CN111545573B - 一种辊柱旋轧机 - Google Patents

Abstract

本发明属于轧制设备技术领域，具体涉及一种辊柱旋轧机。本发明主要解决现有滚珠旋轧存在的未成型区域容易产生材料塑性堆积和造成旋轧成品率低的技术问题。本发明采用的技术方案是：一种辊柱旋轧机，包括底板和芯模驱动机构，其中，还包括进给机构、角度调整机构和压下调整机构，所述进给机构设置在底板的上平面上，所述角度调整机构与压下调整机构设置在进给机构中的进给平台的上平面上，所述芯模驱动机构设置在底板上平面的一端。该旋轧机可以改变辊柱旋轧角和压下量，并能保证每一辊柱压下量相同，本发明具有结构简单、设备紧凑、操作简便和轻松实现旋轧角的调节的一优点。

Description

一种辊柱旋轧机

技术领域

本发明属于轧制设备技术领域，具体涉及一种辊柱旋轧机。

背景技术

旋轧是钢管成形的主要工艺手段之一，对于精密薄壁管，现阶段常采用滚珠旋轧方式进行加工。滚珠旋轧是一种采用滚珠作为变形工具连续局部塑性成形的工艺，具有变形区域小，成形力大的优点，但同时由于未成型区域小，在旋轧过程中，未成型区域容易产生材料塑性堆积，造成旋轧成品率低。

发明内容

本发明的目的是解决现有滚珠旋轧存在的缺陷，提供一种辊柱旋轧机，该旋轧机可以改变辊柱旋轧角和压下量，并能保证每一辊柱压下量相同。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种辊柱旋轧机，包括底板和芯模驱动机构，其中，还包括进给机构、角度调整机构和压下调整机构，所述进给机构设置在底板的上平面上，所述角度调整机构与压下调整机构设置在进给机构中的进给平台的上平面上，所述芯模驱动机构设置在底板上平面的一端；

所述芯模驱动机构包括芯模和芯模驱动电机，所述芯模驱动电机设置在底板上平面的一端，所述芯模一端与芯模驱动电机的输出轴相连，另一端与压下调整机构相连；

所述进给机构包括进给电机、滑轨、滑块、进给平台、丝杠支撑、丝杠螺母和滚珠丝杠，所述滑轨固定设置在底板上平面的两边，所述丝杠支撑设在底板上平面上并位于芯模驱动电机前面，所述进给电机设在底板上平面上的另一端，所述丝杠螺母固定设置在进给平台底面的中部并与滚珠丝杠连接，所述滚珠丝杠的一端与进给电机的输出轴连接，所述滚珠丝杠的另一端装在丝杠支撑上，所述滑块设在进给平台底面的两边并与滑轨连接；

所述角度调整机构包括蜗轮、圆螺母、蜗杆支架、蜗杆、角度调整支架和旋转环，所述角度调整支架内侧面中部设有圆形凹槽，圆形凹槽中部设有圆形通孔，所述旋转环的大圆环一端设置在角度调整支架的圆形凹槽中，所述旋转环大圆环的表面上均匀设有若干个第一关节轴承，所述旋转环另一端穿过角度调整支架设置的圆形通孔与蜗轮连接，所述蜗轮通过圆螺母固定在旋转环的伸出部位上，所述蜗杆支架水平固定设置在角度调整支架的外侧面上且位于蜗轮两侧的下面，所述蜗杆设置在蜗杆支架上且与蜗轮相啮合；

