CN105436836A - 一种后弯机用导向辊中导向托辊的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种后弯机用导向辊中导向托辊的制造方法，属于后弯机领域，其解决了现有技术加工大口径、大壁厚、耐高压钢管时因输送不稳定而质量不高的问题。本发明的装置包括导向托辊、滚轴、滚轴座和导向辊架，导向托辊安装在滚轴上，滚轴安装在滚轴座上；滚轴座安装在导向辊架上；导向托辊为圆台形，数量有两个；两个圆台形导向托辊以上底面相对的方式安装在滚轴上；两个圆台形导向托辊中间设有导向轮；导向轮为圆盘状，中心部位的厚度大于边缘部位的厚度。本发明的装置能够准确找准待加工钢管的重心，并使钢管开口始终保持在同一直线上，大大增加了钢管输送的稳定性，提高了钢管的加工质量。

Description

一种后弯机用导向辊中导向托辊的制造方法
本申请是发明名称为“一种后弯机用导向辊及其导向托辊的制造方法”，申请号为2014108303125，申请日为2014年12月25日的发明申请的分案申请。
技术领域
本发明属于后弯机领域，具体地说，涉及一种后弯机用导向辊中导向托辊的制造方法。
背景技术
后弯机是一种用在加工钢管折弯成型后的工序中的主要设备，由于折弯机成型的局限，折弯成型后的开口钢管存在两个直边，后弯机主要把开口钢管的直边辊压成符合要求圆度的开口钢管。后弯机所加工的钢管主要应用于天然气等输送管道上，由于其所加工的钢管直径较大，管壁较厚，耐压能力要求高，所以对后弯机的稳定性能要求较高，又由于后弯机所加工的钢管较长、重量较大，所以要求后弯机能准确找准钢管的重心，并时刻保持钢管的开口始终在同一直线上；如何提高后弯机的稳定性，准确寻找钢管重心，并保持钢管开口始终在同一直线上，成为不断提高钢管后弯质量要解决的关键问题。
中国专利号200520065402.6，公开日2006年11月1日的专利文件，公开了一种后弯机属于金属板加工成型领域，它由结构框架、输送托辊组机构、空间拖链拉管机构、侧推机构、液电控制系统组成，滚压成型机构由辊压轮副、中间拉板座、轴承座、辊轮机座组成，滚压成型机构的辊压轮副是由上辊压轮和下辊压轮组成，下辊压轮安装在辊轮机座上，上辊压轮和下辊压轮的外形是弧形，钢管对缝处的两板边分别在上辊压轮和下辊压轮之间移动，该实用新型结构设计合理，是一种全自动化的成型辊滚压使管筒板边弯边的后弯机，但其结构复杂，体积庞大，占地面积较大，制造成本高。
中国专利号201120194015.8，公开日2012年2月9日的专利文件，公开了一种后弯机，包括结构框架，结构框架上安装有输送托辊组机构，在输送托辊组机构间设有滚压成型机构，滚压成型机构包括辊压轮副，辊压轮副的上辊压轮与下辊压轮分别安装在结构框架上的中间拉板和辊压机座上，上辊压轮为凸出弧形轮面，下辊压轮为内凹弧形轮面；下辊压轮的一侧连接有行星齿轮减速机，行星齿轮减速机连接有动力源；在滚压成型机构的前方设有扩缝机构；在滚压成型机构的前方设有用于压住产品的下压机构；中间拉板一侧连接有升降机构；在结构框架的一侧设有用于推出辊压机座的侧推机构。该实用新型结构设计合理，能够有效的避免钢管产品的“桃形”现象；采用各种辅助机构，能够有效的增加后弯机的生产效率以及生产质量。但该实用新型结构较复杂，依然存在工作稳定性不好，钢管重心容易偏移，钢管输送跑偏的问题。
发明内容
1、要解决的问题
