RU2475316C2

RU2475316C2 - Device for helical rolling of tubes or rods

Info

Publication number: RU2475316C2
Application number: RU2008135873/02A
Authority: RU
Inventors: Хайнрих ПОТТХОФФ
Original assignee: Кокс Техник Гмбх Унд Ко. Кг
Priority date: 2007-09-05
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2013-02-20
Also published as: CN101380641B; ITRM20080478A1; AT505723A2; AT505723B1; DE102007041992A1; AT505723A3; CN101380641A; RU2008135873A; DE102007041992B4; IT1393748B1; DE202007018926U1

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to device for helical rolling of tubes and rods. Proposed device comprises two or more driven rolls revolving about lengthwise axis of rolling with their axes inclined to the latter. Note here that inclined axes of rolls extend in those planes along rolled material lengthwise axis located parallel with lengthwise axis of rolled material, nearby it and ad definite distance therefrom. Drive gear fitted on roll shaft via bevel gears engages with sun gear surrounding rolled material lengthwise axis. Note here that drive gear central axis are located in the plane wherein rolled material axis is located. Drive gear engaged with sun gear has inner gearing in hub area engaged with external gearing of the shaft of appropriate roll and located displaced relative to central axis of drive gear so that it is inclined in those planes located parallel with lengthwise axis of rolled material, nearby it and ad definite distance therefrom.

EFFECT: decreased overall dimensions, higher efficiency.

4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройству для поперечно-винтовой прокатки трубчатого или пруткового материала.The invention relates to a device for cross-helical rolling of a tubular or bar material.

Устройства для поперечно-винтовой прокатки применяются главным образом для изготовления бесшовных труб, например, для прошивки круглых заготовок и тем самым для изготовления относительно толстостенных полых заготовок или для вытяжки такой полой заготовки с уменьшением толщины ее стенок, или для расширения трубной заготовки. Кроме того, известно применение таких устройств для вытягивания и обжатия в поперечном сечении пруткового, в частности массивного, проката.Devices for cross-helical rolling are mainly used for the manufacture of seamless pipes, for example, for flashing round billets and thereby for producing relatively thick-walled hollow billets or for drawing such a hollow billet with a decrease in the thickness of its walls, or for expanding the tube billet. In addition, it is known the use of such devices for drawing and crimping in the cross section of a bar, in particular massive, rolled.

В обычных устройствах такого рода прокатываемый материал приводится во вращение с помощью валков, вращающихся в одном направлении, и подвергается обработке давлением. Для достижения непрерывного продвижения прокатываемого материала в продольном направлении оси валков устанавливаются под углом поворота к продольной оси прокатываемого материала, так что из окружной скорости валков выделяется составляющая, направленная вдоль продольной оси прокатываемого материала, при этом прокатываемый материал благодаря винтовому движению продвигается между валками в продольном направлении. Такие устройства имеют два или более снабженных приводом валка, причем, если имеются только два валка, то необходимы боковые направляющие с тем, чтобы прокатываемый материал оставался поблизости от оси прокатки и не смещался в радиальном направлении.In conventional devices of this kind, the rolled material is rotated by means of rollers rotating in one direction, and is subjected to pressure treatment. To achieve continuous advancement of the rolled material in the longitudinal direction, the roll axes are set at an angle of rotation to the longitudinal axis of the rolled material, so that a component directed along the longitudinal axis of the rolled material is distinguished from the peripheral speed of the rolls, while the rolled material is moved between the rolls in the longitudinal direction due to helical movement . Such devices have two or more rolls equipped with a drive, and if there are only two rolls, side rails are necessary so that the rolled material remains close to the rolling axis and does not move in the radial direction.

В таких устройствах используются бочкообразные валки, оси валков которых направлены параллельно продольной оси прокатываемого материала. Кроме того, известно применение конусообразных валков, у которых оси валков имеют наклон относительно продольной оси прокатываемого материала. Возникающий при этом угол наклона между осью валка и продольной осью прокатываемого материала не следует путать с вышеупомянутым углом поворота, поскольку просто угол наклона без поворота оси валка не вызовет аксиального продвижения прокатываемого материала.Such devices use barrel-shaped rolls, the axis of the rolls of which are parallel to the longitudinal axis of the rolled material. In addition, it is known the use of cone-shaped rolls, in which the axis of the rolls are inclined relative to the longitudinal axis of the rolled material. The resulting angle of inclination between the axis of the roll and the longitudinal axis of the rolled material should not be confused with the aforementioned angle of rotation, since simply the angle of inclination without rotation of the axis of the roll will not cause axial movement of the rolled material.

