專利名稱：一種兩輥往復(fù)式軋管機(jī)用浮動芯棒軋制銅管工藝及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬金屬管材加工領(lǐng)域，本發(fā)明涉及金屬銅管加工時(shí)采用的軋管機(jī)，具體地說是一種兩輥往復(fù)式軋管機(jī)用浮動芯棒軋制銅管工藝及設(shè)備
背景技術(shù)：
金屬軋制是金屬變形加工最常用的一種方式，對管材加工軋制也是通行的工藝。管材軋制分為斜軋和縱軋，斜軋屬于連續(xù)軋制范疇，無論是兩輥還是三輥軋管機(jī)都是在坯管旋轉(zhuǎn)前進(jìn)中實(shí)現(xiàn)減徑減壁軋制工藝?？v軋是非連續(xù)軋制，由軋輥和芯棒組成一環(huán)形變形空間，坯管被強(qiáng)制通過此變形空間從而實(shí)現(xiàn)減徑減壁。 因?yàn)榄h(huán)狀的軋輥和坯管只有很小一段接觸弧，所以用圓環(huán)狀的軋輥只能讓管材有很小的變形量，在軋輥回轉(zhuǎn)時(shí)如果和坯管接觸部分的曲面是變化的，即隨著坯管沿軸向前進(jìn)讓軋輥和坯管接觸部分也逐漸變小，則坯管的減徑減壁情況就會變化，由是導(dǎo)致了一種被稱為皮爾格軋管機(jī)的發(fā)明。在我國金屬加工行業(yè)稱之為兩輥往復(fù)式軋管機(jī)，或是兩輥周期式軋管機(jī)。最早使用此類軋管機(jī)的是黑色金屬行業(yè)，鋼管，特別是不銹鋼管，大量使用兩輥往復(fù)式軋管機(jī)。銅加工采用擠壓工藝生產(chǎn)銅管是一種主要方法，采用擠壓工藝時(shí)銅坯錠通過擠壓工序變成大管坯，然后通過軋制、拉伸工藝最終成為適合各種用途的銅管，于是兩輥往復(fù)式軋管機(jī)也成為銅加工行業(yè)生產(chǎn)銅管的主要設(shè)備。兩輥往復(fù)式軋管機(jī)工作原理簡介如下。參見圖1，兩輥往復(fù)式軋管機(jī)基本由床頭箱(7)部分，床身(10)部分和尾架(12)部分組成。傳統(tǒng)的兩輥往復(fù)式軋管機(jī)主傳動是由直流馬達(dá)拖動的一套曲柄連桿機(jī)構(gòu)，圖示床頭箱(7)中顯示了曲柄⑴和連桿(2)，連桿和活動軋輥牌坊(6)相連，從圖示可看出，通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)的動作，直流馬達(dá)的轉(zhuǎn)動就變成了活動軋輥牌坊的在軋機(jī)床身水平往復(fù)移動。參見圖5，活動軋輥牌坊左右各一件，通過結(jié)構(gòu)件固聯(lián)。活動軋輥牌坊中安裝了上、下軋輥軸承座(25)，安裝軋輥(5)的軋輥軸(14)通過軸承安裝在軋輥軸承中，為了使軋輥回轉(zhuǎn)，在軋輥軸上安裝了軋輥回轉(zhuǎn)齒輪(26)，該齒輪和固定在床頭箱本體上的齒條(24)相嚙合，齒條固定在床頭箱中不動，活動軋輥牌坊來回移動時(shí)軋輥軸上安裝的齒輪在齒條上來回滾動，帶動軋輥軸的轉(zhuǎn)動，從而帶動軋輥的回轉(zhuǎn)，軋輥的來回移動和同時(shí)產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)就形成了兩輥往復(fù)式軋管機(jī)的軋制工作原理。管坯變形原理參見圖2和圖3。圖2顯示的是當(dāng)活動軋輥牌坊在前后兩個(gè)位置時(shí)軋輥轉(zhuǎn)動從而形成軋輥和管坯接觸位置不一樣的情況。圖2A-A部位顯示活動軋輥牌坊在接近管坯入口端，此時(shí)管坯剛接觸軋輥工作面，與其相對應(yīng)的是圖3. I所顯示的狀態(tài)，軋輥
(5)和芯棒(3)共同構(gòu)成的環(huán)形空間很大，軋輥剛開始對管坯進(jìn)行外徑的收縮。隨著活動軋輥牌坊往右移動，到了圖2B-B部位顯示的位置，活動軋輥牌坊接近管坯出口端，與其相對應(yīng)的是圖3. 2所顯示的狀態(tài)，軋輥和芯棒共同構(gòu)成的環(huán)形空間已經(jīng)很小，軋輥在對管坯進(jìn)行最后的輾壓，定徑，環(huán)形空間尺寸即為軋出材的規(guī)格。往復(fù)式軋管機(jī)通過一對軋輥表面變斷面的孔型，軋輥在回轉(zhuǎn)前進(jìn)時(shí)和管材內(nèi)部的芯棒共同構(gòu)成了一不斷縮小的環(huán)形空間，由此完成對坯管減徑減壁的軋制過程?；顒榆堓伵品辉诖差^箱內(nèi)依靠曲柄連桿機(jī)構(gòu)拖動作一個(gè)往復(fù)運(yùn)動，其往復(fù)運(yùn)動的距離即軋制行程取決于曲柄連桿機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在的此類軋管機(jī)一般行程短的約500毫米，長的約 I. 1-1. 3。

為了實(shí)現(xiàn)軋制工藝，在進(jìn)入下一道前進(jìn)周期時(shí)應(yīng)給予坯管一定量的送進(jìn)，確保軋機(jī)在進(jìn)入下一個(gè)軋制周期時(shí)可以對坯管進(jìn)行新的輾壓軋制，這就是往復(fù)式軋管機(jī)的送進(jìn)機(jī)制，每一臺往復(fù)式軋管機(jī)都有送進(jìn)機(jī)構(gòu)。管坯送進(jìn)組件(11)安裝在床身上，可以推著管坯前進(jìn)。常規(guī)的往復(fù)式軋管機(jī)的管坯送進(jìn)組件是由絲杠控制的，回轉(zhuǎn)的絲杠由安裝在尾架中的送進(jìn)機(jī)構(gòu)按一定的送進(jìn)速度，力量控制調(diào)整。從圖3可看出，一對軋輥表面的孔型和一支芯棒共同構(gòu)成了變形空間，一對軋輥的接合面對坯管而言是一道縫，兩輥往復(fù)式軋制是一種有縫軋制。