CN114346135A - 一种热辗环用中空芯辊装置 - Google Patents

Abstract

一种热辗环用中空芯辊装置，包括芯辊主体，芯辊主体为中空结构，芯辊主体中部形成冷却通道，芯辊主体第一端部开设有与冷却通道相连通的进水口，第二端部开设有与冷却通道相连通的出水口，进水口连接有输水管；冷却通道内设有活动块，活动块的外形轮廓与冷却通道的内侧面配合；活动块能够沿冷却通道的长度方向来回移动；活动块上设有第一定压阀；出水口处设有第二定压阀，第一定压阀及第二定压阀的开启方向均为朝向出水口方向设置；第一定压阀的开启压力小于第二定压阀的开启压力；进水口于冷却通道内部设有运动检测器，用于检测活动块在冷却通道内的运动状态。本发明能够有效提高环锻件生产中芯辊的使用寿命，提高环锻件生产的效率和质量。

Description

一种热辗环用中空芯辊装置

技术领域

本发明涉及一种环锻件制造技术，尤其是涉及一种热辗环用中空芯辊装置。

背景技术

环类锻件热辗环用芯辊，特别是齿轮、齿圈等环类锻件用的热辗环用芯辊，其一般为实心结构，环类锻件在生产时温度一般较高，从而导致热辗环用芯辊温度较高，降低其使用寿命，需要经常更换。为了解决上述问题，现在一般通过对芯辊的外表面冲水冷却，但是冷却效果并不明显，对延长芯辊寿命的效果也不明显。而且直接在外表面冲水冷却，会影响环锻件的锻造效果。另外，一般芯辊在锻造过程中，由于高温和运动状态下长时间的工作，容易导致芯辊变形，但细微的变形很难发现，而使得最后制造出来的环锻件的精确度存在偏差，甚至是出现不良品。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种热辗环用中空芯辊装置，提高环锻件生产中芯辊的使用寿命，提高环锻件生产的效率和质量。

本发明的技术解决方案是：

一种热辗环用中空芯辊装置，其中，包括芯辊主体，所述芯辊主体为中空结构，所述芯辊主体中部形成冷却通道，所述芯辊主体设有第一端部及第二端部，所述第一端部开设有与所述冷却通道相连通的进水口，所述第二端部开设有与所述冷却通道相连通的出水口，所述进水口连接有输水管；

所述冷却通道内设有活动块，所述活动块的外形轮廓与所述冷却通道的内侧面配合；所述活动块能够沿所述冷却通道的长度方向来回移动；所述活动块上设有第一定压阀；

所述出水口处设有第二定压阀，所述第一定压阀及第二定压阀的开启方向均为朝向出水口方向设置；所述第一定压阀的开启压力小于第二定压阀的开启压力；

所述进水口于所述冷却通道内部设有运动检测器，用于检测所述活动块在所述冷却通道内的运动状态。

如上所述的热辗环用中空芯辊装置，其中，所述进水口与所述输水管之间为旋转连接，所述芯辊主体能够相对所述输水管旋转。

如上所述的热辗环用中空芯辊装置，其中，所述活动块的运动检测器为距离检测器，所述距离检测器用于检测所述活动块与所述芯辊主体的冷却通道两个端部的距离。

如上所述的热辗环用中空芯辊装置，其中，所述活动块的运动检测器为温度传感器，所述温度传感器用于检测所述活动块的温度或所述活动块两侧冷却通道内的温度。

如上所述的热辗环用中空芯辊装置，其中，所述活动块外侧面与所述芯辊主体的内侧壁之间为紧密滑动配合，所述活动块外侧面设有螺旋细槽道连通所述活动块的上表面和下表面，所述螺旋细槽道与所述芯辊轴线的垂直平面之间的夹角小于30°。

如上所述的热辗环用中空芯辊装置，其中，所述活动块的侧面设有多个凸条结构，所述冷却通道内侧面设有与所述凸条结构配合的螺旋槽道，所述活动块经由所述凸条结构在所述螺旋槽道上滑动，而在垂直于所述芯辊主体横截面上做旋转运动。

如上所述的热辗环用中空芯辊装置，其中，所述活动块包括设置于外侧的活动套管以及内侧的活动中心块，所述活动套管两端设有限位部，用于限制所述活动中心块于所述活动套管内移动；所述活动套管设置于所述冷却通道内。

