CN1137426A - 用于芯棒轧管机的顶头更换装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于芯棒轧管机的顶头的顶头更换装置，其中下列工位连续布置：用于在芯棒轧管机的入口槽的顶头的输入工位；用于将使用过的顶头的排出工位和通往冷却装置的传递装置；用于控制顶头冷却的冷却工位，以及在同一位置有一起使用以去除氧化皮的装置；用于干燥带冷却水的顶头表面的干燥工位；利用液体的润滑剂湿润顶头表面的润滑工位，该润滑剂由顶头的自身热量和可选择的附加的外部热而干燥。

Description

用于芯棒轧管机的顶头更换装置

本发明涉及到一种用于芯棒轧管机顶头的顶头更换装置。

当在斜辊轧管装置和纵辊轧管装置中轧制无缝钢管时使用不同类型的内工具，例如在斜辊轧管穿孔装置(LochschragWalzanlagen)中的穿孔芯棒，在斜辊轧管精整装置中的均整芯棒和在芯棒轧管装置或施蒂弗尔轧管装置(Stiefelwalzanlagen)中的芯棒。对所有装置都共同的是，当较大的管直径时工具是重的，并且当芯棒轧管法时，例如在每一道次之后，用手工进行更换意味着繁重的体力劳动，这就是为什么要采用机械操作的更换装置的原因。一种这样的用于芯棒轧管机座的装置在例如在DE-PS2759919中有说明。这里，以两个或更多的芯棒为一组输入到一交换齿轮中，该交换齿轮具有一系列套筒。对于每一个新的道次，该齿轮再转动一套筒间距，并且由此一个新的芯棒安置在操作位置中。用旧的芯棒经过一沟槽向下滑到交换齿轮的位于水下的部分。

但是这种更换方式对于现代的要求而言不再够用了，这种要求是有关管子的表面质量和尺寸稳定性而对轧制方法提出的，这是因为，所说明的实施例的交换齿轮不允许在芯棒上有附加的处理步骤。这样，例如在DE-OS 2701824中介绍了带有圆柱形的、轧制时可以移动的顶头的一种芯棒轧管方法。此处，采用一种较长长度的顶头，以代替一般的短芯棒并且顶头长度由工艺方法予先规定。这种相当广泛公知的工艺在实践中没有采用。

DE-OS 4213276介绍了一种芯棒轧管方法用于轧制等壁厚的子，在该方法应用时可以不用其它需要的精整轧管机。这里在连续的道次中，通过轧制的有针对性的一些不同的调节，达到特别均匀的壁厚。局部测量热管壁厚的现代的方法直接设置在轧机机座之后，这就允许立刻得出这种刚刚轧出的管子的圆周方向的壁厚分布的结论。为了利用这种优点，一种柔性的轧制调节是很有益的。

对此，还使用了一种新发展的润滑剂，这样，DE-OS 2701824的方法再次具有现实意义。一种圆柱形的、轧制时可移动的顶头，只有当它本身有良好的润滑和管坯本身(如EP 0335079说明的)内部有润滑和脱氧时，才能发挥其全部作用。有利的还有，在第一个芯棒道次之前，对空心管坯内部润滑和脱氧。以这种方式可以阻止氧化皮的有害作用，该氧化皮在芯棒或顶头上积累并且能够在管子上产生纵向纹路。

此外，根据现代的观点，当芯棒和顶头在轧制后直接落入水中时，即不对传统的芯棒有利，也不是对顶头有利。因为表面与芯部材料不同，它受热较强烈，在材料中形成了强应力，这种强应力在突然冷却时在表面上产生热冲击裂纹。但是另一方面，为了爆去可能粘着的氧化皮，也需要利用水。

此外，考虑到这样的事实，即当芯棒轧管时通常仅用一组芯棒工作，这就是在两道次运行中要用两组芯棒。由此，当利用多于一组的芯棒时，就可以保证管壁厚不受不同的芯棒直径的影响，如同由于不同磨损时所产生的那样。当在芯棒轧管机座后有着用于测量热的局部壁厚的装置时和在每一个道次之后存在单个调节轧制的可能性时，可以不同于这一规律。

