CN86107514A - 制管机中的成型辊、成型方法及其设备 - Google Patents

Abstract

连续式辊成型，仅成型辊具有基于多边形的渐伸线，即在各成型阶段的各种组合中把连续式辊通用作水平辊、侧辊和上中间辊或笼式辊，可减少成型辊数和/或级数。一套成型辊即可适用于各种直径钢管生产的管成型，不需换辊，并且可正确地弯曲带材边缘，减小回弹的影响，从而可显著提高制管机的初成型和中间成型阶段的可成型性。因为减少了不正确的边缘，所以可减少随后的减径区的成型量，使连续式辊成型具有合理的变形分配和高的可成型性。

Description

本发明涉及一种新颖的带材成型辊、成型方法，它利用所述成型辊及其成型设备经各成型区即各成型阶段-如带材的边缘成型区或者大致要成型为圆形的带材中心部成型区-生产包括各种材料的钢管，如缝焊接钢管即由连续式辊成型的钢管。特别地，本发明涉及制管机中的成型辊、成型方法及其设备，它有较宽的通用范围，并适用于各成型区，在各成型区，用于生产从小直径到大直径的较大范围的各种直径和厚度的带材可由一套辊成型，尽管辊的使用范围相当大，但不需换辊。例如，当用作带材的边缘弯曲辊时，可充分而精确地弯曲边缘，此外，当用作带材中心部的成型辊时，辊与弯曲边缘部可为线接触，对减小辊面压力，形成所要求的圆度、补偿前序弯曲段的弯曲不足和弯曲不良以及避免成型材受轧都是有利的。

直缝焊接钢管的生产大抵如同通常所说的缝焊钢管，钢管的成型是利用适用于所要求成型的直径和厚度的成型辊连续成型带材，成型辊根据钢管直径的需要布置，这非常适于成批生产规格较少的产品。

如图15所示，在用连续式辊成型生产钢管时，全部过程大致分为带钢边缘成型段Ⅰ、中心成型段Ⅱ和减径段Ⅲ，其中从边缘弯曲到成为半圆形的初成型由水平辊组（图15-b）完成，然后由非传动的侧辊组（图15c）大致成型为圆形，边缘的角度调整、减径、精加工和定中心由所谓的翅片孔型辊（图15-d）完成，然后由挤压辊送至焊接工序Ⅳ。

在上述过程中，水平辊和侧辊通常以多种组合方式布置，此外，为了防止在成型相当薄的管时出现边缘伸长，同时采用一种笼式成型方法，这种方法使用布置在一个平面上的称作笼式辊的若干只小辊。

在这种传统的连续式辊成型方法中，尽管带钢的边缘弯曲最难，一般影响到管的正确的圆度，使焊接的质量不够好，在许多情况下，由于成型不良，在成型之后产生回弹，但是为在初始阶段大致成型为半圆形的初成型阶段是很重要的，这主要是由于生产成本的要求。在随后的成型区内的中心部成型方法是通过增加成型级但不彻底精加工边缘弯曲而实现的，因而这样选择全部过程：在减径区一并补偿初始和中间阶段的上述不足成型。

当考虑产品的精度和生产率以及成型设备的经济性时，从合理分配全部变形过程的观点来看，不希望有因初始和中间阶段的不足成型而在减径区附加成型，此外在中间成型阶段的不足的边缘弯曲和所谓的角扭转会影响管的正确圆度和焊接质量，显然，需要能在边缘弯曲阶段充分进行边缘弯曲，或者在随后的阶段补偿不足弯曲，以防止角扭转的成型方法或成型设备。

此外，如前所述，用连续式辊成型方法生产焊接钢管需要适用于成型所要求直径和厚度的成型辊，这些成型辊根据成型所要求的材料宽度适当地布置，这样就要为全部所要求的直径准备相当多的成型辊。从生产效率讲，这是不希望的，因此这种方法一直用于大批生产规格较少的产品。所以，目前需要用单一的机器高效率地生产多种规格的产品，即，需要适用于少量生产多种规格产品-当然也适于大量生产少数规格的产品-的连续式辊成型方法或成型设备。

此外，在双半径成型中，因为边缘弯曲曲率将随直径的变化而改变，当使用通用辊时，因成型材与直辊即在该处的曲率半径相当大的辊接触，成型材的弯曲部分不受压，而圆形部分受压，从而使圆成型能力降低，而且往往出现角扭曲。

