專利名稱：用電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭及其控制方法與磨削方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于磨削裝在一軋機(jī)上的軋輥的在線軋輥磨頭，以及它的控制方法和磨削方法，由此可以使驅(qū)動砂輪的電動機(jī)的環(huán)境得到保護(hù)。
當(dāng)一個板坯材料由一臺軋機(jī)的軋輥軋制時，通常只有軋輥的軋制部分被磨損，因此在軋制部分與非軋制部分之間會產(chǎn)生一個高度差。因此，有一個軋制限制，即板坯必須按從寬板坯到窄板坯的順序軋制。由此，作為解決這一問題的措施，提出了一種在線軋輥磨頭，用于在線地磨削軋輥。在題為“裝有在線軋輥磨頭的軋機(jī)和在線軋輥磨頭”的日本專利公開公報No.6-47654中描述道，軋輥采用一個用于砂輪的驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行磨削，該砂輪具有一旋轉(zhuǎn)的砂輪。采用液壓馬達(dá)作為用于轉(zhuǎn)動砂輪的驅(qū)動部件，則可以將馬達(dá)做得較小，并可易于產(chǎn)生所需要的磨削轉(zhuǎn)矩。通過控制供油量，同樣可以控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。在日本專利公開公報No.6-270059中描述了一種磨削機(jī)器人所用的磨削標(biāo)準(zhǔn)水平檢測器，該檢測器通過安裝一個伺服電動機(jī)以便檢測砂輪的位置，來準(zhǔn)確地檢測磨削的標(biāo)準(zhǔn)水平，而不必采用外部的檢測器，所述的伺服電動機(jī)包括用于將砂輪移至磨削水平的砂輪的輸送機(jī)構(gòu)中的編碼器。
但是，在上述的現(xiàn)有技術(shù)中存在下列問題。在日本專利公開公報No.6-47654中公開的技術(shù)中，當(dāng)液壓馬達(dá)與砂輪一起沿軋輥的軸向移動時，在線磨頭也同時進(jìn)行磨削。這樣，通常就需要從泵等的場所鋪設(shè)管路，以便轉(zhuǎn)動液壓馬達(dá)并用軋機(jī)中的軟管向液壓馬達(dá)供給高壓油。因此，在用于供應(yīng)高壓油的軟管因軋制故障而破裂的情況下，就會有一個安全方面的問題，即油噴散到高溫的軋制帶材上，使設(shè)備著火。當(dāng)在現(xiàn)有的軋制設(shè)備上新設(shè)置在線軋輥磨頭時，就會產(chǎn)生這樣的問題，即需要有用于安裝像泵、油箱、新的管路等設(shè)備的空間。此外，為了封閉這種設(shè)備和管路的安裝空間，需要有一個長的建設(shè)期。由于在以高速轉(zhuǎn)動液壓馬達(dá)時需要有大量的油，因此與用電動機(jī)直接轉(zhuǎn)動砂輪的軸的情況相比，需要有更多的電能去供應(yīng)油。在日本專利公開公報No.6-270059中公開的技術(shù)中，在考慮到用于檢測輸送砂輪的機(jī)構(gòu)的位置精度時，并未考慮砂輪的轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)精度和安全性。
在磨削軋輥時用電動機(jī)而不采用液壓馬達(dá)時還會有其它的問題。用電動機(jī)驅(qū)動砂輪使之旋轉(zhuǎn)的困難如下所述。首先，由于在線軋輥磨頭受到來自用于冷卻軋輥的大量冷卻水和帶材的熱效應(yīng)，因此認(rèn)為電動機(jī)難于長時間地保持穩(wěn)定的性能。其次，在磨削硬軋輥時，在軋輥與砂輪之間需要在固定時間內(nèi)有盡可能大的接觸力。而當(dāng)接觸力增加時，驅(qū)動砂輪所需要的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩應(yīng)當(dāng)加大。其結(jié)果將是，使電動機(jī)的外形尺寸加大，從而產(chǎn)生所需要的轉(zhuǎn)矩，以滿足所要求的轉(zhuǎn)矩。由于在軋機(jī)中，在軋輥的四周設(shè)有導(dǎo)向裝置，因此難于在在線磨削設(shè)備上安裝這種大尺寸的電動機(jī)，因為導(dǎo)向裝置等妨礙了這種安裝。