当利用可移动的顶头和仅有一组顶头轧制时就产生相当短的用于顶头的一个循环的循环时间的问题。芯棒轧管装置在中间的管直径范围，当循环时间为30秒时，每小时完全能轧制120根管子。在该时间内，顶头必须通过从抛出到再装入的整个操纵链。这就实际上排除了仅用一组顶头的循环。仅仅由于这个原因，当边界条件，也就是在芯棒轧管机座之后局部测量壁厚和按直径筛分顶头得以遵守时，利用多于仅仅一组顶头，例如两组或更多组的顶头加工是有意义的。然而当较大量的顶头依次通过该更换装置运行时，这种操作时间(例如冷却)照样很短，因为，在芯棒轧管装置的循环中每一个顶头必须按某个间隔传递。所以有利的是，不是让全部的顶头组都连续地运行通过同样的工位，而是当例如由该轧制机座抛出两组或更多组之后，在第二个平行循环中发送顶头的一部分。由此按单个加工工位各自的数量的因素延长了循环时间。当情况要求时能够有选择地用一个或两个顶头系列加工，这是附加的优点。这时，一个顶头系列是如此数量的顶头，它们正在循环，并占据所有的加工工位。一个系列由较多的顶头组，至少两个顶头组构成。

所以就现代的芯棒轧管装置而言，存在如下的要求：

—必须能利用可移动的芯棒，又能利用可移动的顶头；

—应当排除顶头的人工更换；

—在每一道次之前顶头用粘稠的润滑剂覆盖；

—顶头的温度必须处于一范围内，该范围保证润滑剂迅速干燥而不会形成蒸汽蒸馏；

—轧制后顶头的冷却必须如此和缓的进行，以避免热冲击裂纹；

—水的氧化皮爆去作用必须保留；

—必须能够利用单个的顶头系列加工，而当循环时间有要求时，用两个或更多的顶头系列加工。

本发明根据主权利要求提出一种顶头更换装置，该顶头更换装置可以实现全部的这些功能。这些功能根据图1由如下的工作组成，此时，图1是为具有一个顶头系列的流程设计的：

1.在芯棒轧管机座的导入槽之前的顶头等待位置；

2.在芯棒轧管机座的导入槽中的顶头输入工作；

3.轧制后用旧的顶头的接受工作，和向冷却装置传送的装置；

4.用于有控制的冷却顶头的冷却工作，最好利用水—空气混合物冷却，并且在同一位置有一通过水和机械的辅助方法的共同应用而去除氧化皮的装置；

5.用于干燥带冷却水的顶头表面的工位；

6.用于检验尺寸和表面质量的中间工位；

7.利用一种液态的润滑剂湿润顶头表面，该润滑剂通过顶头的自身热或者通过附加的介质如热空气或者红外线幅射而干燥；

8.磨损的顶头的贮存可能性；

9.具有预热可能性的新顶头的备件堆栈。

该装置可以是为仅仅由两个或更多的顶头组组成的一个系列或者采用两个顶头系列设计的，然而也用一个系列操作。

本顶头更换装置可以串联上一加热装置，在该加热装置中，顶头在第一次使用时要加热到所要求的润滑温度。

本发明的其余布置在从属权利要求中说明。

本发明的顶头更换装置的工作流程用两个流程图表示，并且各自分别按具有一个顶头系列(图1)和两个顶头系列(图2)的表示。本发明的装置的流程和工作方式将在下面说明。其功能通过图3至图5补充说明。

以下的说明涉及到根据图1仅利用一个顶头系列工作时的功能流程。此时，构成一个系列的顶头数与所表示的主工位数相适应，即六个。由此，当利用两个不同的顶头直径加工时，有三个粗顶头和三个精顶头。这些顶头连续地通过下面的工位，也就是，一个粗顶头后面总是跟随着一个精顶头。在每一个单个工位的加工时间此时与芯棒轧管机的循环时间的一半相当，这是因为每一根管子要用两个顶头轧制。与之相比，在利用三个顶头加工，也就是两个粗顶头和一个精顶头加工时，对每个顶头，循环时间要分成三份。在两种情况下，流程如下：

根据图3，磨损的顶头10在轧制之后以技术人员公知的方式从辊隙中滑出来经过一个向下倾斜后又水平的可摆动的轨道11进入一个接受工位12。

将在其纵向方向可移动的支承棒标以13，当轧制时在该支承棒13上支承着顶头10。该支承棒13在其端部位置，在轧制过程结束时，支承棒立刻占据了该端部位置。没有标出的芯棒轧管机座的两个轧辊14还在打开着，以便相对于轧制方向排出的并且也没有示出的轧制好的管子能通过。在输入工位2的接受槽30中已经有一个新的顶头10n处于一等待新轧制过程的位置上。

