专利名称：在芯棒轧管机上安置芯棒的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及按主权利要求前序部分所述用于在芯棒轧管机上安置芯棒的方法和设备。
长期以来已知此种类型的设备，并已公开了多种此类设备(DE-OS1752383，GM7148215U1，DE-OS2700589)。所有上述文件均以一个设在轧槽中心线下方的锥形转筒的工作原理为基础，在此锥形转筒的圆周上制有许多窝，在溜道上滑出的芯棒滑入这些窝内。在有些设计中(DE-OS1752383，GM7148215U1)，位于上顶点的那个窝，构成位于轧槽中心线的在它之前和在它之后导轨的补充。在另一种设计中(DE-OS2700589)，借助于一个推料机将芯棒从锥形转筒的窝推移到凹槽状导轨段上，此导轨段然后回转到轧槽中心线。
DE-OS 2553580公开了另一种工作原理。在这一设计中，从溜道来到的芯棒借助于一个回转设备在倾斜提升机上移动，然后向上移到轧槽中心线的高度。借助于一个可在一个相对于轧槽中心线倾斜设置的传送轨道上纵向移动的滑架，芯棒强烈加速，使芯棒在充分利用其功能的情况下，一直滑入辊缝中。
上面所讨论的所有设备都有缺点，它们需要占很大的位置，在粗糙的轧制生产条件下工作不可靠，并因而常常造成故障。这种情况还尤其发生在锥形转筒中，它的窝的尺寸是根据要使用的最大芯棒确定的。因此对较小的芯棒在窝内几乎没有导引作用，以至除了歪斜之外甚至可能发生芯棒位置颠倒，因而不可能用于进行轧制。其他的缺点是，目视检查处于循环中的芯棒方面有些受到很大的限制，有的根本不可能进行。
本发明的目的是提供一种运行过程优化的方法以及一种节省空间的设备，即使在不同芯棒尺寸的大的带钢宽度的情况下也能无故障地工作，并能极为有效地目视检查循环中的芯棒。
此目的通过按权利要求1所述之方法特征和按权利要求2所述之设备特征达到。其他有利的改进是从属权利要求的组成部分。
为获得节省空间的结构形式，为提升装置的运动选择一种近似于椭圆的轨道，这一轨道位于一个垂直于轧槽中心线的平面内。椭圆形轨道的长轴大体平行于芯棒的滑移线，并相对于轧槽中心线只朝着操作一侧的方向略有侧向偏移。轨道的上顶点在导槽边缘的上方。这种轨道形状通过一个曲柄传动机构获得，它有三个同向旋转的大尺寸的轮子和两个中间轮，其中两个设计的圆柱齿轮的轮子，通过曲柄与提升装置铰接。作为其他节省空间的措施是，芯棒提升前的承接地点侧向错移地设置。为此，在溜道的终点设可回转的杠杆，它的凹槽状侧向长度构成了溜道的继续。这一杠杆通过拉压杆在运动上与提升装置的运动过程连系起来，此拉压杆铰接固定在曲柄传动机构的一个具有蜗轮齿环和圆柱齿轮齿环的齿轮上。若要芯棒停留在轧槽中心线平面内，则受料杠杆的支点必须设在更进一步从轧槽中心线侧向错移的地方，为的是提升装置的抓手能从下方承接芯棒，这意味着有相应的位置需求。
为了能以其他方式利用承接地点，进一步的改进建议，设置一个可回转的箱形构件，它的上盖与下部芯棒交换杠杆共同构成一个棱柱形支座。若此构件例如借助于一个铰接的液压缸摆动，便打开了一个通道口，从而可以将损坏的芯棒或它的碎块，通过一块固定安装的溜板分离出来。溜板位于分离构件内部，并构成向内摆动后的下部芯棒交换杠杆的延长段。
