專利名稱：一種兩輥往復式軋管機用浮動芯棒軋制銅管工藝及設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬金屬管材加工領域，本發(fā)明涉及金屬銅管加工時采用的軋管機，具體地說是一種兩輥往復式軋管機用浮動芯棒軋制銅管工藝及設備
背景技術：
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都是在坯管旋轉前進中實現(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，坯管被強制通過此變形空間從而實現(xiàn)減徑減壁。 因為環(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，在軋輥回轉時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，由是導致了一種被稱為皮爾格軋管機的發(fā)明。在我國金屬加工行業(yè)稱之為兩輥往復式軋管機，或是兩輥周期式軋管機。最早使用此類軋管機的是黑色金屬行業(yè)，鋼管，特別是不銹鋼管，大量使用兩輥往復式軋管機。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，于是兩輥往復式軋管機也成為銅加工行業(yè)生產(chǎn)銅管的主要設備。兩輥往復式軋管機工作原理簡介如下。參見圖1，兩輥往復式軋管機基本由床頭箱(7)部分，床身(10)部分和尾架(12)部分組成。傳統(tǒng)的兩輥往復式軋管機主傳動是由直流馬達拖動的一套曲柄連桿機構，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，通過曲柄連桿機構的動作，直流馬達的轉動就變成了活動軋輥牌坊的在軋機床身水平往復移動。參見圖5，活動軋輥牌坊左右各一件，通過結構件固聯(lián)?；顒榆堓伵品恢邪惭b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，在軋輥軸上安裝了軋輥回轉齒輪(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軋輥軸上安裝的齒輪在齒條上來回滾動，帶動軋輥軸的轉動，從而帶動軋輥的回轉，軋輥的來回移動和同時產(chǎn)生的回轉就形成了兩輥往復式軋管機的軋制工作原理。管坯變形原理參見圖2和圖3。圖2顯示的是當活動軋輥牌坊在前后兩個位置時軋輥轉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，此時管坯剛接觸軋輥工作面，與其相對應的是圖3. I所顯示的狀態(tài)，軋輥
(5)和芯棒(3)共同構成的環(huán)形空間很大，軋輥剛開始對管坯進行外徑的收縮。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，與其相對應的是圖3. 2所顯示的狀態(tài)，軋輥和芯棒共同構成的環(huán)形空間已經(jīng)很小，軋輥在對管坯進行最后的輾壓，定徑，環(huán)形空間尺寸即為軋出材的規(guī)格。往復式軋管機通過一對軋輥表面變斷面的孔型，軋輥在回轉前進時和管材內(nèi)部的芯棒共同構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。活動軋輥牌坊在床頭箱內(nèi)依靠曲柄連桿機構拖動作一個往復運動，其往復運動的距離即軋制行程取決于曲柄連桿機構，現(xiàn)在的此類軋管機一般行程短的約500毫米，長的約 I. 1-1. 3。

為了實現(xiàn)軋制工藝，在進入下一道前進周期時應給予坯管一定量的送進，確保軋機在進入下一個軋制周期時可以對坯管進行新的輾壓軋制，這就是往復式軋管機的送進機制，每一臺往復式軋管機都有送進機構。管坯送進組件(11)安裝在床身上，可以推著管坯前進。常規(guī)的往復式軋管機的管坯送進組件是由絲杠控制的，回轉的絲杠由安裝在尾架中的送進機構按一定的送進速度，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旋轉一個角度，這就形成了往復式軋制工藝中的回轉，管坯和芯棒在每一道軋制時都要給予一定的回轉，以保證下一道軋制時開縫的一邊已經(jīng)處于被直接輾壓的位置。芯棒回轉組件包括從電機或是油馬達拖動通過一系列的變速裝置最終對芯棒夾緊裝置實施回轉的動作。圖4顯示了安裝在尾架中的芯棒回轉機組件(19)和管坯回轉輸出軸(18)，此圖示意管坯回轉的動作可通過管坯回轉輸出軸一直送到管坯送進組件。