CN108380832B - 一种生产无缝金属管的柔性成型装置 - Google Patents

Abstract

一种生产无缝金属管的柔性成型装置，主要包括机架底座、机架、机架立柱、机架横梁、钢包、弧形金属板、丝杠固定机构、丝杠、侧封板、平衡机构、辊系支撑座、楔形块、楔形块调节架、连接轴A、连接轴B、挡板、轴承座A、管材成形器、双曲线轧辊轴、心辊轴等。本发明可以调节双曲线轧辊轴和心辊轴的水平倾斜角度，使成品壁厚尺寸规格较宽泛。可以调整双曲线轧辊轴和心辊轴所处位置的水平位移差，结合丝杠对角度的调整和平衡机构、连接轴B对辊缝的调整，以及管材成形器的位置布置，可以实现调整成型管材的口径尺寸，使成品口径尺寸规格较宽泛。能够节约能源，提高生产效率。

Description

一种生产无缝金属管的柔性成型装置

技术领域

本发明涉及热处理领域，特别涉及一种关于无缝金属管生产的柔性成型设备。

背景技术

无缝钢管是国民经济发展的重要原材料之一，它是一种较为经济的钢材品种，并且已经在化工、石油、电力、机械、煤炭、军工、航空航天等行业得到了广泛的应用。无缝金属管具有中空截面，大量用作输送流体的管道，如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。空心管材与实心管材相比，在抗弯抗扭强度相同时，重量较轻，是一种经济截面材料。广泛用于制造结构件和机械零件，可提高材料利用率，节约材料和加工工时。世界各国、尤其是工业较发达的国家都很重视无缝钢管的生产和贸易。运输业、装备业、材料业等各行业的快速增长带动了整个无缝钢管市场的需求，促进了整个无缝钢管行业的迅猛发展。无缝金属管的种类繁多，按规格主要分为大口径与小口径两种口径规格，并且通过壁厚尺寸区分薄壁与厚壁。大口径厚壁无缝钢管是火电、核电设备使用的重要基础构件，目前，急需解决的耐高温高压大口径厚壁无缝钢管在国内只能采用自由锻配合镗孔加工工艺少量提供，薄壁钢管也是用途广泛，如地质勘探，石油裂化等相关支柱型行业中。对于任意口径与壁厚的无缝钢管，国内能够批量生产且产品质量稳定、工艺稳定性可靠和有生产经验的厂家几乎没有。无法满足当前国内发展对多种规格无缝钢管的需求，且缺口的部分只能以高昂的价格从国外进口，受制于人。现在需要一种全新的无缝金属管成型设备，满足国内对无缝管材的生产需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够生产多种规格的无缝金属管的柔性成型装置。

本发明主要包括有机架底座、机架、机架立柱、机架横梁、钢包、弧形金属板、丝杠固定机构、丝杠、侧封板、平衡机构、辊系支撑座、楔形块、楔形块调节架、连接轴A、连接轴B、挡板、轴承座A、管材成形器、双曲线轧辊轴、心辊轴、轧辊侧挡油环、轧辊侧轴承端盖、垫片、调心辊子轴承、对侧轴承端盖、对侧挡油环、止动垫片、圆螺母、轴承座B、螺杆A、螺杆B、弹簧、支撑板、支撑座、辊轴和辊筒。

