CN204842543U - 辊式单转毂矫直机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种对硬度高、强度大、精度要求高且难以矫直的钢种进行矫直的辊式单转毂矫直机组。它是在前夹送装置液压控制的两对主夹辊间设一对小夹辊，将两对主夹辊的传动及转毂的转动与防护罩采用变频电机驱动，所述辊式转毂矫直装置是在转毂内的辊轴支架上设置45°布置的双曲线型对辊组成的多个辊式矫直单元，且所述的双曲线型对辊内采用滚针轴承连接支撑，并在组成对辊的两矫直辊分别与辊轴支架间设置辊缝调整机构。该机组具有结构设计紧凑合理、调整更换维护方便、节约资源杜绝污染、矫直精度高稳定性好、降低成本延长寿命、实现整体自动控制、适合行业大力推广等优点。

Description

辊式单转毂矫直机组

技术领域

本实用新型涉及一种钢质棒线材的转毂矫直设备。尤其涉及普碳钢、合金钢、工具钢、气阀钢、不锈钢等对硬度高、弹性大、精度要求高且难以矫直的钢种进行矫直使用的转毂矫直设备。

背景技术

目前在我国的加工制造业中，有许多特殊钢种的棒线材需要矫直加工。以气阀钢为例，随着汽车制造业的蓬勃发展，对气阀钢的质量、规格、数量都存在着很大的市场需求。仅江苏兴化地区从事气阀钢生产的企业就有数拾家。由于气阀钢生产的特殊工艺要求，钢线经热处理后具有高强度，高硬度，高脆性的特性。尤其是对矫直精度的要求很高，工艺要求矫直后直接进入磨序。因此矫直的难度也相当大。本领域技术人员都清楚，在目前的气阀钢生产中所使用的矫直设备，几乎全部都是模块式转毂矫直机。所述模块式转毂矫直机是将被矫钢线从几组模块中穿过，通过几次反弯和转毂的旋转将钢线矫直。其他形式的矫直设备均无法满足对其进行矫直的要求。尽管所述的模块式转毂矫直机在对硬度高、弹性大、精度要求高且难以矫直的钢种进行矫直方面发挥了良好的积极作用，但仍存在以下不足：

1.由于所述模块式转毂矫直机对钢线矫直时，不能产生向前的动力，且对钢线产生很大的摩擦转矩，所以要求前夹送装置，必须提供很大的夹持力以推动钢线前进又要防止钢线矫直时产生转动。但所述矫直机，由于钢线直径的变化，当夹送力小时不能满足矫直需要。加大夹持力，又会造成材料被压扁的现象。当钢线较细时，由于模块生产的摩擦阻力较大，钢线就会被推弯，且无法实现矫直。

2.由于所述模块式转毂矫直机的模块多采用铸铁材料制作，矫直过程中棒材与模块之间产生摩擦，导致模块的大量消耗，使模块很快磨损报废，生产成本增高。

3.由于模块磨损较快，磨损量直接影响矫直精度，为了确保精度，就要不断地停机调整反弯量，不仅矫直精度不稳定，而且又影响生产效率。

4.由于模块与棒线之间为滑动摩擦运动，有时会造成棒线表面的擦伤，影响产品质量。

5.为了减小棒线与模块之间的摩擦，需要添加碳粉润滑，由于碳粉润滑剂消耗量大且受天气的影响，在南方天气潮湿的情况下，碳粉会变粘成块而无法直接使用，必须要对碳粉进行烘干处理，这样一来便会导致生产成本的进一步增加。

6.由于铸铁模块磨损产生的铁粉和添加的碳粉，在转毂高速旋转下会四处飞溅，弥漫在厂区内，对环境造成严重的污染，对作业人员的身体健康造成较大的危害。

7.由于所述现有设备自动化程度低，致使矫直速度受限。操作繁琐，生产效率低下。

发明内容

本实用新型在于提供一种辊式单转毂矫直机组，主要是解决现有模块式转毂矫直机在矫直过程中存在的模块磨损与大量消耗及模块与被矫直棒材间的磨擦对产品质量精度的影响，模块磨损产生的铁粉与添加的碳粉，对环境的严重污染和作业人员造成的较大危害与资源的浪费，以及矫直稳定性差、成本高效率低的问题。