圖4所示管坯送進組件(11)是采用了管坯壓緊組件(15)通過管坯夾持瓦(16)配合芯棒回轉組件對管坯實施回轉送進的結構，老式的送進機構一般采用在管坯末端硬頂送的方式，現(xiàn)在新的機構多采用從管坯外實施壓緊后一同旋轉的方式，因為在對其他裝置進行改造后有可能進入連續(xù)上料的軋制工藝。從以上的表述可看出，兩輥往復式軋管機由曲柄連桿機構拖動活動軋輥牌坊作水平往復運動，固定在機座上的齒條迫使和其嚙合的軋輥回轉齒輪旋轉，由此帶動軋輥旋轉。在活動軋輥牌坊每作完一次水平往復運動，軋機的送進、回轉機構就要產(chǎn)生一個送進、回轉動作，將管坯回轉一個角度，送進一定的距離，以便下一道軋輥回轉時的軋制，這就是兩輥往復式軋機基本的節(jié)奏。往復一次，回轉一個角度，送進一次。隨著軋機的不斷改造創(chuàng)新，此種節(jié)奏也有所變化，出現(xiàn)了所謂的雙回轉，甚至雙送進，也就是在活動軋輥牌坊起始位(管坯入口端)有一次回轉，送進，在終了位(管坯出口端)有一次回轉，送進。兩輥往復式軋管機所體現(xiàn)的往復式軋制工藝由于冷軋變形區(qū)的金屬基本處于三向壓應力狀態(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式軋管機已經(jīng)成為最廣泛使用的設備?；氐綀D3，由軋輥和芯棒共同構成的環(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，軋輥將管坯在芯棒上輾壓時也將對芯棒產(chǎn)生一個拖動或是后頂?shù)牧α?。在A-A位如果芯棒是活動的，將隨坯管往前進，造成合金鋼材質(zhì)的軋輥對合金鋼材質(zhì)的芯棒強行輾壓，損壞軋棍或芯棒，在接近B-B位時軋棍會對芯棒產(chǎn)生一個往后的力，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，兩輥往復式軋管機從發(fā)明之日起就設計了芯棒固定機構，尾架上除了安裝芯棒回轉機構外還安裝了芯棒定位機構，厚壁鋼管或是實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構(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，允許芯棒和管還一同旋轉。綜上述，參見圖1，兩輥往復式軋管機尾端送進一支待軋制的管坯，管坯從芯棒中穿過直到軋輥前端，管坯尾端由管坯送進組件(11)頂緊，管坯送進組件左面是尾架，裝在尾架上的芯棒連接桿固定機構將芯棒固定，不讓芯棒產(chǎn)生沿軸向前后移動，軋機由曲柄連桿機構帶動往復運動，軋輥回轉齒輪沿齒條滾動同時帶動軋輥軸轉動從而帶動軋輥對送進的坯管進行減徑減壁輾軋，軋輥牌坊每往復一次，坯管就被送進一次，同時回轉一次，待一支坯管被軋制完畢，停止曲柄連桿機構的運動，軋輥牌坊也停止運動，松開芯棒連接桿固定 機構，將下一支坯管再次套在芯棒上送進軋機床身，進行下一支坯管的軋制變形，這就是傳統(tǒng)往復式兩輥軋機的典型工藝過程。從以上表述可看出，無論兩輥往復式軋管機從最初發(fā)明之日起到現(xiàn)在為止有了多么大的改進，但是縱向，有縫，不連續(xù)軋制是其固有的特點，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)，床身是管坯送進組件(11)活動的空間，按圖示管坯送進組件(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置，尤其是會影響到芯棒連接桿的長度，剛度，彈性，進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，兩輥往復式軋管機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，因為銅管坯只用一道軋制，接下去走拉伸工藝，但是對需要進行多道軋制的金屬加工而言，這種一支一支短管坯送進方式就有很大的缺陷，因為軋制工藝可以允許較大的加工率，所以送進十米的管坯軋出材就可能是幾十米長，進行第二道軋制時就要將此長管坯鋸切后再用，無論是工藝時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式軋管機，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，可以送進幾十米長的管坯不斷的軋制。