CN109590416A - 一种联动式三辊斜轧机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轧制设备领域，尤其涉及一种联动式三辊斜轧机。它包括同步旋转装置及径向进给装置，同步旋转装置包括电机、同步齿轮及三个轧制组件，轧制组件中，第一传动轴、第二伸缩传动轴、第二伸缩传动轴之间依次通过万向节相连，斜轧股与第一第一传动轴连接；径向进给装置包括定基座、叉架、液压机及三个滑杆，第一传动轴转动设置在滑杆的一端，滑杆滑动设置在定基座上，滑杆的下端设有滚子，叉架上设有滚动槽；支撑臂的上端均设有换向杆，换向杆的中部铰接在定基座上，换向杆与支撑臂形成转动连接，两个换向杆形成转动连接。本发明通过控制斜轧辊的同步旋转和径向进给，从而能够加工长轴，对于多段阶梯轴也能加工。

Description

一种联动式三辊斜轧机

技术领域

本发明涉及轧制设备领域，尤其涉及一种联动式三辊斜轧机。

背景技术

随着铁路事业的发展，高速列车轴的需求量也与日俱增，人们越来越多地采用塑性成形工艺来生产高速列车轴，比如楔横轧多楔轧制工艺，但由于高速列车轴属于超大型轴类零件，其中大比例的还是空心轴，其最大直径近φ200mm，最大长度近2200mm，在现有的常见楔横轧装备中，如双辊楔横轧机，由于模具的尺寸要和坯料的尺寸严格匹配，因此要生产高速列车轴，其模具直径要达φ3000mm以上，轧机高度也近10000mm，这样大的设备与模具，必然投资大、成本高、生产操作不便，实施难度大，导致该工艺成形一直没有得到推广。

三辊斜轧的方式可以一边推进坯料，一边对坯料进行塑性成形，因此模具尺寸可以不受坯料尺寸的限制，但是目前主要的应用生产钢管类零件，进行简单的穿孔，如中国专利授权公告号CN2593920Y，授权公告日为2003.12.24，专利名称为“三辊斜轧管机”，公开了一种三辊斜轧管机，包括：上、下机架、轧辊装配、轧辊调整机构、转鼓调整、轧辊平衡装置、轧辊传动机构，三个轧辊结构相同，相互成120°间隔布置，其特征是轧辊采用轧辊环轧辊，轧辊环与其辊轴采用较小的过盈配合，在轧辊环与辊轴之间插至少一个薄键，每个轧辊的轴承上部与液压平衡装置之间设置有一以液压为动力的快开油缸。但是对于空心火车轴这种大型轴类零件还没有使用过三辊斜轧的方法，因为普通的三辊斜轧无法加工长轴，尤其是多段阶梯轴。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中普通的三辊斜轧设备无法加工长轴，尤其是多段阶梯轴的不足，提供一种联动式三辊斜轧机，通过控制斜轧辊的同步旋转和径向进给，从而能够加工长轴，对于多段阶梯轴也能加工。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种联动式三辊斜轧机，包括同步旋转装置及径向进给装置，所述同步旋转装置包括电机、同步齿轮及三个轧制组件，所述轧制组件包括斜轧辊、第一传动轴、第二伸缩传动轴及第三传动轴，第一传动轴与第二伸缩传动轴之间通过第一万向节相连，第二伸缩传动轴与第三传动轴之间通过第二万向节相连，斜轧辊固定在第一传动轴的端部，第三传动轴的端部固定有与同步齿轮啮合的驱动齿轮，电机驱动同步齿轮转动；所述径向进给装置包括定基座、叉架、用于推动叉架升降的液压机及三个与第一传动轴一一对应的滑杆，所述定基座上设有用于容置斜轧辊的后让位孔，后让位孔用于容置斜轧辊，第一传动轴转动设置在滑杆的一端，三个滑杆均布在后让位孔的圆周上，其中任意两个滑杆之间的夹角为120°，最上方的滑杆竖向布置，滑杆滑动设置在定基座上，滑杆沿后让位孔的径向滑动；在下方的滑杆中：滑杆的下端设有滚子，叉架上设有用于滚子滚动的滚动槽，滚子可沿滚动槽的长度方向滚动；所述叉架的两端分别向上延伸形成两个支撑臂，支撑臂的上端均设有换向杆，换向杆的中部铰接在定基座上，支撑臂上设有第一滑柱，换向杆的一端设有第一长槽，第一滑柱穿过第一长槽，以使换向杆与支撑臂形成转动连接，换向杆的另一端设有第二长槽，两个第二长槽对接在一起，在上方的滑杆中：滑杆的上端设有第二滑柱，第二滑柱穿过两个第二长槽，以使两个换向杆形成转动连接。

