CN216540196U - 碾轧管装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种碾轧管装置,包括依次设置的推送单元、旋轮单元和拉拔单元;推送单元包括芯棒和能够沿该芯棒的轴向进行移动以将套在芯棒上的管向旋轮单元进给的第一移动元件;旋轮单元包括多个围绕芯棒沿周向布置的旋轮,旋轮能够围绕各自的中心轴进行自转和围绕芯棒进行周向转动;拉拔单元用于沿芯棒的轴向拉拔管。该装置在提高加工效率的同时,还可保证金属塑性成形性能,特别是可以针对难变形金属进行塑性加工;该装置在加工过程中基本不产生废料,且该进程中的金属塑性流动与挤压,使得管件成品组织与力学性能也能显著提升。

Description

碾轧管装置
技术领域
本实用新型涉及金属加工领域,特别涉及碾轧管装置。
背景技术
针对管件加工,常见的有拉拔、强力旋压、热轧等加工工艺。其中,拉拔与旋压都可对管件性能有较大改良,而拉拔主要针对塑性好、易变形的金属,旋压加工可加工材料范围较广,但其效率较低。因此,为了保证加工管件时的效率以及可加工范围,有必要对现有的加工装置进行改良与创新。
实用新型内容
本实用新型提供一种碾轧管装置,包括依次设置的推送单元、旋轮单元和拉拔单元;推送单元包括芯棒和能够沿该芯棒的轴向进行移动以将套在芯棒上的管向旋轮单元进给的第一移动元件;旋轮单元包括多个围绕芯棒沿周向布置的旋轮,旋轮能够围绕各自的中心轴进行自转和围绕芯棒进行周向转动;拉拔单元用于沿芯棒的轴向拉拔管。
在一些实施方式中,旋轮的中心轴平行于芯棒的轴向,多个旋轮中的部分或全部旋轮能够在同一个垂直于芯棒的平面上绕芯棒进行周向转动。
在一些实施方式中,多个旋轮分成在管的进给方向上间隔设置的至少两组,每组中的各旋轮能够在同一个垂直于芯棒的平面上绕芯棒进行周向转动,每组旋轮对应一个公共的外切圆,这些公共的外切圆的半径能够被设置成在管的进给方向上逐渐减小。
在一些实施方式中,推送单元还包括:支承芯棒和第一移动元件的第一支架;以及与第一移动元件连接以驱动第一移动元件在芯棒的轴向上移动的第一动力机构。
在一些实施方式中,第一动力机构包括:可转动地被第一支架支承并与第一移动元件螺纹配合的第一丝杆;以及与第一丝杆传动连接的减速器和电机;第一支架上设有与芯棒的轴向平行的导轨,第一移动元件与导轨滑动配合。
在一些实施方式中,推送单元还包括在芯棒的轴向上前后设置的能够选择性地夹持和脱离芯棒的两个夹持装置。
在一些实施方式中,夹持装置包括分别设置在芯棒两侧的一对夹持部和致动该对夹持部使它们彼此靠近或彼此远离的第二动力机构。
在一些实施方式中,第一移动元件设置在两个夹持装置之间,第一移动元件上具有通孔,芯棒从通孔中穿过,通孔处设有用于改变通孔的开度大小的闸板以及致动闸板的第三动力机构。
在一些实施方式中,旋轮单元包括:与芯棒同轴并能绕自身的中心轴转动的空心的主轴;以及与主轴传动连接的第四动力机构;其中,旋轮可转动地被主轴的壁支承并部分地伸入主轴的空腔内,旋轮在主轴的径向上的位置可调。
在一些实施方式中,主轴的壁具有贯通该壁的槽,旋轮可转动地设置在块体上,块体上具有可转动的第二丝杆,块体置入槽中,槽的口部设有槽盖,第二丝杆贯穿槽盖并向外延伸,第二丝杆与槽盖螺纹配合,块体与槽的内壁形成沿主轴的径向引导块体的导向结构。
在一些实施方式中,拉拔单元包括用于夹持管的夹钳、用于支承夹钳的第二移动元件以及带动第二移动元件沿管的进给方向直线移动的第五动力机构。
本实用新型的有益效果包括:该装置结合了旋压、挤压和拉拔加工工艺,二者结合在提高加工效率的同时,还可保证金属塑性成形性能,特别是可以针对难变形金属进行塑性加工,提供了新的思路,扩展了金属加工方式;该装置在加工过程中基本不产生废料,且该进程中的金属塑性流动与挤压,使得管件成品组织与力学性能也能显著提升。
附图说明
图1示意性地显示了本实用新型一些实施方式的轧管装置的侧示图。
图2示意性地显示了本实用新型一些实施方式的轧管装置的推送单元和旋轮单元的侧视图。
图3示意性地显示了本实用新型一些实施方式的主轴的侧视图。
图4示意性地显示了本实用新型一些实施方式的旋轮布置图。
图5示意性地显示了本实用新型一些实施方式的夹持装置在夹持芯棒的状态下的俯视图。
