液壓缸和軋機的製作方法
2023-06-17 04:02:46 1
專利名稱：液壓缸和軋機的製作方法
2001年8月2日申請的包括說明書、權利要求書、附圖和摘要在內的日本專利申請No.2001-234661其全文在這裡被被引用作為參考。
因此，帶材從牌坊的入口側被送進，並且在下工作輥和通過壓下裝置藉助於支承輥被施加了預定負荷的上工作輥之間通過，由此將該帶材軋製成預定厚度。軋制帶材從牌坊的輸出側被輸出並且被提供給隨後的工序。
在前面的軋機中，在處於壓下負荷下的軋制條件中使在在牌坊中的工作輥和支承輥的垂直控制期間滯後現象最小化，從而高度精確地控制了軋板的厚度。為此，在工作輥軸承座和支承輥軸承座以及牌坊之間形成有間隙。因此，即使在軋制期間在壓下負荷的作用下牌坊出現向內收縮變形，在這些軋輥軸承座之間仍然存在間隙，從而軋機的水平動態剛度可以減小。如果以高軋制力和在帶材厚度中的高壓下率進行軋制同時軋機的水平動態剛度較低的話，在牌坊或工作輥中出現可能由所軋制帶材和工作輥之間的摩擦產生的巨大振動(下面被稱為軋機振動)，從而妨礙了高效軋制。而且由於這些軋輥不是被穩定地支撐的，所以軋制變得不穩定，尤其在帶材接合在軋輥之間時。
本申請的申請人提交了日本專利申請No.2000-187163(日本未審專利公開No.2001-113308)作為一種對上述問題的解決方案。該申請的發明具有藉助於軋輥軸承座可旋轉支撐在牌坊中的一對上下工作輥和一對上下支承輥；壓下裝置，設在牌坊的上面部分中用來在上工作輥上施加預定的壓力；以及設在牌坊的入口側和輸出側上的液壓缸機構，所述液壓缸機構能夠沿著水平方向推動軋輥軸承座。根據這個結構，在軋制期間促動液壓缸機構以消除軋輥軸承座和牌坊之間的間隙，從而改善水平動態剛度。因此，軋機振動受到抑制，從而能夠進行高效軋制。
用於沿著水平方向推動軋輥軸承座的液壓缸機構需要巨大的推動力。另外，該液壓缸機構承受著變化的負荷，並且它們的工作行程較小。因此，當液壓缸機構工作時，它們的柱塞不會正確地移動，而是容易粘在缸體中。因為液壓缸機構的工作的這個缺點，所以不能可靠地抑制軋機振動。
本發明的一個方面在於提供一種液壓缸，該液壓缸包括圓柱形缸體；沿著缸體的內壁表面可沿著軸向方向移動地安裝的薄柱塞；設在薄柱塞的一個端部處的輸出部分；以及設置在缸體和薄柱塞的另一個端部之間的導向裝置，該導向裝置具有彼此相配的凹進部分和凸起部分，並且用來引導薄柱塞相對於缸體進行運動。
根據這個方面，該薄柱塞由缸體支撐以便由於凹凸結構而可以在安裝在薄柱塞上的導向裝置的作用下移動。因此，該薄柱塞在直線穩定性方面優異，並且正確地工作而不會粘住，從而可以改善其可操作性。
根據本發明的另一個方面，提供一種軋機，它包括牌坊；由牌坊藉助於軋輥軸承座可轉動地支撐的上下軋輥；壓下裝置，它設置在牌坊的上面部分中並且用來向軋輥施加預定的壓力；以及液壓缸，用來沿著可軋制材料的輸送方向推動軋輥軸承座以將軋輥軸承座壓在牌坊上，並且還包括導向裝置，每個設置在構成每個液壓缸的缸體和薄柱塞的軸端部分之間，並且具有彼此相配的凹進部分和凸起部分，並且用來引導薄柱塞的運動。
根據這個方面，由於凹凸結構所以薄柱塞通過安裝在薄柱塞上的導向裝置可移動地支撐在缸體中。因此，該薄柱塞在直線穩定性方面優良。即使在軋制期間由軋輥軸承座施加軸向負荷或波動負荷，該薄柱塞也不會粘住，而是正確地工作並且防止出現在牌坊或軋輥中的軋機振動。結果，改善了帶材的通過，從而實現高效軋制。而且由於軋輥受到穩定地支撐，所以可以實現穩定軋制狀態。
在軋機中，薄柱塞可以可移動地支撐在牌坊中，並且能夠接觸並推動軋輥軸承座的缸套可以於薄柱塞的前端部分連接。由於軋輥軸承座可以由缸套直接推動，所以可以簡化該軋機的結構。
