CN114669600B - 一种高精度钢管智能定径机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度钢管智能定径机，包括机仓，所述机仓的内部设有无缝定径机构，且无缝定径机构分别包括第一Y型座、第一伸缩套筒、压力传感器、弹片、第二Y型座、第二伸缩套筒、安装板、锥齿轮组、第二伺服电机、双向丝杆、内螺纹管、环形板、铰接杆、导轮座和定径辊；本发明通过无缝定径机构的结构配合，可在机仓内形成两组定径体系，并利用第一Y型座和第二Y型座的结构特征，促使用于定径的定径辊增设为六组，且六组定径辊呈不同方向设置，从而对不同弧面的钢管外径进行定径贴附，让钢管保持居中进行轧制，且通过更换不同弧面的定径辊，即可使该定径结构适配多种外径的钢管定径工作。

Description

一种高精度钢管智能定径机

技术领域

本发明涉及定径机技术领域，具体为一种高精度钢管智能定径机。

背景技术

钢管定径、减径和张力减径过程是空心体不带芯棒的连轧过程，定径的目的是在较小的总减径率和小的单机减径率条件下，将钢管轧成一定要求的尺寸精度和真圆钢管定径、减径和张力减径过程是空心体不带芯棒的连轧过程，经过定径后的钢管，直径偏差较小，椭圆度较小，直度较好，表面光钢管定径、减径和张力减径过程是空心体不带芯。

当通过定径机轧辊对钢管进行定位时，往往需要根据同一型号钢管外径的定位弧面，来预先设置适配型号的轧辊，但多组轧辊在位置调节时难以达到同步，且单独调节还会增加驱动力的消耗，进而影响钢管的定径精度，降低钢管的定径质量，并且若是钢管外径型号较大，难以保证定位轧辊与管体外径无缝贴合，容易导致钢管在输送时出现偏心错位，进一步降低钢管定径外形的尺寸精度和轧制的稳定性，而在钢管输送产生偏移时，工作人员难以及时得知，且一般需要将钢管重新抽出才可对内部结构矫正维护，影响装置的连续化工作进度，让钢管的维护工作更为繁琐不便，降低定径的工作效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精度钢管智能定径机，以解决上述背景技术中提出的相关问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高精度钢管智能定径机，包括机仓，所述机仓的内部设有无缝定径机构，且无缝定径机构分别包括第一Y型座、第一伸缩套筒、压力传感器、弹片、第二Y型座、第二伸缩套筒、安装板、锥齿轮组、第二伺服电机、双向丝杆、内螺纹管、环形板、铰接杆、导轮座和定径辊，所述第一Y型座和第二Y型座分别安装在机仓内部的两侧，所述第一Y型座呈Y字型结构，所述第二Y型座呈倒Y字型结构，所述第一Y型座和第二Y型座的内侧皆设有三组第二伸缩套筒，同侧三组所述第二伸缩套筒相互靠近的一侧安装有导轮座，同侧三组所述导轮座的内侧设有定径辊；

所述机仓的顶部设有安装槽，且安装槽内部的两侧和顶部分别设有双向丝杆和第二伺服电机，所述双向丝杆外侧的中间位置处和第二伺服电机的输出端设有相互啮合的锥齿轮组，所述双向丝杆的外侧对称设有螺纹适配的内螺纹管，两组所述内螺纹管的底部设有延伸至机仓内部的环形板，两组所述环形板相互远离的一侧铰接有三组铰接杆，同侧三组所述铰接杆与导轮座铰接适配，所述机仓内部顶部和底部的中间位置处安装有第一伸缩套筒，两组所述第一伸缩套筒的端口处安装有安装板，且安装板分别与第一Y型座和第二Y型座内侧的一组导轮座固定连接，两组所述安装板相邻之间的位置处安装有弹片，两组所述安装板的一侧设有压力传感器，且压力传感器与弹片相互配合。