如上所述的热辗环用中空芯辊装置，其中，所述活动中心块的外侧面设有凸条，所述凸条与所述活动套管的内侧面上的螺旋槽道配合，所述活动中心块能够沿所述活动套管内侧面的螺旋槽道在横截面上形成旋转运动；所述活动套管的内侧面的螺旋槽道与所述芯辊主体的冷却通道内侧面的螺旋槽道的旋转方向相反。

如上所述的热辗环用中空芯辊装置，其中，所述输水管连接有双向水泵，所述双向水泵用以向输水管内泵入水或抽吸输水管内的水。

如上所述的热辗环用中空芯辊装置，其中，包括设置于外部的控制系统，所述运动检测器与所述控制系统信号连接，所述控制系统接收所述运动检测器的运动信号，并根据所述运动信号控制输水管内的冷却水流量。

由以上说明得知，本发明确实具有如下的优点：

本发明的一种热辗环用中空芯辊装置，通过在芯辊主体中心设置有冷却通道，用以通入冷却水，对芯辊主体进行实时的冷却，有效地提高了芯辊主体的使用寿命，避免了使用冷却水直接浇洒在环锻件上，影响环锻件的质量。同时，本发明的中空芯辊装置通过在冷却通道中设置有活动块，并且将冷却通道内侧面设置为具有螺旋槽道的表面，增大了冷却通道与冷却水的接触面积，提高了散热效果；更进一步地，活动块能够于冷却通道内沿螺旋槽道以螺旋式运动的方式，通过注入冷却水的后使得活动块在冷却通道内的水压力的作用做上下来回的往复运动，使得冷却水的热交换更加充分，并且，活动块的运动对在冷却通道内使得冷却水的具有旋转流动效果，更进一步地加强了冷却水的热交换效果。再者，通过活动块的运动检测器的设置，能够获得所述活动块在所述冷却通道内的运动状态，通过活动块的运动状态可以对冷却水的泵入的流量进行调控，使得冷却水的使用可以根据实际环锻件的加工情况进行控制。另外，通过活动块的设置，以及对活动块的运动检测，能够进一步地获得芯辊主体在经过长时间的运行后，是否存在变形损坏的情况，使得操作人员能够及时获知芯辊主体的状况，避免由于芯辊主体存在变形未被发现而导致的产品质量不良的情况。

附图说明

图1为本发明的较佳实施例的结构示意图；

图2为本发明的较佳实施例的局部结构示意图。

主要元件标号说明：

本发明：

1：芯辊主体 11：第一端部 12：第二端部

13：冷却通道 14：螺旋槽道 2：输水管

3：出水口 31：第二定压阀 4：活动块

41：第一定压阀 42：活动套管 43：活动中心块

44：螺旋槽道 5：运动检测器

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

本发明的一种热辗环用中空芯辊装置，其较佳的实施例中，请参照图1所示，所述热辗环用中空芯辊装置包括芯辊主体1，所述芯辊主体1为中空结构，所述芯辊主体1中部形成冷却通道13，所述芯辊主体1设有第一端部11及第二端部12，所述第一端部11开设有与所述冷却通道13相连通的进水口，所述第二端部12开设有与所述冷却通道13相连通的出水口3，所述进水口连接有输水管2。

所述冷却通道13内设有活动块4，所述活动块4的外形轮廓与所述冷却通道13的内侧面配合；所述活动块4能够沿所述冷却通道13的长度方向来回移动；所述活动块4上设有第一定压阀41；所述出水口3处设有第二定压阀31，所述第一定压阀41及第二定压阀31的开启方向均为朝向出水口3方向设置；所述第一定压阀41的开启压力小于第二定压阀31的开启压力；所述进水口于所述冷却通道13内部设有运动检测器5，用于检测所述活动块4在所述冷却通道13内的运动状态。如图所示，所述芯辊主体1内的冷却通道13泵入冷却水后，冷却水由第一端部11的进水口进入至所述活动块4的上方，并推动所述活动块4向第二端部12的方向移动；而在泵入的水到达活动块4上第一定压阀41的开启压力时，所述第一定压阀41被冷却水顶开，冷却水流入所述活动块4下方并逐渐充满活动块4下方的冷却通道13，直至所述冷却通道13内的活动块4下方的冷却水压力达到第二定压阀31的开启压力值时，所述冷却水推开所述第二定压阀31经由所述出水口3将冷却水排出。通过监测所述活动块4的运动状态，当所述活动块4位于第二端部12位置，且所述第二定压阀31开启后再次关闭时，控制输水管2内的水回抽反冲，从而使得所述活动块4返回至所述冷却通道13靠近第一端部11的位置。通过不断的循环往复，能够使得冷却水分段式地进行冷却，同时，每一段的冷却水都能获得较高的热交换时间，提高热交换效率。

