專利名稱：大型冷軋無縫鋼管機及軋制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種冶金設備及方法，特別是一種大型冷軋(無縫鋼)管機及軋制方法。
背景技術：
多輥冷軋管機采用小壓下量多道次的軋制來提高管坯的尺寸精度和表面光潔度。
國內已能制造直徑300mm以下的軋機，目前世界上最大的直徑為500mm，壁厚小于30mm的冷
軋管機已經在俄羅斯投產了，但因傳動機構龐大、機械聯鎖系統復雜，如II500軋機整體自
重達1456噸，使制造、調整、維護都很困難，所以很難再向大型方向發(fā)展。 傳統的冷軋管機如圖1所示，其毫無例外均采用直流電機10來驅動曲柄連桿機構
5，帶動軋機的工作機架以正弦曲線的變化速度進行往復運動軋制，多輥式冷軋管機工作機
架包括厚壁套筒3、固定在厚壁套筒上的起徑向壓下軋輥作用的支承導板4、軋輥架1和裝
在軋輥架內的徑向布置的多個軋輥2等；主傳動通過曲柄連桿機構5帶動工作機架作往復
運動，由于大連桿與搖桿6及厚壁套筒3相連，小連桿與搖桿6及軋輥架1相連，所以在厚
壁套筒作往復移動的同時軋輥架及軋輥也作往復運動，并與厚壁套筒存在相對運動，同時
采用飛輪系統儲蓄能量來降低電機功率。 此外，傳統軋輥頂緊機構如圖3所示的彈簧11始終將軋輥2與壓下支承導板4緊 貼；但隨著管坯9直徑的加大，小920管軋機的托輥力已達到30多噸，在多輥的夾縫中要布 置如此強大的彈簧相當困難。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠利用熱斜軋穿孔或離心澆鑄的無縫鋼管管坯生產 直徑為小559 小920mm，壁厚為15 60mm的高精度大型冷軋無縫鋼管，并且提供實現高 精度大型冷軋無縫鋼管的軋制方法。 本發(fā)明的目的是這樣實現的，大型冷軋無縫鋼管機的軋制方法，至少包括厚壁套 筒、固定在厚壁套筒上的起徑向壓下軋輥作用的支承導板、軋輥架和裝在軋輥架內的徑向 布置的多個軋輥；大連桿與搖桿及厚壁套筒相連，小連桿與搖桿及軋輥架相連，其特征是 兩個高速低摩擦液壓缸固定在機座上，高速低摩擦液壓缸直接驅動厚壁套筒作勻速直線往 復運動，推動工作機架在機座導軌上往復滑動，工作機架運動對機座產生的摩擦力與高速 低摩擦液壓缸作用在機座上的反作用力由機座平衡。 大型冷軋無縫鋼管機，其特征是搖桿通過大連桿與厚壁套筒相連，搖桿通過小連 桿與軋輥架相連，兩個高速低摩擦液壓缸固定在機座上，高速低摩擦液壓缸通過液壓缸活 塞與厚壁套筒連接；工作機架在機座的導軌上。 所述的軋輥由四個平衡液壓缸組將軋輥與壓下支承導板緊貼，并在兩摩擦副中產 生純滾動摩擦，其正壓力產生的摩擦力給軋輥一個摩擦力矩，帶動軋輥按自身軸線進行回 轉，用輥子上的孔型對管 進行徑向壓下，并軸向運動的往復軋制；四個平衡液壓缸組與蓄能器連接。 所述的高速低摩擦液壓缸帶動工作機架在軋制過程中作勻速直線往復運動，在軋 制行程兩端各有一個"空軋"段，在"空軋"段中實現工作機架的減速-停止-反向加速運動； 在減速_停止階段，通過液壓系統中的大型蓄能器吸收沖擊和儲能；當反向加速運動時，蓄 能器又將能量釋放出來，同時液壓系統的高壓泵供給高壓液體，作為加速的動力，實現機械 部分高速運動慣性力與液壓系統的能量轉換，以滿足軋輥的高速往復運動和"空軋"階段的 減速_停止_反向加速的軋制工藝要求。 所述的厚壁套筒作往復移動的同時軋輥架及軋輥也作往復運動，并與厚壁套筒存 在相對運動。 所述的工作機架在軋制行程兩端"空軋"行程進行管坯的無機械聯鎖軸向送進和 管坯旋轉。 本發(fā)明的優(yōu)點是由于兩個高速低摩擦的液壓缸固定在機座15上，高速低摩擦液 壓缸14直接驅動厚壁套筒3作勻速直線往復運動，這時其內部的軋輥架1及軋輥2也作往 復運動，并與厚壁套筒3存在固定速差，此速差令其與厚壁套筒3間也存在相對運動；在作 相對運動的同時，徑向安裝在軋輥架上的多個軋輥2被頂緊在厚壁套筒3上的支承導板上， 按導板4上預先設計的軋制曲線對管坯9進行徑向壓下軋制。每個軋輥的輥徑處內圈設置 四組平衡油缸裝置，平衡缸組的力量不僅能"空軋"階段抵消輥系的自重，而且能使其緊貼 壓下支承導板，使支承導板與輥徑之間產生足夠的摩擦力保證軋輥產生純滾動。由于平衡 缸組17與蓄能器16連通，使其能在較大的行程內滿足軋管所需的全部徑向壓下量。


