用于金属产品的轧机机架的制作方法

本发明涉及一种用于金属产品（仅举例而言，例如条或棒）的轧机机架和/或精轧机架。

但是，不排除本发明在用于管和/或圆形以外的节段的轧机机架中的可能应用

本发明的优选应用于，但不限于，用于限定金属产品最终形状的精轧机架和校准轧机机架，其。

本发明还涉及一种用于安装和更换轧机机架中的轧辊或轧环的方法。

背景技术：

轧机机架是已知的，其包括三个或更多个彼此成角度（例如120°或90°）地间隔开的轧辊或轧环，共同限定一个在使用中供待轧制的金属产品运输通过的通道间隙。

例如，已知一种用于轧机机架的方案，该轧机机架包括三个或更多个轧辊或轧环，每个轧辊或轧环通过至少在轧辊和支承轴之间形成的锥形联接器牢固地安装在相应的支承轴上。

例如，轧辊和支撑轴之间的锥形联接器的一个示例公开在usre29.968中。

还有一些方案也是已知的，其中每个支撑轴内部中空而限定大致管状形状，且在支撑轴内部同轴地安装夹销。

该夹销可以以第一端进入同样位于锥形地联接至支撑轴的管状推力元件上的顶部凸缘来拧入。

该管状推力元件的位置抵靠轧辊或轧环，该轧辊或轧环则抵靠着同样与支撑轴成锥形联接的管状邻接元件。

在夹销的相对端处，拧入螺纹螺母，该螺纹螺母则抵靠支撑轴的端部。

通过拧紧螺母，夹销处于轴向张力下，将轴向力传递到顶部凸缘。该顶部凸缘将轴向力传递到管状推力元件，并且传递到轧辊或轧环，通过后者在支撑轴上的锥形联接来形成约束。

为了确保在轧辊或轧环和支撑轴之间获得期望的机械干涉，支撑轴在其厚度上设置有供油回路，该供油回路允许将油供给到支撑轴和轧辊之间的干涉区域。

特别地，在安装操作期间，将极高压力（例如3600巴）的油通过供给回路插入，以使轧辊或轧环和支撑轴的顶部扩张。在此扩张情形下，使得夹销同时张紧，其通过轧辊或轧环对支撑轴的干涉来形成夹紧。

该夹销的张紧随后允许断开供油装置，且因此即使在轧制期间也保持正确的机械键控压力。

然后，以相反的方式进行移除轧辊或轧环的随后步骤。因此，再次通过供给回路供给压力油，以扩张在轧辊或轧环和支撑轴之间的锥形干涉区域，并释放夹销的张力，从夹销拧下螺母。