因此，從驅(qū)動力、空間等觀點出發(fā)，對在線軋輥磨削，已經(jīng)采用了液壓馬達(dá)，在傳統(tǒng)的設(shè)備中，磨削裝置在旋轉(zhuǎn)軸方向上所需的長度約為1000mm或更少，以便安裝在軋機(jī)中。對于液壓馬達(dá)等而言，沿旋轉(zhuǎn)軸方向的空間長度約為200至300mm已經(jīng)足夠。在考慮驅(qū)動轉(zhuǎn)矩時，如果只用電動機(jī)代替液壓馬達(dá)，則所需的空間為采用液壓馬達(dá)時的2至3倍，并且沿旋轉(zhuǎn)軸方向的長度約為400mm或更多。因為裝有在線磨削設(shè)備的軋機(jī)內(nèi)部是一個惡劣的環(huán)境，其中散布著冷軋潤滑油，冷卻水和灰塵，所以電動機(jī)在運行時很容易受到環(huán)境的影響，因而無法使用。為了使用電動機(jī)來驅(qū)動砂輪，使之旋轉(zhuǎn)，必須防止在現(xiàn)有技術(shù)中所述的使用電動機(jī)所帶來的缺點。首要的是，必須消除軋機(jī)中像來自大量冷卻水和帶材的熱量這樣的惡劣環(huán)境，以保證電動機(jī)有長的使用壽命。尤其是，AC伺服電動機(jī)具有裝在以高精度測量電動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的編碼器中的半導(dǎo)體裝置。這些半導(dǎo)體裝置對濕度和溫度特別敏感，因此，必須將環(huán)境維持成使半導(dǎo)體裝置能正常工作。其次，能產(chǎn)生用于磨削的轉(zhuǎn)矩的電動機(jī)的尺寸應(yīng)當(dāng)小。
本發(fā)明的目的在于提供一種由電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭，一種控制磨頭的方法和一種能減少像使設(shè)備著火這樣的危險的磨削軋輥的方法，其中，驅(qū)動用于磨削軋機(jī)軋輥的磨削部件的砂輪旋轉(zhuǎn)的設(shè)備是一臺能長期工作的電動機(jī)。
本發(fā)明的用電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭包括一用于磨削軋機(jī)中的軋輥的磨削部件，和用于沿軋輥的軸向移動磨削部件的橫向裝置，其中，磨削部件包括一用于磨削軋輥的砂輪，一用于轉(zhuǎn)動砂輪的驅(qū)動裝置，和一用于將砂輪下壓在軋輥上的砂輪輸送設(shè)備，其特征為，驅(qū)動裝置是一電動機(jī)，它被封閉在一室中，以便保護(hù)電動機(jī)不受例如濕度、油、灰塵、熱等環(huán)境因素的影響。所述室由一殼形構(gòu)件構(gòu)成，它將具有半導(dǎo)體裝置的電動機(jī)密封起來，使之與環(huán)境和來自帶材和冷卻水的熱隔離。將殼形構(gòu)件的內(nèi)部控制到所需要的溫度，以保護(hù)半導(dǎo)體裝置。
本發(fā)明提供了一種用于控制由電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭的方法，它包括冷卻封閉具有半導(dǎo)體裝置的電動機(jī)的室的內(nèi)部，使之保持所要求的溫度。
此外，本發(fā)明提供了一種用于磨削用電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭的方法，它包括磨削軋機(jī)中的軋輥，其中，將封閉具有半導(dǎo)體裝置的電動機(jī)的室的內(nèi)部溫度保持在理想的溫度。
通過采用電動機(jī)作為驅(qū)動裝置，以轉(zhuǎn)動裝在軋機(jī)中的在線軋輥磨頭的平面形或杯形砂輪，就可以防止軋制設(shè)備著火的危險，這是因為在軋機(jī)中的油不會在發(fā)生軋制事故時從液壓馬達(dá)的供油管中泄漏出來。這樣，就提高了軋機(jī)的安全性。通過設(shè)置一個用于控制電動機(jī)室內(nèi)的環(huán)境的控制設(shè)備，就可以使電動機(jī)在一合適的環(huán)境中運行。


圖1是一軋機(jī)的主體部分的橫向剖視圖，該軋機(jī)具有按照本發(fā)明的一個例子的用于軋機(jī)的由電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭的磨削部件。
圖2為按照本發(fā)明的一個例子的用于軋機(jī)的由電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭的磨削部件的水平剖視圖。
圖3為上述例子的磨削部件的垂直橫向截面視圖。
圖4為用于本發(fā)明的磨削部件的控制系統(tǒng)的簡圖。
圖5為永久磁場型同步電動機(jī)的垂直剖視圖。
圖6示出了砂輪的接觸力、磨削能力與所需驅(qū)動力之間的關(guān)系。
圖7示出了關(guān)于砂輪的接觸力和所需驅(qū)動力的預(yù)設(shè)值。
圖8為另一例子的磨削部件的垂直橫截面視圖。
圖9為用于上述例子的磨削部件的控制系統(tǒng)的簡圖。
