操作特性改善的預應力軋機機架組件的製作方法

2023-08-01 04:21:26

專利名稱：操作特性改善的預應力軋機機架組件的製作方法
技術領域：
本申請涉及用在平軋金屬工業中的軋制操作中的軋機機架的改進。特別地，本發 明涉及多輥型軋機。
背景技術：
當採取大的厚度壓縮、軋制薄的出口厚度、或二者的組合時，多輥軋機在軋機工業 中是普遍使用的。多輥軋機為軋機的操作提供多個優點，包括下述優點小直徑工作軋輥， 高的機架剛度和簡化的厚度控制。在多種早先應用中，多輥軋機殼體已經基於單塊體設計 構建，如在美國專利No. 5，421，184、美國專利No. 2，187，250圖8、和美國專利No. 2，776，586 圖8中看到和描述的。特別地，由於軋機剛度高，中心線厚度控制是非常好的，其中使任何入口厚度增加 都能立刻與較高的軋制力一致。厚度控制非常簡單，且通過支撐輥上的轉動偏心軸承來調 整輥縫來提供。強化的軋制力通過用於增加軋機剛度的處於不同角度的輥鞍座傳遞至單塊 體機架。從而，不是僅沿垂直方向將軋制力傳遞到單塊體機架中。雖然多輥軋機在歷史上對多種軋制應用已經是非常有吸引力的，但仍存在對改進 軋制操作的靈活性的需求。採用多輥軋機的一個缺點是當存在斷帶時，輥縫開口非常小。在 帶材拉斷之後，未正確軋制的金屬帶材稱為廢品。在多種情況中，廢品導致多件金屬帶材留 在單塊體內，多件廢品纏繞在多輥式軋機配置中的多個軋輥周圍。即使在軋制操作期間，廢 品雖然不常見，卻也是很普通的。取決於入口側金屬帶材可以以多快的速度停止，對軋輥和 外圍設備可能有損壞，存在大量金屬帶材需要去除。取決於對軋輥和其它設備的損壞程度， 這種去除會花費數分鐘至數小時的時間。有時，由於斷裂帶材的幹擾，將多輥軋機軋輥從單 塊體上卸下非常困難。如果發生突然的帶材張力損失，快速將工作軋輥打開到寬的間隙的 能力將極大地幫助防止廢品引起的軋機損壞。用於最小化損壞的適當的開口間隙大於目前 單塊體工作軋輥運動可用的間隙。此外，多輥軋機具有有限的將在單塊體結構中工作的工作軋輥直徑範圍。當工作 軋輥用壞了時，通常通過再次研磨整修它們的表面，且有效的工作範圍使得通過研磨進行 的重新利用非常有限。多輥軋機的另一缺點是對各種軋制操作的靈活性降低。在一些商用設置中非常期 望具有能夠進行壓縮大的冷軋和壓縮小的表面光軋的單個軋機。表面光軋結構優選利用較 大的工作軋輥尺寸。較大的工作軋輥允許工作軋輥壽命更長、軋制操作更快、有利於帶材成 形、軋制可行性更好。相反，單塊體多輥軋機對能夠進行表面光軋和冷軋操作的軋機是沒有 吸引力的。特別地，小的工作軋輥直徑範圍不適合構造為進行兩種類型的軋制的軋機。由於軋輥開口小，單塊體結構的穿過軋機的能力弱。對帶材起始端來說，總是保持 平坦且適合準備方便地進入小的輥縫是困難的。由於小的入口帶材彎曲問題，帶材可能勉 強進入輥縫咬合，並且要求操作人員採用長柄手動工具進行手動幹預。在單塊體結構中，在軋制操作期間難以確定兩個工作軋輥之間的軋制力，S卩，垂直分離力。軋輥定位在軋制機架中，以便垂直軋制力通過數個軋輥分散到單塊體中。這對準 確地測量軋制力的能力的限制非常大。期望的是，通過在初始定型中更精確地軋制到正確 的厚度，測量軋制力，並採用它改善成品率。當在金屬帶材中存在明顯的左右厚度變化，即存在楔形帶材時，單塊體不是為方 便且精確的傾斜配置設計的。根據上遊熱軋操作，金屬帶材將通常在額定厚度的1至5%中 間存在中等程度的變厚。