支撑轴则安装在偏心套筒上，该偏心套筒相对于支撑轴并由此相对于安装在其上的轧辊或轧环偏心地旋转。

该偏心套筒的偏心旋转决定了通道间隙的尺寸的径向调节。

该偏心套筒设置有支撑元件或轴承，支撑轴可旋转地安装在该支撑元件或轴承上。

在轧辊或轧环的首次安装和/或更换期间，或者移除支撑轴时，移除至少部分支撑元件。但是，移除支撑元件也失去了可用于随后重新插入支撑轴和联接轧辊或轧环的有效参考。

移除支撑元件还增加了在任何情况下均必须重新对齐且必须消除机械游隙和误差的部件数量。

此外，在这种情况下，直接轴向移除部件，在这些操作期间可能使得部件滑动并因此毁坏。

此类轧机机架的另一缺点在于，其需要大量部件，制造特别复杂。

另一缺点是必须产生高压来将轧辊或轧环相对于支撑轴夹紧和松开。事实上，所述高压会导致漏油，并且如果供油装置损坏，则操作者可能发生事故。

因此，本发明的目的是获得一种构造更简单且部件数量减少的轧机机架。

部件数量的减少还能通过降低部件磨损，允许轧机机架的维护操作减少。

本发明的另一个目的是获得一种与已知的方案相比，轧辊或轧环的更换和/或安装操作更简化的轧机机架。

为了克服现有技术的缺点，申请人已经设计、测试并实施了本发明，并由此达成了上述及其它的目的和有益效果。

技术实现要素：

在独立权利要求中阐述和表征本发明，而从属权利要求则描述本发明的其它特征或主要发明思路的变型。

根据上述目的，用于长形金属产品的轧机机架和/或精轧机架包括多个轧辊或轧环，每个轧辊或轧环安装在相应的旋转轴上。

在下面的描述中，将主要使用术语“轧辊”，但该术语也以完全相同的方式指代轧环。

此外，除非特别指出，否则以下描述将适用于包括两个且通常三个、四个或更多个轧辊或轧环的机架，其共同限定了通道间隙，长形金属产品通过该通道间隙以获得最终期望的形状和尺寸。

如此所述地，轧辊共同限定了在使用期间供长形金属产品通过的通道间隙。

在所述旋转轴之一与其对应的轧辊之间设置有联接构件。

根据本发明的一个方面，联接构件包括置于轧辊和旋转轴之间并设有至少一个腔室的管状体，至少一个变形元件可移动地插入其腔室中，并且能够被选择性地驱动以使所述腔室和管状体变形。

事实上，管状体的变形允许产生可在管状体和轧辊之间选择性地释放的机械干涉，以便确保轧辊与旋转轴的牢固连接或键合。

变形元件优选为活塞式，以获得变形元件在管状体中的线性移动性。

该方案具有位于旋转轴外部且与之不同的管状体和腔室，允许简化从相应旋转轴安装和移除轧辊的操作，从而大大减少相对时间。

该方案还有利于部件的生产步骤及其相互组装，以及减少往复运动步骤中的干扰。

本发明还涉及一种在旋转轴上安装和/或更换轧机机架的轧辊的方法，该旋转轴通过插入联接构件来联接轧辊和旋转轴。

根据本发明的一个方面，通过使插入轧辊和旋转轴之间的管状体的至少一个腔室中的至少一个变形元件线性移动，以使腔室和管状体变形，并由此通过干涉设置有轧辊的贯通腔而限定机械联接。

本发明还涉及一种从相应的旋转轴移除轧辊的方法。

附图说明

下面将通过参考附图，描述作为非限制性示例的一些实施例，以帮助清楚理解本发明的上述和其他特征，其中：

图1是本发明所述的用于金属产品的轧机机架的剖视示意图;

图2是图1中的轧机机架的一部分的剖视示意图；

图3-5是轧机机架中的轧辊的安装顺序的示意图；

为了便于理解，在可能的情况下，在附图中使用了相同的附图标记来标识相同的共同元件。应当理解，一个实施例的元素和特性可以容易地融合到其他实施例中，而无需进一步阐明。

具体实施方式

本发明涉及一种用于轧制长形金属产品（例如，仅作为举例，条、棒、圆形件，管等。）的轧机机架10。

轧机机架10包括至少两个轧辊11，通常为三个轧辊11，如图1所示的实施例中为四个，或更多个轧辊。

如果有四个轧辊11，其可以相对成对地设置在同一平面上，以构成“+”或“x”结构，即：第一对辊水平设置且第二对辊垂直设置，或者第一对辊相对于水平方向成角度地设置，且第二对辊相对于第一对辊成角度（例如90°）地间隔。

轧辊11共同在其之间限定通道间隙48，在使用期间，通过通道间隙48运输金属产品。

如下所述，每个轧辊11安装在旋转轴12上。

根据图2所示的方案，轧辊11可以包括在使用期间与旋转轴12联接的毂13，和牢固地附接到毂13并且可以相对于毂13选择性地替换或恢复的环14（例如在磨损时）。

在旋转轴12和相应的轧辊11之间，设置有联接构件15，该联接构件15配置为选择性地且牢固地约束轧辊11和旋转轴12之间的往复联接。

该联接构件15包括插入在轧辊11和旋转轴12之间且至少设置有腔室17的管状体16，至少一个变形元件18可移动地插入腔室17中，且能够被选择性地驱动以使后者变形，由此使管状体16变形并通过干涉或键合形成轧辊11在旋转轴12上的联接。

