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^06i6G A6 B6 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 五、發明説明（1 ) 本發明是關於一種锟軋機及锟軋方法，尤其是使用於 金屬薄Η的一種锟軋機及一種辊軋方法，其中使用了適用 於棍軋硬薄材料的直徑相當小的工作軋锟。本發明被應用 於其中的工作軋锟被一個支持軋锟垂直地支撑並驅動的棍 軋機型式之中，例如，具有中間支持軋锟和外側支持軋锟 的一種六軋棍式锟軋機或者是沒有中間支持軋棍的一種四 軋锟式锟軋機。 用以锟軋金屬薄片，尤其是硬而且非常薄的材料，例 如不锈鋼、高碩鋼、彈簧鋼，以及如鈦合金和高鎳合金銷 的一些合金鏑，的一種锟軋機使用小直徑的工作軋锟。由 於這樣的工作軋棍直徑太小，以致於锟軋轉矩無法直接施 加在它們上面，因此開發了多軋棍式棍軋機，如Sendzim-ir和其它棍軋機，其中驅動力經由一對或超過一對的支持 軋棍傳送到工作軋锟。同時也開發了用以控制這些棍軋機 中之中的工作軋棍的彎曲程度以便能獲得平整的産品的方 法，其方法是利用支持軋锟在軸向上的相對偏移，同時也 利用施加垂直軋棍彎折力於工作軋棍和支持軋棍上以達到 控制的目的（參見US-A — 4369646)。 本發明考慮到控制水平棍軋方向，也就是被棍軋材料 行進的方向上的彎折。這値方向在此處被稱為''水平方向 "或水平锟軋方向"，而這些用詞並未包括軋锟的軸向 Ο 由於工作軋棍在水平方向上的弯折程度隨著軋锟直徑 之減小而增加，因此軋棍直徑之縮減有一定的限制。以下 張尺度適用中國國家橒準（CNS)甲4規格（210 \297公犛） 81.9.25,000 (請先閱讀背面之注意事項再填寫丄 〇 .裝· 訂. -線· Α6 Β6 經濟部中央標準局β工消費合作社印製 五、發明説明（2 ) 將更廣泛地討論軋棍在水平方向上的彎折現象。 US_A_4631948發表了一種锟軋機，其中 驅動力經由支持軋棍被傳送到工作軋棍，而且工作軋棍由 支持軋棍的垂直軸向平面往水平方向略為偏移。已知工作 軋辊的水平弯折將因為工作軋棍軸向平面由支持軋棍軸向 平面經支持軋棍平面的下游方向（即锟軋方向）偏移而被 減小，因為由支持軋棍施加於工作軋锟的摩擦力將因此而 與锟軋力（也就是施加於被工作軋锟锟軋的材料上的外力 )的水平分量相反。在US — A — 463 1 948之中， 工作軋棍保持在锟軋機機架之中相對於支持軋棍略為偏移 的一個固定的水平位置上，而且支持軋锟在水平方向上加 以支撑，其中該支持軋锟僅在工作軋锟與錕軋材料接觸的 部份以外，但是直徑（即直徑）相同的部份與工作軋棍接 觸。位於工作軋锟的水平方向兩側的支持軋锟以液壓方向 緊靠於工作軋棍並且用以經由施加彎折力於水平地位於它 們的固定軸承裝置之間的軋锟上而控制水平的彎折程度。 其中說明，推壓支持軋棍的液壓缸被獨立地控制以便産生 希望的彎折程度。然而，在這種棍軋機中，因為軸承裝置 是位於棍軋機機架中一個固定的水平位置上，水平力的變 化不僅與锟軋方向無關，同時由和锟軋期間其它各項因素 ，如力矩和棍軋力無關，所以不可能加以適當地控制。 JP-A-63-60006 (1988)說明了非 常類似於US — A — 436 1 948的一種裝置，其中工 作軋棍的軸承裝置在棍軋期間同樣於水平方向上保持固定 張尺·度適用中國囿家櫺準（CNS)甲4規格（210公楚） 81.9.25,000 (請先閲讀背面之注意事項再填寫产 .裝. 訂· _線· 經濟部中央標準局I®工消費合作社印製 ^0Gi6〇 A6 _B6_ 五、發明説明（3 ) 0 JP — A-60 — 18206 (1985)說明了在 兩個工作軋棍的兩端的兩側上一種類似的軋棍應用，提供 工作軋棍在水平方向上的支撑。在這値例子中，成對的軋 锟利用一個機械式調整条統被壓靠在工作軋棍上。所有的 軋锟顯然在水平方向上都可以調整，但是對於軸心位於支 持軋锟軸心的垂直平面中的工作軋锟來說，並不建議對其 水平位置加以控制。假定由於所有的水平力都被軋棍加以 控制，根據其中說明，工作軋棍的軸頸軸承可以被移開。 其中的機械調整糸統在軋锟期間並可適用於施加軋棍彎折 力。這一項原有技術之發表内容並未提出針對水平軋锟彎 折現象控制問題的解決辦法。 在工作軋棍整個長度上，對工作軋棍之彎折現象的控 制能力是經由一個支持滾筒或軸承滾筒的条統所提供，例 如上述的一種Sendzimir锟軋機。雖然這樣的一種裝置對 工作軋棍提供了良好的水平支撑，其中使用的相隔的軸承 卻會在工作軋棍上造成一些記號，並且使得這些記號也轉 而留在提軋産品上。另一倡問題則是支持軋提將會干涉到 工作軋锟之冷卻。 US—A—4691548說明了一種锟軋機，例如 是一種四軋锟式锟軋機，其中在工作軋锟的直徑縮減的軸 頸部份上的内側及外側軸承座在水平方向上可以利用液壓 活塞調整裝置獨立地加以調整。其目的是用以補償水平力 以及/或者是金屬片的厚度調整，同時仍保持工作軋辊為 &張又度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 Xy97公楚） 81.9 25 000 -〇 - · * (請先閲讀背面之注意事項再填寫夂.) —裝. A6 B6 〇6xG^> 五、發明説明（4 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫i-k) 了得到金屬片之平坦度所需的水平彎折曲度。