在熱軋之後，為了進行包括在多輥軋機上進行軋制的下遊處理，帶 材可能分裂成兩半(或更多)。這將沿寬度方向具有不可預知的厚度的楔形帶材呈現給多 輥軋機。由於單塊體不進行軋制力測量，因此難以進行精確的左右軋制間隙修正。用於板 型控制的冠狀偏心環的旋轉不能提供足夠的傾斜能力。因此，楔形帶材在軋制中將具有其 它問題，包括帶材拉斷、產生拱形、產生中間彎曲、產生不均勻的邊緣波紋、以及產生其它不 常見的帶材平直度問題。他人已經認識到單塊體結構的操作問題，並試圖改進。例如，US 5，857，372描述 了分開式機架和預應力杆配置，目標是改善各種操作問題。所採用的方法在機械上是複雜 的，加工成本昂貴，並且不允許進行在帶材斷裂時防止受損所需要的快速軋輥打開。這種結 構沒有考慮軋機傾斜。而且，調整軋制線的能力受到很大的限制，等同於單塊體結構。US 5，996，388考慮使用液壓缸給用在熱棒材軋制操作中的軋制殼體預加應力。這 種結構不適合高剛度軋機在平直軋制材中利用簡化的、令人滿意的商用厚度控制系統。所 採用的方法在機械上是複雜的，加工成本昂貴，並且不允許進行在帶材斷裂時防止受損所 需要的快速軋輥打開。這種結構不考慮軋機傾斜或軋制線調整。US 6，260，397考慮到提供採用單塊體得不到的操作改善的需求。該結構不利用單 塊體剛度，而且增加另外一對大的軋機機架，其極大地增加了軋機的費用。這種結構不使用 採用單塊體可獲得的簡化的厚度控制，並且不是預應力結構。這種結構具有相對低的軋機 剛度，其要求複雜的厚度控制系統。

發明內容
本發明的主要目標是提供預應力軋機，其具有常規單塊體軋機機架的優點，採用 多輥軋機厚度控制系統，並克服了剛剛描述的限制和操作問題。非常期望的是，具有一種 軋機，其具有高度明顯的軋機剛度、簡化的厚度控制系統、用於穿過的大的工作軋輥間隙開 口、快速的工作軋輥間隙打開方法、軋制力測量、令人滿意的左右傾斜，並且能夠採用相當 寬直徑範圍內的工作軋輥。這種軋機能夠作為商用平整機和商用冷軋機進行令人滿意的操 作。


圖1為本發明的適合冷軋操作的優選實施方式的總布置圖。圖2為本發明的適合平整機軋制操作的優選實施方式的總布置圖。圖3為上、下軋機機架中的典型的多輥式軋機配置圖。圖4A-4B為預應力杆的總布置圖。圖5A-5C示出了預應力杆如何用在多種軋制和開口結構中。圖6為示出撓曲力的曲線圖，圖示了本發明的多輥軋機機架組件剛度如何是機架剛度和預應力杆剛度的結合。
具體實施例方式本發明利用現有的通過使壓下機構偏心環在底座組件中旋轉來控制多輥軋機出 口處的厚度的方法。該方法在商業上是被廣泛接受的，且對商業動機來說是非常優選的。為 此，增加其它部件和改進優選利用非常硬的軋機結合現有的厚度控制方法。US 5，471，859 在"背景技術"中了描述了支撐軋輥軸承上的偏心環或軸的使用，其通過軋機任意一側的 軸和齒輪系統調節。通過引用將US 5，471，859的"背景技術"結合與此。其中出口厚度 基本上通過至少一個支撐輥軸承位置的移動利用轉動偏心來控制的厚度控制系統在此稱 為"偏心軸承"。為了本申請的目的，軋機的操作人員通常控制軋機的一側將稱為「操作人員側「 或"前側"。相對的一側稱為"驅動側"或"後側"。這兩側由金屬帶材的長度方向分開。 用於軋制操作的軋輥幾乎總是從操作人員側軋機機架。圖1為本發明的適合冷軋操作的優選實施方式的總布置圖。多輥式軋機從軋機窗 口區域101去除，以簡化圖示。