CN1052062A - 动态平稳的二辊卧式热轧管穿孔机 - Google Patents

Abstract

动态平稳的二辊卧式热轧管穿孔机，属于冶金技 术压力加工设备。其调整机构为剖分式结构的转鼓 和液压缸传动双套弹性压鼓器，消除轧辊轴承箱与转 鼓装配间隙，避免轧辊震动，减少传动零部件震动冲 击磨损，提高寿命2-3倍；导卫装置升降调整有消除 串动间隙弹簧平衡机构及液压锁紧楔铁；由液压缸传 动拉紧和锁紧上导板避免跳动，达到轧辊、导卫装置 动态稳定，提高荒管质量，减少设备总重量，制造成本 降低40-50％，能耗低、效率高、使用范围宽，适用于 多种热轧无缝管机组。

Description

本发明涉及一种二辊式热轧管穿孔机，属于冶金工业技术领域的压力加工设备，特别是黑色冶金热轧无缝钢管机组中，完成第一道主轧变形工序，将热态下的管坯料穿孔成荒管的机械设备。

在公知的二辊卧式热轧管穿孔机，多是由机架和两个交叉并同一方向回转的轧辊及其调整机构、导卫装置机构所组成。调整机构主要是装有轧辊及其轴承箱的转鼓构成的送进角调整机构，轧辊侧压进机构，导卫装置及其调整机构，其作用是使轧辊在工作时稳定，辅以随时调整导卫装置，以期使孔型中心线与轧件中心线一致，轧件在孔型中才有可能平稳地旋转前进，达到穿孔机的荒管壁厚均匀，质量稳定。然而目前为止，公知的二辊卧式穿孔机却有一些不足，当轧件进入孔型及穿孔时，轧辊往往产生剧烈的震动和导卫板的跳动，影响轧件在孔型中的稳定。由于轧辊与导卫板动态的不稳定直接影响荒管管壁薄厚不均，有时甚至造成下道工序无可弥补的缺陷，与此同时，调整机构的传动零部件因震动的冲击而过早磨损，势必影响穿孔机的作业率，这是长期以来人们尚未完全解决的问题。因此人们对二辊卧式穿孔机，从不同角度，进行了许多努力去避免其不足之处。通常多注意到提高机架刚度，零部件刚性和制造精度，甚至把结构设计成更为复杂而庞大的穿孔机。如：三辊式穿孔机，园盘式穿孔机或二辊立式穿孔机，但因其造价高，孔型调整复杂，通用性差，产量低等弱点，而采取另一种作法是针对现有二辊卧式穿孔机的不足之处，提供新的设计结构。

苏联专利申请号3215285/22-02公开了一种可以用于穿孔机锁紧转鼓设备，目的是控制轧辊在工作中减少震动，其构成是由液压缸推动一回转臂转动螺杆为一个角度，在固定于机架内的螺母作用下传动螺杆及联结的压块达到锁紧转鼓。不足之处是螺母与螺杆之间有串动间隙，及螺杆转动的角度受液压缸活塞行程的限制而有限。甚至导致锁紧失效，而轧辊轴承箱与转鼓的装配间隙依然存在，轧辊的动态时震动，不能完全解决，导卫板的跳动问题依然存在。

苏联增补专利，№854468，申请号3338602/22-02，公开了另一种穿孔机锁紧转数设备与前述的目的相同，其构成是由液压缸使杆件传动给一个偏心距的杠杆，使制动块锁紧转鼓，不足之处是传动杆件的铰接处将产生磨损，达到一定值时，需更换调节板，给穿孔机工作带来不便，导位板的跳动问题也未解决。

在《国外热轧无缝钢生产的新发展》1981年8月，山西人民出版社第一版第一次印刷出版，第80页及其之后，记载了苏联乌拉尔重机厂设计制造的，属于联邦德国的曼内斯曼式的二辊式穿孔机，其目的是使轧件在孔型中稳定运行，必须及时方便地调整轧辊的送进角和侧压进，以及导卫装置。图1是它的正视剖面图。下面结合图1，对现有技术及其构成评述：