通过电机驱动同步齿轮转动，进而促使三个驱动齿轮同步转动，驱动齿轮的转动通过第一传动轴、第二伸缩传动轴、第三传动轴、第一万向节及第二万向节转化为斜轧辊的转动，最终实现三个斜轧辊的同步转动，对坯料进行挤压成型。此外，定基座的位置固定，通过液压机顶升叉架，叉架通过滚子推动下方的两个滑杆向后让位孔中心移动，即推动相应的第一传动轴向后让位孔中心移动，同时叉架向上移动式推动换向杆绕换向杆的中心转动，第一滑柱的高度上升，第二滑柱的高度下降，使得上方的滑杆向后让位孔中心移动，即推动相应的第一传动轴向后让位孔中心移动，实现三个斜轧辊的径向压缩，反之，只要控制液压机下降，三个斜轧辊径向扩张时的过程与压缩时相反。制造和安装时，只要保证两个第一滑柱、换向杆与卡盘体铰接处的两个铰轴、以及第二滑柱五者之间，满足第一滑柱、第二滑柱在水平方向上距铰轴的距离相等，以及滚动槽与水平方向夹角为30°，即可保证三个斜轧辊的径向调整是联动且同步的。通过电机能够控制斜轧辊的同步旋转，能够对轴类零件的周向进行塑性变形加工，结合三辊斜轧的自身特点，坯料能够在三个斜轧辊之间移动，所以能够以较小的模具尺寸加工长轴，又能通过液压机即时控制斜轧辊同步径向进给，能够随时控制轧制的深度，继而轧出多段阶梯轴。

作为优选，所述同步齿轮的中部设有前让位孔，三个驱动齿轮均布在同步齿轮的外圈上，前让位孔与后让位孔同轴布置，前让位孔与后让位孔之间的空间用于坯料穿过。坯料在轧制时会移动，前让位孔与后让位孔之间的空间用于给坯料让位。

作为优选，所述电机的电机轴上设有减速齿轮，减速齿轮与同步齿轮啮合。减速齿轮和同步齿轮配合控制转速。

作为优选，所述滑杆包括滑杆本体及轴套，轴套通过T型连接块固定在滑杆本体上，定基座上设有沿后让位孔径向延伸的滑槽，滑杆本体滑动设置在滑槽中。轴套用于安装第一传动轴，滑槽增加滑杆本体径向滑动的稳定性，使斜轧辊能够稳定地径向进给。

作为优选，所述轴套上设有用于第一传动轴穿过的安装孔，安装孔内设有轴承，第一传动轴通过轴承转动设置在安装孔中。安装孔和轴承实现第一传动轴的转动连接，同时轴套又能推动第一传动轴径向移动，且轴套水平放置时，设计不同的安装孔轴线相对铅垂面的夹角，即可调整斜轧辊轧制时的倾角。

作为优选，三个斜轧辊呈“品”字形布置，其中任意两个斜轧辊成120°分布，每个斜轧辊与坯料的轴线之间均具有一个相同的倾角。斜轧辊的分布方式与普通的三辊斜轧穿孔机中斜轧辊的分布方式一致，这样的分布方式斜轧辊转动时能够带动坯料前进，也是能够以小尺寸模具加工长轴的基础。

本发明的有益效果是：（1）通过电机驱动同步齿轮转动，进而促使三个驱动齿轮同步转动，驱动齿轮的转动通过第一传动轴、第二伸缩传动轴、第三传动轴、第一万向节及第二万向节转化为斜轧辊的转动，最终实现三个斜轧辊的同步转动，能够对轴类零件的周向进行塑性变形加工，结合三辊斜轧的自身特点，坯料能够在三个轧辊之间移动，所以能够以较小的模具尺寸加工长轴；（2）通过液压机顶升叉架，叉架通过滚子推动下方的两个滑杆向后让位孔中心移动，即推动相应的第一传动轴向后让位孔中心移动，同时叉架向上移动式推动换向杆绕换向杆的中心转动，使得上方的滑杆向靠近后让位孔中心移动，即推动相应的第一传动轴向后让位孔中心移动，实现三个斜轧辊的径向压缩，反之可以实现三个斜轧辊的径向扩张，即实现了三个斜轧辊的同步径向进给，实现能够随时控制轧制坯料的径向压下量，继而轧出多段阶梯轴。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明另一个视角的结构示意图；

图3是本发明中叉架处的结构示意图；

图4是本发明中滑杆处的局部结构示意图。

图中：电机1、坯料10、同步齿轮2、斜轧辊31、第一传动轴32、第二伸缩传动轴33、第三传动轴34、第一万向节35、第二万向节36、驱动齿轮37、减速齿轮38、定基座41、叉架42、滚动槽421、支撑臂422、换向杆423、第一滑柱424、第一长槽425、第二长槽426、第二滑柱427、液压机43、滑杆44、滑杆本体441、轴套442、T型连接块443、滚子45、安装孔46、后让位孔5、前让位孔6。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。

如图1至图4中所示，一种联动式三辊斜轧机，包括同步旋转装置及径向进给装置，同步旋转装置包括电机1、同步齿轮2及三个轧制组件，轧制组件包括斜轧辊31、第一传动轴32、第二伸缩传动轴33及第三传动轴34，第一传动轴与第二伸缩传动轴之间通过第一万向节35相连，第二伸缩传动轴与第三传动轴之间通过第二万向节36相连，三个斜轧辊呈“品”字形布置，其中任意两个斜轧辊成120°分布，每个斜轧辊与坯料10的轴线之间均具有一个相同的倾角。斜轧辊的分布方式与普通的三辊斜轧穿孔机中斜轧辊的分布方式一致，这样的分布方式斜轧辊转动时能够带动坯料前进，也是能够以小尺寸模具加工长轴的基础。斜轧辊固定在第一传动轴的端部，第三传动轴的端部固定有与同步齿轮啮合的驱动齿轮37，电机的电机轴上设有减速齿轮38，减速齿轮与同步齿轮啮合，减速齿轮和同步齿轮配合控制转速，以使电机驱动同步齿轮转动；

径向进给装置包括定基座41、叉架42、用于推动叉架升降的液压机43及三个与第一传动轴一一对应的滑杆44，定基座上设有用于容置斜轧辊的后让位孔5，后让位孔用于容置斜轧辊，第一传动轴转动设置在滑杆的一端，三个滑杆均布在后让位孔的圆周上，其中任意两个滑杆之间的夹角为120°，最上方的滑杆竖向布置，滑杆滑动设置在定基座上，滑杆沿后让位孔的径向滑动。

在下方的滑杆中：滑杆的下端设有滚子45，叉架上设有用于滚子滚动的滚动槽421，滚子可沿滚动槽的长度方向滚动。叉架的两端分别向上延伸形成两个支撑臂422，支撑臂的上端均设有换向杆423，换向杆的中部铰接在定基座上，支撑臂上设有第一滑柱424，换向杆的一端设有第一长槽425，第一滑柱穿过第一长槽，以使换向杆与支撑臂形成转动连接，且第一滑柱能在第一长槽中滑动，换向杆的另一端设有第二长槽426，两个第二长槽对接在一起，在上方的滑杆中：滑杆的上端设有第二滑柱427，第二滑柱穿过两个第二长槽，以使两个换向杆形成转动连接，且第二滑柱能在第二长槽中滑动。

本发明使用时，通过电机驱动同步齿轮转动，进而促使三个驱动齿轮同步转动，驱动齿轮的转动通过第一传动轴、第二伸缩传动轴、第三传动轴、第一万向节及第二万向节转化为斜轧辊的转动，最终实现三个斜轧辊的同步转动，对坯料进行挤压成型。此外，定基座的位置固定，通过液压机顶升叉架，叉架通过滚子推动下方的两个滑杆向后让位孔中心移动，即推动相应的第一传动轴向后让位孔中心移动，同时叉架向上移动式推动换向杆绕换向杆的中心转动，第一滑柱的高度上升，第二滑柱的高度下降，使得上方的滑杆向后让位孔中心移动，即推动相应的第一传动轴向后让位孔中心移动，实现三个斜轧辊的径向压缩，反之，只要控制液压机下降，三个斜轧辊径向扩张时的过程与压缩时相反。制造和安装时，只要保证两个第一滑柱、换向杆与卡盘体铰接处的两个铰轴、以及第二滑柱五者之间，满足第一滑柱、第二滑柱在水平方向上距铰轴的距离相等，以及滚动槽与水平方向夹角为30°，即可保证三个斜轧辊的径向调整是联动且同步的。通过电机能够控制斜轧辊的同步旋转，能够对轴类零件的周向进行塑性变形加工，结合三辊斜轧的自身特点，坯料能够在三个斜轧辊之间移动，所以能够以较小的模具尺寸加工长轴，又能通过液压机即时控制斜轧辊同步径向进给，能够随时控制轧制的深度，继而轧出多段阶梯轴。

具体地，同步齿轮的中部设有前让位孔6，三个驱动齿轮均布在同步齿轮的外圈上，前让位孔与后让位孔同轴布置，前让位孔与后让位孔之间的空间用于坯料穿过。坯料在轧制时会移动，前让位孔与后让位孔之间的空间用于给坯料让位。

具体地，滑杆包括滑杆本体441及轴套442，轴套通过T型连接块443固定在滑杆本体上，定基座上设有沿后让位孔径向延伸的滑槽，滑杆本体滑动设置在滑槽中。轴套用于安装第一传动轴，滑槽增加滑杆本体径向滑动的稳定性，使斜轧辊能够稳定地径向进给。轴套上设有用于第一传动轴穿过的安装孔46，安装孔内设有轴承，第一传动轴通过轴承转动设置在安装孔中。安装孔和轴承实现第一传动轴的转动连接，同时轴套又能推动第一传动轴径向移动，且轴套水平放置时，设计不同的安装孔轴线相对铅垂面的夹角，即可调整斜轧辊轧制时的倾角。

本发明的有益效果是：通过同步旋转装置实现三个斜轧辊的同步联动转动，能够对轴类零件的周向进行塑性变形加工，结合三辊斜轧的自身特点，坯料能够在三个轧辊之间移动，所以能够以较小的模具尺寸加工长轴；通过径向进给装置实现三个斜轧辊的同步径向进给，能够随时控制轧制坯料的径向压下量，继而轧出多段阶梯轴。

Claims (6)

1.一种联动式三辊斜轧机，其特征是，包括

同步旋转装置，所述同步旋转装置包括电机、同步齿轮及三个轧制组件，所述轧制组件包括斜轧辊、第一传动轴、第二伸缩传动轴及第三传动轴，第一传动轴与第二伸缩传动轴之间通过第一万向节相连，第二伸缩传动轴与第三传动轴之间通过第二万向节相连，斜轧辊固定在第一传动轴的端部，第三传动轴的端部固定有与同步齿轮啮合的驱动齿轮，电机驱动同步齿轮转动；

及径向进给装置，所述径向进给装置包括定基座、叉架、用于推动叉架升降的液压机及三个与第一传动轴一一对应的滑杆，所述定基座上设有用于容置斜轧辊的后让位孔，后让位孔用于容置斜轧辊，第一传动轴转动设置在滑杆的一端，三个滑杆均布在后让位孔的圆周上，其中任意两个滑杆之间的夹角为120°，最上方的滑杆竖向布置，滑杆滑动设置在定基座上，滑杆沿后让位孔的径向滑动；

在下方的滑杆中：滑杆的下端设有滚子，叉架上设有用于滚子滚动的滚动槽，滚子可沿滚动槽的长度方向滚动；

所述叉架的两端分别向上延伸形成两个支撑臂，支撑臂的上端均设有换向杆，换向杆的中部铰接在定基座上，支撑臂上设有第一滑柱，换向杆的一端设有第一长槽，第一滑柱穿过第一长槽，以使换向杆与支撑臂形成转动连接，换向杆的另一端设有第二长槽，两个第二长槽对接在一起，在上方的滑杆中：滑杆的上端设有第二滑柱，第二滑柱穿过两个第二长槽，以使两个换向杆形成转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种联动式三辊斜轧机，其特征是，所述同步齿轮的中部设有前让位孔，三个驱动齿轮均布在同步齿轮的外圈上，前让位孔与后让位孔同轴布置，前让位孔与后让位孔之间的空间用于坯料穿过。

3.根据权利要求1所述的一种联动式三辊斜轧机，其特征是，所述电机的电机轴上设有减速齿轮，减速齿轮与同步齿轮啮合。

4.根据权利要求1所述的一种联动式三辊斜轧机，其特征是，所述滑杆包括滑杆本体及轴套，轴套通过T型连接块固定在滑杆本体上，定基座上设有沿后让位孔径向延伸的滑槽，滑杆本体滑动设置在滑槽中。

5.根据权利要求4所述的一种联动式三辊斜轧机，其特征是，所述轴套上设有用于第一传动轴穿过的安装孔，安装孔内设有轴承，第一传动轴通过轴承转动设置在安装孔中。

6.根据权利要求1所述的一种联动式三辊斜轧机，其特征是，三个斜轧辊呈“品”字形布置，其中任意两个斜轧辊成120°分布，每个斜轧辊与坯料的轴线之间均具有一个相同的倾角。