如上所述的本发明的热辗环用中空芯辊装置，其较佳的实施例中，所述进水口与所述输水管2之间为旋转连接，所述芯辊主体1能够相对所述输水管2旋转。由于本发明的热辗环用中空芯辊装置在工作时，所述芯辊主体1需要不停地旋转作用在环锻件上，因此，芯辊主体1第一端部11上与所述输水管2之间设置为旋转密封连接。

如上所述的本发明的热辗环用中空芯辊装置，其较佳的实施例中，所述活动块4的运动检测器5为距离检测器，所述距离检测器用于检测所述活动块4与所述芯辊主体1的冷却通道13两个端部的距离。较佳的实施方式中，所述运动检测器5设置于所述进水口的不随所述芯辊主体1转动的连接部上，所述运动检测器5直接检测所述活动块4在所述冷却通道13内与其之间的距离，从而获得所述活动块4的运动状态数据，并以此判断活动块4运动至不同位置时，冷却通道13内的冷却水的压力状态，以及判断活动块4是否存在运动异常，若存在运动异常，则可以用以判断冷却通道13的内部是否存在形变，导致活动块4不能进行在原本正常状态下的运动，从而进一步判断芯辊主体1是否变形损坏，需要维修或更换。

如上所述的本发明的热辗环用中空芯辊装置，其较佳的实施例中，所述活动块4的运动检测器5为温度传感器，所述温度传感器用于检测所述活动块4的温度或所述活动块4两侧冷却通道13内的温度。通过增加温度变化数据，能够进一步判断冷却通道13内的冷却水的状态变化，从而更好地获得冷却水的热交换效率的数据，并且可以根据温度的变化周期来设定冷却水的泵入参数等，提高芯辊主体1的冷却效率，使其达到最佳的工作状态，延长其使用寿命。

如上所述的本发明的热辗环用中空芯辊装置，其较佳的实施例中，如图1所示，所述活动块4外侧面与所述芯辊主体1的内侧壁之间为紧密滑动配合，所述活动块4外侧面设有螺旋细槽道连通所述活动块4的上表面和下表面，所述螺旋细槽道与所述芯辊轴线的垂直平面之间的夹角小于30°(图中未示)。本发明的所述活动块4的外侧面与所述芯辊主体1的冷却通道13的内侧壁之间为紧密配合的，同时可以相对滑动，而冷却水很难经由两侧壁间渗透从活动块4上方流动至下方，只能通过活动快上的第一定压阀41穿过；而本发明在所述活动块4的外侧面上设置有螺旋细槽道，为所述活动块4的上方和下方空间建立了一个连通的通道，所述螺旋细槽道可以是局部设置的S形的细槽道，并且通过设置槽道主要部分与活动块4的横截面之间成小于30°的夹角的设置，使得螺旋细槽道几乎成水平状，因此，增加了活动块4上方的冷却水通过螺旋细槽道进入活动块4下方的压力要求，通过螺旋细槽道的设置，可以用以避免第一定压阀41存在工作异常时，导致的过压情况的出现，保证冷却水流动的最低流量保障。同时也可以起到在活动块4和芯辊主体1内侧壁之间形成水垫层，提高活动块4上下运动的光滑度，使其运动更为流畅。

如上所述的本发明的热辗环用中空芯辊装置，其较佳的实施例中，所述活动块4的侧面设有多个凸条结构，所述冷却通道13内侧面设有与所述凸条结构配合的螺旋槽道14，所述活动块4经由所述凸条结构在所述螺旋槽道14上滑动，而在垂直于所述芯辊主体1横截面上做旋转运动。所述活动块4在上下运动的过程中，其外侧壁上的凸条与所述冷却通道13内侧壁上的螺旋槽道14相互限位，使得活动块4形成了在水平面上的旋转运动，驱动了冷却水在冷却通道13内形成一定程度的螺旋水流，加强了热交换效率；另外，在所述芯辊主体1的冷却通道13内侧壁上形成的螺旋槽道14，也进一步地提高了冷却水与芯辊主体1的接触面积，增强了热交换效率。当然，所述螺旋槽道14可以是均匀分布的几条曲面槽，且各曲面槽之间平滑连接，减少对水流的阻碍。