最重要的优点是，等待位置设计在轧槽中心线的高度以及与轧槽中心线的侧向距离很小。以此方式，站在轧槽中心线这一侧的操作人员可以很方便地用肉眼检查事先已经中间冷却的芯棒，并在芯棒转移到轧槽中心线的过程中，为芯棒施加润滑剂。按另一种方案，芯棒的润滑也可以由用于芯棒中间冷却的喷嘴一起承担。因为等待位置和轧制位置处于相同的高度，所以可以按有利的方式使用一个操纵器，在尺寸变换时，操纵器可以抓住在循环中的两个芯棒并用两个新的来代替。在将两个新的芯棒放下后，两个不再需要的芯棒被移出，并在车间里进行测量和以可能的方式对工作部分加以检修。操纵器也可应用于将一个经目视检查归入不能再使用的芯棒从等待位置提起并送出。
取代放入按已知的锥形转筒的大的窝内，按本发明将芯棒放入在轧槽中心线中的固定棱柱形导引装置内，所以不再可能使芯棒发生歪斜。芯棒相对于轧槽中心线有尽可能对中心的轴线位置，是无故障运行的一个重要的前提条件。在这种情况下固定的棱柱形导引装置，构成了设在它前面和后面的导轨的连续性继续。
在附图中通过实施例详细说明了按本发明的方法以及实施此方法的设备。其中
图1以原理简图形式表示的按本发明设备沿轧制方向前视图；图2即将放在导槽上的在提升装置中的芯棒；图3类似于图1，但处于将一个芯棒放到轧制位置(上面)和承接另一个芯棒(下面)的阶段；图4类似于图1，但处于分离出一个损坏的芯棒的特殊情况；图5沿图4中Y方向的视图；以及图6与按本发明的设备相结合的操纵器局部视图。
图1以原理简图的形式表示按本发明设备沿轧制方向的前视图。这一视向与坐在轧槽中心线上方的芯棒轧管机列操作人员的视向是一致的。按本发明芯棒交换设备的主要构件，包括设计为抓手的上部芯棒交换杠杆1，设计为可回转构件的下部芯棒交换杠杆2，以及将这两个芯棒交换杠杆1、2运动上互相连接起来的包括拉压杆4在内的曲柄传动机构3。曲柄传动机构3由三个同向旋转的大小相同的轮子5，6，7以及两个位于它们之间的较小的但同样一般大小的中间轮8，9组成，其中，第一个轮子5有一个齿环36和一个圆柱齿轮齿环37，而另外两个轮子6，7则设计为圆柱齿轮。这三个轮子5，6，7旋转方向的同向性在图中用箭头表示。
曲柄传动机构3的传动通过一根这里没有表示的万向轴10进行，万向轴10经安全联轴节与一个图中没有表示的可调式电机相连。通过蜗杆11，以适当的减速比传动此第一个具有齿环36，37的曲柄传动机构3的轮子5。其中一个齿环36是蜗轮，第二个齿环37是圆柱齿轮，这两个齿环装在一根公共的轴上。
通过曲柄12与已提及的拉压杆4铰接并使之运动。拉压杆4的另一端与下部芯棒交换杠杆2铰接。芯棒交换杠杆2的可摆动性用箭头13表示。
曲柄传动机构3设计为圆柱齿轮的第二个轮子6，通过曲柄14与上部芯棒交换杠杆1铰接，而且是经由滑块15间接地进行铰接的。此滑块15可在上部芯棒交换杠杆1的一个相应的槽16中往复运动(还可参见图3)。曲柄传动机构3的第三个同样设计为圆柱齿轮的轮子7也有一个曲柄17，曲柄17与上部芯棒交换杠杆1的上部铰接。为了使上部芯棒交换杠杆1能柔和地承接芯棒，抓臂18可回转地与真正的支承件38连接。弹簧19起抓臂18可回转性的缓冲作用。
曲柄传动机构的轮子5，6，7的尺寸和各曲柄12，14，17的运动学彼此应加以协调，使得承接芯棒的抓臂18设计为凹槽形的自由端20，描绘出一个大体为椭圆形的轨道。此轨道准确地位于一个垂直于轧槽中心线的竖立平面内，并与已知的锥形转筒不同，它没有斜度。长的轴线21(图中表示为虚线)平行于芯棒的滑移线(箭头)22，并略朝操作侧的方向错移。此轨道的上顶点由此得出，即，芯棒必须被提升到设计为棱柱形导轨24的边缘23上方。
为了节省空间，由抓臂18承接芯棒的地点朝操作一侧的方向侧向错移。为了在这一位置为芯棒提供支承，分离构件25有一个屋顶状的盖26。盖26通过适当地倾斜与下部芯棒交换杠杆2共同构成一个用于芯棒的棱柱状支座。在此分离构件25上铰接着一个作为操纵机构的液压缸27，借助于此液压缸27可以便分离构件25回转，如通过箭头28表示的那样。有关这方面的详细情况可见对图3的说明。