其中也提到 了調整裝置和相對應的諝整所需的設定的連續的計算。這 樣的一種裝置的一値問題是必須被施加於軋锟直徑縮減部 份的高彎曲力矩，而且在這一件有關原有技術的發表資料 中提到這個彎曲力矩可以經由在水平軋棍力所産生的線性 負荷的方向上施加作用於外側軸承上的彎曲力而被減小， 但是同時這也增加了内側軸承上的應力。相反地，當由外 側軸承施加的彎曲力作用於相反方向時，軋锟的軸承應力 將被減小，但是軋锟的一些重要位置上的彎曲力矩則會增 加。顯然文章中並未解決這個問題，此外顯然也没有設法 儘量減小軋棍區域的軋棍彎曲程度。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 EP — A — 4 1 6880 (相當日本專利申請案第 231602/89 和 235518/9 ◦號）特別是針 對如何儘置減小工作軋锟在輥軋區域之彎曲現象，並且說 明一種棍軋機，其中有許多支持滾筒接觸工作軋棍的锟軋 區域外兩邊水平側的锟筒直徑，其作用都是將工作軋锟定 位於希望的偏移水平位置（相對於支持軋锟平面）而且支 撑工作軋锟承受水平锟軋力量。特別是當支持滾筒有較大 的軸向長度時，一般認為因此工作軋锟的有效硬度將被加 強，所以水平彎曲程度被減小。 本發明人所進行的其它工作顯示在上述的E P — A — 46 1 88 ◦的支持滾筒条統之中，由於無論利用一値多 數的支持滾筒以何種方式加以支撑所造成的支持滾筒的表 面和其軸向部份（穀）的彈性形變，工作軋锟的有效硬度 張尺度適用中國國家橒準（CNS)甲4规格（21』公犛） 81.9.25,000 06x6b A6 B6 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 五、發明説明（5 ) 可以被提高到只有大約完全堅固地固定工作軋锟的棍軋區 域以外的部份的情況（以下稱為a固定支撑中所得到 的硬度之一半。即使工作軋锟在水平方向的形變可以經由 利用工作軋棍之偏移減小水平力而被限制在較低的程度， 這樣的一種裝置獨自限制了工作軋棍直徑的可能縮減範圍 。此外，這一項技術只說明了縮減水平力以及減小當水平 力施加時工作軋棍的形變的方法，但是並未考慮到直徑減 小很多的工作軋錕由於施加於工作軋锟上的棍軋負荷和水 平形變之間的交互作用而産生的不穩定現象。它一點也沒 有說明用以避免這個不穩定現象並且使得能夠執行穩定的 棍軋作業的方法。 為了要執行穩定的锟軋作業，必須考慮到工作軋锟的 水平形變硬度所扮演角色的重要性以及是什麼因素可以將 這個有效的硬度提高至最大值。然而，原有技術完全沒有 充分地考慮到這些因素，因此無法將工作軋棍的直徑儘可 能地減至最小。 本發明的-*値目的是提供可以進一步增加工作軋锟的 有效硬度並因而可以容許縮減工作軋棍直徑的一種锟軋機 和棍軋方法。 依據本發明的第一値特點，其中提供了一種棍軋機， 含有一個工作軋锟，用以垂直地支撑工作軋锟並且驅動工 作軋棍的一値支持軋棍，以及在工作軋锟的兩邊水平則接 觸工作軋锟的棍軋區域外的軋棍直徑而用以在锟軋期間固 定工作軋锟在兩邊水平方向上的位置並且抗拒水平锟軋力 張尺度適用中國國家樣準（CNS)甲4規格（2^>^29_7公犛） 81.9.25,000 (請先閲讀背面之注意事項再填寫4/>.) -—裝· 訂. .線. 206i6o Α6 Β6 經濟部中央標準居8工消費合作社印製 五、發明説明（6 ) 的一個多數的水平支持滾筒。該棍軋機的待徽在於用以施 加水平抗彎曲力於工作軋棍的裝置，其中包含棍軋區域外 比前述支持滾筒更往軸向向外的位置上與工作軋棍接觸的 元件以及用以將該元件壓靠在前述工作軋棍上的啓動裝置 。抗彎曲力與由支持軋棍和被锟軋材料施加於工作軋锟上 的淨水平力作用在相同的方向上。 抗彎曲力結合支持滾筒的作用是減少工作軋棍在水平 方向之彎折，因而增加工作軋锟承受水平方向上的棍軋力 的有效硬度。 在锟軋期間，希望能夠提供控制抗彎曲力的能力。因 此，最好棍軋機具有感應裝置用以感應棍軋期間工作軋棍 的至少一種狀況，以及控制裝置用以在棍軋期間作用以控 制依據感應到的狀況而施加抗彎曲力的裝置。利用感應裝 置感應的狀況是由以下各項所選出，（i)工作軋棍的水 平形變以及（i i )由支持軋锟和被锟軋材料施加於軋棍 上的淨水平力。 在棍軋期間施加於工作軋锟的水平锟軋力最好是只利 用由支持滾筒和用以施加抗彎曲力的裝置所施加的力量而 被實質上地加以平衡。 前述裝置中接觸工作軋锟用以施加抗彎曲力的元件最 好包含接觸工作軋锟的锟筒直徑處的一個多數的抗彎曲滾 筒，而啓動裝置則可以在水平方向上相對於支持滾筒而移 動這些抗彎曲滾筒。為了要安裝支持和抗彎曲滾筒，锟軋 機最好在其工作軋棍的兩値水平側各有一値固定的支持裝 張又度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 \297公蹵） 81.9.25,000 —〇 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫±... _裝· 訂· 線. A6 B6 ^〇616b 五、發明説明（7 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫，〇 置，用以承載支持滾筒和抗彎曲滾筒，該固定的支持裝置 可以被移動以便調整工作軋锟的水平位置，也就是提供一 値希望的相對於支持軋棍的偏移。 