該軋機還可以包括用於給缸套的表面加油脂的加油脂裝置。因此，可以減小在缸套和軋輥軸承座之間的摩擦，並且可以改善軋機的可操縱性。
在該軋機中，薄柱塞可以設置在接觸著軋輥軸承座的缸套部分中，可以可移動地由缸套支撐，並且可以具有能夠推動軋輥軸承座的前端部分。因此，可以很容易通過更換缸套來結合該薄柱塞，從而可以改善該軋機的通用性能。
該軋機還可以包括用於給薄柱塞的前端表面加油脂的加油脂裝置。因此可以減小在缸套和軋輥軸承座之間的摩擦，並且可以改善軋機的可操縱性。
在該軋機中，導向裝置可以包括設置在缸體中心處的圓柱形中心導向件以及設置在薄柱塞中並且安裝在中心導向件上方的凹進部分。因此，簡單的結構使得薄柱塞能夠正確地工作而不會粘住，從而實現了結構簡化。
在該軋機中，薄柱塞可以通過缸套可移動地安裝在缸體的內圓周表面上，可以將與薄柱塞的外圓周部分相對應的環形蓋子安裝在缸體上，並且在缸體和薄柱塞之間可以設有油壓腔室，並且在蓋子和薄柱塞之間可以設有拉回機構。因此，通過拉回機構來進行薄柱塞的返回動作，因此避免了需要加工出給油孔。
優選實施方案的詳細說明現在將參照這些附圖對本發明的優選實施方案進行詳細說明，該說明決不是對本發明進行限制。[第一實施方案]如圖3中所示，在根據第一實施方案的軋機中，一對上下工作輥軸承座12和13支撐在牌坊11中。這對上下工作輥14和15的軸部分分別由上下工作輥軸承座12和13可轉動地支撐，並且上工作輥14和下工作輥15彼此相對。一對上下支承輥軸承座16和17支撐在上下工作輥軸承座12和13的上面和下面。這對上下支承輥18和19分別由上下支承輥軸承座16和17可轉動地支撐。上支承輥18和上工作輥14彼此相對，而下支承輥19和下工作輥15彼此相對。在牌坊11的上面部分中設有用於通過上支承輥18在上工作輥14上施加軋制負荷的壓下裝置。
液壓缸(液壓缸)21和22安裝在牌坊11的入口側和輸出側上從而與上工作輥軸承座12相對。可以通過沿著輸送方向從上遊和下遊側推動上工作輥軸承座12來將液壓缸21和22壓靠在牌坊11上。液壓缸(液壓缸)23和24安裝在牌坊11的入口側和輸出側上從而與下工作輥軸承座13相對。可以沿著輸送方向從上遊和下遊側推動下工作輥軸承座13來將液壓缸23和24壓靠在牌坊11上。液壓缸(液壓缸)25和26安裝在牌坊11的入口側和輸出側上從而與上支承輥軸承座16相對。可以沿著輸送方向從上遊和下遊側推動上支承輥軸承座16來將液壓缸25和26壓靠在牌坊11上。液壓缸(液壓缸)27和28安裝在牌坊11的入口側和輸出側上從而與下支承輥軸承座17相對。可以沿著輸送方向從上遊和下遊側推動下支承輥軸承座17來將液壓缸27和28壓靠在牌坊11上。
在本發明的軋機中，液壓缸21至28安裝在牌坊11內，並且實際上具有相同的結構。因此，下面將只對液壓缸21進行說明。
如
圖1和2中所示，在液壓缸21中牌坊11具有形成與上工作輥軸承座12相對的預定位置處的安裝凹形部分31。圓柱形缸體32固定進安裝凹形部分21中，並且由螺栓(未示出)固定。環形缸套33通過0形環34安裝在缸體32的內圓周表面上。為了提高裝配簡便性，缸套33採取一種錐形形狀，它具有沿著圓周方向形成在其前端外圓周部分中的傾斜表面35。在與傾斜表面35相對的一部分缸體32中，沿著圓周方向形成有彎曲表面部分36用來防止應力集中。在缸套33中，形成有許多沿著直徑方向從中穿透的油孔37。