根据一种可能的方案，腔室17形成于管状体16的厚度中，其相对于外部基本上封闭，并且连接到流体动态回路19以供给工作流体（通常为油）。

工作流体在腔室17中的循环，构成了变形元件18在腔室17中的运动（此情形中为轴向），并且因此使得管状体16径向变形，从而形成了后者与旋转轴12和轧辊11的机械干涉。

根据图1所示的方案，变形元件18具有锥形管状构造，其截面为楔形或厚度为管厚度。

通过楔形截面，指的是与腔室接合的壁可以具有直线形、曲线形或圆形延展部，或者可能是直线形和曲线形的组合。

根据图2所示的方案，腔室17具有与变形元件18的环形形状相应配合的大致环形形状。

特别地，腔室17具有与变形元件18的截面的部分形状相配合的楔形截面形状。

变形元件18允许在腔室17中限定彼此分离的第一隔室20和第二隔室21，工作流体通过所述第一隔室20和第二隔室21被供给或排出以分别激活或停用联接构件15，并由此限定旋转轴12与轧辊11之间的往复连接。

因此，管状体16和变形元件18共同限定线性致动器，其中管状体16与其腔室17作为汽缸，而变形元件18用作在腔室17中线性滑动的活塞。

变形元件18在腔室17中的运动，造成了其对腔室17的内壁的干涉，从而导致了变形元件18的变形。

根据图1和2所示的可能方案，流体动态回路19设置在旋转轴12的厚度中。这允许容纳整体轧机机架10并避免部件（诸如工作流体的供给回路）干扰轧机机架10各个部件的运动。

根据图2中的实施例，流体动态回路19分别设有连接到腔室17的第一隔室20并分别连接到腔室17的第二隔室21的第一进料分支22和第二进料分支23。

根据图1所示的方案。如图1所示，第一进料分支22和第二进料分支23在旋转轴12中形成，平行于其纵向延展部，且具有与腔室17的第一隔室20和第二隔室21流体连通的进料通道24。

第一进料分支22和第二进料分支23均设置有连接端25，各连接端25分别对应于供给或排出工作流体。

连接端25可以对应于旋转轴12的自由端而制成，以便在必要时方便地连接工作流体的供给构件（图中未示出）。

第一进料分支22和第二进料分支23，例如对应于其连接端25，可以设有截止阀，例如止回阀（未示出），其配置为防止工作流体从第一隔室、从第二隔室21以及从第一进料分支22、第二进料分支23排出，确保在时间推移时元件18在腔室17中的干涉状态的位置，并且由此在时间推移时防止可能的振动令干涉作用松弛。

根据一种可能的方案，工作流体以介于900巴和1500巴之间的压力，优选为介于1100巴和1300巴之间的压力，引入到第一隔室20或第二隔室21中，也就是说，工作流体的工作压力比上述已知方案低得多，从而拥有所有相应有益效果。

