本發(fā)明涉及一種用于冷卻輥?zhàn)拥难b置和方法。輥?zhàn)涌梢詾檐堉茩C(jī)架中用于軋制通常為金屬的軋材的輥?zhàn)踊蚩梢詾闇y(cè)量輥?zhàn)印］佔(zhàn)拥睦鋮s在使用放置于輥?zhàn)由系睦鋮s殼的情況下實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明還涉及一種軋制機(jī)架和一種具有這種裝置的測(cè)量裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中原則上已知用于在使用冷卻殼的情況下冷卻輥?zhàn)印⑻貏e是軋輥的裝置，例如由文獻(xiàn)jp63303609a、de3616070c2、de202010202340a1、de102012219722a1和de102012216570a1已知。首先提到的兩篇印刷文獻(xiàn)公開(kāi)了一種冷卻裝置，其具有用于實(shí)現(xiàn)用來(lái)冷卻軋輥的強(qiáng)迫對(duì)流的冷卻殼。所有提到的印刷文獻(xiàn)的共同之處在于，分別規(guī)定了冷卻殼相對(duì)于分別待冷卻的軋輥的固定定位且因而規(guī)定了在冷卻殼和待冷卻的軋輥的表面之間、用于引導(dǎo)冷卻介質(zhì)通過(guò)的冷卻間隙的大小的固定設(shè)定。然而，對(duì)于實(shí)現(xiàn)最優(yōu)冷卻重要的是，冷卻間隙的高度或者說(shuō)大小與改變的環(huán)境條件或工藝條件相適應(yīng)。于是，軋輥在其使用壽命期間多次再研磨，其中，每一軋輥研磨量通常導(dǎo)致需要再調(diào)整冷卻間隙。為此所必需的在現(xiàn)有技術(shù)已知的冷卻裝置或用于冷卻殼的放置裝置的設(shè)定在現(xiàn)有技術(shù)中手動(dòng)地或半自動(dòng)化地通過(guò)調(diào)整螺栓進(jìn)行。這些設(shè)定必須在軋制機(jī)架之外進(jìn)行，因?yàn)槌鲇诳臻g、時(shí)間和危險(xiǎn)原因這在軋制機(jī)架中是不可能的。同樣看起來(lái)有問(wèn)題的是，所說(shuō)的在軋制機(jī)架中的間隙高度的設(shè)定究竟是否可以以所需的準(zhǔn)確度進(jìn)行。

此外需確定，在現(xiàn)有技術(shù)中描述的冷卻殼與軋輥安裝塊連接，即，固定在軋輥的支承塊上。這意味著，每個(gè)軋輥必須裝配有這種冷卻殼和相應(yīng)的放置機(jī)構(gòu)。因此，為了磨削軋輥必須拆下軋輥本身以及安裝塊和安裝上的冷卻殼，然后再次將它們安裝上和手動(dòng)地設(shè)定。因?yàn)樵趯?shí)際的軋制運(yùn)轉(zhuǎn)中盡量始終將第一軋輥組安裝到軋制機(jī)架中，而至少一個(gè)第二軋輥組保存在軋制工廠中，在現(xiàn)有技術(shù)中通常還保存為軋輥兩倍那么多的冷卻殼及其所屬的放置裝置，其在生產(chǎn)線中對(duì)于軋制運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)說(shuō)是必要的。

由在現(xiàn)有技術(shù)中已知的冷卻裝置、即冷卻殼及其放置裝置的缺點(diǎn)還在于，通過(guò)其安裝到軋輥的安裝塊上，一方面在軋制機(jī)架中軋材的進(jìn)入部和離開(kāi)部之間的重量分布不均勻，另一方面對(duì)于圍繞軋輥旋轉(zhuǎn)軸線的彎曲而言整個(gè)系統(tǒng)的剛度提高，這兩者不利地作用于軋輥彎曲。這對(duì)于軋輥的摩擦特性和調(diào)節(jié)特性是不利的。當(dāng)冷卻介質(zhì)在冷卻殼與待冷卻的軋輥之間的冷卻間隙的末端處不可以自由地或者說(shuō)沒(méi)有限制地流出，這對(duì)于冷卻作用是不利的。通過(guò)仿真可以示出冷卻介質(zhì)然后在冷卻間隙的流出側(cè)末端處產(chǎn)生不希望的擾亂的橫向流動(dòng)，這會(huì)導(dǎo)致不均勻的冷卻進(jìn)而導(dǎo)致軋輥的在軋輥寬度上不均勻的磨損。由此產(chǎn)生的沿著軋輥寬度的直徑差異不再可均衡或者說(shuō)不再可恢復(fù)，使得軋輥然后會(huì)將并非期望的輪廓壓到軋材中，由此會(huì)降低軋材的質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，對(duì)用于冷卻輥?zhàn)拥囊阎b置和已知方法以及已知的軋制機(jī)架和已知的具有這種裝置的測(cè)量裝置進(jìn)行改進(jìn)，使得在冷卻殼和待冷卻的輥?zhàn)拥谋砻嬷g的冷卻間隙的大小、即徑向距離在裝置運(yùn)轉(zhuǎn)期間始終自動(dòng)地最優(yōu)地設(shè)定。