為了保證軋出材的質(zhì)量，被軋制的管材必需在每一道軋制時(shí)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，這就形成了往復(fù)式軋制工藝中的回轉(zhuǎn)，管坯和芯棒在每一道軋制時(shí)都要給予一定的回轉(zhuǎn)，以保證下一道軋制時(shí)開縫的一邊已經(jīng)處于被直接輾壓的位置。芯棒回轉(zhuǎn)組件包括從電機(jī)或是油馬達(dá)拖動通過一系列的變速裝置最終對芯棒夾緊裝置實(shí)施回轉(zhuǎn)的動作。圖4顯示了安裝在尾架中的芯棒回轉(zhuǎn)機(jī)組件(19)和管坯回轉(zhuǎn)輸出軸(18)，此圖示意管坯回轉(zhuǎn)的動作可通過管坯回轉(zhuǎn)輸出軸一直送到管坯送進(jìn)組件。圖4所示管坯送進(jìn)組件(11)是采用了管坯壓緊組件(15)通過管坯夾持瓦(16)配合芯棒回轉(zhuǎn)組件對管坯實(shí)施回轉(zhuǎn)送進(jìn)的結(jié)構(gòu)，老式的送進(jìn)機(jī)構(gòu)一般采用在管坯末端硬頂送的方式，現(xiàn)在新的機(jī)構(gòu)多采用從管坯外實(shí)施壓緊后一同旋轉(zhuǎn)的方式，因?yàn)樵趯ζ渌b置進(jìn)行改造后有可能進(jìn)入連續(xù)上料的軋制工藝。從以上的表述可看出，兩輥往復(fù)式軋管機(jī)由曲柄連桿機(jī)構(gòu)拖動活動軋輥牌坊作水平往復(fù)運(yùn)動，固定在機(jī)座上的齒條迫使和其嚙合的軋輥回轉(zhuǎn)齒輪旋轉(zhuǎn)，由此帶動軋輥旋轉(zhuǎn)。在活動軋輥牌坊每作完一次水平往復(fù)運(yùn)動，軋機(jī)的送進(jìn)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)就要產(chǎn)生一個(gè)送進(jìn)、回轉(zhuǎn)動作，將管坯回轉(zhuǎn)一個(gè)角度，送進(jìn)一定的距離，以便下一道軋輥回轉(zhuǎn)時(shí)的軋制，這就是兩輥往復(fù)式軋機(jī)基本的節(jié)奏。往復(fù)一次，回轉(zhuǎn)一個(gè)角度，送進(jìn)一次。隨著軋機(jī)的不斷改造創(chuàng)新，此種節(jié)奏也有所變化，出現(xiàn)了所謂的雙回轉(zhuǎn)，甚至雙送進(jìn)，也就是在活動軋輥牌坊起始位(管坯入口端)有一次回轉(zhuǎn)，送進(jìn)，在終了位(管坯出口端)有一次回轉(zhuǎn)，送進(jìn)。兩輥往復(fù)式軋管機(jī)所體現(xiàn)的往復(fù)式軋制工藝由于冷軋變形區(qū)的金屬基本處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)，可獲得很大的變形量，相對高的精度，在軋制過程沒有金屬損失，而且可減少一部分中間工序，顯現(xiàn)出這種工藝的本質(zhì)優(yōu)勢。所以在銅管加工中兩輥往復(fù)式軋管機(jī)已經(jīng)成為最廣泛使用的設(shè)備。回到圖3，由軋輥和芯棒共同構(gòu)成的環(huán)形空間是管坯變形的空間，軋輥從A-A位滾動到B-B位時(shí)，軋輥將管坯在芯棒上輾壓時(shí)也將對芯棒產(chǎn)生一個(gè)拖動或是后頂?shù)牧α俊Ｔ贏-A位如果芯棒是活動的，將隨坯管往前進(jìn)，造成合金鋼材質(zhì)的軋輥對合金鋼材質(zhì)的芯棒強(qiáng)行輾壓，損壞軋棍或芯棒，在接近B-B位時(shí)軋棍會對芯棒產(chǎn)生一個(gè)往后的力，讓芯棒往后滑脫，造成軋制工藝的不可控，所以芯棒必需是固定的。為此，兩輥往復(fù)式軋管機(jī)從發(fā)明之日起就設(shè)計(jì)了芯棒固定機(jī)構(gòu)，尾架上除了安裝芯棒回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)外還安裝了芯棒定位機(jī)構(gòu)，厚壁鋼管或是實(shí)心鋼棒制成的芯棒連接桿(9)前面和芯棒(4)相連，后面由安裝在尾架上的芯棒連接桿固定機(jī)構(gòu)(13)固定在尾架上，該固定裝置在固定芯棒不允許芯棒前后串動同時(shí)，允許芯棒和管還一同旋轉(zhuǎn)。綜上述，參見圖1，兩輥往復(fù)式軋管機(jī)尾端送進(jìn)一支待軋制的管坯，管坯從芯棒中穿過直到軋輥前端，管坯尾端由管坯送進(jìn)組件(11)頂緊，管坯送進(jìn)組件左面是尾架，裝在尾架上的芯棒連接桿固定機(jī)構(gòu)將芯棒固定，不讓芯棒產(chǎn)生沿軸向前后移動，軋機(jī)由曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶動往復(fù)運(yùn)動，軋輥回轉(zhuǎn)齒輪沿齒條滾動同時(shí)帶動軋輥軸轉(zhuǎn)動從而帶動軋輥對送進(jìn)的坯管進(jìn)行減徑減壁輾軋，軋輥牌坊每往復(fù)一次，坯管就被送進(jìn)一次，同時(shí)回轉(zhuǎn)一次，待一支坯管被軋制完畢，停止曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，軋輥牌坊也停止運(yùn)動，松開芯棒連接桿固定 機(jī)構(gòu)，將下一支坯管再次套在芯棒上送進(jìn)軋機(jī)床身，進(jìn)行下一支坯管的軋制變形，這就是傳統(tǒng)往復(fù)式兩輥軋機(jī)的典型工藝過程。從以上表述可看出，無論兩輥往復(fù)式軋管機(jī)從最初發(fā)明之日起到現(xiàn)在為止有了多么大的改進(jìn)，但是縱向，有縫，不連續(xù)軋制是其固有的特點(diǎn)，由于受床身長度的影響，軋制管坯的長度一般而言只有十米左右。