该压力值足以激活变形元件18向管状体16的腔室17中的楔入，并由此使得后者变形并限定与轧辊11的机械干涉作用。

根据本发明的一个实施例，管状体16设置有具有圆周延展部和锥形轮廓的外表面26，例如锥度在1：12和1：40之间。

轧辊11则设有联接座50，在所示情况下，联接座50形成在毂13中，与联接构件15联接。

根据一种可能的方案，联接座50也具有基本上与外表面26的锥形轮廓匹配的锥形轮廓。

这确保了联接座50和外表面26之间的完全相同形状的联接，确保其互相接触，均匀地分布在其联接的整个区域上。

根据一种方案，管状体16的外表面26的锥度取向与变形元件18的取向相同，由此允许放大该变形作用，从而放大机械部件之间的干涉。

根据一种可能的方案，管状体16以其贯通腔49插入到旋转轴12上，对应于旋转轴12的联接部分27。

贯通腔49具有与联接部分27的形状相匹配的圆柱形形状和大小，以便确保相互附着。

根据一种可能的方案，旋转轴12安装在支撑体28上，支撑体28设置有管状腔29，旋转轴12安装在管状腔29中。

支撑体28还设置有横向于管状腔29制作并配置为允许罩住轧辊11的罩座30。

在支撑体28和旋转轴12之间设置有支撑元件，支撑元件插入管状腔29中，并且适于支撑旋转轴12和允许旋转轴12围绕其轴线旋转。

所述支撑元件可以包括径向轴承、轴向轴承、推力轴承、混合轴承或其可能的组合。

根据图2所示的方案，对应于旋转轴12的第一端34，设置了第一支撑元件31、第二支撑元件32，并对应于与旋转轴12的第一端34相对的第二端35，设置了第三支撑元件33。

第二支撑元件32位于第一支撑元件31和第三支撑元件33之间，且轧辊11安装在第一支撑元件31和第二支撑元件32之间。

根据图2中的方案，相应的保持元件52与第一支撑元件31、第二支撑元件32和第三支撑元件33相关联，且配置为限制支撑元件31、32、33在支撑体28上的轴向定位。由此一来，即使在为更换轧辊11而移除旋转轴12时，第一支撑元件31、第二支撑元件32和第三支撑元件33仍相对于支撑体28保持在适当位置，从而为旋转轴12的移动提供引导。

保持元件52可仅包括例如o形环、衬套、环形螺母、肩部、邻接部分或具有类似或相当功能的元件。

仅仅作为示例，第一支撑元件31和第二支撑元件32可以配置为支撑因轧辊11传递的轧制应力而产生的径向载荷，而第三支撑元件33可以配置为支撑至少轴向载荷，以及可能存在的径向载荷。

根据本发明的一种可能实施例，旋转轴12设置有第一支撑部分54和至少第二支撑部分55，其直接位于联接构件15的上游和下游，并与至少部分支撑元件（在此情况下为第一支撑元件31和第二支撑元件32）相配合，且彼此具有不同的尺寸或直径。以这种方式，可以便于轧辊11相对于旋转轴12的键合和松开。

特别地，可以规定，第一支撑部分54具有第一尺寸或第一直径d1，且第二支撑部分55具有大于第一尺寸d1的第二尺寸或第二直径d2。第一支撑部54在轴向方向上的位置比第二端部35更靠近旋转轴12的第一端34。这允许旋转轴12在引导下插入到第一支撑部54和第二支撑部55上，防止插入时部件之间的滑动或相互干涉。根据本发明的另一实施例，管状体16具有展开并包含在第一尺寸d1和第二尺寸d2之间的锥形，从而保证将轧辊11在旋转轴12上定心的效果。

根据一种未示出的可能方案，第一支撑部分54和第二支撑部分55在旋转轴12上制成一体。

根据一种变型，如图1-5所示，第一支撑部分54和第二支撑部分55包括相应的衬套，在所示的情况下，第一衬套36和第二衬套37安装在旋转轴12上并且限定第一尺寸d1和第二尺寸d2。

第一支撑元件31和第二支撑元件32安装在第一衬套36和第二衬套37上。

根据图2所示的方案，第三衬套38也可以与旋转轴12相关联，用于支撑第三支撑元件33。

支撑衬套基本上为圆柱形，内部中空并且配置为插入到旋转轴12上，例如以干涉方式。

至少第一衬套36和第二衬套37充当用于联接构件15的轴向定位元件，并且特别地允许限定其在旋转轴12上的稳定轴向定位。

第二衬套37的位置抵靠设置在旋转轴12中的肩部39，管状体16又定位成抵靠第二衬套37，并且第一衬套36又定位成抵靠管状体16。

止推板56附接到旋转轴12的第一端34并且配置为将第一衬套36推靠在管状体16上，管状体16抵靠第二衬套37，且第二衬套37抵靠肩部39。

根据图1所示的方案，第三衬套38安装在相对于支撑体28的固定位置，由此随着旋转轴12的轴向移动，例如更换轧辊11，第三衬套38和第三支撑元件33保持在固定位置，从而为旋转轴12限定了轴向运动有效参考和引导。