該目的在裝置方面通過(guò)專(zhuān)利權(quán)利要求1的對(duì)象得以實(shí)現(xiàn)。其特征在于，唯一的軸承在相對(duì)于冷卻殼的圓弧形橫截面的徑向方向上具有自由度，使得冷卻殼在徑向方向上可自由移動(dòng)地支承在軸承中。

術(shù)語(yǔ)“輥?zhàn)印痹诒景l(fā)明的范圍中例如指在用于軋制軋材的軋制機(jī)架中的軋輥或在用于軋材的加工設(shè)備中的測(cè)量輥?zhàn)?。測(cè)量輥?zhàn)油ǔＳ糜诋?dāng)軋材部分地纏繞測(cè)量輥?zhàn)訒r(shí)檢測(cè)在軋材寬度上的壓力分布和平面度分布。

唯一的軸承可以由多個(gè)子軸承、特別是兩個(gè)半部組成，所有這些子軸承具有同一旋轉(zhuǎn)軸線。

軸承可以構(gòu)造為球面軸承，以便還確保在輥?zhàn)觾A斜放置時(shí)冷卻殼的擺動(dòng)軸線和輥?zhàn)虞S線的平行度，因而即使在這種情況下也確保裝置的功能優(yōu)異性。

球殼在徑向方向上所要求的自由移動(dòng)性有利地引起，在冷卻殼的內(nèi)側(cè)和輥?zhàn)拥谋砻嬷g的冷卻間隙的大小或高度在軋制運(yùn)轉(zhuǎn)期間根據(jù)冷卻介質(zhì)被引入冷卻間隙中的體積流量或壓力自動(dòng)地或自發(fā)地根據(jù)力的自由作用自動(dòng)正確地設(shè)定。這一方面在待實(shí)現(xiàn)的冷卻作用方面是最佳的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)冷卻間隙高度的自由設(shè)定在冷卻介質(zhì)于冷卻間隙中的流動(dòng)中未產(chǎn)生不期望的擾亂。另外，自由的徑向移動(dòng)性使設(shè)置昂貴的用于手動(dòng)地或自動(dòng)地沿徑向放置冷卻殼的放置裝置變得不必要。通過(guò)省去該放置裝置，在現(xiàn)有技術(shù)中與之相關(guān)聯(lián)的在必需的空間需求方面的問(wèn)題、對(duì)于設(shè)定或放置所必需的時(shí)間以及與對(duì)于人員的設(shè)定相關(guān)聯(lián)的危險(xiǎn)也消失。此外，不再需要質(zhì)疑冷卻間隙大小設(shè)定的準(zhǔn)確度，因?yàn)橛捎诹Φ淖杂勺饔迷谲堉七\(yùn)轉(zhuǎn)期間隨時(shí)自動(dòng)地或自發(fā)地最優(yōu)地設(shè)定冷卻間隙的大小或高度。

根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，冷卻殼自由擺動(dòng)地懸掛在唯一的旋轉(zhuǎn)鉸鏈上。冷卻殼的自由擺動(dòng)的懸掛正好與在徑向方向上的自由移動(dòng)性那樣用于僅在周向上但是不在徑向上強(qiáng)制輸送冷卻間隙中的冷卻介質(zhì)。在徑向方向上的自由度特別地如所述地防止在冷卻間隙的入口和出口處出現(xiàn)不期望的擾亂的橫向流動(dòng)，就此而言確保始終均勻和相同指向的流動(dòng)，由此也實(shí)現(xiàn)均勻的最優(yōu)冷卻。伴隨著均勻的冷卻，在將輥?zhàn)佑米鬈堉茩C(jī)架中的軋輥時(shí)，出現(xiàn)軋輥的有利的均勻利用以及軋材的均勻的高質(zhì)量。

