[发明专利]芯辊旋转驱动控制的轧环机

说明书

本发明涉及一种芯辊旋转驱动控制的轧环机，包括芯辊和主动旋转且可以直线进给的驱动辊，其特征在于：所述芯辊可以主动旋转且速度可控，工作时芯辊可以实现主动驱动和随动两种模式的切换。本发明同时采用主动旋转驱动的驱动辊和主动旋转驱动的芯辊，在轧制过程中，通过控制芯辊转速使得轧制环件变形区受力可控，使轧制环件内外接触表面产生相互匹配的摩擦力，从而生成均匀的径向变形，从而大幅度提高轧制环件的内部组织均匀性；本发明成本低、容易实现、适合材料微观组织均匀性要求高、质量和精度保持性好的长寿命环形零件的轧制生产。

技术领域

本发明属于轧环机领域，具体涉及一种芯辊旋转驱动控制的轧环机。

背景技术

我国常用的轧环机结构简单，通过电动机和减速箱带动驱动辊旋转运动，通过液压或气压推动驱动辊直线进给运动，芯辊随动，环件毛坯在驱动辊的带动下连续通过驱动辊和芯辊构成的孔型时，环件毛坯产生厚度变小、直径长大的变形，这种轧环机结构简单、制造容易、价格便宜、应用广泛，能够便利快速地生产普通环件产品。

在现有的扎环机中，芯辊在轧制过程中是随动的，芯辊会因为与环件内表面的摩擦产生转动，因此芯辊的旋转速度具有较大的随意性，即，驱动辊的进给量和旋转速度的不同组合会造成芯辊不同的随动状态和旋转速度。芯辊旋转速度的随意性会使环件毛坯变形区受力处于不稳定状态，使得轧制成形的环件产品表层和厚度中间层的应变相差2-3倍甚至以上，因此造成环件产品形状虽然满足要求，但是环件产品的内部组织因为应变分布严重不均，引起的内部晶粒和硬质相的不均匀分布，从而使环件产品的寿命短、精度和质量保持性差，例如，在航空和高端装备制造业大量应用的航空主轴承和高速机床主轴承，其套圈通过普通环件轧制成形，由于应变分布不均匀造成碳化物和晶粒大小和分布不均，在表层以下因严重的塑形流动而产生细小的碳化物和晶粒，在芯部应变小造成残留初生碳化物和晶粒粗大，这直接或间接造成主轴承在服役过程出现表面剥落、划伤和尺寸不稳定等严重后果，严重影响其使用寿命。

因此急需通过改进轧环机，提供更稳定均匀的塑性变形方法，使材料基体原生晶粒更加细小致密、次生硬质相更加均匀弥散、晶界与晶粒成分更加均匀一致，才是得到轴承圈合理晶粒流线，达到基体综合强韧性要求，从而填补从高纯度材料制备到高精度机械加工之间缺失的重要工艺环节的唯一途径。

发明内容

针对现有轧环机的内部组织因为应变分布严重不均引起内部晶粒和硬质相的不均匀分布，从而使环件产品的寿命短、精度和质量保持性差的问题，本发明的目的在于提供一种芯辊旋转驱动控制的轧环机，该设备在普通轧环机的基础上增加芯辊旋转的主动控制，同时采用主动旋转的驱动辊和主动旋转驱动的芯辊，形成有益于塑性变形均匀性的受力状态，成本低、容易实现、能够大幅度提高轧制环件的内部组织均匀性。

本发明所采用的技术方案是：

一种芯辊旋转驱动控制的轧环机，包括主动旋转的芯辊和主动旋转且可以直线进给的驱动辊；所述芯辊可以主动旋转且转速可控，工作时芯辊可以实现主动驱动和随动两种模式的切换。

进一步地，所述芯辊由液压马达驱动旋转，所述液压马达通过液压回路与液压泵连接，所述液压回路上设有用于控制液压泵流量的比例阀、可以控制液压马达输出压力的溢流回路和可以控制液压马达通断的电磁阀。

进一步地，所述液压马达的输出轴通过齿轮副与芯辊轴连接。

进一步地，所述的轧环机还包括设有轨道的机身、与机身上轨道配合的滑块、驱动滑块沿轨道移动的液压缸、电机、减速器和万向节联轴器，所述驱动辊通过轴承设在滑块上，所述电机的输出轴通过减速器和万向节联轴器与驱动辊轴连接；所述芯辊通过轴承设在机身上。

进一步地，所述的轧环机还包括工作时与轧制环件外壁接触的导向辊以及检测轧制环件是否轧制到位的测量辊。

进一步地，所述芯辊在轧制初始期主动快速旋转，在轧制稳定期主动旋转且其线速度与驱动辊的线速度正相关，在轧制整圆期随动。