开式机架由上机架（1）及下机座（2）组成，装轧辊（5），通过每个轧辊的两轴承箱架（6），装配在一个园柱形的整体转鼓（7）内，由蜗杆蜗轮减速机（8），传动蜗轮减速机（3）带动转鼓（4）传动转鼓端的链条（9），转动转鼓（7）实现调整轧辊送进角，在转鼓端装有轧辊（5）的侧压进机构（10），实现轧辊侧压进给，调整孔型。每个转鼓通过蜗杆蜗轮减速机传动系统（12），（包括：螺母螺杆传动）驱动压鼓器（11），使压脚（13）压紧转鼓。上导板装置架（14）的升降是由传动系统（15）带动蜗杆蜗轮减速机传动螺杆（16）实现的。装置架（14）上有手动调整的螺母（17）及螺杆（18）拉紧上导板。轧辊（5）在转鼓（7）内的上下两组滑板（19）之间滑动，上导板装置架（14）在两侧滑板（20）之间滑动。主要不足之处是在调整轧辊及导卫装置的机构中，滑板之间隙，传动的螺杆螺母之间隙，轧辊轴承箱与转鼓的装配间隙，这些间隙的存在，受轧件进入孔型时冲击力和轧制力影响，造成轧辊动态下震动和导卫板的跳动，轧件不能在孔型中稳定地旋转前进，导致荒管管薄厚不均，传动零部件受震动冲击影响早期损坏，穿孔机的作业率低。另一点不足之处是手动螺母（17）及螺杆（18）拉紧上导板，不仅调整不便，往往由于螺杆螺母松动，调整不及时造成掉导板的事故，影响穿孔机作业率。

本发明的目的在于避免前述现有技术中的不足之处，而提供一种具有锁紧装置的二辊卧式热轧管穿孔机能够消除调整轧辊与导卫装置的传动零部件之间的间隙，既便于及时调整，又随时可以锁紧，使轧辊在动态下稳定运行，减少导卫板的跳动和零部件的震动冲击而造成的早期损坏，使轧件在孔型中稳定旋转前进，荒管管壁均匀，质量稳定，提高穿孔机的作业率。

本发明的目的是通过以下措施实现的。

在上机盖与下机座组成的机架内装有两套轧辊及其轴承箱的转鼓，装配每个轧辊的两轴承箱的转鼓制成剖分式结构，由上半瓣转鼓和下半瓣转鼓组合成一个园柱形，在一端用销轴（25）联结，楔铁（26）锁紧。用一个液压缸传动两套结构相同并可在机架窗口的楔铁之间滑动的压鼓器及与其铰接的压块，压紧在上半瓣转鼓的外园上。当调整轧辊时先放松压鼓装置的压块，调整后压紧转鼓，达到消除轧辊轴承箱与转鼓之间装配间隙，使轧辊避免震动，稳定运行。

上导板箱在机架窗口内的垂直方向升降滑动，一个窗口侧面为垂直，有凹形滑板，另一个窗口侧面制成上部向外倾斜凹形槽，槽内有斜度相同方向相反并由一个液压缸传动的楔铁在上导板箱调整定位后，由楔铁锁紧，驱动上导板箱升降的是由两台同步工作的电动机传动两套蜗杆蜗轮减速机及其蜗轮心部的螺母传动的两个与上导板箱上部联结的螺杆带动，每个螺杆上有一个上端外部有滑键下端有弹簧垫的平衡螺母，与传动螺母之间有压缩的螺旋弹簧及其构件，手动调整平衡螺母压紧弹簧至足以平衡上导板箱及其附带的传动件总重量。调整后由一个上端套与平衡螺母外部滑键相配合，下端紧固在蜗轮螺母上的套筒，联接平衡螺母使上导板箱调整时无串动间隙影响，避免上导板跳动。该套筒根部与蜗轮减速箱体之间有止推轴承封闭在减速箱内。上导板箱下部用紧固件联结导板座，该导板座的下平面一端有卡紧上导板的卡台与由液压缸传动的拉紧器和导板钩来共同锁紧上导板，由于拉紧器内有拉紧时压缩的多层碟形弹簧，始终保持导板钩有弹性的予紧力锁紧上导板，并能吸收来自轧件的冲击力。

