CN103987471A - 具有前端驱动系统或前部和后部驱动系统的旋转式输入系统 - Google Patents

Abstract

轧机的旋转式输入系统（RES）具有至少一个前端被驱动的滚筒20a、20b，滚筒20a、20b转位以使旋转式输入系统的引导通路和滚筒与棒料传输引导通路对准。前端驱动系统40相对于棒料传输通路偏置使得棒料具有足够的间隙以进入引导通路。前端驱动系统40促进旋转式输入系统的引导通路与棒料传输通路发生期望的转位对准而无需已知的旋转式输入系统中后部被驱动的滚筒通常使用的前端制动系统或前端阻尼系统。其它旋转式输入系统的实施方式包括与前端驱动系统串联驱动滚筒的后部驱动系统。

Description

具有前端驱动系统或前部和后部驱动系统的旋转式输入系统

优先权声明

本申请要求2011年9月23日提交的名称为“RES WITH FRONTEND OR FRONT AND REAR DRIVE SYSTEM”的、指定序列号为61/538,340的共同待审的美国临时专利申请的优先权，该专利申请的内容通过参引结合入本文。

背景技术

1.技术领域

本发明的实施方式涉及在生产长棒材或杆材产品的型材轧机中的旋转式输入系统（RES）型的产品输送系统，其中作为棒材输送系统一部分的旋转式输入系统可从轧机接纳长棒材产品并且之后将产品传送至冷床。更特别地，本发明的实施方式涉及旋转式输入系统的单独的前端驱动系统，或旋转式输入系统的与后部驱动系统结合的前端驱动系统。

2.现有技术描述

常规的已知旋转式输入系统（RES）型的产品输送系统在2007年5月22日颁发的美国专利No.7,219,521中示出并描述，该专利申请的全部内容通过参引结合入本文。如本文中图1和图2所示，常规已知的旋转式输入系统（RES）型的产品输送系统10具有：一个或更多个具有对应的可旋转滚筒20a、20b的引导通道18a、18b，该引导通道18a、18b通常大约90米（291英寸）长；支承结构16；以及定位在旋转式输入系统出口端处的用于各滚筒的驱动马达30。已知的旋转式输入系统设备使滚筒驱动装置30定位在滚筒的后部或下游端，用于使驱动装置与其对应的被驱动的滚筒轴A1、A2同心地对准。同心地对准的驱动装置不能在滚筒的前部上游或装载端处利用，这是由于该驱动装置将阻塞轧制的棒材通向引导通道18a、18b的传输通路。

在图1和图2的已知的旋转式输入系统设备中，每个滚筒均具有在滚筒的外周内形成的、平行于其对应的引导通道18a、18b的至少一个滚筒通道22a、22b。每个滚筒20a、20b可具有多个滚筒通道22a、22b：例如围绕滚筒的周部的、定向成间隔90°的四个滚筒通道。在轧制操作期间，轧制的棒材进入在其接纳位置的引导通道18a、18b中的一者。当整个棒材在其对应的引导件18a、18b内部之后，由后端马达30驱动的对应的可旋转滚筒20a、20b旋转并且停止于接纳位置，用以将棒材接纳在对应的滚筒通道22a、22b中。在此之后，滚筒20a、20b旋转至排放位置——通常在距离其接纳位置大约90度处——用以将棒材排放至下面的冷床。在滚筒20a、20b的起动/停止（或转位indexing）工序的最后，相邻的引导通道18a、18b处于用于在数秒的时间间隔后的下一来料的棒材的接纳位置。可旋转滚筒20a、20b包括由联接件连接成串列的多于10个模块化子组件。通常为六米（20英尺）长的模块化子组件具有安装在旋转轴A1、A2上的引导通道，其中该旋转轴A1、A2由滚子支承件（未示出）支承。

