CN111664772A - 一种快速测量三辊减径机轧辊孔型长半轴方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种快速测量三辊减径机轧辊孔型长半轴方法，包括以下步骤：根据专用数控车床的机架工位号，在三轧辊孔型数据表中选取对应的椭圆孔型平均直径的值、第一长半轴的值以及短半轴的值；根据椭圆方程、获取的第一长半轴的值以及获取的短半轴的值，计算出第一线段的值；根据直角三角形定理和所述第一线段的值，计算出第二长半轴的值；通过三爪内径千分尺的三个爪子贴住三个轧辊辊缝进行测量获取第一尺寸数值；或通过内卡钳的一端贴住任何一个轧辊辊缝，另一端贴住与所述轧辊辊缝相对的轧辊圆弧底部获取第二尺寸数值；本发明解决了三辊减径机轧辊孔型长半轴的测量，提高了钢管外径精度和表面质量。

Description

一种快速测量三辊减径机轧辊孔型长半轴方法

技术领域

本发明属于轧机设备调教技术领域，特别涉及一种快速测量三辊减径机轧辊孔型长半轴方法。

背景技术

以前三辊减径机孔型在加工和使用中存在以下问题：1.三爪内径千分尺只能测量减径机孔型短半轴(加工后的和使用后)，而长半轴无法进行测量(加工后的和使用后)；2.如通过制作孔型样板对孔型尺寸(长、短半轴)测量，那么一个孔型就得需要制作一个样板且费用较高；3.由于长半轴不能测量，钢管的外径精度和表面质量(如青线、轧折)不能保证。

机加工在加工三辊减径机轧辊孔型时，容易出现三辊减径机轧辊孔型长半轴因得不到测量而造成孔型加工尺寸错误，三辊减径机孔型出现错误后，钢管经过减径机轧制后容易出现一条或多条青线、轧折 (深度达到0.1mm～0.3mm)缺陷及内椭(通常在0.8～0.9mm,严重时达到1.0～1.2mm)缺陷，这两种缺陷：1.严重影响了钢管外表面； 2.严重影响用户使用(内表加工时出现黑皮现象)。

本发明的这种快速测量三辊减径机轧辊孔型长半轴方法较好地解决了三辊减径机轧辊孔型(长半轴)的测量(加工后的和使用后)，特别是长半轴磨损量超过规定的磨损量，进行对减径机孔型重车，避免钢管的精度和质量的发生。通过此测量方法极大的提高了钢管外径精度和表面质量。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种快速测量三辊减径机轧辊孔型长半轴方法，解决了三辊减径机轧辊孔型长半轴的测量，提高了钢管外径精度和表面质量。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种快速测量三辊减径机轧辊孔型长半轴方法，包括以下步骤：根据专用数控车床的机架工位号，在三轧辊孔型数据表中选取对应的椭圆孔型平均直径的值、第一长半轴的值以及短半轴的值；根据椭圆方程、获取的第一长半轴的值以及获取的短半轴的值，计算出第一线段的值；根据直角三角形定理和所述第一线段的值，计算出第二长半轴的值；通过三爪内径千分尺的三个爪子贴住三个轧辊辊缝进行测量获取第一尺寸数值；或通过内卡钳的一端贴住任何一个轧辊辊缝，另一端贴住与所述轧辊辊缝相对的轧辊圆弧底部获取第二尺寸数值；比较第一尺寸数值与所述第二长半轴的关系，若所述第一尺寸数值与所述第二长半轴的两倍相等，则证明三辊减径机轧辊孔型长半轴加工尺寸正确，否则证明三辊减径机轧辊孔型长半轴加工尺错误；或比较第二尺寸数值与所述第二长半轴与所述短半轴之和的关系，若第二尺寸数值与所述第二长半轴与所述短半轴之和相等，则证明三辊减径机轧辊孔型长半轴加工尺寸正确，否则证明三辊减径机轧辊孔型长半轴加工尺错误；所述三辊减径机孔型由轴线间夹角为120°的三个轧辊的一端组成；每个轧辊的所述一端由两个呈轴对称的斜面夹着一个椭圆弧形成；两个相邻轧辊的斜面紧密相贴，使得三个椭圆弧首尾相接形成三辊减径机孔型，所述斜面与轴线之间的夹角为60°；所述椭圆弧的焦点位于轴线上，焦点到椭圆弧两端点之间连线的夹角为120°；所述第一线段为用于连接所述椭圆弧两端点的连接线的一半；所述第二长半轴为用于连接所述焦点与所述椭圆弧一端点的连接线。

