CN203044764U - 一种立式数控径向辗环机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种立式数控径向辗环机，整体布局为芯辊水平固定，被动旋转；主辊位于芯辊上方，提供旋转动力，由主轧油缸推动主辊座提供进给力，其特征是克服空间限制在环件上半部、主辊两侧布置两个对称的定心抱辊；在芯辊正下方向布置测量辊；芯辊摆臂和主辊滑块之间设计配合导轨面，用于主辊滑块上下运动和提高芯辊摆臂刚度。本实用新型的设备结构合理、性价比高、加工范围广，非常适合轧制300mm～1500mm的环件，轧制过程顺利平稳，成品环件尺寸精度高，生产能耗低。本实用新型的设备既适用于钢质环件的轧制生产，也适用于铝合金等特种材料环件的轧制生产，轧制过程自动控制，人工强度低。

Description

一种立式数控径向辗环机
技术领域
本实用新型涉及一种无缝环件热轧成型设备，具体是适合加工中小型环件的一种立式数控径向辗环机。
背景技术
在现代工业中，无缝环件的应用非常广泛，比如轴承内外套圈、齿轮圈、管道法兰、轮毂、回转支撑、起重运输机上的旋转轮圈、压力容器的加强圈、飞机发动机的壳体与机匣等等。铝合金材料以强度高、重量轻的特点，在环件上应用也越来越广泛。但是铝合金材料锻造温度范围窄，有的材质软而粘，有的硬而脆，轧制过程不易控制，技术要求高，手动控制的辗环机对此严重不适应，要求留较大的加工余量从而造成材料浪费。
目前国内成熟的环件轧制设备，有倾斜立式径向辗环机，和卧式径-轴向辗环机。对于轧制300mm～1500mm的环件，特别是此范围的铝合金材质的环件，这两种设备都存在一定的局限性。
倾斜立式径向辗环机轧制原理如图1所示，只有一个导向辊，信号辊因结构所限偏置于左下侧且不能实时反馈环件尺寸，轧制时的外径情况靠人工进行目测，测量不精确，手动控制操作，加工精度低，而且只适合于轧制直径1000mm以下的环件。卧式径-轴向辗环机因需要一套轴向轧制系统，结构复杂，造价高，占用空间大，而且主传动部需要安装在大地坑中，地基造价也高，而且只适合于轧制直径1500mm以上的中大型环件，轧制直径1500mm以下的环件，功耗大成本高，不经济实用。
发明内容
本实用新型针对生产发展所产生的问题，提供一种结构紧凑的、加工精度高的立式数控径向辗环机。
本实用新型所采用的技术方案是：一种立式数控径向辗环机，由大机座、芯辊组件、主辊组件、定心辊组件、测量辊组件、主传动部以及液压系统、电气系统组成；整体布局为芯辊水平固定，被动旋转；主辊位于芯辊上方，提供旋转动力，由主轧油缸推动主辊座提供进给力，在环件上半部、主辊两侧布置两个对称的定心抱辊；在芯辊正下方向布置测量辊；芯辊摆臂和主辊滑块之间有配合导轨面，用于主辊上下运动和提高芯辊摆臂刚度。
所述芯辊水平布置，其后端由径向轴承和推力轴承以及拉杆固定于机架上，前端由安装在机架上部的活动摆臂提供辅助支撑，提高芯辊刚性，增大设备的轧制能力，减少芯辊弯曲变形从而提高环件端面精度。摆臂可在摆臂油缸作用下向上摆动。
所述主辊安装在主辊滑块上，主辊滑块后端与机架间由导轨定位，可在主轧油缸作用下上下滑动，主辊滑块为组装的倒U型结构，对主辊轴两端提供支撑，提高主辊轴刚性；主轧油缸布置在主辊正上方，可开改善主辊轴受偏载力情况，保证主辊水平从而提高环件的端面精度，增大设备的轧制能力；主辊轴后端通过万向节与减速机相连，可保证主辊上下动作不影响动力的传输。
所述芯辊摆臂和主辊滑块之间有配合导轨，摆臂合闭后不至于影响主辊滑块上下滑动，也提高了摆臂的刚性。
所述两个抱辊对称布置在环件上半部、主辊两侧。两个抱辊分别由一个抱辊油缸推动绕摆轴摆动，与芯辊配合实现整个轧制过程的三点定圆。可以在抱辊油缸内设置位移传感器，通过PLC控制流量阀保证两个抱辊油缸同步，从而保证两个抱辊对称动作；也可以在摆轴上设置同步齿轮置于机架后侧传动轴下，实现抱辊油缸的刚性同步，保证两个抱辊对称动作。
