專利名稱：一種立式數(shù)控徑向輾環(huán)機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種無縫環(huán)件熱軋成型設(shè)備，具體是適合加工中小型環(huán)件的一種立式數(shù)控徑向輾環(huán)機。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代工業(yè)中，無縫環(huán)件的應(yīng)用非常廣泛，比如軸承內(nèi)外套圈、齒輪圈、管道法蘭、輪轂、回轉(zhuǎn)支撐、起重運輸機上的旋轉(zhuǎn)輪圈、壓力容器的加強圈、飛機發(fā)動機的殼體與機匣等等。鋁合金材料以強度高、重量輕的特點，在環(huán)件上應(yīng)用也越來越廣泛。但是鋁合金材料鍛造溫度范圍窄，有的材質(zhì)軟而粘，有的硬而脆，軋制過程不易控制，技術(shù)要求高，手動控制的輾環(huán)機對此嚴(yán)重不適應(yīng)，要求留較大的加工余量從而造成材料浪費。目前國內(nèi)成熟的環(huán)件軋制設(shè)備，有傾斜立式徑向輾環(huán)機，和臥式徑-軸向輾環(huán)機。對于軋制300mm 1500_的環(huán)件,特別是此范圍的招合金材質(zhì)的環(huán)件,這兩種設(shè)備都存在一定的局限性。傾斜立式徑向輾環(huán)機軋制原理如
圖1所示，只有一個導(dǎo)向輥，信號輥因結(jié)構(gòu)所限偏置于左下側(cè)且不能實時反饋環(huán)件尺寸，軋制時的外徑情況靠人工進(jìn)行目測，測量不精確，手動控制操作，加工精度低，而且只適合于軋制直徑IOOOmm以下的環(huán)件。臥式徑-軸向輾環(huán)機因需要一套軸向軋制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高，占用空間大，而且主傳動部需要安裝在大地坑中，地基造價也高，而且只適合于軋制直徑1500mm以上的中大型環(huán)件，軋制直徑1500mm以下的環(huán)件,功耗大成本高,不經(jīng)濟實用。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對生產(chǎn)發(fā)展所產(chǎn)生的問題，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊的、加工精度高的立式數(shù)控徑向輾環(huán)機。本實用新型所采用的技術(shù)方案是:一種立式數(shù)控徑向輾環(huán)機，由大機座、芯輥組件、主輥組件、定心輥組件、測量輥組件、主傳動部以及液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)組成；整體布局為芯輥水平固定，被動旋轉(zhuǎn)；主輥位于芯輥上方，提供旋轉(zhuǎn)動力，由主軋油缸推動主輥座提供進(jìn)給力，在環(huán)件上半部、主輥兩側(cè)布置兩個對稱的定心抱輥；在芯輥正下方向布置測量輥；芯輥擺臂和主輥滑塊之間有配合導(dǎo)軌面，用于主輥上下運動和提高芯輥擺臂剛度。所述芯輥水平布置，其后端由徑向軸承和推力軸承以及拉桿固定于機架上，前端由安裝在機架上部的活動擺臂提供輔助支撐，提高芯輥剛性，增大設(shè)備的軋制能力，減少芯輥彎曲變形從而提高環(huán)件端面精度。擺臂可在擺臂油缸作用下向上擺動。所述主輥安裝在主輥滑塊上，主輥滑塊后端與機架間由導(dǎo)軌定位，可在主軋油缸作用下上下滑動，主輥滑塊為組裝的倒U型結(jié)構(gòu)，對主輥軸兩端提供支撐，提高主輥軸剛性；主軋油缸布置在主輥正上方，可開改善主輥軸受偏載力情況，保證主輥水平從而提高環(huán)件的端面精度，增大設(shè)備的軋制能力；主輥軸后端通過萬向節(jié)與減速機相連，可保證主輥上下動作不影響動力的傳輸。