CN209578009U - 一种同步三辊斜轧机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及轧制设备领域，尤其涉及一种同步三辊斜轧机。它包括同步旋转装置及径向进给装置，同步旋转装置包括第一电机、同步齿轮及轧制组件，第一传动轴与第二伸缩传动轴之间、第二伸缩传动轴与第三传动轴之间通过万向节相连，斜轧辊固定在第一传动轴的端部，第三传动轴的端部固定有驱动齿轮，第一电机驱动其中一个驱动齿轮转动；径向进给装置包括第二电机、卡盘及可沿卡盘径向滑动的卡爪，第一传动轴转动设置在卡爪上，卡盘的一侧端面上设有齿圈，第二电机上设有锥齿轮，卡盘的另一侧端面上设有平面螺纹。本实用新型通过控制斜轧辊的同步旋转和径向进给，从而能够加工长轴，对于多段阶梯轴也能加工。

Description

一种同步三辊斜轧机

技术领域

本实用新型涉及轧制设备领域，尤其涉及一种同步三辊斜轧机。

背景技术

随着铁路事业的发展，火车的运行速度也越来越快，提高火车运行速度的关键就是构件的轻量化。当前高速列车普遍采用空心车轴，这种新型车轴能很大程度上提高火车运行速度，且强度并不输于实心车轴。空心火车车轴的制造工艺大致分为三种：1）用锻造方法锻出阶梯轴外形后，再用切削方法掏出内孔；2）空心毛坯精锻成形；3）空心毛坯楔横轧轧制成形。为节约资源、提高材料利用率，国际上渐渐舍弃了切削加工内孔的方法，转而使用空心毛坯塑性成形空心车轴。现阶段空心车轴成形方法主要是采用空心毛坯精锻成形，成本高、材料利用率为 65%-73%，成形工艺复杂、技术难度大，其核心技术主要为日本、德国、法国等发达国家所掌握。目前我国高速列车空心车轴主要依赖进口，在一定程度上阻碍了我国高铁高端装备制造业的发展。

为此，我国学者曾尝试采用楔横轧多楔轧制工艺成形高速列车轴，但由于高速列车轴属于超大型轴类零件，其最大直径近φ200mm，最大长度近2200mm，在现有的常见楔横轧装备中，如双辊楔横轧机，由于模具的尺寸要和坯料的尺寸严格匹配，因此要生产高速列车轴，其模具直径要达φ3000mm以上，轧机高度也近10000mm，这样大的设备与模具，必然投资大、成本高、生产操作不便，实施难度大，导致该工艺成形一直没有得到推广。

三辊斜轧的方式可以一边推进坯料，一边对坯料进行塑性成形，因此模具尺寸可以不受坯料尺寸的限制，但是目前主要的应用是生产钢管类零件，进行简单的穿孔，如中国专利授权公告号CN2593920Y，授权公告日为2003.12.24，专利名称为“三辊斜轧管机”，公开了一种三辊斜轧管机，包括：上、下机架、轧辊装配、轧辊调整机构、转鼓调整、轧辊平衡装置、轧辊传动机构，三个轧辊结构相同，相互成120°间隔布置，其特征是轧辊采用轧辊环轧辊，轧辊环与其辊轴采用较小的过盈配合，在轧辊环与辊轴之间插至少一个薄键，每个轧辊的轴承上部与液压平衡装置之间设置有一以液压为动力的快开油缸。但是对于空心火车轴这种大型轴类零件还没有使用过三辊斜轧的方法，因为普通的三辊斜轧无法加工长轴，尤其是多段阶梯轴。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中普通的三辊斜轧设备无法加工长轴，尤其是多段阶梯轴的不足，提供一种同步三辊斜轧机，通过控制斜轧辊的同步旋转和径向进给，从而能够加工长轴，对于多段阶梯轴也能加工。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种同步三辊斜轧机，包括同步旋转装置及径向进给装置，所述同步旋转装置包括第一电机、同步齿轮及三个轧制组件，所述轧制组件包括斜轧辊、第一传动轴、第二伸缩传动轴及第三传动轴，第一传动轴与第二伸缩传动轴之间通过第一万向节相连，第二伸缩传动轴与第三传动轴之间通过第二万向节相连，斜轧辊固定在第一传动轴的端部，第三传动轴的端部固定有与同步齿轮啮合的驱动齿轮，第一电机驱动其中一个驱动齿轮转动；所述径向进给装置包括第二电机、卡盘及可沿卡盘径向滑动的卡爪，卡爪与第一传动轴一一对应，第一传动轴转动设置在卡爪上，卡爪位于斜轧辊与第一万向节之间，卡盘的中部设有后让位孔，后让位孔用于容置斜轧辊，卡盘的一侧端面上设有沿卡盘周向分布的齿圈，第二电机的电机轴上设有与齿圈啮合的锥齿轮，卡盘的另一侧端面上设有与卡爪啮合的平面螺纹。

