CN209303467U - 一种组合式钢管矫直辊 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种组合式钢管矫直辊，本实用新型的矫直辊包括安装在辊套(1)中的内套(2)，安装在内套(2)两端并用以锁紧辊套(1)的锁紧挡环(3)，以及连接辊套(1)和内套(2)的键块(4)；本实用新型辊套(1)的辊型为两端直径大、中间直径小的曲面柱形，辊套(1)按轴向等分为对称设置的上下两部分；本实用新型通过采用更加合理的结构方式所形成的组合式钢管矫直辊，降低了矫直辊的制造难度，使矫直辊可以多次修复和使用，达到节能节材的目的，提高了矫直辊的使用寿命。

Description

一种组合式钢管矫直辊

技术领域

本实用新型涉及矫直机技术领域，尤其涉及一种组合式钢管矫直辊。

背景技术

钢管矫直是钢管生产中必不可少的一道工序。矫直工序的任务是消除轧制、运送、冷却和热处理过程中产生的钢管弯曲，以及减小钢管椭圆度，从而使钢管达到标准要求。

目前在无缝钢管、焊管和圆钢生产线应用最广泛的是斜辊式矫直机，效果好、效率高，可以矫直和改善钢管的椭圆度并行。斜辊式矫直机依靠异型矫直辊进行工作，其辊型曲线为近似的双曲线，矫直辊的形状为两端直径大、中间直径小的曲面柱形。辊子中心有通孔，用以安装轴，一般6件为一套。矫直辊工作时承受大的压应力下的滚动和滑动摩擦，有的还要承受热管坯和冷却水的激冷激热作用，工作环境恶劣，磨损严重，更换频繁。由于钢管直径从小到大有很多规格，所以矫直辊也对应有许多规格，最小规格的矫直辊每件重量只有几公斤，最大规格的矫直辊每件重量可达5吨多。由于设计理论的不同及改进，矫直同规格钢管不同厂家设计的矫直辊存在尺寸和形状差异，即使同一厂家不同年份的设计也存在差异，造成规格品种繁多而批量少的现实。

目前存在问题是矫直辊制作难度大，原因一是异型轧辊，二是规格品种繁多而批量少。目前钢管矫直辊从选材和成型工艺上可以分为两大类:锻造工模具钢或铸造高铬铁。由于钢管矫直辊规格很多而批量很少，所以无论是锻造成型还是铸造成型难度都很大，尤其是大规格的工件。锻造成型由于规格很多而批量很少，基本都是采用自由锻的方式锻造成圆柱体，然后加工成型，造成材料利用率很低，不足50％。多数材料变成铁屑，不但浪费材料，而且加工量大、浪费加工工时，成本升高。工模具钢锻造和热处理的难度都较大，成品率不高。

铸造成型在外形上可以比较接近成品，内孔也可铸出。但由于其中间直径小、两端直径大的曲面柱形，很难形成顺序凝固。中间直径小部分易先凝固从而造成铸坯下部补缩不足，易产生缩孔或微观疏松，从而造成废品。铸坯内部的微观缩松即使用超声探伤也较难发现，使用中出现缩孔或微观缩松会影响钢管表面质量，因此，需要进行修复，严重的只能报废，影响生产。

实用新型内容

本实用新型针对现有矫直辊制造存在的问题和不足，提供一种组合式钢管矫直辊。本实用新型的结构不仅可以降低制造难度、提高质量，还可以节约合金材料用量，满足产品性能上的要求，保证其使用寿命。钢管矫直辊的外层是工作部分，直接与钢管接触，应耐冲击、耐磨损；内层则起连接、支撑和把外力传导到轴上的作用，应具有高强度、高韧性。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型的一种组合式钢管矫直辊包括辊套1，其特征在于，包括安装在所述辊套1中的内套2，连接所述辊套1和所述内套2的键块4；所述辊套1的辊型为两端直径大、中间直径小的曲面柱形，所述辊套1按轴向等分为对称设置的上下两部分；所述内套2外圆的一端设置有凸出圆环8，另一端连接有锁紧挡环3；所述辊套1的内孔上设置有与所述键块4相对应配合的轴向键槽6，所述辊套1内孔的两端设置有与所述内套2凸出圆环8和所述锁紧挡环3相对应配合的凹槽。