当把数只前述笼式辊用作通用辊时，同样地总是使用平辊，因而使成型材受轧。

第46926/82号日本专利推荐了一种带有三种曲面的成型辊，用作几种不同直径管的粗成型辊。

上述粗成型辊的辊面包括：中心角为15-45°的曲面，具有为成型予定的最大直径管而弯曲带钢边缘所需的弯曲半径;中心角为40～55°的曲面，具有为成型最小直径的管而弯曲带钢边缘所需的弯曲半径;中心角为5～45°的曲面，具有随着成型所述最小直径管的带钢边缘部分后粗成型内侧曲面所需的弯曲半径，这些曲面从辊面的外侧到内侧顺序布置，这些粗成型辊分别布置在多级机架中，以完成上述的带钢边缘部成型段Ⅰ的粗成型。

在粗成型辊中，因为轧辊一般要用于几种直径范围的管，要根据通用范围内的最大和最小管径决定轧辊的三种曲面，所以在传统使用的需要多级完成带钢的边缘弯曲的方法中，与过去相同，多级成型是必需的，成型机架的数量是不能减少的，而且变形的分配与前述的传统方法完全相同，因此初始和中间阶段产生的成型不足也要在减径区一并补偿。

鉴于上述情况，本发明的一个目的是提供一种在通用范围和在制管机的各成型区具有比较大的应用范围的成型辊、成型方法及其设备，其中在用连续式辊成型生产各种材料的钢管-例如成型缝焊接钢管-时，可用一套辊，在不换辊的情况下，把带钢边缘和中心部弯曲并成型为圆形，制成从小直径到大直径的较大范围内的各种直径和厚度的管，此外，可使边缘的弯曲精确而充分，可减少各成型区的成型工序，在成型带材中心部时，可补偿弯曲不足，并可防止角扭曲，以生产出正确形状的管。

如上所述，作为以改进带钢的可成型性以及减少成型工序和/或减少成型辊的更换为目的进行的许多研究的结果，认为在把带材成型为有所需的直径时，当然需要提供能获得高的可成型性的曲面，这种曲面的曲率可随着把带材成型为有所需的外径而连续改变带材的截面形状。本发明已经这样完成：用带有上述曲面的辊成型带材，该曲面包括若干或许多组连续改变以及成一定关系的弯曲部分;和/或沿带材横向转动带有所述辊面的一个或一对成型辊的端部，以使所需要的带材部位只接触所要求的直径和成型级以及连续改变所必需的几组弯曲部分。

就是说，本发明包括用于制管机的成型辊，使用这种成型辊的连续成型方法及其设备，其特征在于：在连续式辊成型方法生产管的成型区成型带材的各部分时，为了在随着成型带钢的宽度和所需要的成型级改变成型辊的接触方向时用部分或全部辊面成形，辊面的部分或全部截面曲线包括渐伸线截面形状，该渐伸线是从具有多条予定边的多边形的边而得的，以使辊面曲线与所述成型区内的不同直径钢管的各辊轨迹中的带钢的所需要部位的曲线相符。

以下详细说明根据本发明的成型辊：

一般说来，在连续成型时，考虑数座机架可承受的变形量，使带钢的边缘移动在各成型机架保持大致相等的距离，除去通常的中心部曲率分配之外，考虑边缘弯曲和/或圆形弯曲的辊轨迹图，这些都是重要的。

例如，在前述的粗轧（带材边缘部成型区）中，因为设定了成型级数（n），以随着减小弯曲半径由n级成型辊顺序成型，各级的弯曲辊的辊面分别由一条或几条所需半径（R）的弧组成。

因此，在弯曲边缘部附近时，使用截面形状的曲率适于管径的成型辊是重要的，所述辊一般不能用于成型不同直径的管。

换句话说，在传统的成型方法中，是用前述的带有一条或几条圆弧的辊面多级成型，但实际上，因为带材的截面形状不是这种单一的圆弧，而其曲率被认为是连续改变的，带材仅靠只有一种或几种类似曲率的曲面成型，这样，如前所述，对所需形状的可成型性很低，而在后部工序中需要很大的校正。

为了改进可成型性，可考虑增加成型级，但是这样就完全违背了在成型效率，经济性和成型辊的通用性方面的目的。

因此，为了接近前述的实际的或理想的成型，我们研究了用带有数种曲率的曲面形成成型辊的辊面。但是，仅靠任意组合若干曲率不能提高可成型性和成型辊的通用性。经过各种研究，我们已经发现了最合适的辊面，这种辊面包括由多组或许多组曲率组成的曲面，这些曲率以恒定的关系连续改变。

就是说，辊面包括由多组或许多组曲率组成的曲面，这些曲率随辊面连续改变，辊面具有基于多边形的渐伸线形截面，多边形包括根据本发明的予定的多条边。

以这个多边形为基准的渐伸线（下文称做近似渐伸线）由多条予定的边组成，它包括基于多边形的渐伸线，其中假设各曲面的曲率连续改变，以使辊面的部分或全部截面曲线与钢管的各辊轨迹的带钢所需部分的曲线相等，例如，它可以是基于一定的基圆的正规渐伸线，而且实际上是以所述圆或椭圆为基准得到的。

