CN1057603A - 管材冷轧机的毛坯夹紧和送料装置 - Google Patents

Abstract

毛坯夹紧和送料装置设有弹性半夹具2、半夹具 2移动一个送料节距的机构6、具有同半夹具2接触 的有凸肩22的滚轮7且滚轮装在可摆动的心轴8 上的半夹具收紧机构3，平行于轧制线移动的由横梁 9构成的导板，和同横梁9接触的支承滚筒11。半 夹具收紧机构3具有改变滚轮7心轴倾角的楔块调 节器12，而横梁9的传动装置有可逆保护器13。

Description

本发明涉及轧管设备，更精确地说，涉及管材冷轧机上的毛坯夹紧和送料装置。

已知管材冷轧机的一种毛坯夹紧和送料装置（苏联专利A，405612），该装置的弹性半夹具同装在杠杆一端的滚轮相互作用。杠杆的另一端上装着支承滚筒。支承滚筒装在机架中并有可能摆动的杠杆收紧传动装置的凸轮相接触。滚轮和支承滚筒旋转平面相互垂直。

杠杆收紧驱动装置凸轮旋转轴线同轧制线重合。半夹具端面的一侧同送料杠杆相互作用，另一侧同缓冲装置相配，后者起力链的运动闭合作用。

但是管材冷轧机的这种毛坯夹紧和送料装置的缺点是滚轮、支承滚筒、其支承和凸轮寿命短，因为驱动凸轮为各零件公用，在旋转一周中要承受二次载荷。

此外，在半夹具收紧和松开时，在其端面侧会出现由缓冲装置造成的摩擦力，这也会加速磨损。

还已知管材冷轧机的一种毛坯夹紧和送料装置（苏联专利A，367913），该装置有支架、弹性半夹具、半夹具收紧机构和带传动装置和支承滚筒的导板。半夹具收紧机构的滚轮同半夹具接触，滚轮的心轴装在支架中，并有可能摆动。传动装置为一凸轮。

半夹具位于可动支架中，可动支架装在滚轮上，并同送料杠杆相连。

成型模板用于使半夹具靠紧和移动一个送料节距。成形导板设在凸轮的侧面和端面上。凸轮旋转轴线同轧制线垂直。滚轮和支承滚筒的旋转平面相互垂直。

但是，在采用这种结构型式的装置时，由于支承滚筒沿凸轮端面滑动，而可动本体沿滚轮侧面滑动，其接触面迅速磨损，因而影响整个装置的可靠性和寿命。此外，该装置的滚轮和滚筒的支承受到局部载荷，即承载最大的轴承内圈是不转的，总是其某一段处于工作状态，这会缩短其寿命。

此外，上述装置可靠性降低还有一个原因，即待轧制毛坯在其公差范围内具有不同的直径，因此可能被半夹具夹得不紧或夹得过紧;在夹得不紧时，毛坯可能滑动，导致送料不均;在夹得过紧时，毛坯表面有压痕，并使装置损坏。

毛坯直径稍有变化，就需要更换半夹具，这会延长调整时间和增加半夹具品种。

现有装置直接在送料时才夹紧毛坯，在轧制时轴向力由芯棒的杆承受，这导致工作锥体压紧在芯棒上，一般这会使杆失去稳性而变曲，以及使毛坯送料不均。因此这种装置不能用于轧制外径校正的毛坯和轴向力较小的场合，这样会显著限制管子的材料品种及其尺寸。

本发明的主要任务是建立管材冷轧机的一种毛坯夹紧和送料装置，借助于该装置的半夹具收紧机构，实现以一定的力夹紧毛坯，避免其各部件载荷不均和毛坯送料不均，这会提高整个装置的可靠性并延长其寿命，结果会提高轧管速度。

