專利名稱：多輥大口徑薄壁無縫管軋機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無縫鋼管軋機(jī)，尤其是冷軋大口徑薄壁無縫鋼管 軋機(jī)。
背景技術(shù)：
無縫鋼管的加工可以通過熱軋、冷軋工藝中完成。熱軋加工耗能 高，成品管表面質(zhì)量不能符合直接利用的要求。 一些用戶希望得到的 大口徑薄壁無縫管具有一定的精度，以減少后道金加工，降低用戶的 生產(chǎn)成本。因此，冷軋加工逐步形成，如多機(jī)架斜軋機(jī)形式布置的、 用于薄壁荒管延伸的阿塞爾軋管法，但是該設(shè)備的機(jī)型大，投資成本 很高，成品管表面質(zhì)量不能完全滿足用戶的需求。
現(xiàn)階段，我國中小口徑的無縫鋼管國內(nèi)采用周期式往復(fù)冷軋設(shè) 備，主要是兩輥、三輥周期式往復(fù)冷軋機(jī)，成品管的外表光潔、尺寸 精度高，加工效率高，產(chǎn)量大，已經(jīng)達(dá)到國際水平可代替進(jìn)口產(chǎn)品， 并有大量產(chǎn)品出口 。但大口徑特別是特大口徑的無縫鋼管目前基本上 是熱軋鋼管，產(chǎn)品表面粗糙、壁厚不均勻、尺寸散差大，屬于粗管其
應(yīng)用領(lǐng)域并不廣；現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，對產(chǎn)品的質(zhì)量、壽命要 求越來越高，大口徑特別是特大口徑高品質(zhì)的無縫鋼管需求量越來越 大，其廣泛應(yīng)用于諸如石油、田燃?xì)獾倪\(yùn)輸管道，高壓鍋爐管，石油 化工用管，核能用管。目前我國的高檔大口徑無縫鋼管大部分儼然依賴進(jìn)口 ，特別是核 能用管99%都是進(jìn)口的。我國目前生產(chǎn)的高檔的無縫鋼管工藝是熱軋
鋼管經(jīng)過精加工和時效處理去應(yīng)力的。材料利用率低僅僅為40 50%;
而且加工設(shè)備巨大昂貴、加工困難、生產(chǎn)效率低下，性價比低；品質(zhì) 較差、產(chǎn)量很小，遠(yuǎn)不能滿足日益擴(kuò)大的市場需求(高品質(zhì)、高精度 的大口徑冷軋無縫鋼管)。根本原因是沒有大口徑(含特大口徑)的 冷軋管機(jī)設(shè)備，無法高效率地組織生產(chǎn)高精度、高品質(zhì)的大口徑冷軋 無縫鋼管。
大口徑冷軋鋼管設(shè)備無法簡單地從小型號的設(shè)備擴(kuò)大仿制而來， 一方面是因?yàn)橄鄬?yīng)的機(jī)械配件行業(yè)的發(fā)展并沒有緊跟上無縫鋼管 行業(yè)的發(fā)展。另一方面，大口徑管由于直徑大，如果仍按現(xiàn)有技術(shù)的 加工模式，軋輥凹弧形滾道中部和兩端的線速度會有很大差值，如圖
5、6所示，圖中所示為兩輥式，由于1/2輥?zhàn)又虚g與兩端的半徑差值 較大，其中間點(diǎn)84的線速度V5和端點(diǎn)83處的線速度V6在1/2輥 子轉(zhuǎn)速為定值的情況下，會有較大的差值。這一差值會造成與l/2輥 子接觸處的管子塑性變形量不均勻，出現(xiàn)管子破裂、壁厚不一或管子 各部分致密度不均等問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型針對以上問題，提供了一種在軋制大口徑管時，軋輥 運(yùn)行平穩(wěn)，軋輥凹弧形滾道中部和兩端的線速度差值小，從而避免管 子在軸向上產(chǎn)生過大的塑性變形量的多輥大口徑薄壁無縫管軋機(jī)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是包括主機(jī)頭、無縫管夾持送進(jìn)裝置、芯棒送進(jìn)回復(fù)裝置；主機(jī)頭包括機(jī)架、機(jī)座，機(jī)架內(nèi)設(shè)有軋頭，機(jī)座 上設(shè)有軋頭驅(qū)動機(jī)構(gòu)，機(jī)架內(nèi)的軋頭可相對于機(jī)座往復(fù)運(yùn)動，軋頭與 無縫管、芯棒同心設(shè)置，所述的軋頭驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)有同步運(yùn)動的兩級速 度不同的驅(qū)動桿，驅(qū)動桿沿軋頭軸線方向往復(fù)運(yùn)動；所述的軋頭由同