從圖I所示可知在床頭箱(7)和尾架(12)之間是床身(10)，床身是管坯送進(jìn)組件(11)活動的空間，按圖示管坯送進(jìn)組件(11)從左到右將管坯頂送著送入軋輥，要軋更長的管坯就要加長床身的長度，而床身長度的加長會影響其他一些設(shè)置，尤其是會影響到芯棒連接桿的長度，剛度，彈性，進(jìn)而影響到芯棒定位的精度，變形的工藝。所以現(xiàn)在無論是銅管軋制還是其他鋼管軋制或是其他稀貴金屬的軋制，兩輥往復(fù)式軋管機(jī)允許的坯管長度一般也就幾米到十幾米。對于一般的銅管加工而言，十幾米長的管坯軋制已足夠，因?yàn)殂~管坯只用一道軋制，接下去走拉伸工藝，但是對需要進(jìn)行多道軋制的金屬加工而言，這種一支一支短管坯送進(jìn)方式就有很大的缺陷，因?yàn)檐堉乒に嚳梢栽试S較大的加工率，所以送進(jìn)十米的管坯軋出材就可能是幾十米長，進(jìn)行第二道軋制時(shí)就要將此長管坯鋸切后再用，無論是工藝時(shí)間還是金屬材料利用都不合理，而且凡是需要多道軋制的金屬都是稀貴金屬，比如鈦管，鋯管等，就是銅材軋制中需多道軋制的也是些銅合金材，中斷就意味著降低金屬成品率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有金屬銅管以及所有非磁性金屬管坯比如鈦管、鋯管等軋制時(shí)坯管長度受到固定芯棒影響而只能一支一支軋制的工藝，本發(fā)明提供一種可以軋制無限長管坯概念的兩輥往復(fù)式軋管機(jī)，所軋管坯長度不受床身長度的限制，不受芯棒固定裝置長度的限制，可以送進(jìn)幾十米長的管坯不斷的軋制。本發(fā)明技術(shù)方案如下一種兩輥往復(fù)式軋管機(jī)用浮動芯棒軋制銅管工藝及設(shè)備，其特征是取消常規(guī)兩輥往復(fù)式軋管機(jī)尾架(12)上安裝的芯棒連接桿固定機(jī)構(gòu)(13)，參見圖6，代之以在軋管機(jī)床頭箱管坯進(jìn)入端和尾架后端分別安裝的磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)(17)，磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)由幾組電磁鐵組成，參見圖7，長條型的電磁鐵(21)安裝在電磁鐵底座(22)中，由電磁鐵壓緊蓋(23)壓緊組成一個(gè)可回轉(zhuǎn)的整體，裝在磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)中的電磁鐵在軋制起始前通電，電磁鐵產(chǎn)生足夠大的電磁力，將鋼制的芯棒連接桿(9)在徑向定位，當(dāng)軋制力在一定范圍內(nèi)時(shí)確保軸向力也控制在一定范圍內(nèi)，芯棒在活動磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)中浮動而不產(chǎn)生前后串動，銅管坯不是磁性物質(zhì)，電磁鐵對芯棒的吸力絲毫不影響銅管壞的送進(jìn)。磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)分前后兩組安裝,一組磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)安裝在尾架后面的空間中，可以安裝較長的電磁鐵，大致從I. 5米到2. 5米的長度，電磁鐵為直流220V供電，電磁鐵可安排成二面、三面或四面，相應(yīng)輸入電磁力最大可達(dá)30噸，因?yàn)殇撝频男景暨B接桿外面套著銅管坯，隔開的空間降低了磁性作用，電磁鐵對芯棒實(shí)際的電磁吸力只有電磁鐵所標(biāo)定的電磁吸力的15%，最大功率輸入時(shí)相當(dāng)4. 5噸的吸力，如果現(xiàn)場需要軋制更大的的管坯相應(yīng)產(chǎn)生更大的軸向力時(shí)可調(diào)整電磁鐵的安裝量從而調(diào)整電磁鐵可施加的磁性吸力，磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)承受軸向力由回轉(zhuǎn)定位組件(31)實(shí)現(xiàn)，參見圖8，回轉(zhuǎn)定位組件和尾架固聯(lián)。 另一組磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)安裝在軋管機(jī)床身連接軋管機(jī)床頭箱的一段空間內(nèi)，傳統(tǒng)的軋管機(jī)在活動軋輥牌坊返回到曲柄連桿最大位置時(shí)到管坯進(jìn)口段都留有一段空間，如果沒有空間則可在床身前端留出一段安裝空間，因?yàn)榭臻g不大，所以前端安裝的磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)長度不超過0. 8米,所提供的對芯棒最大電磁吸力約為I噸,此磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)在接受管坯回轉(zhuǎn)輸出軸輸入的回轉(zhuǎn)動作以保證和管坯送進(jìn)機(jī)構(gòu)同步運(yùn)動外，本身還帶有可整體移動10公分的軸向移動裝置，參見圖8，磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)也安裝在回轉(zhuǎn)定位組件(31)中，回轉(zhuǎn)定位組件不但允許磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)在其間回轉(zhuǎn)，承受軋制時(shí)產(chǎn)生的很大的軸向力，其本身也由軸向調(diào)整組件(29)來定位，其目的是在對芯棒連接桿產(chǎn)生磁約束后由可施加軸向力的軸向調(diào)整活塞(30)對磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)施以不超過10公分的軸向位置的調(diào)整，從而帶動芯棒在此距離內(nèi)的調(diào)整，最終確定芯棒和軋輥合理的相對位置。