CN103894454B - 超细管材矫直机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种超细管材矫直机，包括动力及传动系统、矫直机主机、上料装置，矫直机主机采用2-2(10)共5对上下对称布置的矫直辊，各辊之间的辊距相等，各矫直辊的辊型均为双曲线反弯辊型。矫直辊的压下(压上)采用差动螺旋结构，角度调整采用螺杆齿轮和齿轮传动，锁紧平衡采用螺杆推动移动滑块与固定架配合，传动系统采用减速器与分配箱通过齿轮连接，上料装置采用手轮转动机构。矫直机动力源来自变频电机，矫直速度采用无级调速。本发明可以对直径为1.5mm-3mm、壁厚为0.15mm-0.3mm的超细管材进行矫直，矫直精度局部0.1mm/m，整体0.3mm/m。本发明主要矫直不锈钢毛细管材，也可对其他材质的毛细管进行矫直。

Description

超细管材矫直机

技术领域

本发明属于机械技术领域，主要涉及一种管材矫直机，具体涉及一种超细管材的高精度矫直机，尤其适合用于不锈钢毛细管材的矫直。

背景技术

航空航天和精密仪器内对超细管材的精度要求越来越高，而普通的超细管材由于加工、运输及放置等因素，管材的精度都会受到不同程度的影响，使管材出现弯曲、扭曲等缺陷。由于超细管材在使用前会出现上述的缺陷，故在使用时应对超细管进行矫直，以符合其在实际中的要求。面对高精度超细管材的需求日益增多，设计和制造超细管材矫直机是必需的。我国矫直机类型与品种繁多，能满足大多数直径的管棒材矫直要求，但超细管材矫直机在我国仍属空白，由于超细管矫直在矫直过程中矫直工艺参数的不确定性，无法通过生产实践获得可靠压弯量与压扁量，故矫直的工艺参数是设计制造矫直机的难点。

发明内容

本发明旨在针对我国对超细管材矫直机研究的不足，提供一种超细管材矫直机，特别适用于不锈钢毛细管材的矫直，矫直管材的直径范围为φ1.5mm-φ3mm，壁厚为0.15mm-0.3mm，最后矫直精度可以达到局部0.1mm/m，整体0.3mm/m。

本发明构思通过下述技术方案实现：一种超细管材矫直机，包括动力系统、传动系统、矫直机主机、上料装置，所述矫直机主机包括矫直辊辊系、矫直辊压上或压下装置、矫直辊角度调整装置、矫直辊锁紧平衡机构，所述矫直机主机采用2-2（10）共5对上下对称布置的矫直辊，各辊之间的辊距相等，各矫直辊的辊型均为双曲线反弯辊型，对矫直速度采用无级调速。

所述各对矫直辊的辊距为40mm，矫直辊辊腰直径为15mm，矫直辊长度为22mm。

所述矫直辊辊系采用关节轴承支撑矫直辊结构，其轴承支架固定在矫直辊支座上，所述关节轴承的固定采用一端固定一端游动的方式，内圈一边由矫直辊轴端的轴肩固定，另一端由螺母固定，外圈一端由轴承支架固定，另一边由平衡螺母固定。

所述矫直辊压上或压下装置采用螺旋差动结构，与矫直辊支座直接相连的螺杆采用滚珠丝杠，与旋转杆相连的螺杆螺纹采用30°梯形螺纹，梯形螺纹的螺距采用1.25mm，所述滚珠丝杠的螺距采用1mm，通过螺旋差动结构当手动控制的螺旋杆旋转一周时，矫直辊可以向上或向下移动0.25mm。

所述矫直辊角度调整装置采用蜗杆齿轮与齿轮配合，所述蜗杆头数取1，与蜗杆配合的齿轮齿数为19，角度调整装置上的圆柱齿轮的齿数为17，矫直辊支座上的齿轮齿数为51，蜗杆旋转一周矫直辊旋转的角度为6.3°。

所述锁紧平衡机构采用螺杆推动移动滑块与固定架配合，用于对矫直辊支座的固定及平衡，所述固定架为半环形，所述移动滑块为弧面形。

所述传动系统采用减速器与分配箱组合使用，所述减速器和分配箱通过齿轮连接。

所述上料装置采用手轮转动机构，该手轮转动机构设有绕转动横轴旋转的两根上料管，可以在一根管材进行矫直的时候，将另一根管材送入到上料管中，相比普通上料装置效率可以提高一倍。

