CN105618484A - 高精度无缝钢管的四辊减径机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度无缝钢管的四辊减径机。本发明工作机架数为18架，每个轧辊机架上安装有四个轧辊，所述四个轧辊部件的轴线构成等边四边形，前后相邻轧辊机架上的轧辊轴线互错45度；每个轧辊机架上安装四个电机安装座，驱动电机、传动装置、轧辊、轧辊支撑轴承、轧辊轴位置液压调节器都安装在电机安装座上，驱动电机通过传动装置带动轧辊转动；每个轧辊的两端分别设置轧辊支撑轴承，每个轧辊支撑轴承连接一个轧辊轴位置液压调节器。本发明四辊式减径机轧制不同尺寸的荒管时，不必如二辊式或三辊式减径机那样换机架，只需更换轧辊即可，轧辊直径和机架厚度都大为减小，设备体积比三辊式减径机减小15％左右。
Description
技术领域
本发明涉及无缝钢管轧制设备领域，更具体的说，是涉及一种高精度无缝钢管的减径机。
背景技术
无缝钢管减径过程是空心圆柱体不带芯棒的连轧过程。目前，减径机工作机架数较多，一般为9～24架。减径轧制能减少轧制工序的毛管规格数量、工具备品及管坯规格种类，相应扩大了机组生产的品种规格。
减径机有微张力减径和张力减径两种形式，微张力减径在轧制过程中壁厚增加，横截面上的壁厚均匀性较差，一般总减径率控制在40%～50%；张力减径在轧制时，机架之间存在张力，使得缩径的同时减壁，能扩大产品的规格范围，横截面的壁厚均匀性较微张力减径的情况好。减径机有二辊或三辊式，二辊式减径轧机的前后相邻机架轧辊轴线互垂90°，三辊式减径轧机的轧辊轴线互错60°，这样空心荒管在减径轧制过程中所有方向都受到径向压缩，直至达到成品要求的外径尺寸和横断面形状。
在现有常用的二辊或三辊减径机轧制无缝钢管轧制过程中，由于存在轧辊孔型底部和开口处的线速度不同、孔型开口处金属流动阻力与孔型底部之间存在差异，导致金属在纵向流动的同时，轧辊孔型底部的金属向开口处流动，出现金属被挤向辊缝处，形成荒管的壁厚不均。
现代工业对石油管、锅炉管和各种机械结构管都提出了很高的尺寸精度和表面质量要求，但采用常规的减径机轧制需要复杂的工艺和操作方式，造成较高的生产成本，所以需要对现有减径机的结构进行改进，由此提高减径精度和表面质量，并降低调整操作难度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服上述现有技术中存在的不足，提供一种高精度无缝钢管的四辊减径机。
本发明高精度无缝钢管的四辊减径机，采用以下技术方案予以实现：工作机架数为18架，每个轧辊机架上安装有四个轧辊，所述四个轧辊部件的轴线构成等边四边形，前后相邻轧辊机架上的轧辊轴线互错45度；每个轧辊机架上安装四个电机安装座，驱动电机、传动装置、轧辊、轧辊支撑轴承、轧辊轴位置液压调节器都安装在电机安装座上，驱动电机通过传动装置带动轧辊转动；每个轧辊的两端分别设置轧辊支撑轴承，每个轧辊支撑轴承连接一个轧辊轴位置液压调节器。
所述轧辊机架是一次加工成型的整体结构。
所述传动装置采用鼓形齿齿轮联轴器。
本发明具有如下有益效果：
本发明的减径机采用四辊式，工作机架数为18架，前后相邻机架轧辊轴线互错45度；微张力减径轧制，总减径率限制在48%。
(1)四辊式减径机的轧辊孔型周边的速度差比三辊或二辊式定减径机的小，能减小轧辊与荒管间的相对滑动，而且轧辊孔型与荒管的接触弧长较小，使接触部分的径向力比较均匀，从而使金属变形流动状态趋缓，减小周向壁厚不均；
(2)四辊式减径机前后相邻机架轧辊轴线互错45°布置，简化轧机结构，方便安装；
(3)四辊式减径机与三辊式减径机、二辊式减径机相比，单辊的轧制变形量较小，荒管咬入性能好，金属损耗较小；
(4)四辊式减径机的每一机架的四个轧辊分别由1台交流变频调速电机通过齿轮箱和离合器驱动。轧制不同规格产品时，需变换轧辊、调整电动机转速、设定合理的辊缝及轧辊倾斜角度，获得满足工艺要求的参数；
(5)采用单独驱动方式，方便调整辊缝和实现每个轧辊的“自由轧制”，有利于轧制力、轧制速度、压下量的单独控制，确保高精度轧制；
(6)四辊式减径机轧制不同尺寸的荒管时，不必如二辊式或三辊式减径机那样换机架，只需更换轧辊即可，轧辊直径和机架厚度都大为减小，设备体积比三辊式减径机减小15％左右。
附图说明