如前所述，这是因为，如果认为带材的截面形状的曲率在成型中连续改变，当假设辊的曲面与所述曲率完全相符时，基于多边形的本发明的近似渐伸线由相当数量的边组成，并可收敛在一个不变的圆上，也就是基于圆的渐伸线。

例如，在根据本发明的成型辊中，因为包括了曲率连续改变的曲面，这些曲面是边缘弯曲所必需的。边缘弯曲可在第一成型级以高的可成型性完成，如果需要，可增加成型级，或者可以在连接近似渐伸线的各成型辊的辊面上形成从成型效率或辊的生产能力方面考虑而假设的曲面。

同时，在根据本发明的成型辊中，作为曲率连续改变并且是成型所必需的曲面，可以通过假设多个不同直径来设定一种辊面，成型辊可以通用，并且只会用到成型所要求直径所必需的曲面。

利用本发明的成型辊，在制管机中成型带材边缘部的过程如下：

例如，在成型区成型带材边缘部时，分别由具有所述渐伸线形截面的一对上下成型辊成型带材的相对端，当以一级或多级成型时，带材相对端的成型辊对之间的距离随带材宽度变化，需要时，采用向上挤压带材中心部的辊，至少各对成型辊的上成型辊的加压方向是变化的，并根据成型带材的宽度和所需的弯曲级使用予定的截面为近似渐伸线形状的成型辊的部分或全部表面。

就是说，利用本发明的带材边缘部成型方法，能够只用一套成型辊，在不换辊的情况下，在生产从小直径到大直径的较大范围内的各种直径和厚度的钢管中适当地成型边缘部分，并能减小回弹的影响，从而显著地改进初成型阶段的可成型性，并减少制管机中不正确的边缘弯曲。

此外，在所述边缘弯曲之后的成型区成型带材的中心部时，利用本发明的成型辊，通过用具有所述渐伸线形截面的侧成型辊压带材的边缘弯曲部分，通过根据带宽改变侧辊对之间的距离，并根据成型带材宽度和所需要的成型级改变侧辊的接触方向，在成型为圆形时，通过在一级或多级布置侧辊，并用予定的截面为近似渐伸线形状的侧辊的部分或全部表面成型，可以在制管机中实现这种成型方法，这种成型方法一般可使用中间辊从上面接触带材的中心部，和/或可根据成型级用水平辊从下面接触。

就是说，利用本发明的成型辊成型带材中心部的方法能够用一套成形辊，在不换辊的情况下，只用具有所述形状的侧辊，或通用能与带材中心部接触的上中间辊和/或下水平辊，在钢管生产中适当地成型带材的中心部分，此外，可以补偿前级中的边缘弯曲不足和减少回弹的影响，从而可以减少随后的减径区中的不正确边缘和成型量，提供具有合理的变形分配和高的可成型性的连续式辊成型。

此外，在制管机的所有成型区利用本发明的成型辊，可显著减少成形级数和/或成形辊数，而且不必换辊，另外，在前述的边缘成型和/或中心部的成型区的各级中，不论是传动的还是非传动的，辊可用作人们熟知的水平辊、侧辊、上、下中间辊或笼式辊，也可通过适当地选择辊相对于带材是移动或是滚动，或在同一成型级中与各种传统的成型辊或传动系统组合，在各成型级与人们熟知的传统的成型辊交替使用。

图1、2和3表示用于本发明的成型方法中的成型辊，其中分别表示了下辊、侧辊和上辊。

图4、5和6表示本发明的侧辊和中间辊。

图7是使用本发明的成型辊的带钢边缘成型设备的前视图。

图8是带钢边缘成型设备的侧视图。

图9和10是详细表示带钢边缘成型设备的上辊的前视图和侧视图。

图11表示带钢成型设备中的成型辊，其中上辊在带钢的横向上处于最接近的情况。

图12是使用根据本发明的成型辊的带钢中心部成型设备的前视图。

图13和14是详细表示带钢中心部成型设备的侧辊的正面和水平剖视图。

图15是表示传统的连续式辊成型方法的制管机和成型辊。

例如，如图7或图11所示，在本发明中，为了用一套成型辊弯曲大直径或小直径管，使弯曲带钢边缘用的成型辊的上、下成型辊（18）、（5）的辊面的部分或全部截面曲线在弯曲较宽带材（10）的边缘时，与下成型辊（5）的较低曲面相符，在弯曲较窄带材（10）的边缘时与下成型辊（5）的较高曲面相符，以便与具有不同的予定外径的管的各辊轨迹图中的带材（10）边缘部的曲线相符。所述成型辊根据要求的直径或带材宽度移动到一定位置的所需曲面，因此，不仅要沿带材横向移动弯曲边缘部的上下辊对，至少还要转动上辊的辊面。