圓柱形中心導向件38通過螺栓39安裝在缸體32的中心處。薄柱塞40採取一種圓柱形形狀，並且通過滑動密封件41安裝在缸體32的缸套33的內壁表面上。形成薄柱塞40的底端部分中的凹形部分42通過O形環43和滑動密封件44安裝在中心導向件38上方。因此，該薄柱塞40可以沿著軸向方向移動。在該情況中，本發明的導向裝置由中心導向件38和凹形部分42構成。環形蓋子45設置在薄柱塞40的外圓周部分上並且通過螺栓46固定在缸體32上，從而固定住缸套33並且限定了該薄柱塞40的運動量。在薄柱塞40的底端表面和缸體32之間通過階梯部分設有油壓腔室47。形成有與油壓腔室47相通的給油管道48。在薄柱塞40和蓋子45之間插入有作為拉回機構的螺旋壓縮彈簧49。
因此，薄柱塞40通常位於在螺旋壓縮彈簧49的推動力的作用下與缸體32接觸的位置處(即由圖1中的實線所示的位置)。當通過給油管道48從油壓源(未示出)將油輸送給油壓腔室47時，薄柱塞40可以克服螺旋壓縮彈簧49的推動力而在圖1中向右運動預定的行程S。當停止向油壓腔室供油時，薄柱塞40在螺旋壓縮彈簧49的推動力的作用下在圖1中向左運動行程S，並且從油壓腔室47中排出該油。
可在彼此上滑動的缸套33的內壁表面和薄柱塞40的外壁表面，可在彼此上滑動的中心導向件38的外壁表面和凹形部分42的內壁表面以及可在彼此上滑動的可更換缸套33的外壁表面和缸體32的內壁表面都經過表面處理以提高耐久性、摩擦阻力和耐衝擊性。當缸套33的內壁表面經過長時間使用之後損壞時，可以更換該缸套33。
薄柱塞40具有前端部分，支承軸50的凸緣部分51通過支承託架53藉助於壓縮彈簧52連接在該前端部分上。作為輸出部分的缸套54通過連接部件55連接在支承軸50的前端部分上，並且蓋子56連接在缸套54上。在該情況中，缸套54具有與薄柱塞40的前端表面一致的彎曲背面，並且可轉動與缸套54和支承軸50之間的間隙相對應的量。
由於缸套54被設計成推動上工作輥軸承座12(參見圖3)，所以在缸套54的表面中形成有用來提高可滑動性的環形加油脂槽57。可以從加油脂源(未示出)通過形成在缸體32、中心導向件38、薄柱塞40和缸套54中的加油脂管道58、59、60、61給該加油脂槽57加油脂。
如圖3中所示，在這樣構成的本發明的軋機中，帶材從牌坊11的入口側被送進，並且在下工作輥15和由壓下裝置20藉助於上支承輥18施加了預定負荷的上工作輥14之間通過。因此，該帶材被軋製成預定的厚度，從輸出側輸出並且被輸送到隨後的步驟中。在帶材的這種軋制期間，響應於壓下負荷在牌坊中出現向內收縮變形量。但是，通過促動液壓缸21至28來在牌坊11上施加推動力，從而減小了牌坊11的變形量。
也就是說，如圖1中所示，通過給油管道48從油壓源將油提供給油壓腔室47。因此，薄柱塞40在預定油壓的作用下克服螺旋壓縮彈簧49移動預定的行程S，從而藉助於缸套54推動上工作輥軸承座12。這時，薄柱塞40移動，並且其外圓周表面由缸套33支撐，並且在其底端部分處的凹形部分42由中心導向件38支撐。因此，可以完全保證其直線穩定性，並且該薄柱塞40可以正確地移動而不會粘住。當薄柱塞40通過缸套54推動上工作輥軸承座12時，缸套隨著上工作輥軸承座12轉動或抵抗軋制的反作用力通過上工作輥軸承座12作用在薄柱塞40上。但是，該薄柱塞40具有由中心導向件38支撐的凹形部分42。因此，該薄柱塞40可以可靠地承受該反作用力並且正確地移動。
因此，即使軋輥軸承座12、13、16、17移位的話，在軋輥軸承座和牌坊11之間也不會出現任何間隙。因此，可以保持軋機的高水平動態剛度。即使當在高軋制力和高板厚壓下率的狀態中進行軋制時，在牌坊11或工作輥14、15中也不會出現由於例如帶材和工作輥14、15之間的摩擦而可能產生的巨大軋機振動，因此能夠進行高效軋制。而且，這些軋輥受到穩定的支撐，從而實現了一種穩定的軋制狀態。
