轧机机架减震的方法和装置的制作方法

专利名称：轧机机架减震的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及轧机机架减震的方法和装置，特别涉及带材板制品在厚度方面的轧制，机械特性一般在称为串列式配置的、具有多个连续机架的轧机机组上通过冷变形加工而获得。
背景技术：
冷式串列轧机包括相继的多个机架，所述机架一个紧随另一个地布置在所述带的行进路线上，这些机架保证所述带的厚度渐次减小。在转动的大质量块例如轧辊、支承辊，轧机机架的控制用减速器的齿轮机构的作用下，这种轧机机组遭受不合时宜的振动，高速轧制时更是如此。
这种现象与共振现象相似，因为对于超过一定的速度极限的一确定的轧机机架来说，它产生一基本上固定的频率，它可引起厚度的变化、带材的断裂以及在轧辊上和带材上留下痕迹。
因此，这种现象特别不利于生产，因为弥补该缺陷的最直接的补救措施是降低速度。
尽管振动起因尚未完全解释清楚，但是，多种原因看来可引起这种现象，其起因在于机架间带材的拉伸和轧辊间隙中厚度的减小过程之间的相互作用，其根据产生的作用力，引起整个轧机机架的弹性变形。
由于带材完全保持张紧在两个连续机架之间的间隙中，机架之间的拉力和轧制作用力彼此相互作用，因此，必须在每个机架间的间隙中调节带材的拉力。
轧机机架配有轧辊的紧固装置，可减小轧制制品的厚度，也可调节两个连续机架之间的拉力，尽可能在每个机架中保持不变的轧制条件，从而避免达到很可能引起带材断裂的拉伸强度。
一般来说，串列配置式冷轧机机组使用物质不灭定律应用于带材。因为带材的宽度在通过一冷轧机机架时没有变化，所以该定律保持金属排出量，其为厚度与速度的乘积。其目的是在串列配置式轧机机组的出口处获得恒定的厚度，为此，借助于第一机架的轧辊的紧固部件使来自第一机架的带材的厚度保持完全恒定，以及通过机架的速度的控制，保持第一机架和最后一个机架的速度。
因此，轧机机架的上游和下游的拉力与轧制力通过间隙中弹塑性地排出的金属相互起作用，显然，影响拉伸状态的干扰对厚度具有直接的后果。由轧机机架如此构成的机械设备，可由与轧辊的转动以及与其驱动有关的频率激发振动，所述频率例如是工作辊的转动频率、与安装在机架的减速器上的齿轮机构有关的频率等。
在工作辊之间金属排出的某些条件下，特别是根据润滑条件和根据轧辊的表面不平度，可从某一速度引起共振。如果不修正任何参数，那么，振动现象会出现非周期变化，可导致带材断裂。不管怎样，经受振动的带材的长度具有大的痕迹和厚度变化，不得不予以报废。
因此，根据对不同谐振器的特性的研究，可对所述现象进行干涉，以便计算其固有频率，且使之与设备上观测到的频率进行比较。因此，轧机机架要实现或多或少精细的模型化。为此，例如，习惯于将机架在轧制力的作用下的变形视为总的弹性作用，考虑到轧辊和轧辊轴承座可移动的惯性，所述设备形成一结构简单的质量块-弹性体系统(système masseressort)，其中，可测定振动方式。这种系统具有一单一的自由度。鉴于摩擦，例如轧辊轴承座沿轧机机架的检查口的摩擦，也可考虑系统进行一定的减震。也有人提出很多更为精巧的模型，其中，对构成轧机的成套质量块和加固件以及可造成摩擦的不同部分进行分解，更为精确地复现轧机机架上可能的振动方式。
在这种具有多个自由度的系统中，存在与多个共振频率相应的多个振动方式。
这些模型已与串列配置式轧机、特别是最可能引起振动的最后机架的速度提高时记录的测量结果进行过比较。因此，可以看出，两个频带之间的振动方式特别不利，因为其振幅变大，对轧机机架引起严重干扰。同...相比与...相比同音阶相比，习惯于把1/3倍频程的频率理解为120赫兹至250赫兹的频率，把1/5倍频程的频率理解为500赫兹至700赫兹的频率。
此外，这些作用不相同，因为例如据发现，1/3倍频程的振动产生厚度缺陷和带材断裂，而1/5倍频程的振动在支承辊上留下痕迹。另外，根据精确的轧制条件，振动不总是在相同的频率发生，而在示出的频率范围之一内发生。