為了正確地將工作軋锟定位於一個希望的水平位置上 ，最好在工作軋锟的一個水平側支持滾筒是由第一個支持 裝置所承載，以便在棍軋期間提供其承載的支持滾筒一個 預定的水平位置，而在工作軋锟的另一個水平側支持滾筒 是由第二個支持裝置所承載。棍軋機另外還有施力裝置， 作用於第二個支持裝置上以便經由支持滾筒施加一個預定 的水平力於工作軋棍，而將工作軋锟推靠在第一値支持裝 置上。 經濟部t央標竿局R工消費合作社印製 另一方面，本發明提供了一種棍軋機，其中具有一對 相對的工作軋锟，用以分別垂直地支撑工作軋锟並且驅動 工作軋锟的一對支持軋锟，在工作軋锟的兩個水平側的锟 軋區域外接觸工作軋锟的锟筒直徑處並且作用而在锟軋期 間固定工作軋锟在兩個水平方向上的位置，同時抗拒水平 锟軋力的一個多數的水平支持滾筒。锟軋機中分別有用以 施加水平抗彎曲力於兩個工作軋锟的裝置，其中各自包含 有在工作軋锟的锟軋區域外往軸向比支持滾筒還要外側的 位置上與工作軋棍接觸的元件以及用以將該元件推靠在工 作軋锟上的啓動裝置。抗彎曲力和由各自的支持軋棍以及 被棍軋材料施加於工作軋棍上的淨水平力作用於相同的水 平方向上。其中另外提供了控制裝置，用以控制各個啓動 裝置而施加抗彎曲力於其各自的工作軋锟，而與施加於另 衣紙張尺度通用中國國家標準（CNS)甲4规格（210 \297公蹵） 81.9.25,000 )6i6o Α6 Β6 經濟部中央標準局8工消费合作社印製 i. 五、發明説明（8 ) —値工作軋棍的抗隻曲力大小無關，所以對於每一個工作 軋棍來說，分別施加於其上的抗彎曲力與淨水平力均作用 於相同的水平方向上。 還有另一方面，本發明提供了控制一種棍軋機的方法 ,其中的一値工作軋锟是利用一個支持軋棍垂直地支撑並 且加以驅動，而且是由在工作軋棍的棍軋區域以外的棍筒 直徑位置上與工作軋棍接觸的支持滾筒水平地定位並且水 平地加以支撑。該方法之特徵在於棍軋期間依據以下各個 數量（（a)工作軋锟上的水平形變（b)作用於工作軋 錕上的水平力）至少其中之一而在支持滾筒的軸向外側之 位置上施加抗彎曲力，其中抗彎曲力與由支持軋锟和被棍 軋材料施加於工作軋棍上的淨水平力作用在相同的方向上 。本方法最好另外包括有利用移動前述支持滾筒而將前述 工作軋锟移位至一個預定位置上以便進行锟軋作業的程序 〇 本發明提供了操作一種棍軋機的方法，其中的工作軋 锟利用一個支持軋棍垂直地支撑並且加以驅動，該方法包 含利用在棍軋區域外的棍筒直徑處與工作軋棍接觸的支持 滾筒水平地定位工作軋锟並且支撑其承受水平棍軋力，以 及利用同樣在锟筒直徑處與工作軋锟接觸，但是接觸位置 位於軸向上比支持滾筒距離锟軋區域更遠處的抗彎曲滾筒 施加可能減小工作軋锟的水平彎曲程度的水平抗彎曲力， 該抗彎曲滾筒可以在水平方向上相對於支持滾筒而移動。 另一方面，本發明提供了控制一種锟軋機的方法，其 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填 % 裝 訂 線 ^紙張尺度適用中國國家櫺準（CNS)甲4规格（220 ^^2$公犛） 81.9.25.000 L06i6b A6 B6 經濟部中央標準居貝工消費合作社印製 五、發明説明（9 ) 中兩個相對的工作軋棍由各自的支持軋棍垂直地支撑並且 加以驅動，該方法包含在棍軋期間利用依據至少一項感應 到的各工作軋锟的狀況而獨立地施加水平锟軋彎曲力於兩 個工作軋锟上，控制兩個工作軋锟的水平弩曲現象以便減 小各個軋棍的彎曲程度。 以下將利用非限制性的實例，參考附圖而對本發明的 實施例加以說明，其中： 圖1是顯示本發明的锟軋機的一値實施例的一個垂直 的截面視圖。 圖2是圖1之中所示的棍軋機的上工作軋棍部份的垂 直截面的一個放大視圖。 圖3是圖2之中所示的上工作軋棍一部份的平面視圖 0 圔4 (a)、4 (b)和4 (c)顯示了施加於工作 軋锟的外力，其中圖4 (a)是顯示没有任何水平形變的 狀態的一個視圖，圖4 (b)是顯示存在有一個水平形變 之狀態的一個^圖，而圖4 (c)則是由上方觀察圖（b )的一個視圖。 圖5是顯示了形變和硬度可以依據工作軋锟末端部份 的支撑條件而改變的各種模式的一値圖表。 圖6是顯示在賁際的負荷狀況下施加抗彎曲力後所産 生的形變狀態的一個圖表。 圖7是顯示函數f (B/L)的值的一個曲線圖。 圖8是相對應於圖3而以圖表方式另外顯示一値第一 (請先閲讀背面之注意事項再填寫4, 丨裝_ 訂. 線. 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS)甲4規格（210 \297公踅） 81.9.25,000 A6 B6 五、發明説明（w) 値控制器的一値視圖。 圖9是圖8的控制器所執行的控制的一値圖表。 圖10是相對應於圖3而以圖表方式另外顯示另一値 控制器的一値視圖。 圖1 1是圖1 0的控制器所執行的控制的一個圖表。 利用本發明，工作軋棍的有效硬度可以被顯著地增大 ，使得工作軋锟的直徑被大為減小至其極小值。在說明某 些特定的實施例之前將先說明本發明的背後的原理。 首先，將參考圖4說明工作軋棍的硬度所扮演的角色 。