CN220005415U - 一种用于无缝钢管冷轧机进给回转机构的中继连杆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于无缝钢管冷轧机进给回转机构的中继连杆装置，包括连杆、滚动轴承、定位套和支承环；所述连杆的两端部设置为凸起圆形，并开设有同心异径台阶状沉孔，所述连杆的中间部设置为内凹矩形；所述滚动轴承设有两组，分别设于对应所述同心异径台阶状沉孔中；所述定位套设于所述连杆的一端部上的所述同心异径台阶状沉孔上；所述支承环设于所述连杆的另一端部上的所述同心异径台阶状沉孔上。本实用新型在保证运动连接件承载能力的基础上，满足高合金元素、高强度无缝钢管有序生产的需求，降低设备维修成本和故障停机时间。

Description

一种用于无缝钢管冷轧机进给回转机构的中继连杆装置

技术领域

本实用新型涉及冶金、机械行业生产无缝钢管的冷轧生产设备，更具体地说，涉及一种用于无缝钢管冷轧机进给回转机构的中继连杆装置，特别适用于由滚柱式超越离合器提供进给当量的进给回转机构进给轴系间连接。

背景技术

无缝钢管是常见的冶金制品。目前，冷轧变形加工是无缝钢管冷变形加工的主要方式，两辊周期式冷轧管机是目前无缝钢管主要的冷轧生产设备，通常两辊式冷轧管机由进给回转机构、轧制机构、传动机构、旋转卡盘机构、床身机构、授(下)料机构、润滑机构、液压机构、电气控制系统等组成，对于进给回转机构而言，采用箱体式结构，由进给、回转、介轮、凸轮、摆拐等装置组成完整的轴系，将主电机输出的旋转运动转换为进给回转机构输出的水平进给运动和同步旋转运动，从而带动无缝钢管在轧制机构中完成水平运动及同步旋转运动。因此，进给回转机构的运动精度直接影响到无缝钢管的轧制精度与效能。

两辊周期式冷轧管机的进给回转机构主要由多凸轮和单凸轮两种轴系组合。其中多凸轮形式就是分别采用进给凸轮和回转凸轮结构，通过蜗轮副组合，实现进给当量的调整。单凸轮形式就是仅有进给凸轮，通过摆拐与超越离合器组合实现进给当量的调整，由于单凸轮结构较为简洁，箱体体积小于多凸轮结构，且日常使用维护便捷，为成品规格直径≤110mm领域广泛采用。

如图1至图3所示，单凸轮形式的进给回转机构100，采用单层箱体式结构，由6套主轴和2套副轴组成。从结构而言依次为摆拐轴1、凸轮旋转轴2、回转轴3、进给轴4、介轮轴5、连接轴6，连接轴6两侧是2套连接销轴(副轴)，其中摆拐轴1、回转轴3、进给轴4的端部设置有滚柱式超越离合器，且摆拐轴1与进给轴4由箱体200外部的中继连杆7连接，摆拐轴1、回转轴3、凸轮旋转轴2由箱体200内部的框架与滚轮组成连接。无缝钢管轧制时，主电机输出的旋转运动通过连接轴6传递到进给回转机构100，通过齿轮啮合依次传递给其他轴，即：

1)由连接轴6与介轮轴5的齿轮啮合将旋转运动传递到进给轴4，由进给轴4带动端部超越离合器输出进给量(该进给量并非直接输出的轧制进给当量)；

2)进给轴6通过齿轮啮合将旋转运动传递给回转轴3，并通过安装在回转轴3与摆拐轴1间的框架与滚轮的组合，将旋转运动转化为滚轮与凸轮旋转轴2的贴合摩擦，并由该摩擦力带动并控制凸轮传递到端部超越离合器的间歇式运动，并输出同步回转当量；

3)与前述第二步的同时，进给轴4通过框架传递动力到摆拐轴1，此时由设置在箱体200外部的进给轴尾部外摆拐8的中继连杆7将进给轴4端部超越离合器输出进给量传递到位于箱体200外部的摆拐轴外置摆拐9，带动摆拐轴1端部超越离合器运动并输出轧制用进给当量；并可通过安装在外置摆拐燕尾槽内的活动柱销10上下运动，对中继连杆7的摆幅进行调整，实现对进给当量的调整与修正功能。