各种装置和方法设计成在进入振动的部分起辅助减振作用，例如改变带材进入间隙(WO9627454)的条件。
提出的其它装置使用一具有可变作用力的辅助偏转辊，以便局部地吸收带材中产生的拉伸振动(JP 8-238510，JP 8-238511和JP 8-238512)。
这种装置具有公知的功效，但是，其缺陷是装入一辅助偏转辊，所述辅助偏转辊必须保持良好状态，以便不在带材上留下痕迹，而且还必须配设一比较复杂的控制系统，其示出带材每次引入到轧机机架中时就位的附加应力。
公知的其它装置更特别涉及用于配给所述轧机机架本身一辅助减振件，并因此消除振动的进入，或者至少改变轧辊的的旋转速度——对于该速度会出现所述振动现象。例如，文献JP8-066724提出在工作辊的轴承座之间安装简易的减震器，但是，必须借助于所述装置装备所有工作辊组，或者当轧辊每次变化时，拆卸和重新装配所述装置，这会浪费较多时间和较大地降低劳动生产率。
为避免这种缺陷，已提出在轧机机架的上部牢固地安装一一般的减震器，所述减震器具有一惯性质量——也称为振动质量块，其作为一基准发生作用，以获得在一不利于轧机的频率上共振的一系统，但是，其运动与进入振动的轧机部分呈相反的相位。因此，在专利JP 8-247211中，一振动质量块安装在轧机机架的每个立柱的顶端，且通过一钢板弹簧片与立柱连接，所述钢板弹簧片的支承点可移动，以便可调谐共振频率。这种装置实施起来相当简单，但需要持续不停地进行调谐。
实际上，振动现象(英文为“chatter”)产生的频率不是完全恒定的频率。例如，如果将支承辊的质量块视为振动系统的组件之一，那么，所述支承辊所具有的直径通常为1200mm至1800mm，且在数百毫米的直径范围内用于同一设备。因此，对于1600mm的标称直径来说，支承辊的实际直径可为1550mm至1750mm，这表示对于直径是13％的变化，而对于重量是26％的变化。但是，其它参数也可改变“振动”现象(“chatter”)出现的频率，例如间隙的润滑条件，而且它们可快速改变。因此，这些装置需要对轧机的频率进行调谐，这些装置本身具有非常刺耳的共振最大值。
专利JP09-267110提出另一种减震装置，其具有一安装在上轧辊的支承用轴承座和轧辊的紧固装置之间的桁架。一中央部分配有一振动质量块，且通过弹簧式固定装置在两端部进行连接，所述固定装置也具有形成减震器的轧辊。
在一实施例中，振动质量块连接于一种活塞，该活塞可在一充满粘性流体的封闭室中移动，因而构成一被动的减震器。
所有这些公知的装置相当复杂，且具有多个自由度，因为必须考虑采用多个由形成弹簧的不同构件连接的质量块。因此，频率响应具有多个共振和防共振极点，这些极点具有的峰值的振幅较大，这使装置具有大的功效，但是，每个峰值的频带宽度窄小，这需要对人们力求消除的现象的频率经常进行非常精确的调谐。

发明内容
但是，本发明旨在通过更为简单和更容易使用的方法和装置弥补这些缺陷，相对于人们希望校正的干扰(parasite)现象的频率的可能变化来说，本发明的方法和装置具有一较大的固有通频带。
因此，一般来说，本发明涉及轧机机架中的减震方法，这种轧机机架具有两个立柱，其间布置有一组轧辊，这些轧辊叠置在一基本上呈竖直的平面上，且转动地安装在形成轴承的轧辊轴承座中，所述轧辊轴承座竖直滑动地安装在沿所述立柱布置的导向面之间，在本发明的方法中，振动能量由至少两个振动质量块予以减弱，所述振动质量块分别通过一可调节的连接部件连接于机架的每个立柱。根据本发明，每个振动质量块由一不可压缩的流体缓冲层直接与相应的立柱的上部连接，所述流体缓冲层装在一液压动力缸腔室中，所述腔室由一个在另一个中滑动的两个构件加以限定，一第一构件构成至少一部分振动质量块，一第二构件直接固定在立柱的上部上，此外，在轧制过程中，所述连接用缓冲层的厚度永久地保持一基本上恒定的数值。
借助于布置在每个立柱上面的振动质量块，这种方法可减小轧机机架对振动的敏感度，轧机机架的振动能量由不可压缩的流体缓冲层吸收，该缓冲层构成每个立柱的顶端和相关的振动质量块之间的直接连接。
