CN102091749B - 立式辗环机的轴向辗压装置 - Google Patents

Abstract

本发明立式辗环机的轴向辗压装置，是普通立式辗环机的独立附加装置。由油缸推动的并由环件带转的上压轧辊和由油马达驱动的下托轧辊组成一对轧辊，在主机辗环的同时，夹住环件的两侧，对环件两端面实施周而复始的连续地滚动辗压。以消除环件侧面毛刺和端面凹陷的锻造缺陷，降低了材料消耗，提高了锻件质量。其结构简单，安装方便、造价低。与主机联动后能实现自动运行，随着环轧工序的开始或结束，本装置自动进入或退出工作状态，操作和调整十分简便。既可用于新造机器配套，也可用于旧机改进添置。

Description

立式辗环机的轴向辗压装置

技术领域：

本发明立式辗环机的轴向辗压装置，是普通立式辗环机的附加装置，它解决了立式辗环中常出现的侧面毛刺和端面凹陷的锻造缺陷，提高了锻件质量。属机械设计制造领域。 

背景技术：

辗环机已问世几十年，被广泛应用在各类轴承内外环、法兰、齿圈和火车轮箍等数千万吨的各种环件的大批量生产中。在环件的扩孔过程中，环件两侧面的毛刺和端面凹陷，是常见又难免的缺陷。这是由于在辗环过程中，受压和形变仅发生在环件内外径的表面层，在主辗压轮的切向摩擦力的作用下，环件内部产生拉应力所致。尤其是辗扩比(环件扩后内径与扩前毛坯内径之比)大的环件，其端面凹陷深度常达几毫米。这就需要加大环件毛坯的轴向高度和后续的机加工费用，从而降低了材料利用率并提高了制造成本。 

辗环机主要有立式辗环机和卧式辗环机两大类。前者常用于直径小于400毫米的中小型环件的生产；后者用于大型环件，现今的卧式辗环机构造复杂并已实现数控，它安置了体积庞大、结构复杂的的轴向辗压部件，它的上下两个锥形轧辊分别由调速电机经变速箱驱动，上轧辊用油缸拖动对环件端面施压，整个部件又借助液压伺服系统随环件直径扩大而沿径向导轨作跟踪运动。它虽较好地解决了环件端面凹陷和毛刺之类的缺陷，但结构复杂庞大、造价高昂，一台卧式辗环机的售价常为普通立式辗环机的十几倍、甚至数十倍。仅其轴向辗压部件的造价就超过了几台立式辗环机的总价。 

昔日的各种规格的立式辗环机加工的环件直径一般都不超过400毫米，随着技术的发展和环件需求量的增长，现在设计制造的立式辗环机已能轧制直径达1200毫米的环件，由于其售价仅是卧式辗环机售价的零头，而受到大多数中小企业的欢迎。目前国内外的立式辗环机由于多种原因都没有设置轴向辗压装置，因此无法解决立式辗环机的环件的侧面毛刺和端面凹陷的惯性质量问题，对辗扩比大于5或直径大于500毫米的环件，为克服上述缺陷，常需采取多火加热、火间锻平端面的措施。显然，这不仅影响了环件质量、提高了成本，而且降低了生产效率。 

发明内容：

本发明就是针对立式辗环机的上述不足，设计一种适合于立式辗环机的新型轴向辗压装置，它不同于卧式辗环机轴向辗压装置的庞大和复杂，其结构简单实用、便于安装、且调整操作方便。在环件径向辗压(扩孔)过程中，同时对环件的轴向两端面进行辗压，以达到消除环件侧面毛刺和端面凹陷的缺陷。 

本发明的技术方案如下： 

本装置的构架的下部安装着一个由油马达驱动的、在原地旋转的下托轧辊，下 托轧辊的上表面(上母线)略高于机器原有的托住环件下端面的挡板，参与托住环件并协助环件转动，相当于一个能主动转动的滚动挡板。构架的上部斜置着一个锥形上压轧辊，其下表面(下母线)与环件上端面接触，上压轧辊由与其同轴的油缸体(活塞不动)拖动，沿一定角度(20-30度)作伸缩运动，以压向或离开环件的上端面。上压轧辊和油缸整体可沿构架导轨作上下调整运动(手动或机动)，以调整上压轧辊的工作位置，适应轧制不同高度的环件，调好后用活塞杆端的螺母紧固之。上压轧辊与不转的油缸体间有轴承，在轧制过程中随环件旋转而被带转。由油缸推动的并被环件带转的上压轧辊和原处主动转动的下托轧辊组成一对轧辊，夹住环件的两侧，在主机辗环的同时，对环件两端面实施周而复始的连续地滚动辗压，以消除侧面毛刺和端面凹陷。 

因本装置是用螺钉安装在机器床面上，不能随环件直径扩大而跟随运动，应布置在床面芯辊右上方的芯辊与推力辊之间的区域或左上方的芯辊与信号辊之间的区域，因该区域环件在扩孔过程中端面位移较小，从而能保持该装置的一对轧辊与环件端面的接触。 

本装置是立式辗环机的独立附设机构，新造机器设置或旧机改造添置均可，它可与主机联动实现自动运行，随着环轧(扩孔)工序的开始或结束，本装置自动进入或退出工作状态，不仅操作简便且便于工件的上料或取下。 