所提出任务的解决措施是管材冷轧机的毛坯夹紧和送料装置设有支架、毛坯弹性半夹具、毛坯圆柱导管（装于本体中）、半夹具收紧机构（具有同半夹具接触的滚轮，滚轮心轴装得有可能摆动）和带传动装置和支承滚子的导板，以及半夹具送料节距的机构。在该装置中，根据本发明，半夹具收紧机构设有楔块调节器，该调节器用来改变连同半夹具的滚轮心轴相对于轧制线的倾角。该收紧机构的导板为一横梁，它和轧制线平行。模板驱动装置设有可逆保护器，此时滚轮设有凸肩，在凸肩之间布置夹具，而支承滚筒同滚轮平行。

根据本发明的一个实施方案，采用可移式动力缸作为可逆保护器。其支架经中间环节同传动装置接触，其活塞则同横梁接触，此时借助于动力缸某一腔中的工作介质压力，使动力缸活塞总是向横梁的方向压紧。上述工作介质压力同半夹具对毛坯的给定许用夹紧力相当。

根据本发明的另一个实施方案，以一个弹性元件构成可逆保护器。该弹性元件的预压紧力同半夹具对毛坯的给定许用夹紧力相当，且其一端同梁连接，另一端同传动装置被动环节相连，且在传动装置被动环节上装有滚轮，该滚轮同改变滚轮心轴倾角的楔块调节器相互作用。

由于该装置中设有改变连同半夹具的滚轮心轴相对于轧制线的倾角的楔角调节器。可实现毛坯夹紧力的平稳调节，并借助于改变本夹具之间的间隙值来设定给定值。此外，在毛坯直径在5-6%范围内变化时可采用相同的半夹具，这可以缩短装置调整时间和减少所需的工具品种。

可逆保护器可使装置的受力不致超过给定的许用值。

楔块调节器连同可逆保护器一起，可以在毛坯直径在公差范围内变化时防止毛坯被夹得不紧和过紧，因而可以防止送料不均或收紧机构的载荷不均。

采用同轧制线平行的横梁作为模板，可提高支承滚筒的接触强度及其寿命，因为圆柱同平面的接触应力低于二个圆柱的接触应力，并能避免现有装置中所存在那种滑动。

将滚轮作成带有凸肩，可提高滚轮的刚度，并借此可延长其支承轴承的寿命。此外，将本夹具置在凸肩之间，可减轻装在滚轮上的零件重量，以及减小半夹具收紧机构心轴之间的距离。

以梁作为模板层其驱动装置装有可逆保护器，可消除半夹具收紧机构滚轮和支承滚筒的不均匀载荷。此外，不论在送料还是在轧制时，毛坯均被半夹具夹紧，这可避免工作锥体压在芯棒上，使杆失去稳性而造成不均匀送料。

该装置的夹紧力除了可用于送料外，还可用于该毛坯的减径和校正。为此宜将半夹具装在滚轮凸肩之间，使之有可能改变对轧制线的倾角，并用框将半夹具围柱。该框同将半夹具移动一个送料节距的机构的从动元件相连，并沿半夹具二个端面同半夹具接触。端面半径等于半夹具长度之半，此时半夹具有的毛坯出口端倒圆，半夹具所形成的缝道沿着其长度向着毛坯移动方向依次设锥形减径段、圆柱形校正段和过渡段。过渡段的半径为半夹具边倒圆半径的1.5-3倍。

设置过液段，并同半夹具的其它几何参数相配合，可避免毛坯局部压坏。在夹紧和送料装置中对毛坯减径，可缩短轧机孔型中减径区长度，借此可延长轧机孔型中毛坯壁压紧区和校正段长度，这可导致加大毛坯送料节距，并相应增大轧机生产能力。此外，相同的半夹具可用于直径差等于减径压缩值的各种毛坯，这样也可以减少所需的工具品种。

本发明的解释系引用以下附图对实施例详细说明。

图1表示根据本发明的心轴垂直布置的管材冷轧机上毛坯夹紧和送料装置总图，立体图;

图2是图1的Ⅱ-Ⅱ剖视图;