图6示意性地显示了本实用新型一些实施方式的夹持装置在脱离芯棒的状态下的俯视图。
图7示意性地显示了本实用新型一些实施方式的闸板减小通孔开度事时的状态图。
图8示意性地显示了本实用新型一些实施方式的闸板分离时的状态示意图。
符号说明:
推送单元100、旋轮单元200、拉拔单元300、管400、芯棒101、第一移动元件102、第一支架103、减速器和电机104、导轨105、第一丝杆106、夹持装置107、夹持部108、第二动力机构109、通孔110、闸板111、第三动力机构112、第二支架201、主轴202、旋轮204、轴承205、皮带轮206、块体207、第二丝杆208、槽209、槽盖210、夹钳301、第二移动元件302、电机303、减速器304、链轮链条机构305
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
请参考图1所示,碾轧管装置包括依次设置的推送单元100、旋轮单元200和拉拔单元300。
请参考图2,推送单元100包括芯棒101和能够沿该芯棒101的轴向进行移动以将套在芯棒101上的管向旋轮单元200进给的第一移动元件102。芯棒101呈圆柱状,其延伸到旋轮单元200中,在推送和碾轧的过程中能够为管提供支承。第一移动元件102被构造成能够相对于芯棒101沿着芯棒101的轴向移动,用于将套在芯棒101上的管推入旋轮单元200进行压力加工。
请继续参考图2,推送单元100还包括第一支架103和第一动力机构。第一支架103用于支承芯棒101和第一移动元件102。具体而言,第一移动元件102以可沿管的进给方向移动的方式被第一支架103支承,例如在第一支架103上设有与芯棒101的轴向平行的导轨105,第一移动元件102与该导轨105滑动配合,使第一移动元件102能够相对于第一支架103滑动。进一步地,在第一移动元件102的上方和下方各设有一根导轨105。
第一动力机构与第一移动元件102连接,用以驱动第一移动元件102在芯棒101的轴向上移动。举例而言,第一动力机构包括沿管的进给方向延伸的第一丝杆106和与第一丝杆106传动连接的减速器和电机104。第一丝杆106的两端分别可转动地被第一支架103支承,例如第一丝杆106的两端分别通过滚珠轴承连接在第一支架103上。第一丝杆106与减速器可通过联轴器相连。减速器和电机104可以是通过联轴器相连的两个部件,也可以是集成在一起的集成体(又称减速电机)。进一步地,第一动力机构具有两组,该两组第一动力机构的第一丝杆106分别与设置在第一移动元件102上的两个丝杆螺母螺纹连接。
在向旋轮单元200进给管400时,减速器和电机104驱动第一丝杆106转动,将第一移动元件102向旋轮单元200方向推进。第一移动元件102在前进的同时,推着管400的后端,将管沿芯棒101的轴向向着旋轮单元200进给。
在一些实施方式中,请参考图2,推送单元100还包括在芯棒101的轴向上前后设置的能够选择性地夹持和脱离芯棒101的两个夹持装置107。夹持装置107被第一支架103支承,通过夹持芯棒101而将芯棒101保持在固定位置。优选地,芯棒101从第一支架103的尾端向前延伸到旋轮单元200中,夹持装置107分别设置在第一支架103的两端。夹持装置107能够选择性地夹持和脱离芯棒101,此举能够实现从推送单元100的后端上料,有利于本装置与外部的自动上料装置衔接,便于提高自动化水平。具体而言,当需要上新的管时,前端的夹持装置107夹住芯棒101,而后端的夹持装置107脱离芯棒101,将管从推料单元的后端套在芯棒101上,外部的自动上料装置再沿芯棒101的轴向移动管400,使管完全进入推送单元100,完成上料。当第一移动元件102进给管时,前端的夹持装置107脱离芯棒101,而后端的加持装置夹持芯棒101,使芯棒101保持固定,且管能够穿越前端的夹持装置107而进入旋轮单元200。
举例而言,请参考图5和图6,夹持装置107包括分别设置在芯棒101两侧的一对夹持部108和致动该对夹持部108使它们彼此靠近或彼此远离的第二动力机构109。第二动力机构109可以包含分别与该对夹持部108连接的两个油缸。该对夹持部108和油缸可以设置在芯棒101的左右两侧,也可以设置在芯棒101的上下两侧。两个油缸可以分别将两个夹持部108推向彼此并夹持芯棒101,使芯棒101保持固定和不可旋转;还可以分别拉动夹持部108,使它们彼此远离并脱离芯棒101。