[0009]所述芯輥擺臂和主輥滑塊之間有配合導(dǎo)軌，擺臂合閉后不至于影響主輥滑塊上下滑動，也提高了擺臂的剛性。所述兩個抱輥對稱布置在環(huán)件上半部、主輥兩側(cè)。兩個抱輥分別由一個抱輥油缸推動繞擺軸擺動，與芯輥配合實現(xiàn)整個軋制過程的三點定圓?？梢栽诒л佊透變?nèi)設(shè)置位移傳感器，通過PLC控制流量閥保證兩個抱輥油缸同步，從而保證兩個抱輥對稱動作；也可以在擺軸上設(shè)置同步齒輪置于機架后側(cè)傳動軸下，實現(xiàn)抱輥油缸的剛性同步，保證兩個抱輥對稱動作。所述測量輥被動旋轉(zhuǎn)，布置在芯輥正下方，和芯輥、主輥同在設(shè)備的中心線上，安裝在U型測量輥支架上；兩個測量油缸對稱安裝在機架兩側(cè)內(nèi)部，可以降低地坑深度；在測量油缸作用下，測量輥支架可以沿著兩個導(dǎo)桿上下滑動；一個測量油缸內(nèi)置位移傳感器，實時檢測測量輥的位置，也就實時測量了環(huán)件的外徑，實現(xiàn)了 PLC控制的自動軋制。所述對稱布置的兩個抱輥，在整個軋制過程中始終與環(huán)件接觸，被動后退，保證了環(huán)件在軋制增長的過程中沿著中心線方向向正下方擴展；而測量棍在中心線上的運動保證了外徑測量的時實性，有效性，準(zhǔn)確性；相比傾斜立式徑向輾環(huán)機單個導(dǎo)向輥和信號輥可以大大提高環(huán)件的橢圓度以及測量準(zhǔn)確性。本實用新型的有益效果是:本實用新型的設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊的、性價比高、加工精度高，加工范圍廣，非常適合軋制300mm-1500mm的環(huán)件，正好彌補了現(xiàn)有傾斜立式徑向輾環(huán)機和臥式徑-軸向輾環(huán)機兩種設(shè)備的不足:相對于傾斜立式徑向輾環(huán)機加工范圍更廣，而且成品精度高，人工強度低；相對于臥式徑-軸向輾環(huán)機更適合加工直1500mm以下的小型環(huán)件，而且設(shè)備造價低，也不需要大地坑，生產(chǎn)能耗低，經(jīng)濟實用。本實用新型的設(shè)備既適用于鋼質(zhì)環(huán)件的軋制生產(chǎn)，也適用于鋁合金等特種材料環(huán)件的軋制生產(chǎn)，軋制過程順利平穩(wěn)，成品環(huán)尺寸精度聞。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
圖1是現(xiàn)有傾斜立式輾環(huán)機工作原理示意圖；圖2是本實用新型第一個實施例上下料時的軸側(cè)視圖；圖3是是本實用新型第一個實施例上下料時的正視圖；圖4是本實用新型第一個實施例軋制狀態(tài)的正視圖；圖5是本實用新型第一個實施例的部分中心剖視圖。圖中:1-主棍，2-環(huán)件，3-導(dǎo)向棍，4-芯棍，5-信號棍，6-測量棍，7-測量油缸，8-定心抱輥，9-抱臂，10-定心油缸，11-機身，12-電機，13-減速機，14-萬向聯(lián)軸節(jié)，15-主軋油缸，16-芯輥擺臂油缸，17-主輥滑塊，18-芯輥擺臂，19-主輥，20-芯輥，21-環(huán)件，22-導(dǎo)桿，23-支架，24-主輥軸，25-拉桿，A-芯輥擺臂配合滑動面，B-主輥座配合滑動面。
具體實施方式