针对现有技术加工大口径、大壁厚、耐高压钢管时不稳定、重心容易偏移，钢管输送跑偏，从而影响钢管生产质量的问题，本发明提供一种后弯机用导向辊中导向托辊的制造方法，通过本发明方法制造的装置精度高、耐磨性好，使用寿命长，其装置能够准确找准待加工钢管的重心，并使钢管开口始终保持在同一直线上，大大增加了钢管输送的稳定性，提高了钢管的加工质量。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种后弯机用导向辊，包括导向托辊、滚轴、滚轴座和导向辊架，所述的导向托辊安装在滚轴上，所述的滚轴安装在滚轴座上；所述的滚轴座为两个，对称地安装在导向辊架上；所述的导向托辊为圆台形，两端一个为上底面，一个为下底面，上底面的直径小于下底面的直径；导向托辊的数量有两个；所述的两个圆台形导向托辊以上底面相对的方式安装在滚轴上；所述的两个圆台形导向托辊中间设有导向轮；所述的导向轮为圆盘状，中心部位的厚度大于边缘部位的厚度。
优选地，所述的导向轮的直径为导向托辊下底面直径的1.2倍。
优选地，所述的导向托辊表面与水平面的倾斜角度为30°。
优选地，所述的滚轴座内设有滑动轴承；所述的滚轴通过滑动轴承与滚轴座连接。
优选地，所述的滚轴上设有键槽；所述的导向托辊、导向轮与滚轴为过盈配合，并通过键连接。
为了提高导向托辊的耐冲击强度、耐磨性及使用寿命，从而提高本发明装置发挥输送待加工钢管平稳、精确优点的可靠性，特对导向托辊采用特殊的加工方法如下：
一种后弯机用导向辊的导向托辊的制造方法，其步骤为：
A原材料准备：导向托辊采用的材料的组分及重量百分比为：C：1.80％-2.11％，Si：1.8％-2.6％，Mn：0.9％-1.3％，Cr：0.70～1.10％，S≤0.05％，P≤0.05％，余量为Fe；
B热处理：将步骤A中的锻造毛坯采用退火处理，退火温度为720-760℃，保温2-3小时，空冷；
C初加工：将经步骤B中热处理后的锻造毛坯用车床初加工成导向托辊的整体形状；
D调质处理：将经步骤C初加工后的导向托辊加热至温度为830-850℃，保温1-2小时，水淬；
E深加工：将经过步骤D中调质处理后的导向托辊精磨外表面；
F表面镀层处理，将经过步骤E中深加工得到的导向托辊堆焊一层耐磨层，得到导向托辊。
优选地，所述的耐磨层包括过渡层和表面层，先焊接过渡层，再堆焊表面层，过渡层的厚度为3–5mm，过渡层采用EDCrMn-B-16焊条。
优选地，所述的表面层选择药芯焊丝；所述的药芯焊丝包括碳钢外皮和药芯，所述碳钢的质量占整个药芯焊丝总质量的60～68％，所述药芯原料组份及其质量百分比为：牌号为FeCr55C6的微碳铬铁：15-23％，牌号为FeSi90Al3.0的硅铁：8.2-9.1％，Mn粉：1.5％-2.5％，Ni粉5.0-6.8％，W粉：7.0-7.8％，Mo质量分数为53％的钼铁6.5-7.3％，余量为铁粉。
优选地，所述的药芯焊丝堆焊前在360-380℃的温度下烘干45-80min。
优选地，所述的堆焊采用手工电弧焊，其焊接电流≤135A。