四個預應力杆102橫跨上軋機機架104和下軋機機架106 之間的長度。典型的預應力杆102稍微突出到剛性連接至上軋機機架104的上液壓缸103 之上。剛性連接至下機架106的下液壓缸105用來在上軋機機架104和下軋機機架106之 間形成間距。楔形調整塊107位於下軋機機架106下面，用於調整下軋機機架106的仰角， 這又調整了帶材軋制線。可替換地，軋制線可以通過機械螺杆、液壓缸、機動齒輪結構、機電 定位裝置進行調整。上軋機機架104在預應力杆102上垂直滑動，垂直運動可以包括從前 側至後側的輕微傾斜。四個預應力杆示出位於上、下軋機機架的四個角。預應力杆的精確位置不關鍵。但 非常優選的是，一個預應力杆位於由金屬帶材的長度方向和工作軋輥轉動中心線限定的四 個象限中的一個中，如在頂視圖中向下看到的那樣。術語"四個角"理解為在每個象限中 居中。通常預應力杆將相對於工作軋輥轉動中心線和金屬帶材中心線基本上是對稱的，但 這不是要求。在軋制操作之前，且在穿過軋機之前，上液壓缸在預應力杆中產生張力，這依次使 上、下軋機機架被推向一起。這種力在每個機架上產生壓縮應力。選擇預應力，使得在工作 軋輥咬合中產生的軋制力將降低，但不消除機架上的壓縮應力。為了確保上機架在四個預應力杆上進行平滑的運動，穩定杆108用來保持杆位置 垂直。連接件可以為剛性螺栓、銷釘或球連接。穩定杆的目的是保持四個預應力杆垂直，並 恰當地間隔開合適的公差，該適合的公差將允許預應力杆上的上機架進行平滑運動。圖2為本發明優選實施方式的總布置圖，其中可以使用較大的工作軋輥。由於來 自下液壓缸204的活塞203的作用，上軋機機架202升高到下軋機機架205之上。上液壓 缸201仍然在杆中提供張力。通過採用液壓活塞控制系統，活塞203將上、下軋機機架分開。 因此維持了上、下軋機機架的預應力。隨後將將描述上、下液壓缸。上液壓缸也可以稱為預應力液壓缸。下液壓缸也可以稱為間隔液壓缸。圖3為本發明優選實施方式中的典型的軋輥簇的總布置圖。軋制線301在軋輥簇 中，上面10個軋輥通過上軋輥懸掛機構302a連接至上機架。上面10個軋輥與在預應力杆上滑動的上軋機機架一起移動。下面10個軋輥通過下軋輥懸掛機構302η連接至下機架。 工作軋輥303a、303b為接觸平坦金屬面的兩個軋輥。可替換地，在其它實施方式中，在軋機機架可以使用其它數量的軋輥，如6個、12 個、16個、18個、20個和30個軋輥。圖3中示出的20個軋輥簇配置僅僅是一個例子。圖4A示出了預應力杆的優選實施方式。該視圖是垂直切割的。垂直預應力杆401 位於剛性連接至預應力杆401的下軋機機架403內部。上軋機機架402沿著預應力杆401 垂直滑動。剛性連接至上軋機機架402的上液壓缸404用來通過在腔室406a中提供液壓力 並在腔室413a中釋放液壓力而在預應力杆上產生垂直載荷。通過加工、焊接、車縲紋或其 它措施，汽缸活塞405剛性連接至併集成到預應力杆401上。當壓力施加至腔室406a時， 預應力杆401使上機架402和下機架403被推向一起，從而在軋機機架上預加應力。如果 通過腔室408中的液壓力並在腔室414中釋放液壓力來利用預應力，則預應力可以通過耐 磨板410之間下汽缸活塞409之間的接觸逐步顯示出來，或者上機架402可以直接接觸下 液壓缸407。可替換地，可以在腔室413a或414中供應低的液壓力，而不是釋放，以避免滯 留空氣。預應力通過腔室406a中的大的液壓力產生。