[其他]管材斜轧机新型轧辊

说明书

本发明是管材斜轧机新型轧辊，是制造无缝管用的主要工具之一。

最早的斜轧机是1883年德国人曼尼斯曼兄弟发明的二辊斜轧穿孔机，从此开始有了无缝钢管工业。今天，制造无缝钢管的技术和装备已有巨大进步，出现了许多不同类型的机组来制造钢管，这些机组中广泛地使用斜轧机。1972年西德发明了大导盘立式穿孔机，1982年日本发明了大导盘菌式穿孔机（日本叫交叉穿孔机）这些都是当前令人瞩目的成就。

不管老式斜轧机，还是新式斜轧机，不管是二辊式的，还是三辊式的，所安装的轧辊从几何上看都是园锥台的组合体，可简称锥形辊。锥形辊的子午线（轴向剖面的轮廓线）是折直线形，即轧辊半径是轧辊轴向坐标的线性函数。

图1给出三种典型斜轧机的锥形辊子的几何图形，其中（1）是曼尼斯曼二辊斜轧穿孔机所用的桶形轧辊，几何上是由大底对接的园锥台组成;图1的（2）是盘式穿孔机的轧辊，它由园柱和园锥台组成;图1的（3）是菌式穿孔机的轧辊，由二个园锥台组成，其中小头锥台的锥角大于大头锥台的锥角。

斜轧机不管是用于穿孔，还是用来轧管，均正和定径，为了使金属轧件获得螺旋前进运动，一台轧机的一对辊子或三个辊子都是空间交错安装这种情况下需要确定金属轧件在轧辊组中间的形状和有关参数，就是确定金属变形区的形状和参数。变形区的模型也可叫开度模型。所谓开度就是轧制中心线到辊子曲面之间的最短距离。现在轧钢专业书籍和文献里都认为变形区由入口锥和出口锥组成的，即开度模型是线性的，这是一个粗糙的，很不精确的模型。由于对这个问题认识不清楚，所以导致世界各地斜轧机一律使用锥形辊。

本文指出开度值的变化绝不是线性的，它是一个复杂得多的非线性函数。我们给出非线性模型，然后再指出锥形辊的缺点。考虑到盘式轧机应用不广，我们只给出菌式穿孔机锥形辊下的开度模型由它变形（β＝0°）可导出辊式斜轧机桶形辊下的变形区。

图2给出菌式穿孔机穿孔原理示意图。图3给出这种轧辊和轧制中心线的空间位置关系。在图3中，坐标系〔0;X′，Y′，Z′〕是右手系，0点是轧机中心点，OX′上的点O₁（A₀，0，0）是轧辊中心点，此处也是压缩带，半径为Ry;Oy′轴是轧制中心轴线，也是轧件中心线。轧辊在右手系〔O₁;X₁，y₁，Z₁〕中给出。O₁y′绕OX′旋转α到O₁T，O₁T和它在oy′z′面上投影os^′₂组成平面л，在л平面上O₁T向OS^′₂偏转β，就到了位置O₁y₁，O₁y₁就是轧辊的中心轴线。轧辊的二个园锥的顶点分别为S₁和S₂，半锥角分别为β₁和β₂。O₁S₂的侧投影O₁S^″₂与OX′所夹锐角为θ，O₁S^″₂向后转α₁是O₁Z₁轴，角α₁是O₁y₁与Oy′的交叉角;O₁X₁这样规定，就是O₁X₁垂直于侧投影O₁S^″₂，并且O₁X₁在侧面上，这样选取的〔O₁，X₁，y₁，Z₁〕是右手系。这里的α和β传统上分别叫送进角和辗轧角;O₁S₂在水平面上的投影O₁S₂和O₁y′成一个角δ，是角β的投影角。

锥顶高h₁＝O₁S₁：

h₁= (Ry)/(tgβ₁) （1）