[发明专利]具有两个径向主轧辊的辗环机

说明书

本发明涉及一种具有两个径向主轧辊的碾环机，属于特种锻压技术领域。轧制具有轴向对称性的复杂形状断面的环件。对于不具备上述对称性的环件，即使断面仅由两个矩形所组成，也难于轧制。

对于附图6中所表示的法兰锻件，按现有技术，首先制成图7所表示的毛坯，其高颈部分（图7中带阴影部分）与锻件高颈部分（图6中带阴影部分）体积相等;下面法兰部分与锻件法兰部分体积相等，毛坯高颈部分与其下面法兰部分的外径之差等于锻件高颈部分的外径与其下部法兰部分外径之差。这个差值在轧制过程中始终不变。

用现有的只有一个径向主轧辊的碾环机对此进行轧制时，主要有三个问题：

第一，摩擦功率损耗大

第二，轧辊磨损严重，寿命低

第三，变形不均匀

由图6、图7中工件上部的中部画二条线AA和A′A′，可以看出，轧制前下侧金属体积大于上侧金属体积，轧制后体积相等，上部金属在轧制过程中是单向流动的。另外，在轧制过程中上部是从靠近下面法兰处开始向上逐渐进入轧制的，最初上端并未受到轧辊挤压，其直径是被下部材料拉拽大的，因此上端会产生离开轧辊一个角度的现象（见图8），其断面内应力沿轴线方向分布（见图9）为上端受拉，下端受压，导致工件端面翘曲（见图10），影响了轧制精度和锻件内在质量。

本发明的目的是要提供一种具有两个径向主轧辊的碾环机，它可以克服上述缺点。

本发明的目的是这样实现的：

设置两个径向主轧辊，其转动由两套动力系统分别驱动。其中一个主轧辊和常见的卧式碾环机的径向主轧辊一样，其轴线相对机架是固定的，因此称为定轧辊;另一个通过滑块机构与机架连接并配以一个推力缸使其可与芯轴作相向移动，因此称为动轧辊。在轧制过程中，动、定两轧辊的相对转速由一个模拟式反馈控制系统自动调节，保证轧制时两轧辊各自与工件在接触弧中均至少有一点无滑动，以保证轧制动力的最大发挥和减少摩擦功率损失;动轧辊相对芯轴的移动也由模拟式反馈控制系统自动控制，使整个轧制过程如同两部单径向轧辊碾环机在同时分别对两个简单断面环件进行轧制一样，使工件在轧制过程中变形均匀。该加工过程的特征之一是工件两部分外径之差由大变小，最终达到锻件图纸要求。

图1.碾环机示意图

图3.碾环机的工作原理图

图4.碾环机主轧辊液压系统图及轧辊转速自调控系统电路图

图5.碾环机其它部分液压系统图及轧辊移动自调控系统电路图

图6.法兰锻件图

图7.法兰锻件毛坯图

图8.现有轧制时工件受力及变形示意图

图9.现有轧制时工件内力分布示意图

图10.现有轧制时工件整体翘曲示意图

图11碾环机轧制力分析示意图

图12.上、下轧辊细节结构示意图，图13，毛坯形状。

兹结合附图对碾环机的结构详细叙述：

图1是碾环机的示意图

本碾环机左部的结构与现有的卧式单径向主轧辊碾环机的结构相同，机架（12）的左端装有芯轴移动油缸（1），活塞杆（18）与支承臂支架（2）相连接，芯轴（13）安装在滑块（14）右端上面，芯轴支承臂（3）左端与支承臂支架（2）铰接，右端支承芯轴（13）上端，在芯轴滑块（14）的两侧与机架（12）之间，在水平方向置有导轨（19），支承臂支架（2）又与芯轴滑块（14）相固连，在支承臂（3）中部处与油缸（4）的活塞杆（20）铰接，油缸（4）的缸体中部铰接在支承臂支架（2）的上部，支承臂（3）在油缸（4）的推拉作用下，可以以支承臂（3）左端的铰接点为支点，作上下摆动，用以装卸工件。

本碾环机设有两个径向主轧辊，下轧辊（8）是动轧辊，上轧辊（7）是定轧辊，上轧辊（7）固定在上轧辊支架（6）上，桥式的上轧辊支架（6）对称地横跨在下轧辊（8）上面（参见图2），并通过螺栓固定在机架（12）上。在上轧辊支架（6）下部与下轧辊（8）上表面之间留有适当的空隙以便安装上轧辊（7），上轧辊（7）通过轴和轴承安装在上轧辊支架（6）的下部。低速大扭矩的上轧辊液压马达（5）通过一个筒形支架（21）固定在上轧辊支架（6）的上部，并通过一个联轴器（22）直接与上轧辊轴相连接。下轧辊（8）通过轴和轴承装在下轧辊滑块（9）上部，下轧辊液压马达（11）通过一个筒形支架（23）固定在下轧辊滑块（9）的下部，通过一联轴器与下轧辊轴相连接。下轧辊滑块（9）与固定在机架（12）右端的推力油缸（10）的活塞杆（24）连接。滑块（9）两端与机架（12）之间也有水平设置的导轨（25）。