本实用新型的组合式钢管矫直辊特点在于，将矫直辊设计分解为辊套1 和内套2，辊套1的外形辊型为两端直径大、中间直径小的曲面柱形，内孔为圆柱形并与内套2的外圆配合，辊套1按轴向可等分为对称设置的上下两部分，大型辊可等分为三部分或更多，等分为三部分的中间部分中辊套9的外圆为等直径；在辊套1的内孔上以及内套2的外圆上设置有与键块4相对应配合的轴向键槽6，用以径向固定辊套1和内套2；内套2外圆的一端设置有径向凸出圆环8，凸出圆环8的端面上设置有若干圆孔，内套2外圆的另一端设置有螺纹；辊套1内孔的两端设置有与内套2的凸出圆环8和锁紧挡环3相对应配合的凹槽，内套2一端的凸出圆环8安装在辊套1一端相对应配合的凹槽中，另一端通过内孔上设置有螺纹7和端面上设置有若干圆孔的锁紧挡环3安装连接在辊套1另一端相对应配合的凹槽中；通过凸出圆环 8端面上设置的若干圆孔和锁紧挡环3端面上设置的若干圆孔将内套2与辊套1进行轴向组装紧固。

当辊套1和内套2组装完成后再进行辊套外形的成品加工，辊套外形上的曲线5是加工后的成品外形。轴向尺寸及内套2的内孔尺寸组装前加工完成。为保证组装效果，在所有组装结合面均采用金属胶进行粘结，在内套2 和挡环3的端面连接处还采用了焊接加固。

本实用新型的优点在于，通过采用更加合理的结构方式所形成的组合式钢管矫直辊，降低了尤其是大件矫直辊的制造难度，使矫直辊的内套可以重复使用，达到节能节材的目的，降低了生产和使用成本。

附图说明

图1是本实用新型的组装结构剖面示意图，其中，1是按轴向等分为对称设置上下两部分的曲面柱形辊套；2是安装在辊套1中的内套；3是安装在内套2一端的锁紧挡环；4是径向固定辊套1和内套2及中辊套9的键块； 5是加工成品外形曲线。

图2是内套2的组装立体示意图，其中，3是安装在内套2一端的锁紧挡环；4是径向固定辊套1和内套2及中辊套9的键块；6是辊套1和内套2 及中辊套9与键块4对应的轴向键槽；7是内套2另一端用以安装锁紧挡环 3的螺纹；8是内套2端面上设有组装紧固圆孔的径向凸出圆环。

图3是轴向等分为上下两部分的辊套1的立体示意图，其中，6是辊套 1与键块4对应的轴向键槽

图4是本实用新型组装后的立体示意图。

图5是矫直辊分解为上中下三部分的立体示意图，其中，1是按轴向等分为对称设置上下两部分的曲面柱形辊套；中间部分为等分为三部分的等直径中辊套9。

具体实施方式

以下参照附图以及示例性实施例对本实用新型进行详细说明。以下附图中所示出的是优选实施例。为了清楚地说明本实用新型，附图中的结构尺寸和区域范围可能被放大或夸张，或者有些图形结构在文字说明清楚明了的情况下没有示出。但这些优选实施例和结构的大小并不限定本实用新型。

本实用新型的组合式钢管矫直辊包括辊套1，包括安装在所述辊套1中的内套2，连接所述辊套1和所述内套2的键块4；所述辊套1的辊型为两端直径大、中间直径小的曲面柱形，所述辊套1按轴向等分为对称设置的上下两部分；所述内套2外圆的一端设置有凸出圆环8，另一端连接有锁紧挡环3；所述辊套1的内孔上设置有与所述键块4相对应配合的轴向键槽6，所述辊套1内孔的两端设置有与所述内套2凸出圆环8和所述锁紧挡环3相对应配合的凹槽；所述内套2的外圆上设置有与所述键块4相对应配合的所述轴向键槽6，所述内套2外圆的一端设置有螺纹，另一端所述凸出圆环8的端面上设置有若干圆孔；所述锁紧挡环3的内孔上设置有螺纹7，端面上设置有若干圆孔；所述辊套1按轴向等分为三部分或更多；在所述辊套1上下两部分的中间部分设置有中辊套9，所述中辊套9的外圆为等直径；所述中辊套9的内孔上设置有与所述键块4相对应配合的所述轴向键槽6；所有组装结合面均采用金属胶进行粘结，内套2和锁紧挡环3的端面连接处还采用了焊接加固；所述辊套1或中辊套9采用锻造或铸造制成毛坯，在组装完成后再将毛坯按曲线5加工成成品。