由芯棒回轉(zhuǎn)組件(19)帶動管坯回轉(zhuǎn)輸出軸(18)通過回轉(zhuǎn)輸入齒輪(20)將軋管機(jī)軋制時(shí)需要的回轉(zhuǎn)動作通過回轉(zhuǎn)齒輪(28)(參見圖8)輸入活動磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)，電磁鐵隨活動磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)，芯棒連接桿受磁約束也跟隨回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)角度一般為30-60度，正轉(zhuǎn)2次，反轉(zhuǎn)2次。傳統(tǒng)的軋管機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是以一個(gè)方向?qū)π景艉凸芘鬟M(jìn)行回轉(zhuǎn)輸出，本發(fā)明浮動芯棒軋制允許送進(jìn)管坯很長，軋出材就更長，必需實(shí)現(xiàn)在線卷取，朝一個(gè)方向的回轉(zhuǎn)就要求卷取機(jī)構(gòu)在將直條管材卷成盤狀時(shí)也有一個(gè)回轉(zhuǎn)動作，帶來卷取設(shè)備制作的復(fù)雜化，采取正反向各轉(zhuǎn)幾次的回轉(zhuǎn)方式既可滿足軋制工藝要求又不對軋出的上百米長的管材產(chǎn)生纏繞，離軋機(jī)出口留出約20米距離軋出材基本就可不回轉(zhuǎn)，卷取機(jī)可穩(wěn)定的在線卷取，同時(shí)電磁線圈的供電線路也不用采取滑環(huán)炭刷結(jié)構(gòu)，只要有一段軟電纜(31)順回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)正反轉(zhuǎn)一定的角度即可，參見圖7，在左右各45度的回轉(zhuǎn)范圍內(nèi)軟電纜可正常供電。軋機(jī)每一道軋制行程都會有送進(jìn)動作，管坯送進(jìn)組件(11)采用在管坯外面用管坯壓緊組件(15)通過管坯夾持瓦(16)壓緊管坯，常規(guī)軋管機(jī)絲杠送進(jìn)方式將管坯送進(jìn)組件隨軋制節(jié)奏送進(jìn)，回轉(zhuǎn)，管坯送進(jìn)組件(11) 一共兩組，在兩輥往復(fù)式軋管機(jī)床身前后排列，絲杠也分前后兩段，動力拖動系統(tǒng)也分成兩組，分別控制兩段絲杠的動作，可同步正轉(zhuǎn)也可一正轉(zhuǎn)一反轉(zhuǎn)，分別控制前后兩架管坯送進(jìn)組件在軋機(jī)床身上前進(jìn)，后退，第一組管坯送進(jìn)組件夾持管坯前行時(shí)第二組管坯送進(jìn)組件后退，第二組后退到到中間部位管坯壓緊機(jī)構(gòu)(15)動作，管坯夾持瓦(16)夾持住管坯也前行，第一組管坯送進(jìn)機(jī)構(gòu)到達(dá)中間部位時(shí)第一組的管坯壓緊機(jī)構(gòu)松開，夾持瓦松開，送進(jìn)組件后退到尾架前，然后壓緊機(jī)構(gòu)再次動作，壓緊，夾持瓦夾緊管坯，再次前行，二臺管坯送進(jìn)機(jī)構(gòu)交替運(yùn)行，確保管坯不斷的被送進(jìn)，軋制。二臺管坯送進(jìn)組件的回轉(zhuǎn)動作由管坯回轉(zhuǎn)輸出軸(18)輸入，傳統(tǒng)軋管機(jī)上稱為光杠，軸表面有和軸同長的鍵槽，回轉(zhuǎn)輸入齒輪(20)可跟隨管坯送進(jìn)組件(11)在回轉(zhuǎn)輸出軸上來回滑動，同時(shí)完成回轉(zhuǎn)輸入，確保管坯送進(jìn)組件和磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)同時(shí)回轉(zhuǎn)并且回轉(zhuǎn)同一角度，從而確保芯棒和管坯同時(shí)回轉(zhuǎn)并且回轉(zhuǎn)相同的角度。在圖6示尾架左端的磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)左面是一排管坯托輥(27)，長管坯被托輥托住緩慢的送進(jìn)兩輥往復(fù)式軋管機(jī)，前后兩組管坯送進(jìn)組件將管坯夾持住，隨軋制節(jié)奏每一次軋制送進(jìn)一定距離的管坯，并且回轉(zhuǎn)一定的角度，由芯棒連接桿連接的芯棒被前后安裝的兩組磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)縱向約束在床頭箱的相對位置上，在浮動芯棒和軋輥的共同作用下管坯被軋制到所需要的尺寸，實(shí)現(xiàn)無限長的管坯軋制工藝。


