CN208019143U - 用于定减径机的非对称轧辊 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于热轧无缝钢管技术领域，尤其是涉及一种用于定减径机的非对称轧辊，包括椭圆形轧辊，其特征在于椭圆形轧辊的椭圆孔型中心线不与轧辊中心轴重合，所有椭圆形轧辊的椭圆孔型中心线均向轧辊中心轴的一侧偏移距离E1。本实用新型是在原有的纵轧定减径机组不变的前提下，改变传统的对称式的轧辊孔型设计，通过孔型设计上的左右不对称性，使钢管在定减径过程中受到一个力偶作用，且所有轧辊对钢管所施加的力偶同为顺时针或同为逆时针的方向，使钢管在定减径过程中有一个微小的旋转，各机架的增厚段就错开了，没有了机架增厚段在同一区域叠加效应，消除了钢管的内方现象，大大提高钢管壁厚精度。
Description
技术领域
本实用新型属于热轧无缝钢管技术领域，尤其是涉及一种用于定减径机的非对称轧辊。
背景技术
钢管定径、减径和张力减径过程是空心体不带芯棒的连轧过程，钢管定减径机的形式很多，按辊数可分为二辊、三辊、四辊式。纵轧定减径机轧制过程中如果管材有较大的减径量及厚壁管会使钢管内壁形成内四方或内六方等内多边形缺陷，降低了钢管的壁厚精度。以三辊定减径机为例，如图1为传统三辊定减径机对称的轧辊椭圆孔型图，椭圆孔型中圆弧AB与圆弧BC以轧辊中心轴OA对称，轧辊弧AB对钢管所施加合力与弧BC对钢管所施加合力F大小相等，钢管从三个轧辊所围成的空隙中通过钢管不旋转。三辊定减径内六方产生是附加轴向应力沿孔型周向分布不均，在减径过程中，因金属沿孔型宽度上的流动不均匀，所以沿孔型宽度上的壁厚增厚也不均匀。如图2所示，A点承受的单位压应力最大，该点轧辊线速度最低，轴向拉应力最小；B点承受的单位压应力最小，该点轧辊线速度最高，轴向拉应力最大，壁厚增厚的趋势相对最小；C点应力状态及壁厚增厚趋势较大。由于减径机架相邻机架中三个轧辊的布置相错60°，当张力达到一定程度时，B点壁厚总体呈减薄趋势，C点壁厚总体呈增厚趋势，每两个机架几乎都在该区域形成一段增厚段，许多机架增厚段在同一区域叠加，由此形成了“内六方”。对于薄壁管，附加轴向应力对于壁厚变化的附加影响较小，“内六方”现象不明显，但对于厚壁管，附加轴向应力对于壁厚变化的附加影响较大，“内六方”现象较为明显，致使壁厚精度降低，目前孔型设计方法只能减轻厚壁管内方倾向，不能彻底消除。
斜轧定减径机每架轧辊轴线偏转角θ形成斜轧，使钢管前进时有个微小的转动，控制好时钢管经过每架定减径机形成的增厚段错开就能彻底消除内方缺陷，但斜轧定减径机结构复杂，不易制造；偏转角θ每架不同，难于控制；工艺要求两架之间钢管只允许有微小转动，偏转角θ确定困难；斜轧增加机架间距，张减时增厚段增加；基于上述原因斜轧定减径虽能消除内方却很难应用。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种可在钢管定减径过程中消除“内方”现象的用于定减径机的非对称轧辊，提高钢管壁厚精度。
本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的：
本实用新型的用于定减径机的非对称轧辊，包括椭圆形轧辊，其特征在于椭圆形轧辊的椭圆孔型中心线不与轧辊中心轴重合，所有椭圆形轧辊的椭圆孔型中心线均向所述轧辊中心轴的一侧偏移距离E1。
所述的椭圆孔型中心线的偏移距离E1为0.01 mm-3mm。
本实用新型的优点：
本实用新型的用于定减径机的非对称轧辊是在原有的纵轧定减径机组不变的前提下，改变传统的对称式的轧辊孔型设计，通过孔型设计上的左右不对称性，使钢管在定减径过程中受到一个力偶作用，且所有轧辊对钢管所施加的力偶同为顺时针或同为逆时针的方向，使钢管在定减径过程中有一个微小的旋转，各机架的增厚段就错开了，没有了机架增厚段在同一区域叠加效应，消除了钢管的内方现象，大大提高钢管壁厚精度。
附图说明
图1为传统三辊定减径机对称的轧辊椭圆孔型图。
图2为以传统三辊定减径机为例的钢管在定径过程中的受力状态示意图。
图3为本实用新型的轧辊椭圆孔型图。
图4为本实用新型的以三辊定减径机为例非对称的轧辊椭圆孔型钢管受力图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本实用新型的具体实施方式。
如图3和4所示，本实用新型的用于定减径机的非对称轧辊，包括椭圆形轧辊，其特征在于椭圆形轧辊的椭圆孔型中心线不与轧辊中心轴OA重合，所有椭圆形轧辊的椭圆孔型中心线均向所述轧辊中心轴的一侧偏移距离E1。
所述的椭圆孔型中心线的偏移距离E1为0.01 mm-3mm。
本实用新型的用于定减径机的非对称轧辊，包括二辊、三辊、四辊式定减径机目前广泛使用的椭圆孔型，纵轧定减径机孔型设计上的左右不对称性，使钢管在定减径过程中受到一个力偶作用，使钢管在定减径过程中有一个微小的旋转。
如图3所示三辊定减径机非对称的轧辊椭圆孔型为例，圆弧AB与圆弧BC以轧辊中心轴OA不对称，椭圆孔型中心向左偏移E1，轧辊椭圆孔的弧AB对钢管所施加合力F1与弧BC对钢管所施加合力F2大小不相等，F1＞F2，钢管将受到一个沿顺时针方向旋转的合力偶作用，如图4所示三辊定减径机非对称的轧辊椭圆孔型钢管受力图为例，其余两辊孔型如图所示，钢管均受到沿顺时针方向旋转的合力偶作用，这样使钢管沿顺时针旋转一个微小的角度，同理钢管通过其余所有定减径机架均往同一个方向旋转一个微小的角度，通过的所有机架的增厚段不在同一个位置叠加，使钢管的增厚均匀分布在钢管周向，钢管的内方现象就消除了。
椭圆孔型中心偏移距离E1可根据孔型R大小选择，为防止偏移距离E1过大在轧辊辊缝处产生青线，一般E1=0.01 mm-3mm。
本实用新型在不改变传统定减径机架结构的前提下，通过孔型设计上的改进，左右不对称性，使钢管在一侧孔型所受合力大于另一侧孔型所受合力，合力的作用点通过O1而不通过圆心O，使钢管在定减径过程中受到一个力偶作用，且所有轧辊对钢管所施加的力偶同为顺时针或同为逆时针的方向，使钢管在定减径过程中有一个微小的旋转而消除内方。
本实用新型操作简单可靠，可大大提高钢管壁厚精度，特别是可解决厚壁管内方问题。
本实用新型还可用于热轧无缝钢管定减径生产。
Claims (2)
1.一种用于定减径机的非对称轧辊，包括椭圆形轧辊，其特征在于椭圆形轧辊的椭圆孔型中心线不与轧辊中心轴重合，所有椭圆形轧辊的椭圆孔型中心线均向所述轧辊中心轴的一侧偏移距离E1。
2.根据权利要求1所述的用于定减径机的非对称轧辊，其特征在于所述的椭圆孔型中心线的偏移距离E1为0.01mm-3mm。
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2018
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