图4中表示如何通过分离构件25的摆出形成一个通道口，所以，例如损坏的芯棒或它的碎块可沿固定的溜道30分离出来。有关的详细情况可见对图4的说明。
下面详细说明在轧制过程中的工作情况。在芯棒轧管机中，在一般的情况下始终有两个芯棒在循环之中，芯棒的工作部分有不同的直径，以便使要轧制的管子的壁厚随着相应的轧辊孔型减小。在轧制完成后，只是用不太大的力量与芯棒杆连接的芯棒脱开，并在其重量作用下从轧槽中心线几乎没有侧向偏移地向下移动。为此在轧槽中心线平面内的下方设有溜道30(图中仅以示意的方式表示)。芯棒沿着它向下运动的滑移线用箭头22表示。在溜道30的端头，芯棒被下部芯棒交换杠杆2右段31的凹槽状结构截获(截获位置39)。在芯棒交换杠杆2上的冲击通过铰接的拉压杆4缓冲。为此，在拉压杆4内设板簧叠片32作为缓冲元件。下部芯棒交换杠杆2通过曲柄传动机构3按箭头13回转，并在这种情况下芯棒从右向左进入承接位置33(还可见图3)。在这一位置，抓臂18的自由端20(还可见图2)在芯棒下面并通过自由端20的凹槽状结构抓取芯棒，并向上移到等待位置34。在这一位置可以目视检查工作部分的损坏或磨损情况。若确定有一种对于继续进行轧制生产为不允许的缺陷，则可借助于操纵器(见图6)将此损坏的芯棒从等待位置34向上提升并运走。
在上面所提及的等待位置34，芯棒留在抓臂18的自由端20上，直至轧槽中心线空缺。在这之后，抓臂18将芯棒沿轨道进一步移动到越过上顶点，并将芯棒放在轧制位置35。为了使抓臂18的自由端20能够插入，在导轨24中设置相应的槽40(见图2)。在轧制位置35，芯棒按传统的方式通过芯棒圆锥体穿料，被要轧制的管子轧入，并经相应设计的导轨直至推入轧辊孔型，在这种情况下芯棒在芯棒杆处相对于设备定心。在完成轧制后重新开始上面已阐明的工作过程。
与两个处于循环中的芯棒相配合，可这样理解此工作行程，即，在沿溜道30向下滑出刚刚用于进行轧制的芯棒以及回送刚刚轧成的管子后，抓臂18的运动过程从等待位置34开始。抓臂18从等待位置34不间断地运动，亦即在轧制位置35放置芯棒，横穿设备走到承接位置33并提升到等待位置34，在这一过程中，抓臂18自由端20需要走过的所有地方，都设有相应的槽40，41。在说明抓臂18的运动过程时应当注意到，在将芯棒从等待位置34转移到轧制位置35的同时，通过下部芯棒交换杠杆2，下滑后的芯棒进行从截获位置39向承接位置33的横向运动。
为了简化起见，围绕着整个设备的外壳在图中没有表示，因为它也并非本发明的要点。
图3在与图1相同的视图下，表示了芯棒转移到轧槽中心线(等待位置35)的阶段以及抓臂18在承接位置33承接芯棒的情况。如上面已说明的那样，抓臂18的运动过程从等待位置34开始，在这一位置，芯棒处于与轧制位置35同样的高度。需要将芯棒从等待位置34起向上提升直至上顶点，因为芯棒必须提升到超过导轨24的边缘23。之后，将芯棒安放在固定的设计为棱柱形的导轨24内，它是设在它之前和它之后的导轨的延长段。为了使抓臂的自由端20能通过导轨24下潜，如已提及的那样在导轨24中制有槽40(见图2)。抓臂18的抓手由两个竖立的腹板42，42’组成，它们的平行距离43选择为与芯棒圆柱形导引段44的长度相配(图2)。
