CN110280702A - 多工位辗环机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及辗环机结构领域，尤其涉及一种多工位辗环机，可以在保持轧制质量的基础上，实现多工位轧制的切换。一种多工位辗环机，包括机架、芯辊、主辊与多个芯辊安装装置，所述芯辊安装装置设置在机架上，所述芯辊与芯辊安装装置连接，所述芯辊的上部和/或下部通过芯辊安装装置与机架连接，所述芯辊安装装置包括与机架固定连接的固定座，以及设置在固定座内侧，与固定座可动连接的调节座，所述芯辊相对于调节座可以做轴向直线运动与绕轴向的转动，所述芯辊沿轴向方向设有至少两个芯辊轧制区。芯辊具有多个轧制区，可以通过改变芯辊的高度来切换不同的轧制区，用于在不同的阶段对工件进行加工。

Description

多工位辗环机

技术领域

本发明涉及辗环机结构领域，尤其涉及一种多工位辗环机。

背景技术

环件轧制(亦称辗环、环件辗扩、扩孔、轧环)是借助辗环机(亦称轧环机、环轧机、扩孔机)使环件产生连续局部塑性变形，进而实现壁厚减小、直径扩大、截面轮廓成形的塑性加工工艺。辗环机包括主辊模具、芯辊模具与主辊模具，主辊与芯辊通过挤压毛坯来控制成品工件的壁厚，锥辊倾斜设置，压紧毛坯的侧面，用于控制成品工件的宽度。

异形的环形工件在使用辗环机进行轧制过程中，通常难以一次性热轧成型，为了兼顾设备的性能和规格，坯料通常需要先经过预轧制处理，预轧制过程中需要将坯料现行轧制到尺寸与最终产品较为接近的尺寸，然后经过第二次热轧成型。

由于异形件的横截面形状特殊，需要使用模具进行轧制，而预处理则只是将坯料轧制为横截面为矩形的圆环，因此两次的轧制过程需要在不同设备上完成。坯料在经过预轧制过程时，温度已经降低，将半成品工件取出然后放置到用于成型的辗环机时工件温度已经下降较多，会影响金属流动性，最终导致轧制过程工件的成型质量下降。为了不影响最终的成型质量，如果两次轧制之间进行再次加热，则会降低工件的生产效率。

公开号为CN205551347U的中国实用新型专利中公开了一种辗环机用多功能芯辊，该专利方案中在芯辊的轴向上设置了不同部分用来轧制不同横截面形状的环形工件，但是不同的轧制部分在切换时需要将芯辊整个拆下后翻转倒装。该方案仅仅是实现了芯辊的多功能轧制，但并不能实现两个轧制阶段的快速进行。

由于芯辊直径一般小于主辊直径，且芯辊受力更加复杂。而上述方案增加了芯辊的长度，导致芯辊长径比增大，因此在环形工件轧制过程中，芯辊中部区域受到较大的径向力，因此芯辊会产生较为微小的弯曲变形。上述情况导致了芯辊两端的轴承受力不均匀，产生偏载，导致轴承寿命下降，并且影响芯辊转动的稳定性，从而使工件的成型质量降低。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供多工位辗环机，可以在保持轧制质量的基础上，实现多工位轧制的切换。

本发明提供方案如下：

一种多工位辗环机，包括机架、芯辊、主辊与多个芯辊安装装置，所述芯辊安装装置设置在机架上，所述芯辊与芯辊安装装置连接，所述芯辊的上部和/或下部通过芯辊安装装置与机架连接，所述芯辊安装装置包括与机架固定连接的固定座，以及设置在固定座内侧，与固定座可动连接的调节座，所述芯辊相对于调节座可以做轴向直线运动与绕轴向的转动，所述芯辊沿轴向方向设有至少两个芯辊轧制区。芯辊具有多个轧制区，可以通过改变芯辊的高度来切换不同的轧制区，用于在不同的阶段对工件进行加工。设置了可动的调节座，使得芯辊与机架之间除了自身的转动外，还具有了更多的自由度，而可动的调节座可以随芯辊的弯曲而改变位置或状态，以实现适应芯辊转动的效果。

优选的，所述固定座在靠近主辊的一侧设有缓冲空间。缓冲空间为调节座提供了可以运动的空间。

优选的，所述缓冲空间为开口，所述调节座可在开口内移动。开口方式结构简单，为调节座在芯辊与主辊连线方向上提供了一个自由度，使得调节座可以在固定座内翻转，进而配合芯辊的弯曲角度。

优选的，所述固定座与调节座之间设有支撑块。支撑块减少了固定座与调节座之间的接触面积，在不影响定位的前提下，减少了两者之间的摩擦。

优选的，所述固定座包括设置在调节座底部的垫块，所述垫块与调节座接触连接。垫块用于在下方支撑调节座，调节座的所有运动均发生在固定座内部，使得调节座的工作过程更加可控。

优选的，所述调节座与固定座可转动地连接。转动连接方式可以适应芯辊的弯曲而随之一同转动。

优选的，所述调节座设有轴承，所述轴承与芯辊间隙配合。芯辊与轴承之间为间隙配合，因此芯辊可以做轴向运动。本方案有助于多工位芯辊的使用，当芯辊沿轴向设置有多个芯辊轧制区时，需要用到不同芯辊轧制区工作时，采用了此方案安装的芯辊可以采用升降方式改变轴向位置。另外，芯辊的长度增加必然会导致弯曲程度增加，而采用了此方案允许芯辊长度进一步加长，由于本装置的位置可以不受芯辊长度的影响，可以使芯辊中部受力位置与本装置间的距离得到固定，此距离小于芯辊受力位置到达芯辊端部的距离，进而能够减小芯辊的弯曲程度。无论芯辊的长度以及轴向位置如何，本装置均可以在固定位置对芯辊提供支撑与限位。

优选的，所述轴承内侧设有套筒，所述套筒与芯辊间隙配合。套筒起到辅助芯辊与轴承相对滑动的效果，可以减少芯辊与轴承的磨损，也能使滑动更加顺畅。

优选的，该辗环机还包括芯辊油缸，所述芯辊油缸一端与机架连接，另一端与芯辊连接，并且芯辊油缸的轴线与芯辊的轴线平行或共线，所述芯辊油缸与芯辊之间设有缓冲装置。芯辊油缸可以为芯辊提供轴向运动的动力，便于在不同的轧制阶段使芯辊进行移动，缓冲装置使芯辊与芯辊油缸之间增加了缓冲区域，即使芯辊发生弯曲，也不会影响芯辊与油缸之间的连接。

优选的，所述缓冲装置包括连杆，所述连杆上端与芯辊油缸可转动的连接，下端可转动地连接到顶部轴承座，所述顶部轴承座通过顶部轴承与芯辊可转动地连接，所述顶部轴承的旋转轴线垂直于连杆两端的旋转轴线。连杆可起到缓冲作用，当由于芯辊的弯曲造成端部移位时，连杆可保证油缸不受到影响，保证了油缸的正常使用。增加了缓冲装置后，油缸的使用更加稳定，而解决了油缸与芯辊连接的问题，即可以实现可升降芯辊，进而可以增加芯辊长度，在芯辊上设置不同形状的多个芯辊轧制区，以实现芯辊的多工位轧制。

优选的，所述连杆的旋转平面、芯辊轴线及主辊轴线共面。由于芯辊的弯曲方向是固定的，因此连杆的运动方向与芯辊的弯曲方向相适配。

优选的，不同的所述芯辊轧制区形状不同，至少一个芯辊轧制区的形状为圆柱形。不同的芯辊轧制区在不同的轧制阶段进行工作，且至少一个圆柱形的轧制区用于进行预轧制。

优选的，所述主辊与芯辊平行设置，所述主辊沿轴向设有多个主辊轧制区，至少一个主辊轧制区的形状为圆柱形。主辊设置多个轧制区可进一步增加该辗环机的适用范围，通过芯辊与主辊不同轧制区的组合实现更多种轧制方式。

优选的，该辗环机还包括主辊油缸，所述主辊油缸一端与机架连接，另一端与主辊连接，并且主辊油缸的轴线与主辊的轴线平行或共线。主辊采用主辊油缸进行驱动，也能够实现主动切换，可以更灵活地与芯辊进行组合使用。

本发明具有以下有益效果：

1.芯辊设有多个轧制区，可以通过一台辗环机实现多次不同的轧制过程，并且可以通过主辊油缸实现快速切换，节约了加工效率，提高了加工质量；

2.通过一个可动的调节座，实现了芯辊端部的非固定位置连接，当芯辊收到径向力而产生弯曲时，调节座可以随芯辊的弯曲而相应的产生翻转，以达到配合芯辊的作用，减少了轴承的偏载磨损，延长了轴承使用寿命，进而可以提高环形工件的轧制质量；

3.芯辊可在调节座内滑动，使得本发明可以允许芯辊在其中进行轴向移动，芯辊上设置了多个芯辊轧制区，而不同芯辊轧制区在工作时均能得到有效支撑，而且不论芯辊长度如何，本装置都能在固定位置对芯辊起到支撑作用，能有效减小芯辊的弯曲程度；

4.缓冲装置可以允许芯辊在弯曲变形时不影响与芯辊油缸的连接，使芯辊油缸驱动芯辊的方案可行性提高，可以实现通过芯辊油缸驱动芯辊轴向运动，进而时间芯辊多工位的轧制；

5.主辊同样采用可升降的方式，配合芯辊能具有更多中的轧制区组合，适用面更广泛。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明结构示意图；

图2是芯辊安装结构示意图；

图3是本装置在图2中的M向示意图；

图4是本装置在图2中的N向示意图；

图5是本装置在图2中的T向示意图；

图6是图1的俯视示意图；

图7是本发明另一状态结构示意图；

图中，1-机架，2-芯辊，3-主辊，4-芯辊安装装置，5-工件，6-芯辊油缸，7-连杆，8-主辊油缸，21-第一轧制区，22-第二轧制区，23-顶部轴承座，31-主辊安装架，41-固定座，42-调节座，43-轴承，44-套筒，45-垫块，46-支撑块。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1～图6所示，本实施例中提供一种多工位辗环机，包括机架1、芯辊2与主辊3。芯辊2中部沿轴向设有两个形状不同的芯辊轧制区，分别为问圆柱形的第一轧制区21，以及异形的第二轧制区22。

机架1上设有两个芯辊安装装置4，芯辊2的上部与下部分别与一个芯辊安装装置4连接。芯辊安装装置4包括固定座41与调节座42，固定座41与机架1固定连接，调节座42与固定座41可动连接，芯辊2自调节座42内穿过，并且可转动地与调节座42连接。芯辊2顶部通过缓冲装置连接到芯辊油缸6，芯辊油缸6固定设置在机架1上，芯辊油缸6的轴线与芯辊2的轴线平行或共线。

固定座41面向主辊3的一侧有开口，开口可供调节座42在开口内运动。调节座42设有轴承43,轴承43内侧设有套筒44，芯辊2自套筒44内穿过，并且与套筒44间隙配合。固定座41包括设置在调节座42下方的垫块45，以及设置在调节座42侧面的支撑块46。

缓冲装置包括连杆7，连杆7一端与芯辊油缸6的活塞杆可转动地连接，另一端可转动地连接到顶部轴承座23，顶部轴承座23设有顶部轴承，与芯辊2的顶部连接。连杆7的运动平面与芯辊2的弯曲平面位于同一平面。

主辊2与芯辊3平行，主辊3可转动地设置在主辊安装架31上，主辊安装架31与机架1可做竖直方向的相对滑动运动。机架1设置有主辊油缸8，主辊油缸8与主辊安装架31连接，主辊油缸8的轴线与主辊3的轴线平行或共线。主辊3沿轴向设有两个不同形状的主辊轧制区。

本发明工作原理如下：

如图1所示状态，芯辊油缸6收缩，芯辊2上升，此时位于下方的第一轧制区21与工件5进行轧制，第一轧制区21为圆柱形，可以实现对坯料的预轧制。如图7所示状态，当预轧制完成后，芯辊油缸6可驱动芯辊2下降，此时位于上方的第二轧制区22对工件5进行轧制，第二轧制区22为异形，用于对异形件进行最终成型的轧制。第二轧制区22的具体形状可根据实际需要进行选择，两个不同的芯辊轧制区的上下位置也可根据实际情况进行选择。主辊3同样可以设置多个轧制区，通过主辊油缸8进行驱动，配合芯辊2可以实现更多种环形件的轧制。