在一优选的实施方式中，构成连接用缓冲层的不可压缩的流体持久循环地保持在一外部环路中，所述外部环路在动力缸腔室上连接在流量可调节的流体排放部件和返回到所述腔室中的返回部件之间。
特别有利的是，流体朝外部环路排放的流量以及返回到动力缸腔室中的流量调节成，使流体缓冲层的厚度保持在一基本上恒定的最佳值。
为此，根据本发明的方法的另一有利的特征，连接用流体缓冲层的厚度由一位置传感器持续不停地加以测定，借助于一调节回路作用于流体供给部件，以调节缓冲层的厚度。缓冲层的厚度值的调节可使减震系统的刚度调节在一最佳值。
优选地，借助于排放部件的调节改变供给缓冲层的流体的循环流量，以使减震装置的减震系数的数值调节在一最佳值。
但是，也可改变布置在每个立柱上面的振动质量块的数值，以使减震装置的减震系数的数值调节在一最佳值。
根据本发明另一优选的特征，选择流体缓冲层的厚度、供给缓冲层的流体的流量和振动质量块的调节数值的组合，给出减震装置的刚度与减震系数的一最佳值，可使减震装置的通频带定位在轧机机架的振动频率上。
本发明还涉及轧机机架的减震装置，其具有两立柱，每个立柱连接于至少一振动质量块，所述振动质量块由一可调节的连接部件连接于所述立柱的上部，所述连接部件由至少一不可压缩的流体缓冲层构成，所述流体缓冲层装在至少一液压动力缸的一腔室中，所述腔室由两个动力缸构件加以限定，这两个构件一个在另一个中密封地滑动的加以安装，一第一构件构成至少一部分振动质量块，一第二构件固定在所述立柱的上部上，每个所述动力缸连接于一保持部件，使所述流体缓冲层的厚度永久地保持在一基本上恒定的数值。
在一优选的实施方式中，每个动力缸连接在一外部环路上，所述外部环路使装在所述动力缸的腔室中的流体久永地循环在配有一排出流量调节部件的一装在动力缸腔室中的流体的排放环路和一使流体返回到动力缸腔室中的返回环路之间。
为此，每个动力缸的腔室具有至少一流体排出孔和至少一入口孔，所述排出孔通过配有一排出流量调节部件的一排放环路连接于一贮存箱，所述入口孔通过配有一流量可调节的泵的一返回环路连接于贮存箱。优选地，该流量通过一传感器从测量动力缸腔室中流体缓冲层的厚度开始进行调节，以使所述厚度保持在一基本上恒定的数值。
在一优选的实施方式中，用于构成流体缓冲层的流体是油，其粘度大于50厘沲(centistoke)。


在下面对附图所示的一特殊实施例的说明中，本发明的其它特征和优越性将得到更好的理解。
图1是轧机机架的正视图，示出本发明的装置。
图2是图1的侧视图。
图3示出现有技术中的装置的模型化和频率响应特性。
图4示出本发明的装置的简化模型化。
图5示出本发明的装置的另一种模型化。
图6示出本发明的装置的频率响应特性。
图7示出本发明的方法的调节特性曲线。
图8以表面的形式示出本发明的方法的全部特征。
具体实施例方式如图1和2所示，一轧机机架1具有两支柱2、2′，所述两支柱由横梁3、3′分开和连接，其间安装一组叠置的轧辊，所述轧辊具有平行的轴线，且基本上布置在基本上与制品的移动方向垂直的同一紧固平面中。
可实施不同类型的轧机。一般来说，在一轧机中，待轧制的制品进入两工作辊4、4′之间，所述两工作辊限定轧制面，这些轧辊从其经受的作用力方面来看，一般具有较小的直径，因此，它们一般分别支承在至少两支承辊5、5′上，轧制力施加在所述至少两支承辊之间。
因此，称为“四辊式轧机”的轧机具有四个叠置的轧辊，其分别为两工作辊和两支承辊，所述两工作辊分别连接于直径较大的两支承辊。
在“六辊式轧机”的轧机中，中间辊间置在每个工作辊和相应的支承辊之间。
具有或多或少的轧辊的其它类型的轧机是公知的，且用于工业中。
轧辊彼此沿基本上平行的支承线支承，且沿一母线定向，其通常是直的型面取决于施加的作用力和轧辊的强度。一般来说，紧固力由螺钉或动力缸6a、6b施加，所述螺钉或动力缸间置在机架和上支承辊5′的轴的两端部之间，下支承辊5′通过两端部支承在机架上。因此，除下支承辊以外，其它轧辊必须可相对于机架移动，为此，由支承机构51、51′加以支承，所述支承机构在布置在机架的两支柱中的两窗口中垂直滑动地加以安装。
