CN103567225B - 一种芯棒冷却设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种芯棒冷却设备，包括箱体、多组托辊和多组喷淋环，箱体底部通过支座固定设置，箱体两端通口上设置有封水帘；多组托辊均安装在箱体内，并沿芯棒行走方向呈直线依次均匀布置，多组托辊中每组托辊均包括V形辊、V形支撑槽、扁担梁、转轴与调整机构，扁担梁的转动中心固定连接转轴，转轴枢转安装在箱体上，并与调整机构固定连接，调整机构设置在箱体外部，V形辊与V形支撑槽分别安装于扁担梁的两端，V形辊包括两相对呈V形设置的辊子，V形支撑槽由软体耐磨金属制作；多组喷淋环设置在箱体内，位于多组托辊的上方，连通水路，且喷淋方向均朝向芯棒。本发明芯棒的冷却融入到轧管生产线中，适用范围广，芯棒冷却均匀快速。

Description

一种芯棒冷却设备

技术领域

本发明涉及轧管机械，特别涉及无缝钢管生产中对轧管机芯棒进行冷却的设备。

背景技术

无缝钢管生产中，芯棒穿入毛管内部配合轧管机辗轧将加热后的毛管壁厚减薄，形成荒管，轧制过程中芯棒外表与毛管压合后会产生900℃多的高温，对于使用单根芯棒进行轧管的轧制设备，芯棒需要冷却到90℃左右后在外表面喷涂上润滑剂再进行下一次轧管，如果芯棒冷却不到位挂不上润滑剂而进行轧管，会使荒管产生质量缺陷甚至出现生产事故。

现有的芯棒冷却方法，一般是在芯棒内部通循环水冷却，但这种方法会提高芯棒的制作成本，而且芯棒中空结构容易导致其在高温压力下产生变形，影响荒管的生产质量。还有一种较为常用的方式是利用每次轧管间隙时间，将芯棒转移到其他工位后对芯棒外表浇水喷淋进行冷却，但因生产间隙时间短，芯棒的冷却程度往往不够，这样不仅影响钢管的产量，而且容易使芯棒冷却不均匀，会影响到产品的质量。如果要达到较好的冷却效果，需要延长芯棒外表喷淋时间，这又会严重影响到轧管生产效率，经济性很差。

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能够融入到轧管生产线中、冷却均匀快速、适用范围广且对芯棒结构没有特殊要求的芯棒冷却设备。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种芯棒冷却设备，包括：

箱体，所述箱体底部通过支座固定设置，所述箱体两端通口上设置有封水帘；

多组托辊，所述多组托辊均安装在所述箱体内，并沿芯棒行走方向呈直线依次均匀布置，所述多组托辊中每组托辊均包括V形辊、V形支撑槽、扁担梁、转轴与调整机构，所述扁担梁的转动中心固定连接所述转轴，所述转轴枢转安装在所述箱体上，所述调整机构设置在所述箱体外部，包括多根摆臂、一根拉杆和一个液压缸，每一所述摆臂一端固定连接所述转轴，另一端枢转连接所述拉杆，所述液压缸的活塞杆枢转连接所述多根摆臂中的任一根，所述液压缸的缸体连接一定位机构，所述V形辊与V形支撑槽分别安装于所述扁担梁的两端，所述V形辊包括两相对呈V形设置的辊子，所述V形支撑槽由软体耐磨金属制作；

多组喷淋环，所述多组喷淋环设置在所述箱体内，并位于所述多组托辊的上方，所述多组喷淋环连通水路，且喷淋方向均朝向所述芯棒。

进一步，所述箱体底部设置有排水口。

进一步，所述多组喷淋环中每一喷淋环均包括环绕所述芯棒上部的半圆形喷管，所述半圆形喷管上的多个喷水口上连通设置有多个喷嘴，所述多个喷嘴的喷淋方向均朝向所述芯棒。

进一步，还包括水路控制系统和测温仪，所述水路控制系统连通设置在所述多组喷淋环与所述水路之间，所述测温仪设置在所述箱体的出口外侧靠近所述芯棒的位置。

进一步，所述定位机构包括左丝杠伸缩机和右丝杠伸缩机，每一所述伸缩机均包括机体和一横向伸缩的伸缩杆，所述机体均固定安装在所述支座上，所述右丝杠伸缩机的伸缩杆固定连接所述液压缸的缸体，所述左丝杠伸缩机的伸缩杆的端头限位顶靠所述液压缸的活塞杆。

进一步，还包括多个微调机构，每一所述微调机构均包括螺纹连接的两端头螺母和一调节螺杆，所述两端头螺母分别枢转安装在所述箱体底部和所述V形支撑槽。

本发明的有益效果在于，本发明与现有技术相比，本发明中采用箱体容置芯棒，多组托辊托运芯棒，从而使得芯棒的冷却融入到轧管生产线中，无须单独设置，而且多组托辊高度可调，从而芯棒冷却的适用范围更广，采用喷淋环对前进和转动中的芯棒进行环向喷淋冷却，使得芯棒的冷却均匀快速，提高轧管整体生产效率，且客观上提高荒管生产质量，具有非常高的经济性和市场前景。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细说明：