根据一个可能的实施例，在旋转轴12和支撑体28之间安装有轴向保持装置40，其配置为限制旋转轴12相对于支撑体28的轴向定位。

轴向保持装置40包括：附接到旋转轴12的第一带槽轮廓41；附接到支撑体28或与支撑体28一体形成的第二带槽轮廓42，在这种情况下，第三套管38附接到支撑体28；以及一个或多个夹爪43，其设置有相应的带槽轮廓，所述带槽轮廓配置为与第一带槽轮廓41和第二带槽轮廓42配合并且限定旋转轴12相对于支撑体28的轴向保持。

第一凹槽轮廓41，第二凹槽轮廓42和夹爪43的带槽轮廓具有梯形截面形状，并且允许限定旋转轴12相对于支撑体28的精确轴向定位。

根据本发明的一个实施例，支撑体28安装在支撑构件44上（仅部分地在图1中示出），支撑件28配置为支撑着支撑体28并允许其围绕相对于旋转轴12的偏心旋转轴线而旋转。

支撑体28设置有致动构件45和/或与致动构件45协作（仅部分地在图1中示出），并且配置为选择性地使支撑体28绕其相对于旋转轴12的旋转轴线的偏心旋转轴线旋转。支撑体28的旋转决定了旋转轴12和与其相关联的轧辊11的径向移动，由此允许调节轧辊11之间的通道间隙48。

根据图1所示的方案，支撑体28设置有齿形冠46，齿形冠46适于与相应的马达装置（未示出）配合，并使支撑体28旋转。

马达装置可以适当地彼此同步，由此当致动构件45之一被致动时，其它致动构件45也相应地同步致动，因此所有轧辊11同步且均匀地运动。

根据图1所示的实施例，如图1所示，同步装置51可以与每个支撑体28相关联，并且设置为将支撑体28彼此运动地连接，由此当支撑体28之一围绕其旋转轴线旋转时，所有其它支撑体28也相应地围绕其各自的旋转轴线旋转。

根据图1中的方案，每个支撑体28的同步装置51包括设置在支撑体28的外表面上的冠部或齿状部分，其与设置在相邻支撑体28上的配合冠部或齿状部分相互配合。

旋转轴12的第二端35设置有附接部分47，在此示情况下为圆周槽，配置为允许通过夹持装置（未示出）夹持并允许旋转轴12的轴向移动。

夹持装置可以配置为夹持附接部分47之一并提供工作流体的进给构件与供给流体动力学回路19的连接。

参照图3-5，现在将描述一种将轧辊11之一安装到相应的旋转轴12上的方法。

图3示出了旋转轴12之一的操作状态，该旋转轴12从支撑体28部分移除以允许安装轧辊11。

特别地，轴向保持装置40处于非工作位置，并且旋转轴12已经移除，例如通过夹具装置，移动到不与轧辊11在支撑体28的罩座30中的位置相干涉的位置。

旋转轴12可以设置有邻接表面53，例如设置在肩部39的相对侧上，并且适于与对应的邻接部（例如设置在支撑体28中）配合，在本例中，对应于第三支撑元件33。邻接表面53限定了旋转轴12相对于支撑体28的位置。

