径-轴向轧环工艺实验的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种径-轴向轧环工艺实验机，包括径向轧制机构、轴向轧制机构、导向机构及主机架，径向轧制机构、轴向轧制机构及导向机构分别安装在主机架上，径向轧制机构位于轴向轧制机构的一侧，导向机构位于径向轧制机构的后方；径向轧制机构由主辊组件及芯辊组件构成，主辊组件包括伺服电机、减速箱、皮带轮、V形带、主辊及两个轴承座；芯辊组件包括芯辊液压缸、芯辊机架、芯辊上轴承座、芯辊、芯辊下轴承座、滑块及直线导轨。本实用新型模拟实验所得的最佳参数，可以作为工业生产时的参考，以此来减少工业生产的调试次数，降低成本。
【专利说明】径-轴向轧环工艺实验机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及轧环工艺，尤其涉及一种径-轴向轧环工艺实验机。
【背景技术】
[0002]环件轧制是机械零件制造技术与轧制技术交叉复合而成的环形零件连续局部塑性成形新技术，它具有省力、节能、节材、生产率高、生产成本低、产品范围广等显著特点，是轴承环、齿轮环、法兰环、火车车轮、燃汽轮机环等各种无缝环形零件的先进制造技术和主要加工方法。
[0003]当技术人员研究出新的轧制工艺后，应用于实际生产时需要对各项参数进行调试使环件有最好的质量。工业生产用的轧(碾)环机一般体积较大，所轧制的环件也较大，以致于工业用轧环机直接调试的方法成本高、耗时长。
[0004]济南大学的径轴向碾环实验测试装置已申请实用新型专利和发明专利，但其装置目前只适用于实验，与实际工业生产有一定差异，并且只采集了各项参数。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的:提供一种径-轴向轧环工艺实验机，用实验机模拟工业生产环境，测量实验轧制工艺的各项参数，并计算出最佳轧制曲线，使用计算得到的各项最佳参数来指导实际工业生产。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是:
[0007]一种径-轴向轧环工艺实验机，包括径向轧制机构、轴向轧制机构、导向机构及主机架，所述的径向轧制机构、轴向轧制机构及导向机构分别安装在所述的主机架上，所述的径向轧制机构位于所述的轴向轧制机构的一侧，所述的导向机构位于所述的径向轧制机构的后方；所述的径向轧制机构由主辊组件及芯辊组件构成，所述的主辊组件包括伺服电机、减速箱、皮带轮、V形带、主辊及两个轴承座，所述的主辊与轴承配合并与所述的两个轴承座连接，所述的轴承座通过螺栓固定在所述的主机架上，所述的主辊通过所述的皮带轮和及V形带与所述的减速箱连接，所述的伺服电机与减速箱连接；所述的芯辊组件包括芯辊液压缸、芯辊机架、芯辊上轴承座、芯辊、芯辊下轴承座、滑块及直线导轨，所述的芯辊与轴承配合，并固定在所述的芯辊上轴承座及芯辊下轴承座上，所述的芯辊上轴承座及芯辊下轴承座通过焊接与所述的芯辊机架固定，所述的芯辊机架通过螺栓与所述的滑块连接，所述的滑块安装在所述的直线导轨上，所述的直线导轨通过螺钉与所述的主机架固定，所述的芯辊液压缸通过螺栓与所述的主机架固定，所述的芯辊液压缸通过铰链与所述的芯辊机架固定。
[0008]上述的径-轴向轧环工艺实验机，其中，所述的轴向轧制机构包括下锥辊、上锥辊、轴承座、轴向液压缸、内部机架、联轴器、步进电机座、步进电机、外部机架、轴向滑块、轴向直线导轨、径向液压缸、径向滑块及径向直线导轨；所述的上锥辊与轴承配合，并与所述的轴承座固定，所述的轴承座通过螺栓与所述的内部机架固定，所述的上锥辊通过所述的联轴器与所述的步进电机连接，所述的步进电机通过螺栓与所述的步进电机座连接，所述的步进电机座通过螺栓与所述的内部机架固定；所述的下锥辊通过轴承与所述的轴承座固定，所述的轴承座通过螺栓与所述的外部机架固定，所述的下锥辊通过所述的联轴器与所述的步进电机连接，所述的步进电机通过螺栓与所述的步进电机座连接，所述的步进电机座通过螺栓与所述的内部机架固定；所述的内部机架与所述的轴向滑块通过螺钉连接，所述的轴向滑块与所述的轴向直线导轨连接，所述的轴向直线导轨通过螺栓固定在所述的外部机架上，所述的轴向液压缸通过螺栓固定在所述的外部机架上，并通过铰链与所述的内部机架固定；所述的外部机架与所述的径向滑块用螺钉连接，所述的径向滑块与所述的径向直线导轨连接，所述的径向直线导轨通过螺栓与所述的主机架连接，所述的径向液压缸通过螺栓固定在所述的主机架上，并通过铰链连接与所述的外部机架固定。
[0009]上述的径-轴向轧环工艺实验机，其中，所述的导向机构包括固定法兰、支撑轴、摇臂轴承座、摇臂液压缸、摇臂、抱辊轴承座及抱辊；所述的抱辊通过轴承与所述的抱辊轴承座固定，所述的抱辊轴承座通过螺钉与所述的摇臂固定，所述的摇臂与所述的摇臂轴承座焊接，所述的摇臂轴承座通过轴承与所述的支撑轴连接，所述的支撑轴通过所述的固定法兰及螺栓固定在所述的主机架上，所述的摇臂液压缸的尾部通过铰链固定在所述的主机架上，所述的摇臂液压缸的液压杆头部通过铰链固定在所述的摇臂上。
