[发明专利]制管机中的成型辊

说明书

本发明涉及一种新颖的带材成型辊，它利用所述成型辊及其成型设备经各成型区即各成型阶段-如带材的边缘成型区或者大致要成型为圆形的带材中心部成型区-生产包括各种材料的钢管，如缝焊接钢管即由连续式辊成型的钢管。特别地，本发明涉及制管机中的成型辊，它有较宽的通用范围，并适用于各成型区，在各成型区，用于生产从小直径到大直径的较大范围的各种直径和厚度的带材可由一套辊成型，尽管辊的使用范围相当大，但不需换辊。例如，当用作带材的边缘弯曲辊时，可充分而精确地弯曲边缘，此外，当用作带材中心部的成型辊时，辊与弯曲边缘部可为线接触，对减小辊面压力，形成所要求的圆度、补偿前序弯曲段的弯曲不足和弯曲不良以及避免成型材受轧都是有利的。

直缝焊接钢管的生产大抵如同通常所说的缝焊钢管，钢管的成型是利用适用于所要求成型的直径和厚度的成型辊连续成型带材，成型辊根据钢管直径的需要布置，这非常适于成批生产规格较少的产品。

如图7所示，在用连续式辊成型生产钢管时，全部过程大致分为带钢边缘成型段Ⅰ、中心成型段Ⅱ和减径段Ⅲ，其中从边缘弯曲到成为半圆形的初成型由水平辊组（图7-b）完成，然后由非传动的侧辊组（图7-c）大致成型为圆形，边缘的角度调整、减径、精加工和定中心由所谓的翅片孔型辊（图7-d）完成，然后由挤压辊送至焊接工序Ⅳ。

在上述过程中，水平辊和侧辊通常以多种组合方式布置，此外，为了防止在成型相当薄的管时出现边缘伸长，同时采用一种笼式成型方法，这种方法使用布置在一个平面上的称作笼式辊的若干只小辊。

在这种传统的连续式辊成型方法中，尽管带钢的边缘弯曲最难，一般影响到管的正确的圆度，使焊接的质量不够好，在许多情况下，由于成型不良，在成型之后产生回弹，但是为在初始阶段大至成型为半圆形的初成型阶段是很重要的，这主要是由于生产成本的要求。在随后的成型区内的中心部成型方法是通过增加成型级但不彻底精加工边缘弯曲而实现的，因而这样选择全部过程：在减径区一并补偿初始和中间阶段的上述不足成型。

当考虑产品的精度和生产率以及成型设备的经济性时，从合理分配全部变形过程的观点来看，不希望有因初始和中间阶段的不足成型而在减径区附加成型，此外在中间成型阶段的不足的边缘弯曲和所谓的角扭转会影响管的正确圆度和焊接质量，显然，需要能在边缘弯曲阶段充分进行边缘弯曲，或者在随后的阶段补偿不足弯曲，以防止角扭转的成型方法或成型设备。

此外，如前所述，用连续式辊成型方法生产焊接钢管需要适用于成型所要求直径和厚度的成型辊，这些成型辊根据成型所要求的材料宽度适当地布置，这样就要为全部所要求的直径准备相当多的成型辊。从生产效率讲，这是不希望的，因此这种方法一直用于大批生产规格较少的产品。所以，目前需要用单一的机器高效率地生产多种规格的产品，即，需要适用于少量生产多种规格产品-当然也适于大量生产少数规格的产品-的连续式辊成型方法或成型设备。

此外，在双半径成型中，因为边缘弯曲曲率将随直径的变化而改变，当使用通用辊时，因成型材与直辊即在该处的曲率半径相当大的辊接触，成型材的弯曲部分不受压，而圆形部分受压，从而使圆成型能力降低，而且往往出现角扭曲。

当把数只前述笼式辊用作通用辊时，同样地总是使用平辊，因而使成型材受轧。

第46926/82号日本专利推荐了一种带有三种曲面的成型辊，用作几种不同直径管的粗成型辊。

上述粗成型辊的辊面包括：中心角为15-45°的曲面，具有为成型预定的最大直径管而弯曲带钢边缘所需用的弯曲半径;中心角为40～55°的曲面，具有为成型最小直径的管而弯曲带钢边缘所需的弯曲半径;中心角为5～45°的曲面，具有随着成型所述最小直径管的带钢边缘部分后粗成型内侧曲面所需的弯曲半径，这些曲面从辊面的外侧到内侧顺序布置，这些粗成型辊分别布置在多级机架中，以完成上述的带钢边缘部成型段Ⅰ的粗成型。

在粗成型辊中，因为轧辊一般要用于几种直径范围的管，要根据通用范围内的最大和最小管径决定轧辊的三种曲面，所以在传统使用的需要多级完成带钢的边缘弯曲的方法中，与过去相同，多级成型是必需的，成型机架的数量是不能减少的，而且变形的分配与前述的传统方法完全相同，因此初始和中间阶段产生的成型不足也要在减径区一并补偿。