专利名称：径-轴向碾环机的径向轧制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种大型无缝环件热轧成型设备，即大型数控径-轴向碾环机，具体是一种具有上抽式芯辊轴机构和四柱式上下双动机构的大型径-轴向碾环机的径向轧制装置。
背景技术：
大型数控径-轴向碾环机是大型无缝环件热轧成型的专用设备，即通过对加热后毛坯施加径、轴向轧制力，实现壁厚减薄、直径扩大、截面轮廓的成形。轧制原理参见图I。风电、航空航天、核电、船舶等行业需要600(Tl0000mm直径的大型无缝环件，单个环件重量可达20吨左右。所加工环件的大型化对环件轧制整个过程的操作方便性提出了很高的要求。 由于所加工环件的大型化，轧制过程的重载、变载、高温等，大型数控径-轴向碾环机的各零部件也非常大，非常重。比如现有国产5000mm碾环机径向轧制装置采用的上掀盖式整体滑块机构的整体滑块的机架重量在15吨左右(参见图7)。大轧制力的更大的数控径轴向碾环机的径向轧制装置如果采用上掀盖式整体滑块机构，则会更重，外形更大，对于加工、装配以及运输都存在很大的不方便。另外径向轧制装置的芯辊属于模具，需要定期更换。因此所加工环件的大型化对径向轧制装置各部件的易加工性、易装配性提出了很高的要求。现有国产碾环机采用固定式芯辊轴机构和上掀盖式整体滑块单动机构的径向轧制装置(参见图7)，在易加工性、易装配性上已不能满足所要轧制环件大型化的要求；在生产效率、操作安全方面也不能满足大型环件的上下料需要。环件直径、高度、重量的不断增加，上下料问题成了提高工作效率的瓶颈问题。
发明内容本实用新型针对生产发展所产生的问题，提供一种结构新颖、与原有技术结构相差很大的大型数控径-轴向碾环机的径向轧制装置，其特征是采用上抽式芯辊轴机构和四柱式上下双动机构，可以实现坯料和成品的水平进出，能够降低上下料难度，有利于组成生产线实现自动化的上下料。本实用新型所采用的技术方案是一种径-轴向碾环机的径向轧制装置，它包括共同设置于整机底座上的主辊座和固定机架，其特征是所述主辊座和固定机架还通过连接筋连接，在主辊座和固定机架上分别开有四个对应同心的导柱孔，两根平行的上导柱穿过位于主辊座和固定机架上边的导柱孔将芯辊上支撑座和移动梁连接在一起；在移动梁和固定机架之间的上导柱上还套装有移动机架；两根平行的下导柱穿过位于主辊座和固定机架下边的导柱孔将芯辊下支撑座和移动机架连接在一起；芯辊上支撑座上装有与提升轴连接的提升油缸，提升轴下端固定连接有芯辊轴承座，芯辊轴承座通过拉杆与芯辊轴向连接定位；在移动机架上装有推拉移动梁的芯辊平移油缸；在固定机架上装有推动移动机架的主轧油缸和两个辅助油缸。本方案的具体特点还有，在芯辊轴承座和提升轴外部套装有分段组合的套筒，芯辊轴承座在套筒里上下滑动，所述提升油缸为两个。所述连接筋的数目为四个。在移动机架上装有由对中气缸和由对中气缸驱动的对中销，对中销与移动梁上的销孔配合。 芯辊下支撑座上装有料台，并且两侧有导轨与整机底座相连以提供支撑力。移动机架两侧装有支撑滚轮，在整机底座上滑动以平衡移动机架的重量。一种大型径-轴向碾环机的径向轧制装置，其主体结构(参见图2)由芯辊、芯辊上下支撑座、主辊组件、主辊座、固定机架、移动机架、移动梁、上下导柱组成。主辊座和固定机 架安装在整机底座上，作为整个径向轧制系统的固定支撑不能移动。芯辊上支撑座上装有分段组合的套筒和与提升轴相连两个提升油缸。芯辊上端轴承座通过拉杆与芯辊轴向连接定位，可在套筒里上下滑动，而且与提升轴下端固定连接。因此提升油缸就可以通过提升轴带动芯辊下上下动作，即芯辊可以在提升油缸的作用下完全缩入套筒内，也可以在提升油缸的作用下完全伸出套筒外。主轧油缸和辅助油缸推动移动机架，就能够通过下导杆带动芯辊下支撑，也就是未插入芯辊的下支撑座前后水平移动。平移油缸推拉移动梁就能够通过上导杆带动芯辊上支撑，也就是未插入芯辊下支撑座的芯辊前后水平移动。当芯辊平移油缸缩到极限，对中气缸就会推动移动机架上的对中销插入移动梁中的销孔，此时移动梁和移动机架连接为一个整体，芯辊上支撑座和芯辊下支撑座的轴承座也处于对中状态。这时把提升油缸缩到极限，芯辊下端就插进芯辊下支撑座上装有的下端轴承座中，此时芯辊上支撑座和芯辊下支撑座就通过芯辊联接为一个整体。