例如，最大壓力可以為5000psi，但可 以選擇其它指定壓力極限。液壓力可以用於提供將超過預期軋制力的預應力。這種力將通 過剛性連接至下機架403的下液壓缸407使上機架402被壓在下機架403上。當在工作軋 輥咬合中產生軋制力時，預應力將維持非常硬的軋機機架，類似於單塊體。如果為了特定軋制應用，下液壓缸完全縮回，則可以通過下液壓缸的外板將上機 架壓在下機架上。可替換地，下液壓缸的外板可以凹入機架內，上、下機架相互直接接觸。下軋制線調整系統411用來調整下機架的位置，以將工作軋輥咬合位置維持穩 定。這通常稱為維持相同的軋制線。下軋制線調整系統示出為在預應力杆下面，當這僅是一 種可行的實施方式。圖1示出了軋制線調整系統的優選位置。軋制線調整系統411的厚度， 即高度能夠通過下述裝置進行調整，該裝置旋轉、推動或將兩個楔形板拉到一起，並且包括 使用液壓缸、電動機、液壓馬達、螺旋機構、手輪等。可以成功地配置其它垂直頂託方法，包 括各種螺杆、齒輪裝置和旋轉裝置。耐磨板410擰緊在上機架402上。除軋機完全打開時之外，優選它與下汽缸活塞 409接觸。耐磨板410和下汽缸活塞409都具有匹配的機械加工球面，以允許上機架在下汽 缸活塞上搖擺。球面可以大的機械加工直徑，如25英寸。使用耐磨板不是要求的，但是優 選的實施方式。可替換地，耐磨板可以集成到壓在上機架上的配合面上的下汽缸活塞上。圖4B圖示了上液壓缸404如何用來通過快速將上軋機機架402移動離開下軋機 機架403而快速在工作軋輥咬合中形成開口的。液壓力提供至腔室413b，並從腔室406b釋 放，以通過連接的上液壓缸提升上軋機機架。為了在帶材斷裂時緊急停止，兩個工作軋輥之 間的打開速度優選能夠為每秒至少1/8英寸，並且可以在設計液壓系統時進行選擇。必須理解的是，在簡化的圖4A和4B中未示出預應力杆401和上液壓缸的特定細 節。期望的是，從預應力杆上卸下上液壓缸，並允許上機架被抬升離開下機架，以改善通向 下液壓缸的維護性。這可以通過允許方便地拆卸的上液壓缸的結構來實現。而且，上液壓 缸活塞優選擰在預應力杆上。可替換地，預應力杆可以為在上液壓缸下擰在一起的兩部分。 而且，未示出各種液壓油密封的細節，因為它們時本領域熟知的。
為了改善維護進入，上機架402和下機架403的在圖4A和4B中圖示的部分也可 以從軋機機架的剩餘部分上卸下。這種結構將允許整個預應力杆被卸下，送至機械工廠進 行維修。圖5A示出了在應用下液壓缸活塞時如何使用預應力杆。下液壓缸通過腔室503 中的壓力和在腔室504中釋放該壓力而啟動。這將下汽缸活塞505垂直移入上機架耐磨板 506中，同時提升上機架508。通過腔室501中的液壓力並通過在腔室502中釋放該液壓 力，在預應力杆上施加張力。隨後上液壓缸和下液壓缸彼此相對。為了穩定上機架相對於 下機架的位置，高度響應的、精確的位置傳感器507a用來控制腔室503中的液壓力，使得活 塞505可以達到操作人員選定位置。優選的是，位置傳感器507a為高度精確的，具有小於0. 0001英寸的位置解析度。 優選的是，它還是高度響應的，具有小於100毫秒的感應時間常數。該時間常數是傳感器的 階躍響應達到其最終值的63%所花費的時間。該傳感器可以是機械的、光學的、電子的、磁 的、電容性的、基於雷射的或其組合。該傳感器可以結合到軋機機架內部，而不是如圖5A所 示安裝在外部。