如图4至图6所示，在用于带材中心部的成型辊中，为了用一套成型辊弯曲带材边缘部，以制作不同直径的管，使布置在侧面的成型辊（38）的辊面的部分或全部截面在成型较宽带材（10）的中心部时与成型辊（38）的较低曲面相符（图4），在成型较窄带材（10）的中心部时与成型辊（38）的较高曲面相符（图5），以便与具有不同的予定外径的钢管的各辊轨迹图中的带材（10）边缘的曲线相符。所述成型辊根据要求的直径或带材宽度移动到一定位置的所需曲面。

也可用上中间辊从上面接触带材的中心部，基于同样的原理，最最好将上中间辊分成两段，以便沿带材横向彼此相向和相反移动，这样，中间辊（39）的辊面的部分或全部截面曲线将与具有不同的予定外径的钢管的各辊轨迹图中的带材（10）的中心部曲线相符，并根据所要求的直径或带宽将辊横向和垂直移动到一定位置的曲面。

如上所述，为了增大通用范围，本发明的成型辊包括带有近似渐伸线形截面的辊面，所需辊的曲面根据直径适当选择，即，可利用移动成型辊本身以与带材边缘部相符的办法。

特别地，在生产不同直径的钢管时，在一定的成型级，前述的近似渐伸线用于在辊面上形成-例如-连续光滑的曲面，该曲面包括成型带材所有边缘部所必需的所有不同的圆弧。

就是说，带有如两种半径这样的曲面的传统的成型辊难以用作通用辊，但是如果使辊面具有基于一定半径的渐伸线，就可使成型辊变为具有较大通用范围的成型辊，此外，如实施例所示，为了获得能用一套辊成型几十种直径的具有相当大的通用范围的成型辊，必需有包括各种圆弧的连续圆弧面，这些圆弧具有上述必需的半径和各不相同的长度，因此可使用基于多边形的渐伸线，该多边形带有如图1至图3中的圆弧所定的若干条边。

以下参照图1、2和3中的上辊和下辊更详细地说明成型辊的辊面。这种成型辊的辊面包括由多边形的边（图中a₁、a₂、a₃部分）而得到的渐伸线形截面，多边形带有根据所要求的直径、厚度和边缘弯曲级予定的多条边，通过渐伸线形截面，使辊面在成型从小直径到大直径的钢管时与具有不同直径和厚度的钢管的辊轨迹的带材边缘部或中心部的曲线相符，并使辊面接触并压制带材的边缘或中心部。

同时还发现，用本发明的成型辊，使辊面截面呈近似渐伸线形状，可防止带材边缘部的回弹。至于其详细的作用原理，一般地说，即使用曲面曲率不变的辊成型，虽然成型取决于材料的特性、厚度和曲率，但是由于通过成型辊后的回弹，板在压力下沿辊面形成的弯曲曲率是连续变化的。

就是说，用曲面曲率不变的成型辊时，由于弯矩在带材边缘部附近变化并接近零，加在材料上的应力取决于带钢的横向部位，实际上不可能形成不变的曲率。

不过，如果在接近带材边缘部时减小曲面的半径，可形成所要求的不变的弯曲半径，与回弹无关。在本发明的成型辊的辊面中，如图1、2和3所示，因为辊面截面的曲率连续变化，好象收敛到某一假定的曲率，可在接近带材边缘部时减小曲面的半径，这可有效地把带材成型为半径不变的曲面。

因此，用这种带材边缘弯曲方法，可充分弯曲边缘，即使在前部工序中边缘部弯曲不足的情况下接着进行中心部成型，本发明的具有上述结构和优点的侧辊也能够在成型中心部的同时补偿这种边缘弯曲不足。

如图1、2和3所示，因为辊面的截面形状是近似渐伸线，而且曲面半径可在接近带材边缘部时减小，侧辊在支承边缘部时能与边缘部为线接触，这样防止了成型材料受轧。当使用笼式辊时，辊数可显著减少。

就是说，在采用本发明的成型辊的连续式辊成型方法中，仅使用具有上述形状的成型辊，或以各种方式与传统辊组合使用，以减少成型级和/或成型辊数，而且可用一套辊成型和生产从小直径到大直径的较大范围内的各种直径和厚度的管，而不需要换辊，此外，可补偿边缘弯曲不足和减小回弹的影响，这样可显著提高制管机中初成型和中间成型阶段的可成型性，因为减小了边缘弯曲不足，从而减小了随后的减径区的变形量，可进行具有合理的变形分配和高的可成型性的连续式辊成型。