下面說明本發(fā)明的一個例子。在圖1中，本實施例的軋機(jī)為四輥式軋機(jī)，它包括一對用于軋制帶材S的工作輥1a和一對分別支承每個工作輥1a的上支承輥和下支承輥。工作輥1a由軸承座3夾持。將這些軸承座3裝在機(jī)座4中，并設(shè)置進(jìn)口導(dǎo)板10，用以在帶材S的進(jìn)口側(cè)將帶材S引導(dǎo)向工作輥1a。冷卻液管15用于將在軋制時產(chǎn)生的熱從軋輥1a處帶走，從而使工作輥1a在軋制時被冷卻。在軋機(jī)上裝有一本實施例的在線軋輥磨削裝置。該在線軋輥磨削裝置通常包括在每個工作輥1a上的一個或多個磨削部件5。在圖1中，上工作輥1a設(shè)有軋輥磨頭部件5，而下工作輥1a上也裝有同樣的軋輥磨頭部件5。
圖2和圖3中所示的磨削部件5包括用于磨削軋輥1a的平板形砂輪20(也可以用杯形砂輪來代替平板形砂輪)，用于使砂輪20通過砂輪的旋轉(zhuǎn)軸21旋轉(zhuǎn)的砂輪驅(qū)動裝置22、將砂輪20壓在軋輥1a上的砂輪輸送裝置23和用于沿軋輥1a的軸向移動砂輪20的砂輪移動裝置24。砂輪20裝在砂輪軸21的一側(cè)上。將砂輪軸21裝成使其相對于工作輥1a的軸向的垂線傾斜，從而使砂輪20與工作輥1a的表面接觸。這個傾角非常小，大約只有3°。在砂輪軸21的另一側(cè)上裝有測力計53，用于測量砂輪20與軋輥1a之間的接觸力。并且，砂輪軸21由軸承21a和21b支承，這些軸承能在旋轉(zhuǎn)時將載荷平穩(wěn)地傳給測力計53。因此，砂輪軸21可以平穩(wěn)地轉(zhuǎn)動。砂輪驅(qū)動裝置22包括用于驅(qū)動砂輪的AC伺服電動機(jī)54和傳動帶55。通過驅(qū)動AC伺服電動機(jī)54，可以將砂輪20的轉(zhuǎn)速控制到一個預(yù)定的速度。帶55用于將驅(qū)動砂輪的AC伺服電動機(jī)54的轉(zhuǎn)動力傳遞給砂輪的轉(zhuǎn)軸21。如上所述，本發(fā)明的轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置采用了電動驅(qū)動系統(tǒng)來替代液壓系統(tǒng)。因此，無需給液壓馬達(dá)供油用的軟管，并防止了在發(fā)生軋制事故時損壞軟管的危險或油泄漏的危險。
砂輪輸送機(jī)構(gòu)23包括用于將砂輪20推壓在軋輥1a的表面上的AC伺服電動機(jī)57和滾珠絲杠56。滾珠絲杠56包括固定在殼體59上的外部和由AC伺服電動機(jī)57驅(qū)動的內(nèi)部。殼體59可以由AC伺服電動機(jī)57通過滾珠絲杠56沿砂輪軸21的軸向移動。通過殼體59的移動，砂輪20、砂輪軸21和測力計53可以移動并結(jié)合在一起。用于推動砂輪的AC伺服電動機(jī)包括用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力的電動機(jī)57a和用于檢測AC伺服電動機(jī)57a的回轉(zhuǎn)角的編碼器57b。殼體59放在箱體25中。
AC伺服電動機(jī)54具有多槽的外殼體54a，內(nèi)殼體54c和裝在內(nèi)殼體54c上的軸54b。轉(zhuǎn)軸21設(shè)有砂輪20。在轉(zhuǎn)軸21和軸54b之間設(shè)置的傳動帶55用于將驅(qū)動力從AC伺服電動機(jī)54傳遞給砂輪20。砂輪驅(qū)動裝置22和砂輪輸送裝置23的電動機(jī)由蓋子27包圍、封裝并保護(hù)起來，該蓋子27與箱體25是分開的。形成了一個用于驅(qū)動裝置的室，它由蓋27與外界環(huán)境隔開。如圖3所示，砂輪移動裝置24包括用于移動砂輪的AC伺服電動機(jī)58，安裝在AC伺服電動機(jī)58的轉(zhuǎn)軸上的小齒輪58a和可與所述小齒輪58a接合的齒條14。這樣，砂輪移動裝置24可以通過AC伺服電動機(jī)58的驅(qū)動而平穩(wěn)地移動。用于移動砂輪的AC伺服電動機(jī)58包括用于檢測轉(zhuǎn)數(shù)的編碼器58b。磨削部件5用輪子26與滑軌7相連，以便能沿與軋輥1a的軸的中心平行地移動。來自測力計53、編碼器57b和58b的信息進(jìn)入圖4所示的信息處理器13b中并進(jìn)行計算，然后通過裝在控制單元13a中的驅(qū)動放大器13c將信號傳送給用于驅(qū)動砂輪的AC伺服電動機(jī)54。將由砂輪輸送裝置的編碼器57b檢測到的轉(zhuǎn)角信號傳遞給信息處理器13b。將由砂輪的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的編碼器54b探測到的電動機(jī)轉(zhuǎn)速的信號傳遞給信息處理器13b。將由測力計53檢測到的砂輪的位置信號通過驅(qū)動放大器13d送往信息處理器13b。從信息處理器13b發(fā)出用于控制電動機(jī)的控制信號。使上述的控制信號通過驅(qū)動放大器13c送往AC伺服電動機(jī)54a，并通過驅(qū)動放大器13e送往AC伺服電動機(jī)57a。
