專利名稱：多輥大口徑薄壁無縫管軋機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及無縫鋼管軋機，尤其是冷軋大口徑薄壁無縫鋼管 軋機。
背景技術：
無縫鋼管的加工可以通過熱軋、冷軋工藝中完成。熱軋加工耗能 高，成品管表面質量不能符合直接利用的要求。 一些用戶希望得到的 大口徑薄壁無縫管具有一定的精度，以減少后道金加工，降低用戶的 生產成本。因此，冷軋加工逐步形成，如多機架斜軋機形式布置的、 用于薄壁荒管延伸的阿塞爾軋管法，但是該設備的機型大，投資成本 很高，成品管表面質量不能完全滿足用戶的需求。
現階段，我國中小口徑的無縫鋼管國內采用周期式往復冷軋設 備，主要是兩輥、三輥周期式往復冷軋機，成品管的外表光潔、尺寸 精度高，加工效率高，產量大，已經達到國際水平可代替進口產品， 并有大量產品出口 。但大口徑特別是特大口徑的無縫鋼管目前基本上 是熱軋鋼管，產品表面粗糙、壁厚不均勻、尺寸散差大，屬于粗管其
應用領域并不廣；現代工業技術的快速發展，對產品的質量、壽命要 求越來越高，大口徑特別是特大口徑高品質的無縫鋼管需求量越來越 大，其廣泛應用于諸如石油、田燃氣的運輸管道，高壓鍋爐管，石油 化工用管，核能用管。目前我國的高檔大口徑無縫鋼管大部分儼然依賴進口 ，特別是核 能用管99%都是進口的。我國目前生產的高檔的無縫鋼管工藝是熱軋
鋼管經過精加工和時效處理去應力的。材料利用率低僅僅為40 50%;
而且加工設備巨大昂貴、加工困難、生產效率低下，性價比低；品質 較差、產量很小，遠不能滿足日益擴大的市場需求(高品質、高精度 的大口徑冷軋無縫鋼管)。根本原因是沒有大口徑(含特大口徑)的 冷軋管機設備，無法高效率地組織生產高精度、高品質的大口徑冷軋 無縫鋼管。
大口徑冷軋鋼管設備無法簡單地從小型號的設備擴大仿制而來， 一方面是因為相對應的機械配件行業的發展并沒有緊跟上無縫鋼管 行業的發展。另一方面，大口徑管由于直徑大，如果仍按現有技術的 加工模式，軋輥凹弧形滾道中部和兩端的線速度會有很大差值，如圖
5、6所示，圖中所示為兩輥式，由于1/2輥子中間與兩端的半徑差值 較大，其中間點84的線速度V5和端點83處的線速度V6在1/2輥 子轉速為定值的情況下，會有較大的差值。這一差值會造成與l/2輥 子接觸處的管子塑性變形量不均勻，出現管子破裂、壁厚不一或管子 各部分致密度不均等問題。
實用新型內容
本實用新型針對以上問題，提供了一種在軋制大口徑管時，軋輥 運行平穩，軋輥凹弧形滾道中部和兩端的線速度差值小，從而避免管 子在軸向上產生過大的塑性變形量的多輥大口徑薄壁無縫管軋機。
本實用新型的技術方案是包括主機頭、無縫管夾持送進裝置、芯棒送進回復裝置；主機頭包括機架、機座，機架內設有軋頭，機座 上設有軋頭驅動機構，機架內的軋頭可相對于機座往復運動，軋頭與 無縫管、芯棒同心設置，所述的軋頭驅動機構設有同步運動的兩級速 度不同的驅動桿，驅動桿沿軋頭軸線方向往復運動；所述的軋頭由同
心設置且可沿軸線相對運動的本體、軋輥組構成，本體包括套筒、扇
形塊、滑道、調整斜楔，軋輥組由導架和至少四個軋輥組成；導架將 至少四個軋輥排列在一個圓周線上，至少四個軋輥的軸線與所述的一 個圓周線處于同一平面且相切，導架還設有架腳；滑道、調整斜楔固 定連接在套筒內，滑道頂面為弧形或折線形凸面，底面與調整斜楔適 配，滑道橫截面呈U形；軋輥的兩軸頭與滑道頂面滾動接觸，軋輥 設置在滑道的U形形腔內；扇形塊兩側面分別與相鄰的滑道、調整 斜楔的側面相連，扇形塊底面與套筒內表面適配相連，扇形塊頂面與 導架的架腳滑動圓定心連接；所述的兩級速度不同的驅動桿，其中的 高速驅動桿與本體相連，低速驅動桿與軋輥組相連。
