CN102500630A

CN102500630A - 一种精确定位的三辊导向装置

Info

Publication number: CN102500630A
Application number: CN2011103303750A
Authority: CN
Inventors: 李永祥
Original assignee: Taiyuan Heavy Industry Co Ltd
Current assignee: Taiyuan Heavy Industry Co Ltd
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2012-06-20

Abstract

本发明公开了一种精确定位的三辊导向装置，包括：底座、液压缸、导向辊及摆臂连杆机构；所述液压缸枢转安装在所述底座上，所述导向辊数量为3个，分别通过三套独立的所述摆臂连杆机构连接所述液压缸活塞杆；还包括伺服齿轮传动机构和编码器，所述伺服齿轮传动机构随三套独立的所述摆臂连杆机构之一的动作而动作，传动控制所述液压缸动作的编码器。本发明通过在任一摆臂连杆机构上设置伺服齿轮传动机构，并通过该伺服齿轮传动机构传动编码器，可方便地获得精确的导向辊位置参数，并根据该位置参数控制液压缸动作，由于该导向辊位置参数的真实性与精确性，从而可实现导向辊精确定位，提高穿孔机轧成毛管或轧机轧成荒管的生产质量，提高生产效率。

Description

一种精确定位的三辊导向装置

技术领域

本发明涉及轧钢机械，尤其涉及无缝钢管生产穿孔机和轧管机所使用的导向装置。

背景技术

目前的无缝钢管生产中，在穿孔机出口侧需用三个被动辊抱住顶杆和毛管以稳定穿孔过程，在轧管机入口侧也需用三个被动辊抱住芯棒和毛管以稳定轧制过程。固定与调整三个被动辊的一种专用的机械设备，称为三辊导向装置。

现行的三辊导向装置如图1与图2所示，共包括两个下部导向辊11、12与一个上部导向辊13，三个导向辊11、12、13沿毛管51圆周方向均匀设置，共同作用抱住穿孔机出口或轧机入口毛管51，毛管51内为顶杆或芯棒52，顶杆或芯棒52与两个下部导向辊11、12及一个上部导向辊13共同完成毛管51的穿孔或轧制过程。

两个下部导向辊11、12及一个上部导向辊13均通过摆臂连杆机构2连接液压缸3的活塞杆31，液压缸3通过轴承座枢转安装在底座4上。摆臂连杆机构2为三套，三套摆臂连杆机构2之间相互独立，动作同步。三套摆臂连杆机构2中每套均包括对称设置在导向辊11、12、13两侧的一对结构，每对摆臂连杆机构2均包括转杆21、连杆22与摆杆23。其中转杆21为动力输入杆，三个转杆21一端固定连接在第一轴24上，第一轴24可旋转设置在底座4上，第一轴24上还固定安装有动力杆32，该动力杆32一端枢转连接液压缸3的活塞杆31，另一端与第一轴24固定连接，液压缸3的活塞杆31通过动力杆32推动第一轴24枢转，从而实现三个转杆21同步枢转。

三个转杆21的另一端均枢转连接各自的连杆22，连接上部导向辊13的摆臂连杆机构2中的连杆22包括一伸缩缸25，该伸缩缸25正常使用时固定不动，相当于固定杆，在需要打开三个导向辊11、12、13从而取出该三个导向辊11、12、13抱住的毛管51时，伸缩缸25动作，将上部导向辊13转开，从而可方便地取出毛管51。两个下部导向辊11、12的摆杆23中部均枢转安装在第三轴26上，第三轴26固定安装在底座4上，两个摆杆23一端通过销轴连接下部导向辊11、12，另一端通过销轴枢转连接各自连杆22。上部导向辊13的摆杆23中部枢转安装在第二轴27上，第二轴27固定安装在底座4上，该摆杆23一端通过销轴连接上部导向辊13，另一端通过销轴枢转连接连杆22。

该三辊导向装置在抱紧毛管51时，通过液压缸3的伸缩来提供动力，液压缸3的活塞杆31通过固定连接在第一轴24上的动力杆32推动第一轴24枢转，从而带动固定连接在第一轴24上的转杆21同步枢转，转杆21通过连杆22带动摆杆23绕各自第三轴26、第三轴27枢转摆动，从而带动两个下部导向辊11、12与一个上部导向辊13同步动作，以适应不同尺寸规格的毛管51需求。该三辊导向装置中安装有压力传感器，根据不同尺寸规格测压，并根据压力大小控制液压缸3动作，实现在不同尺寸规格毛管51使用的切换。

由于毛管51穿孔与轧制过程中，毛管51均为热料，且在未真正抱紧毛管与坯料51前均会在旋转过程中发生颤动扩大旋转面积，从而使得压力传感器所测得的压力失真，不能真实反映三个导向辊11、12、13的位置状态。由于压力传感器不能真实反映导向辊11、12、13的真实位置状态，液压缸3的动作控制就失去了真实依据，从而使得三个导向辊11、12、13的位置发生偏差，造成导向辊11、12、13与毛管51之间间隙过大或过小，影响设备的正常运行导致设备使用寿命降低，而且还大大降低了毛管51的穿孔或轧制的质量。如果要达到相同质量的结果，就必须再附加其他工艺，大大提高了生产成本，降低工作效率，完全无法满足现代化生产节奏和高质量要求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的为提供一种结构简单、动作可靠、定位精确的三辊导向装置。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种精确定位的三辊导向装置，包括：