如圖2所示，本實用新型的大底座11呈L型，后部安裝有減速機13，電機12和萬向聯(lián)軸節(jié)14位于減速機同側(cè)，減小了設(shè)備尺寸。芯輥20、主輥19、抱輥8、以及測量輥6都安裝在機架的豎直部分。[0022]如圖4所示，芯輥20水平布置，其后端由徑向軸承和推力軸承以及拉桿25固定于機架11上，前端由安裝在機架11上部的活動擺臂18提供輔助支撐，提高芯輥20剛性，減少芯輥20彎曲變形從而提高環(huán)件21的端面精度。如圖4所示，主輥19通過主輥軸24安裝在主輥滑塊17上。主輥滑塊17為組裝的倒U型結(jié)構(gòu)，對主輥軸24兩端提供支撐，提高主輥軸24剛性。主輥滑塊17后端與機架11間由導(dǎo)軌定位，可在主軋油缸15作用下上下滑動。主軋油缸15布置在主輥19正上方，可減少主輥軸24彎曲變形從而提高環(huán)件21的端面精度。如圖2所示，主輥軸24后端通過萬向聯(lián)軸節(jié)14與減速機13相連，可保證主輥19上下動作不影響動力的傳輸。如圖2所示，芯輥擺臂18可在擺臂油缸16作用下向上擺動。芯輥擺臂18為中空的框型結(jié)構(gòu)，B處設(shè)有與主輥滑塊17的A處配合的滑動導(dǎo)軌。當(dāng)設(shè)備處于軋制狀態(tài)，芯輥擺臂18與芯輥20扣合，主輥滑塊17兩側(cè)的A面與芯輥擺臂18內(nèi)側(cè)的B面配合滑動，既不影響主輥滑塊17的進(jìn)給運動，也增強了芯輥擺臂18的剛性。如圖2、圖3所示，兩個抱輥8對稱布置在環(huán)件21上半部、主輥19兩側(cè)。分別由一個抱輥油缸10推動擺臂9帶動抱輥8繞擺軸擺動，與芯輥20配合實現(xiàn)整個軋制過程的三點定圓。可以在油缸10內(nèi)設(shè)置位移傳感器，通過PLC控制流量閥保證兩個抱輥油缸10同步，從而保證兩個抱輥8對稱動作。也可以在擺臂9的擺軸上設(shè)置同步齒輪置于機架11豎直部分后側(cè)傳動軸14下方，實現(xiàn)抱輥油缸10的剛性同步，保證兩個抱輥8對稱動作。本實用新型第一個實施例抱輥油缸10采用液壓同步。如圖2、圖3所示，測量輥6布置在芯輥20的正下方，安裝在U型測量輥支架23上。兩個測量油缸7對稱安裝在機架11兩側(cè)內(nèi)部，可以降低地坑深度。測量輥支架23與測量油缸7相連，在測量油缸7的作用下，測量輥支架23可以沿著兩個導(dǎo)桿22上下滑動。如圖4所示，當(dāng)進(jìn)行環(huán)件軋制時，對稱布置的兩個抱輥8，在整個軋制過程中始終與環(huán)件21接觸，被動后退，保證了環(huán)件21在軋制增長的過程中始終沿著中心線方向向正下方擴展。而測量輥6與環(huán)件21始終接觸，沿著中心線被動后退。在其中I個測量油缸7內(nèi)內(nèi)置位移傳感器，實時檢測測量輥6的位置，也就實時測量了環(huán)件21的外徑，為實現(xiàn)PLC控制的自動軋制提供了可能。這樣對稱布置的兩個抱輥8和測量棍6就保證了保證了外徑測量的時實性、有效性以及準(zhǔn)確性。以下通過環(huán)件軋制過程中各零部件的動作來進(jìn)一步說明本實用新型的結(jié)構(gòu)特點。當(dāng)開始軋制需要上料，或者某個環(huán)件軋制完成需要下料時，主輥19在主軋油缸15的作用下向上移動；芯輥擺臂18在擺臂油缸16的作用下，向上打開；兩個抱輥8在抱輥油缸10的作用下，向兩側(cè)擺動；測量輥6在兩個測量油缸7的作用下，向下運動。以上全部動作到位后如圖2、圖3所示，此時芯輥20周圍沒有部件干涉，可以利用操作機或者機器人實現(xiàn)坯料上機，或者成品環(huán)件下機。