本实用新型包括前夹送装置、辊式转毂矫直装置、后夹送装置、液压飞剪装置、下料收集装置、液压站和控制装置，所述前夹送装置在液压控制的两对主夹辊间设有一对小夹辊，所述两对主夹辊的传动及转毂的转动与防护罩均采用变频电机驱动，所述的辊式转毂矫直装置是在转毂内的辊轴支架上设置45°布置的双曲线型对辊组成的多个辊式矫直单元，且所述的双曲线型对辊内部采用滚针轴承连接支撑，并在所述辊式矫直单元中组成对辊的两矫直辊分别与辊轴支架间设置辊缝调整机构实现的。

所述前夹送装置两对主夹辊的夹持面上分别设有两种孔型，且两对主夹辊采取快速拆卸结构。

所述的辊缝调整机构是在矫直辊一侧的辊轴支架上设置阶梯形通孔，并在所述阶梯形通孔内设由调整螺杆与连接螺母连接的碟形弹簧构成。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点与积极效果：

1、由于采取了45°布置的双曲线型对辊组成的辊式矫直单元，加上辊内的滚针轴承设计结构，可使辊式矫直单元的辊距为最小，达到模块式结构的间距，并利用双曲线形对辊将钢线包络其中，经过几次反弯和转毂旋转来实现矫直。所述结构既保证了辊面与钢线的良好接触，又显著提高了矫直的精度与矫直稳定性。

2、由于采取了45°布置的双曲线型对辊组成的辊式矫直单元形成的辊系，它将现有模块式结构的滑动磨擦变为滚动磨擦，加之辊面淬火硬度高，明显降低了矫直辊的消耗量。有效避免了钢线表面擦伤和经常停机调整反弯量，即影响矫直精度又降低作业效率的弊端。相反，辊面还会对钢线表面产生压光作用，从而提高钢线表面质量。由于辊面磨损小，还可延长设备使用寿命并降低生产成本。

3、由于采取了45°布置的双曲线型对辊组成的辊式矫直单元，在矫直过程中能从根本上消除现有技术中棒材与铸铁模块间的摩擦产生的粉尘和碳粉润滑剂的加入，不仅改变操作人员的工作环境，避免对环境造成的污染，有利于人类健康，而且无须加入润滑剂又节省了材料的投入和处理过程，使生产成本得到进一步降低。

4、由于采取了变频电机驱动的转毂，加上转毂内45°布置的辊系构成的辊式矫直装置和前夹送装置的有机配合，在转毂转动时会对钢线产生一个向前的拉力，利用调整前夹送速度和转毂旋转速度，可在转毂与前夹送装置之间建立一个张力，对钢线实现“拉”的功能。利用矫直辊径向调整，可实现对钢线“弯”的功能，利用矫直辊对钢线的弯曲和相对旋转，来实现对钢线“扭”的功能，本实用新型就是利用这三种功能的相互作用，使其对钢线的矫直特别是普碳钢、合金钢、工具钢、气阀钢、不锈钢等对硬度高、弹性大、精度要求高且难以矫直钢种的矫直得以可靠实现，这也是本实用新型优越于现有其他矫直设备的原因所在。

5、由于在辊轴支架上设置了辊缝调整机构，可有效避免刚性辊缝由于钢线直径偏差造成的过载，该辊缝调整机构的设计既保证辊面与钢线的紧密接触，又能实现在钢线直径变大而造成的过载损坏，同时辊缝调整机构采用的是单辊单调方式，调整方式简单灵活，尤其是处理断线故障时，可快速将整个矫直辊总成抽出，便于故障处理与矫直辊的更换维护。