紧固部件例如螺钉或动力缸6a、6b支承在机架上，沿轧辊的压紧方向施加垂直作用力，以轧制通过工作辊之间的制品B。
一般来说，每个轧辊围绕其轴转动地安装在轴承上，所述轴承由称为轧辊轴承座的两支承机构41、41′加以支承，其与通过工作辊的轴的紧固平面P相平行地滑动地进行安装，每个位于两平的导向面之间，所述导向面分别在所述紧固平面两侧布置在机架的相应的窗口的两侧上。因为支承辊具有大直径，所以相应的导向面52、52′一般直接布置在机架的相应的支柱的两立柱上。相反，由于工作辊具有较小的直径，因此，其轴承座较小，更为紧固的相应的导向面42、42′一般布置在两坚固的构件7上，所述构件7固定在两立柱上，围绕窗口且朝其内凸起地延伸。这些组件可具有控制工作辊挠曲的控制装置，其一般为动力缸，图上未示出。无需描述轧机机架的所有这些公知的装置，许多出版物中已经述及。
“振动”现象长时间以来已有研究。如上所述，已提出各种不同的其工作可模型化的减震装置。
通常，对于具有安装在机架的两立柱上部的紧固动力缸的轧机机架来说，机架的不同部分的振动特性及其彼此的相对运动的分析导致示出惯性质量和加固件，其如图3a所示，其中[56]-ma是两支柱2、2′的上面部分的质量。
-mb是两支承用上轴承座51a′和51b′的质量。
-mc是分别包括上工作辊4′及其轴承座41a′和41b′与上支承辊5′的上部设备的质量，相应地，md是下部设备的质量。
-me是两支柱2、2′的下部和支承用下轴承座51a、51b的质量。
-ka是两支柱2、2′的上部的刚度。
-kb是用于普通加油的紧固动力缸6a、6b的液压刚度。
-kc是支承用上轴承座51a′、51b′和上支承辊5′之间的连接刚度。
-kd是由于轧辊的扁率而导致的刚度和由于板材而导致的刚度。
-ke是支承用下轴承座51a、51b和下支承辊5之间的连接刚度。
-kf是两支柱2和2′的下部的刚度。
因此，当研究各种组成部分对振动现象的影响时，轧机机架可相当精确地实施模型化。但是，也可简化计算，仅保持图3b所示的类型的模型化。一般来说，这种模型化足以研究附加在一轧机机架上的一外部减震器C的作用，以解决振动问题。因此，根据振动机械的公知定律通过所有惯性质量和加固件的组合，取数值M、K和C，以串联和并联安装谐振器。
图3c示出现有技术中公知类型的减震装置的模型化，其具有一惯性质量m，也称为振动质量块，通过一弹簧系统k和一粘性减震器c连接于具有质量M和刚度K的轧机机架。
图3d示出这种系统的频率响应特性，在横坐标上具有以赫兹示出的激励力的频率ν，在纵坐标上具有例如后面所述的传递函数Y/F。虚线曲线示出单个机架的响应特性曲线，实线曲线示出减震系统的响应特性曲线，如图3c所示。
显然，这种多自由度式系统的响应特性曲线具有至少两极点。衰减可能很强烈，但是，需要在衰减现象的频率上调谐减震装置，因为每个极的通频带是窄小的。提出的装置越是具有加固件，越是要有多个极点，且需要调谐所述装置与轧机机架上“振动”现象的出现频率的良好谐振。
在本发明的方法中，其工作情况如图4、5、6、7所示，在振动质量块8和立柱2的上部21之间进行连接，其不具有连接刚度，或者至少其中刚度极大，由一不可压缩的粘性流体缓冲层83实施连接。本发明的装置9的装配如图1和2所示。轧机机架1是前述的传统类型的。立柱2和2′构成一轧机机架，其中，在基本上垂直的同一平面P中布置多个轧辊。一对直径较小的轧辊4、4′构成与制品B直接接触的工作辊。它们转动地安装在轴承41、41′中，所述轴承也称为轴承座，可在布置于立柱上的一窗口内垂直滑动。公知的是，这些轴承座在安装于支柱2、2′的窗口内的液压传动装置7中进行导向，且可布置工作辊的滚轧部件。