本發(fā)明技術方案如下一種兩輥往復式軋管機用浮動芯棒軋制銅管工藝及設備，其特征是取消常規(guī)兩輥往復式軋管機尾架(12)上安裝的芯棒連接桿固定機構(13)，參見圖6，代之以在軋管機床頭箱管坯進入端和尾架后端分別安裝的磁約束芯棒定位機構(17)，磁約束芯棒定位機構由幾組電磁鐵組成，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)壓緊組成一個可回轉的整體，裝在磁約束芯棒定位機構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，當軋制力在一定范圍內(nèi)時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構中浮動而不產(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。磁約束芯棒定位機構分前后兩組安裝,一組磁約束芯棒定位機構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，相應輸入電磁力最大可達30噸，因為鋼制的芯棒連接桿外面套著銅管坯，隔開的空間降低了磁性作用，電磁鐵對芯棒實際的電磁吸力只有電磁鐵所標定的電磁吸力的15%，最大功率輸入時相當4. 5噸的吸力，如果現(xiàn)場需要軋制更大的的管坯相應產(chǎn)生更大的軸向力時可調(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，磁約束芯棒定位機構承受軸向力由回轉定位組件(31)實現(xiàn)，參見圖8，回轉定位組件和尾架固聯(lián)。 另一組磁約束芯棒定位機構安裝在軋管機床身連接軋管機床頭箱的一段空間內(nèi)，傳統(tǒng)的軋管機在活動軋輥牌坊返回到曲柄連桿最大位置時到管坯進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，因為空間不大，所以前端安裝的磁約束芯棒定位機構長度不超過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構在接受管坯回轉輸出軸輸入的回轉動作以保證和管坯送進機構同步運動外，本身還帶有可整體移動10公分的軸向移動裝置，參見圖8，磁約束芯棒定位機構也安裝在回轉定位組件(31)中，回轉定位組件不但允許磁約束芯棒定位機構在其間回轉，承受軋制時產(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構施以不超過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。由芯棒回轉組件(19)帶動管坯回轉輸出軸(18)通過回轉輸入齒輪(20)將軋管機軋制時需要的回轉動作通過回轉齒輪(28)(參見圖8)輸入活動磁約束芯棒定位機構，電磁鐵隨活動磁約束芯棒定位機構回轉，芯棒連接桿受磁約束也跟隨回轉，回轉角度一般為30-60度，正轉2次，反轉2次。傳統(tǒng)的軋管機回轉機構是以一個方向對芯棒和管坯進行回轉輸出，本發(fā)明浮動芯棒軋制允許送進管坯很長，軋出材就更長，必需實現(xiàn)在線卷取，朝一個方向的回轉就要求卷取機構在將直條管材卷成盤狀時也有一個回轉動作，帶來卷取設備制作的復雜化，采取正反向各轉幾次的回轉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，離軋機出口留出約20米距離軋出材基本就可不回轉，卷取機可穩(wěn)定的在線卷取，同時電磁線圈的供電線路也不用采取滑環(huán)炭刷結構，只要有一段軟電纜(31)順回轉機構正反轉一定的角度即可，參見圖7，在左右各45度的回轉范圍內(nèi)軟電纜可正常供電。軋機每一道軋制行程都會有送進動作，管坯送進組件(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)軋管機絲杠送進方式將管坯送進組件隨軋制節(jié)奏送進，回轉，管坯送進組件(11) 一共兩組，在兩輥往復式軋管機床身前后排列，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，可同步正轉也可一正轉一反轉，分別控制前后兩架管坯送進組件在軋機床身上前進，后退，第一組管坯送進組件夾持管坯前行時第二組管坯送進組件后退，第二組后退到到中間部位管坯壓緊機構(15)動作，管坯夾持瓦(16)夾持住管坯也前行，第一組管坯送進機構到達中間部位時第一組的管坯壓緊機構松開，夾持瓦松開，送進組件后退到尾架前，然后壓緊機構再次動作，壓緊，夾持瓦夾緊管坯，再次前行，二臺管坯送進機構交替運行，確保管坯不斷的被送進，軋制。二臺管坯送進組件的回轉動作由管坯回轉輸出軸(18)輸入，傳統(tǒng)軋管機上稱為光杠，軸表面有和軸同長的鍵槽，回轉輸入齒輪(20)可跟隨管坯送進組件(11)在回轉輸出軸上來回滑動，同時完成回轉輸入，確保管坯送進組件和磁約束芯棒定位機構同時回轉并且回轉同一角度，從而確保芯棒和管坯同時回轉并且回轉相同的角度。在圖6示尾架左端的磁約束芯棒定位機構左面是一排管坯托輥(27)，長管坯被托輥托住緩慢的送進兩輥往復式軋管機，前后兩組管坯送進組件將管坯夾持住，隨軋制節(jié)奏每一次軋制送進一定距離的管坯，并且回轉一定的角度，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構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，實現(xiàn)無限長的管坯軋制工藝。


