專利名稱：一種鋼管定減徑機(jī)軋輥以及采用該軋輥的鋼管定減徑機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鋼管加工設(shè)備，尤其涉及一種鋼管定減徑機(jī)軋輥以及采用該軋輥的鋼管定減徑機(jī)。
背景技術(shù)：
鋼管作為一種消耗材料，越來越多的應(yīng)用于現(xiàn)代生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。隨著對(duì)鋼管的需求數(shù)量越來越多，精度越來越高，鋼管的生產(chǎn)方法和生產(chǎn)設(shè)備也越來越先進(jìn)?，F(xiàn)代鋼管的生產(chǎn)方法可分為熱軋管、冷軋管、冷拔管、擠壓管等很多種，其中利用鋼管定減徑機(jī)生產(chǎn)熱軋無縫鋼管是較先進(jìn)的方法。鋼管定減徑機(jī)變形原理實(shí)際上是由若干組軋輥相互錯(cuò)開一定角度連續(xù)軋制，每組軋輥為一個(gè)孔型，通常由2 4個(gè)軋輥組成。通常減徑率較小時(shí)(< 10%)稱定徑機(jī)，減徑量較大時(shí)為減徑機(jī)。圖1為典型的三輥定減徑機(jī)孔型，鋼管I被由三個(gè)軋輥2組成的孔型軋壓。鋼管減徑或定徑是鋼管生產(chǎn)的最終變形工序，其用于在鋼管壁厚要求變化不大的情況下，減小鋼管外徑，將鋼管軋成一定要求的尺寸精度和真圓度，并且保證鋼管外徑尺寸偏差符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，同時(shí)改變鋼管外表面的質(zhì)量。鋼管在定減徑機(jī)上不僅受到徑向壓縮，同時(shí)還受到縱向拉伸，鋼管在減徑的同時(shí)，壁厚也在減薄或增厚，這種作用力是通過改變相鄰機(jī)架軋輥速度來實(shí)現(xiàn)的?？梢?，軋輥在鋼管加工過程中起著至關(guān)重要的作用，為了加工方便，通常軋輥軋槽截面由一段圓弧或近似圓弧組成，為了產(chǎn)品解決“崩邊”和“青線”問題，有的在兩端點(diǎn)處增加倒角處理。所謂青線，是指鋼管在加工過程中，管壁金屬在來自軋輥的軋壓作用力下發(fā)生變形，當(dāng)軋輥組成的孔型空間不夠時(shí)，管壁金屬在軋輥壓力作用力下充入軋縫，使得鋼管外表面軋縫對(duì)應(yīng)處出現(xiàn)數(shù)條軋痕，如圖2所示，軋痕7即所謂的“青線”。但美中不足的是，采用由以上軋輥組成的孔型作業(yè)時(shí)，當(dāng)機(jī)架軋輥錯(cuò)位或減徑量過大時(shí)，鋼管還是會(huì)出現(xiàn)青線缺陷。鋼管定減徑機(jī)軋輥孔型加工方式一般采用專用車床整體加工和數(shù)控車床單個(gè)軋輥加工。但專用車床設(shè)備投資較大，尤其是生產(chǎn)大口徑鋼管，價(jià)格更是不菲。而單個(gè)軋輥加工可采用普通數(shù)控車床即可，不僅加工方便快捷，而且價(jià)格低廉。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)上述問題的不足，提供了一種加工制造相對(duì)便宜、生產(chǎn)過程中不易出“青線”的鋼管定減徑機(jī)軋輥，以及采用該軋輥的鋼管定減徑機(jī)。一種鋼管定減徑機(jī)軋輥，包括軋槽，軋槽的截面中，軋槽底部為凹弧，軋槽兩端為與所述凹弧相銜接的凸弧。采用上述方案后，凹弧兩端為截面中軋槽開口處，凸弧與凹弧銜接點(diǎn)即為凹弧端點(diǎn)。由上述軋輥組成的孔型寬展系數(shù)大，金屬橫向流動(dòng)空間大，在軋壓過程中不會(huì)造成鋼管管壁金屬橫向流動(dòng)充入軋縫導(dǎo)致“青線”，從而解決了軋輥錯(cuò)位或減徑量過大而造成的鋼管“青線”的問題，不僅克服了產(chǎn)品的表面質(zhì)量難題，而且，沒有了“青線”問題的困擾，操作中能更好的把握鋼管的減徑量，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的精度。