工作辊支承在支承辊5、5′上，所述支承辊也旋转地安装在轴承或轴承座51a、51b、51′a、51′b中，可在布置于立柱2、2′上的窗口内垂直地滑动。减小制品B的厚度所需的力例如通过紧固液压动力缸6a、6b提供，该紧固液压动力缸6a、6b例如安装在立柱2、2′上部。它们通过轴承51′a、51′b对上支承辊5′的端部施加其作用力。相反，下支承辊通过其轴承51a、51b垂直地锁紧在机架的下部，所述轴承直接支承在布置于立柱2、2′上的窗口的底部上。
根据本发明，在立柱2、2′的顶端21、21′上安装一结构件8a、8b，可接纳至少一振动质量块82a、82b。
有利地，结构件8a、8b可具有一中空形部分81a、81b，以构成一液压动力缸的缸筒，振动质量块具有一凸起的端部，形成该液压动力缸的活塞。该动力缸内形成的腔室充满不可压缩的流体，构成缓冲层83，在轧机机架的立柱顶端21和用于减震的振动质量块8之间实现无刚性连接。
一般来说，例如在机动车领域，油式减震器具有公知的实施方式。为获得减震效果，油在一动力缸腔室中被压缩，且一般可通过一校准的孔排出，所述孔由于流体的粘度而限制流体的排出速度。该校准的孔也称为节油孔或节流孔。
因此，必须配设一复原装置，用于将流体泵入到腔室中——在循环开始就存在于其中，恢复减震能力。此外，在工作一定时间之后，或在一些工作周期之后，减震器不再有可能保证其作用。实际上，储油罐的老化，或者储备物在装置渗漏中的减少甚至损耗，使之无效力。一般来说，复原装置是一弹簧，其缺陷在于，与减震器本身同时形成刚性，因此，如同已经述及的那样，产生多个自由度，从而在频率响应特性中产生多个极点，需要精确调谐。
为避免该缺陷，在本发明的装置中，油式缓冲层83通过一泵91持续不停地保持循环。有利地，一储油箱90可安装在振动质量块82上。油在泵91的作用下循环，借助于适当的油路通过穿孔引入到动力缸腔室中，所述穿孔开在由结构件81构成的动力缸主体中，或根据实际实施的方便性，穿过构成动力缸主体82的部分。一排放管类似地予以实施，油穿过构成节油孔的一口径可调节的孔92返回到储油箱。因此，这种装置始终保持在一工作位置，且长时间未发现其特性发生变化，油持续不停地循环，相对于保持具有高度h的流体缓冲层所需的流体量来说，储油箱具有足够的容量。根据本发明的一基本配置，流体缓冲层83的厚度h由一适当的传感器测定，或对其高度加以检测，以控制泵，保持基本上不变的高度。吸收的振动能量由节流孔中的流体以及用于整个环路中的流体循环的一部分久永功率耗散。因此，需要在油循环环路上配设一冷却装置，以避免流体升温过高。这种装置可串联安装在流体环路中，或进行分路连接，但是，它们是本领域技术人员公知的，无需再予描述。
因此，在本发明的装置中，可根据所述轧机机架的减震需要，在结构件8中布置一重量或轻或重的振动质量块82，同样，可根据需要为流体缓冲层83设置或大或小的高度h。
为了获得最佳减震效果，也最好调节节流孔，以改变吸收的能量，或使用具有适当粘度的流体，例如根据需要选择其排出特性的油。所有这些参数构成确定或调节减震装置的性能的手段。
这种装置的模型化示于图4和5。
图4是具有一单一自由度的示意图，可确定系统的总的特性，且确定待安装的振动质量块的尺寸，确定待设置的流量和确定泵的尺寸。图5示出更为精确的模型化，其修改前述的轧机机架的模型化。
增加一减震装置，其由一质量块m组成，并通过粘性减震器c连接于机架，且可考虑到支承件的质量mf和与所述支承件连接的刚度kg。在本发明的装置中，振动质量块通过流体缓冲层直接连接于轧机机架。
然而，流体的压缩由以下的关系式给出 ΔV/V＝χTΔP[84]该关系式表明，容积的相对变化与等温压缩率的压力变化有联系χT。然而，在如同所述的实施例那样的实施例中，可借助于大约数巴的小液压工作。因此，可能的压力变化小，流体可视作不可压缩的，从而可将连接刚度kg视为极大。
此外，用于本发明的方法的流体必须是粘性的，这实际上是在节流孔中排出，耗散不适时的振动能量。
因此，可通过流体的适当选择、特别是油及其粘度的选择，选定减震装置的减震系数ε。