В вышеописанных устройствах прокатываемый материал вращается вокруг своей продольной оси, что создает некоторые проблемы. Во-первых, во избежание нарушения размеренности вращательного движения, а также повреждения прокатываемого материала и устройства прокатываемый материал должен быть ограничен по длине. Во-вторых, для прокатываемого материала и для возможного внутреннего инструмента необходимы дорогостоящие направляющие устройства, в-третьих, прохождение прокатываемого материала и тем самым производительность устройства сильно ограничены. Прохождение прокатываемого материала определяется скоростью подачи, а она зависит от окружной скорости прокатываемого материала и величины угла поворота. Так как угол поворота не должен превышать определенной величины, поскольку иначе поверхность прокатываемого материала станет неравномерной, в частности, волнистой, прохождение прокатываемого материала может быть увеличено лишь путем повышения окружной скорости. Однако в этом случае увеличивается также число оборотов прокатываемого материала, что ведет к нарушению размеренности движения, следствием чего, в свою очередь, являются повреждения прокатываемого материала, машинотехнические сбои и повышенный износ. Кроме того, прокатываемый материал в начале прокатки в результате повышения оборотов валков должен получать еще большее ускорение, что ведет к проскальзыванию валков и тем самым создает проблемы с захватом материала. В-четвертых, прокатываемый материал, вращающийся вокруг своей продольной оси, препятствует осуществлению непрерывной чистовой прокатки в клетях, установленных друг за другом с короткими интервалами.In the above devices, the rolling material rotates around its longitudinal axis, which creates some problems. Firstly, in order to avoid violation of the dimensionality of the rotational motion, as well as damage to the rolled material and the device, the rolled material should be limited in length. Secondly, for the rolled material and for a possible internal tool, expensive guiding devices are needed, and thirdly, the passage of the rolled material and thereby the performance of the device are very limited. The passage of the rolled material is determined by the feed rate, and it depends on the peripheral speed of the rolled material and the angle of rotation. Since the angle of rotation should not exceed a certain value, since otherwise the surface of the rolled material will become uneven, in particular, wavy, the passage of the rolled material can be increased only by increasing the peripheral speed. However, in this case, the number of revolutions of the rolled material also increases, which leads to a violation of the dimensionality of movement, which, in turn, results in damage to the rolled material, mechanical failures and increased wear. In addition, the rolled material at the beginning of rolling as a result of increasing the speed of the rolls should receive even greater acceleration, which leads to slippage of the rolls and thereby creates problems with the capture of material. Fourth, the rolled material, rotating around its longitudinal axis, impedes the implementation of continuous finishing rolling in stands installed one after the other at short intervals.

Из-за этих недостатков кинематический принцип поперечно-винтовой прокатки изменили на обратный, и валки заставляют вращаться не только вокруг собственных осей, но еще и вокруг продольной оси прокатываемого материала. Таким образом, добиваются того, чтобы прокатываемому материалу не нужно было больше вращаться вокруг собственной оси. Валки движутся по прокатываемому материалу и вокруг него наподобие планетарной передачи.Due to these shortcomings, the kinematic principle of cross-helical rolling was reversed, and the rolls were forced to rotate not only around their own axes, but also around the longitudinal axis of the material being rolled. Thus, it is ensured that the rolled material does not need to rotate around its own axis anymore. The rolls move along and around the material being rolled like a planetary gear.

Устройство такого рода раскрыто в US-PS 1 368 413, где прокатные валки вместе со своими валами установлены во вращающемся корпусе, приводимом во вращение с помощью зубчатого венца и звездочки. Валы, приводящие во вращение прокатные валки, имеют на своих концах, противоположных прокатным валкам, шестерни, вращающиеся вокруг солнечной шестерни по типу планетарной передачи. Солнечная шестерня также приводится во вращение. Соответствующей подгонкой числа оборотов прокатных валков и вращающегося корпуса можно добиться того, чтобы валки воздействовали на прокатываемый материал, не приводя его во вращение. Прокатные валки этой известной конструкции выполнены бочкообразными, а их оси располагаются в плоскостях, параллельных продольной оси прокатываемого материала. Однако в этих плоскостях оси валков повернуты относительно продольной оси прокатываемого материала на некоторый угол, благодаря чему обеспечивается продвижение прокатываемого материала. Оси этих планетарных шестерен также устанавливаются под тем же углом к продольной оси прокатываемого материала, но располагаются с ней в одной плоскости. Поэтому приводные валы прокатных валков между планетарными шестернями и валками имеют на своих концах шарнирные соединения. Чтобы угол продольного изгиба этих шарнирных соединений не оказался слишком большим, приводные валы прокатных валков выполнены относительно длинными, что ведет также к удлинению конструкции вращающегося корпуса. В частности, длинные приводные валы прокатных валков при вращении вращающегося корпуса подвержены действию центробежных сил и крутящих моментов, что ограничивает число оборотов корпуса.A device of this kind is disclosed in US-PS 1 368 413, where the rolling rolls, together with their shafts, are mounted in a rotating housing driven into rotation by a ring gear and sprocket. The shafts that drive the rolling rolls into rotation have at their ends opposite the rolling rolls gears rotating around the sun gear like a planetary gear. The sun gear is also rotated. By appropriate adjustment of the number of revolutions of the rolling rolls and the rotating housing, it is possible to ensure that the rolls act on the rolled material without causing it to rotate. The rolling rolls of this known construction are barrel-shaped, and their axes are arranged in planes parallel to the longitudinal axis of the material being rolled. However, in these planes, the axis of the rolls is rotated relative to the longitudinal axis of the rolled material by a certain angle, which ensures the promotion of the rolled material. The axes of these planetary gears are also set at the same angle to the longitudinal axis of the rolled material, but are located in the same plane with it. Therefore, the drive shafts of the rolling rolls between the planetary gears and the rolls have articulated joints at their ends. In order to prevent the longitudinal bending angle of these articulated joints from being too large, the drive shafts of the rolling rolls are made relatively long, which also leads to an elongation in the design of the rotating housing. In particular, the long drive shafts of the rolling rolls during rotation of the rotating housing are subject to centrifugal forces and torques, which limits the number of revolutions of the housing.

