專利名稱:內(nèi)行星斜軋冷軋管機(jī)的制作方法
本發(fā)明涉及一種軋制無縫鋼管管材的設(shè)備。
冷軋無縫鋼管生產(chǎn)技術(shù)是三十年代發(fā)展起來的，1931年美國制管公司取得了“羅克萊特冷軋管機(jī)”(Rockright mill)的專利。半個世紀(jì)以來，冷軋鋼管技術(shù)有了很大的發(fā)展，羅克萊特冷軋管機(jī)設(shè)備越來越大，結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，自動化程度越來越完善，然而它的基本工藝并沒有根本的改變。由于羅克萊特冷軋管機(jī)的工藝特點(diǎn)，利用它冷軋大直徑薄壁無縫鋼管是很困難的。隨著航天、航空、造船和化工等工業(yè)的發(fā)展，都需要大直徑薄壁無縫鋼管冷軋管材，許多國家正在努力探索這種冷軋管材的工業(yè)生產(chǎn)途徑。目前大直徑薄壁冷軋管材的生產(chǎn)方法有大型羅克萊特冷軋管機(jī)、大型拉拔機(jī)和強(qiáng)力旋壓機(jī)。在這些方法中，有的設(shè)備龐大，有的生產(chǎn)效率低，有的軋制質(zhì)量不高，至今還沒有實(shí)用的軋制大直徑薄壁冷軋管材的工業(yè)生產(chǎn)方法，至使大直徑薄壁冷軋管材不能滿足實(shí)際的需要。
本發(fā)明的目的在于提供一種適合于工業(yè)生產(chǎn)的大直徑薄壁冷軋管材的軋制設(shè)備，再以它為主體，建立起大直徑薄壁冷軋管機(jī)組的工業(yè)生產(chǎn)體系。
內(nèi)行星斜軋冷軋管機(jī)的工藝原理見圖1。冷軋管坯為1，外面有一個固定的外模2，外模的內(nèi)園錐面G是軋制鋼管的工作面。管坯內(nèi)部有一個機(jī)頭裝置4，機(jī)頭裝置上有三個或三個以上的行星軋輥3，各軋輥沿園周方向均勻分布。軋輥有兩段型面，A段為園錐面，園錐角α＝3°～8°，B段為特定的4次曲面。軋輥在軋制時，在A段軋制，有擴(kuò)徑區(qū)C和變形區(qū)D工作，在B段軋制，有均正區(qū)E和轉(zhuǎn)園區(qū)F工作。各軋輥的軸線與軋管軸線斜交，構(gòu)成斜軋角β，β一般是1°～6°，以實(shí)現(xiàn)斜軋的工藝條件。從6上可以看到機(jī)頭裝置帶動行星軋輥?zhàn)鞴D(zhuǎn)運(yùn)動H，當(dāng)公轉(zhuǎn)的軋輥與管坯內(nèi)表面接觸時，由于固定外模對管坯周向的約束作用，在軋輥與管坯的接觸點(diǎn)處構(gòu)成運(yùn)動的周向瞬時速度中心I，使每個軋輥都產(chǎn)生自轉(zhuǎn)運(yùn)動J，從而產(chǎn)生軸向分速度和軸向摩擦力，這為斜軋鋼管提供了一個必要的條件，另外外模的內(nèi)園錐面G在軋制過程中也提供了一個軸向軋制力，在這兩個因素的作用下，一個正確的工藝設(shè)計就能使管坯產(chǎn)生軸向運(yùn)動和軸向延伸變形，從而軋制出管材5。
內(nèi)行星斜軋冷軋管機(jī)有臥式和立式兩種。圖2是臥式內(nèi)行星斜軋冷軋管機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖，可以軋制直徑由200毫米到600毫米的薄壁冷軋管材。這種軋管機(jī)用液壓馬達(dá)7作動力源，或用一般的電機(jī)作動力源，還有軸承箱和支持主軸8，有傳動軸9和裝有三個或三個以上軋輥的機(jī)頭。油馬達(dá)通過主軸和傳動軸帶動機(jī)頭轉(zhuǎn)動，機(jī)頭上的軋輥可以被調(diào)正到徑向最小位置，以送進(jìn)管坯，軋輥還可以被調(diào)正到軋制位置，以軋制鋼管。在外模座11上有一個固定的外模2，利用螺紋機(jī)構(gòu)調(diào)正它的軸向軋管位置。一個液壓油缸帶動推力機(jī)構(gòu)10，推力機(jī)構(gòu)又推動管坯1，使管坯和外模接觸，使軋制管材5。為軋制很薄的管材，設(shè)置了一個專用的液壓油缸，它帶動漲力機(jī)構(gòu)12，以保證軋制過程的穩(wěn)定和產(chǎn)品的平直度。13是機(jī)身。