在操作期间，可旋转滚筒20a、20b在高达数秒之中发生通常90度的转位用以满足高吨位的产量需求。对于具有后端驱动装置30的旋转式输入系统，在由后部驱动装置执行转位操作期间，前端的接纳引导件可能经历旋转转位的相位滞后。相位滞后可归因于过长的可旋转滚筒，可将其分析建模为一系列的扭转弹簧和惯性系统。由于延迟和转位时间短，因此滚筒20a、20b的前端趋向于振荡，这可能造成来料棒材与其对应的引导通道18a、18b之间发生转位未对准。如果发生显著的转位未对准，那么当棒材前端错过其对应的引导通道18a、18b时，来料棒材可能弯斜并阻塞棒材传输通路，这导致生产中断直到弯斜的棒材从棒材传输通路中被移出。在已知的旋转式输入系统设备中，通过阻尼机构或制动机构（未示出）来抑制滚筒/引导通路的未对准。制动系统或阻尼系统帮助减小或控制滚筒前端的振动，但是它们不能防止这种振动。这种制动或阻尼系统增加了旋转式输入系统设备的构造和检修的复杂性。

发明内容

因此，本发明的实施方式包括具有前端受驱动的滚筒的旋转式输入系统，该滚筒转位以使旋转式输入系统的引导通路和滚筒与棒料传输通路对准。前端驱动系统定向为相对于棒料传输通路偏置使得棒料具有足够的间隙用以进入引导通路。在一些实施方式中，前端驱动系统包括与棒料传输通路对准的贯通槽口，该贯通槽口用于使料材贯穿通过。本发明的其它旋转式输入系统实施方式包括与前部驱动系统串联地驱动滚筒的后部驱动系统。

更具体地，本发明的实施方式包括轧机的旋转式输入系统，其具有能够围绕轴线旋转的滚筒。滚筒具有轴向前端和轴向后端以及至少一个滚筒通道，当滚筒旋转到装载位置时，该滚筒通道能够接纳从前端朝向后端沿着建立的下游传输通路平移至滚筒中的料材，并且当滚筒旋转到排放位置时，该滚筒通道能够从滚筒通道排放料材。系统还具有驱动装置，驱动装置在接近滚筒的轴向前端处联接至滚筒用以旋转滚筒。驱动装置定向成相对于料材下游传输通路偏置并且不阻碍料材下游传输通路。

本发明的另一示例性实施方式包括轧机的旋转式输入系统，该系统包括串联联接的：轧机架，其用于将轧制的料材沿传输通路平移；料材剪切和传输切换装置，料材剪切和传输切换装置用于分别将料材剪切成期望的长度以及选择性地沿着至少一个下游传输通路继续平移料材；引导结构，其用于引导料材沿着下游传输通路平移；可围绕轴线旋转的滚筒；以及用于接纳从滚筒排放的料材的冷床。滚筒具有轴向前端和轴向后端以及至少一个滚筒通道，该轴向前端接近引导结构，当滚筒旋转到装载位置时，该滚筒通道能够接纳从前端朝向后端沿着下游传输通路平移的料材，并且当滚筒旋转到排放位置时，该滚筒通道能够从滚筒通道排放料材。驱动装置在接近滚筒的轴向前端处联接至滚筒用以旋转滚筒，其中，驱动装置定向成相对于料材传输通路偏置并且不阻碍料材传输通路。

本发明的又一实施方式包括轧机的旋转式输入系统，该系统包括串联联接的：轧机架，其用于将轧制的料材沿着传输通路平移；料材剪切和传输切换装置，料材剪切和传输切换装置用于分别将料材剪切成期望的长度以及选择性地沿着多个下游传输通路继续平移料材；多个相应的引导结构，这些引导结构与每个下游传输通路相对应用以引导料材沿着所述下游传输通路平移；多个相应的滚筒，这些滚筒与每个下游传输通路相对应；以及用于接纳从至少一个相应的滚筒排放的料材的冷床。每个滚筒可围绕轴线旋转，滚筒具有轴向前端和轴向后端，轴向前端接近相应的引导结构。每个滚筒均具有至少一个滚筒通道，当滚筒旋转到装载位置时，该滚筒通道能够接纳从滚筒的前端朝向滚筒的后端沿着下游传输通路平移的料材，并且当滚筒旋转到排放位置时，该滚筒通道能够从滚筒通道排放料材。驱动装置在接近滚筒的轴向前端处联接至至少一个相应的滚筒用以旋转该相应的滚筒。驱动装置定向成相对于料材下游传输通路偏置并且不阻碍料材下游传输通路。