В DE-OS 16 02 153 на фиг.1 раскрыто устройство с признаками, в принципе аналогичными вышеописанным. На фиг. 2 этой публикации представлена другая конструкция. В ней валки выполнены конусообразными, а их оси расположены под углом к продольной оси прокатываемого материала. Валки консольно закреплены головками, установленными с торцовой стороны корпуса, вращающегося вокруг продольной оси прокатываемого материала и приводимого во вращение с помощью зубчатого венца. Сами прокатные валки приводятся во вращение с помощью нескольких шестерен или ступеней зубчатой передачи, последовательно расходящихся в радиальном направлении от продольной оси прокатываемого материала, в которых первая шестерня входит в зацепление с солнечной шестерней и обкатывает ее благодаря вращательному движению вращающегося корпуса, в котором она установлена. Как в US-PS 1 368 413, и в этой известной конструкции солнечная шестерня также приводится во вращение с помощью отдельного привода. Числа оборотов солнечной шестерни и вращающегося корпуса можно подогнать таким образом, чтобы валки воздействовали на прокатываемый материал, не приводя его во вращение. За счет одного только вышеупомянутого наклона осей валков относительно продольной оси прокатываемого материала добиться его продвижения не возможно. Последнее достигается поворотом головок, установленных с возможностью поворота вокруг оси конической шестерни. Угол поворота, образующийся при этом, на фиг. 2 известного описания не виден. Эта известная конструкция в общей сложности включает в себя три валка и пригодна как для трубчатого, так и для пруткового прокатываемого материала.DE-OS 16 02 153 in FIG. 1 discloses a device with features substantially similar to those described above. In FIG. 2 of this publication presents a different design. In it, the rolls are made conical, and their axes are located at an angle to the longitudinal axis of the rolled material. The rolls are cantilevered by heads mounted on the front side of the housing, rotating around the longitudinal axis of the material being rolled and driven into rotation by a ring gear. The rolling rolls themselves are driven into rotation by means of several gears or gear stages, sequentially diverging in the radial direction from the longitudinal axis of the rolled material, in which the first gear engages with the sun gear and rolls it in thanks to the rotational movement of the rotating housing in which it is installed. As in US-PS 1 368 413, and in this known construction, the sun gear is also driven by a separate drive. The speed of rotation of the sun gear and the rotating body can be adjusted so that the rolls act on the rolled material without causing it to rotate. Due to the aforementioned tilt of the roll axes relative to the longitudinal axis of the rolled material, it is not possible to advance it. The latter is achieved by turning the heads mounted to rotate around the axis of the bevel gear. The rotation angle resulting from this, in FIG. 2 known descriptions not visible. This known design includes a total of three rolls and is suitable for both tubular and bar-rolled material.

Последняя конструкция из-за своего привода прокатных валков является весьма дорогостоящей. Шестерни привода прокатных валков, ступенчато расходящиеся от продольной оси прокатываемого материала в радиальном направлении, вызывают значительное увеличение внешнего радиуса вращающегося корпуса, который в зависимости от величины поперечного сечения прокатываемого материала составляет 3-5 м. На этом массивном вращающемся корпусе располагаются валки, валы прокатных валков, их подшипниковые опоры и головки, содержащие ведущие шестерни, так что при значительных внешних диаметрах возникают чрезвычайно большие вращающиеся массы. Из-за возникновения центробежных сил число оборотов вращающегося корпуса с головками весьма ограничено, что относится и к скорости подачи прокатываемого материала. Следовательно, и прохождение прокатываемого материала в единицу времени, а тем самым и производительность не велики. Из-за больших габаритов головок и вращающегося корпуса, а также из-за относительно большого удаления поворотной оси головок от соответствующей оси валка точная установка положения валков и их фиксация затруднены, тем более что следует учитывать также различное пружинение валков под нагрузкой. Относительно удаленное периферийное расположение конической зубчатой передачи для валков из-за радиальной ступенчатой в направлении периферии установки шестерен требует очень крутого наклона осей валков относительно продольной оси прокатываемого материала с тем, чтобы осевая длина устройства, а также размер вращающегося корпуса и головок не стали еще больше. Наклон осей валков относительно продольной оси прокатываемого материала является положительным моментом, но когда этот наклон становится слишком крутым, появляются валки с особенно отчетливо выраженной, а именно, плоской конической, формой, в частности, в концевой части валка. Там находятся гладкая зона и зона закругления валков, где значительное уменьшение диаметра сказывается особенно отрицательно, поскольку оно вызывает нежелательное кручение прокатываемого материала во время прокатки. Эта опасность существует в указанной конструкции из-за необходимости крутого наклона осей валков и обусловленной этим плоской конической формы валков.The latter design is very expensive due to its drive of the rolls. The gears of the drive of the rolling rolls, stepwise diverging from the longitudinal axis of the rolled material in the radial direction, cause a significant increase in the outer radius of the rotating case, which, depending on the size of the cross section of the rolled material, is 3-5 m. On this massive rotating case there are rolls, rolls of rolling rolls , their bearing bearings and heads containing pinion gears, so that with large external diameters extremely large rotating masses arise. Due to the occurrence of centrifugal forces, the number of revolutions of a rotating body with heads is very limited, which also applies to the feed rate of the rolled material. Therefore, the passage of the rolled material per unit time, and thus the productivity is not large. Due to the large dimensions of the heads and the rotating housing, and also due to the relatively large distance of the rotary axis of the heads from the corresponding axis of the roll, accurate positioning of the rolls and their fixation are difficult, especially since different spring loading of the rolls should be taken into account. The relatively remote peripheral arrangement of the bevel gear for the rolls, due to the radial gear in the direction of the periphery of the gear installation, requires a very steep tilt of the roll axes relative to the longitudinal axis of the rolled material so that the axial length of the device, as well as the size of the rotating housing and heads, do not become even larger. The inclination of the axes of the rolls relative to the longitudinal axis of the material being rolled is a positive point, but when this inclination becomes too steep, the rolls appear with a particularly distinct, namely, flat conical shape, in particular, in the end of the roll. There are a smooth zone and a roll-off zone, where a significant reduction in diameter is particularly negative, since it causes undesirable torsion of the material being rolled during rolling. This danger exists in this design due to the need for a steep inclination of the axes of the rolls and the resulting flat conical shape of the rolls.

Хотя в DE-OS 31 13 461 за счет смещения планетарных шестерней по окружности продольной оси прокатываемого материала радиальное удаление ступенчато расположенных в направлении периферии шестерен привода прокатных валков несколько уменьшено, вышеупомянутые недостатки таким путем удалось уменьшить незначительно. В основном, они остались и в этой конструкции.Although in DE-OS 31 13 461, due to the displacement of planetary gears around the circumference of the longitudinal axis of the rolled material, the radial removal of the gear roll drive gears located in the direction of the periphery is somewhat reduced, the above-mentioned disadvantages in this way were slightly reduced. Basically, they remained in this design.