优选的，所述机仓的一侧设有矫正牵引机构，且矫正牵引机构分别包括环形固定槽、环形口、环形导槽、齿轮、第一伺服电机、外齿环、弧形导板、导柱、弹簧和弧形滚珠板，所述机仓靠近第二Y型座一侧的中间位置处开设有环形口，所述机仓一侧的边缘处安装有环形固定槽，所述环形固定槽的内侧设有环形导槽，所述环形导槽的内侧设有滑动连接的外齿环，所述机仓顶部的一侧设有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出端设有与外齿环相互啮合的齿轮，所述外齿环的内侧设有四组弧形导板，所述环形口的内部套设有四组导柱和弹簧，四组所述导柱相互靠近的一侧安装有弧形滚珠板，四组所述导柱相互远离的一侧设有滑轮，且滑轮与弧形导板相互适配。

优选的，所述机仓的一侧设有弹性导引机构，且弹性导引机构分别包括进口仓、导向轮、复位弹簧、外套管和内套管，所述机仓靠近第一Y型座的一侧设有进口仓，所述进口仓的内侧均匀安装有外套管，多组所述外套管的内侧分别设有复位弹簧和内套管，多组所述内套管相互靠近的一侧设有导向轮，且导向轮的安装高度由外向内逐渐水平升高。

优选的，所述机仓的底部设有导向槽，且导向槽的内侧对称设有滑动配的导向块，而导向块与环形板固接，所述机仓的两端设有仓门。

优选的，所述第一Y型座和第二Y型座的内壁皆设有三组滑槽，且滑槽的内侧设有滑块，而滑块与导轮座相互连接。

优选的，同侧三组所述导轮座的两端分别设有轴盖和轴帽，且轴盖和轴帽与定径辊相互适配，同侧三组所述第二伸缩套筒和导轮座以及定径辊呈同一垂直面，六组所述第二伸缩套筒和导轮座以及定径辊呈不同方位。

优选的，两组所述弹片的表面设有弧形板，两组所述弹片位居机仓内部的中心处，两组所述弹片分别与同侧三组定径辊之间的轴心处水平面相对。

优选的，所述第一伸缩套筒的内部设有四组套管，四组所述弹簧安装在套管的内侧，四组所述导柱与弹簧弹性连接并和套管滑动适配。

优选的，四组所述弧形滚珠板分别由弧形座和多组滚珠组合而成，四组所述弧形滚珠板之间的夹持面位于环形口的轴心处。

优选的，所述进口仓的正面一端设有控制面板，所述进口仓的内侧设有十字形槽，多组所述导向轮和外套管以及内套管均匀安装在十字形槽的内侧。

与现有技术相比，本发明提供了一种高精度钢管智能定径机，具备以下有益效果：

1、本发明通过无缝定径机构的结构配合，可在机仓内形成两组定径体系，并利用第一Y型座和第二Y型座的结构特征，促使用于定径的定径辊增设为六组，且六组定径辊呈不同方向设置，从而对不同弧面的钢管外径进行定径贴附，让钢管保持居中进行轧制，且通过更换不同弧面的定径辊，并让第一Y型座和第二Y型座内侧面的三组定径辊同步位移，从而实现对不同钢管的外径型号做出扩展和收缩调节，即可使该定径结构适配多种外径的钢管定径工作，且调节简便快捷，摒弃了多个驱动力的单独启动，大大加强不同型号钢管的定径精度。

2、本发明利用无缝定径机构对六组定径辊的同步调节，可提供不同外径钢管的定径工作，并在六组定径辊展开或收拢的同时，即可在两组安装板和两组导轮座的相互连接下，可让安装板与定径辊同步上下升降，促使两组安装板之间的弹片适配不同外径的钢管，此时在钢管进入机仓内时，便可通过弹片对的弹性受力压缩，并接触压力传感器进行压力检测，促使钢管在定径后的输送可以得到实时观测，进一步保证钢管在定径轧制作业时的稳定性和智能检测功效，从而及时得知钢管的输送位置是否出现偏心或错位现象，增加装置的维护效率。