图1为本发明的芯棒冷却设备结构示意图；

图2为图1中沿A-A线的剖视结构示意图；

图3为图2中沿B-B线的剖视结构示意图；

图4为图3中沿C-C线的剖视结构示意图。

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1、图2、图3和图4所示，本发明的芯棒冷却设备，包括箱体1、喷淋环2、水路控制系统3、多组托辊、调整机构、定位机构和微调机构。本发明通过多组托辊运送芯棒7，并在运送过程中通过喷淋环2对芯棒7进行冷却。

如图1、图2和图3所示，箱体1是一分体焊接结构，用于封闭喷淋水外射和安装设备使用，箱体1包括上盖11、中间箱体12和下箱体13，分上、中、下三段箱体设置是为了方便维修。箱体1前后设有通孔允许芯棒7通过，并设有封水帘14能封闭水流外射，封水帘14是一个橡胶板制作的环形软帘，装在箱体1的进、出口处。箱体1的上盖11安装水路控制系统3，在中间箱体12和下箱体13之间设有轴瓦16，用于枢接带有多组托辊中的转轴44(具体结构见下文)。箱体1底部制作有排水口17，用以将喷淋水排出并回收，箱体1底部连接左支座18和右支座19，左支座18和右支座19安装在基础上，以支撑整个设备。左支座18和右支座19是一焊接件承载所有设备，左支座18连接于箱体1左边底部，右支座19连接于箱体1右边底部。

如图3和图4所示，喷淋环2装于箱体1的上盖11内，通过水路控制系统3连接水路，喷淋环2使用钢管制作，由数组半圆形喷管21组成，半圆形喷管21围绕与芯棒7中心线重合的半径中心设计若干个喷水口，从上半部向芯棒7表面以半圆形喷水，该喷水口都连接喷嘴22，喷嘴22能以雾状喷水，使水雾充分均匀地与芯棒7表面接触，以使芯棒7冷却均匀快速。

如图1、图3和图2所示，水路控制系统3是连接电磁阀的水管路系统，安装在上盖11的顶部，下面连接于喷淋环2，用于自动开关喷淋环2的水流。箱体1的出口外侧靠近芯棒7的位置上设置有测温仪8，根据测温仪8的照射温度测量，主控的计算机发送指令改变水路控制系统3的电磁阀阀门的截面积，从而控制喷水流量的大小，以优化芯棒7的冷却效果。

如图1、图2、图3和图4所示，托辊4的数量为至少3组，根据实际需要设定，每组托辊均包括V形辊41和V形支撑槽46，V形辊41和V形支撑槽46可转动地安装在扁担梁43上，通过其转动实现V形辊41和V形支撑槽46高度的调整，从而能根据芯棒7直径不同来调整支撑高度。轧管开始前，V形辊41上升，支撑芯棒7从上面通过，进入润滑箱后穿入毛管内连同毛管一起喂入轧机，轧管开始后，V形支撑槽46上升，托住芯棒7允许其在上面旋转进行轧管，由于V形支撑槽46是由铜或其它软体耐磨金属制作，因而不会磨坏芯棒7。

如图1、图2、图3和图4所示，多组托辊中每组托辊均包括：V形辊41、轴承座42、扁担梁43、转轴44、V形支撑槽46、支杆47、轴座48和调节螺杆49。V形辊41枢接在轴承座42上，轴承座42连接于扁担梁43的左端，扁担梁43中部(转动中心)固定连接有转轴44，转轴44穿过箱体1上的轴瓦16伸出箱体1外，并连接调整机构。V形支撑槽46连接在支杆47上方，支杆47中部制作有支杆转轴，该支杆转轴枢接安装在扁担梁43右端的轴座48上。支杆47下部枢接微调机构，每一微调机构均包括螺纹连接的两端头螺母和一调节螺杆49，两端头螺母分别枢转安装在箱体1底部和支杆47。该调节螺杆49用来调整V形支撑槽46的高度，以改变支撑高度。

如图1所示，摆臂51一端固定连接转轴44，另一端枢接一个铰接头，该铰接头同时枢转连接拉杆52。拉杆52是两头制作有左右螺纹的螺杆，其连接长度可以调节，以保证该调整机构是一个四连杆结构，能升降一致，拉杆52又与铰接头55连接，铰接头55的中间枢接于中间的摆臂51的中间销轴孔，该中间的摆臂51是一个延长的摇杆，其下端制作有销轴孔与液压缸活塞杆54的耳环枢接，液压缸的活塞杆54伸缩时能带动图中所示的3组托辊同步升降。

