CN117531838A - 轧机机架、过载保护装置以及在轧机机架上提供过载保护的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轧机机架、特别是周期式冷轧机机架(1)，所述轧机机架包括至少两个轧辊，所述轧辊可驱动旋转地支承在可往复运动的轧机机架(2)中，所述轧机机架优选地具有构造为液压过载保护装置(13)的至少一个过载保护装置(13)，其中，所述过载保护装置(13)包括液压预加载的至少一个推杆(7)以及液压***，所述推杆平行于轧制力地作用在轧辊安装件(5)上，所述液压***具有用于产生液压预载荷的器件以及在超过预先确定的过载时卸载预载荷的器件。本发明还涉及一种过载保护装置(13)以及一种用于控制过载保护装置(13)的方法。

Description

轧机机架、过载保护装置以及在轧机机架上提供过载保护的 方法

技术领域

本发明涉及一种轧机机架、特别是一种周期式冷轧机机架，其包括至少两个轧辊，所述轧辊可驱动旋转地支承在优选地可往复运动的轧机机架中。

本发明还涉及一种用于限制轧机机架、特别是周期式冷轧机机架上的轧制力的过载保护装置。

最后，本发明涉及一种用于在轧机机架、特别是周期式冷轧机机架上提供过载保护的方法。

背景技术

周期式冷轧机机架通常包括可往复运动的轧机机架，所述轧机机架通过曲柄连杆机构实现摆动。

周期式轧制(Pilgerschrittwalzen)是一种用于轧制金属管材的轧制过程，在该轧制过程中金属管材的直径和壁厚减小。在所述轧制过程中，管材由沿轧制方向变细的固定的芯棒容纳。所述芯棒安置在芯棒杆上，所述芯棒杆固定在支座中，并根据轧机机架在轧制过程中的位置发生旋转。所述周期式冷轧机的周期式轧辊装配在可往复移动的轧机机架上。所述周期式轧辊的驱动小齿轮与至少一个齿条啮合。这样，轧辊同步于轧机机架的平移运动发生旋转。所述轧机机架又借助曲柄连杆机构实现往复运动。

例如从专利文献EP 1 369 292 A1已知用于周期式冷轧机机架的驱动***。从专利文献EP 2 219 107 B1已知用于周期式冷轧机机架的另一种驱动***。

特别是在周期式轧制方法中进行轧制时，在轧制过程期间可能发生可能导致作用在轧机机架上的力突然上升的扰动。这些力可能导致超过轧机机架或轧辊安装装置上允许的应力并且导致损坏。

发明内容

因此，本发明的目在于提供一种轧机机架、特别是周期式冷轧机机架，该轧机机架的构件被固定以防止载荷损坏。对此尤其应当考虑周期式冷轧机机架的动态负载的特性。

该目的通过提供具有权利要求1的特征的具有液压过载保护装置的轧机机架来实现。所述目的还通过具有权利要求11的特征的用于限制轧机机架、特别是周期式冷轧机机架上的轧制力的过载保护装置来实现。最后，本发明提出了一种具有权利要求14的特征的用于在轧机机架、特别是周期式冷轧机机架上提供过载保护的方法。由从属权利要求获得本发明的有利的设计方案。

本发明的一个方面涉及一种轧机机架、特别是周期式冷轧机机架，所述轧机机架包括至少两个轧辊、特别是两个周期式轧辊，所述轧辊可驱动旋转地支承在优选地可往复运动的轧机机架中，所述轧机机架具有构造为液压过载保护装置的至少一个过载保护装置，其中，所述过载保护装置包括至少一个液压预加载的推杆以及液压***，所述推杆平行于轧制力地作用在轧辊安装件上，所述液压***具有用于产生液压预载荷的器件以及在超过预先确定的过载时卸载预载荷的器件。

如果轧制力超过预先给定的极限值，则例如通过释放油压预加载的体积来卸载预载荷，从而使得轧机机架的组件可以在结构上限定的路径上沿释放的体积的方向偏移。如此构造轧机机架的优点在于，这样不会积累不允许的力，因为轧机机架不再刚性地运行。通过这种方式避免了轧机机架或其驱动装置的部件发生不可逆的机械变形。

