本发明涉及皮尔格冷轧管机的芯棒监控装置,它有一个用来测定线圈铁心纵向移动的线圈以及将测得的铁心在线圈内的运动处理成一个信号的设备,通过这一信号可令轧机停车。上述线圈装在轧制管输出端轧机之后,并同心地围绕着轧制管;上述线圈铁心固定在管内的一根杆上,此杆在芯棒和线圈之间与管同轴地延伸。 在皮尔格冷轧管工艺方法中,已知一种金属管坯用一个锥形芯棒逐步延伸,并变形成外径较小壁厚较薄的管。其中,芯棒用芯棒杆固定就位,芯棒杆本身固定在芯棒杆止推挡座中。芯棒在轧制力和轧制件摩擦力作用下负荷非常大,因而经常在任意位置发生断裂。此断裂的部分随后与管一起沿轧制方向继续移动。
其结果是会损坏轧机,尤其当芯棒较粗的部分在较小的轧光辊孔型间隙内移动时更是如此。因此,轧辊会被炸开和断裂。
若芯棒的断裂发生在它的较细的部分,亦即在轧光孔型中,则有时根本没有觉察到芯棒已经断裂,这根管子或甚至多根管子都轧废了。还可能出现这种情况,即由于轧制力过大和所轧制的管子为高强度的材料,此时芯棒本身被辗轧,在这种情况下,芯棒变细,轧出的管子的壁厚超过允许的误差范围。在所有的这些情况下都将导致轧机停车,发生不希望有的费用支出。
本文开始所述类型的芯棒监控装置例如由DE-OS2548379是已知的。其中,在芯棒的出口端用螺纹拧入一根杆,杆的自由端装有磁铁心。当芯棒断裂时,磁铁心在线圈下移动,此线圈围绕着管子,因此这一情况为线圈所获知。利用线圈产生的故障信号令轧机停车。
这种已知设备地缺点在于,在线圈起作用之前,磁铁心必须在线圈下走过一定长的距离。这样一来丧失了宝贵的时机,在某些情况下机器停车停得太晚了。
本发明的目的是,改进DE-OS2548379所介绍的芯棒断裂安全装置,当发现芯棒有故障时,要在轧机损坏和制出大量轧制管前,在较短的反应时间内,尽可能快速地使轧机停车。
按本发明的达到上述目的建议,杆同心地穿过芯棒与固定芯棒的芯棒杆连接,杆在芯棒所在的范围内设计成拉杆,在蓄力器的中间连接作用下,可使拉杆有一个朝芯棒出口端方向的预应力。
与在现有技术中将杆插入芯棒侧端中的做法不同,在这里,杆穿过芯棒的纵向孔,并固定在芯棒杆上芯棒用螺纹拧上去的部位中。在芯棒的全部范围内,也就是说在孔内,杆设计成拉杆并有预应力。根据所选择的预应力的大小,拉杆在芯棒断裂前或与芯棒断裂的同时破裂,此时,作为中间连接的蓄力器,将拉杆已分离的部分与铁心一起,弹入线圈所在的区域内,线圈因而发生一个立即停车的信号。适当调整预应力,可在芯棒断裂前就已经由于拉杆破断发出了一个令轧机停车的信号。在这里利用了芯棒断裂前会伸长这一事实。
按本发明的改进设计还规定,拉杆上设规定的断裂位置。这一规定的断裂位置使得可以比较准确地调整断裂力,并因而能更好地调整显示故障状态的芯棒监控装置。
按本发明另一个特征规定,蓄力器的预紧力最好是可调的。
按本发明的另一个特征还规定,蓄力器是一个压力弹簧,它装在一个围绕着杆的套筒中,套筒相对于杆的位置,可通过在杆的螺纹段上旋转套筒未确定。以此方式可无级地改变拉杆预应力,并因而可调整使轧机断路的力。按本发明的另一个特征,拉杆最好在一个用螺纹拧入芯棒出口端端面中的衬套内被导引,拉杆与衬套不可相对转动,衬套的自由端构成压力弹簧和套筒的支座。调节衬套和套筒,可以更精确地调整因拉杆破裂引起的断路力;但也可以将套筒安装成留有一个间隙,在此间隙范围内芯棒可以移动但不断裂。因此可任意延迟轧机停车时刻,并与所期望的要求相适应。