該傳感器優選設計並安裝為避免後衝、公差連接問題或其它將降低傳感器 精度和響應的問題。腔室503中的液壓力優選由能夠將腔室503中的液壓力調整至非常接近的受控水 平的高響應液壓系統進行控制。可以成功地採用伺服閥、比例閥、螺線管伺服閥或其它類型 的響應式液壓閥。優選地，壓力腔室503中的液壓控制的時間常數不大於50毫秒。液壓控 制閥優選用在完整的液壓系統中，具有合適的支持設備，包括緊密靠近的蓄電池。在另一種 優選實施方式中，用於腔室503的控制環響應比自動厚度控制響應快，以確保整個厚度控 制系統的穩定性。典型地，單塊體多輥軋機中的自動厚度控制系統響應具有約30-100毫秒 的時間常數，並且用於腔室503的控制環響應可以與較快的響應進行恰當地匹配。腔室501中的液壓力的大小基於要求超過工作軋輥咬合處的垂直軋制力的預應 力的大小。這種力必須足夠大，以將上機架508保持為完全接觸上機架耐磨板506和下液 壓缸活塞505。當與下液壓缸的高精度和響應位置控制結合時，明顯的軋機剛度將比得上多 輥軋機單塊體。腔室501中的液壓力在軋制操作期間將被液壓阻隔，並將基於軋制力進行 改變。腔室502中的液壓力在軋制操作期間基本上被排放，或以低壓力進行操作，以防止滯 留空氣。在軋制操作期間，下液壓缸將被控制維持恆定位置，且不用來提供出口帶材的厚 度控制。由於來自上液壓缸的預應力，預加應力的分開式軋機機架提供了比得上單塊體軋 機機架的剛度。當用在厚度控制系統中時，本發明將有效地具有90-95%的單塊體剛度。在優選實施方式中，相同的液壓泵可以用來提供下液壓缸控制和上液壓缸控制。圖5B類似於圖4B，其中上液壓缸用來通過將上軋機機架快速移動離開下軋機機 架而快速在工作軋輥咬合中形成開口。分離速度優選為每秒至少1/8英寸，以最小化對軋 輥和設備的潛在損壞。除了下液壓缸用來形成快速軋機打開之外，圖5C類似於圖5B。在優選實施方式 中，且稍微不同於圖5B，位置傳感器507b的端部被包圍在上軋機機架和下軋機機架內部。圖5C還圖示了壓力測量儀器在上、下液壓缸上的放置。壓力傳感器509將監測產 生預應力載荷的上液壓缸壓力，壓力傳感器510監測下液壓缸。在優選實施方式中，至少一個上液壓缸和至少一個下液壓缸的壓力在軋制操作期間被監測。如果需要，其它傳感器可 以用在每個液壓活塞的兩側上。該軋機在軋制工藝期間的控制系統相對簡單。作為概述，上液壓缸最初被加載適 當的壓力，以產生預應力杆張力。饋送至上液壓缸的液壓閥隨後被關閉，用於進行軋制操 作，也就是說，它被液壓阻隔。隨後允許上液壓缸壓力根據厚度控制和進入的金屬帶材的厚 度變化自然改變。上液壓缸壓力不由控制環進行調整，這防止它引起與厚度控制系統的控 制衝突。如之前描述的那樣，在所有的情況中，基於上、下軋機機架之間的適當的開口，下液 壓缸在位置模式控制環上運行。出口帶材厚度通過偏心軸承進行控制。可以在適合偏心軸承工作範圍的範圍內選擇下液壓缸在軋制操作期間的位置。例 如，在軋輥改變之後，偏心軸承可以轉動至通過安裝程序計算的位置。這建立零位置。如果 採用大的工作軋輥，則上下機架之間的距離必須更大。位於軋機底部的軋制線調整系統將 降低軋機機架，以基於安裝程序維持軋制線。而且，本發明可以用於具有軋機傾斜功能的軋制。下液壓缸可以升高很小的量，如 0.010"或0.050"，以為上機架在適當大的工作範圍內傾斜提供空間。如果軋機未被傾斜， 則上液壓缸可以降低，使得上、下軋機接觸。在應用預加應力之後，該軋機將以與單塊體相 同的方式進行操作。