當(dāng)坯料21在芯輥20上到位后，在控制臺上按下開始按鈕，芯輥擺臂18在擺臂油缸16的作用下，向下運動套入芯輥20端部提供支撐；兩個抱輥8在抱輥油缸10的作用下，向中心對稱擺動與坯料21接觸，對坯料21定位；測量輥6在兩個測量油缸7的作用下，向上運動與坯料21接觸，全程測量坯料21外徑；電機12啟動帶動主輥19旋轉(zhuǎn)，同時主輥19在主軋油缸15的作用下向下移動與坯料21接觸，施加軋制力開始軋制，如圖4所示，整機進(jìn)入自動軋制狀態(tài)。[0031]當(dāng)環(huán)件21外徑達(dá)到設(shè)定值，電機12停止轉(zhuǎn)動，同時主輥19在主軋油缸作用下向上運動與環(huán)件21脫離接觸；擺臂18、抱輥8以及測量輥6亦打開，如圖2、圖3所示，進(jìn)入下料狀態(tài)。以上動作循環(huán)往復(fù)，即可實現(xiàn)高效率的自動軋制。本實用新型不局限于上述實施方式，任何人應(yīng)得知在本實用新型的啟示下作出的結(jié)構(gòu)變化，凡是與本實用新型具有相同或相近的技術(shù)方案，均落入本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實用新型未詳細(xì)描述的技術(shù)、形狀、構(gòu)造部分均為公知技術(shù)。
權(quán)利要求1.一種立式數(shù)控徑向輾環(huán)機，其特征在于，其整體布局為芯輥水平固定，被動旋轉(zhuǎn)；主棍位于芯棍上方，提供旋轉(zhuǎn)動力，主軋油缸布置在主棍正上方，由主軋油缸推動主棍座提供進(jìn)給力，在環(huán)件上半部、主輥兩側(cè)布置兩個對稱的定心抱輥；在芯輥正下方向布置測量輥；芯輥擺臂和主輥滑塊之間設(shè)計配合導(dǎo)軌面，用于主輥滑塊上下運動和提高芯輥擺臂剛度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式數(shù)控徑向輾環(huán)機，其特征在于，芯輥后端由軸承及拉桿固定于機架上，前端由安裝在機架上部的活動擺臂提供輔助支撐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式數(shù)控徑向輾環(huán)機，其特征在于，主輥滑塊為組裝的倒U型結(jié)構(gòu)，對主輥軸兩端提供支撐，可在主軋油缸作用下上下滑動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式數(shù)控徑向輾環(huán)機，其特征在于，兩個測量油缸對稱安裝在機架兩側(cè)內(nèi)部，其中一個內(nèi)置位移傳感器。
專利摘要本實用新型公開了一種立式數(shù)控徑向輾環(huán)機，整體布局為芯輥水平固定，被動旋轉(zhuǎn)；主輥位于芯輥上方，提供旋轉(zhuǎn)動力，由主軋油缸推動主輥座提供進(jìn)給力，其特征是克服空間限制在環(huán)件上半部、主輥兩側(cè)布置兩個對稱的定心抱輥；在芯輥正下方向布置測量輥；芯輥擺臂和主輥滑塊之間設(shè)計配合導(dǎo)軌面，用于主輥滑塊上下運動和提高芯輥擺臂剛度。本實用新型的設(shè)備結(jié)構(gòu)合理、性價比高、加工范圍廣，非常適合軋制300mm～1500mm的環(huán)件，軋制過程順利平穩(wěn)，成品環(huán)件尺寸精度高，生產(chǎn)能耗低。本實用新型的設(shè)備既適用于鋼質(zhì)環(huán)件的軋制生產(chǎn)，也適用于鋁合金等特種材料環(huán)件的軋制生產(chǎn)，軋制過程自動控制，人工強度低。
文檔編號B21H1/06GK203044764SQ201320021960
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月16日
發(fā)明者左新超, 劉海龍 申請人:濟南泉躍數(shù)控機械有限公司