其中，在机架底座上固定管材成形器，在机架底座上部的两侧分别设有机架，两个机架之间通过四根机架横梁连接。机架立柱通过螺栓固定在机架底座上，立柱把两个辊系支撑座分别对应的设在机架上，辊系支撑座下部与固定在机架上的楔形块相接触。在每个楔形块的沿轧辊轴向方向上的两侧面分别通过挡板固定住，挡板通过螺栓固定在机架上。楔形块调节架的下端通过螺栓固定在机架的沿轧辊径向方向的两侧，楔形块调节架的上端设有螺纹孔，在螺纹孔内插接螺杆A，螺杆A延伸至楔形调节架的外部。在两个辊系支撑座上分别设有凹槽，在凹槽内设有连接轴A，在辊系支撑座上与凹槽的对应位置开有螺纹孔，螺杆B插接在螺纹孔内，在螺杆上套接弹簧，弹簧置于辊系支撑座的外侧，弹簧与螺杆B组成平衡机构。辊系支撑座的上部的设有通孔，通孔与丝杠套嵌相连，丝杠固定机构为中空的柱形结构，中空部分开有螺纹孔，丝杠固定机构通过螺栓紧固在机架上，丝杠与丝杠固定机构通过螺纹连接，丝杠一端由机架上方通孔穿出，丝杠另一端嵌入辊系支撑座，与连接轴A平面接触。一个连接轴A的一端与螺杆B相接触。一个连接轴A的另一端与轴承座A通过螺纹连接，在轴承座A的内部插接双曲线轧辊轴的一端。在双曲线轧辊轴的轴向方向上依次套接轧辊侧挡油环、轧辊侧轴承端盖、调心辊子轴承、对侧轴承端盖、对侧挡油环、止动垫片和圆螺母，轧辊侧挡油环卡在轴肩上并与轧辊侧轴承盖形成油封，轧辊侧轴承端盖与垫片固定在轴承座A上并固定调心滚子轴承的外圈，调心滚子轴承的内圈一侧固定在轴肩上，另一侧固定在对侧轴承端盖上。对侧挡油环的一侧卡在轴肩上并与对侧轴承盖形成油封，对侧轴承端盖固定在轴承座A上并固定调心滚子轴承的外圈。对侧挡油环的另一侧通过圆螺母与止动垫片螺纹连接。另一个连接轴的另一端与轴承座B相连接，在轴承座B的内部插接心辊轴。轴承座A和轴承座B之间通过连接轴B相连接，轴承座A与连接轴B的一端通过螺栓相连，连接轴B的另一端与轴承座B平面接触。与轴承座B相连的机架上部设有弧形金属板，在弧形金属板的上方设有支撑板，在支撑板上设有长方形开口，在支撑板的开口处固定钢包，钢包为上下开口的壳体。在双曲线轧辊轴和心辊轴、靠近轴承座A和轴承座B的端部处，设置一个与钢包用螺纹连接的侧封板，双曲线轧辊轴的另一端固定连接万向轴，万向轴与电机的输出轴相连接。

在双曲线轧辊轴和心辊轴的下部，靠近与心辊轴相邻的机架一侧，设有管材成形器。管材成形器包括支撑座、辊轴和辊筒。支撑座为上开口的槽钢型壳体，支撑座的两侧面之间通过辊轴相连，在辊轴上套接辊套。

材料中，涉及到的方向均以轧辊轴为基准。

本发明在使用时，液态金属从钢包流下，进入两辊缝隙开始轧制，热态金属板经过下方的管材成型器，增大板材弧度，之后沿着弧型金属板，热态金属板材重新回到两辊缝隙入口处，进行冶金重熔，使板材形成了封闭的环形；在这个过程中板材在轧辊轴向上有位移，从而可以轧制不同长度的管材。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、两根丝杠通过螺纹配合压紧连接轴A，使其发生转动，可以调节双曲线轧辊轴和心辊轴的水平倾斜角度，通过拧紧平衡机构和调换连接轴B，二者相互作用可以调节两辊之间的距离，两种调节方式同时工作可以调整成型管材的壁厚尺寸，使成品壁厚尺寸规格较宽泛。

2、通过楔形块调节架，使楔形块沿轧辊径向移动，进而可以调整双曲线轧辊轴和心辊轴所处位置的水平位移差，结合丝杠对角度的调整和平衡机构、连接轴B对辊缝的调整，以及管材成形器的位置布置，可以实现调整成型管材的口径尺寸，使成品口径尺寸规格较宽泛。