在圖4 (a)之中所顯示的没有任何水平形變的狀態之 中，施加於一個工作軋棍上的水平力（2 F)是來自一個 中間支持軋棍2的锟軋負荷的反作用力P1的一個水平分 量，驅動力t以及被锟軋材料的縱長方向張力T 6 , T / 之間的差值的總和。然而，當這値工作軋棍由於這個水平 力而産生相對於另一個工作軋棍的形變時（圖4 (b)和 4 ( c )),锟軋負荷P的水平分量將被加到上述的外力 上而導致水平形變進一步增加。（由於工作軋锟的直徑很 小，即使是有限的水平形變也會使得這個成分變得很大。 )這將因而增加锟軋負荷P的外力分量，而當其無法與工 作軋棍的弯曲硬度平衡時，水平形變將變得無限大而産生 所諝的''挫曲"。然而，如果工作軋锟的水平彎曲硬度很 大，刖工作軋锟將穩定於一値特定的形變位置，所以能夠 進行锟軋。由理論研究和實際量測所得的結果，已經發現 棍軋負荷在工作軋锟因為水平形變而挫曲的一個極限正比 張尺度適用中囿國家櫺準（CNS)甲4规格（2丄0 公犛） 81.9.25,000 (請先閲讀背面之注意事項再填寫太 訂· i線· 經濟部中央標準局W工消费合作社印製 A6 B6 五、發明説明（11) 於水平形變硬度。因此，如何增加工作軋棍的有效硬度即 為達成縮減工作軋輥直徑的最大問題所在。 EP—A—416880中發表的方法，利用在剛好 位於最大材料法寬度（棍軋區域）以外的位置上支撑工作 軋棍而儘量地減小支撑的幅寬，並且企圖利用以兩側上分 別有雙重支持滾筒來支撑工作軋锟而建立堅固支撑的狀態 。依據本發明人所完成的理論和實驗證實，由於支持滾筒 的表面和軸向部份的彈性形變，將無法建立這樣的堅固的 支撑狀態，而其硬度的極限最多只有上述的堅固的支撑狀 態的4 0至6 0 %。（這相當於是簡單支撑的多硬度的2 至3倍。如果可以達成堅固的支撑，則硬度將能夠提高至 簡單支撑的5倍。簡單支撑指的是只在兩點加以支撑。） 隨後將檢視工作軋棍直徑由於硬度之提高而所能夠做縮減 程度。由於硬度正比於工作軋锟直徑d w的四次方，利用 分別位於兩側的一個多數的支持滾筒加以支撑的軋棍直徑 變成是（0 . 4 — 0 . 6 )的開四次方根號值，也就是在 簡單支撑的狀況中，其軋锟直徑為（0. 8 — 0. 88) % 經濟部中央標準局S工消費合作社印- ，而只能夠縮短軋棍直徑2 ◦至12%。（有時候，如果 能夠達堅固的支撑的狀況，其軋锟直徑變成是（1/5) 的開四次方根號值，也就是（0 . 〇 7 ),而可以將軋棍 直徑縮減3 3 %。 圖5在（i )和（i i )中顯示簡單支撑和堅固的支 撑，而在（i i i )之中則是相當於E P _ A — 4 1 6 8 8 ◦的一種可撓曲支撑狀況。 81.9.25,000 (請先閲讀背面之注意事項再填寫/k ) 本紙張尺度適用中國國家櫺準（CNS)甲4规格（21〇 χ$97公楚） A6 B6 0616υ 五、發明説明（12 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫t) 即使是在堅固的支撑的狀況中，如由圖5清楚所見， 形變存在於中央部份。如果抗彎曲力依據本發明而如 圖5 (i V)所表示之方式被施加，形變將可以被顯著地 減小而有效硬度原則上可以被增加堅固支撑狀況中硬度的 四倍（簡單支撑狀況的2 0倍），而工作軋锟直徑可以被 減小至簡單支撑時直徑的（1/20)的開四次方根號， 即（0 . 4 7 )倍。因此，軋棍直徑原則上可以減小逹 5 3%。 如同上面說明的内容，經由謹慎地控制水平的形變可 以增加水平形變硬度，結果可以完成縮減工作軋锟直徑的 目的。實現對水平形變的謹慎控制一直都是所希望做到的 工作。當工作軋锟的直徑被縮減至最小值時，其自然硬度 變得相當的小，例如，大約是簡單支撑時的1 / 2 0。即 使是稍微的控制延遲都可能對工作軋锟造成很大的水平形 變。結果，其形變無法即時利用抗彎曲力而被恢復為〇， 經濟部中央標準局8工消费合作社印製 因為由於锟軋負荷而産生的水平力的分量以及因為工作軋 棍與中間支持軋棍（或加強軋棍）和被棍軋材料接觸。如 果锟軋負荷的分力較大的話，工作軋锟的水平形變將會增 加而最後將無法進行锟軋。因此，非常希望能夠一直以迅 速的反應控制水平的形變。 圖1至3以圖形表示依據本發明的一個锟軋機的實施 例。圖1至3之中所示的锟軋機是一種典型的六重軋棍式 棍軋機。工作軋棍1位於被锟軋的薄片材料2 0的上方和 下方，而中間支持軋锟2和外側支持軋棍3則位於工作軋 張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（2^0 ^9乙公蹩） 81.9.25,000 A6 B6 五、發明説明（13)