3、本发明通过弹性导引机构的结构配合，可让钢管在进口时自动进行辅助定位，使钢管的端头更容易伸入在第一Y型座和第二Y型座内侧三组定径辊的轴心处，提高钢管定径的精确性，而利用矫正牵引机构的结构配合，可在两组弹片和压力传感器感知输送的钢管产生偏向和错位现象时，即可让四组导柱和弧形滚珠板的相互靠近，对钢管强行进行位置矫正，让已经发生偏心错位的钢管保持居中输送，无需停机，保证装置定径加工的连续化进行，并让工作人员第一时间得知定径结构出现误差，从而及时进行维护工作。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的主视剖视图；

图3为本发明的环形固定槽侧视图；

图4为本发明的第一Y型座侧视图；

图5为本发明的第二Y型座侧视图；

图6为本发明的环形板侧视图；

图7为本发明的进口仓侧视图；

图8为本发明的弹片侧视图。

图中：1、机仓；2、矫正牵引机构；21、环形固定槽；22、环形口；23、环形导槽；24、齿轮；25、第一伺服电机；26、外齿环；27、弧形导板；28、导柱；29、弹簧；210、弧形滚珠板；3、无缝定径机构；31、第一Y型座；32、第一伸缩套筒；33、压力传感器；34、弹片；35、第二Y型座；36、第二伸缩套筒；37、安装板；38、锥齿轮组；39、第二伺服电机；310、双向丝杆；311、内螺纹管；312、环形板；313、铰接杆；314、导轮座；315、定径辊；4、弹性导引机构；41、进口仓；42、导向轮；43、复位弹簧；44、外套管；45、内套管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种高精度钢管智能定径机，包括机仓1，机仓1的内部设有无缝定径机构3，且无缝定径机构3分别包括第一Y型座31、第一伸缩套筒32、压力传感器33、弹片34、第二Y型座35、第二伸缩套筒36、安装板37、锥齿轮组38、第二伺服电机39、双向丝杆310、内螺纹管311、环形板312、铰接杆313、导轮座314和定径辊315，第一Y型座31和第二Y型座35分别安装在机仓1内部的两侧，第一Y型座31呈Y字型结构，第二Y型座35呈倒Y字型结构，第一Y型座31和第二Y型座35的内侧皆设有三组第二伸缩套筒36，同侧三组第二伸缩套筒36相互靠近的一侧安装有导轮座314，同侧三组导轮座314的内侧设有定径辊315；

机仓1的顶部设有安装槽，且安装槽内部的两侧和顶部分别设有双向丝杆310和第二伺服电机39，双向丝杆310外侧的中间位置处和第二伺服电机39的输出端设有相互啮合的锥齿轮组38，双向丝杆310的外侧对称设有螺纹适配的内螺纹管311，两组内螺纹管311的底部设有延伸至机仓1内部的环形板312，两组环形板312相互远离的一侧铰接有三组铰接杆313，同侧三组铰接杆313与导轮座314铰接适配，机仓1内部顶部和底部的中间位置处安装有第一伸缩套筒32，两组第一伸缩套筒32的端口处安装有安装板37，且安装板37分别与第一Y型座31和第二Y型座35内侧的一组导轮座314固定连接，两组安装板37相邻之间的位置处安装有弹片34，两组安装板37的一侧设有压力传感器33，且压力传感器33与弹片34相互配合。

作为本实施例的优选方案：机仓1的一侧设有矫正牵引机构2，且矫正牵引机构2分别包括环形固定槽21、环形口22、环形导槽23、齿轮24、第一伺服电机25、外齿环26、弧形导板27、导柱28、弹簧29和弧形滚珠板210，机仓1靠近第二Y型座35一侧的中间位置处开设有环形口22，机仓1一侧的边缘处安装有环形固定槽21，环形固定槽21的内侧设有环形导槽23，环形导槽23的内侧设有滑动连接的外齿环26，机仓1顶部的一侧设有第一伺服电机25，第一伺服电机25的输出端设有与外齿环26相互啮合的齿轮24，外齿环26的内侧设有四组弧形导板27，环形口22的内部套设有四组导柱28和弹簧29，四组导柱28相互靠近的一侧安装有弧形滚珠板210，四组导柱28相互远离的一侧设有滑轮，且滑轮与弧形导板27相互适配。

