于轴向力测量螺栓的纵轴线横向延伸的至少一个泄压槽。在这种情况下有利的是，该至少一个泄压槽具有最小长度且该最小长度相当于中间区段的直径的至少2/10，更加优选地相当于中间区段的直径的至少3/10，且特别优选地相当于中间区段的直径的至少4/10至至多6/10。通过在横向孔的区域内布置的至少一个泄压槽，由于导入的轴向力而产生的载荷将再次减小并且测试结果的质量将变好。
23.进一步有利的是，第一螺纹区段具有比第二螺纹区段更大的直径。轴向力测量螺栓通过第一螺纹区段同轧机机架的轧机机座形状锁合地，优选为形状锁合地连接和材料连接。轴向力测量螺栓通过第二螺纹区段借助于测量螺母能够被形状锁合地和/或材料连接地，优选为形状锁合地和材料连接地固定。第一螺纹区段可以相应地长地实施，以能够实现最佳的力导入。如有必要，第一螺纹区段可以通过单独的螺纹衬套布置在轧机机座中。
附图说明
24.以下参考附图更详细地解释本发明和技术领域。应该指出的是，本发明不应受所示实施例的限制。特别地，除非另有明确说明，还可以提取在附图中解释的事实的部分方面并与来自本说明书和/或附图的其他组成部分和认识相结合。特别要指出的是，附图以及特别是所示的尺寸比例仅仅示意性的。相同的附图标记表示相同的对象，以便在必要时可以使用其他附图的解释作为补充。图中示出：
25.图1根据本发明的轧机机架的实施例的示意水平横截面视图，
26.图2在图1中示出的轴向力测量螺栓的实施例的带有套筒和测量螺母的图示，以及
27.图3根据上述实施例的在轧机机架中布置的轴向力测量螺栓的局部剖视图。
具体实施方式
28.图1示出了根据本发明的轧机机架1的实施例，该轧机机架设计为用于轧制金属轧件。轧机机架1包括布置在驱动侧2的第一轧机机座3和在操作侧4布置的第二轧机机座5。轧机机座3、5中的每一个都具有用于各自装配件8、9的至少一个容纳开口6、7。装配件8、9用于可旋转地支承轧辊10，该轧辊设有辊颈8.1、9.1且不可轴向移动。
29.图1示出的轧机机架1在当前示出的实施例中具有四个锁定板11、12、13、14，该锁定板用于锁定装配件8、9以及从而锁定轧辊以防止轴向移动。为安装轧辊及将轧辊从轧机机座上拆卸，轧辊及装配件一同在轴向方向上通过轧机机架的容纳开口移动。为此通过移动锁定板11-14横向于轴向方向释放容纳开口。优选地，相应轧机机座3、5的远离轧辊的端面上的每两个锁定板11、12、13、14布置在装配件8、9的高度位置上。在当前示出的实施例中，锁定板11、12、13、14中的每一个都通过至少一个轴向力测量螺栓15、16、17、18与轧机机座1相连接。优选地，每个锁定板也可以设有互相垂直布置的两个轴向力测量螺栓。然而，由于水平横截面，在当前图1中每个锁定板11、12、13、14上仅可见一个轴向力测量螺栓15、16、17、18。
30.在当前示出的实施例中，轴向力测量螺栓15、16、17、18中的每一个都与相应的轧机机座3、5形状配合连接且优选为也材料连接，使得锁定板11、12、13、14中的每一个都覆盖相应轧机机座3、5的容纳开口6、7的至少一部分，使得在轧制过程中引起的且经由辊颈、装配件8、9和锁定板11、12、13、14传递至轴向力测量螺栓15、16、17、18中至少一个的轴向力，能够被相应的轴向力测量螺栓15、16、17、18检测到。在当前示出的实施例中，布置在操作侧的轴向力测量螺栓17、18具有比布置在驱动侧的轴向力测量螺栓15、16更大的直径。
31.优选地，布置在驱动侧的两个锁定板11、12机座不可移动地与轧机机座连接，而布置在操作侧的两个锁定板13、14实施为可移动的。在轴向力测量螺栓13、14相对于锁定板不具有预紧力时这些实施例特别有利地起作用，因为能够节省轴向力测量螺栓或锁定板的耗时的拆卸，该拆卸用于更换轧辊10。在此，布置在操作侧的两个锁定板13、14具有致动器(未示出)，通过该致动器，布置在操作侧的两个锁定板13、14能够被全自动地移动。
32.为了实现特别高的测量分辨率，在轧机机座1中布置的八个轴向力测量螺栓15、16、17、18以不预紧的方式形状配合连接且材料连接。在此，这通过以下方式实现，即，在轴向力测量螺栓15、16、17、18的测量螺母19与相应的锁定板11、12、13、14之间设置空隙35(图3)。通过未预紧轴向力测量螺栓15、16、17、18，实现了特别高的测量分辨率，因为能够测量导入的全部轴向力。在此，支持性地起作用的是，轴向力测量螺栓15、16、17、18与轧机机座3、5在一侧形状配合连接地且优选也材料连接地固定，而在另一侧通过测量螺母19形状配合连接地且优选也材料连接地固定。在此，通过粘合连接实现材料连接。