圖I、傳統(tǒng)兩輥往復式軋管機示意圖。圖2、兩輥往復式軋管機軋輥前進變形示意圖。圖3. I、軋輥和芯棒在進入端構成的變形空間示意圖。圖3. 2軋輥和芯棒在出口端構成的變形空間示意圖。圖4、傳統(tǒng)兩輥往復式軋管機管坯送進機構示意圖。圖5、傳統(tǒng)兩輥往復式軋管機軋輥轉動機構示意6、兩輥往復式軋管機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)整機構示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的基本設計思想體現(xiàn)在以下幾個方面。一、本發(fā)明采用了一種兩輥往復式軋管機用浮動芯棒軋制銅管工藝及設備，其特征是在傳統(tǒng)軋管機上安裝磁約束芯棒定位機構(17),磁約束芯棒定位機構由幾組電磁鐵組成，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)壓緊組成一個可回轉的整體，裝在磁約束芯棒定位機構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，當軋制力在一定范圍內(nèi)時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構中浮動而不產(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。二、所述的磁約束芯棒定位機構分前后兩組安裝,后端磁約束芯棒定位機構安裝在尾架后面，承受芯棒在軋制時產(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，相應輸入的電磁力最大可達30噸甚至更多，因為鋼制的芯棒連接桿外面套著銅管坯，電磁鐵對芯棒實際的電磁吸力只有電磁鐵生產(chǎn)商所標定吸力的15%，最大功率輸入時相當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，磁約束芯棒定位機構承受軸向力由回轉定位組件(31)實現(xiàn)，參見圖8，回轉定位組件和尾架固聯(lián)，前端磁約束芯棒定位機構安裝在軋管機床身連接軋管機床頭箱的一段空間內(nèi)，因為空間不大，所以前端安裝的磁約束芯棒定位機構長度不超過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構在接受管坯回轉輸出軸輸入的回轉動作以保證和管坯送進機構同步運動外，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構也安裝在回轉定位組件(31)中，回轉定位組件不但允許活動磁約束芯棒定位機構在其間回轉，承受軋制時產(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構施以不超過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、芯棒回轉組件(19)帶動管坯回轉輸出軸(18)通過回轉輸入齒輪(20)將軋管機軋制時需要的管坯回轉動作通過回轉齒輪(28)(參見圖8)輸入磁約束芯棒定位機構，磁約束芯棒定位機構可隨軋制節(jié)奏回轉，回轉角度設定30-60度,正轉幾次,反轉幾次，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、管坯送進組件(11) 一共兩組，在兩輥往復式軋管機床身前后排列，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和后退，將管坯送進組件隨軋制節(jié)奏送進或后退，第一組管還送進組件夾持管還前行時第二組管還送進組件后退，第二組后退到到中間部位管坯壓緊機構(15)動作，管坯夾持瓦(16)夾持住管坯也前行，當?shù)谝唤M管坯送進機構到達中間部位時第一組管坯壓緊機構松開，夾持瓦松開，送進組件后退到尾架前，然后壓緊機構再次動作，夾持瓦夾緊管坯，再次前行，二臺管坯送進機構交替運行，確保管坯不斷的被送進，二臺管坯送進組件的回轉動作由管坯回轉輸出軸(18)輸入，回轉輸出軸(18)表面有和軸同長的鍵槽，回轉輸入齒輪(20)可跟隨管坯送進組件(11)在回轉輸出軸上來回滑動，同時完成回轉輸入，確保管坯送進組件和磁約束芯棒定位機構同時回轉并且回轉同一角度，從而確保芯棒和管坯同時回轉并且回轉相同角度。