請 先 閲 背 面 之 事 項 再 填 寫 本. X 棍1的上方和上方。一般來説，工作軋棍1的直徑非常小 ,所以進行锟軋所需的力矩不可以直接施加於其上。因此 ，力矩被施加於中間軋棍2 (或是外側軋棍3)上而被傳 送至工作軋锟1。 各値工作軋輥1在被軋锟材料2◦的最大寬度外的軋 锟鼓形部份，利用一個多數的滾筒4、 5、 6、 7在工作 軋棍的入料和出料側，於棍筒直徑（即锟軋直徑）上加以 支撑。水平地施加於工作軋棍1的水平力僅由滾筒4、 5 、6、7加以支撑。如圖3所示，在各個軋锟1的每一端 ，分別有四値滾筒4、5、6、7,每個水平側各有兩個 。滾筒4、6在此作為支撑和定位滾筒，而外側滾筒5、 7則作為抗彎曲滾筒。内側支撑滾筒4、6分別被裝置在 位於工作軋棍2 0的相對水平側並且平行於工作軋锟的堅 固横梁8、9上。利用經由軸承乃裝配於堅固横梁上的液 壓缸裝置14,外側支撑滾筒5、7可以相對於横梁8、 經濟部中央標準局8工消費合作社印製 9移動而推動工作軋棍1。一側的堅固横梁8被導引於一 個導引装置16内，利用具有經由一値負荷元10驅動一 個螺旋轉軸的一個馬達驅動齒輪的一値機械式定位裝置 1 1加以支撑（類似於EP — A — 4 1 6880中所發表 之方式），而支撑其它滾筒6、 7的堅固横梁9被導引於 一個導引裝置17内而且利用一値液壓缸裝置12被推向 工作軋锟1。一個油壓感應器（圖中未顯示）被裝配於液 壓缸1 2 ,用以量測推力。一個間隙感應器（即一値軋棍 位移感應器）2 1被裝配於堅固横梁8 ,用以量測工作軋 81.9.25,000 衣纸張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210 >^J97公犛） Α6 Β6 五、發明説明（14) 棍1中心部份的水平形變。 為了調整工作軋棍1的水平偏移，上述棍軋機中的工 作軋棍1被設計成可以在水平方向上移動，所以可以在被 棍軋材料2 0的傳送方向上偏移軋棍。因此，如圖3之中 所示，工作軋棍的直徑縮減末端部份15被承接於可以水 平滑動的軸承座16之中，在垂直方向上被加以限制。一 個輥軋軸承1 7提供了軸向的限制，垂直的軋锟彎曲力可 能經由軸承座1 6而被施加。工作軋锟1的水平定位和限 制是利用支撑滾筒4、6透過橫梁8、9的移動和定位而 進行。 施加抗彎曲力的液壓缸14可以被一個機械式馬達驅 動齒輪驅動裝置加以取代。 其次，將説明具有上述結構的棍軋機中的棍軋方法。 經濟部中央標準局8工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填窝#.;) 本發明提供抗彎曲力以配合工作軋锟的水平力，並且 顯著地增加了有效的水平形變硬度。如同已經說明過的， 在本發明的方法中，希望一直透過快速反應而控制水平形 變。因此，必須偵測作用於工作軋棍上的水平力，或者是 偵測工作軋锟的水平形變並且將結果回饋到施加抗彎曲力 的裝置。 首先，將說明偵測施加於工作軋棍的水平力以及據而 控制抗彎曲力的一種方法。 在圔6之中，要使中央部份没有形變δ c所需的抗彎 曲力可以利用以下方式加以決定。 在以下公式中： 农紙張尺度適用中國國家櫺準（CNS)甲4規格（210 Xg9乙公犛） 81.9.25,000 A6 B6 〇6Jl6〇 五、發明説明（15)

L

B

Q

X -X f

-〕X F (公式 4.8 a

L L是位於棍軋區域兩側的支持滾筒4 (或6 )之間的 幅長，a是抗彎曲滾筒5 (或7)和相郯的支持滾筒4 ( 或6)的距離，乃是被锟軋材料的薄片寬度，而2F是被 施加於工作軋锟的總水平力，：f (B/L)可以由以下公 式算出。

B

B (請先閲讀背面之注意事項再填寫夂；) (B/L) .{8-4〔 3} (公式2) 5

L

L 梭_濟部肀夾櫺率扃8工消费合作社印製 在實際上使用的材料薄片寬度範圍以内，f (B/L )如圖7之中所示假定了在1. 0至1. 5範圍内的一値 值。 在公式（1 )之中，材料薄片寬度B於實際的作業中 是一個已知的數值。因此，如果已知工作軋锟的水平力F 時，便可以知道抗彎曲力Q。實際上，水平力F是利用以 下的公式加以決定，因為圖4 (c)之中所示的負荷元負 荷L c和液壓力T可以利用圖3之中所示的負荷元1 ◦以 及利用液壓缸12的一値油壓感應器（圖中未顯示）加以 紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（21^ >^97_公犛） 81.9.25,000 〇Gl6o A6 B6 經濟部中央標準局w工消費合作社印製 五、發明説明（16) 測量。 F = L c - T …···…（公式3 ) (滾筒和軋锟之間的推力R、Q以及抗彎曲滾筒5、 7的各個液壓缸14的力量是内力，可能被排除在工作乳 锟1上的水平力的計算之外。因此，工作軋棍1上的水平 力2 F可以被定為負荷元負荷Lc和液壓缸力量T之間的 差值）。 如同上面說明的，抗彎曲所需的力量Q可以利用隨時 地測量負荷L c和T而連绩或間歇地加以決定，並且因此 可以按照希望的方式而被加以控制。 當容許一些控制上的延遲時，利用以圖3之中所示的 一個間隙感應器2 1量測工作軋棍的實際水平形變並且調 整抗彎曲力Q使得該水平形變變小而將工作軋棍的水平形 變限制於非常小的一値程度。結果，可以儘可能將工作軋 提的直徑顯著地減小。 表1表示一値數值計算的實例，顯示工作軋锟的直徑 可以如何依據本發明而被加以減小。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫太 ) .裝· 訂. —線. 衣纸張又度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公犛） 一 18 - 81.9.25,000 五、發明説明（17) A6 B6 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 表1 编號 % 統 支撑點 支撑條件 工作軋棍 之間的 距離 支撑 硬度 直徑 1 以軸承固定 1.5 自由 1 100 的工作軋棍 2 支撑點之間 1.1 半固 2-3 62-56 距離之縮減 定式 3 同上 1.1 固定 5 49 式 4 本發明 1.1 抗彎 20 35 曲 (控制） 支持滾筒之間的距離（L)正比於硬度的四分之一次 方，支撑條件正比於硬度的一次方，而軋锟直徑則正比於 硬度的四分之一次方。