下面結合實施例附圖對本發(fā)明做進一步說明。
圖1是傳統的冷軋管機結構示意圖；
圖2是本實用新型實施例結構示意圖；
圖3是傳統軋輥頂緊機構示意圖；
圖4是圖2的軋輥頂緊機構示意圖。 圖中1、軋輥架；2、軋輥；3、厚壁套筒；4、支承導板；5、曲柄連桿機構；6、搖桿；7、 大連桿；8、小連桿；9、管坯；10、電機；11、彈簧；12、油泵；13、液壓缸活塞；14、高速低摩擦 液壓缸；15、機座；16、蓄能器；17、四個平衡液壓缸組；18、導軌。
具體實施例方式
實施例如圖2所示，實施例如圖2所示，實施例是對已知設備的改進，至少包括厚 壁套筒3、固定在厚壁套筒3上的起徑向壓下軋輥作用的支承導板4、軋輥架1和裝在軋輥 架內的徑向布置的多個軋輥2，搖桿6通過大連桿7與厚壁套筒3相連，搖桿6通過小連桿 8與軋輥架1相連，兩個高速低摩擦液壓缸14固定在機座15上，高速低摩擦液壓缸14通過 液壓缸活塞13與厚壁套筒3連接；工作機架在機座15的導軌18上。 固定在機座15上的高速低摩擦液壓缸14直接驅動厚壁套筒3作勻速直線往復運 動，推動工作機架在機座15導軌18上往復滑動，工作機架運動對機座15產生的摩擦力與 高速低摩擦液壓缸14作用在機座15上的反作用力由機座15平衡。由于大連桿7與搖桿6及厚壁套筒3相連，小連桿8與搖桿6及軋輥架1相連，所以在厚壁套筒3作往復運動的同 時，其內部的軋輥架1及軋輥2也作往復運動，并與厚壁套筒3存在固定速差，此速差令其 與厚壁套筒3間也存在相對運動；在作相對運動的同時，徑向安裝在軋輥架1上的多個軋輥 2被頂緊在厚壁套筒3上的支承導板4上，軋輥2與厚壁套筒3上的支承導板4活動連接。 按支承導板4上預先設計的軋制曲線對管坯9進行徑向壓下軋制；通過液壓系統中的蓄能 器16吸收沖擊和儲蓄能量，在軋制行程兩端各有一個"空軋"段，利用往復軋制行程兩端的 "空車L"階段克服大型軋機工作機架的巨大運動慣性，工作機架在軋制行程兩端"空軋"行 程進行管坯9的無機械聯鎖軸向送進和管坯旋轉，在"空軋"段中實現工作機架的減速-停 止-反向加速運動；在往復軋制過程中，使軋機減速、停止。當反向加速運動時，蓄能器16 又將能量釋放出來，同時液壓系統的高壓泵供給高壓液體，作為加速的動力，實現機械部分 高速運動慣性力與液壓系統的能量轉換，以滿足軋輥2的高速往復運動和"空軋"階段的減 速-停止-反向加速的軋制工藝要求。在該過程中，通過液壓缸活塞13與蓄能器16吸收 儲蓄能量及消除沖擊振動，再在加速返程中，由蓄能器16釋放能量，和油泵12共同完成一 次往復軋制過程。經過管坯9不斷地送進，軋機多道次的重復軋制，最后完成對整根管坯的 高精度軋制過程。 —方面為了使每個軋輥2與導板上加工出軋制曲線的摩擦接觸面作純滾動運動， 另一方面使輥子在管坯9上邊滾動邊作徑向壓下運動，對管坯9進行軋制，故軋輥架1芯部 的軋輥2必須要始終緊貼壓下支承導板?，F有軋輥2均采用彈簧11來保持軋輥2的位置， 如圖3所示，彈簧11始終將軋輥2與壓下支承導板4緊貼；但隨著管坯9直徑的加大，小920 管軋機的托輥力已達到30多噸，在多輥的夾縫中要布置如此強大的彈簧相當困難，本發(fā)明 則采用液壓托輥裝置解決了這個難題，如圖4所示，每個軋輥2由四個平衡液壓缸組17將 軋輥2與壓下支承導板4緊貼，并在兩滑動摩擦副中產生足以傳遞純滾動摩擦力的正壓力， 其正壓力產生的摩擦力給軋輥2 —個摩擦力矩，從而帶動軋輥2按自身軸線進行回轉，用輥 子上的孔型對管坯9既進行徑向壓下，又進行軸向運動的往復軋制，四個平衡液壓缸組17 與蓄能器16連接。平衡缸和蓄能器16之間進行能量轉換，以滿足軋輥2的最大徑向壓制 行程。每個軋輥2的輥徑處內圈設置四組平衡油缸裝置，平衡缸組的力量不僅能抵消輥系 的自重和慣性力，使其緊貼壓下支承導板4，還使導板與輥徑之間產生的摩擦力保證軋輥2 產生純滾動。平衡缸組有較大的行程以滿足軋管所需的全部徑向壓下量。