根据本发明的轧机机架的一种特别优选的实施方式规定，用于在过载情况下触发卸载的卸载极限值显著大于预加载压力，该实施方式考虑了带有摆动的轧机机架的周期式冷轧机机架的特别是动态的负载；并且规定，设有至少一个阻尼元件以避免在轧机机架运行时在动态负载降的情况下过早地触发所述过载保护装置。阻尼元件或阻尼例如可以通过过载保护装置的液压***中的一个或多个节流阀和/或旁路管线来实现。

优选地，仅当轧制力在相当长的时间段内以一定的因子超过预加载力时才触发所述过载保护装置。

根据本发明例如可以规定，在轧机机架的每个轧机机座上设置对称地作用在上轧辊安装件上的两个推杆。所述推杆例如可以支承在轧机机座的轭架(Joch)中。

优选地，在过载保护装置上设有至少一个压力控制阀以卸载液压预载荷，所述压力控制阀例如可以构造为液压控制的比例阀。

在根据本发明的轧机机架的一种特别优选的变型方案中，所述过载保护装置包括用于许可液压***的脉冲体积流量通过的器件，所述脉冲体积流量在动态负载时出现。

在根据本发明的轧机机架的一种特别优选的变型方案中，在推杆的压力侧和压力控制阀的液压预控制器之间设有至少一个经节流的旁路作为用于许可脉冲体积流量通过的器件。通过这种方式，***允许在运行期间暂存在推杆的压力侧上被排挤的少量液压流体。所述脉冲体积流量例如可以经由液压管线中的至少一个、优选经由两个节流孔板进行引导。

为了实现阻尼，优选地例如将支撑轧制力的部件借助经节流的控制管线与压力控制阀的控制侧以及囊式蓄能器相连接，从而使得来自轧制过程的短暂的压力峰值也作用在控制侧，并且可以在此暂存并随后送回被排挤的少量油或液压流体。

设有控制管线的节流阀允许少量油逸出到囊式蓄能器中，并且防止压力控制阀对短暂的压力峰值做出反应。一旦载荷峰值衰退，则所述囊式蓄能器就再次将这少量油送回。

以上和接下来分别讨论了具有压力控制阀的过载保护装置，但是在本发明的范畴内，可以在轧机机架上设置多个液压过载保护装置，例如四个(在每个轧机机座上各有两个)液压过载保护装置，这些液压过载保护装置分别具有相应的液压压力控制装置。

压力控制阀优选构造为2/2换向阀，其中，在一切换位置处考虑了过载情况并且为了卸载推杆而引起液压体积的释放。在另一切换位置、即被阻断的位置中，压力控制阀以预控制压力保持在关闭的位置中，其中，所述预控制压力与对应于推杆的预载荷的压力成一定比例。

在轧机机架的另一种有利的实施方式中规定，液压***包括囊式蓄能器，该囊式蓄能器优选地布置在液压***的闭合的液压回路中并且既用作压力冲击的阻尼器又用于补偿液压流体的泄漏损失。仅一个囊式蓄能器例如可以分配给多个过载保护装置。

所述推杆优选地构造为液压***的活塞缸组件的一部分。推杆的一部分例如可以构造为支承在缸体中的活塞，所述缸体是轧机机座不可分割的组成部分并且连接到液压***。

所述过载保护装置的压力控制阀优选地构造为活塞缸组件的闭锁单元的一部分。所述闭锁单元例如可以构造为缸体的闭锁盖。

本发明的另一方面涉及一种用于限制轧机机架上的、特别是周期式冷轧机机架上的轧制力的过载保护装置，其中，所述过载保护装置包括用于产生针对轧机机架的部件的液压预载荷的液压***并且具有在超过预先确定的过载时卸载预载荷的器件。

对于根据本发明的过载保护装置以及对于根据本发明的轧机机架，在过载的情况下通过释放液压预加载的体积卸载预载荷。这例如可以通过借助压力控制阀打开闭合液压回路实现。

根据本发明的一种特别优选的变型方案，所述过载保护装置的特征在于，在轧制运行期间出现的压力峰值经由控制管线引导至预控制阀的预控制侧。由此防止了由于动态的、更确切地说脉冲的运行力而导致的压力控制阀或多个压力控制阀内部的内部泄漏和所谓的微抬升。

