CN85100646B - 一种动态自动调心的立式旋压管机 - Google Patents

Abstract

一种动态自动调心的立式旋压管机，特别适用于生产高精度薄壁金属管件。它包括有两个可做相对垂直升降运动的活动横梁，在主活动横梁下面装有一个滑动机构，它依次连接在一个球铰和芯棒上，一个液压随动卡紧机构装在副活动横梁内，它能卡紧芯棒和管坯，并且能随它们一起无阻地运动，以使芯棒的轴心线与旋辊的对称轴心线重合。通过以上二个机构便能实现动态自动调心。

Description

一种动态自动调心的立式旋压管机

一种动态自动调心的立式旋压管机，特别适用于生产高精度薄壁金属管件的立式旋压管机。

管件制品的生产是使管形坯料在芯棒和几个强制旋转的辊子之间产生的变形来实现的。公知的立式旋压机，其结构是包括三梁四柱，上横梁装有三个液压缸，缸里的活塞杆可以上下运动并连接在活动横梁上，一个与芯棒连接的球铰装在活动横梁下面，一个套在芯棒上端的卡具，其端面圆周上的牙齿靠芯棒相对旋辊做轴向进给将套在芯棒上的管坯的一端卡紧，在下横梁上装有一个旋压盘，旋压盘中的一组旋辊对芯棒作相对旋转，旋辊做公转和自转而芯棒及套在芯棒上的管坯不转，同时，芯棒及套在芯棒上的管坯按一定速度相对旋辊做轴向进给，这样便可以得到旋压成型的管件制品。但是，实现这一工艺过程会产生这样的问题，由于圆筒形管坯难免有不同的壁厚，以及设备安装、卡具定位等误差相迭加，使芯棒的轴心线同旋辊的对称轴心线产生一个偏心距离，因此而产生的斜轧使管件制品的壁厚不均，同时，由于斜轧所产生的交变的斜轧力矩直接作用在芯棒上，引起芯棒脉动式震动，它使得管件制品的质量变坏，而且这种震动是随着旋辊转速的增加而加大，因此，它限制了旋辊转速提高的可能性。

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种动态自动调心的立式旋压管机。它能极为有效地消除因为管坯壁厚不均和由于设备安装及对管坯的卡紧定位而产生的综合运动误差，而使芯棒的轴心线同旋辊的对称轴心线重合在一起，并可消除由斜轧所引起的震动。

发明是这样实现的：有一个可以在平面内做任意移动的滑动机构，这个平面与芯棒的轴心线相垂直，此滑动机构装在主活动横梁下面，机构中的滑动件依次连接在一个球铰和芯棒上，在旋压中，当芯棒或管坯的轴心线同旋辊的对称轴心线一旦不重合，有偏心距发生斜轧时，由于斜轧力矩直接作用在芯棒上，滑动件将立刻在滑座里作平面补偿移动，使管坯的轴心线回到与旋辊对称轴心线重合的位置，在主活动横梁下方装有一个与它能作相对运动的副活动横梁，副活动横梁内装有一个能卡紧芯棒和管坯的液压随动卡紧机构，它能够无阻地随同芯棒和管坯一起运动到平衡位置，从而消除产生斜轧和由此而产生的芯棒震动的可能性。

本发明被用于生产高精度的管件制品，特别是薄壁金属管件制品是极为有效的。用提高旋辊转速的方法来提高生产率也是切实可行的。又因其卡爪是可调的，在生产多种规格尺寸的管件制品时无须准备多种规格的卡具。