参照图1和图2，本实用新型是根据现有斜辊式矫直机所使用的矫直辊进行的改进设计。本实用新型采用的技术方案是根据钢管矫直辊的形状尺寸和报废磨损尺寸将钢管矫直辊分解为辊套1和内套2两部分。本实用新型的组合式钢管矫直辊的辊型曲线为近似双曲线，矫直辊的形状为两端直径大、中间直径小的曲面柱形。根据钢管矫直辊的服役状况，辊套1是直接与钢管接触的工作部分，主要应具备耐冲击、耐磨损性能；内套2是起连接、支撑和把外力传导到轴上的作用，不参与工作，主要应具备高强度、高韧性。钢管矫直辊内套2的内孔与轴配合，内套2的外圆上加工有与键块4相对应配合的轴向键槽6，内套2的一端有径向凸出圆环8，凸出圆环8的端面上设置有若干圆孔；另一端口部分设有螺纹,可安装锁紧挡环3用以轴向锁紧组合的辊套1，锁紧挡环3的内孔上加工有螺纹，端面上加工有若干圆孔。

参照图1至图5，辊套1按轴向等分为对称设置的上下两部分，大型辊可等分为三部分或更多。在辊套1或中辊套9的内孔上设置有与键块4相对应配合的轴向键槽6，辊套1内孔的两端设置有与内套2径向凸出圆环8和锁紧挡环3相对应配合的凹槽。组装后，内套2安装在辊套1中，内套2一端的凸出圆环8安装在辊套1一端相对应配合的凹槽中，另一端通过内孔上设置有螺纹7和端面上设置有若干圆孔的锁紧挡环3安装连接在辊套1另一端相对应配合的凹槽中，通过凸出圆环8端面上设置的若干圆孔和锁紧挡环 3端面上设置的若干圆孔将内套2与辊套1进行组装紧固，起到了轴向固定的作用。键块4连接在轴向等分为两部分或更多部分的辊套1或中辊套9以及内套2之间，并且通过设置在辊套1或中辊套9的内孔上，以及设置在内套2外圆上的轴向键槽6与键块4连接，起到了径向固定的作用。所有安装结合面还可以涂有金属胶粘剂。同时，也可在装好后在内套2和锁紧挡环3 的连接端面处进行焊接加固。当大型辊等分为三部分或更多时，中辊套9设置在辊套1上下两部分的中间部分，中辊套9的外圆为等直径，中辊套9的内孔上设置有轴向键槽6。

参照图1，本实用新型的辊套1或中辊套9采用锻造或铸造制成毛坯，轴向尺寸及内套2内孔尺寸组装前加工完成，在组装完成后再进行外形成品加工，如图1中的曲线5所示。

本实用新型在制造内套2时可选用合金结构钢以保证高强度高韧性，辊套1可选用锻造工模具钢或铸造高铬铁以满足耐冲击、耐磨损要求。无论选用哪种成型工艺，辊套1都因分解后形状简单、重量减轻至少50％以上而大大降低了制作难度，从而提高了质量。锻造时釆用自由锻也可锻出一端直径大一端直径小的坯料，冲出中心孔的难度大大降低变得可以实现。铸造一端直径大一端直径小的铸坯非常容易实现顺序凝固，避免缩松产生，使高质量铸坯得以实现。辊套1等分为三部分的中间部分中辊套9因成品外圆直径差小而设置为等直径，成型容易且质量有保障。内套2用合金结构钢制作，不仅满足了性能需求，而且比工模具钢或高铬铁减少了合金用量。辊套1的锻坯或铸坯不仅降低了制作难度，提高了质量，也更加接近成品尺寸。本实用新型更加适合单件重量大、外径差距大的钢管矫直辊的制造，尤其是锻坯大大减轻了整坯重量，内套2还可以重复使用，达到节能节材的目的，降低了生产和使用成本，保证了使用寿命。

实施例1

参照图1和图4，本实施例为制造Ф250无缝钢管机组钢管矫直辊，最大直径为Ф592mm、最小直径为Ф500mm、总高为680mm、内孔直径Ф240mm，单支辊重为989kg。

本实施例将Ф250无缝钢管机组钢管矫直辊分解为辊套1和内套2两大部分。辊套1又轴向等分为对称设置的上下两部分，每块高度为340mm、每块重量为407kg，内套2包括锁紧挡环3计重量为175kg。加工组装后，内套2安装在辊套1中，锁紧挡环3与内套2的一端通过螺纹连接，锁紧挡环 3与内套2的径向凸出圆环8锁紧辊套1，进行轴向固定。键块4与辊套1和内套2的轴向键槽6连接，起到了径向固定内套2和辊套1的作用。在组装时用锁紧挡环3紧固压紧，所有的组装结合面都涂有金属胶粘剂。组装好后，在内套2和锁紧挡环3的端面连接处进行了焊接加固。

本实施例的辊套1成型工艺采用锻造，自甴锻实现了带内孔的圆台状坯料，材料利用率提高到71％，比原整体圆柱形锻坯46.5％的材料利用率提高了24.5％。轴向尺寸及内套2内孔尺寸组装前已经加工完成，组装完成后再进行辊套外形的成品加工，如图1中的曲线5所示。組装后的矫直辊经装机使用证明，使用效果和使用寿命完全达到原整体锻造矫直辊的同等水平，而制造难度却大大降低。同时内套2可以多次修复和使用，达到节能节材的目的。

