CN1120981A - 斜辊穿轧机轧辊的校准 - Google Patents

Abstract

斜辊穿轧机轧辊的校准，用于在芯棒上，尤其是在阿塞尔轧机上轧制预先穿孔的空心管坯，通过下述措施的结合使壁厚公差得到显著的改善：每个轧辊为形成输送角γ而绕摆轴X-X摆动，摆轴垂直切割轧制件轴Y-Y，并穿过压光部分4的中点；根据那里现有的管直径(芯棒杆直径+2倍的壁厚)，轧辊1的压光部分制成凹形；轧辊1的压光部分4的长度选择成，三个轧辊的压光部分覆盖面达115至150％；输送角γ为7°至15°，最佳为10°。

Description

斜辊穿轧机轧辊的校准

本发明涉及一种斜辊穿轧机轧辊的校准，用于在芯棒上，尤其是在阿塞尔轧机上轧制预先穿孔的空心管坯，所述的阿塞尔轧机至少具有三个相互间隔120°、相对轧辊轴成α展开角的并且绕与轧辊轴成γ输送角的轴线摆动的轧辊，每个轧辊都具有一个锐进锥体、一个轧制部分(肩)和一个与圆锥体连接的压光部分。

在根据曼内斯曼(Mannesmann)、斯蒂费尔(Stiefel)、狄舍尔(Diescher)和阿塞尔(Assel)制造的金属实芯管坯和金属空心管坯的轧孔和轧长的已知的各种斜辊芯棒机上，在空心管坯以及管上总有螺旋线形的壁厚不均匀的现象。这在空心管坯的横截面上形成偏心，即内外圆周的中心相互偏离；在纵截面上形成了周期性的、相互交替的管壁的厚与薄。这种偏差在相应的尺寸上反应了管子质量的下降。一般来说，轧管商都努力达到形状的精确度，避免不期望的次品。

造成螺旋线形状的原因主要在于轧辊没有充分地校准。如果必要的后续轧制过程是纵向轧制工艺，则对作为预轧管步骤的孔斜辊芯棒机(Lochschraegwalzanlagen)而言可以忽略对轧辊的校准。这些后续轧制例如可以是芯棒轧机机列、顶管机或连续轧管机。如果螺旋线没有完全被排除，现在在纵向轧制工艺中螺旋线将被整平。

如果后续轧制过程还是一个斜辊芯棒工艺，例如在狄舍尔或阿塞尔轧管机上，由穿孔过程形成的螺旋线不会完全被整平，相反还会产生新的螺旋线，它覆盖在现有的螺旋线上并由此可能得到加强。

大约60年前由沃尔特·阿塞尔(Walter Assel)研制的用于生产直径/壁厚比为大约16∶1的耐磨轴承管和厚壁旋转部件管的阿塞尔轧制工艺，通过参数的改进进一步发展成一种有效的轧制工艺。它应用在生产中厚和厚壁的管上，尤其是无暇表面和小公差的管，例如用于生产耐磨轴承管。阿塞尔轧管机以在穿孔杆上斜辊工作原理工作，使用三个锥形轧辊，它们相互相距120°，与轧制件轴斜置。对此轧辊可以调整到垂直于轧辊轴，使在一台阿塞尔轧管机上生产多种直径的管。阿塞尔轧管机主要由一个锐进部分、一个轧制部分(肩)、一个压光部分和一个圆弧形退出部分组成。主要变形工作发生在轧制部分的肩上。在狄舍尔工艺上使用了两个所谓的筒辊，与狄舍尔工艺相比，阿塞尔工艺具有优点，如通过使用至少三个轧辊改进了轧制件的进给并且不再需要使用进给盘。一个特别的优点是，阿塞尔轧管机只需较小直径的轧辊，因此，一般来说阿塞尔轧管机可以制造得比狄舍尔轧管机小。

在阿塞尔工艺中，空心管坯可以直接插到变形带上，用它的壁厚稳定还在轧辊的所谓的压光部分的变形带后面的已轧制的管的壁，并以这种方式省去了多余的三角支撑。因此，当为了能轧出没有喇叭形的管而采取一定的措施时，直径/壁厚比可达35∶1(德国专利3823135)。