本发明的有益效果是：矫直辊的上下移动采用差动螺旋结构，调整精度为0.0025mm，能够达到矫直辊上下移动时所需的精度要求；矫直辊的角度调整采用蜗杆齿轮与齿轮传动配合，调整精度为0.315°，可以实现不同管径的管材在矫直过程中与矫直辊的完全接触；采用十辊布置方案，可以使管材的反弯次数增加，达到矫直精度的要求；矫直辊辊型曲线为双曲线反弯辊型，增加了矫直辊与管材的接触区域，有效的提高了矫直精度，最后矫直精度可以达到局部0.1mm/m，整体0.3mm/m；对矫直速度采用无级调速，可以解决矫直质量与矫直效率的矛盾，可以在保证矫直质量的前提下提高矫直效率。

附图说明

图1为本发明外形示意图。

图2为本发明矫直机主机示意图。

图3为本发明矫直机主机剖开后单个矫直辊辊系两面投影示意图。

图4为本发明矫直辊辊系装配示意图。

图5为本发明矫直辊锁紧平衡机构示意图。

图6为本发明矫直辊角度调整装置示意图。

图7为本发明矫直辊底座与压上装置连接示意图。

图8为本发明矫直辊压上装置示意图。

图9为本发明传动装置剖视示意图。

图10为本发明上料装置示意图。

图中：1、5变频电机，2、4传动系统，3、矫直机主机，6、输出管，7、机身，8、前侧盖板，9、锁紧螺母，10、侧盖板，11、锁紧螺钉，12、输入管，13、矫直辊辊系，14、机架，15、锁紧平衡机构，16、角度调整装置，17、压上装置，18、十字头螺钉，19、辊系支架，20、锁紧平衡机构连接板，21、紧固螺钉，22、角度调整装置连接板，23、紧固螺钉，24、压上装置连接板，25、紧固螺钉，26、凸凹连接块，27、连接螺钉，28、旋转杆，29、矫直辊支座，30、螺栓，31、轴承支架，32、平衡螺母，33、固定螺母，34、关节轴承，35、矫直辊，36、轴承支架，37、关节轴承，38、固定螺母，39、六角螺母，40、移动滑块，41、螺钉，42、固定夹紧半环，43、螺钉，44、锁紧平衡机构连接板，45、螺栓，46、外壳体，47、齿轮，48、连接杆，49、螺钉，50、蜗杆，51、顶盖，52、圆柱齿轮，53、螺钉，54、轴端挡圈，55、角接触球轴承，56、滚珠丝杠，57、圆柱齿轮，58、内六角螺钉，59、丝杠螺母，60、底端螺母，61、差动螺杆，62、固定螺母，63、螺钉，64、旋转螺杆，65、减速器，66、箱体支架，67、连接齿轮，68、轴承支架，69、分动箱，70、转动横轴，71、轴承座，72、转动手轮，73、轴承座支撑架，74、底架，75、上料管，76、上料管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述：

参见图1-3，本发明矫直机主要包括动力系统、传动系统、矫直机主机，动力系统动力源来自变频电机1、5，传动系统2、4主要由减速器和分配箱构成，矫直机主机3主要由矫直辊辊系13、角度调整装置15、压上（压下）装置17、锁紧平衡机构16、机身7和机身上的附件构成。

参见图2，输入管12为管材进入矫直机提供支撑，输出管6为管材离开矫直机提供支撑，防止二次受弯，机身7为矫直机主机各部分提供连接与支撑，前侧盖板8为矫直机主机调整角度装置和锁紧装置旋转杆提供支撑，侧盖板10为输出管6、输入管12提供支撑，锁紧螺钉11主要是固定输入管和输出管，锁紧螺母9在侧挡板移动后可以固定侧挡板。

参见图4，矫直辊支座29主要为辊系中其他零部件提供支承，并且尾端和调整压上（压下）装置与调整角度装置连接，起承上连下的作用；螺栓螺母30、39的作用是将轴承支架31、36固定在矫直辊支座29上面；关节轴承34、37的固定采用一端固定一端游动的方式，内圈一边由矫直辊轴端的轴肩固定，另一端由螺母33、38固定，外圈一端由轴承支架31、36固定，另一边由平衡螺母32固定。

参见图5，锁紧机构不仅简单，体积小，而且能够提供一定的夹紧力使轴承座体保持稳定，故借鉴千分尺结构设计弧面滑块与轴承座体直接接触。半环42由螺钉41、43固定在连接底板44上，旋转螺栓45可以推动移动滑块40前进后退，当移动滑块40向前移动时和半环42共同作用夹紧矫直辊支座，实现对矫直辊支座的固定及平衡。

参见图6，螺钉53、49将齿轮47、52固定在连接杆48上，外壳体46与顶盖51将齿轮47与蜗杆50密封在一起，蜗杆50头数选择为1，齿轮47齿数为19，圆柱齿轮52的齿数为17，矫直辊支座上的齿轮齿数为51，则蜗杆50旋转一周矫直辊支座旋转的角度为6.3°，将与蜗杆50连接的旋转杆的圆周平均分为20份，则每旋转一个刻度时，矫直辊旋转的角度为0.315°，完全可以满足角度调整的精度。