由此可见，设置在进给回转齿轮箱体外部的中继连杆，其功能就是将2套具有进给量输出的装置连接，最终属于轧制所需的进给当量(水平运动)。因此，中继连杆的运行状态直接影响到进给当量的精度及稳定性。目前，LG～110H冷轧机所使用的中继连杆装置能够满足无缝钢管轧制的需求，但是，随着高合金元素、高强度(如镍基合金、双相不锈钢等)钢种无缝钢管的研发及生产，中继连杆装置接连发生设备故障，经长期跟踪观察发现现有的中继连杆装置存在着一定不足，即：

1)连接结构易磨损：中继连杆两端分别与进给轴尾部的外摆拐和摆拐轴尾部的外置摆拐活动柱销连接，连接结构采用铜制衬套(滑动轴承)，其中进给轴外摆拐用衬套采用φ85×φ65×56mm规格，摆拐轴活动柱销用衬套采用φ105×φ76×51mm规格。由于采用的是滑动摩擦，柱销(连接销)与衬套间必定有间隙，且该部位不易在线润滑，因此长期使用就会产生运动间隙(衬套与柱销接触面磨损)，且间隙产生后不可逆，直接影响到中继连杆的使用精度；

2)传动精度易偏差：中继连杆的功能定位就需要长期保证连接部位的精度，当连接部位产生间隙后，就会影响到进给运动的传递精度，尤其是需要活动柱销调整进给当量时，连接部位的间隙就会直接影响到进给当量的调整精度，需要重新根据间隙值修正或更换衬套，不利于日常生产与维护。

综上所述，目前进给回转机构中继连杆装置的连接结构，不能在生产实践中保证进给当量的精度及稳定性，故障停机率上升，且日常设备检修维护作业负荷较大，尤其是不能满足市场所需的高合金元素无缝钢管的轧制精度与效能。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种用于无缝钢管冷轧机进给回转机构的中继连杆装置，在保证运动连接件承载能力的基础上，满足高合金元素、高强度无缝钢管有序生产的需求，降低设备维修成本和故障停机时间。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于无缝钢管冷轧机进给回转机构的中继连杆装置，包括连杆、滚动轴承、定位套和支承环；

所述连杆的两端部设置为凸起圆形，并开设有同心异径台阶状沉孔，所述连杆的中间部设置为内凹矩形；

所述滚动轴承设有两组，分别设于对应所述同心异径台阶状沉孔中；

所述定位套设于所述连杆的一端部上的所述同心异径台阶状沉孔上；

所述支承环设于所述连杆的另一端部上的所述同心异径台阶状沉孔上。

较佳的，一组所述滚动轴承包括两套1215双列调心轴承，对应连接摆拐轴活动注销；

另一组所述滚动轴承包括两套1213双列调心轴承，对应连接进给轴的外摆拐。

较佳的，所述连杆上的所述同心异径台阶状沉孔均为同心异径台阶状圆柱形沉孔；

所述同心异径台阶状圆柱形沉孔的大径段均设于所述连杆的同一平面上；

两个所述同心异径台阶状圆柱形沉孔的轴心线相平行；

一端所述同心异径台阶状圆柱形沉孔的大径段的内径与所述1215双列调心轴承的外径相适配，该端所述同心异径台阶状圆柱形沉孔的大径段的厚度等于两套所述1215双列调心轴承的厚度之和；

另一端所述同心异径台阶状圆柱形沉孔的大径段的内径与所述1213双列调心轴承的外径相适配，该端所述同心异径台阶状圆柱形沉孔的大径段的厚度等于两套所述1213双列调心轴承的厚度之和。