图3是图2的Ⅲ-Ⅲ剖视图;

图4表示心轴水平布置的毛坯夹紧和送料装置另一方案顶视图;

图5是图4的Ⅴ-Ⅴ剖视图;

图6是图4的Ⅵ-Ⅵ剖视图;

图7是图6的Ⅶ-Ⅶ剖视图;

图8是根据本发明的装置半夹套缝道形状。

管材冷轧机的毛坯夹紧和送料装置包括一支架1（图1）、毛坯弹簧平衡的半夹具2，半夹具2的调整机构3，安置在机架圆柱导管4、5（图2），半夹具2移动一个送料节距的机构6。

半夹具收紧（调整）机构3（图1，3）设有同半夹具2接触的滚轮7（其心轴8装在支架1中并能摆动）、同轧制线0-0平行的由成型型钢横梁9构成的导板、横梁的传动装置10、支承滚筒11、改变滚轮心轴8的倾角同时也带动半夹具2相对于轧制线0-0的倾角变化的楔块调节器12（图1）。导板（横梁9）的驱动装置设有可逆保护器13。

半夹具2用位于其中的弹性元件14同滚轮7压紧，如图1、3所示。

在心轴8上和滚轮7平行地布置着支承滚筒11。

心轴8设有轴垫15。轴垫15位于滚轮7和支承滚筒11之间，装在支架1中的轴承16上，从而保证心轴能摆动。心轴8相互平行并用弹簧17压紧，保证支承滚筒11和横梁9始终保持接触。滚轮7和支承滚筒11分别由滚动轴承18（图3）19和套筒20、21构成。其中滚轮7的套筒20设有凸肩22，其间布置夹紧毛坯23用的半夹具2。

半夹具2的传动机构10（图2）设有成型凸轮24。该凸轮固定在传动轴25上，并径可逆保护器13同横梁9相互作用。可逆保护器13有不同的实施方案。如图2所示，可逆保护器13由可动的动力缸（气缸或液缸）构成，其机体26经中间环节（带滚轮28的杠杆27）同传动装置10的成型凸轮24相互作用。该动力缸的活塞杆29经中间环节（带滚轮31的杠杆30）同横梁9相互作用，其中滚轮28和31分别借助于心轴32和33固定在杠杆27和30上，滚轮28同成型凸轮24直接接触，滚轮31则同横梁9直接接触。

杠杆27和30的一端借助于心轴34分别同机体26和活塞杆29活动连接;其另一端借助于心轴35固定在支架1上。

动力缸活塞36借助于腔37中工作介质的压力始终压着横梁9，该压力同半夹具对毛坯的给定许用夹紧力相当。

楔块调节器12（图1）装在支架1和轴承16之间，由二个楔块38、39和调节螺杆40构成，其中楔块38轴向静止，并装在轴承16上;而楔块39装得借助于调节螺杆40可相对于楔块38作轴向移动。调节螺杆40位于支架1的螺孔中。

在将上述装置例如用于同时实施二件毛坯的送料时，整个装置和可逆保护器13可以有另外的实施方案。此时装置设有水平布置的心轴8（图4、5），心轴8装在支架1中，并有可能在起轴承16（图1）作用的心轴16a上摆动，而半夹具2（图5）相互重叠地装在滚轮7之间，用弹性元件14压紧，并形成二个缝道，用于处理经导套5送来的二个毛坯。逆向保护器13（图6）由弹簧元件41构成，其预压力同半夹具2对毛坯的给定许用夹紧力相当。

弹性元件41的一端同横梁9相连，另一端同传动装置10的从动环节42相连，且从动环节42为一杠杆，杠杆的一端活动地装在心轴43上，杠杆（从动环节42）的另一端的心轴44上装着滚轮45，它同成型凸轮24始终接触。该杠杆中部的心轴46上装着滚轮47，它同楔块调节器12相互作用。楔块调节器12由一块楔块48构成，该楔块悬装在调节螺杆49上，并支承于装在支架1中的支承滚轮50上。