圖I、傳統(tǒng)兩輥往復(fù)式軋管機(jī)示意圖。圖2、兩輥往復(fù)式軋管機(jī)軋輥前進(jìn)變形示意圖。圖3. I、軋輥和芯棒在進(jìn)入端構(gòu)成的變形空間示意圖。圖3. 2軋輥和芯棒在出口端構(gòu)成的變形空間示意圖。圖4、傳統(tǒng)兩輥往復(fù)式軋管機(jī)管坯送進(jìn)機(jī)構(gòu)示意圖。圖5、傳統(tǒng)兩輥往復(fù)式軋管機(jī)軋輥轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)示意6、兩輥往復(fù)式軋管機(jī)用浮動芯棒軋制示意圖。圖7、磁約束芯棒定位組件示意圖。圖8、磁約束芯棒定位組件軸向調(diào)整機(jī)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的基本設(shè)計(jì)思想體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。一、本發(fā)明采用了一種兩輥往復(fù)式軋管機(jī)用浮動芯棒軋制銅管工藝及設(shè)備，其特征是在傳統(tǒng)軋管機(jī)上安裝磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)(17),磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)由幾組電磁鐵組成，長條型的電磁鐵(21)安裝在電磁鐵底座(22)中，由電磁鐵壓緊蓋(23)壓緊組成一個(gè)可回轉(zhuǎn)的整體，裝在磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)中的電磁鐵在軋制起始前通電，電磁鐵產(chǎn)生足夠大的電磁力，將芯棒連接桿(9)在徑向定位，當(dāng)軋制力在一定范圍內(nèi)時(shí)確保軸向力也控制在一定范圍內(nèi)，芯棒在磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)中浮動而不產(chǎn)生前后串動，銅管還不是磁性物質(zhì)，電磁鐵對芯棒的吸力絲毫不影響銅管坯的送進(jìn)。二、所述的磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)分前后兩組安裝,后端磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)安裝在尾架后面，承受芯棒在軋制時(shí)產(chǎn)生的主要的軸向力。由于尾架后有很富裕的地方，可以安裝較長的電磁鐵，大致從I. 5米到2. 5米的長度，電磁鐵為直流220V供電，電磁鐵可安排成二面、三面或四面，相應(yīng)輸入的電磁力最大可達(dá)30噸甚至更多，因?yàn)殇撝频男景暨B接桿外面套著銅管坯，電磁鐵對芯棒實(shí)際的電磁吸力只有電磁鐵生產(chǎn)商所標(biāo)定吸力的15%，最大功率輸入時(shí)相當(dāng)4. 5噸吸力，需要更大的軸向固定力則可加長此段電磁鐵的數(shù)量，磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)承受軸向力由回轉(zhuǎn)定位組件(31)實(shí)現(xiàn)，參見圖8，回轉(zhuǎn)定位組件和尾架固聯(lián)，前端磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)安裝在軋管機(jī)床身連接軋管機(jī)床頭箱的一段空間內(nèi)，因?yàn)榭臻g不大，所以前端安裝的磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)長度不超過0. 8米,所提供的對芯棒最大電磁吸力約為I噸。三、前端磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)在接受管坯回轉(zhuǎn)輸出軸輸入的回轉(zhuǎn)動作以保證和管坯送進(jìn)機(jī)構(gòu)同步運(yùn)動外，本身還帶有可整體移動10公分的軸向移動裝置，參見圖8，前端磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)也安裝在回轉(zhuǎn)定位組件(31)中，回轉(zhuǎn)定位組件不但允許活動磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)在其間回轉(zhuǎn)，承受軋制時(shí)產(chǎn)生的很大的軸向力，其本身也由軸向調(diào)整組件(29)來定位，對芯棒連接桿產(chǎn)生磁約束后由可施加軸向力的軸向調(diào)整活塞(30)對磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)施以不超過10公分的軸向位置的調(diào)整，從而帶動芯棒在此距離內(nèi)的調(diào)整，最終確定芯棒和軋棍合理的相對位置。 四、芯棒回轉(zhuǎn)組件(19)帶動管坯回轉(zhuǎn)輸出軸(18)通過回轉(zhuǎn)輸入齒輪(20)將軋管機(jī)軋制時(shí)需要的管坯回轉(zhuǎn)動作通過回轉(zhuǎn)齒輪(28)(參見圖8)輸入磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)，磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)可隨軋制節(jié)奏回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)角度設(shè)定30-60度,正轉(zhuǎn)幾次,反轉(zhuǎn)幾次，可確保軋制縫被分散，確保軋出的長管材可在線打卷，確保電磁鐵輸入軟電纜的布置簡單，不被會被卷斷，五、管坯送進(jìn)組件(11) 