Из DE 195 10 715 С2 известно устройство для поперечно-винтовой прокатки трубчатого или пруткового прокатываемого материала с двумя или более приводными валками, вращающимися вокруг продольной оси прокатываемого материала, оси которых имеют наклон относительно продольной оси прокатываемого материала, причем для осуществления подачи прокатываемого материала наклонные оси валков проходят в тех плоскостях, которые, если смотреть в направлении продольной оси прокатываемого материала, располагаются параллельно продольной оси прокатываемого материала, рядом с ней и на некотором радиальном удалении от нее. Валки приводятся во вращение непосредственно планетарной шестерней, окружающей продольную ось прокатываемого материала, с помощью соответствующей находящейся с ней в зацеплении и окружающей соответствующую ось валка ведущей шестерни с зубчатым венцом конической шестерни со смещенной осью. Ведущие шестерни, входящие в зацепление с солнечной шестерней, в области ступицы могут иметь внутреннее зацепление, в которое входит внешнее зацепление оси, несущей соответствующий валок, установленной во вращающихся эксцентриковых втулках и перемещающейся в поперечном направлении относительно ведущего колеса и продольной оси прокатываемого материала. Недостатком этой конструкции является то, что необходимы конические шестерни со смещенной осью. Последние могут быть рассчитаны и выполнены лишь немногими высококвалифицированными изготовителями, требуют специального инструмента, и их изготовление, соответственно, является дорогостоящим.From DE 195 10 715 C2 a device is known for the cross-helical rolling of a tubular or rod rolling material with two or more drive rolls rotating around the longitudinal axis of the rolled material, the axes of which are inclined relative to the longitudinal axis of the rolled material, and the inclined axes are for supplying the rolled material rolls pass in those planes which, when viewed in the direction of the longitudinal axis of the rolled material, are parallel to the longitudinal axis of the rolled m material, next to it and at some radial distance from it. The rolls are driven directly by the planetary gear wheel surrounding the longitudinal axis of the material being rolled, using the corresponding pinion gear with the toothed ring of the bevel gear with the offset axis, which is meshed with it and surrounding it. The pinion gears engaged with the sun gear in the hub area can have an internal gearing, which includes an external gearing of an axis carrying a corresponding roll installed in rotating eccentric bushings and moving in the transverse direction relative to the drive wheel and the longitudinal axis of the rolled material. The disadvantage of this design is that bevel gears with an offset axis are needed. The latter can be calculated and performed by only a few highly qualified manufacturers, require a special tool, and their manufacture, respectively, is expensive.

Задачей изобретения является создание устройства такого рода, которое было бы лишено недостатков известных конструкций и которое прежде всего имело бы меньшие габариты при более высокой производительности.The objective of the invention is to provide a device of this kind, which would be devoid of the disadvantages of the known structures and which primarily would have smaller dimensions with higher performance.

При решении этой задачи исходят из известной вышеописанной конструкции. При этом в устройстве согласно изобретению вместо ведущей шестерни с зубчатым венцом конической шестерни со смещенной осью предусмотрена ведущая шестерня, средняя ось которой располагается в плоскости, в которой находится также продольная ось прокатываемого материала, так что средняя ось ведущей шестерни сама проходит без наклона в тех плоскостях, которые, если смотреть в направлении продольной оси прокатываемого материала, располагаются параллельно продольной оси прокатываемого материала рядом с ней и на некотором радиальном удалении от нее. Это смещение оси достигается за счет того, что вал, несущий соответствующий прокатный валок, установлен со смещением оси относительно средней оси ведущей шестерни таким образом, что он имеет наклон в тех плоскостях, которые, если смотреть в направлении продольной оси прокатываемого материала, располагаются параллельно продольной оси прокатываемого материала, рядом с ней и на некотором радиальном удалении от нее. Для привода валка ведущая шестерня, входящая в зацепление с солнечной шестерней, имеет в области ступицы внутреннее зацепление, в которое входит внешнее зацепление вала, несущего соответствующий прокатный валок.In solving this problem, they proceed from the known construction described above. Moreover, in the device according to the invention, instead of a pinion gear with a toothed ring of a bevel gear with a displaced axis, a pinion gear is provided, the middle axis of which is located in a plane in which the longitudinal axis of the rolling material is also located, so that the middle axis of the pinion gear itself passes without tilting in those planes which, when viewed in the direction of the longitudinal axis of the rolled material, are parallel to the longitudinal axis of the rolled material next to it and at some radial distance AI from her. This axis offset is achieved due to the fact that the shaft bearing the corresponding rolling roll is mounted with an axis offset relative to the middle axis of the pinion gear so that it has an inclination in those planes that, when viewed in the direction of the longitudinal axis of the rolled material, are parallel to the longitudinal the axis of the rolled material, next to it and at a certain radial distance from it. To drive the roll, the drive gear meshed with the sun gear has an internal gearing in the hub area, which includes an external gearing of the shaft carrying the corresponding rolling roll.