调节螺杆49穿过刚性固定在支架1上的螺母51。杠杆心轴43（图7）的二端装在滚轮52中，该心轴可在支架1的导轴53中作往复移动。

弹性元件41-弹簧（图6）套在杆54上，装在圆盘55、56之间。圆盘55被旋在杆54一端的调节螺母57压住。杆54的这一端经轴承58作用于杠杆心轴43。

圆盘56位于杆54的另一端，并和横梁9的端面始终接触。横梁9中有腔59，其中安置着经圆盘56突出的杆54的端部。

半夹具移动一个送料节距的机构6（图2）设有布置在驱动轴60上的成型凸轮61和双臂杠杆62，后者同导管4一起构成该机构6的从动元件，其一端同凸轮61接触，另一端同圆柱导管4接触。双臂杠杆62支承在垂直方向可动的滚轮63上，滚轮63装在同支架1相互作用的支承64上，并同调节螺杆65相连。

在圆柱导管5的法兰66和支架1的挡块67之间，装着弹簧68。

半夹具2（图1、2）位于滚轮7凸肓22之间，并被框69围住。框69装在圆柱导管4和5上（图2）。框69沿半夹具端面70同半夹具2接触。在采用圆柱形缝道71时，端面为平面;而在缝道72（图8）在整个长度沿毛坯移动方向依次由锥形减径段A、圆柱校正段B和过渡段Ⅲ组成时，缝道半径R和半夹套2长度l的一半相等。此时半夹具2安装成可改变其相对于轧制线0-0的倾角，且半夹具毛坯出口端边缘用半径5倒圆。缝道过渡段C型面半径R为半夹具2边缘倒圆半径r的1.5-3倍，并决定了C段长度。A段锥度为0.02-0.1，其长度为B段长度的0.2-0.3。

半夹具2的这种缝道方案除了实现送料外，还可进行毛坯的减轻。

在心轴水平布置的装置中（图5），成型凸轮61装在驱动轴25上，成型凸轮24也装在该轴上，而弹簧68则装在杠杆62和支架1挡块67之间。此时将框69同杠杆62连在一起的圆柱导管4是移动的，而圆柱导管5只用于毛坯23的导向（图上未表示），是静止的。

弹簧17（图4、6）装在上心轴8上，并借助于拉杆73和螺母74将支承横梁9一侧的心轴8端部拉紧，而将半夹具2一侧的心轴8端部撑开。在半夹具2上开缝道72时（图8），只有同滚轮7接触的边上的半夹具（图5）上才作端面70的半径R。

心轴垂直布置的装置工作方法如下：

由轧机的主驱动装置（图上未表示）驱动凸轮24和61（图2）。凸轮24经滚轮28、杠杆27、可逆保护器13、杠杆30和滚杆31将支承滚筒11之间的横梁9向右移动，而心轴8（图3）在圆柱轴承16上转动，使半夹具1收紧，从而将毛坯23夹紧。凸轮24（图2）的型面设计成在5/6循环期间（即正、反行程轧制时和送料时）毛坯均被半夹具2夹紧。凸轮61型面设计成在正、反行程变形时，双臂杠杆62静止不动，轴向轧制力由毛坯23经半夹具2、框69、导管4和杠杆62传给凸轮61。在送料时，凸轮61经杠杆62、导管4、框69和半夹具2将毛坯23移动一个送料节距。在毛坯转动之前，凸轮24型面可使逆向保护器13同杠杆27、30、滚轮28、31及横梁9一起向左移动。在弹簧17（图3）的作用下，心轴8在圆柱轴承16上转动，半夹具2松开，将毛坯23脱出。此时毛坯23开始转动，并在弹簧68（图2）的作用下，框69同半夹具2、导管4和5、杠杆62回到原始位置，这由凸轮61型面上相应段来保证。在毛坯转动时，逆向保护器13同杠杆27、30、滚轮28、31和横梁9一起向右移动，并在毛坯旋转结束后（图3）心轴8在圆柱轴承16上旋转，收紧半夹具2，后者将毛坯23夹紧。随后循环重复进行。

