CN102581180B - 大型辗环机的轴向轧制装置 - Google Patents

Abstract

一种大型辗环机的轴向轧制装置，主体结构由侧机架、上滑块、下锥辊座、上横梁、上锥辊、下锥辊等组成，其特征是两个侧机架采用井式筋板外露的开式焊接结构，并在侧机架的内侧面焊接扁平箱体结构，以便于安装四对锯齿型的动调节板和静调节板。锯齿型的动静调节板用来实现左右方向滑动导轨的间隙调节。前后导轨调节块、前后导轨安装块均安装在上滑块上，通过前后导轨调节块推动后导轨安装块，来实现前后方向滑动导轨的间隙调节。当导轨磨损至超出调节范围需要更换时，不需要拆卸既大且重形状又不规则的上滑块组件，就可在将动静调节板和前后导轨安装块拆下以更换前后左右的导轨。本发明主要用于制造大型辗环机。

Description

大型辗环机的轴向轧制装置

技术领域

本发明涉及一种大型无缝环件热轧成型设备，即大型数控径-轴向辗环机，具体是一种具有独特的上滑块间隙调节机构的大型径-轴向辗环机的轴向轧制装置。

背景技术

大型数控径-轴向辗环机是大型无缝环件热轧成型的专用设备，即通过对加热后毛坯施加径、轴向轧制力，实现壁厚减薄、直径扩大、截面轮廓的成形。轧制原理参见图1。

大型径-轴向辗环机的轴向轧制系统，通过主轧油缸和平衡油缸推动上滑块带动上锥辊下压，对环件毛坯轴向方向施加轧制力。目前，公知的径-轴向辗环机的轴向轧制装置，由于上滑块行程较长，且设备空间限制，上滑块的滑动导轨多采用垫片调隙甚至没有调隙机构（参见图9）。

风电、航空航天、核电、船舶等行业需要6000~10000mm直径的大型无缝环件，单个环件重量可达20吨左右。由于所加工环件的大型化，轧制过程的重载、变载、高温等，大型数控径-轴向辗环机的各部件也非常大，非常重，因此对其各部件结构的易装配性、易调试性、易维护性提出了很高的要求。

环件轧制的大型化、重载化以及设备使用环境比较恶劣，都将加剧滑动导轨板的磨损。滑动导轨板磨损导致上滑块和机架之间间隙变大。如果间隙过大，将会影响上滑块的上下滑动的顺畅程度，降低设备的加工精度，必须加以调整。

大型数控径-轴向辗环机轴向轧制装置的上滑块组件体积、重量均较大（济南铸锻所D53K-5000辗环机上滑块组件重约20吨；济南铸锻所申报的国家重大专项D53K-8000辗环机上滑块组件重约39吨），且形状不规整。滑动导轨磨损间隙过大需要调整时，垫片调隙的调整机构需要配磨垫片，调整操作费力费时。滑动导轨磨损至不能用时，垫片调隙的轴向轧制装置需拆卸整个上滑块组件（包含电机减速机）予以更换，更是费工费时，影响经济效益。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种结构新颖能克服设备空间限制、性能可靠、间隙调整操作简单、可以实现不拆卸上滑块组件就可更换导轨的大型数控径-轴向辗环机的轴向轧制装置，其特征是两个侧机架采用井式筋板外露的开式焊接结构，并在侧机架的内侧面焊接扁平箱体结构，以便于安装四对锯齿型的动调节板和静调节板。锯齿型的动静调节板用来实现左右方向（左右和前后的方位关系以附图3定）滑动导轨的间隙调节。前后导轨调节块、前后后导轨安装块均安装在上滑块上，通过前后导轨调节块推动后导轨安装块，来实现前后方向滑动导轨的间隙调节。

本发明所采用的技术方案是：一种大型辗环机的轴向轧制装置，主体结构（参见图2）由侧机架、上滑块、下锥辊座、上横梁、上锥辊、下锥辊组成，还包括提供轴向轧制装置在整机底座上前后移动动力的移动油缸、上下锥辊的旋转动力系统中的电机与减速箱、提供上滑块上下滑动及轧制力的主轧油缸和平衡油缸以及锥辊预紧拆卸油缸（此油缸非必备件）等。本发明打破原有中小型辗环机所采用的整体焊接式机架，采用由两个对称的侧机架和下锥辊座、上横梁组成的框式组合机架，各部分之间由螺纹和键条连接。其中两个侧机架不采用原有中小型辗环机所采用的闭合的箱体结构，而是采用井式筋板外露的开式结构（参见图2）。在侧机架的内侧面，焊接有扁平箱体以承受前后导轨的力量。

在上滑块两侧面分别设置有前止推槽和后止推槽，前后止推槽的里侧用于安装左右导轨；前止推槽的外侧用于安装前导轨安装块；后止推槽的外侧用于安装前后导轨调节块，后止推槽中间还设置有通过长圆孔与之配合安装的后导轨安装块；在前、后导轨安装块内侧面上安装有前后导轨，前后导轨与相邻的动静调节板侧面配合滑动；前后导轨调节块上设置有前后导轨调节机构，用以推动后导轨安装块来实现前后导轨的间隙调节。