在芯棒安放在轧制位置35以及抓臂18下潜后，上部芯棒交换杠杆1借助于曲柄传动机构3的曲柄17和圆柱齿轮7继续运动。越过下顶点(图中未表示)后，抓臂8到达承接位置33，这一位置应这样选择，即，抓臂18能从下方可靠和没有歪斜地承接芯棒，并能向上提升到等待位置34。芯棒从截获位置39向承接位置33的侧向运动，借助于下部芯棒交换杠杆2的回转实现，而且是在这一阶段中同时进行的，即，在此期间上部芯棒交换杠杆1将另一个芯棒从等待位置34移向轧制位置35。为了保持在回转后的下部芯棒交换杠杆2与处于倾斜位置的分离构件25之间形成的棱柱形支座，下部芯棒交换杠杆2应移靠在止挡45上。但由于曲柄传动机构3仍继续运动，所以在此对于下部芯棒交换杠杆2保持静止的阶段中，拉压杆4承受此继续运动，在这种情况下拉压杆4通过其弹性做到这一点。一旦接收到芯棒，下部芯棒交换杠杆2便从左向右移回截获位置。但现在在极端情况下也可能发生，在下部芯棒交换杠杆2重新返回其截获位置39之前，在轧制极短的管子时轧制后的芯棒在时间上提早到达溜道30的端头。为了在这种情况下，此已滑出的芯棒不会失控地掉落在设备中，将溜道30端头处的保险板(图中未表示)转入。过早滑下的芯棒会撞击在此板上。在将保险板转出后，芯棒可在其自身重量作用下进一步滑到下部芯棒交换杠杆2的凹槽形区段31上。
在图4中与图5结合表示分离损坏芯棒的特殊状况。前提条件是操作人员在轧制后的芯棒下滑时发现了有不可允许的损坏，他可以改变运动进程，使损坏的芯棒能分离出来。为此，下部芯棒交换杠杆2从截获位置39移向承接位置33，并与此同时借助于液压操纵机构27将分离构件25从点划线表示的位置移开。因此在下部芯棒交换杠杆2与分离构件25之间形成一个通道口，它允许损坏的芯棒沿下部芯棒交换杠杆2的轮廓形状，经位于分离构件25内部固定在46上的溜道29，向下方分离出来。分离构件25由两个平行设置的侧壁47，47’构成，侧壁下端与旋转杆48连接。上端有盖26，盖26与下部芯棒交换杠杆2一起形成一个用于芯棒在承接位置33的棱柱形支座。为了使上部芯棒交换杠杆1的抓臂18在承接芯棒时能通过盖26潜入，在盖26上同样设有相应的槽41。两个侧壁47，47’之间的距离和它们的高度，应选择为能没有任何困难地分离出用于芯棒轧管机列中最大的芯棒。
图6表示了与按本发明的芯棒交换设备相结合的操纵器。操纵器50包括一个在这里只是粗略表示的滑架，它可以在导轨51上垂直于轧槽中心线移动。在此操纵器上装有四个抓臂52至55，它们可相应于点划线表示的位置上下运动。在抓臂52至55的下端设有抓手56，芯棒可以夹紧在抓手56之间。等待位置34和轧制位置35的高度位置按本发明的要点是相同的(见图1)，这就允许在尺寸变换时，可通过非常简单的办法，借助于操纵器抓取并提升两个要换掉的芯棒57，58。通过操纵器进一步移动，针对下一个轧制尺寸所需的芯棒59，60，可以移到相应的位置，然后将它们中一个放置在抓臂18的端部20上，另一个安放在导轨24上。在这之后，移走这两个不再需要的芯棒，并送往检修站。
权利要求
1.在芯棒轧管机上安置芯棒的方法，按此方法，管子轧制完成后，芯棒从设备的芯棒杆处脱开，并由于其重量从轧槽中心线几乎无侧移地向下移出，用一种冷却剂中间冷却，以及重新提升到轧槽中心线区域内，其特征为芯棒在提升到轧槽中心线的过程中，在一个垂直于轧槽中心线的平面内，按一个近似椭圆的轨道运动，在将其放入轧槽中心线之前处于等待位置，这一位置在大约与轧槽中心线有侧向距离的相同高度处，芯棒提升前，在从轧槽中心线移出后首先侧向朝等待位置方向移动，以及，在从轧槽中心线移出时和处于等待位置时，进行中间冷却和/或润滑，在将芯棒从轧槽中心线移出和拉出轧好的管子后，芯棒从等待位置起运动，将另一个事先已中间冷却和/或润滑的芯棒置入轧槽中心线，与此同时移出的芯棒侧向运动，然后被承接和提升到等待位置。