底座、液压缸、导向辊及摆臂连杆机构；

所述液压缸枢转安装在所述底座上，所述导向辊数量为3个，分别通过三套独立的所述摆臂连杆机构连接所述液压缸活塞杆；

还包括伺服齿轮传动机构和编码器，所述伺服齿轮传动机构随三套独立的所述摆臂连杆机构之一的动作而动作，传动控制所述液压缸动作的编码器。

进一步，所述三套摆臂连杆机构均包括转杆、连杆及摆杆，所述转杆的一端与一第一轴固定连接，一动力杆的一端与所述第一轴固定连接，所述动力杆的另一端与所述液压缸活塞杆枢转连接，所述第一轴枢转连接在所述底座上，所述连杆两端分别枢转连接所述转杆的另一端与摆杆的一端，所述摆杆的另一端连接所述导向辊，所述三套摆臂连杆机构中的一套摆臂连杆机构的所述摆杆的中部枢转连接在固定安装在所述底座上的一第二轴上；所述三套摆臂连杆机构中的其余两套摆臂连杆机构的所述摆杆的中部枢转连接在固定安装在所述底座上的一第三轴上。

进一步，所述伺服齿轮传动机构包括一第一齿轮和一第二齿轮，所述第二齿轮通过轴连接所述编码器。

进一步，所述编码器通讯连接液压锁，所述液压锁锁定所述液压缸动作。

进一步，所述第一齿轮为扇形齿轮。

本发明的有益效果在于，本发明与现有技术相比，仅仅通过在任一摆臂连杆机构上设置伺服齿轮传动机构，并通过该伺服齿轮传动机构传动编码器，就可方便地获得精确的导向辊位置参数，并根据该位置参数控制液压缸动作，由于该导向辊位置参数的真实性与精确性，从而可实现导向辊的精确定位，提高毛管的生产质量，提高生产效率，符合现代化生产的快节奏与高质量需求。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细说明：

图1为现有技术中三辊导向装置工作结构示意图；

图2为图1中A向剖视结构示意图；

图3为本发明一种精确定位的三辊导向装置结构示意图；

图4为图3中B向剖视结构示意图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

如图3与图4所示，本发明基本结构与现有技术相同，也包括底座4、液压缸3、导向辊11、12、13与摆臂连杆机构2，结构特征、连接方式与工作原理与现有技术基本相同，在此不再赘述。

本发明中，在第三轴26上套装一扇形齿轮6(即第一齿轮)，该扇形齿轮6固定安装在摆杆23上，从而与摆杆23作同步枢转摆动。第一齿轮6与一第二齿轮7啮合，该第二齿轮7通过轴9连接编码器8。编码器8通过支架安装在底座4上，位置固定。本发明可通过第一齿轮6、第二齿轮7及编码器8可获得摆杆23摆动数据，通过换算，可获得摆杆23端部的导向辊11、12、13的位置参数。由于编码器8精度较高，可实现导向辊11、12、13位置的精确控制。

液压缸3的液压回路中设置有液压锁，液压锁可控制液压缸3的来油。编码器8通过该液压锁的动作来实现锁定液压缸3动作，从而可确定液压缸3停止位置，以确定导向辊11、12、13位置。由于液压动作具有一定滞后性，需要在实践过程中进行试验，并得出液压缸3动作与导向辊11、12、13位置的线性关系，从而方便地控制液压缸3动作，实现对导向辊11、12、13位置的精确控制。

本发明的有益效果在于，本发明与现有技术相比，仅仅通过在第三轴26上设置伺服齿轮传动机构，并通过该伺服齿轮传动机构传动编码器8，就可方便地获得精确的导向辊11、12、13位置参数，并根据该位置参数控制液压缸3动作，由于该导向辊11、12、13位置参数的真实性与精确性，从而可实现导向辊11、12、13的精确定位，提高毛管51的生产质量，提高生产效率，符合现代化生产的快节奏与高质量需求。

本发明结构简单、动作可靠、定位精度高，本发明制作成本低、自动化程度高，易于推广使用，有很强的市场前途。

本发明的技术方案已由优选实施例揭示如上。本领域技术人员应当意识到在不脱离本发明所附的权利要求所揭示的本发明的范围和精神的情况下所作的更动与润饰，均属本发明的权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种精确定位的三辊导向装置，包括：

底座、液压缸、导向辊及摆臂连杆机构；

其特征在于，还包括伺服齿轮传动机构和编码器，所述伺服齿轮传动机构随三套独立的所述摆臂连杆机构之一的动作而动作，传动控制所述液压缸动作的编码器。

2.如权利要求1所述的精确定位的三辊导向装置，其特征在于，所述三套摆臂连杆机构均包括转杆、连杆及摆杆，所述转杆的一端与一第一轴固定连接，一动力杆的一端与所述第一轴固定连接，所述动力杆的另一端与所述液压缸活塞杆枢转连接，所述第一轴枢转连接在所述底座上，所述连杆两端分别枢转连接所述转杆的另一端与摆杆的一端，所述摆杆的另一端连接所述导向辊，所述三套摆臂连杆机构中的一套摆臂连杆机构的所述摆杆的中部枢转连接在固定安装在所述底座上的一第二轴上；所述三套摆臂连杆机构中的其余两套摆臂连杆机构的所述摆杆的中部枢转连接在固定安装在所述底座上的一第三轴上。

3.如权利要求1或2所述的精确定位的三辊导向装置，其特征在于，所述伺服齿轮传动机构包括一第一齿轮和一第二齿轮，所述第二齿轮通过轴连接所述编码器。

4.如权利要求1或2所述的精确定位的三辊导向装置，其特征在于，所述编码器通讯连接液压锁，所述液压锁锁定所述液压缸动作。

5.如权利要求1或2所述的精确定位的三辊导向装置，其特征在于，所述第一齿轮为扇形齿轮。