Благодаря этой форме выполнения согласно изобретению становятся ненужными шарнирные валы и соединения, а также шестерни, располагавшиеся раньше, помимо соответствующих ведущих шестерен, между солнечной шестерней и осями валков. Радиальное удаление осей валков от продольной оси прокатываемого материала компенсируется, то есть перекрывается за счет зубчатого венца конической шестерни со смещенной осью у ведущих шестерен и солнечной шестерни. Это выгодным образом делает устройство значительно более компактным. Достигнутое согласно изобретению исключение многих деталей позволяет уменьшить массы, вращающиеся вокруг продольной оси прокатываемого материала, сократить интервалы между оставшимися деталями и тем самым существенно помешать возникновению центробежных сил, так что устройство при постоянном поперечном сечении прокатываемого материала не только становится меньше, но и может вращаться вокруг продольной оси прокатываемого материала со значительно большим числом оборотов и, следовательно, иметь большую пропускную способность в отношении прокатываемого материала, то есть явно более высокую производительность. В форме выполнения согласно изобретению угол наклона между осями валков и продольной осью прокатываемого материала также удается сделать относительно небольшим, что позволяет не только уменьшить ведущие шестерни и тем самым все устройство, но и сделать коническую форму валков менее выраженной, т.е. более цилиндрической. При этой форме валка его диаметр, в частности, в области гладкой и закругленной зоны, уменьшается менее резко, так что кручение прокатываемого материала, обычно легко возникающее в этой области прежде всего при прокатке тонкостенных труб, предотвращается.Thanks to this embodiment, according to the invention, articulated shafts and joints, as well as gears located earlier than the corresponding driving gears between the sun gear and the axes of the rolls, become unnecessary. The radial distance of the axes of the rolls from the longitudinal axis of the rolled material is compensated, that is, it is blocked by the gear ring of the bevel gear with an offset axis of the driving gears and sun gear. This advantageously makes the device significantly more compact. The exclusion of many details achieved according to the invention makes it possible to reduce the masses rotating around the longitudinal axis of the rolled material, reduce the intervals between the remaining parts, and thereby substantially prevent the occurrence of centrifugal forces, so that the device with a constant cross section of the rolled material not only becomes smaller, but can also rotate around the longitudinal axis of the rolled material with a significantly higher number of revolutions and, therefore, have a large throughput in relation the development of the material being rolled, i.e., clearly higher productivity. In the embodiment according to the invention, the angle of inclination between the axes of the rolls and the longitudinal axis of the rolled material can also be made relatively small, which allows not only to reduce the drive gears and thereby the entire device, but also to make the conical shape of the rolls less pronounced, i.e. more cylindrical. With this form of the roll, its diameter, in particular in the region of the smooth and rounded zone, decreases less sharply, so that the torsion of the rolled material, which usually occurs easily in this area primarily when rolling thin-walled pipes, is prevented.

В предпочтительной форме выполнения изобретения валы, несущие прокатные валки, установлены в своих подшипниковых опорах без возможности перестановки. В этой форме выполнения регулировка радиального удаления валков, или их валов, от продольной оси прокатываемого материала не возможна, так что подача прокатываемого материала остается постоянной. В этой простой форме выполнения прежде всего достигается особенно высокая компактность в сочетании с большой жесткостью в отношении возникающих усилий прокатки.In a preferred embodiment of the invention, the shafts carrying the rolling rolls are mounted in their bearing bearings without the possibility of rearrangement. In this embodiment, the adjustment of the radial removal of the rolls, or their shafts, from the longitudinal axis of the rolled material is not possible, so that the supply of the rolled material remains constant. In this simple embodiment, a particularly high compactness is achieved in combination with great rigidity in relation to the rolling forces that arise.

В противоположность этому возможно также, чтобы вал, несущий соответствующий прокатный валок, если он расположен во вращающихся эксцентриковых втулках, был выполнен с возможностью установки в поперечном направлении относительно ведущей шестерни и продольной оси прокатываемого материала.In contrast to this, it is also possible that the shaft bearing the corresponding rolling roll, if it is located in the rotating eccentric bushings, is arranged to be installed in the transverse direction relative to the pinion gear and the longitudinal axis of the material being rolled.

В предпочтительной форме выполнения изобретения валки переставляются в направлении своих осей. Это достигается прежде всего за счет аксиального перемещения, предпочтительно, плавно регулируемой подшипниковой опоры валов, несущих упомянутые прокатные валки. Таким образом удается изменять самый малый диаметр, совместно описываемый прокатными валками, и тем самым окончательный диаметр прокатываемого материала. Перестановка валов и валков в продольном направлении осей валков допускает также возможность ее комбинирования с вышеупомянутой регулировкой поперечной установки осей валков, так что в устройстве, выполненном таким образом, поддаются изменению как внешний диаметр прокатываемого материала, так и подача последнего. С другой стороны, перестановка валков в направлении их осей может производиться также вышеописанным образом с помощью вставок. Доработанные валки благодаря использованию дополнительных вставок могут быть снова установлены в желательное положение при высокой точности и воспроизводимости регулировки калибра.In a preferred embodiment of the invention, the rolls are rearranged in the direction of their axes. This is achieved primarily due to the axial movement, preferably a continuously adjustable bearing support of the shafts bearing said rolling rolls. Thus, it is possible to change the smallest diameter, together described by the rolling rolls, and thereby the final diameter of the rolled material. The rearrangement of the shafts and rolls in the longitudinal direction of the axis of the rolls also allows the possibility of combining it with the aforementioned adjustment of the transverse axis of the rolls, so that in the device made in this way, both the outer diameter of the rolled material and the supply of the latter can be changed. On the other hand, the rearrangement of the rolls in the direction of their axes can also be done as described above using inserts. Modified rolls due to the use of additional inserts can again be set to the desired position with high accuracy and reproducibility of the adjustment of the caliber.