本发明的目的还可以通过以下措施达到：

在剖分式转鼓中，下半瓣转鼓的两轴承箱处为半园形，各装配一个自动调心的滑板座，该滑板座底部半园形面有止口凸台与下半瓣转鼓的槽沟相吻合，上部平面有滑板支承轧辊轴承箱，上、下半瓣转鼓一端有两个销轴与两组楔铁联结定位后锁紧，在一个由装于机架铰支座上的液压缸传动的两套具有碟性弹簧的压鼓器通过与其铰接的压块，压紧在上半瓣转鼓外周上，达到消除轧辊轴承箱与转鼓之间装配间隙。

上导板箱升降滑动的机架窗口一侧为垂直面有定向定位作用的凹形滑板，另一侧为上端向外倾斜面有与其斜度相同，方向相反的滑动楔铁，该楔铁在窗口凹形槽内滑动，上端与液压缸及杆件联接，上导板箱调整定位后由液压缸传动杆件带动楔铁锁紧。

调整上导板箱升降是由其上端联结两套螺杆，各通过蜗杆蜗轮心部的螺母传动螺杆上有消除与螺母之间的串动间隙的平衡螺母，与传动螺母之间有压缩的螺旋弹簧，转动平衡螺母调整压缩弹簧，之后由下端固定在蜗轮上，上端套于平衡螺母上端的外滑键滑动配合的套筒。联接蜗轮心部的螺母与平衡螺母同步回转，套筒的根部与蜗轮减速箱体之间有止推轴承，并封闭在减速箱内。

拉紧导板钩的拉紧器内，有足以平衡轧件在穿孔时的作用力与冲击力的多层碟形弹簧，在液压缸活塞杆拉紧上导板时始终保持有弹性予紧力并吸收来自轧件的冲击力，使上导板紧固稳定牢靠，消除跳动。

下面结合附图实施例对本发明进一步说明。

图1是现有技术给出的公知的二辊卧式热轧穿孔机的结构剖视图。

图2是本发明动态平稳的二辊卧式热轧管穿孔机结构正视半剖视图。

图3是图2动态平稳的二辊卧式热轧管穿孔机结构侧视图。

图4是图2沿A-A的剖视图

图5是图2沿B-B的剖视图

图6是图4沿C-C的局部剖视图

图7是图4沿D-D局部剖视图

图8是剖分式结构转鼓上下半瓣转鼓联结结构图

结合图2实施例对本发明进一步说明。轧辊送进角机构是由装有轧辊（21）及轧辊轴承箱（22）的转鼓（23）（24）及其传动机构构成。转鼓是由上半瓣转鼓（23）和下半瓣转鼓（24），由销轴（25）联结，楔铁26）锁紧，合成为园柱形。在合成之前，把装好轧辊（21）及其轴承箱（22）整体装配在下半瓣转鼓（24）的相吻合的自动调心的半园滑座（29）及滑板（28a）的上面，当将上半瓣转鼓（23）及滑板（28b）绕销轴（25）回转联结定位，并用楔铁（26）联结锁紧。轧辊的送进角调整是公知常用的转动转鼓的机构工作，使之调整到要求后时，压紧转鼓。两轧辊之间的距离是由装在合成的转鼓外端各有公知使用的轧辊侧压进机构（30）进行调整。图中（27）压鼓器，（34）上机盖，（61）下机座（58）液压缸，（64）销柱，（65）楔铁，（66）机架止口台。