在一些实施方式中,请参考图7和图8,第一移动元件102设置在两个夹持装置107之间,第一移动元件102上具有通孔110,芯棒101从通孔110中穿过,通孔110处设有用于改变通孔110的开度大小的闸板111以及致动闸板111的第三动力机构112。可选地,第三动力机构112可以是油缸,其被第一移动元件102支承。通孔110的直径大于要处理的管400的外径,使当从推送单元100后端上新管400时,管400能够透过该通孔110从后方穿过第一移动元件102。当管400完全穿过第一移动元件102后,第三动力机构112致动闸板111,将通孔110的开度缩小至小于管400的外径,这样第一移动元件102就能作用于管400的后端了。
请参考图2、图3和图4,旋轮单元200包括第二支架201、主轴202、第四动力机构和多个旋轮204。主轴202可转动地被第二支架201支承,并被构造成与芯棒101同轴且能绕自身的中心轴转动。举例而言,请参考图2,主轴202通过两个轴承205可转动地设置在第二支架201上。优选地,该两个轴承205为圆锥滚子轴承,便于在轴向和径向上承受力量。第四动力机构与主轴202传动连接,用以驱动主轴202转动。举例而言,请参考图2,第四动力机构包括与主轴202键连接的皮带轮206和与皮带轮206通过皮带(图中未示出)连接的减速器和电机(图中未示出)。
请参考图4,所述多个旋轮204围绕芯棒101沿周向均布,每个旋轮204被构造成能够绕自身的中心轴自转和围绕芯棒101进行周向转动。这些旋轮204能够在套在芯棒101上的管外壁上绕行,从而对管进行旋压加工。所述多个旋轮204可以包括但不限于三个。主轴202是空心轴,芯棒101沿轴向延伸到主轴202内。请参考图4,旋轮204可转动地被主轴202的壁支承并部分地伸入主轴202的空腔内,以作用于伸入主轴202的管400的表面。旋轮204是用于对坯料加压的轮状变形工具,其包括但不限于圆弧旋轮、单锥面旋轮、双锥面旋轮、台阶旋轮等形式。
在一些实施方式中,旋轮204的中心轴平行于芯棒101的轴向。在一些实施方式中,多个旋轮204中的部分或全部能够在同一个垂直于芯棒101的平面上绕芯棒101进行周向转动。
在一些实施方式中,所述多个旋轮204分成在主轴202的轴向上间隔设置的至少两组。其中,每组中的旋轮204个数包括但不限于3个。如图3所示的主轴202就可以安装两组旋轮204。每组中的各旋轮204能够在同一个垂直于芯棒101的平面上绕芯棒101进行周向转动。每组所述多个旋轮204对应一个公共的外切圆,这些公共的外切圆的半径能够被设置成在管400的进给方向上逐渐减小。本实施方式的旋轮单元200能够在一次穿管400过程中对管400进行至少两次碾轧。
旋轮204在主轴202的径向上的位置可调。举例而言,请参考图4,旋轮204可转动地设置在块体207上,块体207上转动设有第二丝杆208,该第二丝杆208能让绕自身的中心轴转动,主轴202的壁具有贯通该壁的槽209,块体207置入槽209中,槽209的口部设有槽盖210,第二丝杆208贯穿槽盖210并向外延伸,第二丝杆208与槽盖210螺纹配合,块体207与槽209的内壁形成沿主轴202的径向引导块体207的导向结构。进一步地,导向结构包含设置在块体207和槽209壁其中之一上的直线导轨(图中未示出),块体207和槽209壁其中之二与直线导轨滑动配合。本实施方式的旋轮204安装快捷,且旋轮204在主轴202的径向上位置可以精确地调整。
请参考图1,拉拔单元300用于沿芯棒101的轴向拉拔管400。拉拔单元300包括用于夹持管400的夹钳301、用于支承夹钳301的第二移动元件302以及带动所述第二移动元件302沿管400的进给方向直线移动的第五动力机构。第五动力机构包括电机303、减速器304和设置在第二移动元件302左右两侧的链轮链条机构305。第二移动元件302分别与左右两侧的链条连接。在工作时,电机输出的转动经减速器减速后,带动链轮转动,从而拉动链条,使第二移动元件302直线运动。