本发明的成型辊，最好能根据带宽改变接触带材相对端的上辊、下辊和侧辊之间的距离，对应成型的带材宽度和要求的成型级，这种成型辊结构可使带材边缘部能接触予定辊的所述渐伸线截面形的部分或全部表面，辊面可沿带材横向成一圆弧摆动。

虽然以上描述了带材的边缘弯曲及侧辊的一般模型，但本发明的成型辊可用于制管机中的任何成型辊，不论是传动的还是非传动的，或者用于包括上述带材的各种金属与合金管的成型辊。

此外，可根据辊的种类和级数-例如用于各种成型方法的上辊、下辊、侧辊、下水平辊、上中间辊和下中间辊-以及其它条件-例如要求直径、厚度和成型线上的变形分配-适当选择专用于本发明的成型辊的特殊的渐伸线辊面。

实施例1

带材边缘部成型设备包括一普通辊架，在两个U型的辊架（2）、（2）之间装有一根下辊轴（3）和一根上辊轴（4），U型辊架在底座（1）上相隔一定距离。

下辊轴（3）上用不同宽度的分隔器（7）以一定的轴向距离固定着分为两部分并彼此相隔的一对下辊（5）、（5）和中间辊（6）、（6）。下轴（3）用作传动轴，由一台马达（未示出）传动。

一对非传动上辊（18）、（18）悬挂安装于上辊轴（4），上辊轴（4）与螺纹轴（11）联接，螺纹轴（11）拧在轴支承件（12）处的辊架上端。上辊轴（4）装在辊架（2）、（2）之间，可垂直移动，因此可以调节其与下辊轴（3）的距离，以适合带钢（10）的厚度，以及增大或减小压下量。

在轴支承件（12）之间设置一对梁（13），以安装上辊轴（4），轴支承件（12）设在辊架（2）之间，导轨（14）敷设在各梁（13）的下表面。

鞍背形上辊座（16）悬挂安装在滑架（15）上，滑架可滑动，并与导轨（14）配合，上辊座（16）的上端伸入一对梁（13）之间。

上辊座（16）的内表面加工成沿所述导轨（14）的方向的朝下的圆筒形支承面（17）。支承上辊（18）的U形支承架（19）上设有接触所述圆筒形支承面（17）的扇形接触件（20），它由固定到上辊座（16）的扇形安装件（21）可滑动地安装在圆筒形支承面（17）之间。

在上述支承架（19）的上表面，有与齿轮（24）啮合的扇形齿面（22），齿轮（24）装在小轴（23）上，小轴（23）设在鞍背形上辊座（16）的上端部，小轴（23）的方向与带钢（10）的输送方向一致，装在小轴（23）上的蜗轮（25）与装在轴支承件（12）之间的蜗杆（26）啮合，上辊（18）的支承件（19）靠蜗轮的旋转沿一圆弧移动，上辊（18）的辊面的接触方向可沿带钢（10）的横向改变。

附图中，各蜗轮（25）的齿面加工成逆向的，以便使一对左、右上辊（18）沿弧形彼此反向成圆形摆动。

螺母（27）固定在鞍背形上辊座（16）上端，与装设在轴支承件（12）之间的螺纹轴（28）啮合，上辊座（16）随着螺纹轴（28）的旋转沿带钢（10）的横向移动，这样上辊（18）沿与上辊座（16）同样的方向移动。附图中，为了沿彼此相对和相反方向移动一对左、右上辊（18），把固定在各鞍背形上辊座（16）上的螺母（27）的螺纹加工成逆向的。

如前所述，下辊（5）、（5）和中间辊（6）、（6）由分隔器（7）定位在下辊轴（3）上，以调节其相对于带钢（10）的位置，上辊（18）、（18）也能相对于带钢（10）横向改变方向和改变辊面与带钢（10）的接触方向。

此外，上辊（18）、（18）、下辊（5）、（5）和中间辊（6）、（6）由具有近似渐伸线形状截面的成型辊组成，因此各辊面在具有不同直径管的各辊轨迹中都将与带材边缘部的曲线相符，此处假设需要成型的各种钢管的外径-例如-为φ89.1mm至φ193mm。

用上述结构的本发明的成型设备，例如，当在成型直径相当大的钢管时弯曲带钢边缘部时，如图7中所示，可根据带宽改变辊的间距，以便把一对成型辊或一对上、下辊组（18）、（5）定位在所需宽度的带钢（10）的相对端，并根据成型的带材（10）的宽度和需要的成型级，即完成弯曲所需的成型级数，改变上辊（18）的加压方向和与带钢（10）的接触方向，带材（10）的边缘部被予定的成型辊的截面为近似渐伸线形状的所需曲面部分-此处是被中心曲面部分-成型为所要求的形状。

