CN107855363B - 一种辊模和顶管机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种辊模和顶管机，所述辊模包括模架(10)和多个轧辊组件(5)，模架(10)呈环状结构，轧辊组件(5)固定于模架(10)内，轧辊组件(5)含有轧辊(50)和辊轴(51)，该多个轧辊组件(5)的辊轴(51)呈正多边形排布，模架(10)的左右两侧的边缘内设有键槽(11)，键槽(11)的开设方向与该辊模的轧制中心线垂直。该辊模和顶管机结构简洁，安装便捷，顶管机床身的斜面侧壁有利于辊模的轧制中心线自动找正，落入即定位，用压板扣紧即可。
Description
技术领域
本发明涉及钢管轧制设备领域，具体的是一种辊模，还是一种含有该辊模的顶管机。
背景技术
顶管机是CPE生产钢管轧制变形的主要设备，一般在床身内设置多架辊模，实现对毛管的减径、减壁和延伸，制得荒管。轧辊孔型封闭性是荒管轧制质量的有效保证。
通常顶管机床身采用配有竖直插槽的侧壁，且插槽加工深度较深，加工量较大，当使用磨损之后，插槽齿板更换成本较高。竖直插槽不利于轧制线对中，尤其是磨损之后。目前的辊模均为三辊模架，轧辊周向金属流动速差比更多轧辊的模架大，制得荒管外表面质量稍弱于多辊模架。
发明内容
为了解决现有技术中辊模与顶管机的连接方式成本高的问题，本发明提供了一种辊模和顶管机，该辊模和顶管机结构简洁，安装便捷，顶管机床身的斜面侧壁有利于辊模的轧制中心线自动找正，落入即定位，用压板扣紧即可。两侧插槽一般不易磨损，键磨损之后更换键即可，不用更换整块插槽齿板。辊模拆装亦很方便，辊轴相当于定位销，两模架相贴合紧固即可，辊轴端斜面亦有定位和止转的作用。此种独特设计结构有利于提高轧制模具的更换效率，延长设备配件使用寿命。相对三辊辊模，五辊辊模轧制力更大，可承受更大压下量，提高单架延伸率，从而减少在线轧制的辊模机架数，缩短床身长度，且规格范围更宽，壁厚更薄，并在一定程度上提升产品质量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种辊模，包括模架和多个轧辊组件，模架呈环状结构，轧辊组件固定于模架内，轧辊组件含有轧辊和辊轴，该多个轧辊组件的辊轴呈正多边形排布，模架的左右两侧的边缘内设有键槽，键槽的开设方向与该辊模的轧制中心线垂直。
模架呈板状结构，模架含有两个层叠连接的半模架，半模架也呈板状结构，每个半模架的边缘均设有半键槽，键槽由两个半模架的半键槽连接而成。
模架的边缘呈正多边形结构，键槽位于模架的每个侧边，模架的边缘形成的正多边形的边数与轧辊组件的辊轴形成的正多边形的边数相同，模架的边缘形成的正多边形与轧辊组件的辊轴形成的正多边形同轴设置。
模架的边缘形成的正多边形与轧辊组件的辊轴形成的正多边形对应平行，或模架的边缘形成的正多边形与轧辊组件的辊轴形成的正多边形错开第一角度，该第一角度为180°除以该正多边形的边数。
模架的边缘形成呈正五边形，该第一角度为36°。
两个半模架互为镜像，半模架内设有用于安装轧辊的半缺口，两个半模架的半缺口能够组成一个完整的轧辊安装口，半缺口的两侧设有用于安装辊轴的半轴座槽，两个半模架的半轴座槽能够组成一个完整的辊轴安装座。
两个半模架通过螺栓连接固定，半模架内含有内圈螺栓孔和外圈螺栓孔，内圈螺栓孔位于相邻的两个半缺口之间，外圈螺栓孔位于半模架的边缘，外圈螺栓孔的位置与模架的边缘形成的正多边形的角相对应。
轧辊和辊轴之间套设有轴承，辊轴外还套设有用于固定轴承的圆螺母和隔环，该隔环与轧辊之间套设有环形的端盖，端盖与该隔环之间套设有密封圈，辊轴的两端的端面为斜面，该斜面相对于辊轴的轴线倾斜设置，辊轴的两端与该辊轴安装座相匹配。
一种顶管机，含有床身和多个辊模，该辊模为上述的辊模，床身含有左侧壁和右侧壁，所述多个辊模的轧制中心线重合，每个所述辊模的模架的左右两侧均通过键与床身的左侧壁和右侧壁一一对应连接。