定位机构包括左丝杠伸缩机和右丝杠伸缩机。右丝杠伸缩机安装在右支座19上，包括机体61、伸缩杆62和手轮63；左丝杠伸缩机安装在左支座18上，包括机体64、伸缩杆65和手轮66，伸缩杆62和伸缩杆63均为横向伸缩。右丝杠伸缩机的伸缩杆62固定连接液压缸的缸体53，左丝杠伸缩机的伸缩杆65顶靠铰接头55。右丝杠伸缩机的手轮63用以调整伸缩杆62伸出长度，伸缩杆62头部连接有耳环，该耳环枢接于液压缸的缸体53。左丝杠伸缩机的手轮66用以调整伸缩杆65伸出长度，伸缩杆65端头起到挡块的作用。

本发明在实际操作时，根据毛管的直径转动手轮61先调整好右丝杠伸缩机的伸缩杆62伸出长度，以决定液压缸的起始位，然后转动手轮66再调整好左丝杠伸缩机的伸缩杆65伸出长度，液压缸活塞杆54伸出顶住左端丝杠升降机伸缩杆65端头耳环的端面，此时带动中间的摆臂51摆动，由于拉杆52的连接作用，其他的摆臂51也跟着中间的摆臂51一起同步摆动，此时扁担梁43顺时针旋转，带动V形辊41上升，为芯棒7前后运行位，若液压缸的活塞杆54缩回，离开左端丝杠升降机伸缩杆65端头耳环的端面，扁担梁43逆时针旋转，V形支撑槽46上升，为芯棒7旋转运行位，此时开始轧管工作。

本发明的有益效果在于，本发明与现有技术相比，采用封闭式箱体1将冷却水封闭并回收，代替原来的冷却水四处喷射的不良状态，既改善了环境又节约了能源；采用V形辊41和V形支撑槽46在线转动交替的结构方式，能在生产过程中边旋转边前进地连续冷却芯棒7，替代以往的占用生产时间在芯棒7外表浇水喷淋冷却，或在生产间隙时间中匆忙外表冷却，能均匀地冷却芯棒7，延长了冷却时间，减少了生产间隙时间，提高了生产率；采用电磁阀结合电器控制元件自动控制流水量以改变芯棒7的冷却温度和，替代以往的占用生产时间在芯棒7外表浇水喷淋冷却，或在生产间隙时间中匆忙外表冷却，提高了润滑剂的附着力，不仅钢管质量有所改善，而且减少了芯棒7的损耗，客观上降低了轧件的制作成本。

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 (6)

1.一种芯棒冷却设备，其特征在于，包括：

箱体，所述箱体底部通过支座固定设置，所述箱体两端通口上设置有封水帘；

多组托辊，所述多组托辊均安装在所述箱体内，并沿芯棒行走方向呈直线依次均匀布置，所述多组托辊中每组托辊均包括V形辊、V形支撑槽、扁担梁、转轴与调整机构，所述扁担梁的转动中心固定连接所述转轴，所述转轴枢转安装在所述箱体上，所述调整机构设置在所述箱体外部，包括多根摆臂、一根拉杆和一个液压缸，每一所述摆臂一端固定连接所述转轴，另一端枢转连接所述拉杆，所述液压缸的活塞杆枢转连接所述多根摆臂中的任一根，所述液压缸的缸体连接一定位机构，所述V形辊与V形支撑槽分别安装于所述扁担梁的两端，所述V形辊包括两相对呈V形设置的辊子，所述V形支撑槽由软体耐磨金属制作；

多组喷淋环，所述多组喷淋环设置在所述箱体内，并位于所述多组托辊的上方，所述多组喷淋环连通水路，且喷淋方向均朝向所述芯棒。

2.如权利要求1所述的芯棒冷却设备，其特征在于，所述箱体底部设置有排水口。

3.如权利要求1所述的芯棒冷却设备，其特征在于，所述多组喷淋环中每一喷淋环均包括环绕所述芯棒上部的半圆形喷管，所述半圆形喷管上的多个喷水口上连通设置有多个喷嘴，所述多个喷嘴的喷淋方向均朝向所述芯棒。

4.如权利要求3所述的芯棒冷却设备，其特征在于，还包括水路控制系统和测温仪，所述水路控制系统连通设置在所述多组喷淋环与所述水路之间，所述测温仪设置在所述箱体的出口外侧靠近所述芯棒的位置。

5.如权利要求1所述的芯棒冷却设备，其特征在于，所述定位机构包括左丝杠伸缩机和右丝杠伸缩机，每一所述伸缩机均包括机体和一横向伸缩的伸缩杆，所述机体均固定安装在所述支座上，所述右丝杠伸缩机的伸缩杆固定连接所述液压缸的缸体，所述左丝杠伸缩机的伸缩杆的端头限位顶靠所述液压缸的活塞杆。

6.如权利要求1所述的芯棒冷却设备，其特征在于，还包括多个微调机构，每一所述微调机构均包括螺纹连接的两端头螺母和一调节螺杆，所述两端头螺母分别枢转安装在所述箱体底部和所述V形支撑槽。