所述滑道頂面的弧形或折線形凸面，按照朝向進給方向包括逐步 上升的回轉送進段、減直徑段、減壁厚段、均整段和逐步下降的倒錐 段。
所述的軋輥組中設72°均布的五只軋輥，五只軋輥的外輪廓在 軋輥組的軸向截面上呈環孔形。
本實用新型設置了至少四只軋輥，與現有技術的兩輥、三輥相比， 輥子中間處與輥子兩端的半徑差值小，在輥子轉速一定的情況下，中 點處線速度與端點處線速度接近，在壓延加工中，"推動"塑性區金屬材料流動的推動力一致，使得管子微觀組織的均勻度高。此外，根 據軋制工藝所提出的正、反行程加工，設計了與正、反行程加工適配 的滑道，在滑道的頂面設置了具有與壓延加工適應的逐步上升的回轉 送進段、減直徑段、減壁厚段、均整段和逐步下降的倒錐段，使得輥 子按照上述曲線在軸向往返運動的同時，加載徑向運動，實現正行程、 返行程的壓延加工。為了保證輥子與滑道間的相對運動，本實用新型 的軋頭由本體、軋輥組構成，兩者由同步運動的兩級速度不同的驅動 桿分別驅動，設在本體內的滑道與軋輥組內的輥子在軸向上運動速度 不同，保證了輥子與滑道間的相對運動，進而保證了輥子與被加工管 子表面相對滾動，因為只有在輥子與鋼管表面相對滾動地壓延，才能 確保鋼管表面的質量。本實用新型軋制過程平穩，成品管的精度高、 質量好。
圖1是本實用新型中軋頭橫向截面的結構示意圖
圖中1是套筒，2是扇形塊，3是滑道，4是調整斜楔，5是導架，
6是輥子；
圖2是本實用新型中軋頭縱向截面的結構示意圖 圖中7是荒管，8是變形區，9是成品管，IO是芯棒，ll是驅動 桿一，12是驅動桿二， a是回轉送進段，b是減直徑段，c是減壁厚 段，d是均整段，e是倒錐段，VI是輥子的軸向移動速度，V2滑道 的軸向移動速度；
圖3是本實用新型輥子工作時的原理圖圖中81是輥子端點，82是輥子中點； 圖4是圖3的右視圖
圖中V3是輥子中點線速度，V4是輥子端點線速度； 圖5是現有技術中1/2輥子的工作原理圖 圖中83是1/2輥子端點，84是1/2輥子中點； 圖6是圖5的右視圖
圖中V5是1/2輥子中點線速度，V6是1/2輥子端點線速度。
具體實施方式
如圖1、 2所示，本實用新型包括主機頭、無縫管夾持送進裝置、 芯棒送進回復裝置；主機頭包括機架、機座，機架內設有軋頭，機座 上設有軋頭驅動機構，機架內的軋頭可相對于機座往復運動，軋頭與 無縫管、芯棒10同心設置，軋頭驅動機構設有同步運動的兩級速度 不同的驅動桿，驅動桿沿軋頭軸線方向往復運動；軋頭由同心設置且 可沿軸線相對運動的本體、軋輥組構成，本體包括套筒l、扇形塊2、 滑道3、調整斜楔4，軋輥組由導架5和至少四個軋輥6組成；導架 5將至少四個軋輥6排列在一個圓周線上，至少四個軋輥6的軸線與 所述的一個圓周線處于同一平面且相切，導架5還設有架腳；滑道3、 調整斜楔4固定連接在套筒1內，滑道3頂面為弧形或折線形凸面， 底面與調整斜楔4適配，滑道3橫截面呈U形；軋輥6的兩軸頭與 滑道3頂面滾動接觸，軋輥6設置在滑道3的U形形腔內；扇形塊2 兩側面分別與相鄰的滑道3、調整斜楔4的側面相連，扇形塊2底面 與套筒1內表面適配相連，扇形塊2頂面與導架5的架腳滑動圓定心連接；所述的兩級速度不同的驅動桿，包括驅動桿一 11、驅動桿二
12，其中的高速驅動桿，即驅動桿二 12與本體相連，低速驅動桿即
驅動桿一ll與軋輥組相連。