如上所述的本发明的热辗环用中空芯辊装置，其较佳的实施例中，如图2所示，所述活动块4包括设置于外侧的活动套管42以及内侧的活动中心块43，所述活动套管42两端设有限位部，用于限制所述活动中心块43于所述活动套管42内移动；所述活动套管42设置于所述冷却通道13内。所述活动块通过设置活动套管42和活动中心块43的组合结构，能够更进一步地提高活动块在冷却通道13内的运动效果，提高冷却水形成更活跃的水流状态，提高热交换效率。较佳的，所述活动套管42为热传导效率高的金属支撑，通过活动套管42的上下活动，能够使得芯辊主体1的内侧面与活动套管42接触，形成一个具有运动状态的散热结构，芯辊主体1的热量传导至活动套管42上，活动套管42再传导至冷却水中，通过活动套管42的运动，极大地提高了芯辊主体1上热量的传递，达到对芯辊主体1更强的冷却效果。

如上所述的本发明的热辗环用中空芯辊装置，其较佳的实施例中，所述活动中心块43的外侧面设有凸条，所述凸条与所述活动套管42的内侧面上的螺旋槽道44配合，所述活动中心块43能够沿所述活动套管42内侧面的螺旋槽道44在横截面上形成旋转运动；所述活动套管42的内侧面的螺旋槽道44与所述芯辊主体1的冷却通道13内侧面的螺旋槽道14的旋转方向相反。该实施例中，所述活动中心块43与所述活动套管42之间设有的螺旋槽道44结构与前述的活动块与所述冷却通道13内侧壁之间的螺旋槽道14结构相同，但是方向相反，使得活动套管42和活动中心块43在上下运动的过程中，使水流形成两个方向的涡旋效果，极大的增强了热交换效率。

如上所述的本发明的热辗环用中空芯辊装置，其较佳的实施例中，所述输水管2连接有双向水泵，所述双向水泵用以向输水管2内泵入水或抽吸输水管2内的水。本发明可以根据芯辊主体1的冷却通道13内的情况控制泵入冷却通道13中的水，包括流量和方向，以便于对芯辊主体1的冷却通道13内的冷却效果进行进一步的控制，实现更为多样化和更有效的冷却操作。

如上所述的本发明的热辗环用中空芯辊装置，其较佳的实施例中，还包括设置于外部的控制系统，所述运动检测器5与所述控制系统信号连接，所述控制系统接收所述运动检测器5的运动信号，并根据所述运动信号控制输水管2内的冷却水流量。例如，如前所述，当以第一压力泵入的水将活动块向下推动后持续泵入，此时检测到活动块运动至下方，并且温度由低变高，直至达到第一定压阀41的开启压力后，冷却水继续流入至活动块下方，并开始充满活动块下方空间，当水压达到第二定压阀31的开启压力后，第二定压阀31打开泄水，直至第二定压阀31自动关闭后，启动水泵反向抽吸，将活动块由冷却通道13下方带动至冷却通道13上方，并在活动块下方空间形成一个临时的负压空间，由于抽吸的压力足够大，活动块下方的负压和上方的压力差值达到了开启第一定压阀41的界限，第一定压阀41开启，从而平衡了活动块上方和下方的压力，当所述活动块回到冷却通道13上方时，控制水泵定制抽吸，此时，活动块回到初始位置，准备开启新一轮的循环操作；此后，再次向冷却通道13内泵入冷却水，以此过程不断的循环，实现冷却水在冷却通道13内对芯辊主体1的高效率的冷却操作。同时，通过检测活动块的活动状态，可以第一时间获知芯辊主体1是否存在变形等异常，以供操作人员第一时间对异常进行排查，避免芯辊主体1的变形导致对环锻件加工的不良情况的出现，有效提高了产品的质量。