通过第一电机驱动其中一个驱动齿轮转动，驱动齿轮驱动同步齿轮转动，进而促使其他两个驱动齿轮转动，以此实现三个驱动齿轮的同步转动，驱动齿轮的转动通过第一传动轴、第二伸缩传动轴、第三传动轴、第一万向节及第二万向节转化为斜轧辊的转动，最终实现三个斜轧辊的同步转动。此外，通过第二电机驱动锥齿轮转动，锥齿轮与齿圈啮合促使卡盘转动，而卡盘的另一面，卡爪和平面螺纹配合，平面螺纹的转动带动卡爪沿卡盘径向移动，第一万向节和第二万向节保证第一传动轴和第二伸缩传动轴可以移动，从而使卡爪能够推动第一传动轴移动，又第一传动轴和斜轧辊固连，即实现了三个斜轧辊的同步径向进给。通过第一电机能够控制斜轧辊的同步旋转，能够对轴类零件的周向进行塑性变形加工，结合三辊斜轧的自身特点，坯料能够在三个轧辊之间移动，所以能够以较小的模具尺寸加工长轴，又能通过第二电机即时控制斜轧辊同步径向进给，能够随时控制轧制的深度，继而轧出多段阶梯轴。

作为优选，所述同步齿轮的中部设有前让位孔，三个驱动齿轮均布在同步齿轮的外圈上，前让位孔与后让位孔同轴布置，前让位孔与后让位孔之间的空间用于坯料穿过。坯料在轧制时会移动，前让位孔与后让位孔之间的空间用于给坯料让位。

作为优选，所述第一电机通过减速组件驱动其中一个驱动齿轮转动，所述减速组件包括设置在第一电机电机轴上的小齿轮及设置在第三传动轴上的大齿轮，大齿轮和驱动齿轮同轴布置，小齿轮和大齿轮啮合。减速组件用于给第一电机的电机轴减速，在其中一个轧制组件中，第一电机驱动小齿轮转动，小齿轮带动大齿轮转动，大齿轮驱动第三传动轴转动，继而带动该轧制组件中的驱动齿轮转动。

作为优选，所述卡爪上设有用于第一传动轴穿过的安装孔，安装孔内设有轴承，第一传动轴通过轴承转动设置在安装孔中。安装孔和轴承实现第一传动轴的转动连接，同时卡爪又能推动第一传动轴移动。

作为优选，三个斜轧辊呈“品”字形布置，其中任意两个斜轧辊成120°分布。斜轧辊的分布方式与普通的三辊斜轧穿孔机中斜轧辊的分布方式一致，这样的分布方式斜轧辊转动时能够带动坯料前进，也是能够以小尺寸模具加工长轴的基础。