沿竖直方向，左侧壁和右侧壁之间距离逐渐增大，模架的左右两侧分别与床身的左侧壁的内表面和右侧壁的内表面对应匹配；模架的边缘呈正多边形结构，该正多边形的边数为奇数，模架的边缘形成的正多边形的边数与轧辊组件的辊轴形成的正多边形的边数相同，模架的边缘形成的正多边形与轧辊组件的辊轴形成的正多边形同轴设置；当模架的边缘形成的正多边形与轧辊组件的辊轴形成的正多边形对应平行时，该辊模为错位辊模；当模架的边缘形成的正多边形与轧辊组件的辊轴形成的正多边形错开第一角度，该第一角度为180°除以该正多边形的边数时，该辊模为正位辊模；沿辊模的轧制中心线方向，正位辊模与错位辊模交替排列。
本发明的有益效果是：该辊模和顶管机结构简洁，安装便捷，顶管机床身的斜面侧壁有利于辊模的轧制中心线自动找正，落入即定位，用压板扣紧即可。两侧插槽一般不易磨损，键磨损之后更换键即可，不用更换整块插槽齿板。辊模拆装亦很方便，辊轴相当于定位销，两模架相贴合紧固即可，辊轴端斜面亦有定位和止转的作用。此种独特设计结构有利于提高轧制模具的更换效率，延长设备配件使用寿命。相对三辊辊模，五辊辊模轧制力更大，可承受更大压下量，提高单架延伸率，从而减少在线轧制的辊模机架数，缩短床身长度，且规格范围更宽，壁厚更薄，并在一定程度上提升产品质量。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明所述顶管机的前视立体示意图。
图2是本发明所述顶管机的辊模和床身的剖视示意图。
图3是本发明所述正位辊模的轴测图。
图4是本发明所述错位辊模的轴测图。
图5是本发明所述正位模架的轴测图。
图6是本发明所述错位模架的轴测图。
图7是轧辊组件的装配图。
图8是辊模呈圆形时的示意图。
图9是辊模呈异形时的示意图。
1、正位辊模；2、错位辊模；3、键；4、压板；5、轧辊组件；6、左侧壁；7、右侧壁；
10、模架；11、键槽；12、半缺口；13、半轴座槽；14、内圈螺栓孔；15、外圈螺栓孔；
40、第一螺钉；
50、轧辊；51、辊轴；52、轴承；53、端盖；54、第二螺钉；55、密封圈；56、隔环；57、圆螺母；58、止动垫圈；
100、床身；101、半模架；111、半键槽。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种辊模，包括模架10和多个轧辊组件5，模架10呈环状结构，轧辊组件5固定于模架10内，轧辊组件5含有轧辊50和辊轴51，该多个轧辊组件5的辊轴51呈正多边形排布，模架10的左右两侧的边缘内设有键槽11，键槽11的开设方向与该辊模的轧制中心线垂直，如图1、图2、图8、图9所示。
床身100的左侧壁6和右侧壁7的内表面可以设置有键槽或键，使用时，模架10的左右两侧分别与床身100的左侧壁6和右侧壁7通过键连接的方式实现连接固定。采用键连接的方式结构简洁，安装便捷，顶管机床身的斜面侧壁有利于辊模的轧制中心线自动找正，落入即定位，用压板扣紧即可。两侧插槽一般不易磨损，键磨损之后更换键即可，不用更换整块插槽齿板。
在本实施例中，模架10呈板状结构，模架10含有两个层叠连接的半模架101，半模架101也呈板状结构，每个半模架101的边缘均设有半键槽111，键槽11由两个半模架101的半键槽111连接而成，即一个完整的键槽11由两个半模架101对应连接组成，如图3至图5所示。
在本实施例中，模架10的边缘呈正多边形结构，键槽11沿模架10的周向设置，键槽11位于模架10的每个侧边，模架10的每个侧边上的键槽11均相同，以方便安装。模架10的边缘形成的正多边形的边数与轧辊组件5的辊轴51形成的正多边形的边数相同，如模架10的边缘呈正五边形，五个轧辊组件5的辊轴51连接形成正五边形。模架10的边缘形成的正多边形与轧辊组件5的辊轴51形成的正多边形同轴设置，如模架10的边缘形成的正五边形的中心线与五个轧辊组件5的辊轴51连接形成正五边形的中心线重合，五个轧辊组件5的辊轴51连接形成正五边形的中心线即为该辊模的轧制中心线C。