运动粘度在理论计算和模型化中起作用，通常在国际单位中表示为m2/s，但是，常用该数值的因数，其为厘沲(106厘沲＝1m2/s)。在本发明的方法中，考虑使用其粘度至少等于50厘沲的油。油的选择可改变该数值，直至数百厘沲，因为该数值取决于温度，这就更好，从而也给出使之改变的一辅助方法，调节减震方法的参数。
根据本发明，轧机机架的减震方法的特征完全不同于传统系统的特征，其示于图6、7和8。通常用方程式表示具有一自由度的系统的特性，例如如图4所示，计算必须减震的系统的频率响应特性、附加有减震装置的系统的频率响应特性、装配件的减震系数。为此，用y1标示会不合时宜地进入振动的装置的自由端相对于一绝对基准点，即相对于所述装置的在出现所述现象期间无任何运动的一点的纵坐标。在本发明的上下文中，y1标示轧机机架1的支柱21相对于与底座相连接的下部的一点的一高点。同样，y2标示减震装置9的振动质量块82a、82b的一点的运动纵坐标。或者是f——对要减震的系统的质量块施加的任何激励力，或者是轧机机架1。通常用方程式表示，写出一隔震系统的平衡方程式，一方面考虑到轧机机架1，另一方面考虑到由轧机机架及其减震装置9构成的装配件。在这两种情况下，传递函数为T＝Y/F，Y和F分别是系统的一点的移动距离y1的拉普拉斯变换和脉动力f的拉普拉斯变换。
频率响应特性如图6所示。该图示出本发明的方法的一特征，使其形态与图3d所示的现有技术中装置的频率响应特性的形态相比较。
对于希望减震的装置的同一谐振幅度来说，减震装置的频率响应特性具有的幅度小于公知装置的幅度，但是，其优越性是具有一单一的极点，因为如上所述，本发明的装置不导致附加的刚度。
显然，本发明的装置的通频带宽于公知的装置的通频带，这样，不需要在不利的现象的频率上调谐装置。实际上，该通频带大于“振动”现象产生的频谱。但是，必须根据本发明确定减震装置的各个不同的组件的尺寸，以便在构成待减震装置的质量块和加固件方面具有足够的功效。理论研究表明，因为振动质量块大，所以减震幅度和覆盖的频谱宽度更加大。实际上，显然必须在其支承用结构件81a、81b中和装置9的装配件中安装减震质量块82a、82b。
本发明的另一大优越性是，便于安装该装置9。
实际上，它位于机架的上部，在立柱2a和2b的顶端21a、21b上固定在轧机机架上一般具有备用位置的一部位。
它可在此牢固地安装，因为该区域是轧机的有效使用从不涉及的，在各个不同的操作阶段，不需要进行任何拆卸或重装。但是，不管怎样，位置限于支柱2a、2b顶端的备用位置，且有必要使全部参数最佳化。安装在支承用结构件81a、81b中的振动质量块的尺寸确定，可使减震装置的作用频谱定位在有害的振动现象出现区域的频带上。
一般来说，以Y/F表示的传递函数的研究可使之最佳化。从该函数可得出减震率ξ，其为整个系统的减震。该减震率是一无量纲数值，其值为0至1。一接近0的值表示一振动系统，一接近1的值表示一完全减震的系统，其对无任何振动的冲力具有响应特性。减震率ξ是待减震装置的特征的一函数，也是减震装置本身的特征的一函数。特别是，在本发明的方法中，该减震率给出系统的特性的值，取决于振动质量块82a、82b的值、减震系数ε——其为减震装置产生的阻尼，由节流孔92和所采用的油的粘度限定、以及油式缓冲层的高度h。
ξ＝f(m，ε，h)[97]该减震率的变化如图7所示。这些曲线的形态是本发明的方法的一特征，特别是由于使用循环油缓冲层，不会引起附加刚度，其中，油位加以调节，如同振动质量块与待减震装置直接连接的连接机构那样。
如同前面述及的那样，可限定油缓冲层的最佳高度，该高度相应于减震系统的刚度kg，可使机架充分减震。不管怎样，该刚度非常高，往往要使用低压油，但是，油缓冲层的高度的调节仍然可具有某一调节范围。
图7所示的各曲线是振动质量块的各个不同值的曲线，且示出整个轧机机架的减震率ξ随本发明的方法产生的固有的减震系数ε而变化。因此，应当指出，为了获得一最大限度减震的系统，要具有一最佳值ε。因此，根据安装的振动质量块的值、选用的粘性流体的类别和循环中流体缓冲层的厚度的最佳值h，可调节节流孔92，以使减震率ξ具有理想的值，从而调节由泵91提供的流量。
