一種大型立式復合軋環機的芯輥裝置制造方法
【專利摘要】本發明提出一種大型立式復合軋環機的芯輥裝置。該裝置包括芯輥、固定支座、活動支座、芯輥底座、升降驅動裝置，芯輥兩端分別與固定支座、活動支座的上端相連，固定支座和活動支座的下端分別固定于芯輥底座上平面兩端，升降驅動裝置安設于芯輥底座上平面中間位置，活動支座的下端與升降驅動裝置相連，使活動支座上下移動，固定支座外側連接有旋轉驅動裝置，可帶動芯輥自旋轉，旋轉驅動裝置外側連接有定位擋板機構，并安裝位移傳感器實現了擋板精確定位。本發明結構簡單、可靠實用、安裝調試方便，能有效減少廢品損失。
【專利說明】一種大型立式復合軋環機的芯輥裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于立式軋環機的【技術領域】，尤其涉及一種大型立式復合軋環機的芯輥裝置。
【背景技術】
[0002]隨著國民經濟和國防建設的不斷發展，大型復雜環件在工業中的使用比例越來越大，直徑I米以上、具有復雜截面形狀的大型厚壁深槽類環件，如雙邊法蘭、高壓球閥體、石油管道端接頭和回轉支承等，在工程機械、電力、石油化工等領域被廣泛應用。復合軋環工藝是成形此類環件的新技術，具有低耗、高效、優質成形等優點，該類環件的成形分為兩個階段:1)普通軋環階段，環件在輾壓輪旋轉和芯輥進給的作用下壁厚減小，直徑擴大，凹槽初步成形，此階段副軋輥不參與環件的軋制成形；2)三輥橫軋階段，隨著軋制的進行，副軋輥開始與環件接觸并參與軋制成形，此時環件直徑不再擴大，在副軋輥擠壓作用下，環坯外表面金屬沿徑向填充軋輥型腔，逐漸成形凹槽。
[0003]目前的小型復合軋環機主要結構是在原有D51型立式熱軋環機的基礎上，將導向輥和測量輥部件進行改造，改進為一對副軋輥，芯輥裝置仍然沿用原有D51型立式熱軋環機的結構，由于直徑超過I米的厚壁深槽類環件重量和軸向高度較大，且是豎直套在芯輥上，環坯重量全部由芯輥承受，輾壓輪在旋轉軋制時，必須克服環坯和芯輥等的轉動慣量和轉動阻力，尤其對于質量較差的毛坯，因此，改造后的設備在力能和設備尺寸空間上均不適用于直徑Im以上的厚壁深槽類環件的復合軋制成形，必須開發新型復合軋環設備及其關鍵部件。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題在于針對上述存在的問題，提供一種大型立式復合軋環機的芯輥裝置，使芯輥實現自旋轉，防止芯輥在軋制力的作用下產生軸向變形，防止毛坯環件在軋制過程中沿軸向發生竄動。
[0005]本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是:一種大型立式復合軋環機的芯輥裝置，其特征在于，包括芯輥、固定支座、活動支座、芯輥底座、升降驅動裝置，所述芯輥兩端分別與所述固定支座、活動支座的上端相連，固定支座和活動支座的下端分別固定于所述芯輥底座上平面兩端，所述升降驅動裝置安設于芯輥底座上平面中間位置，活動支座的下端與升降驅動裝置相連。
[0006]按上述方案，所述活動支座包括支撐錐套、第一軸承組、活動支架、軸承壓蓋和頂出裝置，所述活動支架包括中間的三角連接板和上下兩端的圓筒結構，上端圓筒軸線與所述芯輥軸線平行，下端圓筒軸線與芯輥軸線垂直，下端圓筒外壁連接擺臂，所述擺臂與所述升降驅動裝置相連；所述上端圓筒內側端面連接所述軸承壓蓋，上端圓筒外側端面連接所述頂出裝置；所述下端圓筒通過轉軸分別于對稱設置于芯輥底座上平面兩側的支撐座相鉸接；所述支撐錐套為一端開口的內腔為錐形的套筒，安設于所述上端圓筒內腔中心位置，支撐錐套與所述芯輥一端相配置，支撐錐套通過所述第一軸承組分別與上端圓筒和頂出裝置相連接。