在这种情况下，为了通过挤压带钢的中心部改进两边部的成型性，使用中间辊（6），但是一对中间辊（6）、（6）之间的距离也应根据带宽和所需级数适当选择。

在假设最小直径的情况下，如图11中所示，下辊（5）、（5）和中间辊（6）、（6）成整体布置，其间没有设置分隔器，上辊（18）、（18）的接触方向也改变为与前述情况相反，以用予定的成型辊的截面为近似渐伸线形状的所需曲面部分-此处是用最外部曲面-把带钢（10）的边缘部成型为所要求的形状。

如上文所详述，本发明的成型设备能够适用于在生产从小直径到大直径的较大范围内的各种直径的钢管中弯曲带钢边缘。

同时，使下辊的辊面具有近似渐伸线截面形状，能够在各种直径的管的各辊轨迹中与带材边缘部相符，而且可把最外边部设定为可能稍微弯过的形状，并反向挤压带钢的中心部，以便于边缘部成型，从而减小了边缘部回弹的影响，显著提高了制管机中初成型的可成型性，减小了边缘部的不合格，这样减小了随后的中心部成型区和减径区的变形量，使连续式辊成型具有高的可成型性与合理的变形分配。

实施例2

下文详细说明本发明的带钢中心部成型设备。

该成型设备包括底座（30），底座（30）上装有门式机架（31），支架（32）设在两个机架的中部，作为滑动支承架，装有一对侧辊座（34）的滑架（33）的两端在所述支架（32）、（32）之间与支架配合，一对液压缸（35）固定在底座上，推动滑架垂直移动。

非传动侧辊（38）可沿需要的圆弧绕枢轴转动，盒形的侧辊座（34）可滑动地装设在上述滑架（33）上，螺母（37）固定在侧辊座（34）下面，并与设在滑架（33）内的螺纹轴（36）啮合。当装在与支架（32）配合的滑架（33）两侧的马达（未示出）旋转螺纹轴（36）时，使侧辊座（34）沿轴向即带钢的横向移动，以沿同一方向移动侧辊（38）。在附图中，为了彼此相对和相反移动一对左、右辊座（34），固定在各辊座（34）下面与螺母（37）配合的螺纹轴（36）的螺纹加工成逆向的。

上中间辊（39）由分成两段的非传动辊组成，这一对辊之间的距离可通过一个分隔器（未示出）调节，上中间辊（39）与螺纹轴（40）联接，螺纹轴（40）拧在轴支承件（41）处的门式机架（31）上端，使上中间辊（39）可在辊机架（31）之间垂直移动，以便能调节辊（39）相对于可垂直移动的滑架（33）的距离，以适合于带钢的厚度，并增大和减小接触量。

辊支承座（42）的内表面加工成垂直的圆筒形支承面（43），辊支承座（42）横向导向并固定在侧辊座（34）内，在支承侧辊（38）的U形支承架（44）的上部，装有接触上述圆筒形支承面（43）的扇形接触件（45），该接触件（45）被夹在固定于辊支承座（42）上的扇形安装件（46）之间。

在上述支承架（44）的上表面，有扇形齿面（47），它与装在小轴（48）上的齿轮（49）啮合，小轴（48）装在辊支承座（42）上，与带材移动方向一致。小轴（48）上从侧辊座（34）朝外伸出部位还装有与蜗杆（51）啮合的蜗轮（50），蜗杆（51）的旋转使侧辊（38）的支承架（44）成圆形移动，侧辊（38）的辊面接触方向可相对于边缘弯曲的带钢横向改变。

此外，假设所需成型的各种钢管的直径-例如-为φ89.1mm至φ193mm，为了使相应辊面在不同直径管的背部辊轨迹中与带钢边缘弯曲部或中心部的曲线相符，一对侧辊（38）、上中间辊（39）包括截面为渐伸线形状的成型辊。

用上述结构的本发明的成型设备，例如，当在成型直径相当大的钢管中弯曲带钢边缘时，如图4中所示，可根据带宽改变辊的间距，以便把一对侧辊（38）定位在所需宽度的带钢的相对端，把一套上中间辊定位在中心部，并根据成型带钢的宽度和要求的弯曲级，即完成弯曲所需的级数，改变侧辊（38）的加压方向和其与带钢的接触方向，随着接触和推动带钢边缘弯曲部，带钢被予定的截面为近似渐伸线形状的辊面的所需曲面部分成型为所要求的圆形。