滑道3頂面的弧形或折線形凸面，按照朝向進給方向包括逐步上 升的回轉送進段a、減直徑段b、減壁厚段c、均整段d和逐步下降的 倒錐段e。
軋輥組中設72°均布的五只軋輥6，五只軋輥6的外輪廓在軋輥 組的軸向截面上呈環孔形。
本實用新型的工作原理如圖2、 3、 4所示，驅動桿一 11、驅動 桿二 12分別驅動軋輥6、滑道3以不同的速度向荒管7的方向運動， 由于V1、 V2速度差的存在，軋輥6相對于滑道做軸向運動的同時， 也在做徑向運動。荒管7中插設芯棒10，軋輥6的上緣接觸荒管7 表面，首先接觸部位形成塑性變形區8，當運動超過均整段d后，繼 續運動，到達倒錐段e后，荒管7轉動一定角度，返程，直至回轉送 進段a，成品管9成型。本實用新型最大的優勢在于，增加輥子6數 量的同時，減小了輥子6的弧度，使得輥子6的輥子端點81、輥子 中點82的線速度V4、 V3接近。這樣，在荒管7塑性變形時加載在 其變形區8軸向的"推動力"也接近，塑性變形后的成品管9的致密 度、纖維方向比較均勻、 一致。
權利要求1、多輥大口徑薄壁無縫管軋機，包括主機頭、無縫管夾持送進裝置、芯棒送進回復裝置；主機頭包括機架、機座，機架內設有軋頭，機座上設有軋頭驅動機構，機架內的軋頭可相對于機座往復運動，軋頭與無縫管、芯棒同心設置，其特征在于，所述的軋頭驅動機構設有同步運動的兩級速度不同的驅動桿，驅動桿沿軋頭軸線方向往復運動；所述的軋頭由同心設置且可沿軸線相對運動的本體、軋輥組構成，本體包括套筒、扇形塊、滑道、調整斜楔，軋輥組由導架和至少四個軋輥組成；導架將至少四個軋輥排列在一個圓周線上，至少四個軋輥的軸線與所述的一個圓周線處于同一平面且相切，導架還設有架腳；滑道、調整斜楔固定連接在套筒內，滑道頂面為弧形或折線形凸面，底面與調整斜楔適配，滑道橫截面呈U形；軋輥的兩軸頭與滑道頂面滾動接觸，軋輥設置在滑道的U形形腔內；扇形塊兩側面分別與相鄰的滑道、調整斜楔的側面相連，扇形塊底面與套筒內表面適配相連，扇形塊頂面與導架的架腳滑動圓定心連接；所述的兩級速度不同的驅動桿，其中的高速驅動桿與本體相連，低速驅動桿與軋輥組相連。
2、 根據權利要求1所述的多輥大口徑薄壁無縫管軋機，其特征 在于，所述滑道頂面的弧形或折線形凸面，按照朝向進給方向包括逐 步上升的回轉送進段、減直徑段、減壁厚段、均整段和逐步下降的倒 錐段。
3、 根據權利要求1所述的多輥大口徑薄壁無縫管軋機，其特征在于，所述的軋輥組中設72°均布的五只軋輥，五只軋輥的外輪廓 在軋輥組的軸向截面上呈環孔形。
專利摘要多輥大口徑薄壁無縫管軋機，涉及冷軋大口徑薄壁無縫鋼管軋機。軋輥運行平穩，軋輥凹弧形滾道中部和兩端的線速度差值小，從而避免管子在軸向上產生過大的塑性變形量。包括主機頭、無縫管夾持送進裝置、芯棒送進回復裝置；主機頭包括機架、機座，機架內設有軋頭，機座上設有軋頭驅動機構，機架內的軋頭可相對于機座往復運動，軋頭與無縫管、芯棒同心設置，所述的軋頭驅動機構設有同步運動的兩級速度不同的驅動桿，驅動桿沿軋頭軸線方向往復運動；所述的軋頭由同心設置且可沿軸線相對運動的本體、軋輥組構成，所述的兩級速度不同的驅動桿，其中的高速驅動桿與本體相連，低速驅動桿與軋輥組相連。軋制過程平穩，成品管的精度高、質量好。
文檔編號B21B31/02GK201239735SQ20082003785
公開日2009年5月20日 申請日期2008年7月7日 優先權日2008年7月7日
發明者劉海春, 張懷德, 徐國榮, 王如軍, 俊 蘇 申請人:揚州誠德鋼管有限公司