所述测量辊被动旋转，布置在芯辊正下方，和芯辊、主辊同在设备的中心线上，安装在U型测量辊支架上；两个测量油缸对称安装在机架两侧内部，可以降低地坑深度；在测量油缸作用下，测量辊支架可以沿着两个导杆上下滑动；一个测量油缸内置位移传感器，实时检测测量辊的位置，也就实时测量了环件的外径，实现了PLC控制的自动轧制。
所述对称布置的两个抱辊，在整个轧制过程中始终与环件接触，被动后退，保证了环件在轧制增长的过程中沿着中心线方向向正下方扩展；而测量棍在中心线上的运动保证了外径测量的时实性，有效性，准确性；相比倾斜立式径向辗环机单个导向辊和信号辊可以大大提高环件的椭圆度以及测量准确性。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的设备结构紧凑的、性价比高、加工精度高，加工范围广，非常适合轧制300mm-1500mm的环件，正好弥补了现有倾斜立式径向辗环机和卧式径-轴向辗环机两种设备的不足：相对于倾斜立式径向辗环机加工范围更广，而且成品精度高，人工强度低；相对于卧式径-轴向辗环机更适合加工直1500mm以下的小型环件，而且设备造价低，也不需要大地坑，生产能耗低，经济实用。本实用新型的设备既适用于钢质环件的轧制生产，也适用于铝合金等特种材料环件的轧制生产，轧制过程顺利平稳，成品环尺寸精度高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是现有倾斜立式辗环机工作原理示意图；
图2是本实用新型第一个实施例上下料时的轴侧视图；
图3是是本实用新型第一个实施例上下料时的正视图；
图4是本实用新型第一个实施例轧制状态的正视图；
图5是本实用新型第一个实施例的部分中心剖视图。
图中：1-主辊，2-环件，3-导向辊，4-芯棍，5-信号辊，6-测量辊，7-测量油缸，8-定心抱辊，9-抱臂，10-定心油缸，11-机身，12-电机，13-减速机，14-万向联轴节，15-主轧油缸，16-芯辊摆臂油缸，17-主辊滑块，18-芯辊摆臂，19-主辊，20-芯辊，21-环件，22-导杆，23-支架，24-主辊轴，25-拉杆，A-芯辊摆臂配合滑动面，B-主辊座配合滑动面。
具体实施方式
如图2所示，本实用新型的大底座11呈L型，后部安装有减速机13，电机12和万向联轴节14位于减速机同侧，减小了设备尺寸。芯辊20、主辊19、抱辊8、以及测量辊6都安装在机架的竖直部分。
如图4所示，芯辊20水平布置，其后端由径向轴承和推力轴承以及拉杆25固定于机架11上，前端由安装在机架11上部的活动摆臂18提供辅助支撑，提高芯辊20刚性，减少芯辊20弯曲变形从而提高环件21的端面精度。
如图4所示，主辊19通过主辊轴24安装在主辊滑块17上。主辊滑块17为组装的倒U型结构，对主辊轴24两端提供支撑，提高主辊轴24刚性。主辊滑块17后端与机架11间由导轨定位，可在主轧油缸15作用下上下滑动。主轧油缸15布置在主辊19正上方，可减少主辊轴24弯曲变形从而提高环件21的端面精度。如图2所示，主辊轴24后端通过万向联轴节14与减速机13相连，可保证主辊19上下动作不影响动力的传输。
如图2所示，芯辊摆臂18可在摆臂油缸16作用下向上摆动。芯辊摆臂18为中空的框型结构，B处设有与主辊滑块17的A处配合的滑动导轨。当设备处于轧制状态，芯辊摆臂18与芯辊20扣合，主辊滑块17两侧的A面与芯辊摆臂18内侧的B面配合滑动，既不影响主辊滑块17的进给运动，也增强了芯辊摆臂18的刚性。