较佳的，所述定位套设置为同心异径台阶状圆柱体；

所述同心异径台阶状圆柱体的大径段为等径平面，该等径平面的厚度为所述同心异径台阶状圆柱体总长度的1/5～1/4；

所述同心异径台阶状圆柱体的小径段为圆柱体，该圆柱体的外径与所述1215双列调心轴承的内径相适配；

所述定位套的芯部开设有圆形通孔，该圆形通孔的内径与所述摆拐轴活动注销的外径相适配。

较佳的，所述支承环包括内支承环与外支承环；

所述内支承环的一端与一套所述1213双列调心轴承相连；

所述外支承环的一端与另一套所述1213双列调心轴承相连。

较佳的，所述支承环的内径与所述1213双列调心轴承的内径相同。

较佳的，所述内支承环的长度大于所述外支承环的长度4～5mm。

较佳的，一端所述同心异径台阶状圆柱形沉孔的小径段的内径大于所述定位套的小径段的外径1～2mm；

另一端所述同心异径台阶状圆柱形沉孔的小径段的内径大于所述支承环的内径1～2mm。

本实用新型所提供的一种用于无缝钢管冷轧机进给回转机构的中继连杆装置，具有以下几点有益效果：

1)设计合理、结构紧凑、定位准确、运行稳定性好、安全可靠，投资少、实施成本低，有效的提升了中继连杆连接稳定性和进给传递精度；

2)滚动轴承定向安装在连杆两端的同心异径圆柱沉孔中，采用双联安装的双列调心轴承，耐磨损且承载能力强，提升中继连杆的运行精度；

3)滚动摩擦磨损小有效减少了运行间隙的产生，并可满足箱体外部两套外(置)摆拐的低于60度摆幅要求；

4)采用定位套和支承环对滚动轴承的支承定位作用，保证中继连杆与进给轴外摆拐、摆拐轴活动柱销的连接精度及稳定性；

5)同心异径定位套安装在摆拐轴外置摆拐的活动柱销与滚动轴承间，抗震防逃逸效果持续，定位效果持续稳定；

6)内外侧支承环修正进给轴外摆拐与滚动轴承轴向间隙，避免轴承轴向逃逸，稳定性好；

7)采用滚动摩擦结构的中继连杆装置，从源头上减少了连接部位磨损及运动间隙的产生，提升了进给当量的输出精度及稳定性，满足高合金元素、高强度无缝钢管冷轧制管的需求，促进了企业市场核心竞争力；

8)通用性强，对无缝钢管冷轧机进给回转机构的技术改进，具有一定的借鉴、应用价值。

附图说明

图1是现有无缝钢管冷轧机进给回转机构的结构示意图；

图2是图1中的A～A向示意图；

图3是现有中继连杆的工作状态示意图，其中，(a)为与活动柱销10连接示意图，(b)为与进给轴尾部外摆拐连接示意图；

图4是本实用新型中继连杆装置的结构示意图；

图5是图4中A～A向的示意图；

图6是本实用新型中继连杆装置中连杆的结构示意图；

图7是图6中A～A向的示意图；

图8是本实用新型中继连杆装置中滚动轴承的布置示意图；

图9是本实用新型中继连杆装置中定位套的结构示意图，其中，(a)为主视图，(b)为侧视图；

图10是本实用新型中继连杆装置中支承环的结构示意图，其中，(a)为内支承环的示意图，(b)为外支承环的示意图；

图11是本实用新型中继连杆装置实施例的工作状态示意图，其中，(a)为与活动柱销10连接示意图，(b)为与进给轴尾部外摆拐连接示意图。

具体实施方式

为了能更好地理解本实用新型的上述技术方案，下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。

结合图4和图5所示，本实用新型所提供的一种用于无缝钢管冷轧机进给回转机构的中继连杆装置，采用整体式结构，包括连杆20、滚动轴承30、定位套40和支承环，滚动轴承30定向安装在连杆20的两个端部位置，用定位套40和支承环起到支承定位作用，保证本实用新型中继连杆装置与进给轴4的外摆拐50、摆拐轴1的活动注销60的连接精度及稳定性。

结合图6和图7所示，连杆20设有1件，材质是铸钢，其两端部设置为凸起圆形，并开设有同心异径台阶状圆柱形沉孔21，连杆的中间部设置为内凹矩形。

两个同心异径台阶状圆柱形沉孔21的大径段均除于连杆20的同一平面上，且两个同心异径台阶状圆柱形沉孔21的轴心线相平行。

其中，一端同心异径台阶状圆柱形沉孔21(与摆拐轴1的活动注销60相连端)的大径段的内径与1215双列调心轴承31的外径相适配，该端同心异径台阶状圆柱形沉孔21的大径段的厚度等于两套1215双列调心轴承31的厚度之和，而该端同心异径台阶状圆柱形沉孔21的小径段的内径大于定位套40的小径段的外径1～2mm。

