专利名称：具有“c”形弯型块的轧辊弯辊装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轧制连续钢带的轧机的工作辊的弯辊装置，用以在钢带厚度减少过程中控制钢带的形状。
可以采用一种施加正弯辊力或负弯辊力的方式，通过向位于连续钢带轧机的上工作辊和下工作辊的每一轴端的被旋转支撑的轧辊座施加压力实现工作辊在垂直平面内的弯辊。所谓“C”形、“E”形、Mae West形和其它形式的轧机轧辊座，都包含有施加压力的液压缸和活塞组件，所述组件与具有适宜结构的轧辊座相连接，用以向工作辊施加弯辊力。通常，这样的轧辊弯辊装置被限制在轧机机架的牌坊立柱的范围之内，而沿垂直方向又受到上支承辊和下支承辊的轧辊座的限制。
美国专利US 3,228,219公开一种轧辊弯辊装置，其中在工作辊的辊座和支承辊的辊座之间采用液压方式，以便只以负弯辊方式实现工作辊的弯辊。
美国专利US 5,638,716公开一种工作辊弯辊装置，它采用既施加正弯辊力又施加负弯辊力的方式，将“C”形轧辊座与轧机的牌坊立柱刚性地连在一起。
日本专利平1-5612(A)公开一种工作辊的轧辊座，每个轧辊座伸出有两个“嵌条”(fillets)。所述嵌条沿轧辊轴向方向的长度比沿同方向轧辊座的长度短。如此设置嵌条的长度和定位之后，当工作辊开始相互接触时，各嵌条也变成在同一水平面上。加在轧辊座上的弯辊力沿每个轧辊座的轴向是非对称性的，从而导致其磨损也是不均匀的，因而使用寿命也会缩短。
本发明提供一种用于工作辊弯曲的弯辊装置，当轧机的各牌坊立柱之间的空间有限时，特别是沿垂直方向空间受到限制时，本发明的应用效果更明显。一般的情形是，对一台现有的四辊(或更多辊)的轧机改进其轧辊的弯辊方式，而该轧机在最初设计时没有考虑工作辊的弯辊特性。
本发明的工作辊轧辊座设有弯辊侧翼，各自朝外向相邻的牌坊立柱延伸。每个侧翼的尺寸与工作辊的轴向上的轧辊座尺寸有关，各侧翼相互避让，而当工作辊在轧制位置时也互不干涉。只要当通过侧翼而将弯辊力加于轧辊座上时，每个轧辊座上的弯辊力沿轴向对称，如此设置弯辊侧翼即可，这样就能使轧辊座内轴承的表面磨损得以一致均匀，因而延长了服务年限。
以下参照附图详细描述本发明的其它特殊的特点和所起的作用，其中
图1所示为现有技术一种“E”形弯型块的工作辊弯辊装置的局部剖视侧视图；图2所示为现有技术一种“C”形弯型块的工作辊弯辊装置的局部剖视侧视图；图3是本发明一种工作辊弯辊装置的上轧辊座和下轧辊座的透视图；图4是本发明的“C”形弯型块工作辊弯辊装置的局部剖视正视图；图5是本发明的“C”形弯型块工作辊弯辊装置沿图4的5-5线所取的剖视图，图中表示对下工作辊施加弯辊力；图6是本发明的“C”形弯型块工作辊弯辊装置沿图4的6-6线所取的剖视图，图中表示对上工作辊施加弯辊力。
下面将以一四辊轧机的工作辊为对象描述本发明，表示上工作辊和下工作辊，每个工作辊各有一支承辊与之相对应。在本发明所述弯辊装置的一个优选实施例中，所述弯辊装置位于轧机机架和支承辊的轧辊座的各牌坊立柱形成的范围之内，因为机架限定了水平方向的可用空间，而支承辊的轧辊座限定了垂直方向的可用空间。轧机的其它结构也能体现可以应用这种装置的一些优点。对现有技术的实际弯辊装置加以研究和比较，不难发现，本发明的结构明显紧凑，能够应用在空间尤其是垂直空间受到限制的情况。
图1示出一般称作“E”形弯型块的轧辊弯辊装置，其特征是“E”形弯型块10和11内分别设置液压缸12和活塞13。
上工作辊辊座14和下工作辊辊座15具有弯辊侧翼16，通常沿水平方向延伸，活塞作用在侧翼16上实现工作辊的弯辊。所有这些部件被设置在由成对的牌坊立柱17、18以及支承辊辊座19、20所围成的空间内。