下面根据附图中描述的一个实例来解释发明。

图1是本发明的旋压管机的正视图

图2是滑动机构的剖视图

图3是液压随动卡紧机构的水平局部示意图

图4是沿图3中a-a剖面的剖视图

在附图1中，这台立式旋压管机包括有下横梁（2）、四根立柱（1）、上横梁（4）、主活动横梁（3），一个装在上横梁（4）上的液压缸里的活塞杆（5）连接并带动主活动横梁（3）沿四根立柱（1）上下运动，在主活动横梁（3）的下面装有一个能够随梁一起上下运动的球铰（6）和与球铰相连接的芯棒（7），在芯棒（7）的上端有一个卡紧部件把套在芯棒（7）上的管坯（8）卡紧，在下横梁（2）上装有一个旋压盘（9），一组滚压管坯外表面的旋辊（图中未画出）对称地安装在旋压盘里，它是由电机（10）通过一套传动机构驱动的。这台立式旋压管机的特点是，在主活动横梁（3）的下面装有一个能够在平面内做任意移动的滑动机构（11）（图2），它的滑动件（12）依次连接在球铰（6）和芯棒（7）上，并能随同它们一起作平移运动。有一个能与主活动横梁（3）做相对垂直升降运动的副活动横梁（13）装在主活动横梁（3）的下方，在芯棒（7）的上端的卡紧部件是一个液压随动卡紧机构（35）（图3），它被装在副活动横梁（13）内，能卡紧芯棒（7）和管坯（8）并能随它们一起无阻地运动。

滑动机构（11）（图2）包括有一个圆形件（14）和压盖（15）组成的滑座，它被螺钉连接在主活动横梁（3）的下面，滑座里有一个滑动件为圆形滑环（12）被压盖（15）支承在滑座里，滑环（12）的下平面能在压盖（15）的上平面上滑动，滑环（12）的外圆柱面与滑座的内圆柱之间留有径向间隙为2.5～5毫米，滑环（12）的上平面与滑座的内平面相配合，这种配合必须使它们能够作相对滑动。这样，依次连接在球铰（6）和滑环（12）上的芯棒（7），在主、副活动横梁送进的旋压中，具备了在空间的5个自由度向上自由活动的可能性。本发明的滑动机构的特点就在于此，利用它可以实现在旋压过程中的自动调心。滑座的上方有一个压盖（16），和球承座（17）的上端平面组成一个润滑储油室（18），具有一定压力的润滑油通过压盖（16）的进油孔进入储油室（18），经滑环（12）的上平面流入环形间隙（19），经球承座（17）上平面流至球铰和管坯的外表面，以实现油膜润滑的目的。值得注意的是，由于环形间隙（19）里充满了具有一定压力的润滑油，在滑环（12）随芯棒摆震的瞬间，环形间隙（19）里的压力油又起到了系统阻尼和减震的作用。滑环（12）用铜合金、合金铸铁、可锻铸铁或合金铝制成，可优先选用铜合金材质。

副活动横梁（13）是由两个固定在上横梁（4）两侧的两个液压缸的活塞杆（20）分别穿过主活动横梁（3）连接并带动作上下垂直运动的。在旋压管坯时，主活动横梁（3）和副活动横梁（13）可以同步垂直向下进给，在管坯旋压结束时，主活动横梁（3）与副活动横梁（13）能够作相对运动，以使管件制品从芯棒（7）上自动脱掉。

液压随动卡紧机构（35）（图3），包括有四个结构相同的液压卡爪部件（21）（图3），它们径向水平等分地装在副活动横梁（13）内，它们并联在两个呈闭合油路的环形油管（22）、（23）上，一个控制进、出油的电磁换向阀（24）通过两根油管（25）、（26）连接在两个环形油管上，在切断电磁换向阀（24）后，液压卡爪部件组成的系统油路呈稳定的闭合状态。

液压卡爪部件（21）（图4）（图3）包括一个装在副活动横梁上的液压缸（27），缸内的活塞杆（28）的端部与一个凹形滑叉（29）连接，滑叉（29）头部的下端面上镶有一个卡爪（30），活塞杆（28）能带动滑叉（29）和卡爪（30）相对芯棒（7）和管坯（8）沿径向做往复运动，并用滑叉（29）的头部端面卡紧芯棒（7），卡爪（30）与管坯（8）是沿与轴向垂直的端面相接触卡紧，其接触部分为牙齿形状。滑叉（29）的头部端面呈内圆弧面，为了增加滑叉的强度和刚度把它的两侧做成内圆外方的截面。滑叉用高强钢制成，但其端部与芯棒（7）相接触的内圆弧面的硬度应低于芯棒圆柱的表面硬度，以免芯棒的圆柱表面被划伤。镶在滑叉头部内圆弧面下端的卡爪（30），也具有内圆弧面的形状。卡爪（30）是用高强耐磨钢制成，牙齿的淬火硬度为RC55-60。在滑叉（29）端部的内圆弧面接触芯棒时，为了避免卡爪（30）的内圆弧面划伤芯棒（7）的圆柱表面，在设计时，把镶在一起的两个内圆弧面做成一个台阶。当芯棒（7）被滑叉（29）卡紧后，卡爪（31）的内圆弧面与芯棒的圆柱表面有径向间隙而不相接触。这个径向间隙为0.5-0.8毫米。