作为本实施例的优选方案：机仓1的一侧设有弹性导引机构4，且弹性导引机构4分别包括进口仓41、导向轮42、复位弹簧43、外套管44和内套管45，机仓1靠近第一Y型座31的一侧设有进口仓41，进口仓41的内侧均匀安装有外套管44，多组外套管44的内侧分别设有复位弹簧43和内套管45，多组内套管45相互靠近的一侧设有导向轮42，且导向轮42的安装高度由外向内逐渐水平升高。

作为本实施例的优选方案：机仓1的底部设有导向槽，且导向槽的内侧对称设有滑动配的导向块，而导向块与环形板312固接，机仓1的两端设有仓门，便于打开仓门，对内部的定径结构进行拆装检修。

作为本实施例的优选方案：第一Y型座31和第二Y型座35的内壁皆设有三组滑槽，且滑槽的内侧设有滑块，而滑块与导轮座314相互连接，可通过滑槽和滑块的限位配合，让导轮座314展开和收缩位移更为稳定。

作为本实施例的优选方案：同侧三组导轮座314的两端分别设有轴盖和轴帽，且轴盖和轴帽与定径辊315相互适配，同侧三组第二伸缩套筒36和导轮座314以及定径辊315呈同一垂直面，六组第二伸缩套筒36和导轮座314以及定径辊315呈不同方位，可通过轴盖和轴帽的配合，便于更换不同型号的定径辊315。

作为本实施例的优选方案：两组弹片34的表面设有弧形板，两组弹片34位居机仓1内部的中心处，两组弹片34分别与同侧三组定径辊315之间的轴心处水平面相对，可让钢管在输送时挤压弹片34，让轴心一致的钢管得到压力检测，提高钢管的定径质量。

作为本实施例的优选方案：第一伸缩套筒32的内部设有四组套管，四组弹簧29安装在套管的内侧，四组导柱28与弹簧29弹性连接并和套管滑动适配，可通过套管对导柱28的限位，让导柱28在套管伸缩位移，进而让导柱28带动弧形滚珠板210对钢管夹持定位。

作为本实施例的优选方案：四组弧形滚珠板210分别由弧形座和多组滚珠组合而成，四组弧形滚珠板210之间的夹持面位于环形口22的轴心处，可利用弧形座与钢管的贴合限位，让钢管居中定位，而通过滚珠与钢管相互接触，从而对钢管辅助输送。

作为本实施例的优选方案：进口仓41的正面一端设有控制面板，进口仓41的内侧设有十字形槽，多组导向轮42和外套管44以及内套管45均匀安装在十字形槽的内侧，可利用十字形槽的结构配合，让钢管在多组导向轮42的牵引下居中定位，提高钢管的定径精度。

实施例1，如图1-3所示，当钢管在机仓1内输送产生偏心错位时，可通过两组弹片34和压力传感器33的压力感知不均，从而判断当前输送的钢管出现偏移，此时便可自动启动第一伺服电机25带动齿轮24旋转，然后利用齿轮24和外齿环26的相互啮合，迫使外齿环26在环形导槽23的导引下环形转动，接着通过外齿环26的转动让内壁的四组弧形导板27挤压导柱28，促使四组导柱28带动弹簧29弹性压缩并让弧形滚珠板210同步向内收缩，从而对不同型号的钢管贴合限位，即可形成夹持体系，强行将偏心错位的钢管矫正，然后通过弧形滚珠板210表面的滚珠导引，让该组钢管正常进行定径加工作业，而在偏心的钢管加工后，便可打开机仓1对内部错位的定径结构进行维护检修，避免错位的钢管加工出现瑕疵，减少报废，提高钢管加工的合格率。