参见图6-7，角接触球轴承55的内圈一端由滚珠丝杠56的轴肩固定，另一端由轴端挡圈54固定，外圈由矫直辊支座29和圆柱齿轮57固定；圆柱齿轮57由螺钉58固定在矫直辊支座上，通过和角度调整装置中的齿轮配合实现对矫直辊的角度调整。

参见图8，压上（压下）装置通过差动螺旋结构实现矫直辊的移动，丝杠螺母59、差动螺杆61和旋转螺杆64通过螺钉63组成差动螺旋装置中的移动螺杆，滚珠丝杠56与矫直辊支座连接，这样固定螺母62、滚珠丝杠56和移动螺杆组成了差动螺旋结构，最终控制矫直辊的上下移动。底端螺母60的作用为防止丝杠脱离丝杠螺母。

参见图9，在传动系统结构中，由于减速器65的输出轴与分配箱69的输入轴轴径较小，故在减速器与分配箱之间使用齿轮传递来代替联轴器，同时，传动齿轮67还可以起到飞轮的作业，达到储能的效果。传动齿轮67通过轴承支座68固定在支架66上，减速器65与分配箱69利用螺栓固定于支架66。

参见图10，上料装置的作用是为矫直机输送管材，防止管材的尾部在矫直过程中受到损坏，进料方式是手动传送。当一根超细管材完全进入到矫直机后，转动手轮72带动上料管75、76绕转动横轴70旋转，轴承座71为转动横轴70提供轴承支承，转动装置通过轴承座支撑架73固定在底架74上。一根上料管中的薄壁管通过手动送入到矫直机后，将另一根薄壁管送入到上料管中，这样在一根薄壁管进行矫直的过程中，另一根薄壁管的上料工作也已做好，可以节约大量时间，提高工作效率。

Claims (8)

1.一种超细管材矫直机，包括动力系统、传动系统、矫直机主机、上料装置，所述矫直机主机包括矫直辊辊系、矫直辊压上或压下装置、矫直辊角度调整装置、矫直辊锁紧平衡机构，所述矫直机主机采用5对上下对称布置的矫直辊，各辊之间的辊距相等，各矫直辊的辊型均为双曲线反弯辊型，对矫直速度采用无级调速，所述各对矫直辊的辊距为40mm，矫直辊辊腰直径为15mm，矫直辊长度为22mm，其特征在于，所述矫直辊辊系采用关节轴承支撑矫直辊结构，其轴承支架固定在矫直辊支座上，所述关节轴承的固定采用一端固定一端游动的方式，内圈一边由矫直辊轴端的轴肩固定，另一端由螺母固定，外圈一端由轴承支架固定，另一边由平衡螺母固定。

2.根据权利要求1所述的超细管材矫直机，其特征在于，所述矫直辊压上或压下装置采用螺旋差动结构，与矫直辊支座直接相连的螺杆采用滚珠丝杠，与旋转杆相连的螺杆螺纹采用梯形螺纹。

3.根据权利要求2述的超细管材矫直机，其特征在于，所述与旋转杆相连的螺杆螺纹采用30°梯形螺纹，梯形螺纹的螺距采用1.25mm，所述滚珠丝杠的螺距采用1mm，通过螺旋差动结构当手动控制的螺旋杆旋转一周时，矫直辊可以向上或向下移动0.25mm。

4.根据权利要求1所述的超细管材矫直机，其特征在于，所述矫直辊角度调整装置采用蜗杆齿轮与齿轮配合，所述蜗杆头数取1，与蜗杆配合的齿轮齿数为19，角度调整装置上的圆柱齿轮的齿数为17，矫直辊支座上的齿轮齿数为51，蜗杆旋转一周矫直辊旋转的角度为6.3°。

5.根据权利要求1所述的超细管材矫直机，其特征在于，所述锁紧平衡机构采用螺杆推动移动滑块与固定架配合，用于对矫直辊支座的固定及平衡。

6.根据权利要求5所述的超细管材矫直机，其特征在于，所述固定架为半环形，所述移动滑块为弧面形。

7.根据权利要求1所述的超细管材矫直机，其特征在于，所述传动系统采用减速器与分配箱组合使用，所述减速器和分配箱通过齿轮连接。

8.根据权利要求1所述的超细管材矫直机，其特征在于，所述上料装置采用手轮转动机构，该手轮转动机构设有绕转动横轴旋转的两根上料管，可以在一根管材进行矫直的时候，将另一根管材送入到上料管中。