一共兩組，在兩輥往復(fù)式軋管機(jī)床身前后排列，采用在管坯外面用管坯壓緊組件(15)通過管坯夾持瓦(16)壓緊管坯，將常規(guī)軋管機(jī)絲杠分成兩段，動力拖動系統(tǒng)也分成兩組，兩段絲杠可分開送進(jìn)和后退，將管坯送進(jìn)組件隨軋制節(jié)奏送進(jìn)或后退，第一組管還送進(jìn)組件夾持管還前行時(shí)第二組管還送進(jìn)組件后退，第二組后退到到中間部位管坯壓緊機(jī)構(gòu)(15)動作，管坯夾持瓦(16)夾持住管坯也前行，當(dāng)?shù)谝唤M管坯送進(jìn)機(jī)構(gòu)到達(dá)中間部位時(shí)第一組管坯壓緊機(jī)構(gòu)松開，夾持瓦松開，送進(jìn)組件后退到尾架前，然后壓緊機(jī)構(gòu)再次動作，夾持瓦夾緊管坯，再次前行，二臺管坯送進(jìn)機(jī)構(gòu)交替運(yùn)行，確保管坯不斷的被送進(jìn)，二臺管坯送進(jìn)組件的回轉(zhuǎn)動作由管坯回轉(zhuǎn)輸出軸(18)輸入，回轉(zhuǎn)輸出軸(18)表面有和軸同長的鍵槽，回轉(zhuǎn)輸入齒輪(20)可跟隨管坯送進(jìn)組件(11)在回轉(zhuǎn)輸出軸上來回滑動，同時(shí)完成回轉(zhuǎn)輸入，確保管坯送進(jìn)組件和磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)同時(shí)回轉(zhuǎn)并且回轉(zhuǎn)同一角度，從而確保芯棒和管坯同時(shí)回轉(zhuǎn)并且回轉(zhuǎn)相同角度。六、在圖6示尾架左端磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)左面是一排管坯托輥(27)，長管坯被托輥托住緩慢的送進(jìn)兩輥往復(fù)式軋管機(jī)，套在芯棒外面，前端磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)送電，芯棒被吸住，調(diào)整好和軋輥的相對位置，后端磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)送電，軋管機(jī)動作，前后兩組管坯送進(jìn)組件將管坯夾持住，隨軋制節(jié)奏每一次軋制送進(jìn)一定距離的管坯，并且回轉(zhuǎn)一定的角度，由芯棒連接桿連接的芯棒被前后安裝的兩組磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)縱向約束在床頭箱的相對位置上，在浮動芯棒和軋輥的共同作用下管坯被軋制到所需要的尺寸，實(shí)現(xiàn)無限長的管坯軋制工藝。根據(jù)上述發(fā)明思想，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)施實(shí)例，參見圖6，可知本發(fā)明一種兩輥往復(fù)式軋管機(jī)用浮動芯棒軋制銅管工藝及設(shè)備，其特征是一臺改造的LG-60軋管機(jī)，在軋管機(jī)床頭箱管還進(jìn)入端和尾架后端分別安裝磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)(17),所述的后端安裝的磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)分別由四組電磁鐵組成，規(guī)格為2500 X 120 X 80的電磁鐵(21)安裝在電磁鐵底座(22)中，由電磁鐵壓緊蓋(23)壓緊組成一個(gè)可回轉(zhuǎn)的整體，電磁鐵在軋制起始前通電，將芯棒連接桿(9)在徑向定位，芯棒在磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)中浮動而不廣生如后串動，銅管坯不是磁性物質(zhì)，電磁鐵對芯棒的吸力絲毫不影響銅管壞的送進(jìn)，電磁鐵為直流220V供電，四組電磁鐵中間構(gòu)成85X85的矩形空間，中間芯棒尺寸為C 58，此組磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)輸入相當(dāng)4. 5噸的吸力，磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)承受軸向力由回轉(zhuǎn)定位組件(31)實(shí)現(xiàn)，回轉(zhuǎn)定位組件和尾架固聯(lián)。前端磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)安裝在軋管機(jī)床身進(jìn)入軋管機(jī)床頭箱的一段空間內(nèi)，前端安裝的磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)電磁鐵規(guī)格為800X 120X80,所提供對芯棒最大電磁吸力約為I噸，此磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)在接受管坯回轉(zhuǎn)輸出軸輸入回轉(zhuǎn)動作以保證和管坯送進(jìn)機(jī)構(gòu)同步運(yùn)動外，本身還帶有可整體移動10公分的軸向移動裝置，磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)也安裝在回轉(zhuǎn)定位組件(31)中，回轉(zhuǎn)定位組件允許活動磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)在其間回轉(zhuǎn)，承受軋制時(shí)產(chǎn)生的很大的軸向力，其本身也由軸向調(diào)整組件(29)來定位，軸向調(diào)整組件系一活塞缸，0 180X 0 86X450活塞桿中空，和回轉(zhuǎn)定位組件(31)固聯(lián)，$ 82的管坯從內(nèi)孔 通過，C 300直徑的活塞(30)足可提供幾十噸的定位力，對磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)施以不超過10公分的軸向位置調(diào)整，從而帶動芯棒在此距離內(nèi)的調(diào)整，最終確定芯棒和軋輥合理的相對位置。