如在阿塞尔轧工艺中一样，直到现在还没有解决的是，避免以及减少上述的螺旋线形。尽管在传统的阿塞尔工艺上以及在管壁较厚时，众所周知可以达到较小的壁厚公差从±4％至±7％，但在薄壁上这个公差还可以令人满意。

本发明的目的在于通过避免和减少螺旋线进一步改善公差，尤其是使用阿塞尔工艺轧制薄壁管。

本发明采取的措施是把下列措施结合起来：

a.为形成输送角(γ)而绕每个轧辊的摆动的摆轴(X—X)垂直切割轧制件轴(Y—Y)，并穿过压光部分(4)的中点延伸；

b.根据那里现有的管直径(芯棒杆直径＋2倍的壁厚)，轧辊(1)的压光部分(4)制成凹形；

c.轧辊(1)的压光部分(4)的长度选择成，所有三个轧辊(1)的压光部分(4)覆盖面达115至150％；

d.轧辊(1)的输送角(γ)为7°至15°，最好为10°。为轧辊的输送角γ而给定的区域要考虑这样的事实，理论上本发明的轧辊型缝最理想地只应用在单一的管直径上。由于在实践中，在阿塞尔轧管机上可轧制各种直径的管，所以压光部分的曲率要这样确定，曲率要适合中等直径管。尽管由此产生壁厚公差的微小下降，但通过在给定区域改变输送角γ，找到一个压光部分轮廓线对管的最佳位置，从而得到纠正。

用所建议的措施可以达到显著改善公差的目的，尤其是在薄壁时。

本发明的实施例在附图中表示并在下面叙述。附图是：

图1.传统的阿塞尔轧管机的三个阿塞尔轧辊之一，它处在具有所谓的发散轧辊排列位置的管的纵向中间平面上；

图2.输送角γ＝0的阿塞尔轧辊顶视图；

图3.根据本发明摆动的阿塞尔轧辊的顶视图；

图4.根据本发明精轧的阿塞尔轧辊之一的侧视图。

根据图1，轧辊1由进给锥体2、轧制部分(肩)3、压光部分4和圆锥体5组成。锐进锥体2和压光部分4有直的轮廓线，锐进锥体2还可以分为具有不同锥角的两个锥体，在圆锥体5上也是如此，圆锥体5也可以是具有凸状轮廓线的圆锥。

空心管坯6被夹在锐进锥体2上，在转动中被送进轧辊1中。在此空心管坯6的内外直径减小至使得空心管坯位于轧辊之下的内表面与芯棒杆8接触。壁厚变薄主要发生在这里。壁厚主要是在肩3下变小。压光部分4用于使由空心管坯6轧制成的管的壁厚均匀。管在肩3和压光部分4下轧制中伸长并且出现多角形的截面，因为在位于轧辊之间的区域中的管壁形成了凸起。在接着的圆锥体5上多角形管7被整圆。

如图1的侧视所示，轧辊1以对纵轴Y—Y的斜角α转动，轧辊轴Z—Z在A点与纵轴Y—Y相交。在轧辊的顶视图(图2)中可很清楚地看出，在这种情况下，输送角γ为0°，轧辊对空心管坯6不起输送作用。因此通过图1中轧辊绕摆轴X—X摆动，使轧辊位于输送角γ＞0°的位置。在传统的阿塞尔轧管机上，摆轴X—X穿过轧辊的高点，在最大直径的筒形斜轧辊和在轧辊直径在外肩缘上的阿塞尔轧辊上也是如此。在所有三个轧辊上这种情况都是一样的。

根据图2，在几何理想状态下，即当输送角γ＝0°时，压光部分4的轮廓线绝对平行于相对而置的芯棒杆8的轮廓线10，如图1所示。在这种情况下，轧辊轴Z—Z和纵轴Y—Y在切点A相交。在这个位置时，也就是在轮廓线9和10平行时，在压光部分4下的轧辊缝隙在各处都是一样宽。也就是，在这里所轧制的管7的壁在压光部分4下的各处都是一样厚的。如果压光部分4足够长并且与其它轧辊一起有足够的覆盖面，就不会在管7上出现螺旋线。