在在線軋輥磨頭中，軋輥的不通過帶材S的那部分通過用砂輪20磨削工作輥而去掉，使其深度等于由于帶材S的通過而磨損的深度。在軋輥1a具有800mm的直徑和2000mm的長度的情況下，并且當(dāng)帶材S的最小寬度為600mm時，用于磨削一個帶卷所需要的磨削能力為7cc/卷，其中，磨削能力為對于每一個帶卷軋輥的磨削體積數(shù)，條件為在軋制一個帶卷1時，每個軋輥磨損2μm。如果用兩個砂輪20磨削軋輥，則每個砂輪20的磨削能力為3.5cc/卷。當(dāng)磨削一個帶卷的時間中有效的磨削時間為45秒時，每單位時間所需要的磨削能力為4.67cc/卷。當(dāng)帶材S的材料是像特殊鋼這樣的較硬的材料時，工作輥的磨損量增加，每單位時間所需要的磨削能力就變成2倍左右。圖6示出了砂輪20的接觸力、磨削能力和用于砂輪的驅(qū)動電動機(jī)的必要功率之間關(guān)系的試驗結(jié)果。此結(jié)果是在使用由包括立方氮化硼的#120CBN磨頭制造的旋轉(zhuǎn)砂輪時得出的，其中，磨頭的寬度為40mm，轉(zhuǎn)速為1200m/min，軋輥的轉(zhuǎn)速為600m/min，用加鎳麻口鑄鐵軋輥作為工作輥1a。CBN磨粒的濃度或相對于BN磨粒的相對密度應(yīng)當(dāng)在50至100的范圍內(nèi)，CBN磨粒的晶粒尺寸最好應(yīng)在如日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的#80至#180的范圍內(nèi)。根據(jù)這一試驗結(jié)果，當(dāng)在線軋輥磨頭對每個軋輥都裝有兩個磨削部件5時，顯然用2kw或更大的用于轉(zhuǎn)動砂輪的驅(qū)動源作為獲得在2至10cc/min范圍內(nèi)的砂輪能力的磨削動力是最佳的。從圖6上可以看到，驅(qū)動動力源約為2至5.3kw。這就是說，如果此磨削功率在大約2至6kw的范圍內(nèi)，可以認(rèn)為能夠得到必要的磨削能力。實際上，理想的磨削功率在大約3至6kw的范圍內(nèi)，有一個限度。與傳統(tǒng)的液壓馬達(dá)相比，圖6所示的砂輪的接觸力與必要的驅(qū)動功率之間的關(guān)系較為精確。就傳統(tǒng)的液壓馬達(dá)而言，由于油壓損耗和油缸的機(jī)械損耗，砂輪的接觸力與驅(qū)動功率之間的關(guān)系并不準(zhǔn)確。本發(fā)明的磨削裝置可用上述關(guān)系檢測運行故障。換句話說，根據(jù)驅(qū)動電動機(jī)的驅(qū)動輸出功率，可以設(shè)定所需要的預(yù)定的接觸力。實際上，砂輪的接觸力在磨削時可以被檢測出來。
比較檢測到的接觸力與預(yù)設(shè)的接觸力之間的關(guān)系，當(dāng)所檢測到的接觸力與預(yù)設(shè)的接觸力不同時，就發(fā)出警報，或停止磨削，或通過向用于將砂輪推至工作輥上的AC伺服電動機(jī)57發(fā)出一個信號，而將所檢測到的接觸力調(diào)整成預(yù)設(shè)的接觸力。當(dāng)預(yù)設(shè)的接觸力用圖6中所示的必要功率表示時，最好將上述接觸力設(shè)定為所要求的范圍，并考慮有若干個％的誤差。在圖7中示出了預(yù)設(shè)值xkw的一個例子，其中，預(yù)設(shè)值在x±0.25kw的范圍內(nèi)設(shè)定。當(dāng)實際值超出此范圍時，通過發(fā)出一個報告不正常的警報，停止砂輪或調(diào)整接觸力，可以防止不正常的磨削。
將圖7的預(yù)設(shè)范圍設(shè)定在圖9中所示的接觸力設(shè)定裝置65上。然后，實際的接觸力就可以由通過驅(qū)動放大器13d得到的砂輪的位置信息檢測出來。此后，將檢測到的接觸力和在接觸力設(shè)定裝置65中設(shè)定的預(yù)設(shè)值都送入信息處理器13b。信息處理器13b將檢測到的接觸力與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，當(dāng)檢測到的接觸力在預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)時，就繼續(xù)磨削。在檢測到的接觸力位于預(yù)設(shè)范圍之外時，就向報警系統(tǒng)66發(fā)出信號，并發(fā)出警報。將信號傳送給驅(qū)動放大器13c或13e，使砂輪與工作輥分離或停止旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，就可以停止磨削。