3、有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明包括导向托辊、滚轴、滚轴座和导向辊架，导向托辊安装在滚轴上，滚轴安装在滚轴座上；滚轴座为两个，对称地安装在导向辊架上；导向托辊为圆台形，两端一个为上底面，一个为下底面，上底面的直径小于下底面的直径；导向托辊的数量有两个；两个圆台形导向托辊以上底面相对的方式安装在滚轴上，两个圆台形导向托辊形成V字形，能够使待加工钢管的重心更加稳定，从而使输送过程更加平稳和精确；两个圆台形导向托辊中间设有导向轮；导向轮为圆盘状，中心部位的厚度大于边缘部位的厚度，导向轮能够在输送待加工钢管时起到定位和导向的作用；本发明的装置采用两个圆台形导向托辊组合成V字形支撑输送待加工钢管，利用圆盘状的导向轮定位和导向，提高了待加工钢管的输送精度，导向轮能够稳定待加工钢管的重心，并使钢管开口始终保持在同一直线上，大大增加了钢管输送的稳定性，提高了钢管的加工质量；
(2)本发明装置的导向轮的直径为导向托辊下底面直径的1.2倍，导向托辊所能支承最大直径的待加工钢管的重心高度小于导向轮的半径，使待加工钢管的重心在输送过程中始终处于导向轮所控制的范围内，确保了输送过程的平稳性；
(3)本发明装置的导向托辊表面与水平面的倾斜角度为30°，在确保所输送待加工钢管稳定性的同时能使待加工钢管的重心更低，从而更容易保持待加工钢管输送时始终在一条直线上；
(4)本发明装置的滚轴座内设有滑动轴承；滚轴通过滑动轴承与滚轴座连接，滑动轴承连接使本发明装置运行时更加稳定，能进一步提高输送待加工钢管的精度；
(5)本发明装置的滚轴上设有键槽；导向托辊、导向轮与滚轴为过盈配合，并通过键连接，采用键连接方便本发明装置的拆装、维护，且结构简单，对中性好；采用过盈配合具有结构简单，定心性好，承载能力高，能承受冲击载荷，对轴的强度削弱小的优点，从而使本发明装置在输送待加工钢管时更加稳定和精确；
(6)本发明方法所制造的导向托辊采用特殊的材料和热处理工艺，具有结构稳定，刚性强，耐冲击能力高，耐磨性能好，使用寿命长的优点，从而使本发明装置输送待加工钢管时发挥稳定、精确的优点更加可靠；
(7)本发明方法采用了特殊的焊丝，耐磨性更高。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图。
图中：1、导向轮；2、导向托辊；3、滚轴；4、滚轴座；5、导向辊架。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实施例1
如图1所示，一种后弯机用导向辊，包括导向托辊2、滚轴3、滚轴座4和导向辊架5，滚轴3上设有键槽；导向托辊2通过键连接安装在滚轴3上，导向托辊2与滚轴3为过盈配合；滚轴座4内设有滑动轴承；滚轴3通过滑动轴承与滚轴座4连接，滚轴座4为两个，对称地安装在导向辊架5上；导向托辊2为圆台形，两端一个为上底面，一个为下底面，上底面的直径为400mm，下底面的直径为900mm，导向托辊2表面与水平面的倾斜角度为30°；导向托辊2的数量有两个；两个圆台形导向托辊2以上底面相对的方式安装在滚轴3上；两个圆台形导向托辊2中间设有导向轮1；导向轮1与滚轴3为过盈配合；导向轮1为圆盘状，中心部位的厚度大于边缘部位的厚度，导向轮1的直径为1080mm。
一种后弯机用导向辊的导向托辊的制造方法，其步骤为：
A原材料准备：导向托辊采用的材料的组分及重量百分比为：C：1.95％，Si：2.2％，Mn：1.1％，Cr：0.95％，S≤0.05％，P≤0.05％，余量为Fe；
B热处理：将步骤A中的锻造毛坯采用退火处理，退火温度为740℃，保温2.5小时，空冷；
C初加工：将经步骤B中热处理后的锻造毛坯用车床初加工成导向托辊的整体形状；
D调质处理：将经步骤C初加工后的导向托辊加热至温度为840℃，保温1.5小时，水淬；