В одной из особенно предпочтительных форм выполнения изобретения предусмотрены в общей сложности четыре приводных валка. Применение четырех валков вместо обычно часто встречающихся трех имеет то преимущество, что поперечник прокатываемого материала охватывается валками значительно крепче. Это, в частности, при прокатке тонкостенных труб ведет к меньшему расширению прокатываемого материала между валками и тем самым к сокращению дополнительного напряжения изгиба и кручения материала. Кроме того, при наличии четырех валков диаметры прокатных валков, обеспечивающие возможно больший охват прокатываемого материала, меньше, чем у трех валков. Меньшие диаметры валков, помимо этого, имеют большое преимущество в части уменьшения момента прокатки, так что все детали привода валков и ротора могут быть выполнены еще более компактными и легкими, что делает более компактным и само устройство в целом. Поэтому применение валков с особенно малыми диаметрами, у которых уменьшение диметра в области гладкой и закругленной зоны более заметно, а проблема кручения прокатываемого материала тем самым встает с большей остротой, в устройстве согласно изобретению не является проблематичным, поскольку оно обеспечивает особенно малый угол наклона, который в этом случае компенсируется.In one particularly preferred embodiment of the invention, a total of four drive rolls are provided. The use of four rolls instead of the commonly occurring three has the advantage that the diameter of the rolled material is covered by the rolls much stronger. This, in particular, when rolling thin-walled pipes leads to less expansion of the rolled material between the rollers and thereby to reduce the additional bending and torsional stresses of the material. In addition, in the presence of four rolls, the diameters of the rolling rolls, providing the greatest possible coverage of the rolled material, are smaller than those of the three rolls. Smaller roll diameters, in addition, have a great advantage in terms of reducing the rolling moment, so that all parts of the drive rolls and rotor can be made even more compact and lightweight, which makes the device as a whole more compact. Therefore, the use of rolls with particularly small diameters, in which the reduction in diameter in the smooth and rounded region is more noticeable, and the problem of torsion of the rolled material thus arises with greater acuity, is not problematic in the device according to the invention, since it provides a particularly small angle of inclination, which in this case is compensated.

Изобретение с помощью чертежей поясняется далее на примерах осуществления.The invention with the help of the drawings is explained further on the examples of implementation.

Фиг. 1-3 изображают виды спереди и сбоку, а также сверху расположения осей валков,FIG. 1-3 depict views of the front and side, as well as the top arrangement of the axes of the rolls,

фиг. 4 - устройство согласно изобретению с возможностью аксиальной и радиальной перестановки валов.FIG. 4 - a device according to the invention with the possibility of axial and radial rearrangement of the shafts.

На виде спереди, изображенном на фиг. 1, показано поперечное сечение прокатываемого материала 1. Изображен массивный пруток. Однако прокатываемым материалом 1 может быть также труба или трубная заготовка, а в ней может находиться внутренний инструмент, как, например, стержень оправки. Прокатываемый материал 1 деформируется с помощью нескольких окружающих его валков 2, хотя на фиг. 1-3 показан лишь один валок. Валки 2 наподобие планет вращаются вокруг продольной оси 3 прокатываемого материала 1, проходящей вертикально относительно плоскости чертежа на фиг. 1. При этом валки 2 вращаются вокруг собственных осей 4 и воздействуют на внешнюю поверхность прокатываемого материала 1. Валки 2 в представленном примере, в основном, выполнены коническими, однако они имеют форму соединенных между собой усеченных конусов с боковыми поверхностями, имеющими различный наклон. Последнее особенно отчетливо видно на виде сбоку, изображенном на фиг. 2, где также показано, что ось 4 валка имеет наклон относительно продольной оси 3 прокатываемого материала 1 на некоторый угол. Один этот сам по себе известный угол наклона не может вызвать никакого продвижения прокатываемого материала 1, если ось 4 валка и продольная ось 3 прокатываемого материала 1 располагаются в одной плоскости. На виде спереди, если смотреть в направлении продольной оси 3 прокатываемого материала 1, видно, что плоскость, в которой ось 4 валка имеет наклон, располагается рядом с продольной осью 3 прокатываемого материала 1 на радиальном удалении «Е» от нее и, кроме того, параллельно ей. Если обратиться к точке 5 касания валка 2 с прокатываемым материалом 1, то можно констатировать, что окружная скорость 6 валка 2 имеет составляющую 1, действующую в направлении подачи прокатываемого материала 1. Эту составляющую, обеспечивающую подачу прокатываемого материала 1, можно также увидеть на виде сверху, изображенном на фиг. 3.In the front view shown in FIG. 1, a cross section of rolled material 1 is shown. A solid bar is shown. However, the rolled material 1 may also be a pipe or pipe billet, and inside it may be an internal tool, such as, for example, a mandrel bar. The rolled material 1 is deformed with the help of several surrounding rolls 2, although in FIG. 1-3, only one roll is shown. Rolls 2 like planets rotate around the longitudinal axis 3 of the rolled material 1, which extends vertically relative to the plane of the drawing in FIG. 1. In this case, the rolls 2 rotate around their own axles 4 and act on the external surface of the rolled material 1. The rolls 2 in the presented example are mainly conical, however, they have the form of truncated cones interconnected with side surfaces having different slopes. The latter is most clearly seen in the side view shown in FIG. 2, where it is also shown that the axis 4 of the roll is inclined relative to the longitudinal axis 3 of the rolled material 1 by a certain angle. This alone known angle of inclination cannot cause any advancement of the rolled material 1 if the axis 4 of the roll and the longitudinal axis 3 of the rolled material 1 are located in the same plane. In the front view, if you look in the direction of the longitudinal axis 3 of the rolled material 1, it can be seen that the plane in which the axis 4 of the roll is inclined is located next to the longitudinal axis 3 of the rolled material 1 at a radial distance "E" from it and, in addition, parallel to her. If we turn to the point of contact 5 of the roll 2 with the rolled material 1, it can be stated that the peripheral speed 6 of the roll 2 has a component 1 that acts in the direction of supply of the rolled material 1. This component, which supplies the rolled material 1, can also be seen in the top view shown in FIG. 3.

На фиг. 4 устройство изображено в частичном продольном разрезе, где валки 2 и их оси 4 расположены в порядке согласно изобретению. Два валка 2 видны, в то время как два других валка 2 из их общего числа четырех в этом примере, находящихся на переднем и на заднем плане, не показаны, чтобы лучше продемонстрировать положение обоих других валков 2.In FIG. 4, the device is shown in partial longitudinal section, where the rolls 2 and their axes 4 are arranged in accordance with the invention. Two rolls 2 are visible, while two other rolls 2 out of a total of four in this example, in the foreground and in the background, are not shown to better demonstrate the position of both other rolls 2.