根據(jù)另一實(shí)施例，壓載重量可選地也經(jīng)由杠桿臂與冷卻殼的外側(cè)面間隔開(kāi)地安裝在冷卻殼的凸?fàn)畹爻晒靶蔚耐鈧?cè)面上。通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定重量的大小并且沿周向?qū)⒅亓窟m當(dāng)?shù)胤植荚诶鋮s殼的外側(cè)面上，以及通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整壓載重量的杠桿臂的長(zhǎng)度和使配重的杠桿臂關(guān)于旋轉(zhuǎn)鉸鏈的旋轉(zhuǎn)軸線定向，可設(shè)定希望的扭矩，該扭矩在冷卻殼圍繞旋轉(zhuǎn)鉸鏈的旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于擺動(dòng)靜止位置偏轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生。術(shù)語(yǔ)“擺動(dòng)靜止位置”指當(dāng)冷卻殼和壓載重量—自由擺動(dòng)地懸掛—只承受重力時(shí)，冷卻殼與壓載重量一起回到穩(wěn)定的位置或狀況。扭矩代表確定的面負(fù)荷，其作用于冷卻間隙中的冷卻介質(zhì)。通過(guò)根據(jù)在冷卻間隙中的冷卻介質(zhì)的給定壓力或體積流量以所希望的方式來(lái)規(guī)定確定的面負(fù)荷，能夠設(shè)定所希望的冷卻功率。

重要的是，在該位置處可確定，僅可選地且完全不強(qiáng)制性地設(shè)置壓載重量。冷卻殼本身具有適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量分布，其在制造冷卻殼時(shí)已經(jīng)確定。作為設(shè)置額外裝載重量的替代，冷卻殼本身的質(zhì)量分布也可在制造時(shí)已經(jīng)構(gòu)造為就在后來(lái)的應(yīng)用情況中所期望的扭矩方面而言是適當(dāng)?shù)摹?/p>

根據(jù)本發(fā)明的裝置具有定位機(jī)構(gòu)，其接合在軸承上，用于將軸承及支承在該軸承上的冷卻殼定位在預(yù)先規(guī)定的位置，通常在待冷卻的輥?zhàn)拥膫?cè)周上的預(yù)定角度位置α處。在待冷卻的輥?zhàn)拥膫?cè)周上的角度位置原則上可任意地在0°＜α＜360°之間選擇。角度位置α也對(duì)冷卻殼從擺動(dòng)靜止位置的偏轉(zhuǎn)量有影響，因而對(duì)扭矩大小和在軋制運(yùn)轉(zhuǎn)中作用于冷卻介質(zhì)的面負(fù)荷的大小有影響。偏轉(zhuǎn)越大，則扭矩和面負(fù)荷越大；反之亦然。

本發(fā)明的上述目的還通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求8的軋制機(jī)架和根據(jù)權(quán)利要求13的測(cè)量裝置得以實(shí)現(xiàn)。軋制機(jī)架具有至少一個(gè)呈用于軋制軋材的軋輥形式的輥?zhàn)雍透鶕?jù)本發(fā)明的按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置。測(cè)量裝置具有呈測(cè)量輥?zhàn)有问降妮佔(zhàn)雍透鶕?jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的裝置。在兩種情況中，冷卻殼定位在軋輥或輥?zhàn)拥膫?cè)周上并且在此處在徑向方向上可自由移動(dòng)地支承在軸承中。這些解決方案的優(yōu)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于上文參照要求保護(hù)的裝置所述的優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)軋制機(jī)架的一種實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的按照權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的裝置自由擺動(dòng)地懸掛于的旋轉(zhuǎn)鉸鏈特別是在一件式的構(gòu)造方案中經(jīng)由例如軋制機(jī)架的橫梁的定位機(jī)構(gòu)安裝在軋輥寬度的中間且沒(méi)有例如安裝在待冷卻的軋輥的安裝塊上。這提供了如下優(yōu)點(diǎn)：一方面在磨損情況下待更換的軋輥組件、即軋輥與安裝塊的重量不會(huì)由于安裝上的冷卻裝置而提高。此外，所要求的安裝地點(diǎn)提供了如下優(yōu)點(diǎn)：在軋制間隙的進(jìn)入側(cè)和離開(kāi)側(cè)之間不會(huì)出現(xiàn)不均勻的負(fù)荷，并且通過(guò)這種因此在這里給出的均勻的負(fù)荷也不會(huì)對(duì)軋輥彎曲產(chǎn)生負(fù)面作用。