图2示出一般称作“C”形弯型块的轧辊弯辊装置，其特征是“C”形弯型块21和22内分别设置液压缸23和活塞24。上工作辊辊座25和下工作辊辊座26具有成对的弯辊侧翼27、28，由活塞24和30提供的液压力沿垂直方向作用在上述侧翼上，以弯曲工作辊。这种“C”形弯型块装置被设置在由成对的牌坊立柱31、32和支承辊辊座33、34所围成的空间内。
图3表示本发明工作辊辊座的透视图；图4-6分别表示与本发明弯辊装置和轧机有关的轧辊座的正视图和剖面图。在本发明的下面描述中，在某些情况下描述多个类似部件之一；但应当理解，这样的描述也适用于所有类似的部件。虽然，各图中只示出工作辊一个轴端的弯辊装置，同样的部件也位于另一相对的轴端。轧辊座包覆着轴承表面，旋转支撑着工作辊的轴端。
如图5和6所示，上工作辊辊座35和下工作辊辊座36均位于由轧机成对的牌坊立柱37、38所形成的空间内，所述牌坊立柱可以保证轧辊及其相关的部件沿垂直方向准确对中和轧机的连接紧固可靠。轧机在其操作侧和传动侧均成对地设置牌坊立柱。在本发明的一个优选实施例中，上工作辊辊座35在辊座的每一侧只设有单一的弯辊侧翼，各侧翼向其邻近的牌坊立柱37、38延伸。如图3所示，纵向轴线40和41可决定一平面，在侧翼39相对于该平面的镜像位置的辊座上，同样还设有另一侧翼。上述轴线与辊座所支承的工作辊的中心线一致。
在上述优选实施例中，下工作辊辊座36的辊座每一侧设有二个弯辊侧翼42、43、44和45(如图3所示)，各侧翼向其邻近的牌坊立柱37、38延伸(如图5、6所示)。各侧翼沿轴线41方向的尺寸可被设置成使得当辊座相互很靠近时，就像在轧制薄材时那样，上工作辊辊座的侧翼39能够与下工作辊辊座的侧翼44、45相配合(如图3)，配合位置如虚线46所示。所述各侧翼最好从下工作辊辊座36先向上再向外延伸，以及从上工作辊辊座35先向下再向外延伸，这样，在轧制期间，当上下辊座相互靠近时，相互配合的侧翼实际上已经位于同一水平面47上，如图5、6所示。
通常，每一轧辊座都为六面体形。如图3所示，上工作辊辊座35有侧面48，端面49和顶面50。在类似的部分，即各表面48，49和50的相对侧，相应还有同样的表面。下工作辊辊座36结构与之相似。
参见图3，在沿轴线40的方向上，侧翼39和与它镜像相对的侧翼关于轴承表面中心对称，因而，当施加弯辊力时，弯辊力沿轴承表面在轴向上是均衡分布的，因此，与弯辊力非均衡分布的情形相比，能延长辊座和轴承表面的使用寿命。与上述结构相类似，下工作辊辊座的侧翼44和45以轴承表面的纵向中心线对称等距设置，因而，当给每个侧翼施加相等的弯辊力时，弯辊力均衡分布。在某种情况下，上述纵向中心线实际上位于每一辊座的中心。
在上述实施例中，如图4-6所示，弯辊力通过液压缸和活塞加到侧翼上。液压缸和活塞被设置在“C”形弯型块51和52内，该二弯型块跨接在侧翼上。在工作辊的每一轴端，所述工作辊弯辊装置包括一对“C”形弯型块。活塞53和54(如图4、6示)作用在上工作辊辊座的侧翼39上。活塞55、56和57、58分别作用在下工作辊辊座的侧翼45和44上，如图4、5所示。通过活塞杆施加弯辊力，而活塞杆连接到侧翼上的施加弯辊力的凹入处39A(见图3)。
活塞53以及其它用来提供液压力的处于中央位置的活塞，它们的横截面面积之和，与活塞55和57及其它位于中央活塞两侧的活塞的横截面面积之和相等(如图4所示)。例如，假设活塞53的直径为7.0英寸，则每个活塞55和57的直径均约为4.95英寸。对单个活塞53来说、以及对活塞55和57两者来说，被施加液压力的横截面面积都约为154英寸2。横截面面积的这种配合使得能用从单一的液压源流出的液体流向每一液压缸时液压力相同。对于上述液压力而言，弯辊侧翼沿轴线40和41方向的尺寸需要考虑加在每一侧翼上的液压力，也应考虑侧翼的强度。例如，当侧翼39需要对辊座35传递两倍的弯辊力时，它沿纵轴线的长度比侧翼44或者45的要长。当上述活塞的横截面面积不相配合时，本发明可能存在结构上的差异。在另一实施例中，假如工作辊沿轴向的间隙是许可的话，则可将上工作辊辊座的侧翼作得宽一些，而且可用两活塞给这种侧翼(图中未示)施加弯辊力。这样，就可能存在与图3-6所示相似但又经过改型的结构，所述改型可以是使上工作辊辊座包含4个侧翼，下工作辊辊座只包含2个侧翼。