六、在圖6示尾架左端磁約束芯棒定位機構左面是一排管坯托輥(27)，長管坯被托輥托住緩慢的送進兩輥往復式軋管機，套在芯棒外面，前端磁約束芯棒定位機構送電，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構送電，軋管機動作，前后兩組管坯送進組件將管坯夾持住，隨軋制節(jié)奏每一次軋制送進一定距離的管坯，并且回轉一定的角度，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構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，實現(xiàn)無限長的管坯軋制工藝。根據(jù)上述發(fā)明思想，結合現(xiàn)場實施實例，參見圖6，可知本發(fā)明一種兩輥往復式軋管機用浮動芯棒軋制銅管工藝及設備，其特征是一臺改造的LG-60軋管機，在軋管機床頭箱管還進入端和尾架后端分別安裝磁約束芯棒定位機構(17),所述的后端安裝的磁約束芯棒定位機構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)壓緊組成一個可回轉的整體，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構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，電磁鐵為直流220V供電，四組電磁鐵中間構成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構輸入相當4. 5噸的吸力，磁約束芯棒定位機構承受軸向力由回轉定位組件(31)實現(xiàn)，回轉定位組件和尾架固聯(lián)。前端磁約束芯棒定位機構安裝在軋管機床身進入軋管機床頭箱的一段空間內(nèi)，前端安裝的磁約束芯棒定位機構電磁鐵規(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構在接受管坯回轉輸出軸輸入回轉動作以保證和管坯送進機構同步運動外，本身還帶有可整體移動10公分的軸向移動裝置，磁約束芯棒定位機構也安裝在回轉定位組件(31)中，回轉定位組件允許活動磁約束芯棒定位機構在其間回轉，承受軋制時產(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構施以不超過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。芯棒回轉組件(19)帶動管坯回轉輸出軸(18)，回轉輸出軸是傳統(tǒng)的光杠，開有通長的鍵槽，通過回轉輸入齒輪(20)將軋管機軋制時需要的管坯回轉動作通過回轉齒輪(28)(參見圖8)輸入活動磁約束芯棒定位機構和管坯送進組件(11)，回轉角度設定為45度，正轉2次，反轉2次，四組電磁鐵的供電用軟電纜(31)集中輸入，正反各兩次的回轉方式確保軟電纜集中供電正常。軋機每一道軋制行程都有回轉、送進動作，管坯送進組件(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軋管機絲杠送進方式將管坯送進組件隨軋制節(jié)奏送進，回轉，管坯送進組件(11) 一共兩組，在兩輥往復式軋管機床身前后排列，絲杠也分前后兩段，可同步正轉也可一正轉一反轉，分別控制前后兩架管坯送進組件在軋機床身上前進，后退，第一組管坯送進組件夾持管坯前行時第二組管坯送進組件后退，第二組后退到到中間部位管坯壓緊機構(15)動作，管坯夾持瓦(16)夾持住管坯也前行，當?shù)谝唤M管坯送進機構到達中間部位時第一組的管坯壓緊機構松開，夾持瓦松開，送進組件后退到尾架前，然后壓緊機構再次動作，壓緊，夾持瓦夾緊管坯，再次前行，二臺管坯送進機構交替運行，確保管坯不斷送進，二臺管坯送進組件回轉動作由管坯回轉輸出軸
(18)輸入，確保管坯送進組件和磁約束芯棒定位機構同時回轉并且回轉同一角度，從而確保芯棒和管坯同時回轉并且回轉相同角度。圖6示尾架左端的磁約束芯棒定位機構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兩輥往復式軋管機，前后兩組管坯送進組件將管坯夾持住，隨軋制節(jié)奏每一次軋制送進一定距離的管坯，并且回轉一定的角度，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構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，實現(xiàn)無限長的管坯軋制工藝。采用磁約束芯棒定位機構的兩輥往復式軋管機用浮動芯棒軋制銅管工藝及設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。本實施例送進管坯名義尺寸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)管坯送進組件(11)尾架(12)芯棒連接桿固定機構(13)軋輥軸(14)