[0007]按上述方案，所述頂出裝置包括頂出油缸、油缸端蓋和頂出活塞桿，所述頂出油缸一端與所述油缸端蓋相連，另一端與所述上端圓筒外側端面相連，所述頂出活塞桿安設于頂出油缸內腔，頂出活塞桿依次穿過頂出油缸內側端面中心位置的通孔及所述支撐錐套內側端面中心位置的通孔，進入支撐錐套內腔。
[0008]按上述方案，所述第一軸承組包括調心滾子軸承、軸承隔圈和推力調心滾子軸承，所述調心滾子軸承設于所述支撐錐套圓周面靠近所述軸承壓蓋的一端，支撐錐套通過調心滾子軸承與所述上端圓筒相連；所述推力調心滾子軸承設于支撐錐套圓周面靠近所述頂出裝置的一端，支撐錐套通過推力調心滾子軸承與所述頂出裝置相連；所述軸承隔圈設于支撐錐套圓周面上，位于調心滾子軸承和推力調心滾子軸承之間。
[0009]按上述方案，所述擺臂為相對下端圓筒中心對稱安設的兩個下端開有通孔的臂板，所述升降驅動裝置為活塞式油缸，油缸的活塞桿端頭位于所述兩個臂板中間并通過轉軸相鉸接，油缸安裝于芯輥底座上平面設置的油缸底座上。
[0010]按上述方案，所述固定支座包括連接套、固定支架、第二軸承組、軸承壓環和旋轉驅動裝置，所述固定支架包括底部固定于所述芯輥底座上平面的三角連接板和三角連接板頂部的圓筒，所述圓筒軸線與所述芯輥軸線平行；所述連接套為內側一端設有凸緣的圓柱套筒，連接套外套于所述芯輥的另一端，連接套內側通過芯輥的臺階定位，連接套外側通過芯輥另一端端頭的鎖緊螺母定位，連接套設于所述圓筒的中心位置并通過所述第二軸承組相連，所述軸承壓環設于所述連接套凸緣的外周面并與圓筒內側端面相連；所述旋轉驅動裝置包括箱體、液壓馬達、減速器主動齒輪、減速器從動齒輪，所述箱體內側開口的端面與所述圓筒外側端面相連，所述液壓馬達安裝于箱體下部外壁上，液壓馬達的傳動軸穿過箱體外壁進入箱體內腔，所述減速器主動輪安裝于所述傳動軸上，所述減速器從動輪外套于所述連接套外側圓周面并與減速器主動輪相聯動，減速器從動輪內側通過連接套外側臺階定位，減速器從動輪外側通過設于連接套圓周面上的鎖緊螺母定位。
[0011]按上述方案，所述第二軸承組包括兩組雙列圓柱滾子軸承、兩個軸承襯墊、兩組推力調心滾子軸承和軸承隔圈，所述兩組雙列圓柱滾子軸承分別設于所述連接套圓周面凸緣和臺階處，所述兩個軸承襯墊的一側端面分別緊貼兩組雙列圓柱滾子軸承端面設置，所述兩組推力調心滾子軸承分別緊貼所述兩個軸承襯墊的另一側端面設置，所述軸承隔圈設于兩組推力調心滾子軸承之間。
[0012]按上述方案，還包括定位擋板機構，所述定位擋板機構包括開有中心通孔的定位板、兩根導向桿、定位油缸、導向桿支架、位移傳感器和傳感器支架，所述芯棍穿過定位板中心通孔，定位板位于所述活動支座及固定支座之間，定位板兩側開有通孔分別與所述兩根導向桿一端相連，導向桿另一端與所述導向桿支架相連，導向桿支架為梯形折彎板，所述折彎板的梯形兩邊的端部均設有凸邊，所述凸邊的中心位置開有通孔與所述導向桿另一端相連；所述定位油缸安設于所述箱體外側的中心位置，定位油缸的活塞桿的端頭與所述導向桿支架內側中心相連，油缸外壁設有向上的安裝支座；所述傳感器支架設于所述導向桿支架的外側，所述位移傳感器一端通過銷軸與所述安裝支座鉸接，位移傳感器另一端與傳感器支架的上部相連，傳感器外側端面上連接有傳感器罩，所述傳感器罩外罩于傳感器輸出端。