油供入动力缸腔37中（图2），油压可以调节，油压值取决于毛坯许用夹紧力。在半夹具2中的夹紧力超过时，对横梁9和活塞36的作用力升高，二者在此力的作用下向左移动，从而避免机构过载，这是因为半夹具2之间的间隙增大，而毛坯23夹紧力停止增大。

当载荷减到许用值时，活塞36回到初始位置。

毛坯夹紧力可以改变，其措施是调节楔块调节器12（图1）的位置，改变心轴8的倾角，结果改变了半夹具2之间的间隙。毛坯夹紧力可在0到最大许可值之间的很宽范围内改变。

此外，改变心轴8倾角的楔块调节器12可用于改变半夹具2之间的间隙，从而用相同的半夹套实施直径偏差在5-6%范围内的毛坯的

例如直径从56至60mm的毛坯可以用缝道等于毛坯最大直径的相同半夹具送料。这样可以减少该装置所需的半夹具品种。

心轴8周期地（每昼夜1-2次）相对其纵向轴线旋转20-45°角，从而改善滚动轴承内环接触面。支承滚子套筒也可为此而旋转。

滚轮7套筒20的凸肩22可以和套筒制成一体，也可以单独制成，随后压在套筒上。

心轴8水平布置并由半夹具2同时夹紧二件毛坯的管子冷轧机送料装置的工作，也用上面叙述的方法实施，其中凸轮24（图6）的动作经滚轮45、杠杆42，可逆保护器13弹性元件41传给横梁9。

心轴8对轧制线0-0倾角的调节用楔块调节器12向上或向下移动来实现，这样可以和缓地调节夹紧力，此时以弹性元件41作成的可逆保护器力链的运动闭合，由弹簧17作用于心轴8时支承滚筒11对横梁9的作用力实施。动力缸型保护器力链运动闭合实施方式相似（图1、2）。

弹性元件41（图6）用调节螺母57预压紧，该力可在很大范围内调节，其值取决于半夹具对毛坯的给定许用夹紧力。在超出给定许用夹紧力时，对横梁9和圆盘56的作用力增大，二者在此力的作用下，对弹簧41附加压紧，向右移动，从而防止机构的过载，因为半夹具2之间的间隙增大，毛坯23的夹紧力实际停止增大，此时杆54***横梁9的腔59中。

在载荷减到许用值时，弹性元件41、圆盘56和横梁9回到初始位置。

夹紧力和半夹具之间间隙的调整用螺杆49实施。该螺杆由电动机75经蜗轮减速器76传动。

送料量的调节由螺杆65（图5）实施，该螺杆由电动机77经减速器78传动。

在心轴垂直布置的装置中，释放动力缸腔37（图2）中的油，可以停止送料，此时活塞杆29、杠杆30、滚轮31和横梁9向左移动。此时半夹具松开，不夹紧毛坯，而装置空转。

在心轴水平布置的装置中，将楔块48（图6）向上移动给定值，可以停止送料。在这种情况下半夹具松开，不再夹紧毛坯。

在第一种情况下将压力油供入腔37（图2），可开始送料;在第二种情况下使楔块48（图6）恢复初始位置，可开始送料。

不论是按上述何种方案实现的毛坯夹紧和送料装置，均可在夹紧和送料的同时实现减径。为此应根据图8在半夹具2上工作缝道72。在这种情况下装置的调整和工作按下述方式进行。借助于楔块调节器12，将半夹具2无间隙地安装。

在半夹具打开后，在其回到初始位置时，半夹具同已变形毛坯的锥形段接触，与轧制线成一定角度安装，并沿以半径r倒圆的半夹具2的边缘相互接触，而沿减径段A和校正段B的分界线同毛坯接触。由于过渡段型面半径R大于半夹具2边缘倒圆半径r，在随后的压缩中，在半夹具完全合紧时，即校正段A稜边母线同毛坯中心线平行时，缝道72在校正段B的终点以及校正段B和过渡段C的边界处接触毛坯。因此可完全消除毛坯的局部压痕。