此外，根据本发明单独寻求保护的过载保护装置包括结合轧机机架描述的过载保护装置的一个或多个特征。

本发明的另一方面涉及一种用于在轧机机架、特别是周期式冷轧机机架上提供过载保护的方法，所述轧机机架包括至少两个周期式轧辊，所述轧辊可驱动旋转地支承在可往复运动的轧机机架中，其中，所述方法包括在轧件和轧机机架之间的传力流中产生液压预载荷以及当超过预先确定的过载时卸载预载荷。

在所述方法的一种特别有利的变型方案中规定，用于在过载情况下触发卸载的卸载极限值通过压力控制阀的面积比例限定地显著大于过载保护装置的预加载压力。

该预加载压力在轧机机架的施加轧制力的部件上产生液压预载荷。

附图说明

下面参考附图所示的实施例来解释本发明。其中：

图1示出了根据本发明的周期式冷轧机机架的透视图；

图2示出了根据图1所示的周期式冷轧机机架的剖视图；

图3示出了根据本发明的过载保护装置的一部分的液压线路图；以及

图4示出了设置在轧机机架上的过载保护装置的液压管线图，在该示例中具有四个过载保护装置。

具体实施方式

在图1中示出的周期式冷轧机机架1以已知的类型和方式包括布置在摆动的轧机机架2中的两个周期式轧辊3，所述周期式轧辊在轧机机座4中分别支承在轧辊安装件5中。

所述周期式轧辊3通过驱动小齿轮6和未示出的齿条驱动，周期式冷轧机机架由同样未示出的曲柄连杆机构沿所述齿条驱动。在图1中示出了下周期式轧辊3的驱动小齿轮6，上周期式轧辊3布置在轧机机架2的对置的一侧并且在图中不可见。关于驱动***请参考公开专利文献EP 1 396 292 A1和EP 2 216 107 B1。

正如尤其可从图2看出的那样，两个推杆7分别作用在上周期式轧辊3的轧辊安装件5的上侧上，所述推杆液压预加载地、可移动地布置在缸体8中。每个轧机机座4设有两个缸体8，所述缸体分别构造成所涉及的轧机机座4的轭架9的不可分割的组成部分。每个缸体8以上缸体容积连接至闭合的液压回路，所述液压回路例如以大约350bar的液压流体的压力作用在推杆7上。

所述缸体8在上侧分别利用控制盖10封闭，所述控制盖承载连接到闭合的液压回路12的压力控制单元11，所述液压回路在图3中部分地示出。根据本发明的压力控制单元11构造为过载保护装置13的一部分并且包括构造为2/2换向阀的压力控制阀14，所述压力控制阀与缸体8的压力侧上的第一接头A相连接并且与闭合的液压回路12的供压管线15上的第二接头P相连接。压力控制阀14具有第一闭合切换位置16和第二打开切换位置17。在图3所示的状态中，压力控制阀14处于第一闭合切换位置16。在该第一闭合切换位置中，在第一接头A和第二接头P处均施加有例如350bar的***压力。压力控制阀14在该位置中平衡并且能够将推杆7的预载荷保持在一定极限中。这尤其在推杆7上的压力冲击较小时通过如下方式实现，即在接头A和接头P之间设置短路管线MA-MP，在该短路管线中布置有两个节流孔板18。经由旁路管线MA-MP允许液压流体的微小的、经节流的脉冲体积流量穿过压力控制阀14，以便避免错误触发。

此外，在供压管线15中设有囊式蓄能器19，所述囊式蓄能器一方面影响***的阻尼，另一方面可以补偿泄漏体积流量。

所述***使得推杆7的预载荷可以在一定极限内波动而不触发压力控制阀14。如果超过了特定的极限压力，则这引起压力控制阀14的致动，并且使阀体移动到第二打开切换位置17中，从而使得预加载的液压体积可以经由出口20逸出。

在轧机机架2上设有总共四个推杆7，其中每两个推杆在轧机机座4中分别作用在上周期式轧辊3的上安装件5上。它们分别由过载保护装置13单独保护，其中，轧机机架的所有过载保护装置13连接在液压回路12中。图4示出了过载保护装置的布置方式的概览图。所述液压回路12与未示出的液压泵相连接以实现启动。