另一端同心异径台阶状圆柱形沉孔21(与进给轴4的外摆拐50相连端)的大径段的内径与1213双列调心轴承32的外径相适配，该端同心异径台阶状圆柱形沉孔21的大径段的厚度等于两套1213双列调心轴承32的厚度之和，而该端同心异径台阶状圆柱形沉孔21的小径段的内径大于支承环的内径1～2mm。

结合图8所示，滚动轴承30设有两组，每组设有两套，均为标准件，其中一组滚动轴承30为两套1215双列调心轴承31，安装于对应摆拐轴1的活动注销60的同心异径台阶状圆柱形沉孔21中。

另一组滚动轴承30为两套1213双列调心轴承32，安装于对应进给轴的外摆拐50的同心异径台阶状圆柱形沉孔21中。

结合图9所示，定位套40设于1件，材质是Q～235A，设置为同心异径台阶状圆柱体，其中，同心异径台阶状圆柱体的大径段外圆周表面切削加工成2处等径平面41，该等径平面的厚度为同心异径台阶状圆柱体总长度的1/5～1/4。

同心异径台阶状圆柱体的小径段为圆柱体，该圆柱体的外径与1215双列调心轴承31的内径相适配；

定位套40的芯部开有一个圆形通孔42，该圆形通孔42的内径与摆拐轴1的活动注销60的外径相适配。

结合图10所示，支承环包括内支承环71与外支承环72，材质均为铜制合金，呈圆环结构，内支承环71与外支承环72的内径、外径相一致，但长度不同，内支承环71的长度大于外支承环72的长度4～5mm。

内支承环71的一端与一套1213双列调心轴承32相连，外支承环72的一端与另一套1213双列调心轴承32相连。

支承环的内径与1213双列调心轴承32的内径相同。

本实用新型中继连杆装置使用时，需要先行装配，主要就是将滚动轴承30定向装配在连杆20上，即：

1)1215双列调心轴承31装配：采用温差法(连杆整体加热)将两套1215双列调心轴承31定向安装在连杆20一端的同心异径台阶状圆柱形沉孔21中；

2)1213双列调心轴承32装配：同上待1215双列调心轴承31安装就位后，即可将两套1213双列调心轴承32定向安装在连杆20另一端的同心异径台阶状圆柱形沉孔21中。

如此，就完成连杆20与滚动轴承30的组件装配，可上机使用或作为备件待用。

实施例

某钢铁公司钢管厂，在轧制外径成品规格110mm以下的多种型号两辊周期式冷轧管机上(如LG～60H、LG～110H等)使用本实施例中继连杆装置，本实施例中继连杆装置采用整体式结构，由连杆20、滚动轴承30、定位套40、支承环等组成，滚动轴承30定向安装在连杆20两端的同心异径台阶状圆柱形沉孔21中，由定位套40和支承环起到支承定位作用，保证本实施例中继连杆与进给轴的外摆拐50、摆拐轴活动柱销60的连接精度及稳定性。

再参考图6和图7，连杆20有1件，材质是铸钢，是一两端呈凸起圆形、中部内凹矩形的组合件，组合件两端分别加工同心异径台阶状圆柱形沉孔21，同心异径台阶状圆柱形沉孔21的大径段在同一平面上，且同心异径台阶状圆柱形沉孔21的轴心线相平行；连杆20一端的同心异径台阶状圆柱形沉孔21的大径段沉孔直径与1215双列调心轴承31的外径相匹配，深度等于两套1215双列调心轴承31的厚度之和，小径段沉孔直径等于定位套40小径段圆柱体外径增加1～2mm为宜；连杆另一端的同心异径台阶状圆柱形沉孔21的大径段沉孔直径与1213双列调心轴承32的外径相匹配，深度等于两套1213双列调心轴承32的厚度之和，小径段沉孔直径等于内外侧支承环的内径增加1～2mm为宜。