當該軋機用作平整機並利用大直徑工作軋輥時，下液壓缸將升高，能夠容易地實 現傾斜功能。調整下液壓缸左右位置的能力是本發明的明顯優點。新的軋輥或磨壞的軋輥的再研磨中經常存在與直徑相關的問題。本發明提供了利 用在一端具有較大的直徑的軋輥，即，圓錐輥，當與單塊體軋機進行比較時，不會明顯影響 金屬帶材形狀或厚度。如已經說明的那樣，現有多輥軋機機架通常具有有效的工作軋輥範圍。這種限制 是由垂直空間受限的單塊體軋機機架引起的。由於由間隔液壓缸提供了額外的空間，則本 範明允許連續的工作軋輥直徑變化，用於壓縮和表面光軋。1. 5至3的運轉工作軋輥直徑比 現在是可行的，其中最大工作軋輥直徑比本發明的在之前的單塊體軋機機架方法中不可行 的最小工作軋輥直徑大50%至200%。之前的單塊體機架方法通常僅允許10-20%的直徑 範圍，在一些選擇情況中達到50%的直徑範圍。本發明提供了大直徑範圍的工作軋輥，其可 以方便地用在軋機操作中。工作軋輥直徑範圍可以基於預期軋機操作結構進行改變。本發明完全能夠將平坦金屬帶材軋制到可期望的嚴格的普通公差。優選地，中心 線出口厚度在目標出口厚度的之內，用於覆蓋95%的進入帶材長度。本發明適用於寬 範圍的多種商用的在多輥軋機中通常可以軋制的厚度和材料的軋制平直金屬。在以恆定穩態或恆定條件運行時，一些操作人員傾向於觀察軋機。事實上，在軋制 工藝中存在多個重要且正在進行的變化。工作軋輥通常加熱和膨脹，這改變了軋制力。進 入的帶材可以具有未預料到的厚度或形狀變化。軋輥咬合中的摩擦由於軋輥磨損、潤滑變 化、速度變化和軋制力變化而改變。必須在正在進行的基礎上極性合適的修正，以提供令人 滿意的商用操作。通常這些變化相對很小，各種控制環用來進行合適的修改，以將軋機軋制 保持在普通公差內。通常，所有的四個下液壓缸和所有的四個上液壓缸都以等同的方式運轉，任何位 置或壓力變化通常都是均勻地施加的。然而，傾斜是從前(操作人員)側至後(驅動)側的調整，每一側都可以沿不同的方向移動。它們通常以幅值相等但方向相反的調整量移動。 此外，每一側都可以調整為在特定範圍內維持相同的軋制力，以提供更好的形狀控制。當考慮上軋機機架的重量、上軋輥的重量和連接至上軋機機架的任何設備的重量 時，軋制力可以在穩態軋制條件期間通過由上、下液壓缸產生的作用力之差來確定。上、下 液壓缸中的液壓力可以由壓力傳感器監測，以便於計算。隨後在軋制操作期間可以進行計 算，並將示出的軋制力顯示給操作人員。本發明的明顯優點是能夠為厚度控制和軋制目的確定軋機的總體軋制力-撓曲 曲線。在單塊體的情況中，難以確定軋制力-撓曲曲線，因為工作軋輥咬合處的垂直軋制力 不能恰當地測量。在本發明中，利用上、下液壓缸，軋制力-撓曲曲線相對容易測量。該曲 線和由此確定的軋機剛度對在啟動軋制操作時正確地安裝軋機、以確保進行快速且精確的 厚度控制是非常有用的。對不同的軋輥和軋制條件改善軋制工藝的初始運行參數的能力對 改善工藝合格率是有幫助的。軋制力_撓曲曲線可以在離線狀態下通過校準方法獲得。優選的方法是縮回下液 壓缸，採用預定的上液壓缸壓力對上、下機架預加應力，且隨後通過升高下液壓缸而將上軋 機機架從下軋機機架上分開。兩個機架之間的間距連同已知的預加液壓力隨後用來確定機 架的軋機模量。當機架模量與圓形預應力杆柄的已知模量結合時，則知道總的預加應力的 組件的模量。一旦知道總的預加應力的組件的模量，如圖6中所示，則知道軋制力-撓曲曲 線。