專利名稱：用于兩輥周期式冷軋管機的軋輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種軋輥，尤其涉及一種用于兩輥周期式冷軋管機的軋 輥，屬于生產(chǎn)無縫鋼管的冷軋設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
無縫鋼管是常見的冶金金屬制品，其生產(chǎn)流程是:管坯生產(chǎn)(煉鋼、軋鋼)、 鋼管坯料(金屬圓鋼)、管坯準(zhǔn)備(長度切割、表面剝皮、鉆定心孔)，將圓形 鋼材機加工成為合格的管坯；荒管生產(chǎn)(熱軋穿孔機對高溫管坯穿孔開坯，將 金屬管坯加工成為熱軋荒管)；根據(jù)成品管的技術(shù)要求，采用相應(yīng)的冷加工工 藝(冷軋或冷拔，其中冷軋生產(chǎn)因變形量大、易于控制、精度高、速度快、產(chǎn) 量大等優(yōu)勢，成為目前廣泛采用的冷加工生產(chǎn)方式)進行變形處理，將荒管生 產(chǎn)成為符合規(guī)定要求的成品無縫鋼管。
用于無縫鋼管冷軋生產(chǎn)的冷軋管機分為兩輥式與多輥式兩種，其中的兩 輥周期式冷軋管機由軋制機構(gòu)、傳動機構(gòu)、送進回轉(zhuǎn)機構(gòu)等部分組成。軋制 機構(gòu)由軋輥裝置、變形工具(孔型、頂頭)、調(diào)整楔(斜楔)、機座、工作機架、 滑板裝置、傳動齒條、平導(dǎo)軌等部件組成；軋輥裝置由上軋輥、下軋輥組成， 其中的上軋輥由上軋輥軸、軸承與軸承座、傳動齒輪、墊圈、端蓋等零件組 成，下軋輥由下軋輥軸、軸承與軸承座、傳動齒輪組、墊圈、端蓋等零件組 成，上軋輥與下軋輥事先裝配成為組(套)件使用，孔型直接安裝在上軋輥、 下軋輥上。
兩輥周期式冷軋管機軋制機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點是:機座安裝在混凝土基礎(chǔ)上， 工作機架、平導(dǎo)軌、傳動齒條分別安裝在機座內(nèi)，已安裝好孔型的軋輥裝置 安裝在工作機架內(nèi)，調(diào)整楔(斜楔)安裝在上軋輥與機架上平面之間。無縫鋼 管軋制時，主電動機輸出動力，由主傳動機構(gòu)通過曲柄連桿裝置帶動工作機 架在機座內(nèi)做水平方向的往復(fù)周期運動，軋輥齒輪與機座內(nèi)傳動齒條相嚙合， 帶動軋輥做旋轉(zhuǎn)周期運動，通過安裝在軋輥上的孔型對管坯進行金屬冷變形加工，成為符合技術(shù)要求的成品管，當(dāng)管坯軋制不符合規(guī)定要求時，可通過 更換孔型、調(diào)整斜楔位置使其符合要求。
如


圖1和圖2所示，目前傳統(tǒng)的兩輥周期式冷軋管機軋輥裝置，其孔型 采用"半孔型"結(jié)構(gòu)，特點在于上(下)軋輥為一臺階式圓柱體，上(下)軋
輥軸3a(9a)的中部有一個安置半孔型的缺口 ，采用的變形工具是上(下)半孔 型4a(10a)與上(下)斜楔塊5a(lla)的組合將與所在軋輥缺口尺寸吻合的1 個半孔型裝入該缺口，并用一個斜楔塊將其固定在缺口內(nèi)。同時，通過一個 上(下)孔型固定螺栓13a(15a)、兩個上斜楔塊固定螺栓14a(16a)分別將上 (下)半孔型4a(10a)及其對應(yīng)斜楔塊固定在軋輥。軋輥經(jīng)過一段時間使用后， 由于受到擠壓、沖擊及磨損作用，首先斜楔塊與孔型配合松動，間隙增加， 此時孔型在軋輥軸上發(fā)生往復(fù)竄動，楔應(yīng)力增加，致使輥軸底平面(即軋輥中 部缺口的底平面)磨損下沉，楔槽增寬，引起孔型外圓低于軋輥表面，管坯外 徑無法進行調(diào)整，相關(guān)技術(shù)要求不能得到有效保證，造成軋輥軸失效、廢棄， 降低了軋輥裝置的使用壽命。由于楔應(yīng)力的作用，導(dǎo)致半孔型承受沖擊載荷， 造成孔型爆裂、破損，為了保證軋制質(zhì)量要求就要更換半孔型、斜楔塊等零 件，因此此類配件消耗量大。對變形工具更換作業(yè)時，需要在冷軋設(shè)備機座 內(nèi)進行，作業(yè)條件惡劣環(huán)境差，勞動強度高，存在安全隱患。