芯棒回轉(zhuǎn)組件(19)帶動管坯回轉(zhuǎn)輸出軸(18)，回轉(zhuǎn)輸出軸是傳統(tǒng)的光杠，開有通長的鍵槽，通過回轉(zhuǎn)輸入齒輪(20)將軋管機(jī)軋制時(shí)需要的管坯回轉(zhuǎn)動作通過回轉(zhuǎn)齒輪(28)(參見圖8)輸入活動磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)和管坯送進(jìn)組件(11)，回轉(zhuǎn)角度設(shè)定為45度，正轉(zhuǎn)2次，反轉(zhuǎn)2次，四組電磁鐵的供電用軟電纜(31)集中輸入，正反各兩次的回轉(zhuǎn)方式確保軟電纜集中供電正常。軋機(jī)每一道軋制行程都有回轉(zhuǎn)、送進(jìn)動作，管坯送進(jìn)組件(11)采用在管坯外面用管坯壓緊組件(15)通過管坯夾持瓦(16)壓緊管坯，按常規(guī)LG-60軋管機(jī)絲杠送進(jìn)方式將管坯送進(jìn)組件隨軋制節(jié)奏送進(jìn)，回轉(zhuǎn)，管坯送進(jìn)組件(11) 一共兩組，在兩輥往復(fù)式軋管機(jī)床身前后排列，絲杠也分前后兩段，可同步正轉(zhuǎn)也可一正轉(zhuǎn)一反轉(zhuǎn)，分別控制前后兩架管坯送進(jìn)組件在軋機(jī)床身上前進(jìn)，后退，第一組管坯送進(jìn)組件夾持管坯前行時(shí)第二組管坯送進(jìn)組件后退，第二組后退到到中間部位管坯壓緊機(jī)構(gòu)(15)動作，管坯夾持瓦(16)夾持住管坯也前行，當(dāng)?shù)谝唤M管坯送進(jìn)機(jī)構(gòu)到達(dá)中間部位時(shí)第一組的管坯壓緊機(jī)構(gòu)松開，夾持瓦松開，送進(jìn)組件后退到尾架前，然后壓緊機(jī)構(gòu)再次動作，壓緊，夾持瓦夾緊管坯，再次前行，二臺管坯送進(jìn)機(jī)構(gòu)交替運(yùn)行，確保管坯不斷送進(jìn)，二臺管坯送進(jìn)組件回轉(zhuǎn)動作由管坯回轉(zhuǎn)輸出軸
(18)輸入，確保管坯送進(jìn)組件和磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)同時(shí)回轉(zhuǎn)并且回轉(zhuǎn)同一角度，從而確保芯棒和管坯同時(shí)回轉(zhuǎn)并且回轉(zhuǎn)相同角度。圖6示尾架左端的磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)左面是一排坯管托輥(27)組成的上料架，所送管坯的長度決定上料架的長度，長管坯被托輥托住緩慢的送進(jìn)兩輥往復(fù)式軋管機(jī)，前后兩組管坯送進(jìn)組件將管坯夾持住，隨軋制節(jié)奏每一次軋制送進(jìn)一定距離的管坯，并且回轉(zhuǎn)一定的角度，由芯棒連接桿連接的芯棒被前后安裝的兩組磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)縱向約束在床頭箱的相對位置上，在浮動芯棒和軋輥的共同作用下管坯被軋制到所需要的尺寸，實(shí)現(xiàn)無限長的管坯軋制工藝。采用磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)的兩輥往復(fù)式軋管機(jī)用浮動芯棒軋制銅管工藝及設(shè)備也可用于所有非磁性金屬管材的軋制，特別適用于鈦管軋制，鋯管軋制。本實(shí)施例送進(jìn)管坯名義尺寸0 82 X 10，軋出材為42X2. 2。序號名稱曲柄(I)連桿(2)軋出管材(3)芯棒(4)軋輥(5)活動軋輥牌坊(6)床頭箱(7)管坯(8)固定芯棒連接桿(9)床身(10)管坯送進(jìn)組件(11)尾架(12)芯棒連接桿固定機(jī)構(gòu)(13)軋輥軸(14)
管坯壓緊組件(15)管坯夾持瓦(16)磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)(17)管坯回轉(zhuǎn)輸出軸(18)芯棒回轉(zhuǎn)組件(19)回轉(zhuǎn)輸入齒輪(20)電磁鐵(21)電磁鐵底座(22)電磁鐵壓緊蓋(23)齒條(24)軋輥軸承座(25)軋輥回轉(zhuǎn)齒輪(26)管坯托輥(27)回轉(zhuǎn)齒輪(28)軸向調(diào)整組件(29)軸向調(diào)整活塞(30)軟電纜(31)。
權(quán)利要求
1.一種兩輥往復(fù)式軋管機(jī)用浮動芯棒軋制銅管工藝及設(shè)備，其特征是在傳統(tǒng)軋管機(jī)上安裝磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)(17),磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)由幾組電磁鐵組成,長條型的電磁鐵(21)安裝在電磁鐵底座(22)中，由電磁鐵壓緊蓋(23)壓緊組成一個(gè)可回轉(zhuǎn)的整體，裝在磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)中的電磁鐵在軋制起始前通電，電磁鐵產(chǎn)生足夠大的電磁力，將芯棒連接桿(9)在徑向定位，芯棒浮動而不產(chǎn)生前后串動，在浮動芯棒和軋輥共同作用下對非磁性的銅管坯實(shí)現(xiàn)無限長的管坯軋制工藝。