所述压下调整机构包括压下调整机构支架、若干个小锥齿轮、若干个第二导向块、若干个弹簧、若干个第二关节轴承、调节杆、若干个螺母块、若干个螺杆、锥齿轮、调节小锥齿轮、上导向杆、下导向杆、两个第一导向块和固定板，所述压下调整机构支架为上薄下厚的矩形结构，在压下调整机构支架一侧面上设有圆柱形空腔，在圆柱形空腔底面的周边设有环状齿轮凹槽，所述圆柱形空腔的内侧面上均匀设有若干第一凹槽，所述第一凹槽内设有沉孔，在圆柱形空腔内侧面上端的第一凹槽两边对称设有第二凹槽，所述第二凹槽内设有调节杆孔，所述圆柱形空腔底面的中间设有圆柱形通孔，所述圆柱形通孔的外侧为多边形表面，所述多边形表面上设有弹簧沉孔，在所述环状齿轮凹槽与圆柱形通孔之间的底面上设有若干滑槽且滑槽与多边形表面和第一凹槽相对应，所述锥齿轮设置在环状齿轮凹槽内，所述螺母块设置在滑槽内，所述第二导向块设在两滑槽之间且第二导向块两边设置的凸台压在螺母块两侧的凸台上使螺母块能在滑槽中滑动，所述螺母块为矩形结构，其顶面设有螺纹孔，底面设有弹簧沉孔，正面设有轴承孔，两侧面中间设有凸台，所述螺杆的两端分别设在螺母块顶面的螺纹孔和沉孔中，所述小锥齿轮设在螺杆上，所述调节小锥齿轮通过调节杆装在调节杆孔与第二导向块侧面之间，所述弹簧设在螺母块底面与多边形表面之间并使其两端分别位于多边形表面上设置的弹簧沉孔和螺母块底面设置的弹簧沉孔中，在所述螺母块的轴承孔中设置第二关节轴承，所述第二关节轴承与辊柱的一端相连，辊柱的另一端与第一关节轴承相连，所述上导向杆的一端通过螺母与压下调整机构支架的上端两侧相连，另一端与角度调整支架的上端两侧相连，所述下导向杆的一端与角度调整支架的下端两侧相连，中部通过螺母与压下调整机构支架的下端两侧相连，另一端与固定板固定相连，所述固定板设置在进给平台的一端，所述两个第一导向块对称设置在进给平台上平面的两边，且分别与压下调整机构支架下端两侧设置的滑槽连接。

进一步的，所述多边形表面为正多边形，且其边数、第一关节轴承、第二关节轴承和滑槽的数量与辊柱数量相同。

本发明的有益效果是：

本发明是一种采用辊柱作为变形工具对管坯施加外力，使管坯受压产生连续变形的旋轧成形设备。辊柱旋轧的过程中包括旋轧角、进给量和减薄量等多种因素，进给量可通过进给速度和转速进行控制，而旋轧角和减薄量通过角度调整机构和压下调整机构进行控制，解决了现有滚珠旋轧存在的未成型区域容易产生材料塑性堆积和造成旋轧成品率低的技术问题。与背景技术相比，本发明具有下列优点：

1、本发明的辊柱旋轧不仅成型区域小，而且同时避免了滚珠旋轧易造成未成形区材料塑性堆积的问题，具有更好的成型质量和成品率。

2、本发明结构简单，设备紧凑，操作简便，通过压下调整机构实现了辊柱同步下压的效果，压下受力点法线与支撑轴线共线，受力更加合理。

3、本发明通过角度调整机构可以轻松实现旋轧角的调节。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的左视图；

图3为图2中的A——A剖视图；

图4为本发明的压下调整机构示意图；

图5为本发明的压下调整支架结构示意图；

图6为本发明的压下调整机构的爆炸图；

图7为本发明的角度调整机构的爆炸图；

图中：1-底板、2-进给电机、3-滑轨、4-滑块、5-进给平台、6-下导向杆、7-第一导向块、8-固定板、9-丝杠支撑、10-芯模驱动电机、11-芯模、12-辊柱、13-压下调整机构、14-上导向杆、15-蜗轮、16-圆螺母、17-管坯、18-蜗杆支架、19-蜗杆、20-角度调整支架、21-旋转环、22-丝杠螺母、23-滚珠丝杠、24-第一关节轴承；

其中压下调整机构13中：1301-压下调整机构支架、1302-小锥齿轮、1303-第二导向块、1304-弹簧、1305-第二关节轴承、1306-调节杆、1307-螺母块、1308-螺杆、1309-锥齿轮、1310-调节小锥齿轮；