在这种情况下，可根据带宽和成型级适当选择接触带钢中心部的一对上中间辊（39）的间距和垂直位置。

在假设最小直径的情况下，如图5所示，上中间辊（39）成整体布置，其间没有设置分离器，侧辊（38）的接触方向也改变为与前述情况相反，以用予定的截面为近似渐伸线形状的成型辊的所需曲面部分-此处是用最外部曲线-把带钢的边缘部成型为所要求的形状。

如图4和5中所示，至此所述的情况是在带钢中心部成型过程中的初成型和中间成型阶段，侧辊（38）的辊面从朝上变化到横向，即从与边缘弯曲相同的阶段变化到形成半圆或三分之二圆。

当从此阶段成型到大致圆形时，如图6中所示，设置一只可垂直移动的下水平辊（52），代替上述的中间辊（39），下水平辊（52）从下面接触带钢中心部，侧辊（38）的加压方向从前述的横向即从成型带材的直立位置变化到朝下方向，以进行多级成型，因为成型材的边缘部随着与弯曲形状相符的侧辊（38）的连续移送而被成型为所要求的圆形，将使具有高的可成型性的侧辊（38）有较大的通用范围。

如上所述，在本发明的成型设备中，可进行适用于生产从小直径到大直径的较大范围的各种直径钢管的带材成型。

如图2中所示，因为侧辊面截面为近似渐伸线形状，可把这种侧辊在接近带材边缘部的曲面半径做得较小，带材在被侧辊移送时可保持线接触，以防止受轧，此外，还可校正边缘弯曲，以减小回弹的影响，这样，提高了初成型和中间成型阶段的可成型性，并能减少不正确的边部，因此减小了随后的减径区的变形量，可进行具有高的可成型性和合理的变形分配的连续式辊成型。

Claims (16)

1、一种制管机用成型辊，其特征在于：在生产管的成型区内用连续式辊成型带材的各部分时，辊面的部分或全部截面曲线包括基于多边形的渐伸线，多边型有多条予定的边，以使辊面曲线在所述成型区与不同直径钢管的各辊轨迹的带材的所需要部分的曲线相符。

2、一种制管机用成型辊，其特征在于：在生产管的成型区内用连续式辊成型带材的各部分时，为了在随着成型材宽度和所需要的成型级改变成型辊接触方向时用部分或全部辊面成型，辊面的部分或全部截面曲线包括基于多边形的渐伸线，多边形有多条予定的边，以使辊面曲线在所述成型区与不同直径钢管的各辊轨迹的带材的所需要部分的曲线相符。

3、根据权利要求2的一种制管机用成型辊，其特征在于：所述辊是用于弯曲带材边缘部的一对上成型辊和一对下成型辊，所述辊的至少一个接触方向是可改变的。

4、根据权利要求2的一种制管机用成型辊，其特征在于：所述辊是沿带材横向分开的弯曲带材边缘部的上或下成型辊。

5、根据权利要求2的一种制管机用成型辊，其特征在于：所述辊是侧辊。

6、根据权利要求2的一种制管机用成型辊，其特征在于：所述辊是沿带材横向分开的上或下中间辊。

7、根据权利要求2的一种制管机用成型辊，其特征在于：所述辊是笼式辊。

8、一种制管机中的带材成型方法，其特征在于：在用连续式辊成型的生产管的任何或全部成型区的成型中，采用具有基于多边形的渐伸线形状截面的成型辊，多边形包括多条予定的边，以使成型辊的辊面的部分或全部截面曲线与所述成型区内的有不同外径的管的各辊轨迹的带材的所需要部分的曲线相符，并在随成型带材宽度和所需要的成型级改变所述成型辊的接触方向时由部分或全部辊面成型。

9、一种制管机中的带材边缘部成型方法，其特征在于：在用连续式辊成型的生产钢管的带材边缘部成型区的成型中，采用具有基于多边形的渐伸线形状截面的成型辊，多边形包括多条予定的边，以使成型辊的辊面的部分或全部截面曲线与不同直径管的各辊轨迹的带材的边缘部的曲线相符，带材的两个边缘部分别由具有所述渐伸线形状截面的一套上、下成型辊成型;当在一级或多级进行这种成型时，随带宽改变带材两个边缘部的成型辊对的距离，并随成型带材的宽度和所需要的边缘弯曲级至少改变各套成型辊的上辊的加压方向，使用予定的所述渐伸线形状截面的成型辊的部分或全部辊面。

10、一种制管机中的带材边缘部成型方法，其特征在于：在用连续式辊成型的生产钢管的带材边缘部成型区的成型中，采用具有基于多边形的渐伸线形状截面的成型辊，多边形包括予定的多条边，以使成型辊的部分或全部辊面的截面形状与不同直径的管的各辊轨迹的带材的边缘部的曲线相符，带材的两个边缘部分别由具有所述渐伸线形状截面的一套上、下成形辊成型，当在一级或多级进行这种成型时，随带宽改变带材的两个边缘部的成型辊对的距离，而且采用向上凸出带材中心部的辊，随成型材的宽度和所需要的成型级至少改变各套成型辊的上辊的加压方向，使用予定的所述渐伸线形状截面的成型辊的部分或全部辊面，在随后的成型阶段把带材的中心部成型为圆形。