替代地，軸承可具有兩個(gè)半部，其(具有在上一段中描述的缺點(diǎn))固定在輥?zhàn)拥陌惭b塊上。

在軋制機(jī)架中和/或在測(cè)量裝置中，根據(jù)本發(fā)明的按照權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的裝置自由擺動(dòng)地懸掛于的旋轉(zhuǎn)鉸鏈被構(gòu)造為該球面鉸鏈。球面的結(jié)構(gòu)形式提供如下優(yōu)點(diǎn)：冷卻殼的通過(guò)旋轉(zhuǎn)鉸鏈形成在驅(qū)動(dòng)側(cè)和操作側(cè)的擺動(dòng)軸線即使在軋輥傾斜放置在軋制機(jī)架中或在測(cè)量輥?zhàn)觾A斜放置時(shí)也總是平行于軋輥軸線或測(cè)量輥?zhàn)虞S線。冷卻殼然后就此而言跟隨軋輥或測(cè)量輥?zhàn)樱⑶壹词乖谲堓伝驕y(cè)量輥?zhàn)觾A斜放置時(shí)也總是確保冷卻殼的功能。

上述目的還通過(guò)在專(zhuān)利權(quán)利要求17中要求保護(hù)的方法得以實(shí)現(xiàn)。該方法的優(yōu)點(diǎn)也對(duì)應(yīng)于上文參照要求保護(hù)的裝置和要求保護(hù)的軋制機(jī)架所述的優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的裝置、根據(jù)本發(fā)明的軋制機(jī)架、測(cè)量裝置或根據(jù)本發(fā)明的方法的其他有利設(shè)計(jì)方案是從屬權(quán)利要求的對(duì)象。

附圖說(shuō)明

說(shuō)明書(shū)附有5幅附圖，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置和根據(jù)本發(fā)明的軋制機(jī)架的橫剖視圖；

圖2示出了對(duì)圖1的補(bǔ)充；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的冷卻殼布置在軋輥的側(cè)周上的另一實(shí)施例；

圖4示出了用于冷卻殼的唯一的軸承的第一實(shí)施方式；以及

圖5示出了用于冷卻殼的唯一的軸承的第二實(shí)施方式。

具體實(shí)施方式

下面以實(shí)施例的形式參照所述的附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。在所有的附圖中相同的技術(shù)元件標(biāo)有相同的附圖標(biāo)記。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的軋制機(jī)架的橫剖視圖。軋制機(jī)架僅示出了呈軋輥200形式的輥?zhàn)?，用于軋制軋?00。軋輥在旋轉(zhuǎn)方向d上旋轉(zhuǎn)。軋輥在其右側(cè)上分配有根據(jù)本發(fā)明的裝置100。具體地，裝置100包括用于遮蓋軋輥200的表面區(qū)域的、橫截面呈圓弧區(qū)段形式的冷卻殼。在冷卻殼110的上邊緣的區(qū)域中布置有具有旋轉(zhuǎn)鉸鏈的軸承120。軸承定向?yàn)?，其旋轉(zhuǎn)軸線122垂直于冷卻殼110的圓形橫截面并且平行于軋輥200的旋轉(zhuǎn)軸線a延伸。冷卻殼110自由擺動(dòng)地懸掛在該唯一的旋轉(zhuǎn)鉸鏈120上。具有旋轉(zhuǎn)鉸鏈的唯一的軸承(冷卻殼可旋轉(zhuǎn)地支承在該軸承中)具有在關(guān)于冷卻殼的圓形橫截面或關(guān)于軋輥200的旋轉(zhuǎn)軸線a的徑向方向r上的自由度，使得冷卻殼在徑向方向r上可自由移動(dòng)地支承在軸承120中。軸承就此而言不僅構(gòu)造為旋轉(zhuǎn)鉸鏈，而且構(gòu)造為滑動(dòng)軸承。

圖4示出了用于冷卻殼的唯一的軸承120的第一實(shí)施方式，其中，該唯一的軸承由兩個(gè)軸承半部120-1、120-2組成，它們分別固定在安裝塊之一上，即輥?zhàn)?00的軸承殼體210-1、210-2之一上。于是，這具有如下缺點(diǎn)：關(guān)于整個(gè)輥?zhàn)?00的中心軸線a的重量分布不平衡。但是，根據(jù)本發(fā)明，輥?zhàn)尤匀徊粫?huì)被擦碰，因?yàn)檩S承半部不必傳遞彎曲力矩，而且可以自由地設(shè)定。