本發(fā)明不僅限于上述實施例；由于實施例是在已銷售的多輥式冷軋管機設備基礎 上改進而來，實施例中未作詳盡敘述之處屬公知設備和常識。
權利要求
大型冷軋無縫鋼管機的軋制方法，至少包括厚壁套筒(3)、固定在厚壁套筒(3)上的起徑向壓下軋輥作用的支承導板(4)、軋輥架(1)和裝在軋輥架內的徑向布置的多個軋輥(2)；大連桿(7)與搖桿(6)及厚壁套筒(3)相連，小連桿(8)與搖桿(6)及軋輥架(1)相連，其特征是兩個高速低摩擦液壓缸(14)固定在機座(15)上，高速低摩擦液壓缸(14)直接驅動厚壁套筒(3)作勻速直線往復運動，推動工作機架在機座(15)導軌(18)上往復滑動，工作機架運動對機座(15)產生的摩擦力與高速低摩擦液壓缸(14)作用在機座(15)上的反作用力由機座(15)平衡。
2. 大型冷軋無縫鋼管機，其特征是搖桿(6)通過大連桿(7)與厚壁套筒(3)相連，搖桿(6)通過小連桿(8)與軋輥架(1)相連，兩個高速低摩擦液壓缸(14)固定在機座(15)上，高速低摩擦液壓缸(14)通過液壓缸活塞(13)與厚壁套筒(3)連接；工作機架在機座(15) 的導軌(18)上。
3. 根據權利要求l所述的大型冷軋無縫鋼管機的軋制方法，其特征是所述的軋輥(2)由四個平衡液壓缸組(17)將軋輥(2)與壓下支承導板(4)緊貼，并在兩摩擦副中產生純滾動摩擦，其正壓力產生的摩擦力給軋輥(2) —個摩擦力矩，帶動軋輥(2)按自身軸線進行回轉，用輥子上的孔型對管坯進行徑向壓下，并軸向運動的往復軋制；四個平衡液壓缸組(17)與蓄能器(16)連接。
4. 根據權利要求1所述的大型冷軋無縫鋼管機的軋制方法，其特征是所述的高速低摩擦液壓缸(14)帶動工作機架在軋制過程中作勻速直線往復運動，在軋制行程兩端各有一個"空軋"段，在"空軋"段中實現工作機架的減速_停止_反向加速運動；在減速_停止階段，通過液壓系統中的大型蓄能器(16)吸收沖擊和儲能；當反向加速運動時，蓄能器(16) 又將能量釋放出來，同時液壓系統的高壓泵供給高壓液體，作為加速的動力，實現機械部分高速運動慣性力與液壓系統的能量轉換，以滿足軋輥的高速往復運動和"空軋"階段的減速_停止_反向加速的軋制工藝要求。
5. 根據權利要求1所述的大型冷軋無縫鋼管機的軋制方法，其特征是所述的厚壁套筒(3)作往復移動的同時軋輥架(1)及軋輥(2)也作往復運動，并與厚壁套筒(3)存在相對運動。
6. 根據權利要求1所述的大型冷軋無縫鋼管機的軋制方法，其特征是所述的工作機架在軋制行程兩端"空軋"行程進行管坯的無機械聯鎖軸向送進和管坯旋轉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大型冷軋(無縫鋼)管機，其特征是兩個高速低摩擦液壓缸(14)固定在機座(15)上，高速低摩擦液壓缸(14)直接驅動厚壁套筒(3)作勻速直線往復運動，推動工作機架在機座(15)導軌(18)上往復滑動，工作機架運動對機座(15)產生的摩擦力與高速低摩擦液壓缸(14)作用在機座(15)上的反作用力由機座(15)平衡。能夠利用熱斜軋穿孔或離心澆鑄的無縫鋼管管坯生產直徑為φ559～φ920mm，壁厚為15～60mm的高精度大型冷軋無縫鋼管。
文檔編號B21B28/02GK101722189SQ200810232059
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月31日 優(yōu)先權日2008年10月31日
發(fā)明者嚴家倫, 儲伯溫, 劉海春, 張懷德, 張錚, 王如軍, 白連海, 閻善武 申請人:陜西多倫科技發(fā)展有限公司