如果有效硬度在工作軋锟直徑被縮 SL纸張尺庋週用〒园囷象搽準WNS)甲4規格（210 x ^97公货） ~ 19 - 81.9.25,000 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本I) 訂. A6 B6 06伽 五、發明説明（18) 減時仍被保持相同，因此，L正比於軋棍直徑而支撑條件 則正比於軋锟直徑的四次方。 利用這個方法，本發明比原有的方法容許工作軋锟的 直徑可以有更大的縮減，其条統由於水平方向上的支持浪 筒而不會在工作軋棍的棍軋區域上造成任何表面的損傷， 因而可以穩定地進行具有高表面品質的超薄硬質材料的棍 軋作業。 其次，將說明工作軋棍的偏移。 如果工作軋锟的水平力過大的話，在圖5的第i v項 之中表示抗彎曲後的殘留形變也將正比於這値水平力而變 大，因而被棍軋材料將産生形狀上的缺陷。同時，抗彎曲 力將變得過大而産生各種不同的實際上的問題，例如液壓 缸14尺寸的限制，工作軋棍上過大的彎曲應力，滾筒的 軸承使用壽命之縮短，等等。因此，水平力之縮減將非常 的重要。如EP—A-416880之中所説明的，利用 將工作軋棍由支持軋棍的軸向平面上略為偏移便可以完成 這個目的。偏移量5可以利用橫樑定位裝置1 1而被加以 調整。當偏移量被調整時，如可以由圖4 (a)中所瞭解 的，來自中間支持軋锟在水平方向上的分力P1可以被加 以調整。 在本發明的實施例中，一値多數的滾筒4、 5、 6、 7提供水平的支撑力。因此，使用能夠抵抗這些彎曲力矩 的剛性横梁8和9。因此，可以提供抗彎曲力於工作軋锟 上。 表紙張又度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210备497公釐） 一 20 一 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本. 丁 I bo 經濟部中央標準局8工消费合作社印製 81.9.25,000 A6 B6 •06ib〇 五、發明説明（19) (請先閱讀背面之注意事¾再項寫本 雖然上面的說明是關於六重軋锟式锟軋機，本發明顯 然可以被應用於沒有中間支持滾筒的一種四重軋棍式锟聿L 機，或者是使用只有上方或下方直徑縮減的工作軋棍的一 種垂直非對稱式锟軋機。 總而言之，利用上述本發明的棍軋機和棍軋方法，工 作軋棍的有效硬度可以被顯著地提高，此外，工作軋锟的 直徑可以被大為減小。因此，即使當使用具有較小直徑的 工作軋棍完成棍軋時，工作軋锟的淨水平彎曲力可以被減 小而且可以保持高的剛性以抗拒水平彎折。因此，本發明 提供了可以穩定地進行棍軋，而且可以相當有效率地達成 硬質超薄材料之生産等利益。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 圖8以方塊圖顯示圖3的棍軋機的一値控制器2 2， 用以計算並控制抗彎曲滾筒5、7所施加的抗彎曲力。控 制器2 2是一値資料處理裝置，接收锟軋機中被锟軋材料 預定的希望的锟軋條件做為輸入資訊。控制器具有一個算 術單元2 3 ,由輸入資訊計算锟軋機的初期設定值。其次 ，有一個算術單元2 4 ·,接收間隙感應器2 1表示工作軋 锟在棍軋期間的彎折程度的輸出訊號並且由此算出所需的 抗彆曲力Q。由算術單元24的輸出訊號，一個算術單元 2 5計算並控制液壓缸1 4作用於抗彎曲浪筒5上的推力 。另有一値算術單元26計算水平力F,而另一個算術單 元27計算工作軋棍的偏移δ的偏移訊號，用以控制横梁 8、 9的定位裝置11,使得支持滾筒4、 6將軋棍1定 位於希望的位置上。 衣紙張又度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210^97_公楚） 81.9.25,000 Α6 Β6 姪濟部中央橒準局员工消费合作社印製 五、發明説明（20) 計算和控制方法以圔9表示並且如以下之說明。工作 軋棍預先被偏移δ,使得工作軋锟上的水平力F趨於最小 值。當錕軋作業開始的時候，水平形變將被感應器 21所偵測，而抗彎曲力Q的回饋控制將發生作用使得 = 〇。另一方面》在上述的控制期間，水平力將依據 公式1由抗彎曲力Q算出。於是，工作軋锟偏移訊號δ被 加以控制，使得水平力F將可以保持得比較小。換句話說 ，由於來自中間軋锟2的锟軋負荷的一個水平分量依據偏 移δ而改變，水平力F可以表示為由於偏移而産生的棍軋 負荷的水平分量，利用中間軋锟之驅動而施加於工作軋棍 的水平力（切線力），棍軋期間張力和由工作軋棍的水平 形變所引起的水平力之間的差值的函數： 2F-P ♦ 8 ♦ {2/(dw + d i)}-t + 1/2 ♦ (Tf-Tb) + a ·Ρ· be* { 2 / ( d w + d i ) } .........公式 4 其中d w是工作軋棍的直徑，d i是中間軋锟的直徑，而 ct是接近0. 67的一個傜數。 圖1 0顯示了圖3的锟軋機的控制器2 2的另外一種 實施例。一個算術單元23接收將被應用的锟軋狀況的輸 入資訊，並且提供預先軋锟設定的一個輸出訊號至一値偏 移位置控制訊號計算器2 8。一個算術單元2 6由來自負 荷元1 0和定位裝置1 1的訊號計算出水平力F。這個單 元2 6被連接至用以計算所需的抗彎曲力Q的一個算術單 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本1) 丨裝· 訂. .泉. 本紙張尺度適用中國國家櫺準（CNS)甲4規格（210 ^97_公楚） 81.9.25,000 經濟部中央標準局S工消費合作社印製 五、發明説明（21) 元24，以及用以計算工作軋棍1的偏移δ的一値算術單 元2 7。單元24的輸出訊號傳送至一値算術單元，用以 透過液壓缸14設定及控制抗彎曲滾筒的推力。算術單元 2 8由單元2 3和2 7接收資料並且提供一個偏移位置控 制訊號至定位裝置1 1。 利用圖1 0的控制器2 2進行的控制方法以圖1 1加 以表示並且說明如下。水平力L c、Τ被加以測量，而水 平力F則經由依據公式3的計算而得。抗彎曲力Q依據公 式1隨著水平力F之改變而被加以控制。偏移訊號δ依據 等式4被加以控制，使得水平力F保持於較小之範圍。 雖然為了簡化起見，圖8和10只顯示施加於工作軋 锟1的一個水平側的抗彎曲力及它們的控制方式，實際上 相同的原理將依照需要而應用於兩側。 在使用圖1的設備的本發明的一個特定的實施例之中 ，將進行以下的錕軋作業。最大的材料薄片寛度是 l〇5〇mm,而工作聿L提的提筒直徑是1 l〇mm。工 作軋锟的锟筒直徑長度是1 5 2 0 m m。支持滾筒之間的 距離L是1lOOmm,而由支持滾筒至抗彎曲滾筒的距 離a是1 80mm。棍軋負荷p最大是1 〇〇〇噸。利用 對偏移δ和抗彎曲力加以控制，水平力下的極大值被限制 於1 0噸。通常Q的值是1 2噸。δ c的值被控制為0。 本發明可以特別被使用以生産需要有較高的光澤的薄 片材料，所以它非常適合於棍軋不銹鏑。在許多狀況下， 其厚度為lmm或更薄，而其縮減率則為5 — 30%。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫主 -—裝_ 訂· i線. 本紙張尺茂適用中國國家標準（CNS)甲4规格（2丨0 X 297公》) -23 - 81.9.25.000

Claims (1)

1. B7 C7 D7 γί3修正/更補充 六、申請專利範圍 第81106333號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 (-先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 民國82年2月修正 1. 一種棍軋機，其中具有一匐工作軋棍（1),用 以垂直地支撑該工作軋輥（1)並且驅動該工作軋棍（1 )的一値支持軋棍（2),在工作軋棍（1)的兩傾水平 側的棍軋區域外的棍筒直徑上與該工作軋锟（1)接觸而 且在锟軋期間作用而固定工作軋棍（1)在兩個水平方向 上的位置並承受水平棍軋力的一個多數的水平支持滾筒（ 4、6),以及用以施加水平力於工作軋棍（1)而在軸 向由棍軋區域算起比該支持滾筒（4、6)更遠的位置上 與工作軋棍（1)接觸的元件（5、7),其特徵在於用 以施加水平抗彎曲力於包含該元件（5、7)的該工作礼 棍（1)的裝置以及用以將該元件（5、7)推向該工作 軋棍的啓動装置（14)，該抗彎曲力的方向與利用該支 持軋棍（2)和被棍軋材料（20)施加於該工作軋棍（ 1 0)的淨水平力相同。 經濟部屮央標準局貝工消费合作社印製 2. 根據申請專利範圍第1項的棍軋機，其中具有用 以在棍軋期間感應該工作軋棍（1)的至少一値狀況的感 應裝置（10、2 1),以及在棍軋期間作用而控制該裝 置（5、7、14)以便依據感應到的狀況而施加抗鸞曲 力的控制裝置（2 2 )。 3. 根據申請專利範圍第2項的棍軋機，其中由該感 應裝置（10、2 1)感應的該至少一種狀況是由（i) 本纸張尺度適用中國圉家標準(CNS)甲4規格（210x297公ft) 1 〇6 ο A7 B7 C7 D7 六、申請專利範園 該工作軋棍的水平形變和 i i)利用該支持滾筒以及被 棍軋材料施加於該工作軋棍的該淨水平力之中選出。 fJi?先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 4. 根據申請專利範圍第1項至第3項中任何一項的 棍軋機，其中用以施加抗彎曲力的該元件（5、7)含有 在棍筒直徑處與工作軋棍接《的一鹤多數的抗彎曲滾筒（ 5、7),而該啓動裝置（14)相對於該支持滾筒（4 、6)水平地移動該抗彎曲滾筒。 5. 根據申請專利範圍第4項的棍軋機，其中在該工 作軋棍的每値水平側各有承載至少^一傾該支持滾筒（4、 6)和至少一値該抗彎曲滾筒（5、7)的一個剛性支持 元件（8、9),該剛性支持元件（8、9)可以移動， 以便調整該工作軋棍（1)的水平位置。 6. 根據申請專利範圍第5項的棍軋機，其中對於各 個該抗彎曲滾筒（5、7)，該啓動裝置含有裝置於各自 的該剛性支持元件（8、9)上的一個液壓缸裝置（14 絶濟部屮央標準局員工消贽合作社印製 7. 根據申請專利範圔第5項的棍軋機，其中每個剛 性支持元件（8、9)各承載了在該棍軋區域軸向相對兩 側上與該工作軋棍（1)接觭的兩値支持滾筒（4、6) 以及棍軋區域的軸向相對兩側與該工作軋輥接觸的兩個該 抗彎曲滾筒（5、7 )。 