电磁换向阀（24）是一个三位四通的“0”型换向阀。当需要滑叉（29）和卡爪（30）沿径向做向心进给时，首先开动三位四通电磁换向阀（24）的电磁开关ICT，由油泵（图中未画出）打来的压力油进入P口流向B口，经油管（25）注入环形油管（22），再流经四个管（31）进入四个液压缸（27）的后腔，推动活塞带动滑叉和卡爪沿径向做向心进给。四个液压缸（27）前腔的油则经回油管（32）流入环形油管（23），再经油管（26）进入换向阀A口，通往O口回油箱。应需要滑叉（29）和卡爪（30）沿径向做离心退回时，则接通电磁开关2CT、P口与A口相通，B口与O口相通，便可得到系统的反向功能。当四个滑叉（29）和卡爪（30）完成了沿径向的向心进给卡紧芯棒（7）时（不必担心其是否绝对同步），切断电磁开关ICT，使系统成闭合回路。当芯棒（7）在旋压中偏心或震动做自动调心移动时，闭合回路就将起等量反馈回路作用。如因受到芯棒的瞬间推压，液压缸后腔（33）排出的油就等量的流入其对面液压缸后腔，而前腔（34）吸进的油又是对面液压缸前腔等量排出的油。因此，无论芯棒（7）怎样晃动，四个液压卡爪部件（21）的前端始终紧贴芯棒的圆柱表面而不松开，与芯棒做同步移动，而且这种同步移动不受液压卡爪部件的阻碍。同时，由于系统呈闭合回路，因此液压缸里的压力油通过液压卡爪部件（21）的头部端面对旋压中的芯棒（7）和管坯（8）起液压阻尼和减震作用。

工作方式如下：

当管坯（8）装入芯棒（7）并由液压随动卡紧机构（35）（图3）卡紧竖直后，一组旋辊滚压在管坯（8）的外表面上，同时，主、副活动横梁（3）、（13）同步作垂直向下进给;或者，主活动横梁（3）和芯棒（7）在某处静止不动，副活动横梁（13）内的液压随动卡紧机构（35）（图3）卡紧管坯（8）并相对芯棒作垂直向下进给。当旋压完成后，主、副活动横梁（3）、（13）可以作相对运动对管坯（8）进行自动脱棒处理。

旋压后的管件沿芯棒（7）落入地下储存室。

Claims (6)

1、一种动态自动调心的立式旋压管机由下列部份组成：一个下横梁（2）、四根立柱（1）、一个上横梁（4）、一个主活动横梁（3），该梁下装有一个能随梁一起升降的球铰和与球铰相连的芯棒，在芯棒的上端有一个卡紧部件，在下横梁上装有一个旋压盘（9），一组旋辊安装在旋压盘里，其特征是：在主活动横梁（3）的下面装有一个滑动机构（11），它的滑动件（12）依次连接在球铰（6）和芯棒（7）上，装在主活动横梁（3）的下方是一个副活动横梁（13），在芯棒的上端有一个液压随动卡紧机构（35），它被装在副活动横梁内。

2、根据权利要求1的立式旋压管机，其特征是：滑动机构（11）包括一个圆形件（14）和压盖（15）组成的滑座，一个圆形的滑环（12）在滑座里，滑环与滑座之间有间隙。

3、根据权利要求2的立式旋压管机，其特征是：滑环（12）与滑座之间的径向间隙为2.5-5毫米。

4、根据权利要求3的立式旋压管机，其特征是：滑环（12）是由铜合金制成。

5、根据权利要求1的立式旋压管机，其特征是：液压随动卡紧机构（35）有四个相同的液压卡爪部件（21），两个呈闭合油路的环形油管和一个电磁换向阀（24）。

6、根据权利要求5的立式旋压管机，其特征是：液压卡爪部件（21）包括一个液压缸（27）、活塞杆（28）、滑叉（29）和卡爪（30）。

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