Валки 2 приводятся во вращение с помощью двигателей. Привод осуществляется посредством несущих валов 8, внешнее зацепление 41 которых взаимодействует с внутренним зацеплением 40 ведущих шестерен 9. Ведущие шестерни 9 вместе входят в зацепление с солнечной шестерней 10, охватывающей прокатываемый материал 1. При этом используется зацепление конических шестерен 11. Солнечная шестерня 10 имеет продолговатую приводную втулку 12, прочно на скручивание соединяющую солнечную шестерню 10 с шестерней 13, которая с помощью звездочки 49 приводится во вращение двигателем с самостоятельной регулировкой (не показан). Валы 8, несущие прокатные валки 2, установлены с возможностью вращения в одном роторе 14, который, в свою очередь, вращается вокруг продольной оси 3 прокатываемого материала 1, поскольку он установлен в корпусе 15 с возможностью вращения. Ротор 14 приводится во вращение с помощью еще одной звездочки 16, входящей в зацепление с его зубчатым венцом 17 и также приводимой во вращение отдельным двигателем (не показано).Rolls 2 are driven by motors. The drive is carried out by means of bearing shafts 8, the external gearing 41 of which interacts with the internal gearing 40 of the driving gears 9. The driving gears 9 are engaged together with the sun gear 10, covering the rolling material 1. In this case, the gearing of the bevel gears 11 is used. The sun gear 10 has an elongated the drive sleeve 12, firmly twisting connecting the sun gear 10 with gear 13, which with the help of an asterisk 49 is driven by a motor with self-adjustment (not according to azan). The shafts 8 carrying the rolling rolls 2 are rotatably mounted in one rotor 14, which, in turn, rotates around the longitudinal axis 3 of the rolled material 1, since it is rotatably mounted in the housing 15. The rotor 14 is driven into rotation by another sprocket 16, which engages with its ring gear 17 and is also driven by a separate motor (not shown).

Конструкция, изображенная на фиг. 4, обеспечивает аксиальную перестановку валков 2 за счет регулировки валов 8. Валки 2, соответственно, прочно стянуты в аксиальном направлении со своим валом 8 с помощью стяжки 18, установленной в центральном продольном отверстии последней. Радиальный подшипник 20 обеспечивает ограниченное, но достаточное аксиальное перемещение вала 8. Втулка 21 подшипника с помощью аксиального подшипника 22 и радиального подшипника 23 установлена с возможностью вращения в роторе 14, который, в свою очередь, установлен в корпусе 15 с помощью подшипника 24. Ротор 14 содержит втулку 25, охватывающую как вал 8, так и окружающую ее втулку 21 подшипника. Эта втулка 25 соединена с ротором 14 и вращается вместе с ним вокруг продольной оси 3 прокатываемого материала 1. В остальном втулка 25 неподвижна. Вал 8, а с ним валок 2 и стяжка 18 также выполняют вращательное движение вокруг продольной оси 3 прокатываемого материала 1, однако последние детали могут перемещаться относительно остальных деталей, в частности, относительно втулки 25, в направлении оси 4 валка 2. При этом устанавливается прочное на скручивание соединение втулки 21 и вала 8 с валком 2 с помощью соединительной втулки 27, которая, с одной стороны, входит в зубчатое зацепление 28 втулки 21 подшипника, а, с другой, в зубчатое зацепление 29 вала 8. Зубчатые зацепления 28 и 29 обеспечивают относительное перемещение в продольном направлении.The construction shown in FIG. 4, provides axial rearrangement of the rolls 2 by adjusting the shafts 8. The rolls 2, respectively, are firmly axially tightened with their shaft 8 by means of a tie 18 installed in the central longitudinal hole of the latter. The radial bearing 20 provides a limited but sufficient axial movement of the shaft 8. The bearing sleeve 21 is mounted rotatably in the rotor 14 with the help of the axial bearing 22 and the radial bearing 23, which, in turn, is mounted in the housing 15 using the bearing 24. The rotor 14 contains a sleeve 25, covering both the shaft 8 and the surrounding sleeve 21 of the bearing. This sleeve 25 is connected to the rotor 14 and rotates with it around the longitudinal axis 3 of the rolled material 1. The rest of the sleeve 25 is stationary. The shaft 8, and with it the roll 2 and the screed 18 also perform a rotational movement around the longitudinal axis 3 of the rolled material 1, however, the last parts can move relative to the remaining parts, in particular relative to the sleeve 25, in the direction of the axis 4 of the roll 2. In this case, a strong twisting the connection of the sleeve 21 and the shaft 8 with the roller 2 using the connecting sleeve 27, which, on the one hand, is in gearing 28 of the bearing sleeve 21, and, on the other hand, in the gearing 29 of the shaft 8. The gearing 28 and 29 provide rel Tel'nykh movement in the longitudinal direction.

Если при наладке устройства валок 2 следует переставить в аксиальном направлении, ротор 14 поворачивается в установочное положение. Рабочий цилиндр 30 в порядке противодействия нажимной пружине 37 в аксиальном направлении выдвигает вперед с помощью втулки 31 тарелку 32.If when setting up the device roll 2 should be rearranged in the axial direction, the rotor 14 is rotated to the installation position. The working cylinder 30, in order to counter the pressure spring 37 in the axial direction, pushes forward the plate 32 using the sleeve 31.

