[其他]纵-旋轧制方法及轧管(棒)机

说明书

本发明属于金属管（棒）的轧制方法和轧制机械范畴。

目前常用的轧管（棒）的方法有纵轧和斜轧之分，纵轧，是将被轧物体通过两个反方向转动的轧辊得到加工的轧制方法，轧件前进方向与轧辊轴线垂直，用自动轧管机、连续轧管机生产无缝钢管便是纵轧的典型例子，自动轧管机组、连续轧管机组轧件的前进速度快（相应道次进、出口速度2.5～5米/秒），生产效率较一般斜轧机高，但是，轧出的钢管外径和壁厚偏差较大。斜轧，是被轧物体在两个或三个旋转方向相同的轧辊间得到加工的轧制方法，轧辊轴线与轧制轴线呈异面直线关系，三辊行星斜轧机是西德Schloemann-Siemag公司研制的一种大压下量的最新轧制设备，可以轧棒材和空心管坯。它的优点是：压下量大（最大延伸率可达16、钢管长度达100米），轧件外径和壁厚偏差小（壁厚公差±5%）。但是，钢管前进速度较慢（进、出口速度0.8～2米/秒）。

本发明的目的是将纵轧、斜轧两种不同的轧制方法组合在一起，发挥纵轧轧件前进速度快，斜轧（特别是三辊行星斜轧）轧件精度高，延伸率大的优点，制造一种高效率、大压下量的新型轧管（棒）设备，生产高精度的无缝钢管及其它金属棒材。这种将纵轧和斜轧工艺组合在一起的方案，称为纵-旋轧制方法。

本发明首先简化现有三辊行星斜轧机，以便同纵轧机组合。因为三辊斜轧机轧件是在一个连续的变形区内均匀碾轧，可以获得内外表面质量好、尺寸精度高的钢管，但是，轧件的入、出口速度均没有像纵轧那样高，因此，问题的焦点是如何提高三辊斜轧机轧件的轴向分速度，来和纵轧轧件的出口速度相匹配。简化后的方案省去了复杂的传动机构，使转动惯量大大减小，从而可得到极高的公转速度和自转速度。由于轴向分速度与公转速度成正比，轧件即可获得较大的轴向分速度，满足旋轧的咬入速度应等于或大于纵轧的出口速度的条件。新的斜轧方法称为旋轧。

纵-旋轧制的速度匹配问题解决后，轧制可以实现，但是在纵-旋轧两个变形区之间，轧件有一段受扭区，处理不当，会破坏轧制的进行。

本发明在轧机结构上采取了紧凑的布局，纵轧和旋轧之间限定变形总长度稍大于纵轧轧辊的直径，而且在纵轧机构、旋轧机构之间增加了一个导架，在导架上安装与纵轧孔型相同的导向套，特别是旋轧锥形轧辊的布置方式和一般三辊轧机相反，是使金属从轧辊的小头开始咬入，从大头均整段轧出。这些措施将最大限度地减小了轧件的受扭区，提高了轧件的抗扭刚度。这样，一方面使得轧件在纵、旋轧制过程中不会产生因失稳现向而引起的扭转变形另一方面在轧件离开纵轧变形后，又由导向套承受轧件的扭转力矩，使失控段尽量减小，从而降低了管材的切尾损失。

纵-旋轧制方法是通过纵-旋轧机实现的。纵-旋轧机的构造如附图1所示，它由纵轧机构、导向套、行星辊系、公转本体、中间轴、移动轴、主机架、主传动系统、端盖、推进空心轴、移动机架、蜗轮、蜗杆、传动丝杆、轴承、机座、直流电机组成。

所述的纵轧机构，相当于已有技术中的单机座自动轧管机〔1〕纵轧机构和旋轧行星辊系紧密串接。

所述的行星辊系，是由三个在垂直于轧制方向的平面内、互成120°角的自由锥辊系统组成，每个自由锥辊系统包括锥形轧辊、旋转轴套、轧辊座、埋头螺丝、底座、轴承、拉杆、顶杆螺钉、螺母、拱架等另件，详见附图2。锥形轧辊〔2〕由工作部分和连接部分组成，工作部分的锥形辊面从小头至大头分为咬入段〔Ⅰ〕、碾轧段〔Ⅱ〕、均整段〔Ⅲ〕三个区域。均整段可以做成和碾轧段之间有相对转动的形式。连接部分的园轴沿轴线有三条滑槽，互成120°角，在端部有一段调节轧辊伸出量用的螺纹，见附图1、3。旋转轴套〔4〕的一端与轧辊轴的螺纹配合，另一端在垂直于轴线方向钻有相间120°角的三个螺孔。轧辊座〔5〕和旋转轴套间装有滚动轴承〔6〕，有同旋转轴套配钻的三个通孔（稍大于轴套的螺孔）。当轧制时，用三个埋头螺丝〔3〕分别穿过轧辊座上的三个通孔，埋入旋转轴套螺孔内，并压紧在轧辊轴的滑槽之中，锥形轧辊和旋转轴套可一起转动。当需要调节压下量时，将轧辊座上的通孔对准旋转轴套螺孔，用丝锥刀把螺钉拧出一半进入轧辊座的通孔中，起到阻止轴套转动的作用，这时螺丝与轧辊轴脱离，轧辊可以转动靠连接段螺纹出入来调节压下量（见附图1的F-F剖面）。调节压下量操作是用一根标准芯轴，插入轧辊锥形区内，转动辊轴，使芯轴和锥辊的均整段接触后，将螺丝再拧回轧辊轴的滑槽中（即埋入旋转轴套内），由于螺丝在滑槽中沿轧辊轴向位置有了变化，所以压下量得到调节。