近年來，環(huán)孔型變形技術(shù)日趨成熟，兩輥周期式冷軋管機的孔型逐步采 用"環(huán)孔型"結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特點是軋輥是一臺階式圓柱體，孔型是"環(huán)孔 型"，環(huán)孔型是一外圓面帶半圓形凹槽的中孔圓柱體；環(huán)孔型采用過盈配合方 式直接安裝在軋輥軸上，環(huán)孔型將軋輥軸予以封閉式包容，以軋輥軸外圓與 環(huán)孔型內(nèi)孔的過盈配合作為定位，廢棄了傳統(tǒng)的斜楔塊、螺釘緊固定位方式， 定位準(zhǔn)確、牢固，消除了楔應(yīng)力，提高了軋輥裝置的使用壽命。環(huán)孔型安裝 定位方式，決定了環(huán)孔型的拆裝需要離機作業(yè)，改善了作業(yè)環(huán)境，故其軋輥 裝置采用單側(cè)齒輪傳動，結(jié)構(gòu)緊湊，便于拆裝、更換環(huán)孔型。
由于半孔型與環(huán)孔型的安裝方式完全不同，新安裝一套環(huán)孔型冷軋設(shè)備 費用昂貴，對現(xiàn)有傳統(tǒng)的兩輥周期式冷軋管機進行全面改進費用不菲。因此 在現(xiàn)有半孔型軋輥裝置的基礎(chǔ)上，針對軋輥軸按環(huán)孔型生產(chǎn)使用要求進行改 進，可在提高軋輥裝置使用壽命，消除安全隱患的基礎(chǔ)上，降低改進費用， 確保設(shè)備改進工作的可能性。發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種用于兩輥周期式冷軋管機的軋輥，以替代 現(xiàn)有的半孔型軋輥裝置用于傳統(tǒng)的兩輥冷軋管機的無縫鋼管冷軋變形生產(chǎn)， 它是現(xiàn)有"半孔型軋輥裝置"的技術(shù)改進，有效地解決了兩輥周期式冷軋管 機軋輥裝置由于楔應(yīng)力而造成的變形工具孔型易爆裂、破損失效、軋輥使用 壽命低、更換孔型作業(yè)勞動強度高、存在安全隱患等問題。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的 一種用于兩輥周期式冷軋管機的軋輥， 包括上軋輥軸及下軋輥軸，所述上軋輥軸上固裝有一上定位塊， 一呈環(huán)孔型 的上孔型通過設(shè)于其外側(cè)的一 定位槽與該定位塊相配合，所述上孔型與該 上軋輥軸過盈配合安裝；所述下軋輥軸上固裝有一下定位塊， 一呈環(huán)孔型的
下孔型通過設(shè)于其外側(cè)的一定位槽與該定位塊相配合，所述下孔型與該下軋
輥軸過盈配合安裝；所述上孔型與下孔型相適配。
優(yōu)選地，所述上定位塊呈矩形狀，其上開設(shè)有一安裝孔，并通過一與該 安裝孔相匹配的螺釘將其固裝于該上軋輥軸上。
優(yōu)選地，所述下定位塊呈矩形狀，其上開設(shè)有一安裝孔，并通過一與該 安裝孔相匹配的螺釘將其固裝于該下軋輥軸上。
優(yōu)選地，所述上定位塊和下定位塊的材質(zhì)均為45號鋼，熱處理調(diào)質(zhì) 服C:33-38。
優(yōu)選地，所述上軋輥軸呈臺階狀，并于所述上孔型的兩側(cè)對稱向外順次 與該上軋輥軸過盈配合安裝有兩軸向定位套、兩上軸承座、兩襯圈、以及 兩齒輪。
優(yōu)選地，所述上孔型、兩軸向定位套、兩上軸承座、兩襯圈、以及兩齒 輪均為以溫差法定向熱套裝于所述上軋輥軸上。
優(yōu)選地，所述下軋輥軸呈臺階狀，并于所述下孔型的兩側(cè)對稱向外順次 與該下軋輥軸過盈配合安裝有兩軸向定位套、兩下軸承座、兩襯圈、以及兩 齒輪組。
優(yōu)選地，所述下孔型、兩軸向定位套、兩下軸承座、兩襯圈、以及兩齒 輪組均為以溫差法定向熱套裝于所述下軋輥軸上。
優(yōu)選地，所述上軋輥軸和下軋輥軸的材質(zhì)均為40CrMo，熱處理調(diào)質(zhì)硬度
6HB=255-302。
優(yōu)選地，所述上軋輥軸的兩端面上均分別至少開設(shè)有一螺紋孔，所述下 軋輥軸的兩端面上均分別至少開設(shè)有一螺紋孔。