本发明方法的特征的另一示图在图8上以三维形式给出。对于一确定的振动质量块来说，表面表示传递函数T＝Y/F，其随激励力f的频率ν和减震系数ε而变化。该示图示出定位在振动频率区域上的一频带的最佳调节。
本发明的整个装置可在其安装就位时进行一次性调节。这是本发明的方法的另一优越性，因为在轧制设备的使用过程中不需要进行任何调节或调整。特别是在工作辊或支承辊更换之后不需要进行调谐。
实际上，本申请人的理论研究和实验已经证明，在每个支柱的顶端安装一5吨的振动质量块，可获得非常良好的效果。在液压动力缸类型的装置上的这种安装，可在约2巴的压力下工作，泵的所需功率约为1kW。
因此，对于总减震率ξ的值约为4％的轧机机架来说，本发明的方法可使总减震率增大1.5％至2％，使之达到约6％的数值。换句话说，本发明的方法可使轧机机架的减震率数值增大50％。
实际上，如果考虑串列配置式轧机——其振动现象出现的典型速度为1400m/min，那么，本发明的装置可使该速度增大到可达240m/min的数值。因此，通过本发明的方法，可使设备的劳动生产率直接提高17％。
但是，本发明不局限于所述的单一实施方式。因此，可采用各种不同的方法实施供给油缓冲层83的流体的循环，且在构成动力缸82、83的部分之一的一孔上或者在歧管上布置节油孔92。同样，可采用各种不同的方法，借助于一可变流量泵的一位置传感器，或者借助于油位检测器和一接合/分离装置，实施缓冲层83的高度h的调节，而所有这些都在本发明的范围内。
可在一密封室中构成油缓冲层的装置的实施，也可引起所有其它可能的实施例，而这不超出本发明范围。
同样，在权利要求书中述及的技术特征之后使用的参考标号，其唯一的目的是便于理解所述权利要求书，而绝不限制保护范围。
权利要求
1.轧机机架(1)中减震的有效方法，所述轧机机架具有两立柱(2a，2b)，其间布置有一组轧辊(4，5)，所述轧辊(4，5)叠置在一基本上垂直的平面(P)中，且旋转地安装在形成轴承的轴承座(41，51)中，所述轴承座(41，51)垂直滑动地安装在沿所述立柱布置的导向面(52)之间，在所述方法中，振动能量由至少两振动质量块减弱，所述振动质量块分别通过一可调节的连接部件连接于机架的每个立柱，其特征在于，每个振动质量块通过一不可压缩的流体缓冲层直接连接于相应的立柱的上部，所述流体装在一液压动力缸腔室中，所述腔室由两构件限定，所述两构件一个在另一个中滑动，分别为一第一构件和一第二构件，所述第一构件构成振动质量块的至少一部分，且所述第二构件直接固定在立柱的上部上；并且，在轧制中，所述连接用缓冲层的厚度始终保持在一基本上恒定的数值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构成连接用缓冲层的不可压缩的流体持久循环地保持在一外部环路中，所述外部环路在动力缸腔室上连接在流量可调节的流体排放部件和返回到所述腔室中的返回部件之间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，流体朝外部环路排放的流量以及返回到所述动力缸腔室中的流量调节成，使所述流体缓冲层的厚度保持在一基本上恒定的最佳值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，安装在所述振动质量块(82a，82b)上的一位置传感器始终给出所述连接用的流体缓冲层(83)的厚度(h)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述流体缓冲层(83)的厚度(h)借助于所述位置传感器的指示、流体供给部件(91)、和使用一调节回路加以调节。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述流体缓冲层(83)的厚度(h)调节成，使所述减震系统的刚度值调节到一最佳值。