在本实施例中，模架10的边缘形成的正多边形的侧边与轧辊组件5的辊轴51形成的正多边形的侧边可以一一对应平行，此时的辊模为错位辊模2，如图4所示。或者，模架10的边缘形成的正多边形的侧边与轧辊组件5的辊轴51形成的正多边形的侧边错开第一角度（即模架10的边缘形成的正多边形以其自身的中心线为轴转动该第一角度后，该模架10的边缘形成的正多边形的侧边与轧辊组件5的辊轴51形成的正多边形的侧边一一对应平行），此时的辊模为正位辊模1，如图3所示，该第一角度为180°除以该正多边形的边数。
在本实施例中，两个半模架101的结构相同，两个半模架101互为镜像，半模架101内设有用于安装轧辊50的半缺口12，两个半模架101的半缺口12能够组成一个完整的轧辊安装口，半缺口12的两侧设有用于安装辊轴51的半轴座槽13，两个半模架101的半轴座槽13能够组成一个完整的辊轴安装座。两个半模架101对应连接形成模架10时，辊轴51的两端均位于该辊轴安装座内，轧辊50的一部分位于该轧辊安装口内，如图2、图5和图6所示。
在本实施例中，两个半模架101通过螺栓连接固定，半模架101内含有内圈螺栓孔14和外圈螺栓孔15，内圈螺栓孔14位于相邻的两个半缺口12之间，外圈螺栓孔15位于半模架101的边缘，外圈螺栓孔15的位置与模架10的边缘形成的正多边形的角相对应，如图2至图6所示。螺栓能够穿过内圈螺栓孔14和外圈螺栓孔15将两个半模架101连接固定。
在本实施例中，轧辊50和辊轴51之间套设有轴承52，辊轴51外还套设有用于固定轴承52的圆螺母57和隔环56，该隔环56与轧辊50之间套设有环形的端盖53，端盖53与该隔环之间套设有密封圈55，辊轴51的两端的端面为斜面，该斜面相对于辊轴51的轴线倾斜设置，辊轴51的两端与该辊轴安装座相匹配，辊轴51不能自转，如图2所示。
在本发明中，上述正多边形可以为正三角形、正方形、正五边形、正六边形、正七边形等，即模架10的边缘可以呈正三角形、正方形、正五边形、正六边形、正七边形等。优选辊模的模架10的边缘为正五边形，辊模内设有五个轧辊组件5。当模架10的边缘形成的正多边形与轧辊组件5的辊轴51形成的正多边形对应平行时，该辊模为错位辊模2，如图4和图6所示；当模架10的边缘形成的正多边形与轧辊组件5的辊轴51形成的正多边形错开第一角度，该第一角度为36°，该辊模为正位辊模1，如图2、图3和图5所示。
下面详细介绍辊模的模架10的边缘为正五边形，辊模内设有五个轧辊组件5时，辊模的详细结构。正位辊模1由五套轧辊组件5和两个模架10组成。所述的模架10面对面层叠安装，通过螺栓、内圈螺栓孔14和外圈螺栓孔15紧固；所述的轧辊组件5的轴端嵌入到两个半轴座槽13组成的辊轴安装座中。错位辊模2与正位辊模1错开一定角度（36°）的相位，同样由五套轧辊组件5和两个模架10组成。所述的模架10面对面层叠安装，通过螺栓、内圈螺栓孔14和外圈螺栓孔15紧固；所述的轧辊组件5的轴端嵌入到两个半轴座槽13组成的辊轴安装座中。
所述的模架10的外边缘加工有半键槽111，两个模架10的半键槽111配合组成一个完整键槽11；所述的模架10的内边缘加工有半缺口12，两个模架10的半缺口12配合组成一个完整的轧辊安装口，每个轧辊安装口的两端设有辊轴安装座；在辊模的内部有五个内圈螺栓孔14，在辊模的外围亦有五个外圈螺栓孔15。
轧辊组件5的轧辊50绕旋转轴线A旋转；所述的轧辊50通过轴承52安装在辊轴51上；所述的轴承52由圆螺母57通过隔环56锁紧固定；所述的圆螺母57通过止动垫圈58防松；所述的端盖53通过第二螺钉54固定在轧辊50上，并装有密封圈55与隔环56相间。辊轴51两端有用于定位和止转的斜面，如图7所示。
下面介绍一种顶管机，该顶管机含有床身100和多个辊模，该辊模为上述的辊模，床身100含有左侧壁6和右侧壁7，所述多个辊模的轧制中心线重合，每个所述辊模的模架10的左右两侧均通过键3与床身100的左侧壁6和右侧壁7一一对应连接，如图1所示。
其中辊模的边缘可以为正多边形，所述的床身100侧壁（左侧壁6和右侧壁7）的内表面为斜面左侧壁6和右侧壁7的内表面等间距加工键槽；所述的键3镶嵌在床身100的左侧壁6和右侧壁7的每个键槽中；在床身100的长度方向上设置若干个辊模，所有辊模的中心均在轧制中心线C上，即所有辊模的轧制中心线C重合；辊模用压板4扣在床身100上，并用第一螺钉40紧固。