管坯壓緊組件(15)管坯夾持瓦(16)磁約束芯棒定位機構(17)管坯回轉輸出軸(18)芯棒回轉組件(19)回轉輸入齒輪(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)軋輥回轉齒輪(26)管坯托輥(27)回轉齒輪(28)軸向調(diào)整組件(29)軸向調(diào)整活塞(30)軟電纜(31)。
權利要求
1.一種兩輥往復式軋管機用浮動芯棒軋制銅管工藝及設備，其特征是在傳統(tǒng)軋管機上安裝磁約束芯棒定位機構(17),磁約束芯棒定位機構由幾組電磁鐵組成,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)壓緊組成一個可回轉的整體，裝在磁約束芯棒定位機構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現(xiàn)無限長的管坯軋制工藝。
2.如權利要求I所述的一種兩輥往復式軋管機用浮動芯棒軋制銅管工藝及設備，其特征是磁約束芯棒定位機構分前后兩組安裝，后端磁約束芯棒定位機構安裝在尾架后面，承受芯棒在軋制時產(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，因為鋼制的芯棒連接桿外面套著銅管坯，電磁鐵對芯棒實際電磁吸力只有電磁鐵標定吸力的15%，最大功率輸入時相當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構安裝在軋管機床身連接軋管機床頭箱的一段空間內(nèi)，安裝的磁約束芯棒定位機構長度不超過0. 8米，提供對芯棒最大電磁吸力約為I噸。
3.如權利要求I所述的一種兩輥往復式軋管機用浮動芯棒軋制銅管工藝及設備，其特征是前端磁約束芯棒定位機構在接受管坯回轉輸出軸輸入的回轉動作并承受軋制時軸向力外，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構給以不超過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.如權利要求I所述的一種兩輥往復式軋管機用浮動芯棒軋制銅管工藝及設備，其特征是芯棒回轉組件(19)帶動管坯回轉輸出軸(18)通過回轉輸入齒輪(20)將軋管機軋制時需要的回轉動作通過回轉齒輪(28)輸入磁約束芯棒定位機構，磁約束芯棒定位機構隨軋制節(jié)奏回轉，回轉角度設定30-60度，正轉2次，反轉2次。
5.如權利要求I所述的一種兩輥往復式軋管機用浮動芯棒軋制銅管工藝及設備，其特征是管坯送進組件(11) 一共兩組，在兩輥往復式軋管機床身前后排列，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，兩段絲杠分開送進和后退，將管坯送進組件隨軋制節(jié)奏送進或后退，第一組管坯送進組件夾持管坯前行時第二組管坯送進組件后退，后退到到中間部位管坯壓緊機構動作，管坯夾持瓦夾持住管坯也前行，第一組管坯送進機構到達中間部位時第一組管坯壓緊機構松開，夾持瓦松開，送進組件后退到尾架前，然后壓緊機構再次動作，夾持瓦夾緊管坯再次前行，二臺管坯送進機構交替運行，確保管坯不斷被送進，二臺管坯送進組件的回轉動作由管坯回轉輸出軸(18)輸入，回轉輸出軸(18)表面有和軸同長的鍵槽，回轉輸入齒輪(20)可跟隨管坯送進組件(11)在回轉輸出軸上來回滑動，同時完成回轉輸入，確保芯棒和管坯同時回轉相同角度。
全文摘要
一種兩輥往復式軋管機用浮動芯棒軋制銅管工藝及設備，其特征是傳統(tǒng)軋管機上用長條電磁鐵組成磁約束芯棒定位機構，通電時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；磁約束芯棒定位機構分前后兩組，后端較長定位機構承受軋制時主要軸向力，電磁鐵安排成四面，最大功率輸入相當4.5噸吸力，前端短定位機構最大電磁吸力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；回轉組件帶動管坯及磁約束芯棒定位機構回轉，正反各兩次，45度；管坯送進組件兩組在床身前后排列，通過夾持瓦壓緊管坯交替運行，隨軋制節(jié)奏每次送進一段管坯回轉一角度，在浮動芯棒和軋輥共同作用下實現(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)先權日2011年5月30日
發(fā)明者王曉邦 申請人:王曉邦