实施例2

参照图1和图5，本实施例为制造Ф460无缝钢管机组钢管矫直辊，最大直径为Ф878mm、最小直径为Ф733mm、总高为1322mm、内孔直径Ф360mm，单支辊重为4032kg。

本实施例的组装工艺同实施例1，将Ф460无缝钢管机组钢管矫直辊分解为辊套1和内套2两大部分。辊套1轴向等分为上中下三部分，上下每块高度为440.7mm、每块重量为1186kg，中间部分的中辊套9高度为440.6mm、重量为1100kg。内套2包括锁紧挡环3计重量为560kg。

本实施例的辊套1成型工艺采用常规铸造，因其结构简单，常规铸造即实现了高质量铸坯一次成功，材料利用率达到78.5％，而制造难度大大降低。组装前加工完成轴向尺寸及内套2内孔尺寸，组装完成后按照图1中的曲线 5所示的外形加工成成品，图5中间部分的中辊套9加工成等直径外圆。矫直辊经装机使用证明，使用效果和使用寿命完全达到原整体铸造矫直辊的同等水平。内套2经多次修复和使用，达到节能节材的目的。

实施例3

参照图1和图5，本实施例为制造Ф720无缝钢管扩管机组钢管矫直辊，最大直径为Ф1008mm、最小直径为Ф904mm、总高为1182mm、内孔直径Ф476mm，单支辊重为4780kg。

组装工艺同实施例1和2，本实施例将Ф720无缝钢管扩管机组钢管矫直辊分解为为辊套1和内套2两大部分。辊套1轴向等分为上中下三部分，上下每块高度为394mm、每块重量为1300kg，中间的中辊套9高度为394mm、重量为1420kg。内套2包括挡环3计重量为760kg。

本实施例的辊套1成型工艺同样采用常规铸造，其重量虽大但因其结构简单，采用常规铸造即可实现高质量铸坯一次成功，材料利用率达到76.8％。在组装完成后了进行了辊套外形的成品加工，加工后的辊套外形如图1中的曲线5所示。組装加工后经装机使用，使用效果和使用寿命均达到原整体铸造矫直辊的同等水平，但却大大降低了制造难度。内套2经多次修复使用，产品质量得到了保证，同时也节省了材料。

以上仅是本用新型的优选实施方式，而并非对本实用新型的限制，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下还可以做出各种改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种组合式钢管矫直辊，包括辊套(1)，其特征在于，包括安装在所述辊套(1)中的内套(2)，连接所述辊套(1)和所述内套(2)的键块(4)；所述辊套(1)的辊型为两端直径大、中间直径小的曲面柱形，所述辊套(1)按轴向等分为对称设置的上下两部分；所述内套(2)外圆的一端设置有凸出圆环(8)，另一端连接有锁紧挡环(3)。

2.根据权利要求1所述组合式钢管矫直辊，其特征在于，所述辊套(1)的内孔上设置有与所述键块(4)相对应配合的轴向键槽(6)，所述辊套(1)内孔的两端设置有与所述内套(2)凸出圆环(8)和所述锁紧挡环(3)相对应配合的凹槽。

3.根据权利要求2所述组合式钢管矫直辊，其特征在于，所述内套(2)的外圆上设置有与所述键块(4)相对应配合的所述轴向键槽(6)，所述内套(2)外圆的一端设置有螺纹，另一端所述凸出圆环(8)的端面上设置有若干圆孔。

4.根据权利要求1或2所述组合式钢管矫直辊，其特征在于，所述锁紧挡环(3)的内孔上设置有螺纹(7)，端面上设置有若干圆孔。

5.根据权利要求2所述组合式钢管矫直辊，其特征在于，所述辊套(1)按轴向等分为三部分或更多；在所述辊套(1)上下两部分的中间部分设置有中辊套(9)，所述中辊套(9)的外圆为等直径。

6.根据权利要求5所述组合式钢管矫直辊，其特征在于，所述中辊套(9)的内孔上设置有与所述键块(4)相对应配合的所述轴向键槽(6)。

7.根据权利要求1或2所述组合式钢管矫直辊，其特征在于，所有组装结合面均采用金属胶进行粘结，内套(2)和锁紧挡环(3)的端面连接处还采用了焊接加固。

8.根据权利要求1或5所述组合式钢管矫直辊，其特征在于，所述辊套(1)或中辊套(9)采用锻造或铸造制成毛坯，在组装完成后再将毛坯按曲线(5)加工成成品。