实施例2，如图1-2和图7所示，当钢管进行定径工作时，首先将钢管从进口仓41进入，并使钢管的端头接触多组导向轮42，此时通过内套管45和外套管44以及复位弹簧43的弹性伸缩，从而让导向轮42适应不同大小的钢管端头，并对其进行导引输送，而利用多组导向轮42由外向内的逐渐升高体系，可让钢管得到辅助牵引在第一Y型座31和第二Y型座35内侧面三组定径辊315之间的轴心处。

实施例3，如图4-5所示，可通过第一Y型座31和第二Y型座35的Y字型和倒Y字型结构，让六组定径辊315与钢管外径无缝定径，并可通过导轮座314安装的轴盖和轴帽，便于更换不同型号弧面的定径辊315，从而实现对不同外径钢管的定径加工，且通过六组定径辊315的同步调节，减少驱动力的消耗，增加调节的精度。

工作原理：在对钢管定径时，可设置对应型号钢管所用的定径辊315，并将定径辊315安置在导轮座314内侧，以便对多个型号弧面的定径辊315拆装，当钢管在定径加工时，让钢管进入机仓1内，此时便可通过第二伺服电机39的启动带动锥齿轮组38结构啮合，迫使锥齿轮组38带动双向丝杆310转动，此时随着双向丝杆310的旋转即可让两组螺纹适配的内螺纹管311相互远离，并使内螺纹管311带动环形板312水平移动，接着即可通过两组环形板312带动铰接杆313对同步对第一Y型座31和第二Y型座35内侧的三组导轮座314拖动，让导轮座314在第二伸缩套筒36的限位下升降调节，从而使第一Y型座31和第二Y型座35内侧面的三组定径辊315向外扩展和收缩，进而根据不同型号的钢管进行调节，并最终让六组不同方位的定径辊315弧面贴附在钢管外径，从而实现不同型号钢管的无缝定径，保证钢管输送的精确性和稳定性；

通过两组安装板37和第一伸缩套筒32与第一Y型座31和第二Y型座35内侧面垂直状态的一组导轮座314的相互连接，即可让六组导轮座314和定径辊315展开和收缩调节的同时，让两组安装板37跟随定径辊315同步升降调节，而当钢管从第一Y型座31和第二Y型座35的轴心点穿过时，可经过两组弹片34并对其挤压，促使弹片34压缩接触压力传感器33进行压力检测，以便装置在对钢管进行定径输送的同时，智能对钢管定径的压力实时监测。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种高精度钢管智能定径机，包括机仓(1)，其特征在于：所述机仓(1)的内部设有无缝定径机构(3)，且无缝定径机构(3)分别包括第一Y型座(31)、第一伸缩套筒(32)、压力传感器(33)、弹片(34)、第二Y型座(35)、第二伸缩套筒(36)、安装板(37)、锥齿轮组(38)、第二伺服电机(39)、双向丝杆(310)、内螺纹管(311)、环形板(312)、铰接杆(313)、导轮座(314)和定径辊(315)，所述第一Y型座(31)和第二Y型座(35)分别安装在机仓(1)内部的两侧，所述第一Y型座(31)呈Y字型结构，所述第二Y型座(35)呈倒Y字型结构，所述第一Y型座(31)和第二Y型座(35)的内侧皆设有三组第二伸缩套筒(36)，同侧三组所述第二伸缩套筒(36)相互靠近的一侧安装有导轮座(314)，同侧三组所述导轮座(314)的内侧设有定径辊(315)；

所述机仓(1)的顶部设有安装槽，且安装槽内部的两侧设有双向丝杆(310)，顶部设有第二伺服电机(39)，所述双向丝杆(310)外侧的中间位置处和第二伺服电机(39)的输出端设有相互啮合的锥齿轮组(38)，所述双向丝杆(310)的外侧对称套设有螺纹适配的内螺纹管(311)，两组所述内螺纹管(311)的底部设有延伸至机仓(1)内部的环形板(312)，两组所述环形板(312)相互远离的一侧铰接有三组铰接杆(313)，同侧三组所述铰接杆(313)与导轮座(314)铰接适配，所述机仓(1)内部顶部和底部的中间位置处安装有第一伸缩套筒(32)，两组所述第一伸缩套筒(32)的端口处安装有安装板(37)，且安装板(37)分别与第一Y型座(31)和第二Y型座(35)内侧的一组导轮座(314)固定连接，两组所述安装板(37)相邻之间的位置处安装有弹片(34)，两组所述安装板(37)的一侧设有压力传感器(33)，且压力传感器(33)与弹片(34)相互配合。