[0013]按上述方案，所述定位板底部設有螺孔，所述螺孔口位于定位板底部端面，螺孔連接“L”型冷卻管的豎直管管口，豎直管管口與螺孔之間形成空腔，所述“L”型冷卻管的水平管穿過所述固定支架的三角連接板，水平管管口連接冷卻液容器，所述螺孔向定位板外側端面開有數個傾斜向下的孔道。
[0014]本發明的有益效果是:1、采用了主動旋轉裝置，解決了大型立式復合軋環機生產中因環坯過重或環坯內外圓偏心導致的環坯無法順利咬入孔型的問題，減少廢品損失；2、設計了芯輥活動支座，用于防止芯輥在軋制力的作用下產生軸向變形，芯輥活動支座設計有擺臂和脫開裝置，為上下料讓出了空間，實現了坯料與成品的豎直進出，降低了上下料難度，有利于組成生產線實現自動化的上下料；3、在芯輥軸承座一端設置有環件毛坯定位裝置，可保證環件毛坯相對于各軋輥的初始軋制位置以及在軋制過程中不會沿軸向發生竄動。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明一個實施例的軸測圖。
[0016]圖2為本發明一個實施例的正向剖視圖。
[0017]圖3為圖2的局部放大圖A。
[0018]圖4為圖2的局部放大圖B。
[0019]其中:1.芯輥，2.固定支架，3.活動支架，4.芯輥底座，5.支撐錐套，6.第一軸承組，7.軸承壓蓋，8.頂出裝置，9.擺臂，10.支撐座，11.轉軸，12.頂出油缸，13.油缸端蓋，14.頂出活塞桿，15.調心滾子軸承，16.軸承隔圈，17.推力調心滾子軸承，18.活塞式油缸，19.連接套，20.第二軸承組，21.軸承壓環，22.旋轉驅動裝置，23.鎖緊螺母，24.箱體，25.液壓馬達，26.減速器主動齒輪，27.減速器從動齒輪，28.雙列圓柱滾子軸承，29.軸承襯墊，30.推力調心滾子軸承，31.定位板，32.導向桿，33.定位油缸，34.導向桿支架，35.位移傳感器，36.傳感器支架，37.安裝支座，38.傳感器罩，39.螺孔，40.冷卻管，41.孔道。
【具體實施方式】
[0020]為更好地理解本發明，下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的描述。
[0021]如圖1-4所示，一種大型立式復合軋環機的芯輥裝置，包括芯輥1、固定支座、活動支座、芯輥底座4、升降驅動裝置，芯輥兩端分別與固定支座、活動支座的上端相連，消除芯輥懸臂梁支承形式，防止芯輥在軋制力的作用下產生軸向變形，固定支座和活動支座的下端分別固定于芯輥底座4的上平面兩端，升降驅動裝置安設于芯輥底座上平面中間位置，活動支座的下端與升降驅動裝置相連。
[0022]活動支座包括支撐錐套5、第一軸承組6、活動支架3、軸承壓蓋7和頂出裝置8，活動支架3包括中間的三角連接板和上下兩端的圓筒結構，活動支架3的上端圓筒軸線與芯輥I軸線平行，活動支架3的下端圓筒軸線與芯輥軸線垂直，下端圓筒外壁連接擺臂9，擺臂9與升降驅動裝置相連；上端圓筒內側端面連接軸承壓蓋7，上端圓筒外側端面連接頂出裝置8 ;下端圓筒通過轉軸分別于對稱設置于芯輥底座上平面兩側的支撐座10相鉸接；支撐錐套5為一端開口的內腔為錐形的套筒，安設于上端圓筒內腔中心位置，支撐錐套與芯輥一端相配置，支撐錐套通過第一軸承組分別與上端圓筒和頂出裝置相連接。