心設(shè)置且可沿軸線相對運(yùn)動的本體、軋輥組構(gòu)成，本體包括套筒、扇
形塊、滑道、調(diào)整斜楔，軋輥組由導(dǎo)架和至少四個軋輥組成；導(dǎo)架將 至少四個軋輥排列在一個圓周線上，至少四個軋輥的軸線與所述的一 個圓周線處于同一平面且相切，導(dǎo)架還設(shè)有架腳；滑道、調(diào)整斜楔固 定連接在套筒內(nèi)，滑道頂面為弧形或折線形凸面，底面與調(diào)整斜楔適 配，滑道橫截面呈U形；軋輥的兩軸頭與滑道頂面滾動接觸，軋輥 設(shè)置在滑道的U形形腔內(nèi)；扇形塊兩側(cè)面分別與相鄰的滑道、調(diào)整 斜楔的側(cè)面相連，扇形塊底面與套筒內(nèi)表面適配相連，扇形塊頂面與 導(dǎo)架的架腳滑動圓定心連接；所述的兩級速度不同的驅(qū)動桿，其中的 高速驅(qū)動桿與本體相連，低速驅(qū)動桿與軋輥組相連。
所述滑道頂面的弧形或折線形凸面，按照朝向進(jìn)給方向包括逐步 上升的回轉(zhuǎn)送進(jìn)段、減直徑段、減壁厚段、均整段和逐步下降的倒錐 段。
所述的軋輥組中設(shè)72°均布的五只軋輥，五只軋輥的外輪廓在 軋輥組的軸向截面上呈環(huán)孔形。
本實(shí)用新型設(shè)置了至少四只軋輥，與現(xiàn)有技術(shù)的兩輥、三輥相比， 輥?zhàn)又虚g處與輥?zhàn)觾啥说陌霃讲钪敌。谳佔(zhàn)愚D(zhuǎn)速一定的情況下，中 點(diǎn)處線速度與端點(diǎn)處線速度接近，在壓延加工中，"推動"塑性區(qū)金屬材料流動的推動力一致，使得管子微觀組織的均勻度高。此外，根 據(jù)軋制工藝所提出的正、反行程加工，設(shè)計了與正、反行程加工適配 的滑道，在滑道的頂面設(shè)置了具有與壓延加工適應(yīng)的逐步上升的回轉(zhuǎn) 送進(jìn)段、減直徑段、減壁厚段、均整段和逐步下降的倒錐段，使得輥 子按照上述曲線在軸向往返運(yùn)動的同時，加載徑向運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)正行程、 返行程的壓延加工。為了保證輥?zhàn)优c滑道間的相對運(yùn)動，本實(shí)用新型 的軋頭由本體、軋輥組構(gòu)成，兩者由同步運(yùn)動的兩級速度不同的驅(qū)動 桿分別驅(qū)動，設(shè)在本體內(nèi)的滑道與軋輥組內(nèi)的輥?zhàn)釉谳S向上運(yùn)動速度 不同，保證了輥?zhàn)优c滑道間的相對運(yùn)動，進(jìn)而保證了輥?zhàn)优c被加工管 子表面相對滾動，因?yàn)橹挥性谳佔(zhàn)优c鋼管表面相對滾動地壓延，才能 確保鋼管表面的質(zhì)量。本實(shí)用新型軋制過程平穩(wěn)，成品管的精度高、 質(zhì)量好。


圖1是本實(shí)用新型中軋頭橫向截面的結(jié)構(gòu)示意圖
圖中1是套筒，2是扇形塊，3是滑道，4是調(diào)整斜楔，5是導(dǎo)架，
6是輥?zhàn)樱?br> 圖2是本實(shí)用新型中軋頭縱向截面的結(jié)構(gòu)示意圖 圖中7是荒管，8是變形區(qū)，9是成品管，IO是芯棒，ll是驅(qū)動 桿一，12是驅(qū)動桿二， a是回轉(zhuǎn)送進(jìn)段，b是減直徑段，c是減壁厚 段，d是均整段，e是倒錐段，VI是輥?zhàn)拥妮S向移動速度，V2滑道 的軸向移動速度；