2.实施按照权利要求1所述方法用于在芯棒轧管机上安置芯棒的设备，它有一个用于承接从轧槽中心线向下移动的芯棒的溜道，有一个冷却装置，一个提升装置，其特征为提升装置有两个芯棒交换杠杆(1，2)，它们的运动通过曲柄传动机构(3)在运动上互相结合起来，提升芯棒和有一个抓臂(18)的上部芯棒交换杠杆(1)在两个位置、以及将芯棒侧向摆动的下部芯棒交换杠杆(2)借助于拉压杆(4)，通过曲柄(14，17，12)与曲柄传动机构(3)铰接，其中，在运动过程的开始和终了是抓臂(18)的等待位置。
3.按照权利要求1所述之设备，其特征为在抓臂(18)自由端(20)有两个彼此相隔距离平行地竖立着的腹板(42，42’)，它们为了承接芯棒在上部窄侧制有凹槽状轮廓，以及，所有处于抓臂(18)运动轨迹中的零件，都有相应宽度的槽(40，41)，以便腹板(42，42’)通过。
4.按照权利要求1所述之设备，其特征为曲柄传动机构(3)有三个同向旋转的轮子(5，6，7)和位于它们之间的两个中间轮(8，9)，第一个通过曲柄(12)和拉压杆(4)下下部芯棒交换杠杆(2)配合工作的轮子(5)，具有设在公共轴线上的圆柱齿轮齿环(37)和蜗轮齿环(36)，蜗轮齿环(36)与一个传动曲柄传动机构(3)的蜗杆(11)啮合，以及，第二个设计为圆柱齿轮的轮子(6)通过装在曲柄(14)处的滑块(15)和第三个同样设计为圆柱齿轮的轮子(7)通过曲柄(17)，在上端与上部芯棒交换杠杆(1)配合工作。
5.按照权利要求2至4之一所述之设备，其特征为可回转的箱形分离构件(25)的上盖(26)与上部芯棒交换杠杆(2)一起，构成了用于抓臂(18)的芯棒棱柱形承接位置(33)，以及，分离构件(25)与操纵机构(27)连接。
6.按照权利要求5所述之设备，其特征为在分离构件(25)内部固定地安装一块溜板(29)，在分离构件(25)处于适当的回转位置时，溜板(29)构成向内摆动后的下部芯棒交换杠杆(2)的延长段。
7.按照权利要求2至6之一所述之设备，其特征为在溜道(30)和抓臂(18)等待位置(34)的区域内，至少设有两个用于中间冷却和/或润滑芯棒的喷嘴。
8.按照权利要求7所述之设备，其特征为设在等待位置(34)的喷嘴的射流主要对准芯棒的工作部分。
9.按照权利要求2至7之一所述之设备，其特征为在等待位置(34)设有一个可横向于轧槽中心线移动的操纵器(50)，它至少有两个用于抓取两个芯棒(57，58)的抓臂(52-55)。
10.按照权利要求9所述之设备，其特征在于操纵器(50)有四个抓臂(57-55)。
全文摘要
本发明涉及一种在芯棒轧管机上安置芯棒的方法，按此方法，在管子轧制完成后，芯棒离开设备在芯棒杆处的位置，并在其重量作用下自己从轨槽中心线向下移出，进行中间冷却，并重新提升到轨槽中心线区域内。按本发明芯棒在提升时在一个椭圆轨道上运动，并在放下前处于等待位置，这一位置在大约与轨槽中心线有侧向距离的相等高度处。此外，本发明还涉及用于安置芯棒的设备，它有一个溜道，一个冷却装置和一个提升装置，提升装置有两个芯棒交换杠杆(1，2)，它们的运动通过曲柄传动机构(3)连接起来。上部芯棒交换杠杆(1)在两个位置以及下部芯棒交换杠杆(2)借助于拉压杆(4)，通过曲柄(14，17，12)与曲柄传动机构(3)连接。
文档编号B21B25/00GK1156422SQ95194778
公开日1997年8月6日 申请日期1995年7月21日 优先权日1994年8月25日
发明者沃尔特·安布雷姆, 威廉·埃弗泽, 米歇尔·布伦松 申请人:曼内斯曼股份公司