优选地，根据直角三角形定理和所述第一线段的值，计算出第二长半轴的值，具体包括：根据直角三角形的勾股定理或三角函数、所述第一线段的值以及所述第一线段与第二长半轴的夹角α1，其中夹角α1为30°，计算出第二长半轴的值；所述直角三角形由所述第一线段、所述第二长半轴及第二线段首尾依次连接组成。

优选地，所述椭圆方程为：

X为所述第一线段的值，a为所述第一长半轴的值，b为所述短半轴的值。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明对机加工加工完后的三辊减径机轧辊孔型长、短半轴进行测量后，杜绝了因机加工加工出来三辊减径机轧辊孔型尺寸错误带来了钢管质量问题，确保了三辊减径机轧辊孔型的精度，极大的改善了钢管表面及尺寸精度问题，钢管产品质量得到了用户认可。市场竞争力进一步得到提升。

附图说明

图1为三个轧辊组成的孔型结构示意图；

图2为未加工的单轧辊结构示意图；

图3为单轧辊加工完后的孔型结构示意图。

图中符号说明如下：

轧辊10、第一斜面20、椭圆弧40、第二斜面60。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连；可以是有线电连接、无线电连接，也可以是无线通信信号连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参见图1至图3，根据本发明的实施例，提供了一种快速测量三辊减径机轧辊孔型长半轴方法，包括以下步骤：

S11：根据专用数控车床的机架工位号，在三轧辊孔型数据表中选取对应的椭圆孔型平均直径的值、第一长半轴的值以及短半轴的值。

S22：根据椭圆方程、获取的第一长半轴的值以及获取的短半轴的值，计算出第一线段的值。

S33：根据直角三角形定理和第一线段的值，计算出第二长半轴的值。

S44：通过三爪内径千分尺的三个爪子贴住三个轧辊辊缝进行测量获取第一尺寸数值；或通过内卡钳的一端贴住任何一个轧辊辊缝，另一端贴住与轧辊辊缝相对的轧辊圆弧底部获取第二尺寸数值。

S55：比较第一尺寸数值与第二长半轴的关系，若第一尺寸数值与第二长半轴的两倍相等，则证明三辊减径机轧辊孔型长半轴加工尺寸正确，否则证明三辊减径机轧辊孔型长半轴加工尺错误；或比较第二尺寸数值与第二长半轴与短半轴之和的关系，若第二尺寸数值与第二长半轴与短半轴之和相等，则证明三辊减径机轧辊孔型长半轴加工尺寸正确，否则证明三辊减径机轧辊孔型长半轴加工尺错误。

本发明根据三轧辊孔型数据表中第一长半轴的值、短半轴的值及椭圆方程以及直角三角形定理，计算出第二长半轴的值。本发明再对机加工完后的三辊减径机轧辊孔型进行测量，本发明再用测量值与两倍的第二长半轴或第二长轴的值与短半轴的值之和进行比较，使本发明杜绝了因机加工加工出来三辊减径机轧辊孔型尺寸错误带来了钢管质量问题，确保了三辊减径机轧辊孔型的精度，极大的改善了钢管表面及尺寸精度问题，钢管产品质量得到了用户认可。市场竞争力进一步得到提升。

参见图1和图3所示，三辊减径机孔型由轴线间夹角为120°的三个轧辊10的一端组成；每个轧辊10的一端是由第一斜面20、第二斜面60以夹在第一斜面20与第二斜面60之间的一个椭圆弧40形成，其中第一斜面20与第二斜面60关于轧辊轴线对称。椭圆弧40 的焦点位于轴线上，椭圆弧40的焦点即是三辊减径机孔型的中心点，焦点到椭圆弧40两端点之间连线的夹角为120°。每个椭圆弧所在椭圆的长短半轴数据参见表1。

两个相邻轧辊10的斜面紧密相贴，使得三个椭圆弧40首尾相接形成三辊减径机孔型，斜面与轴线之间的夹角为60°。

在本发明的实施例中，为了更加方便快捷的计算出第二长半轴的值，本发明将根据直角三角形的勾股定理或三角函数、所述第一线段的值以及第一线段与第二长半轴的夹角α1，在直角三角形中斜面与轴线之间的夹角为60°，所以夹角α1为30°，从而将第二长半轴的值计算出来；直角三角形由第一线段、第二长半轴及第二线段首尾依次连接组成。