本实用新型的有益效果是：（1）通过第一电机驱动其中一个驱动齿轮转动，驱动齿轮驱动同步齿轮转动，进而促使其他两个驱动齿轮转动，以此实现三个驱动齿轮的同步转动，驱动齿轮的转动通过第一传动轴、第二伸缩传动轴、第三传动轴、第一万向节及第二万向节转化为斜轧辊的转动，最终实现三个斜轧辊的同步转动，能够对轴类零件的周向进行塑性变形加工，结合三辊斜轧的自身特点，坯料能够在三个轧辊之间移动，所以能够以较小的模具尺寸加工长轴；（2）通过第二电机驱动锥齿轮转动，锥齿轮与齿圈啮合促使卡盘转动，而卡盘的另一面，卡爪和平面螺纹配合，平面螺纹的转动带动卡爪沿卡盘径向移动，第一万向节和第二万向节保证第一传动轴和第二伸缩传动轴可以移动，从而使卡爪能够推动第一传动轴移动，又第一传动轴和斜轧辊固连，即实现了三个斜轧辊的同步径向进给，能够随时控制轧制坯料的径向压下量，继而轧出多段阶梯轴。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型另一个视角的结构示意图；

图3是本实用新型中径向进给装置处的局部结构示意图；

图4是本实用新型中径向进给装置处另一个视角的局部结构示意图；

图5是本实用新型中卡盘本体的结构示意图；

图6是本实用新型中卡盘本体另一个视角的结构示意图。

图中：坯料0、第一电机1、同步齿轮2、斜轧辊31、第一传动轴32、第二伸缩传动轴33、第三传动轴34、第一万向节35、第二万向节36、驱动齿轮37、第二电机41、卡盘42、卡盘本体421、壳体422、卡爪43、齿圈44、锥齿轮45、平面螺纹46、安装孔47、后让位孔5、前让位孔6、小齿轮71、大齿轮72。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的描述。

如图1至图6中所示，一种同步三辊斜轧机，包括同步旋转装置及径向进给装置，同步旋转装置包括第一电机1、同步齿轮2及三个轧制组件，轧制组件包括斜轧辊31、第一传动轴32、第二伸缩传动轴33及第三传动轴34，三个斜轧辊呈“品”字形布置，其中任意两个斜轧辊成120°分布，坯料0轧制时位于三个斜轧辊之间，斜轧辊的分布方式与普通的三辊斜轧穿孔机中斜轧辊的分布方式一致，这样的分布方式斜轧辊转动时能够带动坯料前进，也是能够以小尺寸模具加工长轴的基础。第一传动轴与第二伸缩传动轴之间通过第一万向节35相连，第二伸缩传动轴与第三传动轴之间通过第二万向节36相连，斜轧辊固定在第一传动轴的端部，第三传动轴的端部固定有与同步齿轮啮合的驱动齿轮37，第一电机驱动其中一个驱动齿轮转动；

径向进给装置包括第二电机41、卡盘42及可沿卡盘径向滑动的卡爪43，卡盘包括卡盘本体421及壳体422，卡盘本体转动设置在壳体中，壳体上设有径向延伸的滑槽，卡爪滑动设置在滑槽中，滑槽增加卡爪径向滑动的稳定性，使斜轧辊能够稳定地径向进给。卡爪与第一传动轴一一对应，第一传动轴转动设置在卡爪上，卡爪位于斜轧辊与第一万向节之间，卡盘的中部设有后让位孔5，后让位孔用于容置斜轧辊，同步齿轮的中部设有前让位孔6，三个驱动齿轮均布在同步齿轮的外圈上，前让位孔与后让位孔同轴布置，前让位孔与后让位孔之间的空间用于坯料穿过，坯料在轧制时会移动，前让位孔与后让位孔之间的空间用于给坯料让位。卡盘的一侧端面上设有沿卡盘周向分布的齿圈44，第二电机的电机轴上设有与齿圈啮合的锥齿轮45，卡盘的另一侧端面上设有与卡爪啮合的平面螺纹46。