E深加工：将经过步骤D中调质处理后的导向托辊精磨外表面；
F表面镀层处理，将经过步骤E中深加工得到的导向托辊堆焊一层耐磨层，耐磨层包括过渡层和表面层，堆焊采用手工电弧焊，其焊接电流调整为135A，具体步骤为：
1)先焊接过渡层，过渡层采用EDCrMn-B-16焊条，手工电弧焊堆焊三次，第一次堆焊厚度为1mm，第二次堆焊厚度为2mm，第三次堆焊厚度为1mm；
2)再堆焊表面层，表面层选择药芯焊丝；药芯焊丝包括碳钢外皮和药芯，碳钢的质量占整个药芯焊丝总质量的64％，药芯原料组份及其质量百分比为：牌号为FeCr55C6的微碳铬铁：19％，牌号为FeSi90Al3.0的硅铁：8.6％，Mn粉：2.1％，Ni粉5.9％，W粉：7.4％，Mo质量分数为53％的钼铁6.9％，余量为铁粉，首先将药芯焊丝堆焊前在370℃的温度下烘干60min，然后通过埋弧焊一次性完成堆焊，堆焊表面层，表面层的厚度为2.5mm，得到导向托辊。
本发明装置使用时应同时准备8台以上的数量，设置在同一条直线上，将待加工钢管放置在本发明装置的导向托辊2上，通过动力装置驱动导向托辊2转动，导向托辊2的转动带动待加工钢管沿导向轮1定位的直线运动，进入第二个装置，第二个装置通过动力装置驱动导向托辊2带动待加工钢管输送至第三个装置，如此不断传递，将待加工钢管最终精确地送入后弯机主机上进行弯边加工，从而得到高质量的成品钢管。本发明导向托辊2的制造方法得到的导向托辊2具有很高的耐冲击能力，刚性强，表面耐磨性能好，在实际使用时，其使用时间长达10个月，可输送待加工钢管1万余根，使用寿命比普通材料提高65％。
实施例2
一种后弯机用导向辊的导向托辊的制造方法，其步骤为：
A原材料准备：导向托辊采用的材料的组分及重量百分比为：C：1.80％，Si：2.6％，Mn：0.9％，Cr：1.10％，S≤0.05％，P≤0.05％，余量为Fe；
B热处理：将步骤A中的锻造毛坯采用退火处理，退火温度为720℃，保温2小时，空冷；
C初加工：将经步骤B中热处理后的锻造毛坯用车床初加工成导向托辊的整体形状；
D调质处理：将经步骤C初加工后的导向托辊加热至温度为830℃，保温1小时，水淬；
E深加工：将经过步骤D中调质处理后的导向托辊精磨外表面；
F表面镀层处理，将经过步骤E中深加工得到的导向托辊堆焊一层耐磨层，耐磨层包括过渡层和表面层，堆焊采用手工电弧焊，其焊接电流调整为120A，具体步骤为：
1)先焊接过渡层，过渡层采用EDCrMn-B-16焊条，手工电弧焊堆焊三次，第一次堆焊厚度为1.5mm，第二次堆焊厚度为1mm，第三次堆焊厚度为1.5mm；
2)再堆焊表面层，表面层选择药芯焊丝；药芯焊丝包括碳钢外皮和药芯，碳钢的质量占整个药芯焊丝总质量的60％，药芯原料组份及其质量百分比为：牌号为FeCr55C6的微碳铬铁：15％，牌号为FeSi90Al3.0的硅铁：9.1％，Mn粉：1.5％，Ni粉6.8％，W粉：7.0％，Mo质量分数为53％的钼铁7.3％，余量为铁粉，首先将药芯焊丝堆焊前在360℃的温度下烘干80min，然后通过埋弧焊一次性完成堆焊，堆焊表面层，表面层的厚度为2mm，得到导向托辊。使用寿命比普通材料提高50％。
实施例3
一种后弯机用导向辊的导向托辊的制造方法，其步骤为：
A原材料准备：导向托辊采用的材料的组分及重量百分比为：C：2.11％，Si：1.8％，Mn：1.3％，Cr：0.70％，S≤0.05％，P≤0.05％，余量为Fe；