在上述优选实施例中，所有的液压缸和活塞装置都是单独作用的，并且仅沿一个方向施加压力。如图4-6所示，活塞杆上的箭头表示施加压力的方向。如图4所示，通过活塞54向上运动，用来给上工作辊辊座35的侧翼39施加一个向上的力，而通过活塞55和57的向下运动，用来向下工作辊辊座36的侧翼45和44施加一个向下的力，这样则实现工作辊的正弯辊(接近辊中心的工作辊间隙较小)。通过活塞53向下运动，用来给上工作辊辊座35的侧翼39施加一个向下的力，而通过活塞56和58的向上运动，用来给下工作辊辊座36的侧翼45和44施加一个向上的力，这样则实现工作辊的负弯辊(接近轧辊端部的工作辊间隙较小)。当以正方式实现弯辊时，工作辊59和60变成图4中虚线所示的形状(放大图)。应能理解，上述对与“C”形弯型块52相关的部件的动作只是作为一个示例来说明本发明，而且，所述装置的其余三种“C”形弯型块及相关部件以同样的方式动作。
本发明的弯辊装置能实现工作辊的弯辊，其所占用的空间要比现有技术的装置所占用的空间明显地小。这一优点能使不具有工作辊弯辊能力的现有轧机得到改进，可以通过给现有轧机换装本发明的弯辊装置。通过使用本发明的结构紧凑的弯辊装置，新型轧机的设计便变得十分的简单容易。
图1和2所示的现有技术的实际弯辊装置与图5和6所示的本发明的弯辊装置相比，可知它们在垂直方向上所需空间是不同的。如上所述，垂直空间一般要受到上支承辊辊座的底部和下支承辊辊座的顶部的限制。图1和2所示的这种支承辊辊座分别为19、20和33、34，图5和6所示的支承辊辊座分别为61和62。如图5和6所示，辊座61和62分别支撑着下支承辊63和上支承辊64，而上支承辊64和下支承辊63又分别与上工作辊59和下工作辊60接触。这种接触实际上是在轧辊轴线上的轧辊表面的线接触。为了比较不同弯辊装置所需的垂直空间，假定所有活塞的行程是相同的，如各图所示。参照图1所示的轧辊弯辊装置，液压缸需要三个“层次”的长度，分别为65、66和67；侧翼需要两个“层次”的长度，分别为68和69。图2所示的弯辊装置，液压缸需要两个层次的长度，分别为70和71；侧翼需要四个层次的长度，分别为72、73、74和75。比较图5和6所示的实施例，却分别只存在两个液压缸的层次即76、77和一个弯辊侧翼层次即47。弯曲侧翼在垂直方向上的厚度约9英寸；被设置在不同型号的缸体中的活塞和液压缸组件，在垂直方向上的高度约为12英寸。与图1和2所示的装置相比，约能节省空间21至27英寸。这个估算值会因各轧机尺寸的不同和生产能力的不同而有变化。
本发明的装置在垂直方向上的设置是如此的紧凑，在某种情况下，能够为辅助设备提供足够的空间。如图5所示，用轧辊78和79来替换工作辊就很方便。将这样的轧辊用作轧机的工作辊是公知的。
虽然图1和2所示的现有装置安装在支承辊辊座19和20之间或者33和34之间是合适的，但是，当将一台现有轧机更新使之具有弯辊装置时，就不总是这样合适了。比如，在垂直空间受限的地方，现有装置的更换就难以实现，而本发明的装置则能实现，并能使用长行程的液压缸，以便能够增大工作辊的间隙。本发明的弯辊装置结构如此紧凑，还能改善轧机其它部分之间的备用维修空间，使得象更换轧辊等操作更加便利。
虽然上面对本发明实施例的具体结构和实施方法作了详细清楚的说明，但按照上述启示，所做的不同形式的改型都应视为没有脱离本发明申请人所作的新颖性贡献的范围；因此，本发明的保护范围应以其权利要求书为根据而确定。
权利要求
