[发明专利]用于对管状或杆状轧件进行斜轧的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对管状或杆状轧件进行斜轧的设备。

背景技术

斜轧设备主要是在生产无缝管时使用，例如，用于圆形坯料穿孔 并从而制造壁较厚的空心管坯，或用于拉伸这种空心管坯以减小其壁 厚，或用于管坯扩径。此外还已知，这种设备也应用于杆状亦即实心 轧件的拉伸和减小横截面。

在传统的这类设备中，轧件在沿相同转向旋转的轧辊之间转动并 与此同时成形。为达到轧件沿纵向连续进给，轧辊轴线相对于轧件纵 轴线按一个偏角布置，所以由轧辊的圆周速度产生一个沿轧件纵向的 分量，并使轧件螺旋形运动地通过轧辊之间沿纵向运动。这种设备有 两个或多个驱动辊，在这里若只存在两个轧辊，则需要轧辊之间的侧 向导引，为的是将轧件保持在轧辊轴线的区域内而不沿径向跃出。

在这种设备中采用桶形轧辊，它们的轧辊轴线平行于轧件纵轴线 延伸。此外还已知使用圆锥形轧辊，此时轧辊轴线倾斜于轧件纵轴线 延伸。由此在轧辊轴线与轧件纵轴线之间造成的倾斜角不应当与前面 提及的偏角混淆，因为仅有该倾斜角而不偏转轧辊轴线是不会造成轧 件轴向进给的。

在上述设备中，使轧件绕其纵轴线旋转，由此产生了一些问题。 首先，只能轧制长度有限的轧件，由此使它的旋转运动不会过分不平 稳，以及避免对轧件和对设备造成损伤。第二，轧件和可能存在的内 模需要复杂的导引装置。第三，轧件流量并因而设备的生产能力受严 格的限制。轧件流量取决于进给速度，而进给速度由轧件的圆周速度 和偏角的大小得出。因为偏角不允许超出一定的量，要不然轧件表面 变得不均匀，尤其成波浪形，所以轧件流量只能通过提高圆周速度增 大。但是由此也加大了轧件的转速，这导致轧件的运行不平稳，带来 的后果则是损伤轧件、发生机器的技术故障和增加磨损。此外，在轧 制时由于较高的轧辊转速轧件必然更强烈地加速，这导致轧辊滑转并 因而出现抓痕问题。第四，绕其纵轴线旋转的轧件妨碍在以短的间距 设在下游的纵轧机机座内连续精轧。

由于这些缺点，通过使轧辊不仅可以绕其轧辊轴线而且也可以绕 轧件纵轴线旋转，而转换了斜轧的运动学原理。由此达到轧件不再需 要绕其纵轴线旋转。轧辊在其行星式运动时在轧件上围绕轧件滚动。

US-PS1368413披露了这种设备，在那里，轧辊以其轧辊轴支承在 借助齿环和小齿轮驱动旋转的外壳内。驱动轧辊的轴在其背对轧辊的 端部有一些齿轮，它们按行星齿轮系的方式在太阳齿轮上滚转。太阳 齿轮也被驱动。通过相应地协调轧辊与旋转外壳的转速，可以使轧辊 在轧件上滚转，不使轧件旋转。这种已知结构方式的轧辊设计为桶形， 以及它们的轧辊轴线在一些平行于轧件纵轴线的平面内延伸。不过轧 辊轴线在这些平面内部相对于轧件纵轴线偏转一个角度，由此产生轧 件的进给运动。行星齿轮的轴也按此相对于轧件纵轴线的角度延伸， 但处于一个也包含轧件纵轴线的平面内。因比，在行星齿轮与轧辊之 间的轧辊驱动轴在它们的端部设计有万向联轴节。为了使这些万向联 轴节的屈曲角不过大，轧辊驱动轴比较长，这同样导致旋转外壳细长 的结构。尤其是，在旋转外壳转动时，长的轧辊驱动轴遭受离心力和 陀螺力矩，这限制了外壳转速。

DE-OS1602153在图1中示出了一种基本上有上述相同特征的设 备。通过此公开文件的图2可知另一种结构类型。按这种结构，轧辊 设计为圆锥形，以及轧辊轴线相对于轧件纵轴线成一个斜角倾斜。轧 辊浮动地在头部支承，它们的端侧装在一个借助齿环驱动绕轧件纵轴 线旋转的转子外壳内。轧辊本身由多个沿径向离开轧件纵轴线前后排 列的齿轮或齿轮传动链驱动，其中的第一个齿轮与太阳齿轮啮合，并 通过其中装有太阳齿轮的转子外壳的旋转运动在太阳齿轮上滚动。与 US-PS1368413一样，在这种已知的结构类型中，太阳齿轮也由单独的 驱动装置驱动旋转。可以将太阳齿轮的转速与转子外壳的转速协调为， 使轧辊在轧件上滚动，与此同时不使轧件旋转。仅仅采用前面提及的 轧辊轴线相对于轧件纵轴线的倾斜不能实现轧件进给。轧件的进给通 过偏转头部造成，这些头部设置为可绕锥齿轮轴在转子外壳内偏转。 以此方式形的偏角在此公开文件的图2中不能看出。这种已知的结构 类型总共有三个轧辊，它不仅设计用于管状而且用于杆状轧件。