2.如權(quán)利要求I所述的一種兩輥往復(fù)式軋管機(jī)用浮動芯棒軋制銅管工藝及設(shè)備，其特征是磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)分前后兩組安裝，后端磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)安裝在尾架后面，承受芯棒在軋制時(shí)產(chǎn)生的主要軸向力，可以安裝從I. 5米到2. 5米長度的電磁鐵，電磁鐵為直流220V供電，電磁鐵可安排成二面、三面或四面，因?yàn)殇撝频男景暨B接桿外面套著銅管坯，電磁鐵對芯棒實(shí)際電磁吸力只有電磁鐵標(biāo)定吸力的15%，最大功率輸入時(shí)相當(dāng)4. 5噸吸力，需要更大軸向固定力可加長此段電磁鐵的數(shù)量；前端磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)安裝在軋管機(jī)床身連接軋管機(jī)床頭箱的一段空間內(nèi)，安裝的磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)長度不超過0. 8米，提供對芯棒最大電磁吸力約為I噸。
3.如權(quán)利要求I所述的一種兩輥往復(fù)式軋管機(jī)用浮動芯棒軋制銅管工藝及設(shè)備，其特征是前端磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)在接受管坯回轉(zhuǎn)輸出軸輸入的回轉(zhuǎn)動作并承受軋制時(shí)軸向力外，其本身由軸向調(diào)整組件(29)定位，可施加軸向力的軸向調(diào)整活塞(30)對磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)給以不超過10公分的軸向位置調(diào)整，從而調(diào)整芯棒和軋輥的相對位置。
4.如權(quán)利要求I所述的一種兩輥往復(fù)式軋管機(jī)用浮動芯棒軋制銅管工藝及設(shè)備，其特征是芯棒回轉(zhuǎn)組件(19)帶動管坯回轉(zhuǎn)輸出軸(18)通過回轉(zhuǎn)輸入齒輪(20)將軋管機(jī)軋制時(shí)需要的回轉(zhuǎn)動作通過回轉(zhuǎn)齒輪(28)輸入磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)，磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)隨軋制節(jié)奏回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)角度設(shè)定30-60度，正轉(zhuǎn)2次，反轉(zhuǎn)2次。
5.如權(quán)利要求I所述的一種兩輥往復(fù)式軋管機(jī)用浮動芯棒軋制銅管工藝及設(shè)備，其特征是管坯送進(jìn)組件(11) 一共兩組，在兩輥往復(fù)式軋管機(jī)床身前后排列，管坯外面用管坯壓緊組件(15)通過管坯夾持瓦(16)壓緊管坯，常規(guī)軋管機(jī)絲杠分成兩段，動力拖動系統(tǒng)也分成兩組，兩段絲杠分開送進(jìn)和后退，將管坯送進(jìn)組件隨軋制節(jié)奏送進(jìn)或后退，第一組管坯送進(jìn)組件夾持管坯前行時(shí)第二組管坯送進(jìn)組件后退，后退到到中間部位管坯壓緊機(jī)構(gòu)動作，管坯夾持瓦夾持住管坯也前行，第一組管坯送進(jìn)機(jī)構(gòu)到達(dá)中間部位時(shí)第一組管坯壓緊機(jī)構(gòu)松開，夾持瓦松開，送進(jìn)組件后退到尾架前，然后壓緊機(jī)構(gòu)再次動作，夾持瓦夾緊管坯再次前行，二臺管坯送進(jìn)機(jī)構(gòu)交替運(yùn)行，確保管坯不斷被送進(jìn)，二臺管坯送進(jìn)組件的回轉(zhuǎn)動作由管坯回轉(zhuǎn)輸出軸(18)輸入，回轉(zhuǎn)輸出軸(18)表面有和軸同長的鍵槽，回轉(zhuǎn)輸入齒輪(20)可跟隨管坯送進(jìn)組件(11)在回轉(zhuǎn)輸出軸上來回滑動，同時(shí)完成回轉(zhuǎn)輸入，確保芯棒和管坯同時(shí)回轉(zhuǎn)相同角度。
全文摘要
一種兩輥往復(fù)式軋管機(jī)用浮動芯棒軋制銅管工藝及設(shè)備，其特征是傳統(tǒng)軋管機(jī)上用長條電磁鐵組成磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)，通電時(shí)磁力將芯棒連接桿徑向定位，芯棒浮動而無前后串動，磁力不影響非磁性物的銅管坯送進(jìn)；磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)分前后兩組，后端較長定位機(jī)構(gòu)承受軋制時(shí)主要軸向力，電磁鐵安排成四面，最大功率輸入相當(dāng)4.5噸吸力，前端短定位機(jī)構(gòu)最大電磁吸力1噸，由可整體軸向移動10公分裝置調(diào)整芯棒軋輥相對位置；回轉(zhuǎn)組件帶動管坯及磁約束芯棒定位機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)，正反各兩次，45度；管坯送進(jìn)組件兩組在床身前后排列，通過夾持瓦壓緊管坯交替運(yùn)行，隨軋制節(jié)奏每次送進(jìn)一段管坯回轉(zhuǎn)一角度，在浮動芯棒和軋輥共同作用下實(shí)現(xiàn)無限長管坯軋制。
文檔編號B21B25/02GK102806230SQ201110143208
公開日2012年12月5日 申請日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月30日
發(fā)明者王曉邦 申請人:王曉邦