本发明的一种热辗环用中空芯辊装置，通过在芯辊主体中心设置有冷却通道，用以通入冷却水，对芯辊主体进行实时的冷却，有效地提高了芯辊主体的使用寿命，避免了使用冷却水直接浇洒在环锻件上，影响环锻件的质量。同时，本发明的中空芯辊装置通过在冷却通道中设置有活动块，并且将冷却通道内侧面设置为具有螺旋槽道的表面，增大了冷却通道与冷却水的接触面积，提高了散热效果；更进一步地，活动块能够于冷却通道内沿螺旋槽道以螺旋式运动的方式，通过注入冷却水的后使得活动块在冷却通道内的水压力的作用做上下来回的往复运动，使得冷却水的热交换更加充分，并且，活动块的运动对在冷却通道内使得冷却水的具有旋转流动效果，更进一步地加强了冷却水的热交换效果。再者，通过活动块的运动检测器的设置，能够获得所述活动块在所述冷却通道内的运动状态，通过活动块的运动状态可以对冷却水的泵入的流量进行调控，使得冷却水的使用可以根据实际环锻件的加工情况进行控制。另外，通过活动块的设置，以及对活动块的运动检测，能够进一步地获得芯辊主体在经过长时间的运行后，是否存在变形损坏的情况，使得操作人员能够及时获知芯辊主体的状况，避免由于芯辊主体存在变形未被发现而导致的产品质量不良的情况。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种热辗环用中空芯辊装置，其特征在于，包括芯辊主体，所述芯辊主体为中空结构，所述芯辊主体中部形成冷却通道，所述芯辊主体设有第一端部及第二端部，所述第一端部开设有与所述冷却通道相连通的进水口，所述第二端部开设有与所述冷却通道相连通的出水口，所述进水口连接有输水管；

所述冷却通道内设有活动块，所述活动块的外形轮廓与所述冷却通道的内侧面配合；所述活动块能够沿所述冷却通道的长度方向来回移动；所述活动块上设有第一定压阀；

所述出水口处设有第二定压阀，所述第一定压阀及第二定压阀的开启方向均为朝向出水口方向设置；所述第一定压阀的开启压力小于第二定压阀的开启压力；

所述进水口于所述冷却通道内部设有运动检测器，用于检测所述活动块在所述冷却通道内的运动状态。

2.如权利要求1所述的热辗环用中空芯辊装置，其特征在于，所述进水口与所述输水管之间为旋转连接，所述芯辊主体能够相对所述输水管旋转。

3.如权利要求2所述的热辗环用中空芯辊装置，其特征在于，所述活动块的运动检测器为距离检测器，所述距离检测器用于检测所述活动块与所述芯辊主体的冷却通道两个端部的距离。

4.如权利要求3所述的热辗环用中空芯辊装置，其特征在于，所述活动块的运动检测器包括温度传感器，所述温度传感器用于检测所述活动块的温度或所述活动块两侧冷却通道内的温度。

5.如权利要求4所述的热辗环用中空芯辊装置，其特征在于，所述活动块外侧面与所述芯辊主体的内侧壁之间为紧密滑动配合，所述活动块外侧面设有螺旋细槽道连通所述活动块的上表面和下表面，所述螺旋细槽道与所述芯辊轴线的垂直平面之间的夹角小于30°。

6.如权利要求5所述的热辗环用中空芯辊装置，其特征在于，所述活动块的侧面设有多个凸条结构，所述冷却通道内侧面设有与所述凸条结构配合的螺旋槽道，所述活动块经由所述凸条结构在所述螺旋槽道上滑动，而在垂直于所述芯辊主体横截面上做旋转运动。

7.如权利要求6所述的热辗环用中空芯辊装置，其特征在于，所述活动块包括设置于外侧的活动套管以及内侧的活动中心块，所述活动套管两端设有限位部，用于限制所述活动中心块于所述活动套管内移动；所述活动套管设置于所述冷却通道内。

8.如权利要求7所述的热辗环用中空芯辊装置，其特征在于，所述活动中心块的外侧面设有凸条，所述凸条与所述活动套管的内侧面上的螺旋槽道配合，所述活动中心块能够沿所述活动套管内侧面的螺旋槽道在横截面上形成旋转运动；所述活动套管的内侧面的螺旋槽道与所述芯辊主体的冷却通道内侧面的螺旋槽道的旋转方向相反。

9.如权利要求8所述的热辗环用中空芯辊装置，其特征在于，所述输水管连接有双向水泵，所述双向水泵用以向输水管内泵入水或抽吸输水管内的水。

10.如权利要求1所述的热辗环用中空芯辊装置，其特征在于，包括设置于外部的控制系统，所述运动检测器与所述控制系统信号连接，所述控制系统接收所述运动检测器的运动信号，并根据所述运动信号控制输水管内的冷却水流量。

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