圖5示出了用于唯一的軸承120的第二實(shí)施方式，其中，軸承在中間安裝在冷卻殼110上。軸承借助于例如呈鉸鏈臂或擺動(dòng)臂141形式的定位機(jī)構(gòu)140例如在輥?zhàn)?00的中間安裝或懸掛在軋制機(jī)架的橫梁上。

在軸承120或軸承半部的球面構(gòu)造方式中，在兩個(gè)實(shí)施方式中軸承或冷卻殼110的旋轉(zhuǎn)軸線可以遵循輥?zhàn)拥膬A斜姿態(tài)，使得即使在這種情況中冷卻殼的旋轉(zhuǎn)軸線也保持與輥?zhàn)拥男D(zhuǎn)軸線平行。軸承的為此所需的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)或偏轉(zhuǎn)在圖4和圖5中通過(guò)弧形的雙箭頭表示。

軸承或旋轉(zhuǎn)鉸鏈在兩種實(shí)施方式中可定位在軋輥的側(cè)周u上、任意地角度位置α上。

在圖1所示的冷卻殼的上邊緣上或者在冷卻殼110的下邊緣上，設(shè)有噴嘴機(jī)構(gòu)，用于將冷卻介質(zhì)400噴射到在冷卻殼110的內(nèi)側(cè)面和軋輥200的外周面之間的冷卻間隙中。噴嘴機(jī)構(gòu)130在冷卻殼110的哪一側(cè)或在哪一邊緣處將冷卻介質(zhì)400供給到冷卻間隙中，取決于軋輥的旋轉(zhuǎn)方向d和是否希望逆流冷卻或伴流冷卻的問(wèn)題；在后一情況中冷卻介質(zhì)400在軋輥200的周向方向和旋轉(zhuǎn)方向d上流動(dòng)。

在冷卻殼的與冷卻介質(zhì)的供給相對(duì)的邊緣上，其有利地沒(méi)有任何限制，特別是沒(méi)有用于冷卻介質(zhì)的收集容器，從而確保冷卻介質(zhì)在那里沒(méi)有妨礙地不受力地流出。這對(duì)于在下一段路中提到的力的自由作用是有利的。

冷卻介質(zhì)400由噴嘴機(jī)構(gòu)130以預(yù)先規(guī)定的體積流量或預(yù)先規(guī)定的壓力p壓入到冷卻間隙中。由于在徑向方向上自由運(yùn)動(dòng)地自由支承的旋轉(zhuǎn)鉸鏈120，在力自由作用的情況下，冷卻間隙160的高度h自動(dòng)地或自發(fā)地最優(yōu)地設(shè)定。由于冷卻殼自由擺動(dòng)地懸掛在旋轉(zhuǎn)鉸鏈120中，冷卻間隙的高度h不僅在旋轉(zhuǎn)鉸鏈的高度上而且在冷卻殼的角度范圍β內(nèi)的任何地方自動(dòng)地或自發(fā)地正確設(shè)定。因此，高度h的手動(dòng)或自動(dòng)的固定設(shè)定變得不必要。

如所述地，冷卻間隙的設(shè)定的高度h取決于力的自由作用。具體地，間隙高度受下列物理參數(shù)的影響：在冷卻間隙中的冷卻介質(zhì)400的體積流量或壓力和扭矩及由此產(chǎn)生的面負(fù)荷，冷卻殼、可能的話以及固定在冷卻殼上的壓載重量在軋制運(yùn)轉(zhuǎn)中在圍繞旋轉(zhuǎn)鉸鏈120的旋轉(zhuǎn)軸線122偏轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)冷卻介質(zhì)施加所述扭矩/面負(fù)荷。在數(shù)學(xué)上表達(dá)的話，適用下列關(guān)系：