下面结合图5说明本发明实施例压紧转鼓机构的构成。

液压缸（52）是装在上机盖（34）上面的铰支座上，两端各铰接相同的的曲柄联杆（53）及压杆（54），联接两套对称的压鼓器（27）在上机盖（34）的窗口内有可调楔铁的滑道间垂直移动。压鼓器（27）下端孔槽内有多层碟形弹簧（55）及弹簧垫与其相铰接压块（56），对称的压紧在上半瓣转鼓（23）的外园上，使其绕图5中未给出的销轴（25）向下半瓣转鼓（24）压紧，使上、下半瓣转鼓及支承轴承箱（22）自动调心的滑板座（29）及滑板（28a）与（28b）之间通过压紧力消除其间隙，压紧鼓内的碟形弹簧（55）吸收轧辊震动与轧件冲击力，使轧辊在轴承箱及转鼓内锁紧状态下稳定运行。

结合图3说明上机盖（34）与下机座（61）开启与锁紧：上机盖（34）与下机座（61）是由铰支轴（57）联结，开启是通过上机盖（34）两端各装有一个以腰部为铰支轴（59）可回转液压缸（58），其活塞杆的端部与下机座（61）的对称支轴（60）铰接，两液压缸（58）同步工作时开启或合拢上机盖（34）与下机座（61）。合拢时由定位销轴（63）定位和四个铰接在下机座（61）上的销柱（64）及楔铁（65）锁紧。开启上机盖可以检查上导板座（40）、上导板（44）并由顶丝（62）支承。

下面结合图4、图6和图7进一步说明本发明的实施例导卫装置的调整及其锁紧机构。上导板箱（31）在上机盖（34）的窗内升降滑动，窗口一侧为垂直立面有凹形滑板（32），另一侧为上部外倾的斜坡立面有凹形槽，内有与其斜度相同方向相反的楔铁（33），其端头与联杆（35）和液压缸（36）的活塞杆相铰接，液压缸（35）使楔铁（33）升降来锁紧或放松上导板箱（31）。

调整上导板箱（31）升降是由两台同步工作的电动机（37），传动两套蜗杆蜗轮减速机（38），由蜗轮心部为螺母传动联结在上导板箱（31）上部的两螺杆（39）同步垂直升降，调整上导卫装置的位置。

结合图6详细说明使螺杆（39）与蜗轮心部的螺母（45）传动，消除串动间隙，克服由于上导板箱及其附带的传动件重量的影响，在螺杆（39）上有一个上部外有滑键，下部有弹簧（47）的平衡螺母（48），旋转该平衡螺母（48）可以调整压紧弹簧（47），然后再将套筒（49）下端用螺钉紧固在蜗轮螺母上，上部与平衡螺母（48）上的滑键配合，套筒（49）的根部有止推轴承封闭在蜗杆（46）蜗轮（45）构成的减速箱（38）内。

下面结合图4与图7进一部说明上导板拉紧与锁紧机构。上导板箱（31）下端用螺钉联接导板座（40），心部有导板钩（43）与该导板座（40）下平面一端的卡台共同锁紧上导板（44），导板钩是由随同上导板箱升降的液压缸（41）和拉紧器（42）传动拉紧上导板（44）的。结合图7进一步说明由于拉紧器（42）内有多层蝶形弹簧（50），在液压缸（41）的活塞杆（51）作用下压缩而使导板钩（43），始终保持有弹性予紧力锁紧上导板（44）同时可以吸收来自轧件冲击力，使上导板提高稳定性和刚性。

结合图8说明合成转鼓的联结方式：上半瓣转鼓（23）与下半瓣转鼓（24）的一端剖分处将下半瓣转鼓（24）的中心线上制成凹形，上半瓣转鼓（23）制成下凸形，由销轴（25）联接定位，通过两组楔铁（26）将穿入下半瓣转鼓（24）的槽口及上半瓣转鼓（23）的联结件锁紧。

本发明相比现有技术具有如下优点：

1、由于装有轧辊轴承箱的转鼓为剖分式结构，由液压缸传动的两套弹性压鼓器的压紧作用，消除轴承箱与转鼓的配合间隙，避免了轧辊振动。

2、上导板箱有液压缸传动的楔铁锁紧消除滑板间隙，螺杆螺母之间有压缩弹簧机构消除串动间隙上导板钩的拉紧器有多层碟形弹簧的作用，消除了上导板因轧件冲击力与轧制力影响的跳动，使上导板调整孔型准确，控制轧件稳定，提高穿孔荒管质量。