在这种情况下，尽管旋转轴12已经从支撑体28移除，但是第一支撑元件31、第二支撑元件32和第三支撑元件33相对于支撑体28保持在固定位置。

特别是第三支撑元件33，在更换轧辊11期间保持在适当位置，允许支撑旋转轴12，即使其不受到第一支撑元件31和第二支撑元件32的支撑。

此外，当旋转轴12从支撑体28移除时，第一衬套36和第二衬套37与旋转轴12保持固定，而第三衬套38被约束在支撑体28上。

当旋转轴12已经被移除时，可以通过罩座30插入待安装的轧辊11，如图3中的箭头f所示。

随后，旋转轴12沿图3中的箭头g所示的方向轴向移动，以将旋转轴12插入到轧辊11的联接座50中。

特别地，旋转轴12通过轴向推力和沿旋转轴12的相反方向交替旋转的同时运动而插入到轧辊11中。这样，部件的滑动受到限制，并且便于旋转轴12的插入。

在旋转轴12的轴向运动期间，轧辊11抵靠限定罩座30的至少一个壁。所述壁限定了用于轧辊11的正确定位的邻接和冲击平面，用于例如确保轧辊11与旋转轴12的旋转轴线正交。

施加在旋转轴12上的轴向推力的作用，造成了因罩座50和联接构件15之间的锥形过盈而产生的第一联接。

在这种情况下，通过第一进料分支22，供给工作流体，如图4中的箭头h所示，以将其供应到联接构件15的第一隔室20中。

在工作流体的压力下的插入，造成了变形元件18在腔室17中的滑动，如图4中的箭头j所示，并使其楔入其中。变形元件18的楔入导致勒管状体16的变形以及由此对轧辊11的机械干涉。

仅仅作为示例而言，可以通过供给约1000巴的压力下的工作流体，在腔室17中移动变形元件18。

轴向保持装置40的致动，如图5中箭头k所示，导致了旋转轴12及其上键接的轧辊11沿箭头l所示的方向的后续轴向回缩，由此造成了轧辊11在罩座30中的正确定位或定心，如图2所示。

更换轧辊11的操作可以通过与上述顺序相反的一系列操作来进行。

特别地，旋转轴12在提取器装置的轴线上定位，提取器装置用作将旋转轴12从支撑体28部分移除。

然后，断开轴向保持装置40，然后朝外移除旋转轴12，以轧辊11使得轧辊11抵靠与上述壁相反的罩座30的壁上。

然后，松开轧辊11，通过第二进给分支23引入工作流体。将工作流体引入腔室17中，能够允许改变联接构件15的几何形状，并由此消除轧辊11和联接构件15之间的机械干涉。

在这种情况下，变形元件18来到不与腔室17相干涉的位置上，从而避免了在管状体16上引起变形，由于弹性效应，管状体16自动回复到非变形状态。

仅作为示例而言，通过供给大约1300巴的压力下的工作流体，即，足以克服由变形器元件18和管状体16的腔室17之间的相互干涉而产生的摩擦的压力，使得变形元件18在腔室17中移动。

因此，可以通过夹紧构件来将旋转轴12从旋转辊11上移除。

为了防止各种部件的滑动，通过拉动旋转轴12并令其沿相反方向旋转来取出旋转轴12。

通过在移除期间由第三支撑元件33进行引导，进一步便于旋转轴12的移除。

实际上，将第三支撑元件33保持在适当位置，能够减少旋转轴12的移除次数，从而减少部件之间的误差和游隙，并且提供用于移除旋转轴12的邻接/引导平面。

一旦至少部分地移除了旋转轴12，并将其置于罩座30的外部，就可以移除轧辊11。

上述安装或更换轧辊11的操作，可以在轧机机架10的各旋转轴12上依次进行。

根据本发明的可能实施例（未示出），轧机机架可安装在旋转台上，旋转台通过其旋转使旋转轴12的每个第二端35对应于工作流体的提取和进给装置，以代替相应的轧辊。

显然，在不脱离本发明的领域和范围的情况下，可以对如上所述的用于金属产品的轧机机架10进行部件的修改和/或添加。

例如，在可能的变型中，变形元件18可以配置为在腔室17中相对于管状体16的管状延展部径向移动，以使管状体16变形，并且限定轧辊11和旋转轴12的往复联接。

还清楚的是，虽然已经参照一些具体示例描述了本发明，但是本领域技术人员显然能够实现用于金属产品的轧机机架10的许多其他具有根据权利要求中所述的特性的等同形式，其因此全部都包含在由此限定的保护范围内。