CN85106430B

CN85106430B - 内行星斜轧冷轧管机

Info

Publication number: CN85106430B
Application number: CN 85106430
Authority: CN
Inventors: 高建民
Original assignee: Beijing Scientific & Technological Exploitation & Exchange Center
Current assignee: Beijing Scientific & Technological Exploitation & Exchange Center
Priority date: 1985-08-28
Filing date: 1985-08-28
Publication date: 1987-05-20
Also published as: CN85106430A

Abstract

航天、航空、造船和化工等工业部门都需要大直径薄壁冷轧管材，为此将斜轧工艺引入到冷轧管材领域，发明了内行星斜轧冷轧管机。这种轧管机中有机身、油马达、传动轴、轧管机头、液压推力机构、液压张力机构和外模等主要部件。轧辊轴线与轧管轴线成一定的斜轧角，轧辊在被轧制的管内以行星方式轧制。本发明的设备简单，轧制的管材质量好，生产效率高。以这种内行星斜轧冷轧管机为主体，可以建立起大直径薄壁冷轧管材的工业生产体系。

Description

本发明涉及一种轧制无缝钢管管材的设备。

冷轧无缝钢管生产技术是三十年代发展起来的，1931年美国制管公司取得了“罗克莱特冷轧管机”(Rockright Mill)的专利。半个世纪以来，冷轧钢管技术有了很大的发展，罗克莱特冷轧管机设备越来越大，结构越来越复杂，自动化程度越来越完善，然而它的基本工艺并没有根本的改变。由于罗克莱特冷轧管机的工艺特点，利用它冷轧大直径薄壁无缝钢管是很困难的。随着航天、航空、造船和化工等工业的发展，都需要大直径薄壁冷轧无缝管材，许多国家正在努力探索这种冷轧管材的工业生产途径。目前大直径薄壁冷轧管材的生产方法有：大型罗克莱特冷轧管机、大型拉拔机和强力旋压机。对于更大直径的薄壁冷轧管材，目前采用强力旋压机来生产，这种强力旋压管材的变形工艺与通常的车床辊轮加工工艺相似的，强力旋压的旋轮只有一个很小的变形区，没有轧制咬入力，需靠一个较大的附加轴向力使管坯通过加工区，这种强力旋压的螺旋线是不可避免的，旋压管坯也要作特殊的加工。在这些方法中，有的设备庞大，有的生产效率低，有的轧制质量不高，致使大直径薄壁冷轧管材还不能代替大直径热轧管材。

本发明的目的在于将斜轧工艺引入到冷轧管材领域，以提供一种适合于工业生产的大直径薄壁冷轧管材的轧制设备。

本发明的轧管机的附图图面说明：

图1A-图1C：内行星斜轧冷轧管机的工艺原理图。图1A为轧管机正视图，图1B为轧管机侧视图，图1C为图1A中轧辊3的顶视图。

图2：卧式内行星斜轧冷轧管机的结构简图。

图3：内行星斜轧冷轧管机的机头和外模。

图4：立式内行星斜轧冷轧管机的结构简图。

图5：轧制大直径薄壁冷轧管材工业生产的工艺流程图。

内行星斜轧轧管的工艺本质即是通常的斜轧热轧管工艺，不同的是相对运动和轧辊内外位置的改变。内行星斜轧轧管机的结构与国外的强力内旋压加工设备相近，而工艺原理和工艺参数都是完全不同的。内行星斜轧冷轧管机的工艺原理见图1A-图1C。冷轧管坯为1，外面有一个固定的外模2，外模的内圆锥面G是轧制钢管的工作面。管坯内部有一个机头装置4，机头装置上有三个或三个以上的行星轧辊3，各轧辊沿圆周方向均匀分布。轧辊有两段型面，A段为圆锥面。圆锥角α＝3°～8°，B段为与外模内圆锥面相切的曲面。轧辊在轧制时，在A段轧制，有扩径区C和变形区D工作，在B段轧制，有均正区E和转圆区F工作。各轧辊的轴线与轧管轴线成空间交叉，构成斜轧角β，β一般是1°～6°，以实现斜轧的工艺条件。从图1A-图1C上可以看到：机头装置带动行星轧辊作公转运动H，当公转的轧辊与管坯内表面接触时，由于固定外模对管坯周向的约束作用，在轧辊与管坯的接触点处构成运动的周向瞬时速度中心I，使每个轧辊都产生自转运动J，从而产生轴向分速度和轴向摩擦力，这为斜轧钢管提供了一个必要的条件，另外外模的内圆锥面G在轧制过程中也提供了一个轴向轧制力，在这两个因素的作用下，一个正确的工艺设计就能使管坯产生轴向运动和轴向延伸变形，从而轧制出管材5。