33.通过在轧辊10的两个轴向方向上、即在轧机机架1的操作侧4和驱动侧2上检测轴向力，在过程中出现的与过程相关的和/或与机组相关的若干个干扰变量被识别出，从而能够定量地调整该干扰变量。这将尤其有利地影响轧制后的轧件的产品质量以及磨损，该磨损导致轧机机架1的维护需求减小。
34.图2以具有套筒20和测量螺母19的图示示出了图1中所示的轴向力测量螺栓17之一的实施例。轴向力测量螺栓17例如由铬镍钢30crnimo8制成并对1300n/mm2的载荷做了调质处理。
35.轴向力测量螺栓17具有大体上柱状地构造的基体21，该基体带有布置在第一远端的第一螺纹区段22、布置在第二远端的第二螺纹区段23和布置在第一螺纹区段22和第二螺纹区段23之间的中间区段24。
36.从图3可部分看出，径向力测量螺栓17具有两个横向孔25以及两个应变片27，所述横向孔径向对置地布置且通入至轴向力测量螺栓17的中心纵向孔26中，所述应变片在该轴向力测量螺栓的外部侧面上径向对置地并与横向孔25间隔开地布置。特别地从图2可以看出，应变片27和横向孔25在当前实施例中布置在共同的母线上。
37.在当前实施例中，轴向力测量螺栓17进一步在两个横向孔25中的每一个处具有横向于轴向力测量螺栓17的纵轴线延伸的两个泄压槽28、29。通过在横向孔25的区域内布置的泄压槽28、29，由于导入的轴向力而产生的载荷将再次减小并且测试结果的质量将变好。
38.中间区段24具有分别在第一螺纹区段22的区域和在第二螺纹区段23的区域布置的、隆起构造的且周向侧伸延的、用于套筒20的密封支承面30、31，从而中间区段24以及在外部侧面上在两个密封支承面30、31之间布置的应变片27被密封地包覆。应变片27被套筒20有效地保护免受所有环境影响。为能够最佳地设置空隙35，套筒20具有比锁定板11、12、13、14的厚度更小的轴向伸延。
39.图3在纵剖面图中示出了布置在轧机机架1中的轴向力测量螺栓17的部分剖面图。在此，能够看见相应应变片27的电气连接端32，该电气连接端穿过横向孔25和中心纵向孔26伸延。根据当前图示能够进一步识别出，与轧机机架5形状配合连接并材料连接的第一螺纹区段22具有比第二螺纹区段23更大的直径。此外从图3中能够识别出，套筒20具有径向伸延的两个槽33、34，在该槽中插入了o形环(未示出)。
40.附图标记
41.1 轧机机架
42.2 驱动侧
43.3 第一轧机机座
44.4 操作侧
[0045]5ꢀꢀꢀ
第二轧机机座
[0046]6ꢀꢀꢀ
容纳开口
[0047]7ꢀꢀꢀ
容纳开口
[0048]8ꢀꢀꢀ
装配件
[0049]
8.1 辊颈
[0050]9ꢀꢀꢀ
装配件
[0051]
9.1 辊颈
[0052]
10
ꢀꢀ
轧辊
[0053]
11
ꢀꢀ
锁定板
[0054]
12
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锁定板
[0055]
13
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锁定板
[0056]
14
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锁定板
[0057]
15
ꢀꢀ
轴向力测量螺栓
[0058]
16
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轴向力测量螺栓
[0059]
17
ꢀꢀ
轴向力测量螺栓
[0060]
18
ꢀꢀ
轴向力测量螺栓
[0061]
19
ꢀꢀ
测量螺母
[0062]
20
ꢀꢀ
套筒
[0063]
21
ꢀꢀ
柱状体
[0064]
22
ꢀꢀ
第一螺纹区段
[0065]
23
ꢀꢀ
第二螺纹区段
[0066]
24
ꢀꢀ
中间区段
[0067]
25
ꢀꢀ
横向孔
[0068]
26
ꢀꢀ
纵向孔
[0069]
27
ꢀꢀ
应变片
[0070]
28
ꢀꢀ
泄压槽
[0071]
29
ꢀꢀ
泄压槽
[0072]
30
ꢀꢀ
密封支承面
[0073]
31
ꢀꢀ
密封支承面
[0074]
32 电气连接端
[0075]
33 槽
[0076]
34 槽
[0077]
35 空隙