[0023]頂出裝置8包括頂出油缸12、油缸端蓋13和頂出活塞桿14，頂出油缸一端與油缸端蓋相連，另一端與活動支架3的上端圓筒外側端面相連，頂出活塞桿安設于頂出油缸內腔，頂出活塞桿依次穿過頂出油缸內側端面中心位置的通孔及支撐錐套5內側端面中心位置的通孔，進入支撐錐套內腔，擺臂9為相對活動支架3的下端圓筒中心對稱安設的兩個下端開有通孔的臂板，升降驅動裝置為活塞式油缸18，油缸的活塞桿端頭位于所述兩個臂板中間并通過轉軸11相鉸接，油缸安裝于芯輥底座4上平面設置的油缸底座上，第一軸承組6包括調心滾子軸承15、軸承隔圈16和推力調心滾子軸承17，調心滾子軸承設于支撐錐套5圓周面靠近軸承壓蓋7的一端，支撐錐套通過調心滾子軸承與活動支架3的上端圓筒相連；推力調心滾子軸承設于支撐錐套圓周面靠近頂出裝置8的一端，支撐錐套通過推力調心滾子軸承與頂出裝置相連；軸承隔圈設于支撐錐套圓周面上，位于調心滾子軸承和推力調心滾子軸承之間。
[0024]固定支座包括連接套19、固定支架2、第二軸承組20、軸承壓環21和旋轉驅動裝置22，固定支架2包括底部固定于芯輥底座4上平面的三角連接板和三角連接板頂部的圓筒，圓筒軸線與芯輥I的軸線平行；連接套19為內側一端設有凸緣的圓柱套筒，連接套外套于芯輥的另一端，連接套內側通過芯輥的臺階定位，連接套外側通過芯輥另一端端頭的鎖緊螺母23定位，連接套設于圓筒的中心位置并通過第二軸承組20相連，軸承壓環21設于連接套凸緣的外周面并與圓筒內側端面相連；旋轉驅動裝置22包括箱體24、液壓馬達25、減速器主動齒輪26、減速器從動齒輪27，箱體24內側開口的端面與圓筒外側端面相連，液壓馬達25安裝于箱體下部外壁上，液壓馬達的傳動軸穿過箱體外壁進入箱體內腔，減速器主動輪26安裝于傳動軸上，減速器從動輪27外套于連接套19外側圓周面并與減速器主動輪相聯動，減速器從動輪內側通過連接套外側臺階定位，減速器從動輪外側通過設于連接套圓周面上的鎖緊螺母23定位。
[0025]第二軸承組20包括兩組雙列圓柱滾子軸承28、兩個軸承襯墊29、兩組推力調心滾子軸承30和軸承隔圈16，兩組雙列圓柱滾子軸承28分別設于連接套19圓周面凸緣和臺階處，兩個軸承襯墊29的一側端面分別緊貼兩組雙列圓柱滾子軸承端面設置，兩組推力調心滾子軸承30分別緊貼兩個軸承襯墊的另一側端面設置，軸承隔圈16設于兩組推力調心滾子軸承之間。
[0026]還包括定位擋板機構，定位擋板機構包括開有中心通孔的定位板31、兩根導向桿32、定位油缸33、導向桿支架34、位移傳感器35和傳感器支架36，芯輥I穿過定位板31中心通孔，定位板位于活動支座及固定支座之間，定位板兩側開有通孔分別與兩根導向桿32一端相連，導向桿另一端與導向桿支架34相連，導向桿支架為梯形折彎板，折彎板的梯形兩邊的端部均設有凸邊，凸邊的中心位置開有通孔與導向桿另一端相連；定位油缸33安設于箱體24外側的中心位置,定位油缸的活塞桿的端頭與導向桿支架內側中心相連，油缸外壁設有向上的安裝支座37 ;傳感器支架36設于導向桿支架34的外側,位移傳感器35 —端通過銷軸與安裝支座37鉸接，位移傳感器另一端與傳感器支架的上部相連，傳感器外側端面上連接有傳感器罩38，傳感器罩38外罩于傳感器輸出端，保證信號的輸出效果，定位擋板機構可保證環件毛坯相對于各軋輥的初始軋制位置以及在軋制過程中不會沿軸向發生竄動。