由于为了使轧制物以螺旋形式向前移动，轧辊要绕输送角γ转动，压光部分4的轮廓线9从最窄的位置开始，以不断增大的间距远离芯棒杆8的轮廓线10，最窄的位置在肩的高点。两轮廓线9和10的间距增加。同样从轧辊方向看，在压光部分4的管7的厚度也增加了。由于管7按照轧辊圆周速度并以输送角γ推进转动(此时要考虑到推进作用的程度)，管7在这种方式下产生一个螺旋线形的不均匀的壁厚，称之为简单螺旋线。螺旋线是按照轧辊的数目重复出现的。

试验轧制产生出0.3mm深度的螺旋线，用螺旋线的深度说明螺旋线上最厚和最薄的壁厚之差。测量是通过对螺旋线的计算检查进行的，如下面的例子所示：

人们在现代阿塞尔轧管机上通常设定输送角γ＝10°并设定轧辊1的压光部分4下的直径D＝250mm，在三个轧辊上算出螺旋线的螺距为大约46mm。为了达到三个轧辊的压光部分的完全覆盖，压光部分的长度必须比这个尺寸略大一些。

另一方面，压光部分也不要太长，因为太长阿塞尔轧管机的推进作用程度受到限制。最窄的点恰好放在轧辊肩3的外缘上，在这个条件下，所计算出的最大轮廓线间距为0.25＋Smm，S代表管的壁厚。

本发明建议把各种措施结合起来，这种结合防止管上的螺旋线形状。通过如图4所示的那样把轧辊摆轴X1—X1放在轧辊1的压光部分4的中间，其结果是，在直轮廓线9上，轮廓线9、10之间的间距向摆轴X1—X1两边分开并平分。通过这种方式，管子壁厚的公差可以得到显著的改善。通过把压光部分制成略向内弯曲的凹形轮廓线的形状，公差进一步得到改善。轮廓线的曲线是这样设置的，直接与芯棒杆8的轮廓线10对置的压光部分4的轮廓线9，在给定的中等输送角γ的情况下，在其全部长度上具有相距轮廓线10相同的间距。这样，位于压光部分4的管7的壁以均匀的厚度被轧制并且螺旋线形状被消除。压光部分的长度选择成，覆盖面在115至150％之间。

在理论上这意味着，轧辊的形状只能用在单一直径的管上。由于在实践中，阿塞尔轧管机要轧制不同直径的管，压光部分4的曲率就选择成适合中等直径的管。由此又产生出壁厚公差的微小下降，但通过改变在给定区域的输送角γ，可以予以纠正。以这种方式，可以使轮廓线9、10置于理想的位置。

结果，通过所建议的措施的结合在阿塞尔轧辊上达到壁厚公差的显著的改善。

Claims (1)

1.斜辊穿轧机轧辊的校准，用于在芯棒上，尤其是在阿塞尔轧机上轧制预先穿孔的空心管坯，所述的阿塞尔轧机至少具有三个相互间隔120°、相对轧辊轴成α斜角倾斜并且相对绕与轧辊轴线摆γ输送角的轧辊，每个轧辊都具有一个进给锥体、一个轧制部分(肩)和一个与圆锥体连接的压光部分，其特征在于下述措施的结合：

a.为形成输送角(γ)而绕每个轧辊的摆动的摆轴(X—X)垂直切割轧制件轴(Y—Y)，并穿过压光部分(4)的中点延伸；

b.根据那里现有的管直径(芯棒杆直径＋2倍的壁厚)，轧辊(1)的压光部分(4)制成凹形；

c.轧辊(1)的压光部分(4)的长度选择成，所有三个轧辊(1)的压光部分(4)覆盖面达115至150％；

d.轧辊(1)的输送角(γ)为7°至15°，最好为10°。

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