下文参照在附图中示出的具体实施方式更详细地说明了本发明的实施方式的其它特征及由此提供的优点。本领域的普通技术人员可结合地应用本发明的特征或以任何组合或子组合的方式分别应用本发明的特征。

附图说明

通过结合附图考虑下面具体描述能够容易地理解本发明的教导，在附图中：

图1示出了已知的旋转式输入系统的示意性平面图；

图2示出了沿图1的2-2截取的图1的已知的旋转式输入系统的截面图；

图3示出了根据本发明示例性实施方式的旋转式输入系统的示意性平面图；

图4示出了根据本发明示例性实施方式的旋转式输入系统的前端驱动装置和受驱动的可旋转滚筒部分的局部平面图；

图5示出了根据本发明示例性实施方式的图4的前端驱动装置和受驱动的可旋转滚筒部分的局部图；

图6示出了根据本发明示例性实施方式的图4和图5的旋转式输入系统的前端驱动装置和引导支架组件的主视图；

图7示出了根据本发明示例性实施方式的没有引导支架组件的图6的前端驱动装置的局部剖开的主视图；

图8示出了根据本发明示例性实施方式的、沿着图4的8-8截取的图4和图5的支承结构和受驱动的可旋转滚筒部分的径向横截面图；

图9示出了根据本发明示例性实施方式的没有引导支架组件的图4和图5的前端驱动装置和受驱动的可旋转滚筒部分的横截面图；

图10示出了根据本发明示例性实施方式的具有前部驱动系统和后部驱动系统的旋转式输入系统的示意性平面图；以及

图11示出了根据本发明示例性实施方式的具有前部驱动系统和后部驱动系统的旋转式输入系统的示意性平面图。

为了便于理解，在可能的情况下用相同附图标记表示图中共有的相同元件。

具体实施方式

为了便于理解本发明的实施方式、原理及特征，在下文中将参照说明性实施方式中的实施方法对它们进行解释。特别地，在轧机中的旋转式输入系统（RES）的上下文中对其进行描述。在考虑下面的描述之后，本领域的普通技术人员应当清楚地意识到，本发明的教导能够容易地在旋转式输入系统的前端驱动系统中利用。本发明的方面可提供前端驱动的旋转式输入系统（RES）用于减小——如果不能消除——由已知的后端驱动的旋转式输入系统造成的前端振荡，并且因此使得能够进行平顺且可靠地接纳/排放操作。本发明的实施方式可使用两个同步的驱动系统使可旋转滚筒转位，这两个驱动系统一个安装在旋转式输入系统的前端、一个安装在旋转式输入系统的后端。

旋转式输入系统子系统操作概述

首先参照图3，根据本发明的优选实施方式，前端驱动的旋转式输入系统型的产品输送系统及其相关的棒料传输通路通常描述为10′并且其介于轧机的最后的轧机架12与包括常规的转移式冷床14的接纳器之间。系统10′包括支承结构16。至少一个可旋转滚筒（这里，两个滚筒20a、20b）插置在支承结构16与冷床14之间。滚筒20a、20b可围绕它们相应的、标记为轴线A1、A2的轴旋转。从最后的轧机架12离开的诸如棒材、杆材以及类似物的长材产品由切换装置24沿着传输通路引至剪切装置26用以细分成较短的产品段。切换装置24和剪切装置26以已知方式配合地起作用，以将细分后的产品段沿着相应的下游传输通路交替地引至一对引导管28a、28b中的一者以及之后引至另一者，该对引导管28a、28b具有分别与滚筒20a、20b对准的传送端。如下文所述，旋转滚筒20a、20b将棒料产品从引导管28a、28b出口传输至冷床14，从而完成下游传输通路。