当芯辊下端插进下端轴承座，主轧油缸和辅助油缸推动连接为一体的移动机架和移动梁，就能够通过上、下导杆一块带动芯辊上、下支撑座也就是已插入芯辊下支撑座的芯辊水平移动靠近或远离主辊，进行轧制动作以及轧制完成后的回程动作。本实用新型的有益效果是本实用新型所采用的结构将原有技术的整体式滑块分解为四个导柱和固定机架、移动机架等，各部件构造简单，外形规整，易于加工，便于组装，而且保证了芯辊上下支撑的分别动作，也就是上下双动技术构想的实现。本实用新型所采用的上抽式芯辊轴机构和四柱式上下双动机构，为上下料让出了空间，实现坯料与成品的水平进出，能够降低上下料难度，有利于组成生产线实现自动化的上下料，解决了提高工作效率的瓶颈问题。
以下结合附图
和实施例对本实用新型进一步说明。本实用新型是济南铸锻所申报的国家重大专项D53K-8000大型数控径-轴向碾环机的径向轧制装置。图I是大型数控径轴向碾环机工作原理示意图。图2是本实用新型实施例的轴侧视图。图3是本实用新型实施例处于上下料时的剖视图。图4是图3中芯辊上端装配I处放大图。图5是本实用新型实施例坯料到位时的主视图。图6是本实用新型实施例开始轧制时的主视图。图7是现有技术碾环机径向轧制部。图中图中I一主辊组件，2—芯辊，3—抱辊，4一上锥辊，5—下维棍，6一环件,7一芯棍上支撑座，8—套筒,9一提升轴，10一提升油缸，11一芯棍平移油缸，12—上导柱，13—移动梁，14 一移动机架，15—固定机架，16—辅助油缸，17—主轧油缸，18—连接筋，19一主辊座，20—下导柱，21—导轨，22—芯辊下支撑座，23—料台，24—对中销，25—对中气缸，26—拉杆，27—芯辊轴承座，28—坯料，29—主滑块，30—开盖油缸，31—芯棍上盖，32一支撑滚轮，33一螺母。
具体实施方式
如图2、图3所示，本实用新型的主体结构由芯辊2、芯辊上支撑座7、芯辊下支撑座22、主辊组件I、主辊座19、固定机架15、移动机架14、移动梁13、上导柱12、下导柱20等组成。主辊座19用来安装主辊组件I ;主辊座19与固定机架15之间有四个连接筋18相连，并分别固定在整机底座上，作为整个径向轧制系统的固定支撑不能移动；主辊座19、固定机架15、移动机架14上端各开有两个对应同心的导向孔，通过两根上导柱12将芯辊上支撑座7和移动梁13连接起来；主辊座19、固定机架15下端也开有两个同心的导向孔，通过两根下导柱20将芯辊下支撑座22和移动机架14连接起来。芯辊下支撑座22上装有料台23，并有导轨21与整机底座相连以提供支撑力。移动机架14上装有支撑滚轮32，在整机底座上滑动以平衡移动机架14的重量。如图2所示，芯辊上支撑座7上装有分段组合的套筒8和与提升轴9相连两个提升油缸10。如图3及局部放大图4，芯辊2上端的芯辊轴承座27可在套筒8里上下滑动。芯辊轴承座27通过拉杆26与芯辊2由螺纹及螺母33轴向连接定位，而且与提升轴9下端固定连接。因此提升油缸10就可以通过提升轴9带动芯辊2下上下动。套筒8根据芯辊2长度可以分段组合，以便于加工。合理设计套筒8的段数和长度，就能保证芯辊2可以在提升油缸10的作用下完全缩入套筒8内，也可以在提升油缸10的作用下完全伸出套筒8外。如图2、图3所示，固定机架15上固定有一个主轧油缸17和两个辅助油缸16，可推拉移动机架14水平移动，也就能通过下导柱20带动芯辊下支撑座22水平移动。移动机架14上固定有一个芯辊平移油缸11，可推拉移动梁13相对于移动机架14水平移动，也就能通过上导柱12带动芯辊上支撑座7相对于移动机架14水平移动。如图3所示，移动机架14上还装有对中气缸25和由对中气缸25驱动的对中销24。当对中气缸25将对中销24插入移动梁13相应的销孔时，意味着芯辊2的芯辊上支撑座7和芯辊下支撑座22的轴承座处于对中状态，芯辊2可以下行插入芯辊下支撑座22上的下轴承座孔中。以下通过环件轧制过程中各部件的动作来进一步说明本实用新型所采用的上抽式芯辊轴机构和四柱式上下双动机构。当开始轧制需要上料，或者某个环件轧制完成需要下料时，提升油缸10伸长，芯辊2就可以从芯辊下支撑座22的轴承座里抽出，缩入芯辊上支撑座7的套筒8里。当芯辊2抽离芯辊下支撑座22的轴承座后，对中气缸25将对中销24从移动梁13相应的销孔抽出，然后主轧油缸17和两个辅助油缸16开始缩短，带动芯辊下支撑座22及料台23远离主辊组件I ;同时芯辊平移油缸11伸长，带动芯辊上支撑座7及已缩入套筒8的芯辊2靠近主辊组件I。