其中：

h：間隙高度

f：函數(shù)關(guān)系

m：冷卻殼及壓載重量的總質(zhì)量或相應(yīng)的質(zhì)量分布

g：重力常數(shù)

c：在從擺動(dòng)靜止位置偏轉(zhuǎn)時(shí)冷卻殼的杠桿臂

冷卻介質(zhì)的體積流量

p：冷卻介質(zhì)的壓力

冷卻殼110及壓載重量112的扭矩取決于壓載重量112在冷卻殼110的凸?fàn)钔庵苌系姆植己推渑c冷卻殼110的凸?fàn)钔鈧?cè)面的距離。壓載重量越大且與冷卻殼110的外側(cè)面的距離越遠(yuǎn)，則扭矩且因而力或面負(fù)荷越大，冷卻殼以該力或面負(fù)荷壓到軋輥或在冷卻間隙中的冷卻介質(zhì)上；該關(guān)系在圖2中詳細(xì)示出。虛線象征性地表示與更靠?jī)?nèi)的壓載重量(非虛線)相比在更靠外安裝的負(fù)荷重量112處較大的力或力矩作用。

理想地，軸承120構(gòu)造為滑動(dòng)軸承，其具有可在其中沿徑向自由移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)鉸鏈用于自由擺動(dòng)地懸掛冷卻殼。在該典型理想的支承方式中，軸承在軋輥的側(cè)周上、預(yù)定角度位置α處的定位是固定的。

實(shí)際上，通常軋輥在周向u上的定位僅僅近似恒定就足夠了；即，在角度位置上的較小波動(dòng)通常是可容忍的。在該前提下，軸承120可通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)，即，旋轉(zhuǎn)鉸鏈固定在定位機(jī)構(gòu)140上，該定位機(jī)構(gòu)在橫向于軋輥200的旋轉(zhuǎn)軸線的平面中可擺動(dòng)。在圖1中僅示出了定位機(jī)構(gòu)的杠桿141，旋轉(zhuǎn)鉸鏈120布置在杠桿的一個(gè)端部處并且其另一端部例如支承在固定地旋轉(zhuǎn)點(diǎn)處。如此構(gòu)造的定位機(jī)構(gòu)140然后以在軋輥200的徑向方向上的至少一個(gè)分量將旋轉(zhuǎn)鉸鏈120強(qiáng)迫至圓形軌道。在該徑向方向上，旋轉(zhuǎn)鉸鏈必須至少在軋制運(yùn)轉(zhuǎn)期間可自由運(yùn)動(dòng)，不得已時(shí)即使在接受在角度位置α上的略微波動(dòng)的情況下也必須如此。就此而言，可擺動(dòng)的定位機(jī)構(gòu)140在所描述的實(shí)施方式中確保軸承120在徑向方向上的自由度。定位機(jī)構(gòu)140可具有在圖1中未示出的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于在冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)之前和開(kāi)始時(shí)將旋轉(zhuǎn)鉸鏈定位到初始位置。該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可機(jī)械地、機(jī)電地、氣動(dòng)地或液壓地進(jìn)行。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可布置在軋制機(jī)架之內(nèi)或之外。但是，在初始位置上，最晚在軋制和冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)必須確?；蛟试S徑向的自由移動(dòng)性。

冷卻殼110的彎曲優(yōu)選地對(duì)應(yīng)于軋輥200的彎曲，使得彎曲的冷卻殼110的中心點(diǎn)軸線與軋輥200的旋轉(zhuǎn)軸線重合，如在圖1中通過(guò)點(diǎn)劃線和角度β表明的那樣。

此外，在圖1中在冷卻殼100的下端部和軋材300之間布置有刮擦器150。該刮擦器150保護(hù)在其上方的部件、即特別是根據(jù)本發(fā)明的冷卻裝置100不受軋材300的影響。此外，刮擦器確保軋材300從軋輥200導(dǎo)出并且在軋制方向wr上繼續(xù)輸送。

作為將輥?zhàn)訕?gòu)造為軋制機(jī)架中的軋輥的替代，輥?zhàn)右部梢詷?gòu)造為測(cè)量輥?zhàn)?，在其表面上布置有傳感器、通常是壓力傳感器。這種測(cè)量輥?zhàn)永缈砂惭b在軋制生產(chǎn)線后面的輥道中。在運(yùn)轉(zhuǎn)期間，測(cè)量輥?zhàn)涌刹糠值乇粺彳埐睦p繞，由此可能過(guò)強(qiáng)地加熱傳感器。于是，根據(jù)本發(fā)明的裝置可定位在測(cè)量輥?zhàn)拥膫?cè)周上用于冷卻傳感器。通過(guò)這種方式可在傳感器上設(shè)定不會(huì)損壞傳感器的溫度范圍。