如在图3中进一步所示，根据本发明的前端驱动的旋转式输入系统10′包括：至少一个可旋转滚筒（这里，两个滚筒20a、20b），每个滚筒均具有对应的滚筒通道（未示出），该滚筒通道用于接纳沿着相应的下游传输通路给送的棒料；支承结构16；以及对应的前端驱动系统40。前端驱动系统40可安装在支承结构16上，且或者安装在对应的可旋转滚筒20a、20b的上方、或者安装在对应的可旋转滚筒20a、20b的下方，并且前端驱动系统40相对于棒料输运或传输引导通路偏置。与已知的后端驱动的旋转式输入系统设备相比，具有前端驱动装置40的旋转式输入系统减小了滚筒20a、20b前端及其对应的通道所经历的振荡（如果没有消除振荡的话）。在转位工序之后，由于与图1的已知的后部驱动的旋转式输入系统10相比更短的（如果不是功能上无意义的）时间延迟，因而能够将相邻的引导件和滚筒通道以可能的最短时间精确地定位在其相对的接纳位置。在本发明的实施方式中，滚筒与相关滚筒通道的任何相对振荡此时在旋转式输入系统10′的后端处发生，因此不影响棒料的接纳/排放操作，这是由于棒料仅从滚筒的敞露的滚筒通道周向地/横向地排出至冷床14上。实施本发明时不需要之前在已知的旋转式输入系统设备中利用的用以抑制前滚筒和引导件相对振动的阻尼机构或制动机构。省去这种机构降低了旋转式输入系统的制造成本，增加了潜在的操作可靠性并且简化了系统。

在图11和12中示出的本发明的其它实施方式能够通过两个串联的同步驱动系统马达使可旋转滚筒20a、20b转位，所述两个驱动系统马达为安装在前部的第一驱动系统/马达40和安装至旋转式输入系统后部的第二驱动系统（30或40′），以获得与由单个驱动装置处理的情况相比以增加的吨位产量需求和每个串联的驱动装置（40前部驱动装置/30或40′后部驱动装置）上更低的操作负荷的方式稳定的操作。旋转式输入系统前端驱动装置的结构

参照图4到图10，每个单独的模块化滚筒20a、20b部段为如下已知的制造结构：该结构中周向布置的、平行且大体上呈U形的端部敞开的滚筒通道22a、22b附固至旋转滚筒轴（由相应的旋转轴线A1、A2指示）并且与旋转滚筒轴轴向对准。如图8中所示，模块化的滚筒部段以已知的方式在轴向上对准并串联联接在一起以形成完整的滚筒结构20a、20b。相应的第一滚筒20a和第二滚筒20b在其相应对应的引导管28a、28b的排放出口与冷床14之间轴向对准并且串联。如图8所示，通道引导件18a、18b相对于滚筒20a、20b偏置并且抵接滚筒20a、20b用以在棒料装载位置与卸下位置之间阻塞对应的滚筒通道22a、22b的敞开端部，使得输运至其中的棒料产品不会从滚筒通道中过早地卸下。

在本发明的实施方式中，由前端驱动装置40执行滚筒20a、20b的相对旋转操作和转位操作，该前端驱动装置40在接近滚筒的轴向前端（即，棒料传输通路的在滚筒上游的部分）处联接至相应的滚筒轴A1、A2并且单独地驱动每个相应的滚筒轴A1、A2。滚筒20a、20b与其对应的引导管28a、28b的出口在装载位置对准用以将棒料接纳在滚筒通道22a、22b中，该装载位置构成棒料传输通路的一部分。前端驱动装置40使滚筒20a、20b旋转至其相应的排放或卸下位置用于随后将卸下/排放的棒料传输至冷床14。由前端驱动装置40以如下方式执行滚筒20a、20b用于装载和排放料材的相应的转位工序和定时工序：该方式与在美国专利No.7,219,521中描述的已知的后端驱动装置30执行的方式相似，上述申请的内容通过参引结合入本文。