3、调整机构的各零部件由于有锁紧机构作用在消除传动间隙的情况下运行，避免了震动冲击减少磨损，提高使用寿命。延长使用寿命2-3倍，锁紧机构是液压传动，构件小巧，调整迅速平稳，自锁性强效率高，更换轧辊及工具简单方便，易实现自动化操作。

4、本发明与现有同样功能的穿孔机比较，总重量减少一半，制造成本降低40-50%，生产耗能少，动能损失少效率高，适于多种热轧无缝管机组，使用范围宽。

Claims (7)

1、由机架、两套装有轧辊及其轴承箱的转鼓和压紧转鼓装置构成的轧辊送进角机构、侧压进机构和导卫装置及其调整机构所组成的二辊卧式热轧管穿孔机，其特征在于装轧辊两轴承箱的转鼓是剖分为上半瓣转鼓与下半瓣转鼓，通过构件联结为圆柱形；压紧转鼓机构是由一个液压缸和其联接杆件传动两套结构相同并在机架窗口内楔铁间滑动的弹性压鼓器及其相铰接的压块构成；上导板箱沿机架窗口的两侧滑板升降滑动，并由一个液压缸传动的楔铁锁紧；其下部有紧固件连结并有导板钩穿入的导板座，由导板钩与导板下部平面端卡台共同锁紧上导板，导板钩上端与液压缸联接的拉紧器相铰接；上导板的上部联结两套螺杆，各由一台电动机及蜗杆蜗轮减速机传动，其中蜗轮心部是螺母，两台电动机同步传动蜗杆蜗轮减速机螺母，使两螺杆同时升降带动上导板箱，调整导卫装置。

2、根据权利要求1所述的二辊卧式穿孔机，其特征在于两个剖分式转鼓的上、下半瓣转鼓联结是在一端有两个肖轴，通过两组楔铁锁紧。

3、根据权利要求1及2所述的二辊卧式穿孔机，其特征在于下半瓣转鼓的两轴承箱处各有半圆形自动调心滑板座，该滑板座的半园形面上有止口台与下半瓣转鼓的半园凹形处的槽沟相吻合。

4、根据权利要求1所述的二辊卧式穿孔机其特征在于压紧转鼓机构的两个结构相同的弹性压鼓器在机架窗口内两个楔铁之间升降滑动，上端各与联接杆件和装于机架铰支座上的一个液压缸及其活塞杆相铰接，下部孔槽内有多层碟形弹簧及其构件与直接可压在上半瓣转鼓的压块相铰接。

5、根据权利要求1所述的二辊卧式穿孔机，其特征在于上导板箱升降滑动的机架窗口一侧为垂直面定向定位作用的凹形滑板，另一侧为上端向外倾斜面有与其斜度相同方向相反的滑动楔铁，该楔铁在窗口侧面凹槽内滑动，上端与液压缸及杆件联接。

6、根据权利要求1与5所述的二辊卧式穿孔机。其特征在于调整上导板箱升降的两套螺杆与蜗轮心部的螺母之间各有消除串动间隙的螺杆上的一个平衡螺母，其上端外有滑键，下端与蜗轮心部的螺母之间有压缩弹簧及其构件，转动平衡螺母调整压缩弹簧，联接蜗轮心部的螺母与平衡螺母同步回转有一个套筒，其上端的滑键套与平衡螺母上部的外滑键滑动配合，下端紧固在蜗轮上，根部与蜗轮减速箱之间有止推轴承，并封闭在减速箱内。

7、根据权利要求1与5所述二辊卧式穿孔机，其特征在于与导板钩相铰接的拉紧器内，有足以平衡轧件在穿孔时的作用力与冲击力的多层碟形弹簧，并在液压缸活塞杆拉紧上导板时始终保持有弹性予紧力。

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