图1是本发明中每个机架结构主视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
本发明工作机架数为18架，如图1所示，每个轧辊机架1上安装有四个轧辊2，所述四个轧辊部件的轴线构成等边四边形，前后相邻轧辊机架上的轧辊轴线互错45度；每个轧辊机架1上安装四个电机安装座5，驱动电机3、传动装置4、轧辊2、轧辊支撑轴承6和轧辊轴位置液压调节器7都安装在电机安装座5上，驱动电机3通过传动装置4带动轧辊2转动；每个轧辊的两端分别设置轧辊支撑轴承6，每个轧辊支撑轴承6连接一个轧辊轴位置液压调节器7。
本减径机采用18机架，每机架四个轧辊，每一轧辊分别由1台交流变频调速电机通过齿轮箱和离合器驱动，可成组更换机架。
通过变换各轧辊驱动电机的速度和辊缝及轧辊的倾斜度，可组合出满足工艺要求的速度和压下量及接触长度，而得到高尺寸精度的产品。
本实施例的轧辊机架1是整体结构，一次加工成型，刚度大。四个电机安装座5直接安装在轧辊机架1上，使四个部件是一个安装基准，降低了安装误差，能保证四个电机安装座所构成的中心线与轧辊机架1的中心线的同轴度和同心度。驱动电机3、传动装置（联轴器）4、轧辊2、轧辊支撑轴承6、轧辊轴位置液压调节器7等安装在电机安装座5，整体性能能有保障。
保证减径机的结构合理，提高定位安装精度，简化制造工艺，降低制造成本。
下面对本发明各组成部分做详细说明：
驱动电机：
驱动电机采用管道通风冷却形式，超强冷却防止电机过热；电机过载系数为2.5倍以下，时间常数为2秒，以限制轧制过程的动态过程。
电机安装座：
框架式机座是以钢板为主的焊接结构件，焊后机加工，具有安装调试方便、安装维修简单、重量轻、刚性好的特点。
联轴器和传动轴装置等都装配在其上。
传动装置：
由于受减径机和电机的尺寸约束，采用电机轴中心线与减速机输入轴中心线同心的连接方式。由于传递扭矩较大和转速较高，采用鼓形齿齿轮联轴器，减速器为三级传动的硬齿面斜齿齿轮、齿轮箱体为铸钢材料。
轧辊机架：
减径机要求轧辊机架刚度大、间距小、加工装配简单、维修方便。机架采用外传动方式，有利于缩小机架间距、提高机架刚度及适应品种多。同时，较短的机架间距能减少切头损失。
轧制过程的安全保护装置：
为了保护电机和减速机在意外情况下不损坏，在减速机的输出轴后加装安全保护措施。当力矩大于安全许用值时，联轴器的安全销被剪断，不把力矩传递到减速机中。
具体实施例的参数如下：
18机架减径机采用单独传动形式
最大总减径率：48%
单机架最大减径率：3.5%
适合的轧制材质：合金钢、不锈钢、碳素钢
荒管的入口毛管直径（mm）：175～200
荒管的入口毛管壁厚（mm）：4.5～13.5
荒管的入口毛管长度（m）：7.0～24
荒管的入口速度（m/s）：0.6～0.85
出口的钢管直径（mm）：130～170
出口的钢管壁厚（mm）：5.0～14
出口的钢管长度（m）：8～85
轧辊的名义直径（mm）：500
机架间距（mm）：450
最大轧制力（kN）:350～600
最大轧制力矩（KNm）：38
主传动电机数量（台）：72
功率（kw）：240
转速（r/min）：1028/1800
机组最大平均张力系数：0.35
轧辊机架传动型式：外传动
轧制温度℃：850～950
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为限于本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (3)
1.一种高精度无缝钢管的四辊减径机，其特征是：工作机架数为18架，每个轧辊机架上安装有四个轧辊，所述四个轧辊部件的轴线构成等边四边形，前后相邻轧辊机架上的轧辊轴线互错45度；每个轧辊机架上安装四个电机安装座，驱动电机、传动装置、轧辊、轧辊支撑轴承、轧辊轴位置液压调节器都安装在电机安装座上，驱动电机通过传动装置带动轧辊转动；每个轧辊的两端分别设置轧辊支撑轴承，每个轧辊支撑轴承连接一个轧辊轴位置液压调节器。
2.根据权利要求1所述的高精度无缝钢管的四辊减径机，其特征是：所述轧辊机架是一次加工成型的整体结构。
3.根据权利要求1所述的高精度无缝钢管的四辊减径机，其特征是：所述传动装置采用鼓形齿齿轮联轴器。
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