[实用新型]大型碾环机的主辊装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种大型无缝环件热轧成型设备，即大型数控径轴向碾环机，具体是一种结构更合理的大型数控径-轴向碾环机的主辊装置。

背景技术

大型数控径-轴向碾环机是大型无缝环件热轧成型的专用设备，即通过对加热后毛坯施加径、轴向轧制力，实现壁厚减薄、直径扩大、截面轮廓的成形。轧制原理参见图1。

大型径-轴向碾环机的主辊装置是轧制时环件旋转的驱动部件，始终和环件外圆接触，并配合与环件内圆接触的芯棍，对环件径向方向施加轧制力（参见图1）。由于环件碾扩属于热轧成型，环件毛胚开始轧制时已加热到超过华氏1000度，整个轧制过程主辊都受到热传导而升温。在轧制间歇上下料时，又受到喷洒的冷却水影响而降温。

大型碾环机的主辊外径比较大，一般在1000mm以上，大轧制力的大型径轴向碾环机主辊外径在1300mm以上。加上主辊属于模具，需要用特种钢材，从经济性和便于加工制造考虑，主辊部件一般采用里外三层、上下分段设计。最里边是主辊轴，中间是普通材料的套筒，外层是特殊材料的主辊。根据所轧环件的高度，外层的主辊上下一般分3~5段不等，最上端有一压盖通过螺栓对分段的主辊进行轴向定位，压盖和最上端的主辊通过斜面接触以便于提供预紧力。（参见图2）。

主辊和芯棍并不存在完全理想化的平行状态，环件轧制又是一个不断变化的复杂过程，所以轧制过程中主辊需要承受一定的轴向分力。也就是说分段的主辊最上端的压盖必须提供一定的预紧力。

风电、航空航天、核电、船舶等行业需要6000~10000mm直径的大型无缝环件，单个环件重量可达20吨左右。由于所加工环件的大型化，单个环件的轧制过程变长，主辊受到热影响时间更长，温升更高，主辊热胀冷缩变形更大。在实际生产过程中，存在主辊上压盖螺栓因此撑断的现象。螺栓断裂带来设备的意外停机，由于所轧环件较大（单个大型环件重量可达20吨），会造成严重的经济损失，而随后的设备恢复也因各零部件既大且重变得很麻烦，费时费力。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种结构简单、性能可靠的大型数控径-轴向碾环机的主辊装置，其上压盖既能提供足够的预紧力以克服轧制时轴向的偏载力，又能避免热胀冷缩造成的螺栓断裂事故。

     本实用新型所采用的技术方案是：一种大型碾环机的主辊装置，它包括上盖板，上盖板为环形以及设置于上盖板上的螺栓孔，其特征是在螺栓孔和上盖板外缘之间设置卸荷槽，卸荷槽截面为半圆形。

本方案的具体特点还有，所述卸荷槽截面为半径为上盖板厚度1/4的半圆形。大型碾环机的主辊装置包括主辊轴、主辊套筒和上下分段的主辊（依据所加工环件高度分3到5段不等，参见图2）。

本实用新型的有益效果是：该技术方案既延续了原有技术经济性的考虑，以及便于加工制造的特点；又通过一个简单的小结构，避免了原有技术的缺陷，尤其是在轧制大型环件时可能产生严重后果的缺陷，从而避免了原有技术结构可能产生的设备事故，挽救不必要的经济损失。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。本实用新型第实施例是济南铸锻所申报的国家重大专项D53K-8000大型数控径-轴向碾环机的主辊装置。图1是大型数控径轴向碾环机工作原理示意图。图2是本实用新型第一个实施例的剖视图。图3是图2中上盖板I处局部放大图。

图中：1—主辊，2—芯棍，3—抱辊，4—锥辊，5—环件，6—主辊轴，7—主辊套筒，8—主辊，9—上盖板，10—预紧螺栓，11—定位卡环，12—上轴承座，13—主辊座。

具体实施方式

如图2所示，本实用新型的主辊装置采用里外三层、上下分段设计。最里边是主辊轴6，中间是普通材料的主辊套筒7。外层是分段的特殊材料的主辊8。主辊轴6通过轴承装配在上轴承座12和主辊座13上。根据第一个实施例所要轧制环件1600mm的高度，外层的主辊3上下分了5段。如果设备不需要轧制如此高度的环件，主辊8亦可减少分段数。

主辊轴6与主辊套筒7之间由键条连接传递扭矩，由主辊轴6的下端台阶和定位卡环11进行轴向定位。主辊8和主辊套筒7之间也由键条连接传递扭矩，由主辊套筒7的下端台阶和上盖板9进行轴向定位。上盖板9通过预紧螺栓10与主辊套筒7紧固连接，上盖板9和最上端的主辊8通过斜面接触以便于提供预紧力。

如图3所示，一种大型碾环机的主辊装置，它包括上盖板9，上盖板9为环形以及设置于上盖板9上的螺栓孔，在螺栓孔和上盖板9外缘之间设置卸荷槽，所述卸荷槽截面为半径为上盖板9厚度1/4的半圆形。本实用新型在上盖板9的螺纹间隙孔边缘和斜面小端的中间位置，加工一圈以上盖板9端面中心为圆心的卸荷槽，卸荷槽截面以半圆形为佳，经实践检验其截面半圆形的半径达到上盖板9厚度的1/4左右即可。这样上盖板9既具有预紧力所需的刚性，又具有一薄弱部位来吸收主辊热胀冷缩的变形，即上盖板9卸荷槽处的弹性变形提供了主辊热胀冷缩的变形的空间，避免了连接螺栓的过载断裂。