此外，一旦上或下下液壓缸壓力已知，則隨後可以通過計算確定軋制力。參照圖4，下(間隔)液壓缸407和活塞409用來操縱軋機，也就是說，提供從前側 至後側的傾斜功能，如已經描述的那樣。傾斜功能允許改變帶材寬度範圍內的軋制壓力，並 允許軋制在一側具有較厚的邊緣的帶材。優選地，上液壓缸不提供左右傾斜功能，但允許下 液壓缸提供傾斜功能。當帶材在穿過期間初始饋送到軋機中時，根據正在穿過的材料類型和厚度，上液 壓缸可以以降低的預應力水平、正常操作的預應力水平、或以全軋機打開狀態運行，以便於 容易穿過。類似地，可以調整下液壓缸位置，以支持上液壓缸的運行，提供容易的穿過。圖6為示出當兩件採用預應力載荷Fo擰緊在一起時，它們表現為一起作為一件的 曲線圖。外力Fs (在本發明中為軋制力)導致拉伸杆具有附加的伸展，並導致「不壓縮」加 壓部件(在本發明中為機架)。基於計算，即總的軋機模量(K = Kc+Ky)大於軋機機架(Kc) 或預應力拉伸杆(KT)中的任意一個。在本發明的情況中，當與單塊體進行比較時，上液壓缸或下液壓缸中的液壓流體 不會引起軋機剛度的明顯降低。當與修正軋機中的厚度的需求相比時，下液壓缸中的快速 液壓控制系統結合預加應力機架思想提供了非常高的剛度。在本發明的情況中，當與單塊體進行比較時，上液壓缸或下液壓缸中的液壓流體 不會引起軋機剛度的明顯降低。當與軋機咬合中的厚度修正所要求的時間相比時，下液壓 缸中的快速液壓控制系統(以具有比AGC控制環高很多的速度的位置模式運行)提供了非 常高的剛度。用在上液壓缸或下液壓缸中的液壓油可以為具有較高的體積模量的流體，如 乙二醇，以增加系統的剛性。雖然已經描述了本發明的多種實施方式，但對本領域技術人員來說，本發明可以 被修改並適應多種操作方法。因此，本發明不限於在此示出的描述和附圖，且包括由權利要求的範圍包含的所有這種實施方式、變化和修改。
權利要求
一種多輥軋機機架組件，包括a)上機架，其中所述上機架具有用於容納多個上軋輥的軋輥腔，所述多個上軋輥用於軋制操作，b)下機架，其中所述下機架具有用於容納多個下軋輥的軋輥腔，所述多個下軋輥用於所述軋制操作，c)其中所述軋制操作降低平直金屬帶材的厚度，d)四個垂直預應力杆，其中在所述上機架的四個角中的每一個和所述下機架的四個角中的每一個處都設置一個所述垂直預應力杆，e)其中所述上機架在所述垂直預應力杆上垂直移動，f)其中所有的所述垂直預應力杆剛性連接至所述下機架，g)每個所述垂直預應力杆上的上液壓缸，其中所述上液壓缸連接至所述上機架，h)其中所述上液壓缸的活塞連接至所述垂直預應力杆，i)其中所述上液壓缸用來在所述垂直預應力杆中產生預定拉伸載荷，其中所述預定拉伸載荷至少足夠大，以在所述軋制操作期間在所述上機架和所述下機架上都產生壓縮應力，j)連接至所述上機架和所述下機架的至少兩個距離傳感器，其中所述距離傳感器在兩個選定點處測量所述上機架和所述下機架之間的距離，k)圍繞每個所述垂直預應力杆的下液壓缸，其中所述下液壓缸連接至所述下機架，l)其中所述下液壓缸的活塞垂直移動，並且能夠在所述軋制操作期間將所述上機架和所述下機架垂直分離至預定間隙，m)其中所述下液壓缸由具有足以維持所述預定間隙的控制響應的下液壓控制系統控制，並且n)其中在所述軋制操作期間，所述平直金屬帶材的中心線出口厚度基本上由所述平直金屬帶材的每一側上的至少一個支撐輥偏心軸承的旋轉確定，其中所述多輥軋機機架組件用於降低所述平直金屬帶材的厚度，用於商用用途。