根据管400的减薄量调整调整旋轮204在主轴202的径向上的位置。主轴202高速旋转,使旋轮204在芯棒101周围绕行。旋轮204所定义的公共的外切圆的半径小于管的外径,使旋轮204绕行时能够对管的外壁进行加压变形。第一移动元件102将套在芯棒101上的管400沿芯棒101的轴向推入旋轮单元200。旋轮204紧贴管400的外壁并对管400进行加压,使管400被碾薄。当管400的前端从旋轮单元200伸出后,拉拔单元300的夹钳301夹住管400的前端,同时依靠第二移动元件302移动继续向旋轮单元200进给管400。
结合旋压和拉拔加工方法,二者结合在提高加工效率的同时,还可保证金属塑性成形性能,特别是可以针对难变形金属进行塑性加工,提供了新的思路,扩展了金属加工方式。该加工方式在加工过程中基本不产生废料,且该进程中的金属塑性流动与挤压,使得管件成品组织与力学性能也能显著提升。
以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.碾轧管装置,其特征在于,包括依次设置的推送单元、旋轮单元和拉拔单元;
所述推送单元包括芯棒和能够沿该芯棒的轴向进行移动以将套在所述芯棒上的管向所述旋轮单元进给的第一移动元件;
所述旋轮单元包括多个围绕所述芯棒沿周向布置的旋轮,所述旋轮能够围绕各自的中心轴进行自转和围绕所述芯棒进行周向转动;
所述拉拔单元用于沿所述芯棒的轴向拉拔所述管。
2.根据权利要求1所述的碾轧管装置,其特征在于,所述旋轮的中心轴平行于所述芯棒的轴向,所述多个旋轮中的部分或全部旋轮能够在同一个垂直于所述芯棒的平面上绕所述芯棒进行周向转动。
3.根据权利要求2所述的碾轧管装置,其特征在于,所述多个旋轮分成在所述管的进给方向上间隔设置的至少两组,每组中的各旋轮能够在同一个垂直于所述芯棒的平面上绕所述芯棒进行周向转动,每组旋轮对应一个公共的外切圆,这些公共的外切圆的半径能够被设置成在管的进给方向上逐渐减小。
4.根据权利要求1-3任一项所述的碾轧管装置,其特征在于,所述推送单元还包括:
支承所述芯棒和所述第一移动元件的第一支架;以及
与所述第一移动元件连接以驱动所述第一移动元件在所述芯棒的轴向上移动的第一动力机构。
5.根据权利要求4所述的碾轧管装置,其特征在于,所述第一动力机构包括:
可转动地被所述第一支架支承并与所述第一移动元件螺纹配合的第一丝杆;以及
与所述第一丝杆传动连接的减速器和电机;
所述第一支架上设有与所述芯棒的轴向平行的导轨,所述第一移动元件与所述导轨滑动配合。
6.根据权利要求1-3任一项所述的碾轧管装置,其特征在于,所述推送单元还包括在所述芯棒的轴向上前后设置的能够选择性地夹持和脱离所述芯棒的两个夹持装置。
7.根据权利要求6所述的碾轧管装置,其特征在于,所述夹持装置包括分别设置在所述芯棒两侧的一对夹持部和能够致动该对夹持部使它们彼此靠近或彼此远离的第二动力机构。
8.根据权利要求6所述的碾轧管装置,其特征在于,所述第一移动元件设置在两个所述夹持装置之间,所述第一移动元件上具有通孔,所述芯棒从所述通孔中穿过,所述通孔处设有用于改变所述通孔的开度大小的闸板以及能够致动所述闸板的第三动力机构。
9.根据权利要求1-3任一项所述的碾轧管装置,其特征在于,所述旋轮单元包括:
与所述芯棒同轴并能绕自身的中心轴转动的空心的主轴;以及
与所述主轴传动连接的第四动力机构;
其中,所述旋轮可转动地被所述主轴的壁支承并部分地伸入所述主轴的空腔内,所述旋轮在所述主轴的径向上的位置可调。
10.根据权利要求9所述的碾轧管装置,其特征在于,所述主轴的壁具有贯通该壁的槽,所述旋轮可转动地设置在块体上,所述块体上具有可转动的第二丝杆,所述块体置入所述槽中,所述槽的口部设有槽盖,所述第二丝杆贯穿所述槽盖并向外延伸,所述第二丝杆与所述槽盖螺纹配合,所述块体与所述槽的内壁形成沿所述主轴的径向引导所述块体的导向结构。
11.根据权利要求1-3任一项所述的碾轧管装置,其特征在于,所述拉拔单元包括用于夹持管的夹钳、用于支承夹钳的第二移动元件以及带动所述第二移动元件沿管的进给方向直线移动的第五动力机构。
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