如之前所指出的，前端驱动装置40定向成相对于棒料传输通路偏置并且在引导管28a、28b与其对应滚筒20a、20b之间。参照图4到图10，前端驱动装置40包括驱动装置支承结构和联接至旋转式输入系统支承结构16的罩42。驱动装置包括一对伺服马达44，每个伺服马达44通过单独的专用齿轮系46单独地驱动滚筒20a、20b中的一者。伺服马达44以之前描述的步进式的起动/停止方式驱动滚筒20a、20b。在每个齿轮系46内，具有已知构造的驱动齿轮48联接至伺服马达44并且通过中间齿轮50将旋转动力传输至从动齿轮52。一个或更多个中间齿轮可包括在齿轮系中、在驱动齿轮48与从动齿轮52之间。驱动齿轮48与从动齿轮52之间合适的传动比为40:1。每个从动齿轮52均联接至其相应的滚筒轴A1、A2，并且每个从动齿轮52均在其轮毂结构内限定与滚筒通道22a、22b的数量和径向定向相对应的轴向贯通槽口54。各个槽口54与其对应滚筒通道22a、22b以及与引导管28a、28b的出口部连通。

本文中前述的构成各种实施方式的部件和材料旨在是说明性的而非限制性的。与本文中描述的材料执行相同或相似功能的多种合适的部件和材料旨在包括在本发明的实施方式的范围内。尽管本发明的实施方式已经以示例性形式公开，但是本领域的普通技术人员容易理解，在不背离如下面权利要求所陈述的本发明及其等效方案的精神和范围的情况下，能够做出多种改型、添加、以及删减。

Claims (20)

1.一种轧机的旋转式输入系统，包括：

滚筒，所述滚筒能够围绕轴线旋转，所述滚筒具有轴向前端和轴向后端以及至少一个滚筒通道，当所述滚筒旋转到装载位置时，所述滚筒通道能够接纳从所述滚筒的所述前端朝向所述滚筒的所述后端沿着建立的下游传输通路平移至所述滚筒中的料材，并且当所述滚筒旋转到排放位置时，所述滚筒通道能够从所述滚筒通道排放所述料材；以及

驱动装置，所述驱动装置在接近所述滚筒的所述轴向前端处联接至所述滚筒，所述驱动装置用于旋转所述滚筒，所述驱动装置定向成相对于所述料材下游传输通路偏置且不阻碍所述料材下游传输通路。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述驱动装置包括马达和传动系的从动齿轮，所述马达联接至所述传动系的驱动齿轮，所述传动系的所述从动齿轮联接至所述滚筒。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述从动齿轮具有轮毂，所述轮毂限定至少一个贯通槽口，所述贯通槽口用于使料材沿着所述下游传输通路经由所述贯通槽口不受阻碍地通过。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述从动齿轮联接至可旋转滚筒轴，所述滚筒轴联接至所述滚筒。

5.根据权利要求4所述的系统，其中：

所述滚筒具有围绕所述滚筒的外周的、定向成平行于所述滚筒的旋转轴线的多个滚筒通道；以及

所述从动齿轮限定多个相应的贯通槽口，所述贯通槽口沿着所述下游传输通路分别与相应的滚筒通道对准。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述马达为用于以步进式的起动/停止运动使所述滚筒从所述装载位置旋转至所述排放位置的伺服马达。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述驱动系统限定至少一个贯通槽口，所述贯通槽口用于使料材沿着所述下游传输通路经由所述贯通槽口不受阻碍地通过。

8.根据权利要求7所述的系统，其中：

所述滚筒具有围绕所述滚筒的外周的、定向成平行于所述滚筒的旋转轴线的多个滚筒通道；以及

所述驱动系统限定多个相应的贯通槽口，所述贯通槽口沿着所述下游传输通路分别与相应的滚筒通道对准。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述驱动装置包括马达和传动系的从动齿轮，所述马达联接至所述传动系的驱动齿轮，所述传动系的所述从动齿轮联接至所述滚筒，所述从动齿轮具有限定所述贯通槽口的轮毂。

10.一种具有用于冷床的旋转式输入系统的轧制生产线系统，包括串联联接的：

轧机架，所述轧机架用于沿传输通路平移轧制的料材；

料材剪切和传输切换装置，所述料材剪切和传输切换装置用于分别将所述料材剪切成期望的长度以及选择性地沿着至少一个下游传输通路继续平移所述料材；

引导结构，所述引导结构用于引导所述料材沿着所述下游传输通路平移；

滚筒，所述滚筒能够围绕轴线旋转，所述滚筒具有轴向前端和轴向后端以及至少一个滚筒通道，所述轴向前端接近所述引导结构，当所述滚筒旋转到装载位置时，所述滚筒通道能够接纳从所述滚筒的所述前端朝向所述滚筒的所述后端沿着所述下游传输通路平移的所述料材，并且当所述滚筒旋转到排放位置时，所述滚筒通道能够从所述滚筒通道排放所述料材；