如上所述，在該實施方案中，液壓缸21至28安裝在牌坊11的入口側和輸出側上，從而與軋輥軸承座12、13、16、17相對。這些液壓缸21至28以下面的方式構成薄柱塞40可移動地安裝進通過缸套33固定在牌坊11上的缸體中。薄柱塞40的凹形部分42可移動地安裝在缸體32的中心導向件38上面以用作導向裝置。用於推動每個軋輥軸承座12、13、16、17的缸套54與薄柱塞40的前端部分連接。
薄柱塞40具有外圓周部分和可移動地由缸體32以上述方式支撐的中心部分。因此，薄柱塞40在直線穩定性方面優異。即使在軋制期間由軋輥軸承座12、13、16、17施加了軸向負荷或波動載荷，該薄柱塞40也不會粘住，而是正確地工作，並且防止了在牌坊11或工作輥14、15出現軋機振動。因此，改善了帶材的通過，從而實現高效軋制，並且可以實現穩定軋制狀態。
圖4和5顯示出根據本發明的其它實施方案安裝在軋機上的液壓缸的橫斷面。具有與在前面實施方案所述相同功能的部件由相同的標號表示，並且省略了重複說明。[第二實施方案]如圖4中所示，在根據第二實施方案的軋機中，薄柱塞40通過滑動密封件41安裝在缸體32的缸套33的內壁表面上。薄柱塞40的凹形部分42通過O形環43和滑動密封件44安裝在中心導向件38上方。因此該薄柱塞40可以沿著軸向方向移動。油壓腔室47設在薄柱塞40的底端表面和缸體32之間，並且給油管道48與該油壓腔室47相通。作為拉回機構的油壓腔室65設在薄柱塞40、蓋子45和缸套33之中，並且給油管道66與油壓腔室65相通。給油管道48、66通過選擇閥(未示出)與油壓源相連。
操縱選擇閥以從油壓源通過給油管道48將油提供給油壓腔室47並且從油壓腔室47通過給油管道66排出該油。因此，薄柱塞40在圖4中向右移動，由此缸套54可以推壓軋輥軸承座。另一方面，選擇閥切換以從油壓源通過給油管道66將油提供給油壓腔室65，並且從油壓腔室47中通過給油管道48排出油。因此，薄柱塞40在圖4中向左移動，由此，缸套54可以停止推壓軋輥軸承座。
如上所述，在該實施方案中，只是通過油壓的供應和排出來進行柱塞40的運動。通過這樣做，可以可靠地實施柱塞40的動作即推動軋輥軸承座的動作。
如圖5中所示，在根據第三實施方案的軋機中，缸套72支撐在牌坊11的彎曲表面71上從而與軋輥軸承座12相對並且可以由轉動機構(未示出)轉動。液壓缸73安裝在缸套72上。
也就是說，缸體73形成在缸套72的預定位置處，並且圓柱形凹形部分74形成在缸體73的中心處。薄柱塞75為圓盤形，並且通過滑動密封件76安裝在缸體73的內壁表面上。形成在薄柱塞75的底端部分中的中心導向件77通過滑動密封件78安裝進凹形部分74中。因此，該薄柱塞75可以沿著軸向方向運動。在該情況中，本發明的導向裝置由凹形部分74和中心導向件77構成。蓋子79設在薄柱塞75的外圓周部分上，並且通過螺栓80固定在缸套上從而限定了薄柱塞75的行程S。油壓腔室81設在薄柱塞75的底端表面和缸套72之間，並且給油管道82與油壓腔室81相通。作為拉回機構的螺旋壓縮彈簧83介入在薄柱塞75和蓋子79之間。
而且，薄柱塞75具有前端部分，作為輸出部分的前端缸套84通過螺栓85固定在該前端部分上。薄柱塞75可以藉助於前端缸套84推動軋輥軸承座。在前端缸套84的表面中形成有十字形給油脂槽86用來提高滑動性。可以通過形成在薄柱塞75、前端缸套84等中的給油脂通道87、88從給油脂源(未示出)向給油脂槽86提供油脂。
因此，當通過給油管道82從油壓源將油提供給油壓腔室81時，薄柱塞75在預定的給油壓力的作用下克服螺旋壓縮彈簧83的推動力移動預定的行程S，從而通過前端缸套84推動軋輥軸承座。這時，薄柱塞75移動，而且其外圓周表面由缸體73支撐，並且中心導向件77由凹形部分74支撐。因此，可以完全確保其直線穩定性，並且薄柱塞75可以正確地移動而不會粘住。