本實用新型由于采用了以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下 優(yōu)點和積極效果本用于兩輥周期式冷軋管機的軋輥，其設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)緊 湊、定位準(zhǔn)確，并且使用維護方便、性能安全可靠，經(jīng)改進的軋輥軸易于加 工，減少了加工費用。同時，也為減輕勞動強度、消除現(xiàn)場安全隱患、提高 軋輥與孔型的使用壽命創(chuàng)造了條件。另外，它還能有效提高設(shè)備運行、維護 性能，顯著減少檢修費用開支，降低故障率，因此具備良好的推廣應(yīng)用價值。
以下結(jié)合附圖和具體實施例來對本實用新型作進一步說明。
圖l是現(xiàn)有技術(shù)中半孔型上軋輥的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)中半孔型下軋輥的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實用新型較佳實施例中上軋輥的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本實用新型較佳實施例中下軋輥的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本實用新型較佳實施例中裝于上軋輥軸的上孔型的主視圖。
圖6是圖5中上孔型的左視圖。
圖7是本實用新型較佳實施例中裝于上軋輥軸的上定位塊的主視圖 圖8是圖7中上定位塊的左視圖。
圖9是本實用新型較佳實施例中上定位塊在上軋輥軸的裝配示意圖
圖10是圖9中A-A向剖視圖。
圖中標(biāo)號說明
3a-上軋輥軸 4a-上孔型 9a-下軋輥軸 10a-下孔型
13a-上孔型固定螺栓 15a-下孔型固定螺栓 卜齒輪 2-上軸承座 4-上孔型 41-定位槽
7-齒輪組 8-下軸承座
5a-上斜楔塊
lla-下斜楔塊
14a-上斜楔塊固定螺栓
16a-下斜楔塊固定螺栓
3-上軋輥軸 31-螺紋孔
5-軸向定位套 6-襯圈
9-下軋輥軸10-下孔型ll-軸向定位套 12-襯圈 13-上定位塊 131-安裝孔
14-螺釘 15-下定位塊 16-螺釘
具體實施方式
圖3、圖4分別示出了本實用新型用于兩輥周期式冷軋管機的軋輥的一 個較佳實施例的上軋輥及下軋輥的結(jié)構(gòu)，它們最后被安裝于某鋼鐵公司鋼管 廠現(xiàn)有的XNT-55兩輥周期式冷軋管機軋制機構(gòu)中，用于無縫鋼管的冷軋變形 生產(chǎn)。
如圖3所示，上軋輥軸3是一長度為1145謹(jǐn)?shù)亩嘀嘏_階狀圓柱體，臺階 面依次為》180*92、小195*63、小205*87.5、 4> 204*20、 * 205*92, 5、 4> 225*5、小230*85. 5、小280*65、小212*170、 4) 205*225、 4) 204*20、 4> 205*87. 5、 》195*63、 4>l80*92mm，上軋輥軸3的兩端分別加工有4> 100*100、 4> 90*100 mm臺階孔。如
圖10所示，上軋輥軸3的兩端面上分別加工有三處深度為47, 的M16螺紋孔31，兩端的4>180*92臺階外圓柱表面上分別加工長85醒、寬 45mm、深13mm的頂端半圓型開口鍵槽，中部的4>280*65臺階外圓柱表面加 工寬40 mm的矩形槽，該槽中心線與軋輥鍵槽中心線為102°夾角，槽內(nèi)加 工一深度為25mm的M12螺紋孔。上軋輥軸3的材質(zhì)為40CrMo，熱處理調(diào)質(zhì) 硬度HB=255-302。在上軋輥軸3的中部裝有一個上定位塊13，用于上軋輥軸 3與上孔型13之間的裝配導(dǎo)向與定位，其材質(zhì)為45號鋼，熱處理調(diào)質(zhì) 服0=33-38。如圖7、 8所示，該上定位塊13的外形呈矩形，并在其正面位置 加工有一個安裝孔131，再通過一個內(nèi)六角螺釘14將其固定在上軋輥軸3上。 如圖5、 6所示，上孔型4的外形呈環(huán)孔型，并且在其一外側(cè)開設(shè)有一個與上 定位塊13的尺寸相匹配的定位槽41。