[0027]定位板31底部設有螺孔39，螺孔口位于定位板底部端面，螺孔39連接“L”型冷卻管40的豎直管管口，豎直管管口與螺孔之間形成空腔，“L”型冷卻管的水平管穿過固定支架2的三角連接板，水平管管口連接冷卻液容器，螺孔向定位板外側端面開有數個傾斜向下的孔道41。
[0028]芯輥I右端插入固定支架2的連接套19內，連接套依次通過第二軸承組20、鎖緊螺母23安裝在固定支架2的圓筒內，液壓馬達25的輸出軸帶動連接減速器主動輪26旋轉，減速器從動輪27隨之發生轉動，進而帶動連接套及芯輥自旋轉，當環件內孔線速度超過液壓馬達提供的轉速時，可通過液壓回路釋放多余的液壓油。在箱體24的外側段面上安裝定位擋板機構，由定位油缸33通過兩根導向桿32推動定位板31沿與芯棍I軸向來回運動，并安裝了位移傳感器35，以實現定位板的精確定位，在定位板上設置有冷卻螺孔39，可接入冷卻管40，通過孔道41向外噴灑冷卻液，用來冷卻芯輥。
[0029]芯輥I左端插入支撐錐套5中，通過第一軸承組6安裝在活動支架3的上端圓筒內，活動支架3由安裝在芯輥底座4上的活塞式油缸18通過活塞桿推動其繞轉軸11轉動，實現活動支架的升降，在上下料時，頂出油缸12的頂出活塞桿14將芯輥I與活動支架3脫開，由活塞式油缸18推動擺臂9使活動支架下降，在軋制過程中，由活塞式油缸18推動擺臂9使活動支架上升，活動支架與芯輥的端部閉合，實現了坯料與成品的豎直進出，降低了上下料難度，有利于組成生產線實現自動化的上下料。
【權利要求】
1.一種大型立式復合軋環機的芯輥裝置，其特征在于，包括芯輥、固定支座、活動支座、芯輥底座、升降驅動裝置，所述芯輥兩端分別與所述固定支座、活動支座的上端相連，固定支座和活動支座的下端分別固定于所述芯輥底座上平面兩端，所述升降驅動裝置安設于芯輥底座上平面中間位置，活動支座的下端與升降驅動裝置相連。
2.根據權利要求1所述的一種大型立式復合軋環機的芯輥裝置，其特征在于，所述活動支座包括支撐錐套、第一軸承組、活動支架、軸承壓蓋和頂出裝置，所述活動支架包括中間的三角連接板和上下兩端的圓筒結構，上端圓筒軸線與所述芯輥軸線平行，下端圓筒軸線與芯輥軸線垂直，下端圓筒外壁連接擺臂，所述擺臂與所述升降驅動裝置相連；所述上端圓筒內側端面連接所述軸承壓蓋，上端圓筒外側端面連接所述頂出裝置；所述下端圓筒通過轉軸分別于對稱設置于芯輥底座上平面兩側的支撐座相鉸接；所述支撐錐套為一端開口的內腔為錐形的套筒，安設于所述上端圓筒內腔中心位置，支撐錐套與所述芯輥一端相配置，支撐錐套通過所述第一軸承組分別與上端圓筒和頂出裝置相連接。
3.根據權利要求2所述的一種大型立式復合軋環機的芯輥裝置，其特征在于，所述頂出裝置包括頂出油缸、油缸端蓋和頂出活塞桿，所述頂出油缸一端與所述油缸端蓋相連，另一端與所述上端圓筒外側端面相連，所述頂出活塞桿安設于頂出油缸內腔，頂出活塞桿依次穿過頂出油缸內側端面中心位置的通孔及所述支撐錐套內側端面中心位置的通孔，進入支撐錐套內腔。
4.根據權利要求2或3所述的一種大型立式復合軋環機的芯輥裝置，其特征在于，所述第一軸承組包括調心滾子軸承、軸承隔圈和推力調心滾子軸承，所述調心滾子軸承設于所述支撐錐套圓周面靠近所述軸承壓蓋的一端，支撐錐套通過調心滾子軸承與所述上端圓筒相連；所述推力調心滾子軸承設于支撐錐套圓周面靠近所述頂出裝置的一端，支撐錐套通過推力調心滾子軸承與所述頂出裝置相連；所述軸承隔圈設于支撐錐套圓周面上，位于調心滾子軸承和推力調心滾子軸承之間。