根據(jù)本發(fā)明的用于在軋制機(jī)架中冷卻軋輥或用于冷卻測(cè)量輥?zhàn)拥睦鋮s裝置工作方式如下：

在軋制運(yùn)轉(zhuǎn)或測(cè)量輥?zhàn)拥倪\(yùn)轉(zhuǎn)期間，冷卻介質(zhì)400可借助于噴嘴機(jī)構(gòu)130以預(yù)先規(guī)定的壓力p或預(yù)先規(guī)定的體積流量(如在圖1中所示)供給到冷卻間隙160中。由于冷卻殼110以在徑向方向r上的自由移動(dòng)性支承在旋轉(zhuǎn)鉸鏈120上，于是冷卻間隙的高度h不僅在旋轉(zhuǎn)鉸鏈120的區(qū)域中而且在冷卻殼110的整個(gè)角度范圍β上處處都最優(yōu)地設(shè)定。“最優(yōu)”相應(yīng)地意味著力和力矩的自由作用。參與力的該自由作用的特別是由冷卻殼110作用到在冷卻間隙中的冷卻介質(zhì)上的、在角度范圍β內(nèi)的力分布，如在圖2中所示。如所述地，該力分布的大小與冷卻殼本身的質(zhì)量分布有關(guān)，并且只要存在的話，與壓載重量112的大小、其在冷卻殼110的外側(cè)周上的分布和其與冷卻殼的外側(cè)面的距離有關(guān)。由此產(chǎn)生的扭矩也與在軋輥側(cè)周上的旋轉(zhuǎn)鉸鏈120的旋轉(zhuǎn)軸線的角度位置α有關(guān)，因?yàn)楦軛U臂c的大小取決于此，該杠桿臂為當(dāng)該冷卻殼自由擺動(dòng)地懸掛在旋轉(zhuǎn)鉸鏈120上(在圖1和圖2中的左側(cè)點(diǎn)劃線)和在由于軋輥200和冷卻間隙中的冷卻介質(zhì)400而承受負(fù)荷的冷卻殼偏轉(zhuǎn)時(shí)(參見(jiàn)在圖1和圖2中的右側(cè)點(diǎn)劃線)的冷卻殼110的重力線之間的距離。杠桿臂c的大小實(shí)質(zhì)上受旋轉(zhuǎn)鉸鏈120在軋輥200側(cè)周上的位置的影響。

所述的由于冷卻殼110的扭矩引起的徑向力向輥?zhàn)踊蜍堓?00的中心點(diǎn)或旋轉(zhuǎn)軸線作用。同樣地，冷卻殼110也由在冷卻間隙160中流動(dòng)的冷卻介質(zhì)400拉向輥?zhàn)踊蜍堓伒男D(zhuǎn)軸線，因?yàn)樵诶鋮s間隙中由于流動(dòng)的介質(zhì)400而存在負(fù)壓。兩個(gè)所述的指向輥?zhàn)踊蜍堓伒男D(zhuǎn)軸線的力分布在其整體上由反作用力分布而平衡，該反作用力分布由在冷卻間隙中的冷卻介質(zhì)施加，因?yàn)樵诶鋮s間隙中的冷卻介質(zhì)原則上不能夠壓縮并且必須考慮由噴嘴機(jī)構(gòu)130預(yù)先規(guī)定的冷卻介質(zhì)的體積流量或壓力。就此而言，徑向的反作用力分布防止冷卻間隙的高度變?yōu)椤?”。

冷卻殼110由于能最優(yōu)地和可變地定位的壓載重量關(guān)于其質(zhì)量分布方面且因而關(guān)于由其施加的力矩方面具有可設(shè)定的特性。具體地，壓載重量112的大小可變并且其在冷卻殼的凸?fàn)钔獗砻嫔系姆植伎勺杂啥ㄎ?。也可適當(dāng)?shù)剡x擇弧度β。由冷卻殼質(zhì)量分布特性與由噴嘴機(jī)構(gòu)130預(yù)先規(guī)定的冷卻介質(zhì)400的體積流量或壓力的共同結(jié)合，自動(dòng)地產(chǎn)生冷卻間隙160的確定大小h。所描述的參數(shù)的共同結(jié)合使得冷卻殼110由于在冷卻介質(zhì)通流的冷卻間隙160中出現(xiàn)的壓力情況而引起冷卻殼附著在冷卻介質(zhì)400或軋輥200上。由關(guān)系式1清楚的是，冷卻間隙的高度h可受壓載重量112的質(zhì)量分布的變化和角度位置α的變化的影響。具體地，較大的壓載重量112或較大的轉(zhuǎn)矩引起較高的面負(fù)荷，其最終必須由在冷卻間隙160中的冷卻介質(zhì)400的流承擔(dān)。噴嘴機(jī)構(gòu)130的冷卻介質(zhì)400的體積流量或壓力p在工藝參數(shù)上用作由軋制工藝的上級(jí)控制系統(tǒng)預(yù)定的界限值，提供給冷卻過(guò)程使用。