如圖4所示，下軋輥軸9是一長度為1350ir皿多重臺階狀圓柱體，臺階面 依次為4)180*194.5、々195*63、 4> 205*87. 5、小204*20、巾205*92. 5、》 225*5、 4)230*85. 5、 4> 280*65、 cb 212*170、 d> 205*225、 4> 204*20、 4> 205*87. 5、 4)195*63、 4)180*194.5,，下軋輥軸9的兩端分別加工有4> 100*100、 4> 90*200 mm臺階孔，兩端面分別加工三處深度為47mm的M16螺紋孔，兩端的 4)180*92臺階外圓柱表面分別加工長185誦、寬45mm、深13腿的頂端半圓 型開口鍵槽，中部的4)28(^65臺階外圓柱表面加工寬40mm的矩形槽，該槽中心線與軋輥鍵槽中心線為102°夾角，槽內(nèi)加工一深度為25ram的M12螺紋 孔。下軋輥軸9的材質(zhì)為40CrMo，熱處理調(diào)質(zhì)硬度HB=255-302。請參閱圖4， 下定位塊15的外形、材質(zhì)以及熱處理調(diào)質(zhì)的硬度要求均與上定位塊13相同， 并通過螺釘16固裝在下軋輥軸9上，故不再贅述。類似地，下孔型10與上 孔型4的結(jié)構(gòu)也相匹配，它的外形也呈環(huán)孔型，并在其一外側(cè)開設(shè)有一個與 下定位塊15的尺寸相配合的定位槽(圖未示出)。
為更清楚地理解本實用新型用于兩輥周期式冷軋管機的軋輥，下面將 上、下軋輥的裝配和工作過程做一說明
如圖3、 9所示，首先將上定位塊13通過內(nèi)六角螺釘14固定在上軋輥軸 3的矩形槽內(nèi)，然后將上孔型4的定位槽41對準(zhǔn)該定位塊13，并采用溫差法 將上孔型4定向裝配到上軋輥軸3上，隨后再通過溫差法在上孔型4的兩側(cè) 對稱向外順次將兩個軸向定位套5、兩個上軸承座2、兩個襯圈6以及兩個齒 輪1裝配到前述的上軋輥軸3的各臺階上，至此完成上軋輥的裝配。下軋輥 軸9與上軋輥軸3的裝配過程相類似，如圖4所示，最終也通過溫差法在下 孔型10的兩側(cè)對稱向外順次安裝:兩個軸向定位套11、兩個下軸承座8、兩 個襯圈12以及兩個齒輪組7。
隨后，將上述上、下軋輥配套裝入軋制機構(gòu)的工作機架中，并采用兩側(cè) 上、下壓板定位，通過斜楔塊調(diào)整，這樣就完成了軋輥裝置的現(xiàn)場設(shè)備上機 安裝。在使用時，通過主傳動機構(gòu)連桿帶動軋制機構(gòu)在機座中做周期往復(fù)運 動，上、下軋輥在齒輪的帶動下，在機架內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運動，對管坯進行冷變形 軋制加工。由于軋輥裝置的上、下軋輥軸與變形工具的環(huán)孔型采用的是過盈 配合封閉式包容裝配，定位準(zhǔn)確、牢固，消除了楔應(yīng)力，從而提高了軋輥軸 與變形工具的使用壽命。同時，因在上軋輥軸3與下軋輥軸9的兩端面都加 工有螺紋孔，這樣有利于在軋輥解體作業(yè)時安裝頂拆工具，方便快速操作。
改進后的軋輥軸易于加工，減少了加工費用，可以有效解決現(xiàn)有的兩輥 周期式冷軋管機軋輥裝置因楔應(yīng)力造成的變形工具易爆裂、破損失效、軋輥 使用壽命低、更換孔型作業(yè)勞動強度高等問題，這為減輕勞動強度、消除現(xiàn) 場安全隱患、提高軋輥與孔型使用壽命創(chuàng)造了條件。前述鋼管廠每年可因此 減少檢修費用15萬元以上，可見其提供設(shè)備運行維護性能、降低故障發(fā)生， 確實成效顯著。
9本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實施例僅是用來說 明本實用新型，而并非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的 實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的 權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于兩輥周期式冷軋管機的軋輥，包括上軋輥軸(3)及下軋輥軸(9)，其特征在于所述上軋輥軸(3)上固裝有一上定位塊(13)，一呈環(huán)孔型的上孔型(4)通過設(shè)于其外側(cè)的一定位槽(41)與該定位塊(13)相配合，所述上孔型(4)與該上軋輥軸(3)過盈配合安裝；所述下軋輥軸(9)上固裝有一下定位塊(15)，一呈環(huán)孔型的下孔型(10)通過設(shè)于其外側(cè)的一定位槽與該定位塊(15)相配合，所述下孔型(10)與該下軋輥軸(9)過盈配合安裝；所述上孔型(4)與下孔型(10)相適配。