以上动作到位后如图2、图3所示，此时料台23上没有芯辊2的干涉，可以实现坯料与成品的水平进出。如果设计有进出料辊道和推料装置，就可以实现自动化的上下料，解决了提高工作效率的瓶颈问题。而且此时芯辊2相对于料台23的后撤，上下空间也足够非自动化的吊装式上下料。当坯料已经在料台23上到位，芯辊平移油缸11缩短，带动移动梁13靠近移动机架14。芯辊平移油缸11回程到位，对中气缸25将对中销24插入移动梁13相应的销孔，此时移动机架14和移动梁13连接为一个整体，并且芯辊2的芯辊上支撑座7和芯辊下支撑座22的轴承座处于对中状态，如图5所示。这时，芯辊2就可以下行穿过坯料内孔插入芯辊下支撑座22上的下轴承座中。芯辊2的上支承座7和下支承座22的轴承座对中后，提升油缸10缩短回程，芯辊下行穿过坯料内孔插入芯辊下支撑座22上的下轴承座中，此时芯辊上支撑座7和芯辊下支撑座22就通过芯辊2连接为一个整体。提升油缸10回程到位，主轧油缸17和两个辅助油缸16开始伸长，带动芯辊2和芯辊上支撑座7和芯辊下支撑座22以及料台23和坯料28靠近主辊组件I进入轧制状态，如图6所示。以上动作循环往复，即可实现高效率的轧制自动化。 本实用新型所采用的上抽式芯辊轴机构和四柱式上下双动机构也非常便于芯辊的更换操作。当芯辊2需要更换时，将设备手动调整为图2状态，并将提升油缸10缩短回程到底，通过套筒8和提升轴9上对应的侧孔，松开拉杆26上端的螺母33，芯辊2就会在自重的作用下掉入下导柱20之间的地坑，拆卸很方便。通过行吊或其他举升装置，将已和拉杆26旋接的新芯辊2由下导柱20之间对准插入上轴承座23，再将拉杆26上端的螺母33备紧即可。
权利要求1.一种径-轴向碾环机的径向轧制装置，它包括共同设置于整机底座上的主辊座和固定机架，其特征是所述主辊座和固定机架还通过连接筋连接，在主辊座和固定机架上分别开有四个对应同心的导柱孔，两根平行的上导柱穿过位于主辊座和固定机架上边的导柱孔将芯辊上支撑座和移动梁连接在一起；在移动梁和固定机架之间的上导柱上还套装有移动机架；两根平行的下导柱穿过位于主辊座和固定机架下边的导柱孔将芯辊下支撑座和移动机架连接在一起；芯辊上支撑座上装有与提升轴连接的提升油缸，提升轴下端固定连接有芯辊轴承座，芯辊轴承座通过拉杆与芯辊轴向连接定位；在移动机架上装有推拉移动梁的芯辊平移油缸；在固定机架上装有推动移动机架的主轧油缸和两个辅助油缸。
2.根据权利要求I所述的径-轴向碾环机的径向轧制装置，其特征是在芯辊轴承座和提升轴外部套装有分段组合的套筒，芯辊轴承座在套筒里上下滑动，所述提升油缸为两个。
3.根据权利要求I所述的径-轴向碾环机的径向轧制装置，其特征是所述连接筋的数目为四个。
4.根据权利要求I所述的径-轴向碾环机的径向轧制装置，其特征是在移动机架上装有由对中气缸和由对中气缸驱动的对中销，对中销与移动梁上的销孔配合。
5.根据权利要求I所述的径-轴向碾环机的径向轧制装置，其特征是芯辊下支撑座上装有料台，并且两侧有导轨与整机底座相连以提供支撑力。
6.根据权利要求I所述的径-轴向碾环机的径向轧制装置，其特征是移动机架两侧装有支撑滚轮，在整机底座上滑动以平衡移动机架的重量。
专利摘要一种径-轴向碾环机的径向轧制装置，它包括共同设置于整机底座上的主辊座和固定机架，所述主辊座和固定机架还通过连接筋连接，在主辊座和固定机架上分别开有四个对应同心的导柱孔，两根平行的上导柱穿过位于主辊座和固定机架上边的导柱孔将芯辊上支撑座和移动梁连接在一起；在移动梁和固定机架之间的上导柱上还套装有移动机架；两根平行的下导柱穿过位于主辊座和固定机架下边的导柱孔将芯辊下支撑座和移动机架连接在一起；芯辊上支撑座上装有与提升轴连接的提升油缸，提升轴下端固定连接有芯辊轴承座，芯辊轴承座通过拉杆与芯辊轴向连接定位；在移动机架上装有推拉移动梁的芯辊平移油缸；在固定机架上装有推动移动机架的主轧油缸和两个辅助油缸。
文档编号B21H1/06GK202461379SQ20122008221
公开日2012年10月3日 申请日期2012年3月7日 优先权日2012年3月7日
发明者单宝德, 张新生, 徐会彩 申请人:济南铸造锻压机械研究所有限公司