在本发明的实施例中，本发明的椭圆方程为：

X为所述第一线段的值，a为所述三轧辊孔型数据表中第一长半轴的值，b为所述三轧辊孔型数据表中短半轴的值。

本发明还提供的测量三辊减径机轧辊孔型长半轴方法的一个实施例，当加工三辊减径机轧辊孔型时，需要将整个机架牌坊吊入专用数控车床进行加工。机加工操作人员将根据三轧辊孔型数据表进行加工三辊减径机轧辊孔型。

三辊减径机轧辊孔型数据如表1所示(内含每个轧辊的椭圆弧部分对应的椭圆的长短半轴数据)：

在本发明的实施例中，选用专用数控车床的机架工位号为10号，在三轧辊孔型数据表中选取对应的孔型平均直径的值为52.49、第一长半轴的值为26.43mm、短半轴的值为26.06mm。

三辊减径机轧辊孔型由三个轧辊上的圆弧组成的孔型，三个轧辊在减径机机架的圆周方向上呈120°角布置在机架中。

参见图1和图2所示，A为第二长半轴，第二长半轴为用于连接三轧辊孔型的中心点与椭圆弧一端点的连接线，即图1中的线段CE、线段EF、线段EG。B为短半轴即图1中的线段EH、线段EJ、线段 EK，图1中阴影部分为三辊减径机轧辊孔型。

参见图2和图3所示，已知三孔型数据表中第一长半轴的值为 26.43mm(a＝26.43)、三孔型数据表中短半轴的值为26.06mm(b＝ 26.06)，再根据椭圆方程计算出第一线段的值，其中第一线段是图3 或图1中的线段CD，即：

X＝22.81mm

X为第一线段的值，即X＝CD＝22.81mm。

已知CD＝22.81mm，而第一线段为用于连接椭圆弧两端点的连接线的一半，即，那么连接线为图1中的线段CG，即 CG＝CD*2＝22.81*2＝45.62mm，再根据第一线段的值以及第一线段与第二长半轴的夹角α1的正切值，计算出第二线段的值，第二线段为用于连接焦点与连接线的中点的线段，即是图1中的线段ED，其中夹角α1，即是为图1或图3中的∠ECD，α1＝∠ECD＝30°，即：

Y＝Tgα1*X＝0.057735*22.81＝13.17mm，

其中Y为第二线段的值，即ED＝Y＝13.17mm。

再根据已知了第一线段的值、第二线段的值，并用直角三角形勾股定理，计算出第二长半轴的值，其中直角三角形由第一线段、第二长半轴及第二线段首尾依次连接组成，其中直角三角形即是图1或图 3中的三角形ECD，其中第二长半轴即是图1中的线段CE、EF、EG，即：

M^2＝Y^2+X^2，M^2＝13.17^2+22.81^2＝26.34mm，

其中M为第二长半轴的值，即CE＝EF＝EG＝M＝26.34mm。

或根据直角三角形ECD中，∠ECD＝30°、ED＝13.17mm也可计算出CE(根据直角三角形定理可知，30°角所对的边是斜边的一半)，那么即可求出CE＝M＝2*Y＝2*13.17＝26.34mm。

或根据已知ED＝13.17mm及Sin∠ECD＝Sin30°，也可计算出CE 的值，即：

在本实施例中，还提供另一种计算孔型长半轴值的方式(CE的值)，已知CD＝22.81mm、第一线段与第二长半轴的夹角α1的余弦值，且夹角α1即是图1或图3中的∠ECD，α1＝∠ECD＝30°，即：

测量时，若采用三爪内径千分尺对三轧辊孔型测量(三爪内径千分三个爪子贴住三个轧辊辊缝进行测量)，则将测量的第一尺寸数值与两倍第二长半轴的值相比较，两倍第二长半轴的值为 EF*2＝26.34*2＝52.68mm。若测量的第一尺寸数值与两倍第二长半轴的值相同，则证明三辊减径机轧辊孔型长半轴加工尺寸正确，若测量的第一尺寸数值与两倍第二长半轴的值不同，则证明三辊减径机轧辊孔型长半轴加工尺寸错误。

测量时，若采用内卡钳对三轧辊孔型测量，而采用内卡钳测量时必须需将内卡钳的一端贴住辊缝另一端贴住圆弧底部(测量时内卡钳一定要垂直测量)然后用钢直尺测量内卡钳距离；则需要将内卡钳测量的第二尺寸数值与孔型长半轴的值与三孔型数据表中短半轴的和相比较，其中第二长半轴的值与三孔型数据表中短半轴的和，即为EF+B(短半轴)＝26.34+26.06＝52.40mm。若测量的第二尺寸数值与第二长半轴的值与三孔型数据表中短半轴的和相同，则证明三辊减径机轧辊孔型长半轴加工尺寸正确，若测量的第二尺寸数值与第二长半轴的值与三孔型数据表中短半轴的和不同，则证明三辊减径机轧辊孔型长半轴加工尺寸错误。