值得指出，在心轴水平布置的装置中同时对二件毛坯减径时，只有同滚轮7接触的边上的二只半夹具2（图5）安装在同轧制线成一定角度。因此在半夹套回到初始位置时，上毛坯由轧制线向上偏斜，下毛坯则由轧制线向下偏斜，倾斜量均为0.5·m·tg  x，其中m-送料节距，tg  x-减径段A锥度。例如在m＝20mm和tg  x＝0.1时，其偏差量祗是1mm，这不会导致破坏工艺过程。

在毛坯通过关夹具2时，其直径减小，因此相同的半夹具可用于直径偏差量等于减径区压缩量的各种毛坯的送料，从此减少了所需的工具品种数目。由（调整）夹紧装置出来的毛坯具有校正的外径，这大大改善了轧机中间夹盘的工作条件。

毛坯在送料装置中的减径，可用来缩短轧机孔型减径区长度，从而可增大壁的压缩区和校正段，这会导致提高轧机的生产能力，因为这样可增大毛坯送料节距。

所提出的管材冷轧机毛坯送料装置结构（不论心轴水平还是垂直布置），同已知结构相比，可提高装置工作可靠性，延长主要部件寿命高毛坯送料精度，结果可提高轧管速度和增大毛坯送料节距。

此外该装置在实施毛坯送料的同时，还可进行毛坯部分减径，这样也可增大毛坯送料节距。

这样，提高轧管速度，增大送料节距，以及由于提高装置可靠性和寿命而导致的缩短停机时间，最终导致增加轧机的生产能力。

Claims (4)

1、一种管材冷轧机的毛坯夹紧和送料装置设有支架1，毛坯弹性半夹具2，位于支架1中的毛坯圆柱导管4、5，具有同半夹具2接触的滚轮7且滚轮心轴8装得可摆动的半夹具收紧机构3、带传动装置10和支承滚筒11的导板，以及半夹具2移动一个送料节距的机构6，其特征在于半夹具2收紧机构3设有楔块调节器12，用于改变滚轮7心轴8连同半夹具2相对于轧制线0-0的倾角，以横梁9构成的收紧机构的导板与该轧制线平行，导板传动机构10设有可逆保护器13，此时滚轮7设有凸肩22，凸肩之间装着半夹具2，而支承滚筒11布置得平行于滚轮7。

2、按权利要求1所述的装置，其特征在于采用可动的动力缸作为可逆保护器13，动力缸机体26经中间环节同传动装置10相互作用，而以活塞杆29同横梁9相互作用，此时动力缸活塞36在一个腔的工作介质压力作用下始终压向横梁9，该压力相当于半夹具2对毛坯的给定许用夹紧力。

3、按权利要求1所述的装置，其特征在于以弹性元件41构成可逆保护器，该弹性元件的预压力同半夹具对毛坯的给定许用夹紧力相当，弹性元件的一端同横梁9相连，另一端同传动装置10的从动环节42相连，且从动环节42上布置着滚轮47，后者同改变滚轮心轴倾角的楔块调节器12相互作用。

4、按权利要求1所述的装置，其特征在于半夹具2布置在滚轮7凸肩22之间，并有可能改变对轧制线0-0的倾角。半夹具2被框69围着，框同半夹具2移动一个送料节距的机构6的从动环节相连，并沿着半夹具2端面70同半夹具2接触，其端面半径等于半夹具2长度之半，且半夹具2毛坯出口侧的边皆倒圆，由半夹具构成的缝道72沿其长度顺着毛坯移动方向依次布置着锥形减径段A、圆柱校正段B和过渡段C，后者的半径等于半夹具边倒圆半径的1.5-3倍。

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