8. 根據申請專利範圔第1項的棍軋機，其中在該工 作軋棍（1)的一健水平侧，該支持滾筒（4)是由在棍 軋期間提供其所承載的該支持滾筒（4) 一値預定的水平 本紙張尺度適用中國S家標準（CNS)甲4規格（210x297公釐） -2 - C7 D7 六、申請專利範園 位置的第一個支持裝置（8、1 1)所承載，而在該工作 軋棍（1)的另一個水平側，該支持滾筒（6)是由第二 個支持裝置（9)所承載，該棍軋機另外具有作用於該第 二個支持裝置（9)之上的施加裝置（12),以便經由 該支持滾筒（4、6)施加一傾預定的水平力於該工作軋 棍（1)而將工作軋锟推向該第一値支持裝置（8)。 9. 根據申請專利範圍第8項的棍軋機，其中該第一 個支持裝置（8)的位置可以水平地諝整。 10. 根據申請專利範圍第1項的棍軋機，其中在棍 軋期間施加於該工作軋棍的水平棍軋力基本上只由用以施 加抗彎曲力的該支持滾筒（4、6)和該裝置（5、7、 1 4 )所施加的力量加以平衡。 短濟部屮央檁準局貝工消费合作社印製 (^先閉讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 1 .根據申請專利範圍第1項的棍軋機，其中具有 材料在其間被锟軋的兩掴該工作軋棍（1),用以支撑和 驅動該工作軋棍的各個支持軋棍（2)以及用以控制各自 的啓動\裝置（14)以便施加該抗彎曲力於各個工作軋棍 的各自的支持滾筒（4、6)和支持裝置（22),該抗 彎曲力的大小則和施加於另一個工作軋棍的抗彎曲力大小 無關，所以對於各値工作軋棍，施加於其上的抗彎曲力的 方向與由各自的支持軋棍（2)和被棍軋材料施加於工作 軋棍的淨水平力相同。 12.—種棍軋機，其中具有一値工作軋棍，用以垂 直地支撑該工作軋棍並且驅動該工作軋棍的一値支持軋棍 (2),在工作軋棍的兩値水平侧棍軋區域外的棍筒直徑 本纸張尺度適用中國困家標準（CNS)肀4規格（210X297公釐） _ 3 - 經濟部中央標準局貞工消f合作社印製 A7 LOGi^o B7 C7 _ D7 六、申請專利範園 處與工作軋棍接觸而在棍軋期間作用以固定工作軋棍在兩 個水平方向上的位置並且承受水平棍軋力的一個多數的水 平支撑滾筒（4、6)，以及在該工作軋棍的兩値水平側 軸向由該棍軋區域算起比該支持滾筒還要邇外側的位置上 的棍筒直徑處與該工作軋棍（1)接觸的一傾多數的外側 滾筒（5、7),其特擻在於用以相對於該支持滾筒（4 、6)移動該外側滾筒並且將該外側滾筒推向該工作軋篇 而由此施加水平抗彎曲力的該外側滾筒（5、7)的啓動 裝置（1 4 )。 13. 根據申請專利範圍第12項的棍軋機，具有用 以控制該啓動裝置（14)的控制裝置（22),所以在 棍軋期間該外側滾筒（5、7)在與該支持滾筒（4、6 )施加的淨水平力相對的水平方向上施加該抗彎曲力。 14. 棍軋機的一種控制方法，其中一個工作軋棍( 1)利用一個支持軋棍（2)垂直地支撑和驅動，而且利 用在棍軋區域外的棍筒直徑之位置上與工作軋棍接觸的支 持滾筒（4、6)加以水平地定位和水平地支撑，其特徽 為在棍軋期間依據（a)工作軋棍（1)的水平形變和（ b)作用於工作軋棍（1)上的水平力等數量至少其中之 一而在支持滾筒（4、6)軸向外側的位置上施加抗彎曲 力，該抗彎曲力作用於與由支持軋棍（2)和被棍軋材料 (20)施加於工作軋棍（1)的淨平力相同的方向上 0 15. 根據申請專利範圍第14項的方法，另外包括 本紙ft尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格(210x297公釐） -4 ~ .................................................K..............................ίτ........- ..................sf (請先閱讀背面之注意事項再填窩本頁) ^1¾:部屮央櫺準局貞工消贽合作社印製 A7 LOGiGo b7 C7 _D7 '了构免移動該支持滾筒（4、6)而水平地將該工作軋棍 (1)移位至一値預定的位置進行輥軋。 16. 棍軋機的一種操作方法，其中的一Μ工作軋棍 (1)是利用一個支持軋棍（2)垂直地支撑和驅動，該 方法包含利用在棍軋匾域外的棍筒直徑處與該工作軋棍接 觸的支持滾筒（4、6)水平地定位該工作軋棍（1)以 及支撑其承受水平棍軋力，其待戡為利用在軸向上由該棍 軋區域算起比該支持滾筒（4、6)更外側的位置的棍筒 直徑處與該工作軋棍接觸的抗彎曲滾筒（5、7)施加傾 向於減小該工作軋棍（1)的水平《曲的水平抗彎曲力， 該抗彎曲滾筒可以相對於該支持滾筒（4、6)而在水平 方向上移動。 17. 棍軋機的一種控制方法，其中兩値相對的工作 軋棍（1)利用各自的支持軋棍垂直地支撑和驅動，該方 法包含在棍軋期間利用施加水平軋棍彎曲力於該兩傾工作 軋棍而控制該兩値工作軋棍的水平彎曲以便減小各値軋棍 的彎曲程度，其特徽在於該水平軋棍彎曲力是依據各値工 作軋棍（1)的至少一個感應到的狀況而獨立地被施加於 該工作軋棍（1 )。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁 •象. •線· 本紙張尺度適用中SS家標準（CNS)甲4規格(2丨0x297公釐） -5 -