本发明立式辗环机轴向辗压装置的有益效果： 

1、解决了立式辗环机生产中的环件侧面毛刺和端面凹陷的老大难缺陷，改善了环件质量。 

2、节约了原材料，提高了生产效率，扩大了普通立式辗环机的工作范围。 

3、结构简单、可靠实用、安装调整方便、造价低。 

4、无须复杂控制系统就可与主机联动实现自动运行。 

附图说明：

图1、轴向辗压装置的机械结构示意图。 

图2、轴向辗压装置的液压原理图。 

具体实施方案：

下面结合附图对本发明作进一步说明，但非限制其范围。 

见附图1和附图2，底板11焊接在机器的床面上，本装置的构架14借助螺钉12安装在底板11上，构架14的下部安装着用轴承组18支承的下托轧辊19，下托轧辊其上表面略高于机床上原有的环件挡板，与环件20的下端面接触，下托轧辊19的右端用键17与油马达15的输出轴相连，油马达15借助油马达支架16固定在底板11上。构架14的上部是倾钭a角的垂直导轨13，上部敞开的导轨13用螺钉7借助上盖板6将其封闭，滑块4内装有可轴向运动的油缸体3，油缸体3的左端借助轴承组2支承着夹角为2a的锥形上压轧辊1，油缸体1的右端有油缸盖8，活塞9的活塞杆其端部穿过构架14的端板上的长孔并用螺母10固定。当压力油经活塞杆内的油路进入油缸体3的大腔时，油缸体3带着可自由转动的上压轧辊1伸出(行程为S)并压在环件20的上端面上，与下托轧辊构成一对轧辊。滑块4连同安装在 其上的油缸体3、活塞9及上压轧辊1，借助带手柄的提升螺杆5(也可借助液压油缸拖动)，在构架14的导轨13上作调整高度H的升降运动，以适应不同高度的环件，高度调整好之后，用螺母10将其固定。电动机32带动油泵29将油箱31内的油，经滤油器30抽至压力油路，溢流阀26调定最大压力并显示在压力表28上，两位二通电磁换向阀27连通溢流阀26的控制口，断电时油泵29卸荷。油泵出口分两路，一路经两位二通电磁换向阀21通向油马达15的进油口，带动下托轧辊19转动；另一路经减压阀22减压后(调定压力显示于压力表23上)，经两位四通电磁换向阀24和活塞9内的通道到油缸体3的大、小腔，在小腔的通道上设有压力继电器25(PJ2)。 

与主机联动后的自动运行过程如下： 

当立式辗环机的主油缸33带动旋转的主辗压轮下压至环件表面时，辗环过程开始，环件开始转动，主油缸33施压腔升至调定的工作油压，主油缸33油路上的压力继电器PJ1动作，1DT、2DT、3DT通电，电磁换向阀21、24、27换向，油泵29输出的压力油一路经电磁换向阀21，驱动油马达15带动下托轧辊19转动，空转时其表面线速度必需大于环件外园的线速度；另一路经减压后通过电磁换向阀24到油缸体3的大腔，油缸体3带动可自由转动的上压轧辊1伸出并压在环件20的上端面上。主动转动的下托轨辊与自由转动的上压轧辊构成一对轧辊，在主机辗环的同时，对环件两端面进行周而复始的连续地滚动辗压。因油马达的转矩远小于主辗压轮的转矩，环件的线速度将取决于主辗压轮的线速度，此时下托轧辊(油马达)的转速将跟随环件端面的速度，下托轧辊还起着协助环件转动的滚动挡板的作用。 

当环件外径与信号辊一接触，表明环件已扩孔到尺寸，环辗过程结束。此时主辗压轮回程上升离开环件，主油缸33施压腔变成低压回油，压力继电器PJ1复位断开，1DT、2DT断电，电磁换向阀21、24复位，油马达15(下托轧辊19)停转，油缸体3小腔进油，带动上压轧辊斜向后退离开环件，当油缸体缩回到位后，小腔压力升高，压力继电器PJ2动作使3DT断电，油泵回到卸荷状态，轴向辗压装置的一个工作循环过程结束。 

Claims (2)

1.一种立式辗环机的轴向辗压装置，是一个独立的附加装置，在主机环辗的同时，对环件两端面实施周而复始的连续地滚动辗压，其特征是：在装置的构架的下部安装着一个由油马达驱动的、在原地旋转的下托轧辊，构架的上部斜置着一个锥形上压轧辊，上压轧辊由与其同轴的油缸体拖动，沿一定角度作伸缩运动，上压轧辊和油缸整体可沿构架导轨作上下调整运动，上压轧辊与不转的油缸体间有轴承，在轧制过程中随环件旋转而被带转，由油缸推动的并由环件带转的上压轧辊和原处主动转动的下托轧辊组成一对轧辊，夹压环件的两侧端面。

2.由权利要求1所述的立式辗环机的轴向辗压装置，它与主机联动后能实现自动运行，随着环轧工序的开始或结束，本装置自动进入或退出工作状态，其特征是：立式辗环机的主油缸(33)油路上设有压力继电器PJ1，油泵(29)输出的压力油一路经电磁换向阀(21)，驱动油马达(15)；另一路经减压后通过另一电磁换向阀(24)到油缸体(3)的大、小腔，小腔油路上设有压力继电器PJ2。

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