在左右导轨和侧机架之间设置有接触面为锯齿状斜面四对动调节板和静调节板；在静调节板上下两端设置有上下定位块用以限位，此定位块安装在侧机架上；在静调节板和侧机架之间设置有长度短于静调节板的动调节板，在动调节板上设有纵向长圆孔，静调节板的固定螺栓由侧机架方向穿过动调节板的长圆孔实现静调节板与侧机架的固定连接；在上定位块上设置有动调节板调节机构，用以推拉动调节板来实现左右导轨的间隙调节。

本发明的有益效果是：本发明所采用的结构，只需要旋转调节螺栓就可以调整左右导轨以及前后导轨的间隙。在导轨磨损导致的间隙过大，需要补尝时，不需要拆卸任何部件，也不需要机加工修磨垫片，只需要旋动调整螺栓即可。本发明所采用的井式筋板焊接的开式机架，以及合理安排的前后导轨安装块，保证了锯齿形调节板和前后左右导轨拆卸的独立性，即当导轨磨损至超出调节范围需要更换时，不需要拆卸既大且重形状又不规则的上滑块组件，就可在将动静调节板和前后导轨安装块拆下后更换前后左右的导轨。本发明所采用的结构不会导致设备外形尺寸变大过多，且调隙操作简单方便，即提高了设备的加工精度，也延长了铜导轨的使用寿命。而且导轨更换维修方便，既省时又省力，具有很高的经济效益。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。本发明第一个实施例是济南铸锻所申报的国家重大专项D53K-8000大型数控径-轴向碾环机的轴向轧制装置。图1是大型数控径轴向碾环机工作原理示意图。图2是本发明第一个实施例的轴侧视图。图3的本发明第一个实施例的前视图。图4是图3中I处（锯齿形调节板上定位块处）放大视图。图5是图3中II处（锯齿形调节板下定位块处）放大视图。图6是图3中G—G处截面剖视图。图7是图6中III处(前导轨处）放大视图。图8是图6中IV处(后导轨处）放大视图。图9是现有技术辗环机轴向轧制装置中类似图3的G—G处截面剖视图。图中：1—主辊，2—芯棍，3—抱辊，4—上锥辊，5—下锥辊，6—环件，7—侧机架，8—下锥辊座，9—上滑块，10—上横梁，11—承重轮，12—侧面轮，13—主轧油缸，14—平衡油缸，15—电机，16—减速箱，17—移动油缸，18—上定位块，19—动调节板，20—静调节板，21—下定位块，22—前后导轨（前后方向以图3定），23—前导轨安装块，24—左右导轨（左右方向以图3定），25—后导轨安装块，26—前后导轨调节块，27—拉栓，28—推栓，29—垫片，30—固定螺栓，31—调节螺栓。

具体实施方式

    由于本发明用于大型重载设备，尺寸重量均很大，所以本发明的第一个实施例打破原有中小型碾环机所采取的整体焊接式机架，采用组合式机架，如图2和图3所示，机架由两个侧机架7和上横梁10以及下锥辊座8用螺栓和键条联接组合而成为一个框式整体。如图2和图6及其III、IV处放大图7、8所示，侧机架7不采用原有技术中的闭合式箱体结构，而是采用井式筋板外漏的开式焊接结构，目的是为了安装本发明的核心部件动调节板19和静调节板20；在侧机架7的内侧面，焊接有扁平箱体，目的是为了承受前后导轨的力量。

如图6及其III、IV处放大图7、8所示，左右导轨板24，一般为铜质，开有润滑油槽，通过沉头螺栓固定在上滑块9上。左右导轨板24和静调节板20的结合面是滑动面。

如图3及其I、II处放大图4、5所示，左右方向导轨间隙调整的核心部件是动调节板19和静调节板20。动调节板19和静调节板20的接触面是锯齿形的多组平行斜面；之所以采用此种锯齿形的多组平行斜面接触而不是单个斜面接触，是因为大型碾环机要轧制的环件高度在1000mm以上，甚至达到1600mm，这样上滑块的滑动行程就比较长，如果两个调节板采用单个斜面接触就导致两个调节板的叠加厚度太大，从而导致设备尺寸异常变大而失去实用价值。动调节板19位于静调节板20和侧机架7之间，且动调节板19比静调节板20长度要短，短的数值由斜面角度和需要的调节量决定，综合考虑以100mm左右为佳。

如图3及其I、II处放大图4、5所示，上定位块18和下定位块21用止退槽和螺栓固定在侧机架7上，静调节板20位于上定位块18和下定位块21之间，上下不能移动。静调节板20上开有不通透的螺纹孔，动调节板19相应的位置开有上下方向的长圆孔，固定螺栓30就可以由侧机架7外侧面穿过动调节板19的长圆孔把静调节板20固定在侧机架7上。