在一种有利的改进设计中规定,拉杆上在背离芯棒杆的规定断裂位置的一侧设一凸带,凸带的直径大于导引拉杆的衬套的内径。采用这一方案,在规定断裂位置处断开的拉杆部分在管内移动的距离被可靠地限制住了;拉杆的断裂部分只能向前弹射到凸带被衬套止挡为止。此有关的移动距离,应使凸带挡靠在衬套上时,铁心正好停留在线圈所在范围内。若调整此安全装置,使拉杆在芯棒断裂前产生了不允许的伸长时便断开,则铁心在线圈内的这一位置,可引发一个持续的信号,这种信号表示芯棒已经伸长。
在本发明的结构设计中规定,拉杆沿其长度的主要部分,其横截面设计为四边形或六角形的。采取这一措施后,可用套筒板手将断裂后的拉杆从芯棒杆中拧出来,因而无须拆除芯棒。
最后,为了准确地调整线圈发出的信号,本发明规定,铁心沿杆纵向的位置是可以调整的。
本发明的一个实施例表示在附图中,并在下面给以说明。
附图所表示的是通过管坯1和按本发明的芯棒监控装置的剖面,其中,数字2表示芯棒,芯棒入口侧的端头与芯棒杆3用螺纹互相连接。数字4表示轧辊,在轧制过程中,轧辊4沿芯棒2来回滚动,使管坯1变形成管5。按本发明,由脆性材料制成的拉杆6,用螺纹拧在芯棒杆3的端面中,拉杆6上设有规定的断裂位置7。拉杆6在衬套8中被导引,衬套8的端部用螺纹拧入芯棒2的出口端中。与拉杆的外围相对应,衬套8设有四角形或六角形孔。因此,拉杆6肯定不能旋转,并使之不能自动地从带芯棒杆3的螺纹连接装置10中脱出。
在拉杆6的另一个螺纹段11上装有一个套筒12,用螺母13将套筒12顶紧。螺旋弹簧14力图将套筒12从芯棒2推开。在拉杆延长部的同一螺纹段11上,拧上铁心15,铁心15同样用一个螺母16顶紧。在与铁心尽可能近的距离处设有线圈17,线圈17围绕着管5。
此外,拉杆6上制有凸带18,凸带18的外径大于衬套8的内径。
在安装芯棒监控装置时,首先将拉杆6的螺纹端10拧入芯棒杆3螺纹孔中大约一圈。接着,将衬套8顺着六角形杆9推入,拧在芯棒中并拧紧。与此同时拉杆6亦被松松地拧入芯棒杆3的螺纹中。套上螺旋弹簧14后,将套筒12拧入直至被止挡,并用螺母16锁紧。利用套筒12可以形成一个预选的间隙。为此,套筒12并不一直拧到被止挡为止,而是与止挡之间留有一个间隙量。因此,在安全装置动作前,芯棒2可以伸长一定的量。最后,在螺纹11上拧上铁心15,并通过拧紧螺母16将铁心15固定在与线圈17相适应的位置上。
在轧制过程中当芯棒2断裂或伸长时,拉杆6在规定断裂位置7处断开。在有预紧力的压力弹簧14的作用下,将拉杆6的残部和拧在它上面的铁心一起,从芯棒杆3处弹开,并且经过线圈17,线圈17产生一个使机器停车的信号。铁心15有一定的长度,使之与线圈17之间有足够的接触时间。若芯棒2只是产生了不允许的伸长量,则通过相应地调整此设备,在芯棒2断裂前拉杆6已经断开,此时,如上所述,拉杆6在出口端的那一段,在压力弹簧14作用下弹出,直至凸带18的端面挡靠在衬套8上时为止。在这一位置下,铁心15停留在线圈17里面,并发出一个连续信号,操作人员根据这一信号可以察知,虽然芯棒尚未断裂,但已产生了不可允许的伸长量。由于与这样的伸长伴随而来的是管的壁厚处于允许的误差范围之外,所以机器应立即停车,并采取相应的措施。
可能会出现芯棒从芯棒杆螺纹上松脱的现象。若保证拉杆事先并未从芯棒杆的螺纹孔中脱出,则在这种情况下,芯棒断裂安全装置也应发出一个故障信号。因此,有意义的做法是将拉杆和芯楔杆上设置方向相反的螺纹。于是,芯棒旋转将使拉杆拧紧,并使拉杆及时断裂。
留在芯棒2中的拉杆6的残段,可借助于内六角套筒板手从芯棒杆3的端面中拧出,无须将芯棒本身拧下来。
按本发明的芯棒监控装置的特点是反应灵敏动作时间非常短,这一点是由良好的可调性再加上压力弹簧的中间连接作用带来的结果。用本发明的装置最好还能在芯棒本身断裂前,测得芯棒的伸长。