其中压下调整机构支架1301中：1301-1-环状齿轮凹槽、1301-2-第一凹槽、1301-3-沉孔、1301-4-滑槽、1301-5-弹簧沉孔、1301-6-多边形表面、1301-7-圆柱形通孔、1301-8-调节杆孔、1301-9-圆柱形空腔、1301-10-第二凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1-7所示，本实施例中的一种辊柱旋轧机，包括底板1和芯模驱动机构，其中，还包括进给机构、角度调整机构和压下调整机构13，所述进给机构设置在底板1的上平面上，所述角度调整机构与压下调整机构13设置在进给机构中的进给平台5的上平面上，所述芯模驱动机构设置在底板1上平面的一端；

所述芯模驱动机构包括芯模11和芯模驱动电机10，所述芯模驱动电机10设置在底板1上平面的一端，所述芯模11一端与芯模驱动电机10的输出轴相连，另一端与压下调整机构13相连；

所述进给机构包括进给电机2、滑轨3、滑块4、进给平台5、丝杠支撑9、丝杠螺母22和滚珠丝杠23，所述滑轨3固定设置在底板1上平面的两边，所述丝杠支撑9设在底板1上平面上并位于芯模驱动电机10前面，所述进给电机2设在底板1上平面上的另一端，所述丝杠螺母22固定设置在进给平台5底面的中部并与滚珠丝杠23连接，所述滚珠丝杠23的一端与进给电机2的输出轴连接，所述滚珠丝杠23的另一端装在丝杠支撑9上，所述滑块4设在进给平台5底面的两边并与滑轨3连接；

所述角度调整机构包括蜗轮15、圆螺母16、蜗杆支架18、蜗杆19、角度调整支架20和旋转环21，所述角度调整支架20内侧面中部设有圆形凹槽，圆形凹槽中部设有圆形通孔，所述旋转环21的大圆环一端设置在角度调整支架20的圆形凹槽中，所述旋转环21大圆环的表面上均匀设有六个第一关节轴承24，所述旋转环21另一端穿过角度调整支架20设置的圆形通孔与蜗轮15连接，所述蜗轮15通过圆螺母16和键固定在旋转环21的伸出部位上，所述蜗杆支架18水平固定设置在角度调整支架20的外侧面上且位于蜗轮15两侧的下面，所述蜗杆19设置在蜗杆支架18上且与蜗轮15相啮合；

所述压下调整机构13包括压下调整机构支架1301、六个小锥齿轮1302、六个第二导向块1303、若干个弹簧1304、六个第二关节轴承1305、调节杆1306、六个螺母块1307、六个螺杆1308、锥齿轮1309、调节小锥齿轮1310、上导向杆14、下导向杆6、两个第一导向块7和固定板8，所述压下调整机构支架1301为上薄下厚的矩形结构，在压下调整机构支架1301一侧面上设有圆柱形空腔1301-9，在圆柱形空腔1301-9底面的周边设有环状齿轮凹槽1301-1，所述圆柱形空腔1301-9的内侧面上均匀设有六个第一凹槽1301-2，所述第一凹槽1301-2内设有沉孔1301-3，在圆柱形空腔1301-9内侧面上端的第一凹槽1301-2两边对称设有第二凹槽1301-10，所述第二凹槽1301-10内设有调节杆孔1301-8，所述圆柱形空腔1301-9底面的中间设有圆柱形通孔1301-7，所述圆柱形通孔1301-7的外侧为多边形表面1301-6，所述多边形表面1301-6上设有弹簧沉孔1301-5，在所述环状齿轮凹槽1301-1与圆柱形通孔1301-7之间的底面上设有六个滑槽1301-4且滑槽1301-4与多边形表面1301-6和第一凹槽1301-2相对应，所述锥齿轮1309设置在环状齿轮凹槽1301-1内，所述螺母块1307设置在滑槽1301-4内，所述第二导向块1303设在两滑槽1301-4之间且第二导向块1303两边设置的凸台压在螺母块1307两侧的凸台上并使螺母块1307能在滑槽1301-4中滑动，所述螺母块1307为矩形结构，其顶面设有螺纹孔，底面设有弹簧沉孔，正面设有轴承孔，两侧面中间设有凸台，所述螺杆1308的两端分别设在螺母块1307顶面的螺纹孔和沉孔1301-3中，所述小锥齿轮1302设在螺杆1308上，所述调节小锥齿轮1310通过调节杆1306装在调节杆孔1301-8与第二导向块1303侧面之间，所述弹簧1304设在螺母块1307底面与多边形表面1301-6之间并使其两端分别位于多边形表面1301-6上设置的弹簧沉孔1301-5和螺母块1307底面设置的弹簧沉孔中，在所述螺母块1307的轴承孔中设置第二关节轴承1305，所述第二关节轴承1305与辊柱12的一端相连，辊柱12的另一端与第一关节轴承24相连，所述上导向杆14的一端通过螺母与压下调整机构支架1301的上端两侧相连，另一端与角度调整支架20的上端两侧相连，所述下导向杆6的一端与角度调整支架20的下端两侧相连，中部通过螺母与压下调整机构支架1301的下端两侧相连，另一端与固定板8固定相连，所述固定板8设置在进给平台5的一端，所述两个第一导向块7对称设置在进给平台5上平面的两边，且分别与压下调整机构支架1301下端两侧设置的滑槽连接。