圖3是內(nèi)行星斜軋冷軋管機(jī)的機(jī)頭和外模。傳動軸9傳遞軋制力，在傳動軸上有聯(lián)結(jié)法蘭15，并用一組螺栓固定，有兩個徑向平鍵16把轉(zhuǎn)動傳給機(jī)頭19，機(jī)頭上有鎖緊螺母17。在聯(lián)結(jié)法蘭15上有液壓油缸14，油缸推動調(diào)正錐18沿軸向運(yùn)動，在機(jī)頭上有三個或三個以上的軋輥架20，在每個軋輥架上有軋輥3，軋輥內(nèi)有軋輥軸21和軸承，在機(jī)頭蓋23上有一組平衡彈簧22，用來平衡軋輥架。在調(diào)正錐18的帶動下改變軋輥架的工作位置，使軋輥架上的軋輥可以調(diào)正到徑向最小位置，以送進(jìn)管坯，軋輥還可以調(diào)正到軋制位置，粗調(diào)欲軋管材的壁厚，調(diào)正錐具有1∶3～1∶5的錐度，可以是棱錐，也可以是園錐。固定的外模2在外模座11的帶動下沿軸向移動，改變外模內(nèi)園錐面G和軋輥3的間隙，這是對欲軋制管材壁厚的細(xì)調(diào)。在外模和軋輥的軋制下，把管坯1軋成管材5，表面光潔度可以達(dá)到
7到
8，外徑稍有擴(kuò)大。
圖4是立式內(nèi)行星斜軋冷軋管機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖，可以軋制直徑由400毫米到2000毫米和更大的薄壁冷軋管材。液壓油馬達(dá)24為動力源，在油馬達(dá)上裝有主軸和軸承箱26，在軸承箱上有螺紋機(jī)構(gòu)25，可以改變傳動軸27的上下位置。外模和機(jī)頭的結(jié)構(gòu)與臥式斜軋冷軋管機(jī)的相同。機(jī)頭裝在傳動軸上，機(jī)頭上裝有三個或三個以上的軋輥架，軋輥架上有軋輥。油馬達(dá)通過主軸和傳動軸帶動機(jī)頭轉(zhuǎn)動。在外模座29上有一個固定的外模，有兩液壓油缸帶動推力機(jī)構(gòu)28，只需要不大的推力就能推動管坯1，使管坯和外模接觸，從而軋制管材5。軋制很薄的管材，專門設(shè)置了兩個液壓油缸帶動漲力機(jī)構(gòu)30，以保證軋制過程的穩(wěn)定和產(chǎn)品的平直度。機(jī)身31由一組園柱組成。
本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn)1.內(nèi)行星斜軋冷軋管機(jī)可以軋制200毫米到2000毫米甚至更大直徑的薄壁冷軋管材，可以軋制鋼及合金鋼管材，也可以軋銅、鋁、鈦等有色金屬管材，以這種軋管機(jī)為主體，可以建立起大直徑薄壁冷軋管材的工業(yè)體系。
2.這種冷軋管機(jī)的設(shè)備輕、簡單，工具也簡單，操作方便。
3.這種軋管機(jī)軋制出的管材質(zhì)量好，表面光潔度可達(dá)
7～
8。
4.軋機(jī)的軋制速度高，工藝調(diào)正方便，有利于實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)。
5.該斜軋冷軋管機(jī)可以軋制熱軋無縫管材的管坯，也可以軋制焊接管坯，生產(chǎn)出相當(dāng)于冷軋的“無縫管材”，軋制前管坯也不需要特別的處理。