由根据图4的接受工位12，顶头10利用一个运输件15放入冷却和氧化皮去除工位4。该运输件15在图4中做为所谓的步进运输而表示，这种步进运输通过它的垂直圆形运动将顶头由一个工位提升到另一个工位。冷却和氧化皮去除站4由一空间构成，在该空间放入顶头10n后，将例如一种由空气和水组成的混合物通过喷嘴16长久的喷射，直到顶头10n达到了要求的低温为止。当例如利用过量的空气处理，开始冷却时，这种过量的空气逐步转变为过量的水，通过这种水—空气混合物，在顶头表面上产生一种小的淬火作用。在该工位中，氧化皮的一部分由于水作用而爆去。较大的氧化皮粘着应当机械的去除。当顶头10n借助转动装置18转动时，顶头的表面可以，例如通过一转动的刷子17，通过刮削、研磨或刮平而得到清洁。

通过该运输件15，顶头10n现在传递到一个干燥工位5上，在这里顶头10n通过其自身的热量或者紧急情况下通过附加的作为例示的热空气喷嘴19、红外线辐射器等来干燥。接着，该顶头10n通过运输件15放到一出口斜面20上，并且滚进一个接受槽21。该接受槽21通过一升高装置22升高到一上平面，倾翻该顶头10n经过一个第二出口斜面23倒入中间工位6的接受槽33中。

在这个位置，顶头10n对其是否继续应用进行检查，或是保留在循环中，或者利用一个另外的运输装置24夹紧并且运送到堆栈8中。接着必须通过运输装置24由备件堆栈9中取出一个新的顶头10n，并且放入所形成的间隙中。在备件堆栈9中，该顶头10n通过加热装置25加热到某一温度，该温度允许在顶头10n上所涂的含水润滑剂得到干燥。润滑和可能附加的干燥在润滑工位7上进行。对此，该顶头10n利用一种同类型的运输件，如在位置15所表示的运输件运输到润滑工位7。在这里26表示为用于涂抹润滑剂悬浮液的喷嘴。在一个短的等待时间之后，该润滑剂悬浮液干燥并且做为薄膜附着在顶头表面上。这种干燥能够附加的通过一定量的热空气喷嘴19n协助完成。

这种经过润滑的和干燥的顶头10n现在输送到等待位置1的接受槽27中。由这里出发，该顶头通过推料器28经过排出斜面29而输送到储存槽30中，在图3中该储存槽30还以侧视图示出。

为了能延长单个顶头的加工时间，根据图2的一种工艺方法是可能的。这里有两个系列的顶头在循环具有这种优点，也就是，在每个工位中，芯棒轧管机的整个循环时间现在都用于单个顶头的加工。这将由此达到，即加工工位的数量加倍。因此，工位1、4、5、6和7有两倍。图5表示了图4的俯视图。图5表示了单个工位的大致的布置。由仅仅只有一个的具有接受槽12的接受工位3出发，将该顶头10n导入冷却和氧化皮去除工位4或与之平行的在同一水平上配置的第二个冷却和氧化皮去除工位4a。

在该两个工位之间示出箭头，即顶头10n可由下面的分配槽31出来，或者向右或者向左输送到工位4或工位4a。虚线箭头指出了下平面的输送方向，实线箭头指出了贯穿上平面的输送方向。在这里输送类型是不确定的。它涉及的例如可以是顶杆，该顶杆由下面的分配槽31出来将顶头10n向左或向右移动。由这里出发，顶头10n以已经说明的方式经过一些单个的工位。由于该堆栈8和备件堆栈9仅有一个，输送装置24在这里有这样一个任务，就是将顶头在单个工位6、6a、8和9之间适当地进行分配，也就是，或者由6和6a向8分配或者由9向6或6a分配。