工件5在轧制过程中，芯辊2中部收到来自主辊3方向的压力，导致芯辊2产生轻微的弯曲变形。以图示的卧式辗环机为例，理想状态下，芯辊2的轴线应当是直线，并且与地面垂直，但是当芯辊2弯曲时，芯辊2端部位置与地面产生一个轻微的角度变化。由于调节座42本身可动，因此调节座42可以配合芯辊2做出同样轻微角度的翻转，在此状态下，调节座42内安装的轴承43仍然可以保持与芯辊2同轴。

传统辗环机的轴承为固定设置，其位置不可动，当芯辊产生弯曲变形时则会造成轴承的偏载，加剧轴承的磨损，影响轴承寿命，最终导致工件的质量受到影响。采用了本发明的方案则可以避免上述问题。设置了缓冲装置后，即使芯辊2发生弯曲，芯辊2与芯辊油缸6的连接处也不会受到影响。

实施例二

本实施例中，调节座42与固定座41可转动地连接，该转动轴线垂直于主辊轴线与芯辊2轴线所在的平面。本实施例中其他部分与实施例一基本相同。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.多工位辗环机，其特征在于：包括机架(1)、芯辊(2)、主辊(3)与多个芯辊安装装置(4)，所述芯辊安装装置(4)设置在机架(1)上，所述芯辊(2)与芯辊安装装置(4)连接，所述芯辊(2)的上部和/或下部通过芯辊安装装置(4)与机架(1)连接，所述芯辊安装装置(4)包括与机架(1)固定连接的固定座(41)，以及设置在固定座(41)内侧，与固定座(41)可动连接的调节座(42)，所述芯辊(2)相对于调节座(42)可以做轴向直线运动与绕轴向的转动，所述芯辊(2)沿轴向方向设有至少两个芯辊轧制区。

2.根据权利要求1所述的多工位辗环机，其特征在于：所述固定座(41)在靠近主辊(3)的一侧设有缓冲空间。

3.根据权利要求2所述的多工位辗环机，其特征在于：所述缓冲空间为开口，所述调节座(42)可在开口内移动。

4.根据权利要求2或3所述的多工位辗环机，其特征在于：所述固定座(41)与调节座(42)之间设有支撑块(46)。

5.根据权利要求2、3或4所述的多工位辗环机，其特征在于：所述固定座(41)包括设置在调节座(42)底部的垫块(45)，所述垫块(45)与调节座(42)接触连接。

6.根据权利要求1所述的多工位辗环机，其特征在于：所述调节座(42)与固定座(41)可转动地连接。

7.根据权利要求1、2、3或5所述的多工位辗环机，其特征在于：所述调节座(42)设有轴承(43)，所述轴承(43)与芯辊(2)间隙配合。

优选的，所述轴承(43)内侧设有套筒(44)，所述套筒(44)与芯辊(2)间隙配合。

8.根据权利要求1所述的多工位辗环机，其特征在于：该辗环机还包括芯辊油缸(6)，所述芯辊油缸(6)一端与机架(1)连接，另一端与芯辊(2)连接，并且芯辊油缸(6)的轴线与芯辊(2)的轴线平行或共线，所述芯辊油缸(6)与芯辊(2)之间设有缓冲装置。

优选的，所述缓冲装置包括连杆(7)，所述连杆(7)上端与芯辊油缸(6)可转动的连接，下端可转动地连接到顶部轴承座(23)，所述顶部轴承座(23)通过顶部轴承与芯辊(2)可转动地连接，所述顶部轴承的旋转轴线垂直于连杆(7)两端的旋转轴线。

优选的，所述连杆(7)的旋转平面、芯辊(2)轴线及主辊(3)轴线共面。

9.根据权利要求1所述的多工位辗环机，其特征在于：不同的所述芯辊轧制区形状不同，至少一个芯辊轧制区的形状为圆柱形。

10.根据权利要求1或12所述的多工位辗环机，其特征在于：所述主辊(3)与芯辊(2)平行设置，所述主辊(3)沿轴向设有多个主辊轧制区，至少一个主辊轧制区的形状为圆柱形。

优选的。该辗环机还包括主辊油缸(8)，所述主辊油缸(8)一端与机架(1)连接，另一端与主辊(3)连接，并且主辊油缸(8)的轴线与主辊(3)的轴线平行或共线。