可以以本發(fā)明的內(nèi)行星斜軋冷軋管機(jī)為主體，建立大直徑薄壁冷軋管材的工業(yè)生產(chǎn)體系。圖5是軋制大直徑薄壁冷軋管材工業(yè)生產(chǎn)的工藝流程圖。32是熱軋無縫鋼管的管坯，33卷板材，經(jīng)剪板34，銑邊35，卷筒36，再經(jīng)外焊37，內(nèi)焊38，再經(jīng)修磨39，成型為焊接管坯，這兩種管坯經(jīng)熱處理爐40退火，41酸洗，42中和水洗，送入內(nèi)行星斜軋冷軋管機(jī)43斜軋，軋出的冷軋管材經(jīng)切管44，再經(jīng)幾次軋制，送檢驗45，包裝后送入倉庫46。
本發(fā)明的有關(guān)附圖圖1內(nèi)行星斜軋冷軋管機(jī)的工藝原理。
圖2臥式內(nèi)行星斜軋冷軋管機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖。
圖3內(nèi)行星斜軋冷軋管機(jī)的機(jī)頭和外模。
圖4立式內(nèi)行星斜軋冷軋管機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖。
圖5軋制大直徑薄壁冷軋管材工業(yè)生產(chǎn)的工藝流程圖。
權(quán)利要求
1.一種斜軋冷軋管機(jī)，其特征在于軋管軸線可以水平布置(臥式)，也可以垂直布置(立式)，機(jī)頭19被放置在管坯內(nèi)部，機(jī)頭上裝有軋輥3，軋輥的徑向軋制位置可以被調(diào)正，軋輥、軸線和軋管軸線斜交，構(gòu)成斜軋角β，在管坯的外面裝有固定外模2，外模的內(nèi)園錐面和軋輥的間隙構(gòu)成了所軋制管材的壁厚，另有漲力機(jī)構(gòu)12和30，專門軋制壁厚很薄的管材。
2.如權(quán)利要求
1所述的機(jī)頭，其中裝有三個或三個以上的軋輥架20，軋輥架沿園周均勻分布。
3.如權(quán)利要求
1和2所述的機(jī)頭，有一調(diào)正錐18從中間穿過，調(diào)正錐沿軸向移動，帶動軋輥架20沿徑向開啟或閉合，以給定軋輥架的工作位置。
4.如權(quán)利要求
3所述的調(diào)正錐，其特征是具有1∶3～1∶5的錐角。形狀為棱錐型或圓錐型。
5.如權(quán)利要求
3所述的軋輥架，其上各裝有一個軋輥3。
6.如權(quán)利要求
5所述的軋輥，其特征在于有兩段型面，A段為園錐面，園錐角α＝3°～8°，B段為特定的4次曲面。
7.如權(quán)利要求
6所述的軋輥，其軸線和軋管軸線斜交，構(gòu)成斜軋角β，β值的范圍為1°～6°。
8.如權(quán)利要求
1所述的固定外模，其內(nèi)表面是園錐面，園錐角的范圍為1.5°～6°。
專利摘要
航天、航空、造船和化工等工業(yè)部門都需要大直徑薄壁冷軋管材，為此發(fā)明了內(nèi)行星斜軋冷軋管機(jī)。發(fā)明的依據(jù)是“行星斜軋軋管工藝?yán)碚摗?。這種軋管機(jī)中有機(jī)身、油馬達(dá)、傳動軸、軋管機(jī)頭、液壓推力機(jī)構(gòu)、液壓漲力機(jī)構(gòu)和外模等主要部件。軋輥軸與軋機(jī)軸線成一定的斜軋角，軋輥在被軋制管內(nèi)以行星方式軋制。本發(fā)明的設(shè)備簡單，軋制的管材質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高。以這種內(nèi)行星斜軋冷軋管機(jī)為主體，可以建立起大直徑薄壁冷軋管材的工業(yè)生產(chǎn)體系。
文檔編號B21B19/00GK85106430SQ85106430
公開日1987年4月1日 申請日期1985年8月28日
發(fā)明者高建民 申請人:北京科學(xué)技術(shù)開發(fā)交流中心導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan