CN2133377Y

CN2133377Y - 摩擦挤压机

Info

Publication number: CN2133377Y
Application number: CN 91223333
Authority: CN
Inventors: 马景云
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-08-15
Filing date: 1991-08-15
Publication date: 1993-05-19
Anticipated expiration: 2001-08-15

Abstract

本实用新型摩擦挤压机是由机座、机架、升降机构、滑动机构、支撑柱子、液压传动系统、机械手、上花键筒、下花键筒、动模、定模、炮式成型筒、主机牌坊、主电动机、张力支架、滑杆、推动轴承等组成。1号柱子、2号柱子、3号柱子分别支撑在一号机座、二号机座、三号机座上，纵向控制油缸、二号机械手油缸、一号机械手多级油缸，安装在主机牌坊上组成整体结构，简化了工艺流程，把自动和连续轧管机机组的复杂生产过程，在一台摩擦挤压机上全部完成。

Description

本实用新型涉及一种轧制金属管件的摩擦挤压机。特别适用于摩擦挤压冷加工设备。

目前轧钢管的发展一直是围绕着热轧工艺原理进行设备改造，尽管现代连续轧机机组和自动轧机机组具有一系列优点，但还是没有摆脱各种轧管机组的缺点，其自动化程度发展多高，也只能是发展庞大的机组和增加附属设备，而其基本原理没有发生任何变化，因此在生产过程中存在的坯料加热不均匀；穿孔次数增加；穿孔时经常出现内折、外折、裂缝、偏心等等缺点。就是被人们认为先进的自动轧管机组，连续轧管机组、皮尔格轧机，都不可避免地产生横向裂纹、穿透裂断、管壁厚度不均匀，直径变化，槽纹畸形等缺陷，这些不可摆脱的所存在的问题，是热轧工艺从理论上就不能克服的矛盾。

热轧、热挤压工艺在能源利用方面也有极大的消耗。热轧、热挤压工艺都是外界热源对坯料进行加热，理想的加热工艺过程应该是在较短的时间内将坯料均匀地加热到理想的最好的塑性温度区域，同时希望坯料不产生氧化皮以便适应工艺的需要，得到好的产品，但是研究至今对于坯料加热时间之长，温度之不均匀，仍然是影响热轧生产的关键问题。现代对坯料加热重点从设备上研究各种形式的热炉，如室式加热炉，环形加热炉，盐浴炉、感应炉等，对室式加热炉和环形加热炉改进燃料控制燃烧气氛等等措施。为了适应生产的需要，增加室式加热炉的数量，从而给操作带来复杂性。对于控制加热炉的气氛消除氧化皮这一难关，世界各国研究工作者都作了不少努力，但是装料、出料过程，炉壁间隙、水份等随时都能破坏炉气控制成份。另外一种作为理想的加热炉－－盐浴炉则效率低，维护费用亦高，且坯料加热时间一长，熔盐则对钢的表面发生侵蚀产生斑痕，影响产品质量。目前较多用感应炉加热是比较满意的方法，但是坯料某些部份在升温过程中有过饶现象，轴向和经向温度也不均匀。综上所述，从热效率来讲，热轧和热剂压工艺无论采用什么步骤和措施，都很难有效地发挥热能的效率，轧制工艺不但对坯料加热过程热能损耗很大，对生产无缝管又的多次加热，这些毫无代价的热能损失，是热轧、热剂压工艺原理固有的不能克服的理论问题。

再则，热轧、热剂压工艺流程也非常复杂，以热轧钢管材生产为例来说明：用热轧和热剂压工艺对不锈钢的坯料穿孔是重要的操作工艺，这类钢由于它们在热状态下塑性低，很容易在外表上，尤其是在内表面上形成折叠及裂纹。为了减少外部缺陷的数量，只好用车床进行机械加工，车去坯料的外皮，而后再进行加热和轧制，其工艺流程如图4所示。热挤压生产合金钢无缝管，穿孔工艺对挤压来说是十分困难的，有时是不可能的，如目前热轧就不能轧制双层金属管。因此对配料常常是用机械加工钻孔后才能成为需要的坯料。挤压工艺流程如图5所示，现有的摩擦挤压机是由机座、机架、升降机构、滑动机构、液压传动系统、牌坊等组成。

本实用新型的目的是避免上述技术中的不足，特设计一种能够简化工艺流程，而且在轧制技术领域中突破热能交换的新形式，为改变传统的轧钢技术体系提供独特的热交换理论和新的完整的工艺和设备，即摩擦挤压机。

本实用新型加工坯料的热过程是在高度集中的金属原子内部摩擦热交换过程，在改变其温度场曲线状态时在一种爆炸性气体介质（高能推进燃料）作用下，使温度场达到理想的均匀程度。为了满足摩擦挤压冷坯料所需要均匀的理想塑性温度场，以玻璃润滑剂加入特殊的造气介质（火箭高能推进燃料）消除了由于线速度差所造成的不均匀温度场，而得以理想高温塑性区域。

摩擦挤压“索取”热源的手段上可以说从理论上找到了人们寻求的理想热交换过程。这种热交换过程既没有庞大的加热设备，又不存在对坯料加热的不均匀性。同时在特殊介质（例如氩气）保护下又没有氧化皮产生。因此可以把冷锭直接投入摩擦挤压机中一步成材，而且能得到理想的细化晶粒。如图6所示。图6中是将挤压成材的晶粒放大200倍，仍比国际标准放大100倍粒度细，也就是说摩擦挤压生产的管材，比热轧系统任何工艺方法生产的管材在质量标准上远远超过其标准。且一不用加热，二不用初轧，三不用穿孔，四不用精整，从而形成了完整的压力加工体系，即新的工艺和独特设备系列。

摩擦挤压能够生产大口径薄壁管材，双层金属管，也能生产超过冷轧薄板质量的板材，同样比最先进的冷轧薄板质量也高的多。其物理性能一般都能达到或超过现代世界标准，这是因为用冷轧的方法也不能达到如此细化的晶粒。本实用新型的先进性表现在它的生产过程大大简化了，从而显露出强有力的生命力，其生产工艺流程是坯料涂水性玻璃润滑剂→摩擦成材→切头→检查→成品入库，五道工序，工艺流程图如图7所示。

本实用新型是由机座、支撑柱子、液压饲服全自动系统、机械手、上花键筒、下花键筒、动模、定模、炮式成型筒、主机牌坊、主电动机、张力支架、滑杆、推力轴承等组成。结构采用“对顶式”为了解决产品的垂直精度，采用立式型式，克服产品本身自重所引起的弯曲变形。

本实用新型优点简化了工艺流程，把现代自动和连续轧管机机组的复杂生产过程，在一台摩擦挤压机上全部完成，这是从理论上突破热轧工艺理论的结果。摩擦挤压在新工艺另一重大的突破是用冷锭一步成材，且不存在坯料加热不均匀和穿孔的一系列缺陷，所以在热轧工艺中那些一直存在着而且又不能克服的生产产品缺陷问题，在本实用新型中得到解决。且产品更为突出的是摩擦挤压对材质晶粒细化数量级和提高材质物理性能也是热轧工艺望尘莫及的。

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

图1摩擦挤压机主视图；

图2摩擦挤压机侧视图；

图3摩擦挤压机结构示意图；

图4热轧钢管工艺流程图；

图5热挤压生产合金钢无缝管工艺流程图；

图6摩擦挤压后的细化精粒放大200倍图；

图7摩擦挤压机生产工艺流程图；

本实用新型包括有4根一号柱子（11）、4根二号柱子（13）和4根三号柱子（15），并分别支撑一号机座（28），二号机座（12）和三号机座（14）四号机座（16）为底座，纵向控制油缸（4）、（6），二号机械手油缸（7），一号机械手多级油缸（8），安装在主机牌坊（3）上组成整体结构，横向控制油缸（1）控制三点定位，定模（25）固定在上花键筒（27）上，上花键筒（27）和一号主油缸（5）固定在轴向滑动模梁（2）中心部位，油缸（1）控制三点定位，定模（25）固定在上花键筒（27）上，动模（24）装在炮式成型筒（22）上，上花键筒（27）和一号主油缸（5）固定在轴向控制滑动横梁（2）中心部位，下花键筒（19）固定在主电动机（20）中部，且呈对顶式结构，由位置传感器发出信号给纵向控制油缸（4）控制定模（25）和动模（24）的模具，炮式成型筒（22）固定在二号机座（12）上，张力支架（23）装在以炮式成型筒为中心的部位。张力支架（23）上装有张力卡头。

其主要控制参数是主机牌坊（3）受力变形和其它部份的线涨尺寸控制精度可达小于5μ。主机牌坊（3）的动作，对1、2、3号机械手来说属于左右点位式自由度，控制这三点定位精度小于50μ。第一点是一号主油缸（5）和上花键筒（27）以及定模（25）的中心，当控制油缸（4）上升200毫米时，随之横向控制油缸（1）拉牌坊（3）向左移动到第二点和自动取管一号机械手（10）中心重合，由多级油缸（8）把成品管取出。一号机械手（10）在取管的同时，二号机械手（9）和三号机械手（26）把涂好玻璃润滑剂的原料抓起，由三号机械手（26）装入上花键筒（27）内之后待命。一号机械手（10）取管完毕。二号机械手（9）与炮式成型筒（22）中心重合把原料装进去，随后发生信号，横向控制油缸（1）移动到第三点（循环终点）使一号主油缸（5）、上部花键筒（27）、定模（25）与动模（24）中心重合，于是发出信号给纵向控制油缸（6）锁紧主机牌坊（3），主电动机（20）立即转动，一号主油缸（5）向下推动，二号主油缸（17）向上推动，通过推力轴承箱（18）作用在被带动的下花键筒（19）内花键轴上，花键轴把推力传递给下部原料，在动、定两模中发生摩擦挤压工艺过程。成型管在给定的″张力″下，是在炮式成型筒（22）外部成型。炮式成型筒内部既是原料筒，又是动力传动筒，外部又是高精度的成型筒。全部原料摩擦完了由张力滑动支架（23）发出信号给一号主油缸（5）立即上升200毫米，重复上述的横向控制油缸的三点自由度动作。

本实用新型控制系统原理吸取轧机的控制原理及其标准，液压元件，本机的轴向、横向位置控制系统与1700轧机压下控制系统基本相同。摩擦挤压位置控制在误差小于5μ以内。张力滑动支架传动由附属设备张力装置专门传动。

主电室设计采取3600kw直流电机，并由标准设计“哥德机组”供电，这是为了主机频繁操作可靠起见而考虑的。也可以选择可控硅控制方式。

本机可以生产品种低碳钢、中碳钢、低合金钢、高合金钢（18－8），管径φ203－φ351毫米，壁厚2毫米－25毫米，长度12000毫米，品种可以是圆形钢、变断面管（壁厚变化率90％）。

Claims

1、一种轧制金属管件的摩擦挤压机，特别是能够生产大口径、薄壁高精度，变断面管材及双金属管的摩擦挤压机是由机座、机架、升降机构、滑动机构、液压传动系统、牌坊等组成，其特征在于有4根一号柱子(11)、4根二号柱子(13)和4根三号柱子(15)，并分别支撑一号机座(28)，二号机座(12)和三号机座(14)四号机座(16)为底座，纵向控制油缸(4)、(6)，二号机械手油缸(7)，一号机械手多级油缸(8)，安装在主机牌坊(3)上组成整体结构，横向控制油缸(1)控制三点定位，定模(25)固定在上花键筒(27)上，上花键筒(27)和一号主油缸(5)固定在轴向滑动模梁(2)中心部位，油缸控制三点定位，定模(25)固定在上花键筒(27)上，动模(24)装在炮式成型筒(22)上，上花键筒(27)和一号主油缸(5)固定在轴向控制滑动横梁(2)中心部位，下花键筒(19)固定在主电动机(20)中部，且呈对顶式结构，由位置传感器发出信号给纵向控制油缸(4)控制定模(25)和动模(24)的模具，炮式成型筒(22)固定在二号机座(12)上，张力支架(23)装在以炮式成型筒为中心的部位。

2、根据权利要求1所述的摩擦挤压机，其特征在于张力支架（23）上装有张力卡头。