1.一种在可控制连续钢带外形的轧机上设置的工作辊弯辊装置，所述轧机的每一侧均成对地设有牌坊立柱，所述弯辊装置可完成钢带成形，它包括一对上下工作辊，用以控制连续钢带的外形；多个工作辊轧辊座，可滑动地设在所述成对牌坊立柱之间，其具有轴承表面，用以旋转所述支撑上下工作辊的轴端；在上述工作辊轧辊座的两相对侧的每一侧面各至少设有一个弯辊侧翼，所述侧翼各自分别向与其最邻近的牌坊立柱延伸；通过所述侧翼向工作辊上施加弯辊力的机构；所述每个弯辊侧翼具有一合适的尺寸和定位，被沿工作辊的中心轴线方向可旋转地支撑着，因而，在工作辊实行弯辊动作时上工作辊辊座的侧翼和下工作辊辊座的侧翼能位于同一水平面上而不发生相互干涉，而且所述弯辊力沿所述轴线被均衡地施加在每个辊座的轴承表面。
2.根据权利要求1所述的工作辊弯辊装置，其特征在于所述施加弯辊力的机构包括有被液压驱动的活塞和液压缸组件，通过弯辊侧翼将弯辊力施加在工作辊上。
3.根据权利要求2所述的工作辊弯辊装置，其特征在于还包括能容置所述活塞和液压缸组件的缸体。
4.根据权利要求3所述的工作辊弯辊装置，其特征在于在轧机的每一侧设置一对所述能容置活塞和液压缸组件的缸体。
5.根据权利要求1所述的工作辊弯辊装置，其特征在于所述每一上工作辊辊座的侧翼从辊座向着与其最邻近的牌坊立柱先向下再向外延伸，所述每一下工作辊辊座的侧翼从辊座向着与其最邻近的牌坊立柱先向上再向外延伸，当工作辊位于钢带厚度减少以致工作辊间隙最小的位置时，所有侧翼实际上应位于同一水平面上。
6.根据权利要求4所述的工作辊弯辊装置，其特征在于通常将一组具有三个被液压驱动的活塞和液压缸的组件按直线方式设在所述每个辊座的每一上部和下部，用以通过三个轧辊座的侧翼施加弯辊力给工作辊。
7.根据权利要求6所述的工作辊弯辊装置，其特征在于所述每组组件中用于提供液压力的活塞中，处于中央位置的活塞的横截面面积与位于中央活塞两侧的两个活塞的横截面面积之和相等。
8.根据权利要求1所述的工作辊弯辊装置，其特征在于还包括工作辊的调整机构，所述机构与工作辊的辊座有效地相连接。
9.根据权利要求8所述的工作辊弯辊装置，其特征在于所述工作辊的调整机构位于所述轧机的成对牌坊立柱围成的空间内。
10.根据权利要求1所述的工作辊弯辊装置，其特征在于所述每个上工作辊辊座至少具有两个弯辊侧翼，其中至少一个侧翼沿着从辊座到成对牌坊立柱之一的方向上延伸，至少一个侧翼于与之相对的方向在从辊座到成对牌坊立柱之另一个的方向上延伸；所述每个下工作辊辊座至少具有四个弯辊侧翼，其中至少两个侧翼沿着从辊座到成对牌坊立柱之一的方向上延伸，至少两个侧翼于与之相对的方向在从辊座到成对牌坊立柱之另一个的方向上延伸。
11.根据权利要求1所述的工作辊弯辊装置，其特征在于所述每个下工作辊辊座至少具有两个弯辊侧翼，其中至少一个侧翼沿着从辊座到成对牌坊立柱之一的方向上延伸，至少一个侧翼于与之相对的方向在从辊座到成对牌坊立柱之另一个的方向上延伸；所述每个上工作辊辊座至少具有四个弯辊侧翼，其中至少两个侧翼沿着从辊座到成对牌坊立柱之一的方向上延伸，至少两个侧翼于与之相对的方向在从辊座到成对牌坊立柱之另一个的方向上延伸。
12.一种改型现有轧机的方法，所述现有轧机不具有工作辊弯辊机构，所述方法为之提供工作辊弯辊机构，包括如下步骤将现有轧机的工作辊辊座替换为权利要求1所述的工作辊辊座弯辊装置，并使之被设置在由轧机的成对牌坊立柱与支承辊辊座形成的空间内。
全文摘要
一种可控制连续钢带外形轧机的工作辊弯辊装置,可更换不具有工作辊弯辊机构的现有轧机,使之具有弯辊能力。虽然轧机的垂直向空间有限,本装置设在轧机的牌坊立柱之间,因而垂直方向结构紧凑。其弯辊侧翼利用液压缸和活塞组件向工作辊辊座施加弯辊力,侧翼以配合的方式从辊座延伸,在设定很小轧辊间隙时,使上下辊座的侧翼能位于同一水平面而不相互干涉。这种侧翼使液压缸和活塞组件的“层次”减小,减少了在垂直方向上所需的空间。
文档编号B21B31/20GK1281759SQ00109139
公开日2001年1月31日 申请日期2000年6月12日 优先权日1999年6月24日
发明者罗伯特·W·迪特马尔 申请人:丹尼利公司