再参考图8，滚动轴承30有两种规格共四套，均为标准件，其中两套型号为1215双列调心轴承31(安装在摆拐轴1的活动柱销60连接沉孔)，另两套型号为1213双列调心轴承32(安装在进给轴4的外摆拐50连接沉孔)。

再参考图9，定位套40有1件，材质为Q～235A，是一同心异径台阶状圆柱体；定位套40的一端为定位套端，是大径段圆柱体，该圆柱体端部外圆周表面切削加工成2处等径平面41，等径平面41的厚度是大径段圆柱体总长度的1/5～1/4为宜；定位套40另一端是小径段圆柱体，该圆柱体外径与1215双列调心轴承31的内径相匹配；定位套40的芯部加工一个圆形通孔42，圆形通孔42的内径与摆拐轴活动柱销60的外径相一致。

再参考图10，支承环包括内支承环71、外支承环72，材质是铜制合金，呈圆环结构；内支承环71与外支承环72的内径、外径相一致，但长度不同，内支承环71的长度大于外支承环72的长度4～5mm为宜，支承环的内径与1213双列调心轴承32的内径相匹配。

本实施例中继连杆装置使用时，需要先行装配，主要就是将滚动轴承30定向装配在连杆20上，即：

1)1215双列调心轴承31装配：采用温差法(连杆整体加热)将两套1215双列调心轴承31定向安装在连杆20一端的同心异径台阶状圆柱形沉孔21中；

2)1213双列调心轴承32装配：同上待1215双列调心轴承31安装就位后，即可将两套1213双列调心轴承32定向安装在连杆20另一端的同心异径台阶状圆柱形沉孔21中。

如此，就完成连杆20与滚动轴承30的组件装配，可上机使用或作为备件待用。结合图11所示，上机使用时需将中继连杆组件与进给回转机构箱体外部的2处外(置)摆拐相连接，即：首先，将支承环按照内支承环71、外支承环72顺序分别安装在进给轴4尾部外摆拐50的矩形槽两侧圆孔中，此时必须保证矩形槽内平面与内、外支承环71、72的内侧端面平齐(为安装中继连杆预留空间)；随后，将安装1213双列调心轴承32的连杆20一端插入进给轴4尾部外摆拐50的矩形凹槽内，孔平齐后定向安装连接销80，待连接销80安装就位后重新向内调整支承环，保证支承环的内侧端面与1213双列调心轴承32的两端贴合平齐；此后，检查校正外摆拐50及连接销80的安装工位并安装两端挡圈81固定；而后，将定位套40的矩形面贴合平齐活动柱销60端面，定向装配在活动柱销60的圆柱体上；然后，将中继连杆另一端1215双列调心轴承31安装在摆拐轴1尾部外置摆拐9端面活动柱销60处的定位套40小径段圆柱体上(轴向误差可通过已安装成型的进给轴一端外摆拐轴向位移调整安装，外摆拐内部与进给轴采用花键连接，可轴向移动，周向误差可采用调整联轴器摆动外摆拐修正，保证调心轴承内孔与定位套小径段外圆周重合对齐)；最后校正中继连杆安装精度，纠偏扶正后在活动柱销60及中继连杆外端面安装外侧隔圈82与锁紧螺母83固定即可。这样就完成了本实施例中继连杆装置的上线(上机)安装，可投入高合金元素、高强度等钢种的无缝钢管冷轧制管生产。