由该两个等待位置1和1a出发，顶头再收集到上面的分配槽32中(该分配槽32位于下分配槽31的上方的平面内)，并且由这里出来放入输入工位2的储存槽中。

当利用两个顶头组时可以选择为，或者是仅在一个循环中发送粗顶头，而在另一个循环中发送精顶头，或者是一个接着一个地保持着粗顶头和精顶头，如同它们从轧机中出来的那样。

图5示出了多个原理性布置中的一种，其中，可以配置这些单个的加工工位。在另一个未表示的变型中，可能例如将两个循环配置在该芯棒轧管机入口的右边和左边。在这种情况下，工位8和9也按两倍设计。在另一种变型中，一些单个的工位可以不上下重叠地设置，而是在一个公有的平面内并列地设置。按这种方式，以前在下面的工位就可较容易的接近，然而需要一种较大的面积扩大。

这种至今为止说明的用于顶头加工的路线从方法流程和时间流程方面看与芯棒轧管机紧密结合。由此，在这些单个的加工工位中处理时间必须遵循该芯棒轧管机的时间流程。在这些单个工位中的加工时间其最大值可以仅仅是芯棒轧管机循环时间的大小。这是当每个相对短的时间单位轧制成的管子数大的情况，并且在一些情况下不会导致最佳的结果。

所以合乎人们愿望的是，芯棒轧管和顶头处理在时间上和地点上彼此都是分开的。这就有可能出现磨损的顶杆在好—坏检验之后聚集到一个容器中的情况。此容器将送往一顶头处理装置，该处理装置在地点上安排得与芯棒轧管机的位置无关。

经过重新处理和润滑的顶头将在另一个容器中聚集，返回运输到轧机和在那里再利用。这种运输可以通过顶头在容器中的精确确定的定位而由此系统化，这样，该容器可以例如做为一仓库而构成。然后，该顶头可以通过一瞄准该仓库的机械手而取出，并且输送到轧机。该仓库在轧机与顶头的处理装置之间构成了一个循环。

在这种变型中有利的是，该顶头的处理的实现可以与芯棒轧管机的循环时间无关。处理时间由此可以延长和优化。当例如该处理装置按三层操作而该芯棒轧管机仅按两层操作时，那么第三层作为附加的处理时间来使用。也可能使处理装置如此的优化，即多个顶头同时在一个工位上冷却，去除氧化皮和润滑。处理装置的生产能力由此可以显著的提高和单个顶头的处理时间可以再延长。

Claims (11)

1.芯棒轧管机的顶头的一种顶头更换装置，其特征在于，下列工位连续布置：

用于在芯棒轧管机的入口槽的顶头的输入工位；

用于将轧制后用过的顶头的排出工位及通往冷却装置的传递装置；

控制顶头冷却的冷却工位，最好用一种水—空气混合物冷却，以及在同一位置有通过水和机械的辅助方法一起使用，以去除氧化皮的装置；

用于干燥带冷却水的顶头表面的干燥工位；

利用液体的润滑剂湿润顶头表面的润滑工位，该润滑剂由顶头的自身热量和由可选择的附加外部热作用而干燥。

2.根据权利要求1的顶头更换装置，其特征在于，该装置是为一个系列的顶头制造的。

3.根据权利要求1的顶头更换装置，其特征在于，该装置最好是为两个或更多的顶头系列制造的。

4.根据权利要求1至3的顶头更换装置，其特征在于，在冷却工位一种水—空气混合物可控的向一个冷却空间喷射，此时，在开始时调节好的过量空气在冷却过程中逐步地转为过量水。

5.根据权利要求1至4中任一项的顶头更换装置，其特征在于，在冷却水中可添加可溶解的或者细小分布的润滑剂。

6.根据权利要求1至5中的任一项的顶头更换装置，其特征在于，顶头在冷却工位冷却和在干燥工位干燥之后，在润滑工位上可在顶头表面上涂敷一种润滑剂悬浮液。

7.根据权利要求6的顶头更换装置，其特征在于，这种涂敷上去的润滑剂在顶头重新使用以前要干燥。

8.根据权要求1-7中的任一项的顶头更换装置，其特征在于，要串连一种用于顶头的第一次使用的加热装置。

9.根据权利要求1-7中的任一项的顶头更换装置，其特征在于，有着磨损的顶头的堆放可能性。

10.根据权利要求1的顶头变换装置，其特征在于，顶头的两个循环从轧辊中部向左边和右边配置。

11.根据权利要求1的顶头更换装置，其特征在于，顶头的两个循环从轧辊中部向一侧配置。

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