要不然，就通過向用于推動砂輪的AC伺服電動機(jī)57發(fā)出信號，將實際的接觸力調(diào)整到預(yù)設(shè)的接觸力。最佳的方案是采用用于驅(qū)動由永久磁場型同步電動機(jī)54a和編碼器54b組成的砂輪的AC伺服電動機(jī)54，以使驅(qū)動力連續(xù)地產(chǎn)生并使外形尺寸做得盡可能的小。在這種結(jié)構(gòu)中，可以由編碼器檢測轉(zhuǎn)速，并且可以按照檢測到的值控制AC伺服電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)。永久磁場型同步電動機(jī)的尺寸小，并可以產(chǎn)生巨大的轉(zhuǎn)矩。因此，磨削裝置的外形尺寸可以因采用了永久磁場型同步電動機(jī)而做得較小。
封閉在蓋27中的零件沿轉(zhuǎn)軸方向的外形尺寸可以限制為200至300mm左右，因此可以得到一個用于產(chǎn)生大轉(zhuǎn)矩的小磨削裝置。在本實施例中，整個磨削裝置沿轉(zhuǎn)軸方向的外形尺寸可以做成1000mm左右，因此可以做出具有提高的磨削能力的磨削裝置。如圖5所示，這個永久磁場型同步電動機(jī)54a包括用于轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子54a-1的定子54a-2和轉(zhuǎn)子54a-1，它們都用永久磁鐵制造。同步電動機(jī)54a用流入轉(zhuǎn)子54a-1的三相交流電轉(zhuǎn)動。用于驅(qū)動砂輪的AC伺服電動機(jī)54設(shè)有適用于永久磁場型同步電動機(jī)54a的編碼器54b。永久磁場型同步電動機(jī)54a的轉(zhuǎn)速由編碼器54b檢測，轉(zhuǎn)速由驅(qū)動放大器13c控制到理想的速度。當(dāng)希望通過采用用于驅(qū)動砂輪的AC伺服電動機(jī)而在不同的磨削條件下改變砂輪的轉(zhuǎn)速時，可以任意地控制砂輪的轉(zhuǎn)速。不過，包括半導(dǎo)體裝置的電子部分都裝在編碼器54b中，以便高精度地檢測電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。包括半導(dǎo)體裝置的電子部分對安裝電子部分的環(huán)境是敏感的。尤其是，電子部分在濕度和溫度超過允許極限時不能正常工作，因此，最好保持環(huán)境溫度為50℃或更低，周圍的濕度為20至80％。
在線軋輥磨頭在大量的冷卻水中工作，該冷卻水從集水管15中流出，用于連續(xù)地冷卻工作輥1a等。因此，磨削部件5不會被來自帶材S的熱加熱到很高的溫度。但是，由于冷卻水飛濺到磨削部件5上，因此必須對磨削部件5盡可能完美地進(jìn)行密封，以便防止水進(jìn)入磨削部件5。即使磨削部件5被完全地密封，但還是留下了一個問題，即由用于驅(qū)動砂輪的AC伺服電動機(jī)的連續(xù)工作所產(chǎn)生的熱。由于向后和向前移動砂輪20，含有水份的氣體從滑動的密封部分等滲入，于是會加大磨削部件5中的濕度。因此，需要有調(diào)節(jié)濕度的裝置。為了將磨削部件5中，尤其是用于封裝AC伺服電動機(jī)54的室中的濕度保持在20至80％，要用軟管從外面輸入像空氣這樣的干燥氣體。為了輸入干燥的氣體，在蓋27上做有吸入孔29a。為了經(jīng)常用新的干燥氣體置換干燥氣體，在蓋27上設(shè)有用于噴出干燥氣體的排放孔29b。此外，在吸入孔29a上裝有閥61。干燥氣體從用于控制流入該處的空氣的濕度的空氣干燥裝置60經(jīng)過閥61送至吸入孔29a，然后，從排放孔29b放出干燥空氣。結(jié)果，蓋27中的濕度可以保持在所要求的范圍內(nèi)。因此，用于驅(qū)動裝置的室內(nèi)的濕度可以得到控制，將濕度控制為20至80％。最好用裝在驅(qū)動裝置中的濕度計監(jiān)控室中的濕度，以控制干燥空氣的噴入速度和噴入氣體的濕度。同時，最好用裝在驅(qū)動裝置中的壓力計監(jiān)控室中的壓力，以根據(jù)室中的壓力控制噴入速度、噴入氣體的濕度和吸入孔29a的閥61與排放孔29b的閥62的打開和關(guān)閉，等等。