综上所述，本实用新型中继连杆装置是针对现有两辊周期式无缝钢管冷轧机进给回转机构中继连接结构的技术改进，设计合理、结构紧凑、定位准确、运行稳定性好、耐磨损且承载能力强、安全可靠，投资少、实施成本低，有效的提升了中继连杆连接稳定性和进给传递精度。滚动轴承定向安装在连杆两端的同心异径圆柱沉孔中，采用双联安装的双列调心轴承，由定位套和支承环起到支承定位作用，保证中继连杆与进给轴外摆拐、摆拐轴活动柱销的连接精度及稳定性，提升中继连杆的运行精度，可满足箱体外部两套外(置)摆拐的低于60度摆幅要求。同心异径定位套安装在摆拐轴外置摆拐的活动柱销与滚动轴承间，抗震防逃逸效果持续，定位稳定性好；内外侧支承环修正进给轴外摆拐与滚动轴承轴向间隙，避免轴承轴向逃逸，稳定性好。滚动摩擦磨损小有效减少了运行间隙的产生，从源头上减少了连接部位磨损及运动间隙的产生，提升了进给当量的输出精度及稳定性，满足高合金元素、高强度无缝钢管冷轧制管的需求，每年可创造经济效益25万元以上，促进了企业市场核心竞争力。通用性强，对无缝钢管冷轧机进给回转机构的技术改进，具有一定的借鉴、应用价值。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。

Claims (8)

1.一种用于无缝钢管冷轧机进给回转机构的中继连杆装置，其特征在于：包括连杆、滚动轴承、定位套和支承环；

所述连杆的两端部设置为凸起圆形，并开设有同心异径台阶状沉孔，所述连杆的中间部设置为内凹矩形；

所述滚动轴承设有两组，分别设于对应所述同心异径台阶状沉孔中；

所述定位套设于所述连杆的一端部上的所述同心异径台阶状沉孔上；

所述支承环设于所述连杆的另一端部上的所述同心异径台阶状沉孔上。

2.根据权利要求1所述的用于无缝钢管冷轧机进给回转机构的中继连杆装置，其特征在于：一组所述滚动轴承包括两套1215双列调心轴承，对应连接摆拐轴活动注销；

另一组所述滚动轴承包括两套1213双列调心轴承，对应连接进给轴的外摆拐。

3.根据权利要求2所述的用于无缝钢管冷轧机进给回转机构的中继连杆装置，其特征在于：所述连杆上的所述同心异径台阶状沉孔均为同心异径台阶状圆柱形沉孔；

所述同心异径台阶状圆柱形沉孔的大径段均设于所述连杆的同一平面上；

两个所述同心异径台阶状圆柱形沉孔的轴心线相平行；

一端所述同心异径台阶状圆柱形沉孔的大径段的内径与所述1215双列调心轴承的外径相适配，该端所述同心异径台阶状圆柱形沉孔的大径段的厚度等于两套所述1215双列调心轴承的厚度之和；

另一端所述同心异径台阶状圆柱形沉孔的大径段的内径与所述1213双列调心轴承的外径相适配，该端所述同心异径台阶状圆柱形沉孔的大径段的厚度等于两套所述1213双列调心轴承的厚度之和。

4.根据权利要求3所述的用于无缝钢管冷轧机进给回转机构的中继连杆装置，其特征在于：所述定位套设置为同心异径台阶状圆柱体；

所述同心异径台阶状圆柱体的大径段为等径平面，该等径平面的厚度为所述同心异径台阶状圆柱体总长度的1/5～1/4；

所述同心异径台阶状圆柱体的小径段为圆柱体，该圆柱体的外径与所述1215双列调心轴承的内径相适配；

所述定位套的芯部开设有圆形通孔，该圆形通孔的内径与所述摆拐轴活动注销的外径相适配。

5.根据权利要求4所述的用于无缝钢管冷轧机进给回转机构的中继连杆装置，其特征在于：所述支承环包括内支承环与外支承环；

所述内支承环的一端与一套所述1213双列调心轴承相连；

所述外支承环的一端与另一套所述1213双列调心轴承相连。

6.根据权利要求4所述的用于无缝钢管冷轧机进给回转机构的中继连杆装置，其特征在于：所述支承环的内径与所述1213双列调心轴承的内径相同。

7.根据权利要求5所述的用于无缝钢管冷轧机进给回转机构的中继连杆装置，其特征在于：所述内支承环的长度大于所述外支承环的长度4～5mm。

8.根据权利要求4所述的用于无缝钢管冷轧机进给回转机构的中继连杆装置，其特征在于：一端所述同心异径台阶状圆柱形沉孔的小径段的内径大于所述定位套的小径段的外径1～2mm；

另一端所述同心异径台阶状圆柱形沉孔的小径段的内径大于所述支承环的内径1～2mm。