[发明专利]超大型辗环机

说明书

技术领域

本发明涉及金属压力成型领域，尤其是一种用于加工筒体锻件的超大型辗环机。

背景技术

环件即如轴承环、齿圈、法兰、轮毂等各类无缝环形锻件，环件产品广泛应用于机械、 汽车、火车、船舶、石油化工、航空航天、原子能、风力发电等众多工业领域。环件轧制亦 称辗环、环件辗扩、扩孔、轧环，即通过轧制设备使环件产生连续局部塑性变形，进而实现 壁厚减小、直径扩大、截面轮廓成形的塑性加工工艺。

辗环常用设备为辗环机，亦称轧环机、环轧机、扩孔机，其包括机架、驱动辊、芯辊、 芯辊进给机构、抱辊及抱辊调整机构、驱动机构及传动机构。芯辊、驱动辊、抱辊轴线相互 平行，驱动辊两侧分别设置有一套抱辊及抱辊调整机构，驱动辊及两侧抱辊以环件外圆为共 切圆，芯辊与驱动辊相对设置且芯辊与环件内圆相切。

加工时，驱动辊通过传动机构驱动，环件在摩擦作用下绕其自身轴线转动，抱辊、芯辊 在摩擦作用下被环件带动绕自身轴线转动；通过抱辊调整机构调整抱辊的位置，进而改变驱 动辊、抱辊共切圆的直径，最终确定环件外圆直径；环件转动过程中，通过芯辊进给机构使 芯辊压下，从而环件沿周向产生连续的局部塑性变形，进而使环件壁厚和内圆直径达到预期 值。

现有的辗环机，根据各辊轴线设置方向的不同，可分为轴线倾斜布置的立式，国内设备 代号D 51系列；轴线垂直布置的卧式，国内设备代号D52系列。无论立式还是卧式，均为单 机架结构，驱动辊、芯辊、抱辊一端固定，一端悬空，环件通过各辊悬空端之间的开口上下 料。其中立式的抱辊、驱动辊、芯辊均设置于机架顶部也即环件的顶部，芯辊位于驱动辊下 方，环件重量通过芯辊悬挂支撑；卧式的机架为一平台，环件重量通过机架支撑。

由于采用单机架结构，现有辗环机普遍存在以下缺点：刚性差，轧制时，各辊悬空侧变 形大，不利于提高轧制能力。轧辊轴线与传动轴轴向均不平行，传动系统均需配置转向机构， 而转向机构则限制了轧制能力的提高，同时传动系统复杂，增加了设备和基础的造价，如轧 辊纵向布置的卧式结构，使轧制力受伞齿轮模数制约难以提高。由于上述局限，目前国内外 辗环设备最大轧制力不超过600吨，生产的环件重量、规格小，高度普遍小于1米，仅用于 轴承环、齿圈、法兰、轮毂等产品的生产制造。

随着我国核反应堆、石油化工、风力发电、航空航天等重要领域技术装备的快速发展， 对大型筒型锻件的需求与日俱增，同时对环件的尺寸、性能和材质都提出了更高的要求。但 这种大型筒节对设备能力要求极高，生产难度较大，现有的辗环机设备和工艺无法适应其生 产。因此目前大型筒型锻件生产还不得不依靠大型水压机进行自由锻造来解决，该工艺生产 工效低，尺寸精度差，锻件利用率较低，需多次加热，能耗大，锻件制造成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种轧制力大、刚性好，能适应大型筒节制造要求， 加工精度高、效率高、成本低的超大型辗环机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：超大型辗环机，包括机架、驱动辊、芯辊、 芯辊进给机构、抱辊及抱辊调整机构；所述芯辊、驱动辊、抱辊轴线相互平行，所述芯辊、 抱辊分别通过芯辊进给机构、抱辊调整机构支撑；所述驱动辊两侧分别设置有一套抱辊及抱 辊调整机构，驱动辊及两侧抱辊以环件外圆为共切圆，芯辊与驱动辊相对设置且芯辊与环件 内圆相切，所述机架包括纵向并相对设置的传动侧机架和操作侧机架，所述驱动辊、抱辊、 芯辊轴线均为水平设置；所述驱动辊设置于传动侧机架和操作侧机架下部之间，所述驱动辊 两端分别通过驱动辊轴承座支撑；所述芯辊设置于传动侧机架和操作侧机架之间并位于驱动 辊上方，所述芯辊进给机构成对并分别设置于芯辊两端，所述芯辊两端分别通过芯辊轴承座 与对应芯辊进给机构相连；所述抱辊两端分别通过抱辊轴承座与对应抱辊调整机构相连；所 述芯辊轴向双向至少其中之一设置为芯辊抽出方向，沿抽出方向由芯辊一端指向另一端，其 中起点端为悬空端，终点端为抽出端；由芯辊及其抽出端芯辊轴承座、或者由芯辊及其两端 的芯辊轴承座组成抽出单元；设置有沿芯辊抽出方向往复运动的抽辊机构，所述抽辊机构设 置有抽出单元的可拆卸式固定结构。