11、一种制管机中的带材边缘部成型设备，其特征在于：在用连续式辊成型的生产管的带材边缘部成型区的成型中，成型带材两个边缘部的成型辊包括一套上、下辊，上、下辊由可移动地垂直间隔设置的上凸形辊和下凹形辊组成，渐伸线形状截面基于包括数条予定渐伸线的多边形，使辊面的部分或全部截面曲线与不同直径管的各辊轨迹的带材的边缘部的曲线相符，所述上成型辊和下成型辊在带材的横向分隔布置，而且两个边缘部的成型辊对的距离随带宽而改变，上辊这样支承，即其辊面可沿带材横向成圆形摆动，使所述予定的截面为渐伸线形状的成型辊的部分或全部辊面能够随带宽和所需要的弯曲级与带材边缘部接触，中间辊分为两段，以便能沿带材横向彼此相对和相反移动，中间辊设置在一对下辊之间，以便为带材中心部提供一个凸出部分、平面或凹口。

12、根据权利要求11的一种制管机中的带材边缘部成型设备，其特征在于：上辊由支承架支承，支承架的扇形上部中心带有扇形齿面，所述支承架由支承件的圆筒形内支承面支承，所述支承件可滑动地与布置在沿带材横向的成型机架上的滑动导轨联接，上辊的辊面的圆形摆动由与所述扇形齿面啮合的齿轮的旋转控制，一对上辊的距离由支承件传送的滑动控制。

13、一种制管机中的带材中心部成型方法，其特征在于：在用连续式辊成型的生产管的成型区的成型中，采用具有基于多边形的截面为渐伸线形状的成型辊，多边形包括多条予定的边，以使部分或全部辊面的截面形状与不同外径管的各辊轨迹的带材的边缘部的曲线相符，带材的边缘弯曲部受具有所述渐伸线形状截面的成型辊的压制，当把成型辊布置成一级或多级，以把带材大致成型为圆形时，随带宽改变一对成型辊的距离，并随成型材的宽度和所需要的成型级改变各成型辊的接触方向，以利用予定的所述渐伸线形状截面的成型辊的部分或全部辊面。

14、一种制管机中的带材中心部成型方法，其特征在于：在用连续式辊成型的生产管的成型区的成型中，采用具有基于多边形的渐伸线形状截面的成型辊，多边形包括多条予定的边，以使部分或全部辊面截面形状与不同直径管的各辊轨迹的边缘或中心部的曲线相符，带材的中心部与一对上中间辊和/或能在所述渐伸线形状截面内沿带材的横向接触和分离的水平辊接触，边缘弯曲部分受具有所述渐伸线形状截面的成型辊压制，当把所述上中间辊和成型辊布置成一级或多级，以把带材大致成型为圆形时，随带宽改变一对成型辊的距离，并随成型材的宽度和所需要的成型级改变各成型辊的接触方向，以利用予定的所述渐伸线形状截面的成型辊的部分或全部辊面。

15、一种制管机中的带材中心部成型设备，其特征在于：

在用连续式辊成型生产管时，在边缘弯曲以后，带材的中心部的成型区的成型中，采用具有基于多边形的渐伸线形状截面的成型辊，多边形包括多条予定的边，以使接触和压制边缘弯曲部的一对侧辊的部分或全部辊面与不同直径管的各辊轨迹的带材的边缘部的曲线相符，侧辊的固定部分支承其辊面，可沿带材的横向成圆形摆动，以使辊的上述予定的部分或全部渐伸线随带宽和所需要的成型级与带材边缘部接触，辊的固定部分安装在一滑座上，滑座是独立的并可沿带材横向移动，所述滑座可垂直移动。

可垂直移动地安装一对上中间辊，该上中间辊可沿带材横向接触和分离，并沿基于多边形的渐伸线形状截面接触带材的上中心部，多边形包括多条予定的边，以使部分或全部辊面与不同直径管的各辊轨迹的带材中心部的曲线相符。

可垂直移动地布置水平辊，水平辊从下面接触带材的中心部。

16、根据权利要求15的一种制管机中的带材边缘部成型设备，其特征在于：侧辊由支承架支承，支承架的扇形上部中心带有扇形齿面，所述支承架由支承件的圆筒形内支承面支承，侧辊面的圆形摆动由与所述扇形齿面啮合的齿轮的旋转控制。

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