3、从液态金属到金属管材只需要一道加工程序，能够节约能源，提高生产效率。

附图说明

图1是本发明的设备主视图；

图2是本发明的设备侧视图；

图3是本发明的设备俯视图；

图4是本发明的钢包与轧辊立体图；

图5是本发明的双曲线轧辊辊系主视图；

图中，1-机架底座、2-机架、3-机架立柱、4-机架横梁、5-钢包、6-弧形金属板、7-丝杠固定机构、8-丝杠、9-侧封板、10-平衡机构、11-辊系支撑座、12-楔形块、13-楔形块调节架、14-连接轴B、15-连接轴A、16-挡板、17-轴承座A、18-管材成形器、19-双曲线轧辊轴、20-心辊轴、21-轧辊侧挡油环、22-轧辊侧轴承端盖、23-垫片、24-调心辊子轴承、25对侧轴承端盖、26-对侧挡油环、27-止动垫片、28-圆螺母、29-轴承座B、30-螺杆A、31-螺杆B、32-弹簧、33-支撑板、34-辊轴、35-支撑座、36-辊筒。

具体实施方式

在图1至图5所示的本发明的示意简图中，在机架底座1上固定管材成形器18，在机架底座1上部的两侧分别设有机架2，两个机架之间通过四根机架横梁4连接。机架立柱3通过螺栓固定在机架底座上，立柱把两个辊系支撑座11分别对应的设在机架上，辊系支撑座下部与固定在机架上的楔形块12相接触。在每个楔形块的沿轧辊轴向方向上的两侧面分别通过挡板16固定住，挡板通过螺栓固定在机架上。楔形块调节架的下端通过螺栓固定在机架的沿轧辊径向方向的两侧，楔形块调节架的上端设有螺纹孔，在螺纹孔内插接螺杆A30，螺杆A延伸至楔形调节架的外部。在两个辊系支撑座上分别设有凹槽，在凹槽内设有连接轴A15，在辊系支撑座上与凹槽的对应位置开有螺纹孔，螺杆B31插接在螺纹孔内，在螺杆上套接弹簧32，弹簧置于辊系支撑座的外侧，弹簧与螺杆B组成平衡机构10。辊系支撑座11的上部的设有通孔，通孔与丝杠8套嵌相连，丝杠固定机构为中空的柱形结构，中空部分开有螺纹孔，丝杠固定机构通过螺栓紧固在机架上，丝杠与丝杠固定机构7通过螺纹连接，丝杠一端由机架上方通孔穿出，丝杠另一端嵌入辊系支撑座，与连接轴A平面接触。一个连接轴A的一端与螺杆B相接触。一个连接轴A的另一端与轴承座A17通过螺纹连接，在轴承座A的内部插接双曲线轧辊轴19的一端。在双曲线轧辊轴的轴向方向上依次套接轧辊侧挡油环21、轧辊侧轴承端盖22、调心辊子轴承24、对侧轴承端盖25、对侧挡油环26、止动垫片27和圆螺母28，轧辊侧挡油环21卡在轴肩上并与轧辊侧轴承盖22形成油封，轧辊侧轴承端盖22与垫片23固定在轴承座A上并固定调心滚子轴承24的外圈，调心滚子轴承的内圈一侧固定在轴肩上，另一侧固定在对侧轴承端盖25上。对侧挡油环26的一侧卡在轴肩上并与对侧轴承盖25形成油封，对侧轴承端盖25固定在轴承座A上并固定调心滚子轴承24的外圈。对侧挡油环的另一侧通过圆螺母28与止动垫片27螺纹连接。另一个连接轴的另一端与轴承座B29相连接，在轴承座B的内部插接心辊轴20。轴承座A和轴承座B之间通过连接轴B14相连接，轴承座A与连接轴B的一端通过螺栓相连，连接轴B的另一端与轴承座B平面接触。与轴承座B相连的机架上部设有弧形金属板6，在弧形金属板的上方设有支撑板33，在支撑板上设有长方形开口，在支撑板的开口处固定钢包5，钢包为上下开口的壳体。在双曲线轧辊轴和心辊轴、靠近轴承座A和轴承座B的端部处，设置一个与钢包用螺纹连接的侧封板9，双曲线轧辊轴的另一端固定连接万向轴，万向轴与电机的输出轴相连接。

在双曲线轧辊轴和心辊轴的下部，靠近与心辊轴相邻的机架一侧，设有管材成形器。管材成形器18包括支撑座34、辊轴35和辊筒36。支撑座为上开口的槽钢型壳体，支撑座的两侧面之间通过辊轴相连，在辊轴上套接辊套。

材料中，涉及到的方向均以轧辊轴为基准。

Claims (3)