2.根据权利要求1所述的一种高精度钢管智能定径机，其特征在于：所述机仓(1)的一侧设有矫正牵引机构(2)，且矫正牵引机构(2)分别包括环形固定槽(21)、环形口(22)、环形导槽(23)、齿轮(24)、第一伺服电机(25)、外齿环(26)、弧形导板(27)、导柱(28)、弹簧(29)和弧形滚珠板(210)，所述机仓(1)靠近第二Y型座(35)一侧的中间位置处开设有环形口(22)，所述机仓(1)一侧的边缘处安装有环形固定槽(21)，所述环形固定槽(21)的内侧设有环形导槽(23)，所述环形导槽(23)的内侧设有滑动连接的外齿环(26)，所述机仓(1)顶部的一侧设有第一伺服电机(25)，所述第一伺服电机(25)的输出端设有与外齿环(26)相互啮合的齿轮(24)，所述外齿环(26)的内侧设有四组弧形导板(27)，所述环形口(22)的内部套设有四组导柱(28)和弹簧(29)，四组所述导柱(28)相互靠近的一侧安装有弧形滚珠板(210)，四组所述导柱(28)相互远离的一侧设有滑轮，且滑轮与弧形导板(27)相互适配。

3.根据权利要求1所述的一种高精度钢管智能定径机，其特征在于：所述机仓(1)的一侧设有弹性导引机构(4)，且弹性导引机构(4)分别包括进口仓(41)、导向轮(42)、复位弹簧(43)、外套管(44)和内套管(45)，所述机仓(1)靠近第一Y型座(31)的一侧设有进口仓(41)，所述进口仓(41)的内侧均匀安装有外套管(44)，多组所述外套管(44)的内侧分别设有复位弹簧(43)和内套管(45)，多组所述内套管(45)相互靠近的一侧设有导向轮(42)，且位于下部的导向轮(42)的安装高度由外向内逐渐水平升高。

4.根据权利要求1所述的一种高精度钢管智能定径机，其特征在于：所述机仓(1)的底部设有导向槽，且导向槽的内侧对称设有滑动配的导向块，而导向块与环形板(312)固接，所述机仓(1)的两端设有仓门。

5.根据权利要求1所述的一种高精度钢管智能定径机，其特征在于：所述第一Y型座(31)和第二Y型座(35)的内壁皆设有三组滑槽，且滑槽的内侧设有滑块，而滑块与导轮座(314)相互连接。

6.根据权利要求1所述的一种高精度钢管智能定径机，其特征在于：同侧三组所述导轮座(314)的两端分别设有轴盖和轴帽，且轴盖和轴帽与定径辊(315)相互适配，同侧三组所述第二伸缩套筒(36)和导轮座(314)以及定径辊(315)呈同一垂直面，六组所述第二伸缩套筒(36)和导轮座(314)以及定径辊(315)呈不同方位。

7.根据权利要求1所述的一种高精度钢管智能定径机，其特征在于：两组所述弹片(34)的表面设有弧形板，两组所述弹片(34)位居机仓(1)内部的中心处，两组所述弹片(34)分别与同侧三组定径辊(315)之间的轴心处水平面相对。

8.根据权利要求2所述的一种高精度钢管智能定径机，其特征在于：四组所述弧形滚珠板(210)分别由弧形座和多组滚珠组合而成，四组所述弧形滚珠板(210)之间的夹持面位于环形口(22)的轴心处。

9.根据权利要求3所述的一种高精度钢管智能定径机，其特征在于：所述进口仓(41)的正面一端设有控制面板，所述进口仓(41)的内侧设有十字形槽，多组所述导向轮(42)和外套管(44)以及内套管(45)均匀安装在十字形槽的内侧。