本发明的工作过程：

在辊柱旋轧机工作前，将压下调整机构支架1301与上导向杆14、下导向杆6相连接的螺母旋松，使得压下调整机构支架1301可沿上导向杆14、下导向杆6和第一导向块7自由滑动；接着手动旋转蜗杆19，驱动涡轮15旋转，进而带动旋转环21转动，旋转环21上的第一关节轴承24随之转动，使得辊柱12的角度发生改变。

然后通过手动旋转调节杆1306带动与之相连的调节小锥齿轮1310旋转，驱动锥齿轮1309转动，通过锥齿轮1309的转动，带动所有小锥齿轮1302转动，进而带动与之相连的螺杆1308旋转，所有螺杆1308驱动螺母块1307沿滑槽1301-4同时径向移动，从而实现多辊柱的同步下压。完成旋轧角与压下量调整后，将压下调整机构支架1301与上导向杆14、下导向杆6相连接的螺母旋紧，使得压下调整机构支架1301、角度调整机构、固定板8与进给平台5固定为一体。最后将管坯17安装在芯模11上，开启芯模驱动电机10，芯模11在芯模驱动电机10的作用下开始旋转，管坯17随之旋转，同时辊柱12在管坯17的作用下开始转动。同时开启进给电机2，通过驱动滚珠丝杠23使进给平台5移动，实现进给平台5的定量进给，对管坯17进行旋轧。

Claims (2)

1.一种辊柱旋轧机，包括底板(1)和芯模驱动机构，其特征在于，还包括进给机构、角度调整机构和压下调整机构(13)，所述进给机构设置在底板(1)的上平面上，所述角度调整机构与压下调整机构(13)设置在进给机构中的进给平台(5)的上平面上，所述芯模驱动机构设置在底板(1)上平面的一端；

所述芯模驱动机构包括芯模(11)和芯模驱动电机(10)，所述芯模驱动电机(10)设置在底板(1)上平面的一端，所述芯模(11)一端与芯模驱动电机(10)的输出轴相连，另一端与压下调整机构(13)相连；

所述进给机构包括进给电机(2)、滑轨(3)、滑块(4)、进给平台(5)、丝杠支撑(9)、丝杠螺母(22)和滚珠丝杠(23)，所述滑轨(3)固定设置在底板(1)上平面的两边，所述丝杠支撑(9)设在底板(1)上平面上并位于芯模驱动电机(10)前面，所述进给电机(2)设在底板(1)上平面上的另一端，所述丝杠螺母(22)固定设置在进给平台(5)底面的中部并与滚珠丝杠(23)连接，所述滚珠丝杠(23)的一端与进给电机(2)的输出轴连接，所述滚珠丝杠(23)的另一端装在丝杠支撑(9)上，所述滑块(4)设在进给平台(5)底面的两边并与滑轨(3)连接；