2.根據權利要求1所述的多輥軋機機架組件，其中垂直位置調整系統設置在所述下機 架下面，並且所述垂直位置調整系統用來改變所述下機架的垂直位置。
3.根據權利要求2所述的多輥軋機機架組件，其中所述垂直位置調整系統利用來自由 楔形物、液壓缸、電動機、液壓馬達、螺旋機構、手輪、螺杆和齒輪裝置組成的組中的至少一 個。
4.根據權利要求1所述的多輥軋機機架組件，其中所述上軋輥和所述下軋輥的組合數 量為從由6、12、16、18、20和30個軋輥組成的組中選出的任何數量。
5.根據權利要求1所述的多輥軋機機架組件，其中所述下液壓缸用來在所述軋制操作 期間左右地改變所述預定間隙。
6.根據權利要求1所述的多輥軋機機架組件，其中所述上液壓缸用來在所述軋制操作 中在所述平直金屬帶材中出現斷裂的情況下將所述上軋輥從所述下軋輥上分開。
7.根據權利要求6所述的多輥軋機機架組件，其中所述上軋輥和所述下軋輥之間的所 述分開是以至少1/8英寸每秒的速率進行的。
8.根據權利要求1所述的多輥軋機機架組件，其中來自所述上液壓缸中的至少一個的2壓力測量值用來確定所述軋制操作期間的軋制力。
9.根據權利要求1所述的多輥軋機機架組件，其中來自所述下液壓缸中的至少一個的 壓力測量值用來確定所述軋制操作期間的軋制力。
10.根據權利要求1所述的多輥軋機機架組件，其中所述上液壓缸在所述軋制操作期 間被液壓阻隔。
11.根據權利要求1所述的多輥軋機機架組件，其中所述下液壓缸由具有不大於50毫 秒的時間常數的第二液壓控制系統控制。
12.根據權利要求1所述的多輥軋機機架組件，其中所述商用用途是，在95%的入口帶 材長度範圍內，中心線出口厚度在預定目標厚度的1 %內。
13.根據權利要求1所述的多輥軋機機架組件，其中所述上液壓缸中的第一液壓力、所 述下液壓缸中的第二液壓力和所述距離傳感器用來確定軋制力與所述上機架上的選定位 置和所述下機架上的選定位置之間的垂直間距的曲線。
14.根據權利要求1所述的多輥軋機機架組件，在所述軋制操作期間，所述下液壓缸中 的位於所述多輥軋機機架組件前側的兩個與位於所述多輥軋機機架組件後側上的剩餘的 兩個所述下液壓缸被分別地調整，以用於傾斜目的。
15.根據權利要求1所述的多輥軋機機架組件，其中穩定杆連接至每個所述垂直預應 力杆的頂端。
16.根據權利要求1所述的多輥軋機機架組件，其中所述上液壓缸中的液壓力和所述 下液壓缸中的液壓力用來確定所述軋制操作中的軋制力。
17.根據權利要求1所述的多輥軋機機架組件，其中所述上機架能夠被控制為在所述 軋制操作期間傾斜。
18.根據權利要求1所述的多輥軋機機架組件，最大工作軋輥直徑與最小工作軋輥直 徑之比在1.5至3之間，包含1.5和3。
19.根據權利要求1所述的多輥軋機機架組件，其中所述下液壓缸由具有小於用於使 所述至少一個偏心軸承旋轉的控制系統的時間常數的時間常數的第二液壓控制系統控制。
全文摘要
本發明提供了一種多輥軋機，其利用多輥軋機厚度控制系統和預應力杆，具有高的軋機剛度、用於穿過的大的工作軋輥間隙、快速的工作軋輥間隙打開、精確的軋制力計算、左右傾斜，並利用較寬直徑範圍內的工作軋輥。
文檔編號B21B31/07GK101970139SQ200880126331
公開日2011年2月9日 申請日期2008年12月15日 優先權日2007年12月20日
發明者郭任民 申請人:12S有限責任公司