5.根據權利要求2所述的一種大型立式復合軋環機的芯輥裝置，其特征在于，所述擺臂為相對下端圓筒中心對稱安設的兩個下端開有通孔的臂板，所述升降驅動裝置為活塞式油缸，油缸的活塞桿端頭位于所述兩個臂板中間并通過轉軸相鉸接，油缸安裝于芯輥底座上平面設置的油缸底座上。
6.根據權利要求1或2所述的一種大型立式復合軋環機的芯輥裝置，其特征在于，所述固定支座包括連接套、固定支架、第二軸承組、軸承壓環和旋轉驅動裝置，所述固定支架包括底部固定于所述芯輥底座上平面的三角連接板和三角連接板頂部的圓筒，所述圓筒軸線與所述芯輥軸線平行；所述連接套為內側一端設有凸緣的圓柱套筒，連接套外套于所述芯輥的另一端，連接套內側通過芯輥的臺階定位，連接套外側通過芯輥另一端端頭的鎖緊螺母定位，連接套設于所述圓筒的中心位置并通過所述第二軸承組相連，所述軸承壓環設于所述連接套凸緣的外周面并與圓筒內側端面相連；所述旋轉驅動裝置包括箱體、液壓馬達、減速器主動齒輪、減速器從動齒輪，所述箱體內側開口的端面與所述圓筒外側端面相連，所述液壓馬達安裝于箱體下部外壁上，液壓馬達的傳動軸穿過箱體外壁進入箱體內腔，所述減速器主動輪安裝于所述傳動軸上，所述減速器從動輪外套于所述連接套外側圓周面并與減速器主動輪相聯動，減速器從動輪內側通過連接套外側臺階定位，減速器從動輪外側通過設于連接套圓周面上的鎖緊螺母定位。
7.根據權利要求6所述的一種大型立式復合軋環機的芯輥裝置，其特征在于，所述第二軸承組包括兩組雙列圓柱滾子軸承、兩個軸承襯墊、兩組推力調心滾子軸承和軸承隔圈，所述兩組雙列圓柱滾子軸承分別設于所述連接套圓周面凸緣和臺階處，所述兩個軸承襯墊的一側端面分別緊貼兩組雙列圓柱滾子軸承端面設置，所述兩組推力調心滾子軸承分別緊貼所述兩個軸承襯墊的另一側端面設置，所述軸承隔圈設于兩組推力調心滾子軸承之間。
8.根據權利要求6所述的一種大型立式復合軋環機的芯輥裝置，其特征在于，還包括定位擋板機構，所述定位擋板機構包括開有中心通孔的定位板、兩根導向桿、定位油缸、導向桿支架、位移傳感器和傳感器支架，所述芯輥穿過定位板中心通孔，定位板位于所述活動支座及固定支座之間，定位板兩側開有通孔分別與所述兩根導向桿一端相連，導向桿另一端與所述導向桿支架相連，導向桿支架為梯形折彎板，所述折彎板的梯形兩邊的端部均設有凸邊，所述凸邊的中心位置開有通孔與所述導向桿另一端相連；所述定位油缸安設于所述箱體外側的中心位置，定位油缸的活塞桿的端頭與所述導向桿支架內側中心相連，油缸外壁設有向上的安裝支座；所述傳感器支架設于所述導向桿支架的外側，所述位移傳感器一端通過銷軸與所述安裝支座鉸接，位移傳感器另一端與傳感器支架的上部相連，傳感器外側端面上連接有傳感器罩，所述傳感器罩外罩于傳感器輸出端。
9.根據權利要求8所述的一種大型立式復合軋環機的芯輥裝置，其特征在于，所述定位板底部設有螺孔，所述螺孔口位于定位板底部端面，螺孔連接“L”型冷卻管的豎直管管口，豎直管管口與螺孔之間形成空腔，所述“L”型冷卻管的水平管穿過所述固定支架的三角連接板，水平管管口連接冷卻液容器，所述螺孔向定位板外側端面開有數個傾斜向下的孔道。
【文檔編號】B21H1/06GK104384408SQ201410544950
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月15日 優先權日:2014年10月15日
【發明者】汪小凱, 華林, 錢東升, 秦訓鵬, 王德輝 申請人:武漢理工大學