作為優(yōu)選，所述凹弧分別與兩端的凸弧相切。在軋槽截面中，切點(diǎn)即為凹弧開口處左右兩端點(diǎn)，所述切點(diǎn)作為兩段圓弧之間的連接點(diǎn)，避免了圓弧連接處尖點(diǎn)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了兩段圓弧之間的平滑銜接，從而使得在鋼管加工過程中，鋼管本體和軋輥接觸時(shí)得到了有效的緩沖，鋼管所受軋輥?zhàn)饔昧Υ蟠蠼档?，避免?“崩邊”問題的出現(xiàn)。作為優(yōu)選，所述凹弧和凸弧半徑比為20 30 1，軋槽凸弧對(duì)應(yīng)的圓心角角度為20 50度。經(jīng)試驗(yàn)，在上述范圍內(nèi)數(shù)據(jù)加工出的軋輥，從整體結(jié)構(gòu)、加工工藝、活動(dòng)連接等個(gè)方面都達(dá)到很好的效果。本實(shí)用新型還提供了一種鋼管定減徑機(jī)，包括機(jī)架、安裝在所述機(jī)架上的若干軋輥，以及用于驅(qū)動(dòng)所述軋輥的電機(jī)，所述軋輥為本實(shí)用新型提供的軋輥，且成排設(shè)置在所述機(jī)架上。沿鋼管傳送方向，所述軋輥分為3 14組，每組的數(shù)量為2 4個(gè)，同一組的軋輥沿鋼管圓周向均勻分布。每一組的軋輥通過連接裝置傳遞扭矩，通常減徑率較小時(shí)，一般由3 7個(gè)軋輥組組成，當(dāng)減徑量較大時(shí)，由7 14個(gè)軋輥組組成。這3 14組軋輥沿鋼管傳送方向成排分布，通過連接裝置設(shè)置在機(jī)架上，當(dāng)定減徑機(jī)提供動(dòng)力的電機(jī)工作時(shí)，電機(jī)輸出端通過連接裝置和減速器輸入端連接在一起，減速器輸出端通過傳動(dòng)裝置帶動(dòng)設(shè)置在機(jī)架上的軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)，從而開始工作。鋼管定減徑機(jī)軋輥孔型傳統(tǒng)加工方式一般采用專用車床整體加工方式，不僅設(shè)備投資較大，而且各個(gè)軋輥之間相互關(guān)聯(lián)系數(shù)一旦確定下來就很難調(diào)整。本方案中，每個(gè)軋輥單獨(dú)加工，然后再用加工成型的軋輥裝配組成孔型。所述孔型中，各個(gè)軋輥之間能夠根據(jù)相關(guān)需求進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，允許軋輥更大的錯(cuò)位，從而使得軋輥裝配難度大大降低。由于軋輥之間的可調(diào)節(jié)性，使得我們能夠及時(shí)有效的調(diào)節(jié)技術(shù)方案，不僅大大降低了產(chǎn)品的不良率，而且大大降低了軋輥消耗，從而提高了軋輥的使用壽命。進(jìn)一步的，單個(gè)軋輥加工可采用普通數(shù)控車床即可，不僅加工方便快捷，而且價(jià)格低廉。作為優(yōu)選，每組中的軋輥為3個(gè)。相對(duì)于二輥式和四輥式定減徑機(jī)，三輥式定減徑機(jī)更具有以下優(yōu)勢(shì)1、傳統(tǒng)二輥式，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，但二輥式的結(jié)構(gòu)特征決定了軋輥輥徑尺寸比較大，從而加大了整個(gè)定減徑機(jī)的尺寸，整體比較笨重，不便于操作和移動(dòng)；同時(shí)二輥式軋槽深度深，減徑量比較大，使得生產(chǎn)的鋼管壁厚不均，甚至出現(xiàn)鋼管內(nèi)孔變方的現(xiàn)象。相對(duì)于二輥式，由于鋼管的變形量由三個(gè)軋輥分擔(dān)，對(duì)每個(gè)軋輥來說變形任務(wù)就變輕了，因此三輥式輥徑小，三個(gè)軋輥互成120度布置，整體結(jié)構(gòu)緊湊，減小了整個(gè)定減徑機(jī)的尺寸，比較靈便，更便于操作和移動(dòng)；同時(shí)三輥式軋槽深度淺，減徑量比較小，鋼管橫斷面上的壁厚能夠均勻，不會(huì)出現(xiàn)鋼管內(nèi)孔變方的缺陷。2、從變形特點(diǎn)上分析，軋輥數(shù)越多越好，但隨著軋輥數(shù)增多，軋輥間的位置關(guān)系越來越復(fù)雜。因此四輥式雖然比三輥式好，但是由于軋輥數(shù)增加，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，技術(shù)難度的增加也是顯而易見的。從整體效益上考慮，選擇性價(jià)比最高的方式，四輥式目前還不具備大規(guī)模應(yīng)用的條件，所以選擇三輥式。[0019]本實(shí)用新型加工簡(jiǎn)單，不僅采用普通數(shù)控車床加工即可，大大減少了設(shè)備投資，而且采用軋輥單獨(dú)加工，然后再用加工成型的軋輥裝配組成孔型的方式，降低了軋輥的裝配難度，進(jìn)一步提高了軋輥的使用壽命。同時(shí)，該軋輥軋槽截面凸弧和凹弧間隔相切的設(shè)計(jì)方式，使得孔型寬展系數(shù)大，拓寬了金屬橫向流動(dòng)空間，從而杜絕了產(chǎn)品“青線”現(xiàn)象，大大提高了產(chǎn)品的表面質(zhì)量。

圖1為三輥孔型示意圖；圖2為鋼管“青線”缺陷示意圖；圖3為本實(shí)用新型一種鋼管定減徑機(jī)軋輥的俯視圖；圖4為圖3中A-A向剖面示意圖；圖5為圖4中B部放大圖；圖6為圖4中C部放大圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖3-5所示，一種鋼管定減徑機(jī)軋輥，包括軋槽3，在軋槽3的截面中，軋槽底部為凹弧4，軋槽3兩端為與凹弧4相銜接的凸弧5，凹弧4兩端位于截面中軋槽3開口處，凸弧5與凹弧4的銜接點(diǎn)即為凹弧4端點(diǎn)。由該軋輥組成的孔型寬展系數(shù)大，金屬橫向流動(dòng)空間大，在軋壓過程中不會(huì)造成鋼管管壁金屬橫向流動(dòng)充入軋縫導(dǎo)致“青線”，從而解決了軋輥錯(cuò)位或減徑量過大而造成的“青線”的問題。凹弧4的半徑為R1，凸弧5的半徑為R2，凹弧4分別與兩端的凸弧5相切，切點(diǎn)6作為凹弧4與凸弧5之間的連接點(diǎn)，避免了凹弧4與凸弧5連接處尖點(diǎn)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了兩段圓弧之間的平滑銜接，從而使得在鋼管加工過程中，鋼管本體和軋輥接觸時(shí)得到了有效的緩沖，鋼管所受軋輥?zhàn)饔昧Υ蟠蠼档?，避免?“崩邊”問題的出現(xiàn)。凹弧4和凸弧5半徑比為20 30 1，凸弧5對(duì)應(yīng)的圓心角角度為20 50度。如圖6所示，凹弧4和凸弧5相切，L為凸弧5的寬度，例如，凹弧4半徑Rl為600_，凸弧5的寬度L在15-20_為佳，成品孔型可適當(dāng)減小。在此尺寸范圍內(nèi)的軋輥，鋼管表面不會(huì)出現(xiàn)“崩邊”和“青線”缺陷，各個(gè)軋輥之間能夠根據(jù)相關(guān)需求進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，允許軋輥更大的錯(cuò)位，加工精度得到進(jìn)一步提高。本實(shí)用新型一種采用上述軋輥的鋼管定減徑機(jī)，包括機(jī)架，以及通過螺釘緊固在機(jī)架上的電機(jī)和減速器，電機(jī)通過聯(lián)軸器和每個(gè)減速器輸入端連接在一起，軋輥通過軸承成排設(shè)置在機(jī)架上，機(jī)架上還設(shè)置有軋輥徑向調(diào)整裝置以及軋輥軸向調(diào)整裝置，分別用來調(diào)節(jié)軋輥位置。每個(gè)減速器輸出端通過傳動(dòng)裝置帶動(dòng)指定組軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)。沿鋼管傳送方向，軋輥分為3-14組，每組中的數(shù)量為2-4個(gè)，同一組的軋輥沿鋼管圓周向均勻分布。在本實(shí)施例中，軋輥分為5組，減速器數(shù)量為15個(gè)(單輥單傳動(dòng))，每組中的數(shù)量為3個(gè)，三個(gè)軋輥互成120
度布置。[0034]本實(shí)用新型中所述的傳動(dòng)裝置是為了將電機(jī)的輸出傳遞至軋輥，使軋輥實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)電機(jī)與軋輥的安裝位置和運(yùn)動(dòng)形式，采用現(xiàn)有技術(shù)中的齒輪傳動(dòng)方式，在減速器輸出端設(shè)置斜齒輪嚙合軋輥上的斜齒輪，從而帶動(dòng)軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)。由于鋼管在軋壓過程中的漸變性，因此需要對(duì)軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)的速度進(jìn)行改變以適應(yīng)軋輥的工作特點(diǎn)。根據(jù)需要，我們?cè)O(shè)定每個(gè)減速器的齒輪傳動(dòng)比都是變化的，因此每組軋輥的轉(zhuǎn)速也都是不一樣的，因?yàn)閺匿摴茴^部進(jìn)入定減徑機(jī)到尾部出定減徑機(jī)，在不同時(shí)期根據(jù)鋼管軋壓情況要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈⒄{(diào)，從而合理控制鋼管的減徑量，而軋輥的轉(zhuǎn)速直接影響到鋼管每部分的受力情況和減徑量，因此每組軋輥的轉(zhuǎn)速保持不一樣是非常必要的。在本實(shí)施例中，減速機(jī)的傳動(dòng)方式為以下兩種傳動(dòng)方式中的任意一種單獨(dú)傳動(dòng)方式減速機(jī)的輸入軸為一個(gè)，與電機(jī)輸出軸連接，減速機(jī)的輸出軸為一個(gè)，通過連接裝置帶動(dòng)軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)。集體傳動(dòng)方式減速機(jī)的輸入軸為一個(gè)，與電機(jī)輸出軸連接，減速機(jī)的輸出軸為多個(gè)，輸出軸通過連接裝置分別帶動(dòng)軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)。運(yùn)行定減徑機(jī)前，首先根據(jù)相關(guān)數(shù)值，通過軋輥徑向、軸向調(diào)整裝置對(duì)軋輥角度、輥縫等進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其在機(jī)架上保持正確的位置。當(dāng)運(yùn)行定減徑機(jī)時(shí)，鋼管頭部進(jìn)入軋輥組成的孔型，此時(shí)啟動(dòng)電機(jī)，電機(jī)通過聯(lián)軸器帶動(dòng)減速器，減速器輸出端通過15個(gè)斜齒輪分別嚙合5組軋輥上的斜齒輪，從而分別帶動(dòng)軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)。