Протяженность зубчатого зацепления 29 лишь соответствует протяженности зацепления на соединительной втулке 27. Если последняя перемещается рабочим цилиндром 30 в направлении валка 2, зубчатое зацепление 29 из-за меньшей протяженности вскоре размыкается. После этого вал 8, а с ним и валок 2 с помощью солнечной шестерни 10 и ведущей шестерни 9 могут вращаться относительно прочной на скручивание втулки 21 подшипника, а благодаря резьбе 36 перемещаться в аксиальном направлении. При этом втулка 21 прочно на скручивание удерживается рабочим цилиндром 30 с помощью его втулки 31, зацепления 45, тарелки 32, соединительной втулки 27, свинченной с последней, и зубчатого зацепления 28.The length of the gearing 29 only corresponds to the length of the gearing on the connecting sleeve 27. If the latter is moved by the working cylinder 30 in the direction of the roll 2, the gearing 29 will soon open due to the shorter length. After that, the shaft 8, and with it the roll 2, can be rotated with the help of the sun gear 10 and the pinion gear 9 relatively sturdy to twist the bearing sleeve 21, and thanks to the thread 36 move in the axial direction. In this case, the sleeve 21 is firmly twisted by the working cylinder 30 with the help of its sleeve 31, gearing 45, plate 32, connecting sleeve 27 screwed from the latter, and gearing 28.

Вал 8, а вместе с ним валок 2 переставляются в направлении, поперечном направлению продольной оси 3 прокатываемого материала 1. Ведущая шестерня 9 установлена в соединительной детали ротора 44 с возможностью вращения с помощью неподвижного подшипника 38 и холостого подшипника 39 и таким образом остается в надежном зацеплении с солнечной шестерней 10. Однако в области ступицы ведущая шестерня 9 имеет внутреннее зацепление 40, с которым взаимодействует внешнее зацепление 41. Все же это имеет место только на ограниченной части окружности 42, поскольку внешнее зацепление 41 вала 8 имеет явно меньший диаметр, чем внутреннее зацепление 40. Это приводит к перемещению вала 8. Последний монтируется в эксцентриковой втулке 43, прочно на скручивание устанавливаемой в роторе 14, а втулка 25 на фиг. 6 выполнена в виде такой же эксцентриковой втулки. Кручение этих эксцентриковых втулок 25 и 43, в которых располагаются радиальные подшипники 23 и 20, вызывает поперечное перемещение вала 8 и прокатного валка 20. Кручение обеих эксцентриковых втулок 25, 43 происходит синхронно с помощью объединяющей их соединительной детали 44, после чего винты 46 отпускаются.The shaft 8, and with it the roll 2 are rearranged in the direction transverse to the longitudinal axis 3 of the rolled material 1. The pinion gear 9 is mounted in the connecting part of the rotor 44 with the possibility of rotation by means of a stationary bearing 38 and an idle bearing 39 and thus remains in reliable engagement with the sun gear 10. However, in the area of the hub, the pinion gear 9 has an internal gear 40, with which the external gear 41 interacts. However, this only takes place on a limited part of the circle 42, since the external engagement 41 of the shaft 8 has a clearly smaller diameter than the internal engagement 40. This leads to the movement of the shaft 8. The latter is mounted in the eccentric sleeve 43, firmly twisting installed in the rotor 14, and the sleeve 25 in FIG. 6 is made in the form of the same eccentric sleeve. The torsion of these eccentric bushings 25 and 43, in which the radial bearings 23 and 20 are located, causes the lateral movement of the shaft 8 and the rolling roll 20. The torsion of both eccentric bushings 25, 43 occurs synchronously with the connecting piece 44 connecting them, after which the screws 46 are released.

В вышеописанных примерах выполнения, приведенных на фигурах, направление прохождения прокатываемого материала выбрано с таким расчетом, чтобы расположение валков получалось сходящимся. Однако направление прохождения прокатываемого материала может быть также изменено, вследствие чего расположение валков обозначается как расходящееся. Последнее имеет место, когда устройство используется, например, в качестве расширительной клети для труб.In the above-described exemplary embodiments shown in the figures, the direction of passage of the rolled material is selected so that the location of the rolls is convergent. However, the direction of passage of the rolled material can also be changed, as a result of which the location of the rolls is designated as diverging. The latter occurs when the device is used, for example, as an expansion stand for pipes.

Claims

1. A device for the cross-helical rolling of a tubular or bar rolling material, containing two or more drive rolling rolls (2), rotating around the longitudinal axis (3) of the rolled material (1), while the axis (4) of the rolling rolls are inclined relative to the longitudinal axis (3) of the rolled material (1), and for feeding the rolled material (1) the inclined axes (4) of the rolls (2) extend in those planes that are parallel to the longitudinal axis in the direction of the longitudinal axis (3) of the rolled material (1) and (3) the rolled material (1), next to it and at a certain radial distance (E) from it, while the drive gear (9) surrounding the corresponding axis (4) of the roll (2) using bevel gears (11) engages with the sun gear (10) surrounding the longitudinal axis (3) of the rolled material (1), and the middle axis of the pinion gear (9) lies in the plane in which the longitudinal axis (3) of the rolled material (1) leading the gear (9) engaged with the sun gear (10) has internal gearing (40) in the hub region, with which interacts with the external engagement (41) of the shaft (8), which carries the corresponding rolling roll (2) and is mounted with an axis offset relative to the middle axis of the pinion gear (9) so that it has an inclination in those planes that are in the direction of the longitudinal axis (3 ) rolled material (1) are parallel to the longitudinal axis (3) of the rolled material (1), next to it and at a certain radial distance (E) from it.

2. The device according to claim 1, characterized in that the shaft (8) bearing the corresponding rolling roll (2) is mounted in rotating eccentric bushings (25, 43) with the possibility of shifting in the transverse direction relative to the pinion gear (9) and the longitudinal axis (3) rolled material (1).

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the rolling rolls (2) are arranged to swap in the direction of their axes (4).

4. The device according to claim 1 or 2, characterized in that a total of four drive rolls (2) are provided.