若三辊减径机轧辊孔型长半轴加工尺寸错误，那该孔型只能二次加工成其他更大尺寸的孔型。

使用本发明的方法测量三辊减径机轧辊孔型(长半轴)内径椭圆度数据与基于现有设计的原有三辊减径机轧辊孔型(长半轴)对设计规格为62.5X14的40CrB钢进行了试验测量，工艺参数相同，所测量出来的内径椭圆度数据(单位：mm)对比如表2所示：

1.以上表中的数据单位是mm。

2.以上表中的数据是在相同温度、相同钢种、相同规格、相同工艺参数下对实物进行测量的。

3、以上表中的最小指所生产钢管的内径最小值，最大指所生产钢管的内径最大值。

上述对比表是本申请人通过多次实验得出，再结合上述的内容，可以更加有力的说明使用本发明的方法对机加工加工完后的三辊减径机轧辊孔型长、短半轴进行测量后，杜绝了因机加工加工出来三辊减径机轧辊孔型尺寸错误带来了钢管质量问题，确保了三辊减径机轧辊孔型的精度，极大的改善了钢管表面及尺寸精度问题，钢管产品质量得到了用户认可，市场竞争力进一步得到提升。

未使用本发明方法的三辊减径机轧辊孔型(长半轴)，该三辊减径机轧辊孔型(长半轴)生产的钢管，可以通过肉眼对钢管进行目测钢管内孔是：三角形、鸭蛋型且钢管外表面有青线。

使用本发明方法的三辊减径机轧辊孔型(长半轴)，该三辊减径机轧辊孔型(长半轴)生产出来的钢管，可以通过肉眼对钢管进行目测钢管内径椭圆度较好，内孔较圆。钢管外表面青线、轧折消除。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (3)

1.一种快速测量三辊减径机轧辊孔型长半轴方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据专用数控车床的机架工位号，在三轧辊孔型数据表中选取对应的椭圆孔型平均直径的值、第一长半轴的值以及短半轴的值；

根据椭圆方程、获取的第一长半轴的值以及获取的短半轴的值，计算出第一线段的值；

根据直角三角形定理和所述第一线段的值，计算出第二长半轴的值；

通过三爪内径千分尺的三个爪子贴住三个轧辊辊缝进行测量获取第一尺寸数值；或通过内卡钳的一端贴住任何一个轧辊辊缝，另一端贴住与所述轧辊辊缝相对的轧辊圆弧底部获取第二尺寸数值；

比较第一尺寸数值与所述第二长半轴的关系，若所述第一尺寸数值与所述第二长半轴的两倍相等，则证明三辊减径机轧辊孔型长半轴加工尺寸正确，否则证明三辊减径机轧辊孔型长半轴加工尺错误；或比较第二尺寸数值与所述第二长半轴与所述短半轴之和的关系，若第二尺寸数值与所述第二长半轴与所述短半轴之和相等，则证明三辊减径机轧辊孔型长半轴加工尺寸正确，否则证明三辊减径机轧辊孔型长半轴加工尺错误；

所述三辊减径机孔型由轴线间夹角为120°的三个轧辊的一端组成；

每个轧辊的所述一端由两个呈轴对称的斜面夹着一个椭圆弧形成；

两个相邻轧辊的斜面紧密相贴，使得三个椭圆弧首尾相接形成三辊减径机孔型，

所述斜面与轴线之间的夹角为60°；

所述椭圆弧的焦点位于轴线上，焦点到椭圆弧两端点之间连线的夹角为120°；

所述第一线段为用于连接所述椭圆弧两端点的连接线的一半；

所述第二长半轴为用于连接所述焦点与所述椭圆弧一端点的连接线。

2.根据权利要求1所述的快速测量三辊减径机轧辊孔型长半轴方法，其特征在于，

根据直角三角形定理和所述第一线段的值，计算出第二长半轴的值，具体包括：

根据直角三角形的勾股定理或三角函数、所述第一线段的值以及所述第一线段与第二长半轴的夹角α1，其中夹角α1为30°，计算出第二长半轴的值；

所述直角三角形由所述第一线段、所述第二长半轴及第二线段首尾依次连接组成。

3.根据权利要求1所述的快速测量三辊减径机轧辊孔型长半轴方法，其特征在于，

所述椭圆方程为：

X为所述第一线段的值，a为所述第一长半轴的值，b为所述短半轴的值。

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