在磨削部件5的連接部分中塞有一個密封件，以便防止冷卻水滲入室中，但是有可能最終有少量的冷卻水從一部分密封處進(jìn)入磨削部件5。即使有少量的冷卻水進(jìn)入磨削部件5，特別是進(jìn)入用于封閉AC伺服電動機(jī)54的蓋27，也能使從外面滲入的冷卻水與干燥氣體一起從在磨削部件5或蓋27的下部設(shè)置的排放孔29b排出。因此，冷卻水不會停留在里面。在此情況下，最好將排放孔29b沿垂直方向設(shè)置在最下的位置。此外，將封閉磨削部件5或AC伺服電動機(jī)54的蓋27的室中的氣體壓力保持成高于大氣壓力，使冷卻水在從排放孔29b放出的氣體中變成霧狀，并且即使冷卻水停留在室中，它也能平穩(wěn)地排出。對于排放孔29b來說，開口的直徑為3至5mm較好，并最好保持氣體壓力為大氣壓力的兩倍。具體地說，氣體壓力最好應(yīng)為大氣壓力的1.5至2.5倍。在排放孔29b上設(shè)置閥62，用控制裝置63控制吸入孔29a的閥61和排放孔29的閥62的打開與關(guān)閉，就可以有效地控制內(nèi)部壓力。
其中封裝有AC伺服電動機(jī)54的用于驅(qū)動裝置的室可以用由金屬板制成的蓋27與冷卻水的環(huán)境隔開。對于蓋27來說，金屬板用在水中不會腐蝕并有良好的導(dǎo)熱性的材料，如薄的不銹鋼板或鋁板制造。用于封閉AC伺服電動機(jī)54的蓋27中的室的溫度由從工作中的AC伺服電動機(jī)54放出的熱能而升高。只靠從吸入孔29a中引入的氣體的循環(huán)，是難于把所有釋放在室中的熱能散放走的。當(dāng)蓋27用具有良好的導(dǎo)熱性的薄不銹鋼板或鋁板制造時，從AC伺服電動機(jī)54中釋放出來的熱能可被飛濺在蓋27上的軋制冷卻水有效地帶走，從而可以把室中的內(nèi)部溫度保持到50℃或更低。
如上所述，在軋機(jī)的惡劣環(huán)境中，干燥氣體在保持AC伺服電動機(jī)54的高性能方面起著非常重要的作用。當(dāng)由于操作事故或設(shè)備故障而不能保持干燥氣體的適當(dāng)狀態(tài)時，此干燥氣體可以使AC伺服電動機(jī)54發(fā)生故障。為了防止上述問題，當(dāng)磨削部件5中的氣體壓力低于預(yù)定值時，就在封裝AC伺服電動機(jī)的驅(qū)動裝置的室中或在磨削部件5的輸送氣體的管路附近的某一設(shè)置用于監(jiān)控氣體壓力和報警設(shè)備的不正常狀態(tài)的壓力傳感器28。通常，從壓力傳感器28將信號傳給信息處理器13b，并且當(dāng)確認(rèn)有不正常的狀態(tài)時，可以采取適當(dāng)?shù)膽?yīng)付措施，如停止磨削等，從而使設(shè)備故障不再進(jìn)一步發(fā)展。
在上面所述的這個例子中，由于軋輥磨頭部件要做成這樣的結(jié)構(gòu)，即使所有設(shè)備，如砂輪驅(qū)動裝置、砂輪輸送裝置和砂輪移動裝置的致動器都由電驅(qū)動操作，不必向軋輥磨頭部件供應(yīng)壓力油。因此，無需安裝向軋輥磨頭部件供應(yīng)壓力油的軟管。因為不使用軟管，所以不會有熱帶材在發(fā)生軋制事故時卡在工作輥之間，或是帶材使液壓軟管破裂的事故。因此，不會有因軟管中的高壓油泄漏而引起設(shè)備著火的危險。將AC伺服電動機(jī)經(jīng)常保持在干燥氣體中，就可以在軋機(jī)的非常惡劣的環(huán)境中使其長期工作。采用AC伺服電動機(jī)系統(tǒng)，即使磨削載荷變化，也可以容易地控制砂輪的最佳轉(zhuǎn)速。
權(quán)利要求
1.一種用電動機(jī)驅(qū)動的砂輪型在線軋輥磨頭，它包括一用于磨削軋機(jī)中的工作輥的磨削部件，一用于沿上述工作輥的軸向移動上述磨削部件的橫向裝置，上述磨削部件包括一用于磨削上述工作輥的砂輪，一用于通過上述砂輪的軸轉(zhuǎn)動上述砂輪的驅(qū)動裝置和一用于將上述砂輪壓在上述工作輥上的砂輪輸送裝置，其特征為，上述的用電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭還包括；一包括一用于旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動上述砂輪的驅(qū)動電動機(jī)的驅(qū)動裝置；一用于形成驅(qū)動裝置的室的箱體，上述電動機(jī)封裝在上述箱體中；用于控制用于上述驅(qū)動裝置的上述室中的濕度的濕度控制裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的用電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭，其特征為，上述的驅(qū)動電動機(jī)是永久磁場型的同步電動機(jī)；上述砂輪用立方氮化硼制造。
3.如權(quán)利要求1所述的用電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭，其特征為，上述的驅(qū)動電動機(jī)為一AC伺服電動機(jī)，它包括上述的同步電動機(jī)和一編碼器，以及一轉(zhuǎn)速控制裝置，該轉(zhuǎn)速控制裝置用于按照來自上述編碼器的信號控制上述AC伺服電動機(jī)的上述轉(zhuǎn)速。