圖3是本實(shí)用新型輥?zhàn)庸ぷ鲿r的原理圖圖中81是輥?zhàn)佣它c(diǎn)，82是輥?zhàn)又悬c(diǎn)； 圖4是圖3的右視圖
圖中V3是輥?zhàn)又悬c(diǎn)線速度，V4是輥?zhàn)佣它c(diǎn)線速度； 圖5是現(xiàn)有技術(shù)中1/2輥?zhàn)拥墓ぷ髟韴D 圖中83是1/2輥?zhàn)佣它c(diǎn)，84是1/2輥?zhàn)又悬c(diǎn)； 圖6是圖5的右視圖
圖中V5是1/2輥?zhàn)又悬c(diǎn)線速度，V6是1/2輥?zhàn)佣它c(diǎn)線速度。
具體實(shí)施方式

如圖1、 2所示，本實(shí)用新型包括主機(jī)頭、無縫管夾持送進(jìn)裝置、 芯棒送進(jìn)回復(fù)裝置；主機(jī)頭包括機(jī)架、機(jī)座，機(jī)架內(nèi)設(shè)有軋頭，機(jī)座 上設(shè)有軋頭驅(qū)動機(jī)構(gòu)，機(jī)架內(nèi)的軋頭可相對于機(jī)座往復(fù)運(yùn)動，軋頭與 無縫管、芯棒10同心設(shè)置，軋頭驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)有同步運(yùn)動的兩級速度 不同的驅(qū)動桿，驅(qū)動桿沿軋頭軸線方向往復(fù)運(yùn)動；軋頭由同心設(shè)置且 可沿軸線相對運(yùn)動的本體、軋輥組構(gòu)成，本體包括套筒l、扇形塊2、 滑道3、調(diào)整斜楔4，軋輥組由導(dǎo)架5和至少四個軋輥6組成；導(dǎo)架 5將至少四個軋輥6排列在一個圓周線上，至少四個軋輥6的軸線與 所述的一個圓周線處于同一平面且相切，導(dǎo)架5還設(shè)有架腳；滑道3、 調(diào)整斜楔4固定連接在套筒1內(nèi)，滑道3頂面為弧形或折線形凸面， 底面與調(diào)整斜楔4適配，滑道3橫截面呈U形；軋輥6的兩軸頭與 滑道3頂面滾動接觸，軋輥6設(shè)置在滑道3的U形形腔內(nèi)；扇形塊2 兩側(cè)面分別與相鄰的滑道3、調(diào)整斜楔4的側(cè)面相連，扇形塊2底面 與套筒1內(nèi)表面適配相連，扇形塊2頂面與導(dǎo)架5的架腳滑動圓定心連接；所述的兩級速度不同的驅(qū)動桿，包括驅(qū)動桿一 11、驅(qū)動桿二
12，其中的高速驅(qū)動桿，即驅(qū)動桿二 12與本體相連，低速驅(qū)動桿即
驅(qū)動桿一ll與軋輥組相連。
滑道3頂面的弧形或折線形凸面，按照朝向進(jìn)給方向包括逐步上 升的回轉(zhuǎn)送進(jìn)段a、減直徑段b、減壁厚段c、均整段d和逐步下降的 倒錐段e。
軋輥組中設(shè)72°均布的五只軋輥6，五只軋輥6的外輪廓在軋輥 組的軸向截面上呈環(huán)孔形。
本實(shí)用新型的工作原理如圖2、 3、 4所示，驅(qū)動桿一 11、驅(qū)動 桿二 12分別驅(qū)動軋輥6、滑道3以不同的速度向荒管7的方向運(yùn)動， 由于V1、 V2速度差的存在，軋輥6相對于滑道做軸向運(yùn)動的同時， 也在做徑向運(yùn)動?；墓?中插設(shè)芯棒10，軋輥6的上緣接觸荒管7 表面，首先接觸部位形成塑性變形區(qū)8，當(dāng)運(yùn)動超過均整段d后，繼 續(xù)運(yùn)動，到達(dá)倒錐段e后，荒管7轉(zhuǎn)動一定角度，返程，直至回轉(zhuǎn)送 進(jìn)段a，成品管9成型。本實(shí)用新型最大的優(yōu)勢在于，增加輥?zhàn)?數(shù) 量的同時，減小了輥?zhàn)?的弧度，使得輥?zhàn)?的輥?zhàn)佣它c(diǎn)81、輥?zhàn)?中點(diǎn)82的線速度V4、 V3接近。這樣，在荒管7塑性變形時加載在 其變形區(qū)8軸向的"推動力"也接近，塑性變形后的成品管9的致密 度、纖維方向比較均勻、 一致。