驱动装置，所述驱动装置在接近所述滚筒的所述轴向前端处联接至所述滚筒，所述驱动装置用于旋转所述滚筒，所述驱动装置定向成相对于所述料材传输通路偏置且不阻碍所述料材传输通路；以及

冷床，所述冷床用于接纳从所述滚筒排放的所述料材。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述驱动装置包括马达和传动系的从动齿轮，所述马达联接至所述传动系的驱动齿轮，所述传动系的所述从动齿轮联接至所述滚筒。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述驱动装置包括马达和传动系的从动齿轮，所述马达联接至所述传动系的驱动齿轮，所述传动系的所述从动齿轮联接至所述滚筒。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述从动齿轮具有轮毂，所述轮毂限定至少一个贯通槽口，所述贯通槽口用于使料材沿着所述下游传输通路经由所述贯通槽口不受阻碍地通过。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述从动齿轮联接至可旋转滚筒轴，所述滚筒轴联接至所述滚筒。

15.根据权利要求14所述的系统，其中：

所述滚筒具有围绕所述滚筒的外周的、定向成平行于所述滚筒的旋转轴线的多个滚筒通道；以及

所述从动齿轮限定多个相应的贯通槽口，所述贯通槽口沿着所述下游传输通路分别与相应的滚筒通道对准。

16.根据权利要求10所述的系统，其中，所述驱动系统限定至少一个贯通槽口，所述贯通槽口用于使料材沿着所述下游传输通路经由所述贯通槽口不受阻碍地通过。

17.根据权利要求16所述的系统，其中：

所述滚筒具有围绕所述滚筒的外周的、定向成平行于所述滚筒的旋转轴线的多个滚筒通道；以及

所述驱动系统限定多个相应的贯通槽口，所述贯通槽口沿着所述下游传输通路分别与相应的滚筒通道对准。

18.一种具有旋转式输入系统的轧制生产线系统，包括串联联接的：

轧机架，所述轧机架用于沿传输通路平移轧制的料材；

料材剪切和传输切换装置，所述料材剪切和传输切换装置用于分别将所述料材剪切成期望的长度和选择性地沿着多个下游传输通路继续平移所述料材；

多个相应的引导结构，所述引导结构对应于每个下游传输通路用于引导所述料材沿着所述下游传输通路平移；

多个相应的滚筒，所述滚筒对应于每个下游传输通路，每个滚筒均能够围绕轴线旋转，所述滚筒具有轴向前端和轴向后端以及至少一个滚筒通道，所述轴向前端接近所述相应的引导结构，当所述滚筒旋转到装载位置时，所述滚筒通道能够接纳从所述滚筒的所述前端朝向所述滚筒的所述后端沿着所述下游传输通路平移的所述料材，并且当所述滚筒旋转到排放位置时，所述滚筒通道能够从所述滚筒通道排放所述料材；

驱动装置，所述驱动装置在接近所述滚筒的所述轴向前端处联接至至少一个相应的滚筒，所述驱动装置用于旋转所述相应的滚筒，所述驱动装置定向成相对于所述料材下游传输通路偏置且不阻碍所述料材下游传输通路；以及

冷床，所述冷床用于接纳从至少一个相应的滚筒排放的所述料材。

19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述至少一个驱动系统限定至少一个贯通槽口，所述贯通槽口用于使料材沿着所述下游传输通路经由所述贯通槽口不受阻碍地通过。

20.根据权利要求19所述的系统，其中：

至少一个滚筒具有围绕所述滚筒的外周的、定向成平行于所述滚筒的旋转轴线的多个滚筒通道；以及

至少一个驱动系统限定多个相应的贯通槽口，所述贯通槽口沿着所述下游传输通路分别与相应的滚筒通道对准。