4.如權(quán)利要求3所述的用電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭，其特征為，用電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭包括用于將干燥氣體輸入上述室的氣體輸入裝置，由此將濕度控制在一定的濕度范圍內(nèi)，從而控制其中裝有上述AC伺服電動機(jī)的上述磨削部件的用于驅(qū)動裝置的上述室中的濕度。
5.如權(quán)利要求3所述的用電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭，其特征為，它還包括用于控制上述驅(qū)動裝置的上述室中的壓力的壓力調(diào)節(jié)裝置。
6.如權(quán)利要求3所述的用電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭，其特征為，它還包括用于在上述磨削部件中的氣體壓力降至預(yù)定值或更低時發(fā)出警報的裝置。
7.如權(quán)利要求3所述的用電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭，其特征為，它進(jìn)一步包括用于在上述磨削部件中的氣體壓力降至預(yù)定值或更低時停止磨削的裝置。
8.如權(quán)利要求1所述的用電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭，其特征為，上述的驅(qū)動電動機(jī)有一2kw或更大的驅(qū)動輸出功率。
9.如權(quán)利要求1所述的用電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭，其特征為，上述的驅(qū)動電動機(jī)有一3至6kw的驅(qū)動輸出功率。
10.如權(quán)利要求1所述的用電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭，其特征為，它進(jìn)一步包括用于檢測上述砂輪與上述工作輥間的接觸力的檢測裝置。
11.如權(quán)利要求1所述的用電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭，其特征為，它進(jìn)一步包括用于檢測上述砂輪與上述工作輥間的接觸力的檢測裝置，用于比較根據(jù)上述驅(qū)動電動機(jī)的驅(qū)動輸出功率設(shè)定的接觸力與檢測到的接觸力之間的功率的比較裝置，和用于在上述檢測到的接觸力與預(yù)定的接觸力不同時發(fā)出警報的裝置。
12.如權(quán)利要求1所述的用電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭，其特征為，它進(jìn)一步包括用于檢測上述砂輪與上述工作輥間的接觸力的檢測裝置，用于比較根據(jù)上述驅(qū)動電動機(jī)的驅(qū)動輸出功率設(shè)定的接觸力與檢測到的接觸力之間的功率的比較裝置，和用于在上述檢測到的接觸力與預(yù)定的接觸力不同時停止磨削的裝置。
13.一種用電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭，它包括一用于磨削軋機(jī)中的工作輥的磨削部件，一用于沿上述工作輥的軸向移動上述磨削部件的橫向裝置，上述磨削部件包括一用于磨削上述工作輥的砂輪，一用于通過上述砂輪的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動上述砂輪的驅(qū)動裝置和一用于將上述砂輪推壓在上述工作輥上的砂輪推動裝置，其特征為，上述的用電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭包括一含有一用于旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動上述砂輪的驅(qū)動電動機(jī)的驅(qū)動裝置，由一箱體形成用于包圍上述驅(qū)動電動機(jī)的室，它進(jìn)一步包括用于控制室中的濕度的濕度控制裝置。
14.一種用于控制用電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭的方法，所述磨頭包括具有一可運轉(zhuǎn)地設(shè)置在一具有至少一對工作輥的軋機(jī)中的砂輪的磨削部件，與上述磨削部件相連的橫向裝置，上述砂輪可旋轉(zhuǎn)地與具有電動機(jī)的驅(qū)動裝置相連，一封裝上述電動機(jī)的箱體，一與上述砂輪連接的輸送裝置，由此使上述砂輪壓在上述工作輥上，該方法包括控制上述箱體中的壓力。