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于兩輥周期式冷軋管機的軋輥，其特征在于所述 上定位塊(13)呈矩形狀，其上開設(shè)有一安裝孔(131)，并通過一與該安裝 孔(131)相匹配的螺釘(14)將其固裝于該上軋輥軸(3)上。
3. 如權(quán)利要求l所述的用于兩輥周期式冷軋管機的軋輥，其特征在于所述 下定位塊(15)呈矩形狀，其上開設(shè)有一安裝孔，并通過一與該安裝孔相 匹配的螺釘(16)將其固裝于該下軋輥軸(9)上。
4. 如權(quán)利要求1-3中任一項所述的用于兩輥周期式冷軋管機的軋輥，其特征 在于所述上定位塊(13)和下定位塊(15)的材質(zhì)均為45號鋼，熱處理調(diào) 質(zhì)HRC二33-38。
5. 如權(quán)利要求1-3中任一項所述的用于兩輥周期式冷軋管機的軋輥，其特征 在于所述上軋輥軸(3)呈臺階狀，并于所述上孔型(4)的兩側(cè)對稱向外順 次與該上軋輥軸(3)過盈配合安裝有兩軸向定位套(5)、兩上軸承座(2)、 兩襯圈(6)、以及兩齒輪(l)。
6. 如權(quán)利要求5所述的用于兩輥周期式冷軋管機的軋輥，其特征在于所述 上孔型(4)、兩軸向定位套(5)、兩上軸承座(2)、兩襯圈(6)、以及兩齒輪 (1)均為以溫差法定向安裝于所述上軋輥軸(3)上。
7. 如權(quán)利要求1-3中任一項所述的用于兩輥周期式冷軋管機的軋輥，其特征 在于所述下軋輥軸(9)呈臺階狀，并于所述下孔型(10)的兩側(cè)對稱向外 順次與該下軋輥軸(9)過盈配合安裝有兩軸向定位套(11)、兩下軸承座(8)、兩襯圈(12)、以及兩齒輪組(7)。
8. 如權(quán)利要求7所述的用于兩輥周期式冷軋管機的軋輥，其特征在于所述下孔型(IO)、兩軸向定位套(ll)、兩下軸承座(8)、兩襯圈(12)、以及兩 齒輪組(7)均為以溫差法定向安裝于所述下軋輥軸(9)上。
9. 如權(quán)利要求1-3中任一項所述的用于兩輥周期式冷軋管機的軋輥，其特征 在于所述上軋輥軸(3)和下軋輥軸(9)的材質(zhì)均為40CrMo，熱處理調(diào)質(zhì) 硬度HB=255-302。
10. 如權(quán)利要求1-3中任一項所述的用于兩輥周期式冷軋管機的軋輥，其特征 在于所述上軋輥軸(3)的兩端面上均分別至少開設(shè)有一螺紋孔(31)，所 述下軋輥軸(9)的兩端面上均分別至少開設(shè)有一螺紋孔。
專利摘要本實用新型公開了一種用于兩輥周期式冷軋管機的軋輥，包括上軋輥軸及下軋輥軸，所述上軋輥軸上固裝有一上定位塊，一呈環(huán)孔型的上孔型通過設(shè)于其外側(cè)的一定位槽與該定位塊相配合，所述上孔型與該上軋輥軸過盈配合安裝；所述下軋輥軸上固裝有一下定位塊，一呈環(huán)孔型的下孔型通過設(shè)于其外側(cè)的一定位槽與該定位塊相配合，所述下孔型與該下軋輥軸過盈配合安裝；所述上孔型與下孔型相適配。它設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)緊湊、定位準(zhǔn)確，并且使用維護方便、性能安全可靠，經(jīng)改進的軋輥軸易于加工，減少了加工費用。同時，它還能有效提高設(shè)備運行、維護性能，顯著減少檢修費用開支，降低故障率，提高軋輥與孔型的使用壽命，因此具備良好的推廣應(yīng)用價值。
文檔編號B21B21/02GK201320553SQ20082015723
公開日2009年10月7日 申請日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日
發(fā)明者周建萌, 建 鐘, 濤 陳 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司