附图标记列表：

1 周期式冷轧机机架

2 轧机机架

3 周期式轧辊

4 轧机机座

5 轧辊安装件

6 驱动小齿轮

7 推杆

8 缸体

9 轭架

10 控制盖

11 压力控制单元

12 液压回路

13 过载保护装置

14 压力控制阀

15 供压管线

16 第一切换位置

17 第二切换位置

18 节流孔板

19 囊式蓄能器

20 出口

A 第一接头

P 第二接头

MA-MP 短路管线

Claims (16)

1.一种轧机机架、特别是周期式冷轧机机架(1)，所述轧机机架包括至少两个轧辊，所述轧辊可驱动旋转地支承在优选可往复运动的轧机机架(2)中，所述轧机机架优选地具有构造为液压过载保护装置的至少一个过载保护装置(13)，其中，所述过载保护装置(13)包括至少一个液压预加载的推杆(7)以及液压***，所述推杆平行于轧制力地作用在轧辊安装件(5)上，所述液压***具有用于产生液压预载荷的器件以及在超过预先确定的过载时卸载预加载的器件。

2.根据权利要求1所述的轧机机架，其特征在于，所述过载保护装置(13)使得用于在过载情况下触发卸载的卸载极限值大于预加载压力，并且设有至少一个阻尼元件以避免在所述轧机机架(1)运行时在动态负载的情况下过早地触发所述过载保护装置(13)。

3.根据权利要求1或2所述的轧机机架，其特征在于，设有至少一个压力控制阀(14)、优选至少一个液压控制的比例阀以卸载所述液压预载荷。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的轧机机架，其特征在于，所述过载保护装置(13)包括用于在动态负载下产生所述液压***的脉冲体积流量的器件。

5.根据权利要求4所述的轧机机架，其特征在于，在所述推杆(7)的压力侧和所述压力控制阀(14)的液压预控制器之间设有至少一个经节流的旁路作为用于产生脉冲体积流量的器件。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的轧机机架，其特征在于，所述压力控制阀(14)构造为2/2换向阀。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的轧机机架，其特征在于，所述液压***包括至少一个集成在优选闭合的液压回路中的、用于液压流体的囊式蓄能器(19)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的轧机机架，其特征在于，所述推杆(7)构造为所述液压***的活塞缸组件的一部分。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的轧机机架，其特征在于，所述缸体(8)构造为所述轧机机架(2)的不可分割的组成部分。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的轧机机架，其特征在于，所述过载保护装置(13)的压力控制阀(14)构造为所述活塞缸组件的闭锁单元的一部分。

11.一种用于限制轧机机架、特别是周期式冷轧机机架(1)上的轧制力的过载保护装置(13)，其中，所述过载保护装置(13)包括用于产生针对轧机机架的部件的液压预载荷的液压***，并且具有在超过预先确定的过载时卸载预载荷的器件。

12.根据权利要求11所述的过载保护装置(13)，其特征在于，所述过载保护装置使得用于在过载情况下触发卸载的卸载极限值大于液压预载荷，并且设有至少一个阻尼元件以避免在所述轧机机架(1)运行时在动态负载的情况下过早地触发所述过载保护装置(13)。

13.根据权利要求11或12所述的过载保护装置，所述过载保护装置具有根据权利要求1至10所述的一个或多个特征。

14.一种用于控制轧机机架、特别是周期式冷轧机机架上的过载保护装置的方法，所述轧机机架包括至少两个轧辊、特别是周期式轧辊，所述轧辊可驱动旋转地支承在可往复运动的轧机机架中，其中，所述方法包括在从工件到轧机机座的传力流的至少一个支路中产生液压预载荷以及在超过预先确定的过载时卸载预载荷，其中，用于在过载情况下触发卸载的卸载极限值显著大于预加载压力，并且其中，在动态负载运行期间为液压***提供阻尼。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，通过液压预控制压力控制阀(14)进行压力控制。

16.根据权利要求14或15中任一项所述的方法，其特征在于，在动态负载下产生液压流体的优选地受阻尼的脉冲体积流量的同时产生所述液压预载荷。