15.如權(quán)利要求14所述的用于控制具有用電動機(jī)驅(qū)動的砂輪的在線軋輥磨頭的方法，其特征為，根據(jù)上述驅(qū)動電動機(jī)的驅(qū)動輸出功率設(shè)定預(yù)定的接觸力，檢測砂輪的上述接觸力，并將檢測到的接觸力與預(yù)定的接觸力進(jìn)行比較，然后在上述檢測到的接觸力與上述預(yù)定的接觸力不同時發(fā)出警報或停止磨削。
16.如權(quán)利要求15所述的用于控制具有用電動機(jī)驅(qū)動的砂輪的在線軋輥磨頭的方法，其特征為，接觸力由上述砂輪推動裝置控制到預(yù)定的接觸力。
17.如權(quán)利要求14所述的用于控制用電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭的方法，它還包括控制上述箱體中的溫度和濕度。
18.如權(quán)利要求14所述的用于控制用電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭的方法，其特征為，上述的用鋼制造的箱體由用于上述工作輥的冷卻水冷卻。
19.如權(quán)利要求14所述的用于控制用電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭的方法，其特征為，通過向其中輸入干燥氣體而將上述箱體中的壓力控制成高于大氣壓力。
20.如權(quán)利要求19所述的用于控制用電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭的方法，其特征為，上述箱體中的壓力通過從在上述箱體上形成的出口排放氣體的方法控制成高于大氣壓力。
21.一種具有用電動機(jī)驅(qū)動的砂輪的在線軋輥磨頭，它包括一用于磨削軋機(jī)上的工作輥的磨削部件，一用于沿上述軋輥的軸向移動上述磨削部件的橫向部分，一用于磨削上述工作輥的砂輪，一用于轉(zhuǎn)動上述砂輪的驅(qū)動裝置，一用于將上述砂輪壓向上述工作輥的砂輪推動裝置，其特征為，上述在線軋輥磨頭包括一具有用于旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動上述砂輪的驅(qū)動電動機(jī)的驅(qū)動裝置；和一用于至少封裝上述驅(qū)動裝置的上述電動機(jī)的箱體。
22.一種用于操作具有一用電動機(jī)驅(qū)動的砂輪的在線軋輥磨頭的方法，磨頭包括一用于磨削軋機(jī)上的工作輥的磨削部件，一用于沿上述軋輥的軸向移動上述磨削部件的橫向裝置，一用于磨削上述工作輥的砂輪，一用于轉(zhuǎn)動上述砂輪的驅(qū)動裝置，一用于將上述砂輪壓向上述工作輥的砂輪推動裝置，其特征為，上述的在線軋輥磨頭包括一具有用于旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動上述砂輪的驅(qū)動電動機(jī)的驅(qū)動裝置；和一用于至少封裝上述驅(qū)動裝置的上述電動機(jī)的箱體，該方法包括在磨削時將上述箱體中的溫度、溫度和壓力中的至少一個控制到所要求的范圍內(nèi)。
23.一種用電動機(jī)驅(qū)動的砂輪型在線軋輥磨頭，它包括一裝在一軋機(jī)中的磨削部件，一磨削部件橫移器，上述磨削部件包括一砂輪，一與上述砂輪可旋轉(zhuǎn)地連接的驅(qū)動裝置，和一砂輪輸送裝置，其特征為，上述的用電動機(jī)驅(qū)動的在線軋輥磨頭還包括-與上述砂輪可轉(zhuǎn)動地連接的驅(qū)動電動機(jī)，-包圍并封裝上述驅(qū)動電動機(jī)的箱體，和-濕度控制裝置。
全文摘要
用一具有小尺寸和大轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動電動機(jī)作為用于磨削裝置的砂輪的驅(qū)動裝置。例如AC伺服電動機(jī)的電動機(jī)被封裝在一箱體中，以保護(hù)它免受潮氣、高溫、泄漏的油等的影響。對箱體中的氛圍進(jìn)行控制，以保護(hù)電動機(jī)。通過將干燥空氣輸入箱體而控制箱體中的壓力、溫度和濕度。
文檔編號B24B41/04GK1145288SQ9611029
公開日1997年3月19日 申請日期1996年7月25日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月27日
發(fā)明者森茂, 尾原俊次 申請人:株式會社日立制作所