6、由于采取了在两对主夹送辊间增设一对小夹辊构成的前夹送装置，可对直径较粗，强度、硬度偏高的钢线，利用中间一对小辊实现人为干预调整，同时还可利用这三对夹送辊来实现对钢线的粗矫，为后序的精矫创造条件。

7、由于采取了将主夹送辊的传动为变频电机驱动，可自动完成主夹送辊从低到高的速度控制，以满足穿丝、矫直、故障处理、转毂矫直速度的匹配并可靠实现发明目的。

8、由于采取了在主夹送辊的夹持辊面上设计的两种孔型，以此来满足不同规格的钢线矫直需要，同时对夹持辊的装配采用了快速拆卸结构，可更加方便快捷地实现对所述不同规格钢线所需夹持辊面的调整与更换。

附图说明

图1是辊式单转毂矫直机组整体结构示意图；

图2是辊式单转毂矫直机组整体结构俯视图；

图3辊式转毂矫直单元及转毂部分结构示意图；

图4是辊缝调整机构示意图。

具体实施方式

由图1-图4所示的辊式单转毂矫直机组是在现有技术基础上针对硬度高、弹性大、精度要求高且难以矫直的钢种进行矫直而设计的一种新型转毂矫直设备。它由前夹送装置1、辊式转毂矫直装置2、后夹送装置3、液压飞剪装置4、下料收集装置5、液压站6和控制装置7七部分组成。本实用新型主要是针对前夹送装置1和辊式转毂矫直装置2两部分作出的改进。

所述前夹送装置1采取了多辊夹紧的夹送方式。其两侧夹辊为液压控制的主夹辊8，中间是小夹辊9为手动调整辊（如图1）。设置多辊的目的在于增加总的夹持力，其液压系统采用恒压控制，液压夹紧方式，可根据钢线规格调定压力并保持恒定，所以夹紧力不受钢线尺寸变化的影响，且可避免钢线被压扁的现象。一般情况下，两对主夹辊8就能满足矫直需要。但在特殊情况下，如钢材直径较粗或强度、硬度偏高，此时可用中间一对小夹辊9人为进行调整。与此同时，这三对夹辊的组合还能对钢线起到粗矫作用，为后序的精矫奠定良好基础。所述的主夹辊8的传动是采用变频电机10来驱动（见图2），变频电机10可实现主夹辊8从低到高的速度控制，以满足穿丝、矫直、故障处理及与转毂矫直速度的匹配。另外，在两主夹辊8的夹持辊面上设计了两种孔型，例如5-10mm、10-15mm来满足5-15mm不同直径钢线的夹送与矫直，拓宽了设备使用范围。为了方便调整孔型并顺利实施主夹辊8的更换还配备了快速拆卸结构。

所述辊式转毂矫直装置2是在设有液压防护罩11的转毂12内设置七对辊式矫直单元（见图3），每个辊式矫直单元是在矫直辊13的辊轴支架14上设置45°布置的双曲线型对辊即两个双曲线型矫直辊13相对设置。该双曲线型矫直辊13可在钢线行走推力作用下自由滚动。矫直辊13结构设计必须要充分考虑强度要高，尺寸要小。必须满足辊距要达到模块结构的程度。为了尽量减小矫直辊13的尺寸，又能满足强度要求，矫直辊13内部采用了滚针轴承。滚针轴承的特点是承载能力大，径向尺寸小，恰好适合本实用新型的要求。但必须要保证相关零件的加工精度和装配精度，否则会适得其反。所述矫直辊13的45°布置，会使得辊距为最小，达到模块结构的间距要求。双曲线辊形的设计，既保证了辊面与钢线的良好接触，又能提高矫直的稳定性。在实际生产中，由于钢线直径不可避免的存在尺寸偏差，为了避免刚性辊缝由于钢线直径偏差造成的过载，在矫直辊13与辊轴支架14间设置了辊缝调整机构加以保护（详见图4）。所述辊缝调整机构是在矫直辊13一侧的辊轴支架14上设置阶梯形通孔，并在所述阶梯形通孔内设调整螺杆15与连接螺母16连接的碟形弹簧17构成。该结构的设置即保证了辊面能与钢线紧密的接触，又保证了当钢线直径变大时对矫直辊13造成的过载损坏。从而确保矫直精度与使用寿命。其转毂12的转动，采用变频电机18驱动。转速可根据钢线的不同规格、强度、硬度，矫直速度等进行调整。