内行星斜轧冷轧管机有卧式和立式两种。图2是卧式内行星斜轧冷轧管机的结构简图，可以轧制直径由200毫米到600毫米的薄壁冷轧管材。这种轧管机用液压马达7作动力源，或用一般的电机作动力源，还有轴承箱以支持主轴8，有传动轴9和装有三个或三个以上轧辊的机头。油马达通过主轴和传动轴带动机头转动，机头上的轧辊可以被调整到径向最小位置，以送进管坯，轧辊还可以被调整到轧制位置，以轧制管材。在外模座11上有一个外模2，利用螺纹机构调整它的轴向轧管位置。用液压油缸带动推力机构10，以推动管坯1使之与轧辊和外模接触，形成内行星斜轧轧管过程，之后再无需推力，直到轧管5自动抛出。为轧制很薄的管材，也是用液压油缸带动张力机构12，这种张力机构有六个常用的拔管钳口组成，使管材能用张力轧制，以保证轧制过程的稳定和产品的平直度，通常情况下无需使用张力机构。13是机身。

图3是内行星斜轧冷轧管机的机头和外模。传动轴9传递轧制力，在传动轴上安装有联结法兰15，并用一组螺栓固定，有两个径向平键16把转动传给机头19，机头上有锁紧螺母17。在联结法兰15上有液压油缸14，油缸推动调整锥18沿轴向运动，在机头上有三个或三个以上的轧辊架20，在每个轧辊架上有轧辊3，轧辊内有轧辊轴21和轴承，在机头盖23上有一组平衡弹簧22，用来平衡轧辊架。在调整锥18的带动下改变轧辊架的工作位置，使轧辊架上的轧辊可以调整到径向最小位置，以送进管坯，轧辊还可以调整到轧制位置，粗调欲轧管材的壁厚，调整锥具有1∶3～1∶5的锥度，可以是棱锥，也可以是圆锥。固定的外模2在外模座11的带动下沿轴向移动，改变外模内圆锥面G和轧辊3的间隙，这是对欲轧制管材壁厚和外径的微调，在外模和轧辊的轧制下，把管坯1轧成管材5，表面光洁度可以达到

到

外径稍有扩大。

图4是立式内行星斜轧冷轧管机的结构简图，可以轧制直径由400毫米到2000毫米和更大的薄壁冷轧管材。液压油马达24为动力源，在油马达上装有主轴和轴承箱26，在轴承箱上有螺纹机构25，可以改变传动轴27的上下位置。外模和机头的结构与卧式斜轧冷轧管机相同。机头装在传动轴上，机头上装有三个或三个以上的轧辊架，轧辊架上有轧辊。油马达通过主轴和传动轴带动机头转动。在外模座29上有一个外模，有两个液压油缸带动推力机构28，只需要不大的推力就能推动管坯1，使管坯和外模接触，从而轧制管材5。轧制很薄的管材，专门设置了两个液压油缸带动张力机构30，以保证轧制过程的稳定和产品的平直度。机身31由一组圆柱形构件组成。

本发明有如下优点：

1、内行星斜轧冷轧管机可以轧制200毫米到2000毫米甚至更大直径的薄壁冷轧管材，可以轧制钢及合金钢管材，也可以轧铜、铝、钛等有色金属管材，以这种轧管机为主体，可以建立起大直径薄壁冷轧管材的工业体系。

2、这种冷轧管机的设备轻、简单，工具也简单，操作方便。

3、这种轧管机轧制出的管材质量好，表面光洁度可达

4、轧机的轧制速度高，工艺调整方便，有利于实现自动化生产。

5、该斜轧冷轧管机可以轧制热轧无缝管材的管坯，也可以轧制焊接管坯，生产出相当于冷轧的“无缝管材”，轧制前管坯也不需要特别的处理。

可以以本发明的内行星斜轧冷轧管机为主体，建立大直径薄壁冷轧管材的工业生产体系。图5是轧制大直径薄壁冷轧管材工业生产的工艺流程图。32是热轧无缝钢管做管坯，33卷板材，经剪板34，铣边35，卷筒36，再经外焊37，内焊38，再经修磨39，成型为焊接管坯，这两种管坯经热处理炉40退火，41酸洗，42中和水洗，送入内行星斜轧冷轧管机43斜轧，轧出的冷轧管材经切管44，再经几次轧制，送检验45，包装后送入仓库46。

Claims

1.一种内行星斜轧冷轧管机，设有可伸入管坯内部的机头19，机头19上装有轧辊3和调整锥18，以调整轧辊的径向位置。机身13上的外模座11中装有外模2、其特征是：所说的轧辊轴线和轧管轴线成空间交叉，构成斜轧角β。所说的外模2的内表面基本为圆锥面，该外模2的轴向位置，可以调整并与调整轧辊的径向位置相配合。

2.如权利要求1所述的轧管机，其特征在于它的轧辊3有两段型面，A段为圆锥面，圆锥角α＝3°～8°，B段为与外模内圆锥面相切的曲面。

3.如权利要求1所述的轧管机，其特征在于它的轧辊轴线和轧管轴线成空间交叉，构成斜轧角β，β值的范围为1°～6°。

4.如权利要求1所述的轧管机，其特征在于它的外模2的内表面是圆锥面，圆锥角的范围为1.5°～6°。