權(quán)利要求1、多輥大口徑薄壁無縫管軋機(jī)，包括主機(jī)頭、無縫管夾持送進(jìn)裝置、芯棒送進(jìn)回復(fù)裝置；主機(jī)頭包括機(jī)架、機(jī)座，機(jī)架內(nèi)設(shè)有軋頭，機(jī)座上設(shè)有軋頭驅(qū)動機(jī)構(gòu)，機(jī)架內(nèi)的軋頭可相對于機(jī)座往復(fù)運(yùn)動，軋頭與無縫管、芯棒同心設(shè)置，其特征在于，所述的軋頭驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)有同步運(yùn)動的兩級速度不同的驅(qū)動桿，驅(qū)動桿沿軋頭軸線方向往復(fù)運(yùn)動；所述的軋頭由同心設(shè)置且可沿軸線相對運(yùn)動的本體、軋輥組構(gòu)成，本體包括套筒、扇形塊、滑道、調(diào)整斜楔，軋輥組由導(dǎo)架和至少四個軋輥組成；導(dǎo)架將至少四個軋輥排列在一個圓周線上，至少四個軋輥的軸線與所述的一個圓周線處于同一平面且相切，導(dǎo)架還設(shè)有架腳；滑道、調(diào)整斜楔固定連接在套筒內(nèi)，滑道頂面為弧形或折線形凸面，底面與調(diào)整斜楔適配，滑道橫截面呈U形；軋輥的兩軸頭與滑道頂面滾動接觸，軋輥設(shè)置在滑道的U形形腔內(nèi)；扇形塊兩側(cè)面分別與相鄰的滑道、調(diào)整斜楔的側(cè)面相連，扇形塊底面與套筒內(nèi)表面適配相連，扇形塊頂面與導(dǎo)架的架腳滑動圓定心連接；所述的兩級速度不同的驅(qū)動桿，其中的高速驅(qū)動桿與本體相連，低速驅(qū)動桿與軋輥組相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多輥大口徑薄壁無縫管軋機(jī)，其特征 在于，所述滑道頂面的弧形或折線形凸面，按照朝向進(jìn)給方向包括逐 步上升的回轉(zhuǎn)送進(jìn)段、減直徑段、減壁厚段、均整段和逐步下降的倒 錐段。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多輥大口徑薄壁無縫管軋機(jī)，其特征在于，所述的軋輥組中設(shè)72°均布的五只軋輥，五只軋輥的外輪廓 在軋輥組的軸向截面上呈環(huán)孔形。
專利摘要多輥大口徑薄壁無縫管軋機(jī)，涉及冷軋大口徑薄壁無縫鋼管軋機(jī)。軋輥運(yùn)行平穩(wěn)，軋輥凹弧形滾道中部和兩端的線速度差值小，從而避免管子在軸向上產(chǎn)生過大的塑性變形量。包括主機(jī)頭、無縫管夾持送進(jìn)裝置、芯棒送進(jìn)回復(fù)裝置；主機(jī)頭包括機(jī)架、機(jī)座，機(jī)架內(nèi)設(shè)有軋頭，機(jī)座上設(shè)有軋頭驅(qū)動機(jī)構(gòu)，機(jī)架內(nèi)的軋頭可相對于機(jī)座往復(fù)運(yùn)動，軋頭與無縫管、芯棒同心設(shè)置，所述的軋頭驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)有同步運(yùn)動的兩級速度不同的驅(qū)動桿，驅(qū)動桿沿軋頭軸線方向往復(fù)運(yùn)動；所述的軋頭由同心設(shè)置且可沿軸線相對運(yùn)動的本體、軋輥組構(gòu)成，所述的兩級速度不同的驅(qū)動桿，其中的高速驅(qū)動桿與本體相連，低速驅(qū)動桿與軋輥組相連。軋制過程平穩(wěn)，成品管的精度高、質(zhì)量好。
文檔編號B21B31/02GK201239735SQ20082003785
公開日2009年5月20日 申請日期2008年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月7日
發(fā)明者劉海春, 張懷德, 徐國榮, 王如軍, 俊 蘇 申請人:揚(yáng)州誠德鋼管有限公司