B热处理：将步骤A中的锻造毛坯采用退火处理，退火温度为760℃，保温3小时，空冷；
C初加工：将经步骤B中热处理后的锻造毛坯用车床初加工成导向托辊的整体形状；
D调质处理：将经步骤C初加工后的导向托辊加热至温度为850℃，保温2小时，水淬；
E深加工：将经过步骤D中调质处理后的导向托辊精磨外表面；
F表面镀层处理，将经过步骤E中深加工得到的导向托辊堆焊一层耐磨层，耐磨层包括过渡层和表面层，堆焊采用手工电弧焊，其焊接电流调整为110A，具体步骤为：
1)先焊接过渡层，过渡层采用EDCrMn-B-16焊条，手工电弧焊堆焊两次，第一次堆焊厚度为1mm，第二次堆焊厚度为2mm；
2)再堆焊表面层，表面层选择药芯焊丝；药芯焊丝包括碳钢外皮和药芯，碳钢的质量占整个药芯焊丝总质量的68％，药芯原料组份及其质量百分比为：牌号为FeCr55C6的微碳铬铁：23％，牌号为FeSi90Al3.0的硅铁：8.2％，Mn粉：2.5％，Ni粉5.0％，W粉：7.8％，Mo质量分数为53％的钼铁6.5％，余量为铁粉，首先将药芯焊丝堆焊前在380℃的温度下烘干45min，然后通过埋弧焊分两次完成表面层堆焊，第一次厚度为1.5mm，第二次1mm，得到导向托辊。使用寿命比普通材料提高70％。

Claims (5)

1.一种后弯机用导向辊的导向托辊的制造方法，其步骤为：
A原材料准备：导向托辊采用的材料的组分及重量百分比为：C：1.80％-2.11％，Si：1.8％-2.6％，Mn：0.9％-1.3％，Cr：0.70～1.10％，S≤0.05％，P≤0.05％，余量为Fe；
B热处理：将步骤A中的锻造毛坯采用退火处理，退火温度为720-760℃，保温2-3小时，空冷；
C初加工：将经步骤B中热处理后的锻造毛坯用车床初加工成导向托辊的整体形状；
D调质处理：将经步骤C初加工后的导向托辊加热至温度为830-850℃，保温1-2小时，水淬；
E深加工：将经过步骤D中调质处理后的导向托辊精磨外表面；
F表面镀层处理，将经过步骤E中深加工得到的导向托辊堆焊一层耐磨层，得到导向托辊。
2.根据权利要求1所述的一种后弯机用导向辊的导向托辊的制造方法，其特征在于：所述的耐磨层包括过渡层和表面层，先焊接过渡层，再堆焊表面层，过渡层的厚度为3–5mm，过渡层采用EDCrMn-B-16焊条。
3.根据权利要求2所述的一种后弯机用导向辊的导向托辊的制造方法，其特征在于：所述的表面层选择药芯焊丝；所述的药芯焊丝包括碳钢外皮和药芯，所述碳钢的质量占整个药芯焊丝总质量的60～68％，所述药芯原料组份及其质量百分比为：牌号为FeCr55C6的微碳铬铁：15-23％，牌号为FeSi90Al3.0的硅铁：8.2-9.1％，Mn粉：1.5％-2.5％，Ni粉5.0-6.8％，W粉：7.0-7.8％，Mo质量分数为53％的钼铁6.5-7.3％，余量为铁粉。
4.根据权利要求3所述的一种后弯机用导向辊的导向托辊的制造方法，其特征在于：所述的药芯焊丝堆焊前在360-380℃的温度下烘干45-80min。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种后弯机用导向辊的导向托辊的制造方法，其特征在于：所述的堆焊采用手工电弧焊，其焊接电流≤135A。
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