如上所述，在該實施方案中，缸套72由牌坊11可轉動地支撐，缸體73形成在缸套72中，並且薄柱塞75可移動地安裝進缸體73中。薄柱塞75的中心導向件77可移動地安裝進缸體73的凹形部分74中以用作導向裝置。用於推動軋輥軸承座的前端缸套84固定在薄柱塞75的前端部分上。因此，不僅現有的設備可以很容易通過更換缸套72來安裝薄柱塞，而且可以提高通用性。
在上述第一實施方案中，中心導向件38形成為單獨的部件，並且通過螺栓39固定在缸體32上。在第三實施方案中，該中心導向件77與薄柱塞75形成為一整體。該中心導向件可以是單獨的部件或整體部件，這可以根據生產成本或裝配簡便性按要求來選擇。中心導向件和凹形部分的的形成位置可以在薄柱塞中或在缸體中。導向裝置為中心導向件和凹形部分。但是，可以在中心位置之外的位置處設置多個凸起部分來代替中心導向件。
還有，本發明的軋機優選不僅用於普通形狀的軋機，而且還可以用於橫軋機和移位軋機。另外，本發明的液壓缸應用作為用來在各種軋機中推動軋輥軸承座的液壓缸21至28。但是，液壓缸可以設置在其工作力很大並且其工作行程較短的任意位置處。
雖然已經以上述方法對本發明進行了說明，但是要理解的是本發明並不局限於此，而是可以以許多其它方式進行變化。不要認為這些變化脫離了本發明的精神和範圍，並且所有對於本領域普通技術人員來說是顯而易見的改進都被包含在附屬權利要求書的範圍內。
權利要求
1.一種液壓缸，包括圓柱形缸體；薄柱塞，它沿著缸體的內壁表面安裝從而可以沿著軸向方向運動；設置在薄柱塞的一個端部處的輸出部分；導向裝置，設置在缸體和薄柱塞的另一個端部之間，並且具有彼此相配的凹形部分和凸起部分，並且用來引導薄柱塞相對於缸體的運動。
2.一種軋機，包括牌坊；由牌坊藉助於軋輥軸承座可轉動地支撐的上下軋輥；壓下裝置，設置在牌坊的上面部分中並且用來在軋輥上施加預定的壓力；液壓缸，用來沿著可軋材料的輸送方向推動軋輥軸承座以將軋輥軸承座壓靠在牌坊上，並且還包括導向裝置，每個設置在構成每個液壓缸的缸體和薄柱塞的軸端部分，並且具有彼此相配的凹形部分和凸起部分，並且用來引導薄柱塞的運動。
3.如權利要求2所述的軋機，其中薄柱塞可移動地支撐在牌坊中，並且一個能夠接觸並推動軋輥軸承座的缸套與薄柱塞的前端部分連接。
4.如權利要求3所述的軋機，還包括用於給所述缸套表面提供油脂的給油脂裝置。
5.如權利要求2所述的軋機，其中所述薄柱塞設在與軋輥軸承座接觸的缸套部分中，並且由該缸套可移動地支撐，並且具有能夠推動軋輥軸承座的前端部分。
6.如權利要求5所述的軋機，還包括用於給薄柱塞的前端表面提供油脂的給油脂裝置。
7.如權利要求2所述的軋機，其中導向裝置包括設在缸體中心處的圓柱形中心導向件以及設在薄柱塞中並且安裝在中心導向件上面的凹形部分。
8.如權利要求2所述的軋機，其中薄柱塞通過缸套可移動地安裝在缸體的內圓周表面上，環形蓋子與薄柱塞的外圓周部分對應地固定在缸體上，油壓腔室設在缸體和薄柱塞之間，並且拉回機構設在蓋子和薄柱塞之間。
全文摘要
一種設在牌坊中從而與軋輥軸承座相對的液壓缸。每個液壓缸是這樣構成的，通過藉助於缸套將薄柱塞可移動地安裝進固定在牌坊上的缸體中，將薄柱塞的凹形部分可移動地安裝在缸體上的中心導向件上面以形成導向裝置，並且將用於推動每個軋輥軸承座的缸套與薄柱塞的前端部分連接在一起。
文檔編號B21B31/02GK1401444SQ02127298
公開日2003年3月12日 申請日期2002年7月31日 優先權日2001年8月2日
發明者山本幹朗, 大田進, 吉原修 申請人:三菱重工業株式會社