辊模的边缘为正五边形，沿竖直方向，左侧壁6和右侧壁7之间距离逐渐增大，左侧壁6和右侧壁7之间形成辊模安装通槽，该辊模安装通槽的断面为底端朝上的等腰梯形，如图1和图2所示，模架10的左右两侧分别与床身100的左侧壁6的内表面和右侧壁7的内表面对应匹配；五个轧辊组件5的辊轴51连接形成正五边形，模架10的边缘形成的正五边形与轧辊组件5的辊轴51形成的正多边形的中心线重合，如图2所示。沿辊模的轧制中心线方向，正位辊模1与错位辊模2交替排列。
另外，辊模的边缘除了为正多边形，辊模的边缘还可以为圆形，如图8所示，该辊模安装在侧壁配有竖直插槽的床身100上。辊模的边缘还可以为异形，该辊模安装在侧壁配有竖直插槽的床身100上。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。
Claims (4)
1.一种顶管机，所述顶管机含有床身（100）和多个辊模；其特征在于，所述床身（100）含有左侧壁（6）和右侧壁（7），沿竖直方向，左侧壁（6）和右侧壁（7）之间的距离逐渐增大，所述多个辊模的轧制中心线重合；
所述辊模包括模架（10）和五个轧辊组件（5），模架（10）呈环状结构，轧辊组件（5）固定于模架（10）内，轧辊组件（5）含有轧辊（50）和辊轴（51），所述五个轧辊组件（5）的辊轴（51）呈正五边形排布，辊轴（51）的两端的端面为斜面，该斜面相对于辊轴（51）的轴线倾斜设置；
模架（10）呈板状结构，模架（10）含有两个层叠连接的半模架（101），半模架（101）也呈板状结构，每个半模架（101）的边缘均设有半键槽（111），键槽（11）由两个半模架（101）的半键槽（111）连接而成；
模架（10）的边缘呈正五边形结构，键槽（11）沿模架（10）的周向设置，键槽（11）位于模架（10）的每个侧边；
模架（10）的每个侧边上的键槽（11）均相同；
键槽（11）的开设方向与该辊模的轧制中心线垂直；
每个所述辊模的模架（10）的左右两侧均通过键（3）与床身（100）的左侧壁（6）的内表面和右侧壁（7）的内表面对应匹配；
所述辊模用压板（4）扣在床身（100）上，并通过第一螺钉（40）紧固；
模架（10）的边缘形成的正五边形与轧辊组件（5）的辊轴（51）形成的正五边形同轴设置；
当模架（10）的边缘形成的正五边形与轧辊组件（5）的辊轴（51）形成的正五边形对应平行时，该辊模为错位辊模（2）；
当模架（10）的边缘形成的正五边形与轧辊组件（5）的辊轴（51）形成的正五边形错开第一角度，所述第一角度为36°，该辊模为正位辊模（1）；
沿辊模的轧制中心线方向，正位辊模（1）与错位辊模（2）交替排列。
2.根据权利要求1所述的顶管机，其特征在于，两个半模架（101）互为镜像，半模架（101）内设有用于安装轧辊（50）的半缺口（12），两个半模架（101）的半缺口（12）能够组成一个完整的轧辊安装口，半缺口（12）的两侧设有用于安装辊轴（51）的半轴座槽（13），两个半模架（101）的半轴座槽（13）能够组成一个完整的辊轴安装座。
3.根据权利要求2所述的顶管机，其特征在于，两个半模架（101）通过螺栓连接固定，半模架（101）内含有内圈螺栓孔（14）和外圈螺栓孔（15），内圈螺栓孔（14）位于相邻的两个半缺口（12）之间，外圈螺栓孔（15）位于半模架（101）的边缘，外圈螺栓孔（15）的位置与模架（10）的边缘形成的正五边形的角相对应。
4.根据权利要求2所述的顶管机，其特征在于，轧辊（50）和辊轴（51）之间套设有轴承（52），辊轴（51）外还套设有用于固定轴承（52）的圆螺母（57）和隔环（56），隔环（56）与轧辊（50）之间套设有环形的端盖（53），端盖（53）与隔环（56）之间套设有密封圈（55），辊轴（51）的两端与所述辊轴安装座相匹配。
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