[发明专利]无缝钢管的精密轧制方法及其加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种无缝钢管的加工方法及装置，具体涉及一种无缝钢管的精密轧制方法及其加工装置。

背景技术

无缝钢管是一种中空且侧壁没有焊缝的管件，被广泛用于输送介质，如输送石油、天然气、煤气、水及固体物料等的管道。钢管与圆钢等实心钢材相比，在抗弯抗扭强度相同时，重量较轻，用于制造结构件和机械零件时是一种经济型材，如制造石油钻杆、汽车传动轴及自行车架等。目前，热轧管机是轧制无缝钢管的主要设备，主要包括轧辊装置、电机、减速装置及万向轴，这种设备主要是针对大口径的无缝钢管(如采油管、输油管等)批量轧制，由于工件的口径较大（公称直很100mm以上），而且长度也很长（10m以上），轧制力也很大，减速装置一般采用集中动力源多输出轴的方式，即利用一个电动机带动减速装置，在减速装置中有多个输出轴，这样，减速装置就很庞大，而且电动机启动后多个输出轴同时旋转，输出的力矩很大，需要电动机的功率也很大，不利于节能控制。在加工时，主要工艺如下：①管坯及其轧前准备，管坯→切断→定心→加热；②毛管生产，加热→穿孔→轧管→定、减径；③荒管生产，加热→穿孔→轧管→定、减径；④成品管生产，加热→穿孔→轧管→定、减径。由于工件较长，工件在轧制过程中热量损失较多，不进行二次加热实现不了连轧，因此，在加工时需要进行抽出芯棒和二次加热工艺，工艺复杂，能耗高，加工效率低。对于小口径用于机械结构件的无缝钢管（如汽车传动轴）来说，精度要求较高，如采用上述的热轧管机和工艺步骤进行加工难以达到设计要求，因此，现有的热轧管机不适合轧制小口径用于机械结构件的无缝钢管。

发明内容

为了克服现有的热轧管机在轧制无缝钢管时工艺复杂、能耗高及加工效率低，不适合轧制小口径用于机械结构件的无缝钢管的不足，本发明提供一种无缝钢管的精密轧制方法，同时提供一种专门设计的无缝钢管热轧装置，本发明在背景技术的基础上进行了改进，能够实现轧管、减径连续作业，一次轧制出成品管，适合轧制小口径用于机械结构件的无缝钢管，具有工艺简单、能耗低及加工效率高的特点。

本发明的构思：对于长度较短的小口径用于机械结构件的无缝钢管采用连续轧制的方式，坏料采用毛管，一次性加工出达到设计要求的成品管。在此过程中，一次性加热毛管，将内外径轧制和减径轧制连续进行，不需要二次加热，在毛管减径的过程的同时抽出芯棒，进而简化工艺、降低能耗、提高加工效率。本发明基于上述总的发明构思提出一种无缝钢管的精密轧制方法和一种无缝钢管热轧装置。

本发明的技术方案是：一种无缝钢管的精密轧制方法，其步骤是，将毛管加热后利用无缝钢管热轧装置中的穿孔装置进行穿孔，毛管位于无缝钢管热轧装置中的内外径轧辊装置的入口处，穿孔装置中的芯棒的端头伸入到无缝钢管热轧装置中的内外径轧辊装置与减径轧辊装置之间，轧管时芯棒定位不动，毛管相对芯棒轴向移动，毛管的内外径同时轧制，当毛管行走至减径轧辊装置时，毛管开始减径，在减径的同时芯棒与毛管渐渐脱离，直至毛管完全脱离芯棒从减径轧辊装置输出，形成成品管。

一种无缝钢管热轧装置，包括主机座、底座、电机、减速装置、万向轴及穿孔装置，电机和减速装置安装在底座上，穿孔装置中设有芯棒，芯棒能够直线往复运动，主机座上依次按轧孔逐渐缩小的次序安装有多个轧辊装置，轧辊装置内设有能够咬合、挤压和牵拉毛管的轧辊，芯棒的中心及多个轧辊装置的轧孔中心位于同一中心线上，轧辊装置通过万向轴与减速装置相连；所述的轧辊装置分为两组，一组位于主机座前端用于连轧毛管的内外径轧辊装置，另一组位于主机座后端用于使毛管减径的减径轧辊装置。

进一步，所述的轧辊装置由机架、驱动轴、两个从动轴及轧辊组成，驱动轴和两个从动轴呈三角形分布，驱动轴与机架之间以及两个从动轴与机架之间均安装有轴承，驱动轴和两个从动轴上均固定轧辊，轧辊的外壁上设有弧形凹槽，三个轧辊上的凹槽对应后形成轧孔，驱动轴的两端分别通过两对相同的锥齿轮与两个从动轴之间1:1传递扭矩，驱动轴转动带动两个从动轴同步转动，使三个轧辊同时向轧孔内旋转。

进一步，各个轧辊装置单独驱动，即一个轧辊装置依次连接一个减速装置、一个电机，各个轧辊装置的驱动轴均位于主机座同侧且间隔上、下交错分布为两行；底座为两个前后分开为两排，前排底座上的减速装置所连接的万向轴较短且向下倾斜，后排底座上的减速装置所连接的万向轴较长且向上倾斜。

进一步，所述的轧辊装置为12个，前5个轧辊装置为内外径轧辊装置对毛管内外径连轧，后7个轧辊装置为减径轧辊装置对毛管减径轧制。