1.一种生产无缝金属管的柔性成型装置，主要包括机架底座、机架、机架立柱、机架横梁、钢包、弧形金属板、丝杠固定机构、丝杠、侧封板、平衡机构、辊系支撑座、楔形块、楔形块调节架、连接轴A、连接轴B、挡板、轴承座A、管材成形器、双曲线轧辊轴、心辊轴、轧辊侧挡油环、轧辊侧轴承端盖、垫片、调心辊子轴承、对侧轴承端盖、对侧挡油环、止动垫片、圆螺母、轴承座B、螺杆A、螺杆B、弹簧、支撑板、管材成形器，其特征在于：在机架底座上部的两侧分别设有机架，两个机架之间通过四根机架横梁连接，机架立柱通过螺栓固定在机架底座上，机架立柱把两个辊系支撑座分别对应的设在机架上，辊系支撑座下部与固定在机架上的楔形块相接触，在每个楔形块的沿轧辊轴向方向上的两侧面分别通过挡板固定住，挡板通过螺栓固定在机架上，楔形块调节架的下端通过螺栓固定在机架的沿轧辊径向方向的两侧，楔形块调节架的上端设有螺纹孔，在螺纹孔内插接螺杆A，螺杆A延伸至楔形调节架的外部，在两个辊系支撑座上分别设有凹槽，在凹槽内设有连接轴A，在辊系支撑座上与凹槽的对应位置开有螺纹孔，螺杆B插接在螺纹孔内，在螺杆上套接弹簧，弹簧置于辊系支撑座的外侧，弹簧与螺杆B组成平衡机构，辊系支撑座的上部设有通孔，通孔与丝杠套嵌相连，丝杠固定机构为中空的柱形结构，中空部分开有螺纹孔，丝杠固定机构通过螺栓紧固在机架上，丝杠与丝杠固定机构通过螺纹连接，丝杠一端由机架上方通孔穿出，丝杠另一端嵌入辊系支撑座，与连接轴A平面接触，一个连接轴A的一端与螺杆B相接触，该连接轴A的另一端与轴承座A通过螺纹连接，在轴承座A的内部插接双曲线轧辊轴的一端，在双曲线轧辊轴的轴向方向上依次套接轧辊侧挡油环、轧辊侧轴承端盖、调心辊子轴承、对侧轴承端盖、对侧挡油环、止动垫片和圆螺母，轧辊侧挡油环卡在轴肩上并与轧辊侧轴承盖形成油封，轧辊侧轴承端盖与垫片固定在轴承座A上并固定调心滚子轴承的外圈，调心滚子轴承的内圈一侧固定在轴肩上，另一侧固定在对侧轴承端盖上，对侧挡油环的一侧卡在轴肩上并与对侧轴承盖形成油封，对侧轴承端盖固定在轴承座A上并固定调心滚子轴承的外圈，对侧挡油环的另一侧通过圆螺母与止动垫片螺纹连接，另一个连接轴A的一端与轴承座B相连接，在轴承座B的内部插接心辊轴，轴承座A和轴承座B之间通过连接轴B相连接，轴承座A与连接轴B的一端通过螺栓相连，连接轴B的另一端与轴承座B平面接触，与轴承座B相连的机架上部设有支撑板，在支撑板的下方设有弧形金属板，在支撑板上设有长方形开口，在支撑板的开口处固定钢包，在双曲线轧辊轴和心辊轴、靠近轴承座A和轴承座B的端部处，设置一个与钢包用螺纹连接的侧封板，双曲线轧辊轴的另一端固定连接万向轴，万向轴与电机的输出轴相连接，在双曲线轧辊轴和心辊轴的下部，靠近与心辊轴相邻的机架一侧，设有管材成形器，并将其固定在机架底座上。

2.根据权利要求1所述的一种生产无缝金属管的柔性成型装置，其特征在于：钢包为上开口的壳体。

3.根据权利要求1所述的一种生产无缝金属管的柔性成型装置，其特征在于：管材成形器包括支撑座、辊轴和辊筒，支撑座为上开口的槽钢型壳体，支撑座的两侧面之间通过辊轴相连，在辊轴上套接辊套。