其后夹送装置3采用一对夹持辊，夹持力由液压控制，仍采用变频电机19驱动。该后夹送装置3矫直时不参与工作，只在钢线断线处理时方便将断线顺利取出。

其液压飞剪装置4最大剪切直径为15mm。由于剪切动作是要在矫直过程中完成，所以剪体要随着钢线一起运动并在运动中完成剪切动作。剪体的运动采用的是气缸驱动。定尺控制采取编码器和接近开关双重控制，保证剪切准确可靠。

其下料收集装置5是将矫直后的定尺钢线进行收集成捆，然后人工捆扎运走。

其液压站6主要是为前、后夹送装置1、3、液压飞剪装置4、防护罩11提供液压动力。

而控制装置7采用PLC控制，自动化程度较高。可实现各分体设备的单独控制和联机控制。可调整设定夹送速度和转毂速度及连锁程序等。

使用本实用对钢线进行矫直，首先将成卷钢线水平放置在前夹送装置1前面的可回转料盘上，然后将钢线头部通过导卫送入前夹送装置1主夹辊8夹紧，启动前夹送装置1和转毂12，用送丝速度将钢线通过转毂12到达液压飞剪装置4剪切部位，然后关上防护罩11，一键启动整个机组进入矫直作业，在矫直过程中转毂12自身能对钢线产生向前的拉力，由于辊式转毂矫直单元是对辊，利用对辊的辊型将钢线包络其间，经过几次反弯和转毂旋转把钢线矫直。液压飞剪装置4会按设定的定尺长度将矫直了的钢线剪切，下料收集装置5再把按定尺剪切的钢线收集成捆，人工打包运走。以上过程为连续作业，直至一卷钢线全部被矫直为止。目前辊式转毂矫直机组已试运行2个月，现将与模块式转毂矫直机对比综合效能结果绘于以下表1，由表1实验结果可进一步表明本实用新型运行状况良好，综合效能优良，工作性能稳定，具有较高推广价值。

表1机组综合效能的比较

Claims (3)

1.一种辊式单转毂矫直机组，包括前夹送装置（1）、辊式转毂矫直装置（2）、后夹送装置（3）、液压飞剪装置（4）、下料收集装置（5）、液压站（6）和控制装置（7），其特征在于：所述前夹送装置（1）在液压控制的两对主夹辊（8）间设有一对小夹辊（9），所述两对主夹辊（8）的传动及转毂（12）的转动与防护罩（11）均采用变频电机（10、18、19）驱动，所述的辊式转毂矫直装置（2）是在转毂（12）内的辊轴支架（14）上设置45°布置的双曲线型对辊组成的多个辊式矫直单元，且所述的双曲线型对辊内部采用滚针轴承连接支撑，并在所述辊式矫直单元中组成对辊的两矫直辊（13）分别与辊轴支架（14）间设置辊缝调整机构。

2.根据权利要求1所述的辊式单转毂矫直机组，其特征在于：所述前夹送装置（1）两对主夹辊（8）的夹持面上分别设有两种孔型，且两对主夹辊（8）采取快速拆卸结构。

3.根据权利要求1所述的辊式单转毂矫直机组，其特征在于：所述的辊缝调整机构是在矫直辊（13）一侧的辊轴支架（14）上设置阶梯形通孔，并在所述阶梯形通孔内设由调整螺杆（15）与连接螺母（16）连接的碟形弹簧（17）构成。