如图2、图3所示，两个抱辊8对称布置在环件21上半部、主辊19两侧。分别由一个抱辊油缸10推动摆臂9带动抱辊8绕摆轴摆动，与芯辊20配合实现整个轧制过程的三点定圆。可以在油缸10内设置位移传感器，通过PLC控制流量阀保证两个抱辊油缸10同步，从而保证两个抱辊8对称动作。也可以在摆臂9的摆轴上设置同步齿轮置于机架11竖直部分后侧传动轴14下方，实现抱辊油缸10的刚性同步，保证两个抱辊8对称动作。本实用新型第一个实施例抱辊油缸10采用液压同步。
如图2、图3所示，测量辊6布置在芯辊20的正下方，安装在U型测量辊支架23上。两个测量油缸7对称安装在机架11两侧内部，可以降低地坑深度。测量辊支架23与测量油缸7相连，在测量油缸7的作用下，测量辊支架23可以沿着两个导杆22上下滑动。
如图4所示，当进行环件轧制时，对称布置的两个抱辊8，在整个轧制过程中始终与环件21接触，被动后退，保证了环件21在轧制增长的过程中始终沿着中心线方向向正下方扩展。而测量辊6与环件21始终接触，沿着中心线被动后退。在其中1个测量油缸7内内置位移传感器，实时检测测量辊6的位置，也就实时测量了环件21的外径，为实现PLC控制的自动轧制提供了可能。这样对称布置的两个抱辊8和测量棍6就保证了保证了外径测量的时实性、有效性以及准确性。
以下通过环件轧制过程中各零部件的动作来进一步说明本实用新型的结构特点。
当开始轧制需要上料，或者某个环件轧制完成需要下料时，主辊19在主轧油缸15的作用下向上移动；芯辊摆臂18在摆臂油缸16的作用下，向上打开；两个抱辊8在抱辊油缸10的作用下，向两侧摆动；测量辊6在两个测量油缸7的作用下，向下运动。以上全部动作到位后如图2、图3所示，此时芯辊20周围没有部件干涉，可以利用操作机或者机器人实现坯料上机，或者成品环件下机。
当坯料21在芯辊20上到位后，在控制台上按下开始按钮，芯辊摆臂18在摆臂油缸16的作用下，向下运动套入芯辊20端部提供支撑；两个抱辊8在抱辊油缸10的作用下，向中心对称摆动与坯料21接触，对坯料21定位；测量辊6在两个测量油缸7的作用下，向上运动与坯料21接触，全程测量坯料21外径；电机12启动带动主辊19旋转，同时主辊19在主轧油缸15的作用下向下移动与坯料21接触，施加轧制力开始轧制，如图4所示，整机进入自动轧制状态。
当环件21外径达到设定值，电机12停止转动，同时主辊19在主轧油缸作用下向上运动与环件21脱离接触；摆臂18、抱辊8以及测量辊6亦打开，如图2、图3所示，进入下料状态。
以上动作循环往复，即可实现高效率的自动轧制。
本实用新型不局限于上述实施方式，任何人应得知在本实用新型的启示下作出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。
本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (4)

1.一种立式数控径向辗环机，其特征在于，其整体布局为芯辊水平固定，被动旋转；主辊位于芯辊上方，提供旋转动力，主轧油缸布置在主辊正上方，由主轧油缸推动主辊座提供进给力，在环件上半部、主辊两侧布置两个对称的定心抱辊；在芯辊正下方向布置测量辊；芯辊摆臂和主辊滑块之间设计配合导轨面，用于主辊滑块上下运动和提高芯辊摆臂刚度。
2.根据权利要求1所述的立式数控径向辗环机，其特征在于，芯辊后端由轴承及拉杆固定于机架上，前端由安装在机架上部的活动摆臂提供辅助支撑。
3.根据权利要求1所述的立式数控径向辗环机，其特征在于，主辊滑块为组装的倒U型结构，对主辊轴两端提供支撑，可在主轧油缸作用下上下滑动。
4.根据权利要求1所述的立式数控径向辗环机，其特征在于，两个测量油缸对称安装在机架两侧内部，其中一个内置位移传感器。
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