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其特征在于，借助于口径可调节的排放部件(92)对所述流体缓冲层(83)的流体循环流量的调节，可确定所述减震装置(9)的一减震系数，使之具有一最佳值。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的方法，其特征在于，位于每个立柱(2a，2b)上方的振动质量块(82a，82b)的数值调节成，确定所述减震装置(9)的一减震系数，使之具有一最佳值。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，选择所述流体缓冲层(83)的厚度(h)、供给所述缓冲层的流体的流量和位于每个立柱上方的振动质量块(82a，82b)的数值的调节数值的组合，从而给出所述减震装置(9)的刚度与减震系数的一最佳值，可使所述减震装置(9)的通频带定位在所述轧机机架(1)的振动频率上。
10.轧机机架(1)中的减震装置，所述轧机机架具有一组轧辊(4，5)，所述轧辊(4，5)具有平行轴线，沿一基本上垂直的平面叠置，且每个都在其端部旋转地安装在形成轴承的两轴承座上，所述轴承座滑动地安装在沿机架的两立柱布置的导向面之间，每个立柱连接于一振动质量块，所述振动质量块通过一可调节的连接部件连接于所述立柱的一上部，其特征在于，每个振动质量块与相应的立柱连接的连接部件由至少一不可压缩的流体缓冲层构成，所述流体容装在至少一液压动力缸的一腔室中，所述腔室由两动力缸构件限定，所述两构件一个在另一个中以密封的方式滑动地加以安装，即分别为一第一构件和一第二构件，所述第一构件构成所述振动质量块的至少一部分，所述第二构件固定在所述立柱的上部上；每个所述动力缸连接于使所述流体缓冲层的厚度始终保持在一基本上恒定的数值的一保持部件。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，每个动力缸连接在一外部环路上，所述外部环路使装在所述动力缸的腔室中的流体永久地循环在配有一排出流量调节部件的一容装在动力缸腔室中的流体的排放环路和一使流体返回到动力缸腔室中的返回环路之间。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述流体排放环路配有一口径可调节的孔，其形成调节所述排放环路中流体排出速度的一节流孔(92)。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，安装在机架的一相应立柱的上部上的每个液压动力缸的腔室，具有至少一流体排出孔和至少一入口孔，所述排出孔通过配有一排出流量调节部件的一排放环路连接于一贮存箱，所述入口孔通过配有一流量可调节的泵的一返回环路连接于贮存箱。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述流体返回泵的流量通过一传感器从测量动力缸腔室中流体缓冲层的厚度开始进行调节，以使所述厚度保持在一基本上恒定的数值。
15.根据权利要求10至14中中任一项所述的轧机机架(1)的减震装置，其特征在于，所使用的流体是粘度大于50厘沲的油。
全文摘要
本发明涉及用于降低振动敏感性的轧机机架减震的方法和装置。根据本发明的方法，减震通过位于形成轧机机架(1)的每个立柱(2)的上部的一振动质量块(8)实现，振动能量由一不可压缩的流体缓冲层(83)耗散，所述流体缓冲层构成每个立柱(2)和振动质量块(8)之间的直接连接。根据本发明，流体缓冲层通过一供给部件(91)和通过一口径可调节的排放部件(92)永久循环地加以保持。系统的频率响应特性及其减震系数由振动质量块(8)的尺寸确定、流体缓冲层的厚度(h)的控制及其通过校准孔(92)的流量加以设定。
文档编号B21B37/00GK1976767SQ200580021274
公开日2007年6月6日 申请日期2005年5月9日 优先权日2004年5月7日
发明者S·古特布罗泽, Y·勒克莱尔 申请人:韦克莱奇姆公司