[其他]内行星斜轧冷轧管机

说明书

本发明涉及一种轧制无缝钢管管材的设备。

冷轧无缝钢管生产技术是三十年代发展起来的， 1931年美国制管公司取得了“罗克莱特冷轧管机” (Rockright Mill)的专利。半个世纪以来，冷轧钢管 技术有了很大的发展，罗克莱特冷轧管机设备越来越 大，结构越来越复杂，自动化程度越来越完善，然而它 的基本工艺并没有根本的改变。由于罗克莱特冷轧 管机的工艺特点，利用它冷轧大直径薄壁无缝钢管是 很困难的。随着航天、航空、造船和化工等工业的发 展，都需要大直径薄壁冷轧无缝管材，许多国家正在 努力探索这种冷轧管材的工业生产途径。目前大直 径薄壁冷轧管材的生产方法有：大型罗克莱特冷轧管 机、大型拉拔机和强力旋压机。对于更大直径的薄壁 冷轧管材，目前采用强力旋压机来生产，这种强力旋 压管材的变形工艺与通常的车床辊轮加工工艺相似 的，强力旋压的旋轮只有一个很小的变形区，没有轧 制咬入力，需靠一个较大的附加轴向力使管坯通过加 工区，这种强力旋压的螺旋线是不可避免的，旋压管 坯也要作特殊的加工。在这些方法中，有的设备庞 大，有的生产效率低，有的轧制质量不高，致使大直径 薄壁冷轧管材还不能代替大直径热轧管材。

本发明的目的在于将斜轧工艺引入到冷轧管材 领域，以提供一种适合于工业生产的大直径薄壁冷轧 管材的轧制设备。

本发明的轧管机的附图图面说明：

图1A-图1C：内行星斜轧冷轧管机的工艺原理 图。图1A为轧管机正视图，图1B为轧管机侧视 图，图1C为图1A中轧辊3的顶视图。

图2：卧式内行星斜轧冷轧管机的结构简图。

图3：内行星斜轧冷轧管机的机头和外模。

图4：立式内行星斜轧冷轧管机的结构简图。

图5：轧制大直径薄壁冷轧管材工业生产的工艺 流程图。

内行星斜轧轧管的工艺本质即是通常的斜轧热 轧管工艺，不同的是相对运动和轧辊内外位置的改 变。内行星斜轧轧管机的结构与国外的强力内旋压 加工设备相近，而工艺原理和工艺参数都是完全不同 的。内行星斜轧冷轧管机的工艺原理见图1A-图 1C。冷轧管坯为1，外面有一个固定的外模2，外模 的内圆锥面G是轧制钢管的工作面。管坯内部有一 个机头装置4，机头装置上有三个或三个以上的行星 轧辊3，各轧辊沿圆周方向均匀分布。轧辊有两段型 面，A段为圆锥面。圆锥角α＝3°～8°，B段为与外模 内圆锥面相切的曲面。轧辊在轧制时，在A段轧制， 有扩径区C和变形区D工作，在B段轧制，有均正 区E和转圆区F工作。各轧辊的轴线与轧管轴线成 空间交叉，构成斜轧角β，β一般是1°～6°，以实现斜 轧的工艺条件。从图1A-图1C上可以看到：机头 装置带动行星轧辊作公转运动H，当公转的轧辊与 管坯内表面接触时，由于固定外模对管坯周向的约束 作用，在轧辊与管坯的接触点处构成运动的周向瞬时 速度中心I，使每个轧辊都产生自转运动J，从而产生 轴向分速度和轴向摩擦力，这为斜轧钢管提供了一个 必要的条件，另外外模的内圆锥面G在轧制过程中 也提供了一个轴向轧制力，在这两个因素的作用下， 一个正确的工艺设计就能使管坯产生轴向运动和轴 向延伸变形，从而轧制出管材5。

内行星斜轧冷轧管机有卧式和立式两种。图 2是卧式内行星斜轧冷轧管机的结构简图，可以轧制 直径由200毫米到600毫米的薄壁冷轧管材。这种 轧管机用液压马达7作动力源，或用一般的电机作动 力源，还有轴承箱以支持主轴8，有传动轴9和装有 三个或三个以上轧辊的机头。油马达通过主轴和传 动轴带动机头转动，机头上的轧辊可以被调整到径向 最小位置，以送进管坯，轧辊还可以被调整到轧制位 置，以轧制管材。在外模座11上有一个外模2，利用 螺纹机构调整它的轴向轧管位置。用液压油缸带动 推力机构10，以推动管坯1使之与轧辊和外模接触， 形成内行星斜轧轧管过程，之后再无需推力，直到轧 管5自动抛出。为轧制很薄的管材，也是用液压油缸 带动张力机构12，这种张力机构有六个常用的拔管 钳口组成，使管材能用张力轧制，以保证轧制过程的 稳定和产品的平直度，通常情况下无需使用张力机 构。13是机身。