所述角度调整机构包括蜗轮(15)、圆螺母(16)、蜗杆支架(18)、蜗杆(19)、角度调整支架(20)和旋转环(21)，所述角度调整支架(20)内侧面中部设有圆形凹槽，圆形凹槽中部设有圆形通孔，所述旋转环(21)的大圆环一端设置在角度调整支架(20)的圆形凹槽中，所述旋转环(21)大圆环的表面上均匀设有若干个第一关节轴承(24)，所述旋转环(21)另一端穿过角度调整支架(20)设置的圆形通孔与蜗轮(15)连接，所述蜗轮(15)通过圆螺母(16)固定在旋转环(21)的伸出部位上，所述蜗杆支架(18)水平固定设置在角度调整支架(20)的外侧面上且位于蜗轮(15)两侧的下面，所述蜗杆(19)设置在蜗杆支架(18)上且与蜗轮(15)相啮合；

所述压下调整机构(13)包括压下调整机构支架(1301)、若干个小锥齿轮(1302)、若干个第二导向块(1303)、若干个弹簧(1304)、若干个第二关节轴承(1305)、调节杆(1306)、若干个螺母块(1307)、若干个螺杆(1308)、锥齿轮(1309)、调节小锥齿轮(1310)、上导向杆(14)、下导向杆(6)、两个第一导向块(7)和固定板(8)，所述压下调整机构支架(1301)为上薄下厚的矩形结构，在压下调整机构支架(1301)一侧面上设有圆柱形空腔(1301-9)，在圆柱形空腔(1301-9)底面的周边设有环状齿轮凹槽(1301-1)，所述圆柱形空腔(1301-9)的内侧面上均匀设有若干第一凹槽(1301-2)，所述第一凹槽(1301-2)内设有沉孔(1301-3)，在圆柱形空腔(1301-9)内侧面上端的第一凹槽(1301-2)两边对称设有第二凹槽(1301-10)，所述第二凹槽(1301-10)内设有调节杆孔(1301-8)，所述圆柱形空腔(1301-9)底面的中间设有圆柱形通孔(1301-7)，所述圆柱形通孔(1301-7)的外侧为多边形表面(1301-6)，所述多边形表面(1301-6)上设有弹簧沉孔(1301-5)，在所述环状齿轮凹槽(1301-1)与圆柱形通孔(1301-7)之间的底面上设有若干滑槽(1301-4)且滑槽(1301-4)与多边形表面(1301-6)和第一凹槽(1301-2)相对应，所述锥齿轮(1309)设置在环状齿轮凹槽(1301-1)内，所述螺母块(1307)设置在滑槽(1301-4)内，所述第二导向块(1303)设在两滑槽(1301-4)之间且第二导向块(1303)两边设置的凸台压在螺母块(1307)两侧的凸台上使螺母块(1307)能在滑槽(1301-4)中滑动，所述螺母块(1307)为矩形结构，其顶面设有螺纹孔，底面设有弹簧沉孔，正面设有轴承孔，两侧面中间设有凸台，所述螺杆(1308)的两端分别设在螺母块(1307)顶面的螺纹孔和沉孔(1301-3)中，所述小锥齿轮(1302)设在螺杆(1308)上，所述调节小锥齿轮(1310)通过调节杆(1306)装在调节杆孔(1301-8)与第二导向块(1303)侧面之间，所述弹簧(1304)设在螺母块(1307)底面与多边形表面(1301-6)之间并使其两端分别位于多边形表面(1301-6)上设置的弹簧沉孔(1301-5)和螺母块(1307)底面设置的弹簧沉孔中，在所述螺母块(1307)的轴承孔中设置第二关节轴承(1305)，所述第二关节轴承(1305)与辊柱(12)的一端相连，辊柱(12)的另一端与第一关节轴承(24)相连，所述上导向杆(14)的一端通过螺母与压下调整机构支架(1301)的上端两侧相连，另一端与角度调整支架(20)的上端两侧相连，所述下导向杆(6)的一端与角度调整支架(20)的下端两侧相连，中部通过螺母与压下调整机构支架(1301)的下端两侧相连，另一端与固定板(8)固定相连，所述固定板(8)设置在进给平台(5)的一端，所述两个第一导向块(7)对称设置在进给平台(5)上平面的两边，且分别与压下调整机构支架(1301)下端两侧设置的滑槽连接。

2.根据权利要求1所述的一种辊柱旋轧机，其特征在于：所述多边形表面(1301-6)为正多边形，且其边数、第一关节轴承(24)、第二关节轴承(1305)和滑槽(1301-4)的数量与辊柱(12)数量相同。

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