如图3及其I处放大图4所示，上定位块18和动调节板19之间装有拉栓27和推栓28。当需要调整左右导轨24的间隙时，先松开静调节板20和侧机架7之间的固定螺栓30以及上定位块18上的拉栓27，然后旋转上定位块18上的推栓28，将动调节板19向下推动，由于动调节板19和静调节板20是锯齿形的多组平行斜面接触的原因，两条锯齿型长条板叠加的厚度将变大，也就是动调节板19将静调节板20推向了左右导轨24，这样静调节板20和左右导轨24之间的间隙就变小了，也就补偿了左右导轨的磨损。如果因为装配或拆卸的原因，需要左右导轨24保持较大的间隙，只需要先松开固定螺栓30以及推栓28，旋转上定位块18上的上栓27，将动调节板19向上拉动，静调节板20和左右导轨-24之间的间隙就能变大。因此左右方向的导轨间隙调节操作简单易行，而且经济可靠。

    如图6及其III、IV处放大图7、8所示，前后导轨22，一般为铜质，开有润滑油槽，通过沉头螺栓分别固定在前导轨安装块23和后导轨安装块25上。前后导轨板22和锯齿形调节板19、29的外侧面贴合，这个贴合面是滑动面。

如图6及其III处放大图7所示，前导轨安装块23通过螺栓固定在上滑块9上，有止推槽限制其位移。如图6及其IV处放大图8所示，后导轨安装块25上通过前后方向的长圆孔固定在上滑块9上，可以前后移动。前后导轨调节块26固定在上滑块9上，也有止推槽限制其位移。前后导轨调节块26还装有一排调节螺栓31，顶在后导轨安装块上。

如图6及其III、IV处放大图7、8所示，当需要调整前后导轨22的间隙时，先松开后导轨安装块25的固定螺栓，然后旋转前后导轨调节块26上的调节螺栓31，即可将后导轨安装块25顶向前，这样前后导轨22和静调节板20侧面之间的间隙就变小了，也就补偿了前后导轨的磨损。如果因为装配或拆卸的原因，需要前后导轨22保持较大的间隙，只需要反向旋转前后导轨调节块26上的调整螺栓31，松动后导轨安装块25的固定螺栓，调整一下后导轨安装块25的位置即可。

设备总装时，先把两个侧机架7和上横梁10以及下锥辊座8用螺栓和键条组合成框式整体，再把既大且重形状又不规则的上滑块9放入机架之间。因为动调节板19和静调节板20还没有安装，所以上滑块9和侧机架7之间的间隙足够大，相比较左右方向没有调隙机构或者垫片调隙的机构，这个安装过程非常方便，省时省力。

同样，当导轨磨损严重，超出调节范围，需要更换时，不需要拆卸既大且重形状又不规则的上滑块9，只需要先拆卸前后导轨调节块26、前导轨安装块23以及后导轨安装块25，即可更换前后导轨22；然后将动调节板19和静调节板20拆下，即有足够的扳手空间来更换左右导轨24。因此导轨的更换维修很方便，既省时又省力，相对原有技术具有很高的经济效益。

Claims (5)

1.一种大型辗环机的轴向轧制装置，它包括分列左右的侧机架以及在侧机架内沿左右导轨和前后导轨上下滑动的上滑块，其特征是在上滑块两侧面分别设置有前止推槽和后止推槽，前后止推槽的里侧用于安装左右导轨；前止推槽的外侧用于安装前导轨安装块；后止推槽的外侧用于安装前后导轨调节块，后止推槽中间还设置有通过长圆孔与之配合安装的后导轨安装块；在前、后导轨安装块内侧面上安装有前后导轨；前后导轨调节块上设置有前后导轨调节机构，用以推动后导轨安装块来实现前后导轨的间隙调节；

在左右导轨和侧机架之间设置有四对动调节板和静调节板；在静调节板上下两端设置有上下定位块用以限位，此定位块安装在侧机架上；在静调节板和侧机架之间设置有长度短于静调节板的动调节板，在上定位块上设置有动调节板调节机构，用以推拉动调节板来实现左右导轨的间隙调节；动调节板的调节机构是指在上定位块和动调节板之间设置的推拉螺栓；在动调节板上设有纵向长圆孔，静调节板的固定螺栓由侧机架方向穿过动调节板的长圆孔实现静调节板与侧机架的固定连接。

2.根据权利要求1所述的大型辗环机的轴向轧制装置，其特征是所述动静调节板之间的配合面为锯齿状斜面；动调节板长度短于静调节板100mm。

3.根据权利要求1所述的大型辗环机的轴向轧制装置，其特征是所述前后导轨调节机构为设置于前后导轨调节块和后导轨安装块之间的调节螺栓。

4.根据权利要求3所述的大型辗环机的轴向轧制装置，其特征是前后导轨调节块上设置有一排调节螺栓，顶在后导轨安装块上。

5.根据权利要求1所述的大型辗环机的轴向轧制装置，其特征是两个侧机架采用井式筋板外露的开式结构，并在内侧面焊接有扁平箱体结构；两个对称的侧机架和下锥辊座、上横梁组成的框式组合机架，各部分之间由螺纹和键条连接。

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