具體地，由所述熱傳遞系數(shù)a代表的相應(yīng)希望的熱功率與冷卻間隙160的高度h和在冷卻間隙160中的冷卻介質(zhì)400的體積流量有關(guān)。

在預(yù)先規(guī)定希望的冷卻功率或預(yù)先規(guī)定的熱傳遞系數(shù)a的情況下以及在還由噴嘴機(jī)構(gòu)130預(yù)先規(guī)定冷卻介質(zhì)的壓力或體積流量的情況下，能夠計(jì)算出為此所需的冷卻殼110圍繞旋轉(zhuǎn)軸線122的扭矩。具體地，必需的扭矩作為積分得到，即，在冷卻間隙160中的冷卻介質(zhì)400的壓力分布乘以冷卻殼100的面積關(guān)于與懸掛點(diǎn)、即與軸承120旋轉(zhuǎn)軸線122的距離求積分。

根據(jù)本發(fā)明提出的冷卻裝置提供如下優(yōu)點(diǎn)：冷卻間隙60的高度h在徑向方向上自主地最優(yōu)地設(shè)定，并且冷卻殼浮動(dòng)在輥?zhàn)踊蜍堓伾匣蛲ㄟ^(guò)在冷卻間隙中的冷卻介質(zhì)400的流動(dòng)情況和壓力情況附著在軋輥上。如此描述的冷卻裝置引起在周向方向上和在軋輥寬度上的均勻冷卻。

圖3示出了另一實(shí)施例，用于將根據(jù)本發(fā)明的冷卻裝置100定位在軋輥200的側(cè)周上。

具體地，圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置100的實(shí)施例，在該實(shí)施例中冷卻殼布置在軋輥200的下側(cè)面上，用于在象限ⅲ和ⅳ的區(qū)域中冷卻軋輥。在這里，旋轉(zhuǎn)軸承120也固定在定位機(jī)構(gòu)140上，其主要具有杠桿臂141，該杠桿臂圍繞擺動(dòng)點(diǎn)143可擺動(dòng)地支承。定位機(jī)構(gòu)140構(gòu)造為，其至少在角度范圍γ內(nèi)允許擺動(dòng)臂114的擺動(dòng)，由此能夠?qū)崿F(xiàn)旋轉(zhuǎn)鉸鏈120在徑向方向r上的自由移動(dòng)性。

在該實(shí)施例中，冷卻殼110自由擺動(dòng)地懸掛在旋轉(zhuǎn)軸承120上；然而，壓載重量112在這里的情況下經(jīng)由杠桿臂114相對(duì)于旋轉(zhuǎn)鉸鏈120的旋轉(zhuǎn)軸線122布置為，冷卻殼110總地以面負(fù)荷f或扭矩m壓到軋輥200的下側(cè)面上并且不是例如落入到在重力方向上的重力線中、即擺動(dòng)靜止位置中。

附圖標(biāo)記列表：

100裝置

110冷卻殼

112壓載重量

114杠桿臂

120軸承、特別是旋轉(zhuǎn)鉸鏈

120-1軸承半部

120-2軸承半部

122旋轉(zhuǎn)軸線

130噴嘴機(jī)構(gòu)

140定位機(jī)構(gòu)

141擺動(dòng)臂

143擺動(dòng)點(diǎn)

150刮擦器

160冷卻間隙

200輥?zhàn)?、特別是軋輥

210-1安裝塊

210-2安裝塊

300軋材、金屬帶

400冷卻介質(zhì)

h冷卻間隙的大小/高度

r徑向方向

d旋轉(zhuǎn)方向

f面負(fù)荷

m扭矩

u周向方向

a輥?zhàn)拥男D(zhuǎn)軸線

c杠桿臂

冷卻介質(zhì)的體積流量

p冷卻介質(zhì)的壓力

a熱傳遞系數(shù)

α角度位置

β冷卻殼的角度范圍

wr軋制方向

ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ輥?zhàn)訖M截面的象限