隨著軋輥的轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼管在定減徑機(jī)上不僅受到徑向壓縮，還受到縱向拉伸，管坯在減徑的同時(shí)，隨著金屬橫向流動(dòng)壁厚同時(shí)也在減薄或增厚，這種作用力是通過改變軋輥速度實(shí)現(xiàn)的。由于軋槽截面凸弧5和凹弧6間隔相切的設(shè)計(jì)方式，避免了圓弧連接處尖點(diǎn)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了兩段圓弧之間的平滑銜接，從而使得在鋼管加工過程中，鋼管本體和軋輥接觸時(shí)得到了有效的緩沖，鋼管所受軋輥?zhàn)饔昧Υ蟠蠼档?，避免了“崩邊”問題的出現(xiàn)。進(jìn)一步，和傳統(tǒng)孔型結(jié)構(gòu)相比，軋輥組成的孔型寬展系數(shù)變大，金屬橫向流動(dòng)空間變大，在軋壓過程中沒有造成鋼管管壁金屬橫向流動(dòng)充入軋縫，解決了鋼管“青線”的問題，不僅克服了產(chǎn)品的表面質(zhì)量難題，而且，沒有了“青線”問題的困擾，操作中能更好的把握鋼管的減徑量，進(jìn)一步提聞了廣品的精度。
權(quán)利要求1.一種鋼管定減徑機(jī)軋輥(2)，包括軋槽(3)，其特征在于所述軋槽(3)的截面中，軋槽底部為凹弧(4)，軋槽兩端為與所述凹弧相銜接的凸弧(5)。
2.如權(quán)利要求1所述的鋼管定減徑機(jī)軋輥，其特征在于所述凹弧分別與兩端的凸弧相切。
3.如權(quán)利要求2所述的鋼管定減徑機(jī)軋輥，其特征在干所述凹弧和凸弧半徑比為20 30 I。
4.如權(quán)利要求3所述的鋼管定減徑機(jī)軋輥，其特征在干所述凸弧對(duì)應(yīng)的圓心角為20 50度。
5.一種鋼管定減徑機(jī)，包括機(jī)架、安裝在所述機(jī)架上的若干軋輥(2)，以及用于驅(qū)動(dòng)所述軋輥(2)的電機(jī)，其特征在于所述軋輥(2)為權(quán)利要求1-4任ー項(xiàng)所述軋輥(2)，且成排設(shè)置在所述機(jī)架上。
6.如權(quán)利要求5所述的鋼管定減徑機(jī)，其特征在干沿鋼管(I)傳送方向，所述軋輥(2)分為3 14組，每組的數(shù)量為2 4個(gè)，同一組的軋輥⑵沿鋼管⑴圓周向均勻分布。
7.如權(quán)利要求6所述的鋼管定減徑機(jī)，其特征在于每組的軋輥(2)數(shù)量為3個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種鋼管定減徑機(jī)軋輥，以及采用該軋輥的鋼管定減徑機(jī)。軋輥的軋槽截面中，軋槽底部呈凹弧狀，軋槽兩端成凸弧狀。采用該軋輥的鋼管定減徑機(jī)包括機(jī)架、安裝在所述機(jī)架上的若干軋輥，以及用于驅(qū)動(dòng)所述軋輥的電機(jī)，軋輥成排設(shè)置在機(jī)架上。該軋輥可采用普通數(shù)控車床加工，與傳統(tǒng)軋輥相比，生產(chǎn)產(chǎn)品表面質(zhì)量好，不易出鋼管“青線”。該鋼管定減徑機(jī)軋輥裝配精度要求降低，可允許軋輥更大的錯(cuò)位，大大降低了軋輥消耗。
文檔編號(hào)B21B19/10GK202860982SQ201220441118
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者黎新春, 方曉斌, 梁益波, 張少雷 申請(qǐng)人:浙江格洛斯無縫鋼管有限公司