通过第一电机驱动其中一个驱动齿轮转动，驱动齿轮驱动同步齿轮转动，进而促使其他两个驱动齿轮转动，以此实现三个驱动齿轮的同步转动，驱动齿轮的转动通过第一传动轴、第二伸缩传动轴、第三传动轴、第一万向节及第二万向节转化为斜轧辊的转动，最终实现三个斜轧辊的同步转动。此外，通过第二电机驱动锥齿轮转动，锥齿轮与齿圈啮合促使卡盘转动，而卡盘的另一面，卡爪和平面螺纹配合，平面螺纹的转动带动卡爪沿卡盘径向移动，第一万向节和第二万向节保证第一传动轴和第二伸缩传动轴可以移动，从而使卡爪能够推动第一传动轴移动，又第一传动轴和斜轧辊固连，即实现了三个斜轧辊的同步径向进给。通过第一电机能够控制斜轧辊的同步旋转，能够对轴类零件的周向进行塑性变形加工，结合三辊斜轧的自身特点，坯料能够在三个轧辊之间移动，所以能够以较小的模具尺寸加工长轴，又能通过第二电机即时控制斜轧辊同步径向进给，能够随时控制轧制的深度，继而轧出多段阶梯轴。

具体地，第一电机通过减速组件驱动其中一个驱动齿轮转动，减速组件包括设置在第一电机电机轴上的小齿轮71及设置在第三传动轴上的大齿轮72，大齿轮和驱动齿轮同轴布置，小齿轮和大齿轮啮合。减速组件用于给第一电机的电机轴减速，在其中一个轧制组件中，第一电机驱动小齿轮转动，小齿轮带动大齿轮转动，大齿轮驱动第三传动轴转动，继而带动该轧制组件中的驱动齿轮转动。

具体地，卡爪上设有用于第一传动轴穿过的安装孔47，安装孔内设有轴承，第一传动轴通过轴承转动设置在安装孔中。安装孔和轴承实现第一传动轴的转动连接，同时卡爪又能推动第一传动轴移动。

本实用新型的有益效果是：通过同步旋转装置实现三个斜轧辊的同步转动，能够对轴类零件的周向进行塑性变形加工，结合三辊斜轧的自身特点，坯料能够在三个轧辊之间移动，所以能够以较小的模具尺寸加工长轴；通过径向进给装置实现三个斜轧辊的同步径向进给，能够随时控制轧制坯料的径向压下量，继而轧出多段阶梯轴。

Claims (5)

1.一种同步三辊斜轧机，其特征是，包括

同步旋转装置，所述同步旋转装置包括第一电机、同步齿轮及三个轧制组件，所述轧制组件包括斜轧辊、第一传动轴、第二伸缩传动轴及第三传动轴，第一传动轴与第二伸缩传动轴之间通过第一万向节相连，第二伸缩传动轴与第三传动轴之间通过第二万向节相连，斜轧辊固定在第一传动轴的端部，第三传动轴的端部固定有与同步齿轮啮合的驱动齿轮，第一电机驱动其中一个驱动齿轮转动；

及径向进给装置，所述径向进给装置包括第二电机、卡盘及可沿卡盘径向滑动的卡爪，卡爪与第一传动轴一一对应，第一传动轴转动设置在卡爪上，卡爪位于斜轧辊与第一万向节之间，卡盘的中部设有后让位孔，后让位孔用于容置斜轧辊，卡盘的一侧端面上设有沿卡盘周向分布的齿圈，第二电机的电机轴上设有与齿圈啮合的锥齿轮，卡盘的另一侧端面上设有与卡爪啮合的平面螺纹。

2.根据权利要求1所述的一种同步三辊斜轧机，其特征是，所述同步齿轮的中部设有前让位孔，三个驱动齿轮均布在同步齿轮的外圈上，前让位孔与后让位孔同轴布置，前让位孔与后让位孔之间的空间用于坯料穿过。

3.根据权利要求1或2所述的一种同步三辊斜轧机，其特征是，所述第一电机通过减速组件驱动其中一个驱动齿轮转动，所述减速组件包括设置在第一电机电机轴上的小齿轮及设置在第三传动轴上的大齿轮，大齿轮和驱动齿轮同轴布置，小齿轮和大齿轮啮合。

4.根据权利要求1或2所述的一种同步三辊斜轧机，其特征是，所述卡爪上设有用于第一传动轴穿过的安装孔，安装孔内设有轴承，第一传动轴通过轴承转动设置在安装孔中。

5.根据权利要求1或2所述的一种同步三辊斜轧机，其特征是，三个斜轧辊呈“品”字形布置，其中任意两个斜轧辊成120°分布。