[0010]本实用新型模拟实验所得的最佳参数，可以作为工业生产时的参考，以此来减少工业生产的调试次数,降低成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型径-轴向轧环工艺实验机的主视图。
[0012]图2是本实用新型径-轴向轧环工艺实验机的俯视图。
[0013]图3是本实用新型径-轴向轧环工艺实验机的径向轧制机构的主辊组件的剖视图。
[0014]图4是本实用新型径-轴向轧环工艺实验机的径向轧制机构的主辊组件的主视图。
[0015]图5是本实用新型径-轴向轧环工艺实验机的径向轧制机构的芯辊组件的剖视图。
[0016]图6是本实用新型径-轴向轧环工艺实验机的轴向轧制机构的主视图。
[0017]图7是本实用新型径-轴向轧环工艺实验机的导向机构的主视图。
[0018]图8是本实用新型径-轴向轧环工艺实验机的导向机构的俯视图。
【具体实施方式】
[0019]以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。
[0020]请参见附图1至附图5所示，一种径-轴向轧环工艺实验机，包括径向轧制机构1、轴向轧制机构2、导向机构3及主机架4，所述的径向轧制机构1、轴向轧制机构2及导向机构3分别安装在所述的主机架4上，所述的径向轧制机构I位于所述的轴向轧制机构2的一侧，所述的导向机构3位于所述的径向轧制机构I的后方；所述的径向轧制机构I由主辊组件及芯辊组件构成，所述的主辊组件包括伺服电机101、减速箱102、皮带轮103、V形带104、主辊105及两个轴承座107，所述的主辊105与轴承配合并与所述的两个轴承座107连接，所述的轴承座107通过螺栓固定在所述的主机架4上，所述的主辊105通过所述的皮带轮103和及V形带104与所述的减速箱102连接，所述的伺服电机101与减速箱102连接，从而带动主辊105转动；所述的芯辊组件包括芯辊液压缸108、芯辊机架109、芯辊上轴承座110、芯辊111、芯辊下轴承座112、滑块113及直线导轨114，所述的芯辊111与轴承配合，并固定在所述的芯辊上轴承座110及芯辊下轴承座112上，所述的芯辊上轴承座110及芯辊下轴承座112通过焊接与所述的芯辊机架109固定，所述的芯辊机架109通过螺栓与所述的滑块113连接，所述的滑块113安装在所述的直线导轨114上，所述的直线导轨114通过螺钉与所述的主机架4固定，从而使芯辊机架109可以在主机架4上稳定滑动，所述的芯辊液压缸108通过螺栓与所述的主机架4固定，所述的芯辊液压缸108通过铰链与所述的芯辊机架119固定，芯辊111可以在液压缸108的作用下径向。
[0021]请参见附图6所示，所述的轴向轧制机构2包括下锥辊201、上锥辊202、轴承座203、轴向液压缸204、内部机架205、联轴器206、步进电机座207、步进电机208、外部机架209、轴向滑块210、轴向直线导轨211、径向液压缸212、径向滑块213及径向直线导轨214 ；所述的上锥辊202与轴承配合，并与所述的轴承座203固定，所述的轴承座203通过螺栓与所述的内部机架205固定，所述的上锥辊202通过所述的联轴器206与所述的步进电机208连接，获得转动的动力，所述的步进电机208通过螺栓与所述的步进电机座207连接，所述的步进电机座207通过螺栓与所述的内部机架205固定；所述的下锥辊201通过轴承与所述的轴承座203固定，所述的轴承座203通过螺栓与所述的外部机架209固定，所述的下锥辊201通过所述的联轴器206与所述的步进电机208连接，获得转动动力，所述的步进电机208通过螺栓与所述的步进电机座207连接，所述的步进电机座207通过螺栓与所述的内部机架205固定；所述的内部机架205与所述的轴向滑块210通过螺钉连接，所述的轴向滑块210与所述的轴向直线导轨211连接，所述的轴向直线导轨211通过螺栓固定在所述的外部机架209上，从而使内部机架205能在外部机架209上平稳滑动，所述的轴向液压缸204通过螺栓固定在所述的外部机架209上，并通过铰链与所述的内部机架205固定，从而控制内部机架205的轴向进给运动；所述的外部机架209与所述的径向滑块213用螺钉连接，所述的径向滑块213与所述的径向直线导轨214连接，所述的径向直线导轨214通过螺栓与所述的主机架4连接，使外部机架209能在主机架4上稳定滑动，所述的径向液压缸212通过螺栓固定在所述的主机架4上，并通过铰链连接与所述的外部机架209固定，从而控制外部机架209的径向进给。
[0022]请参见附图7及附图8所示，所述的导向机构3包括固定法兰301、支撑轴302、摇臂轴承座303、摇臂液压缸304、摇臂306、抱辊轴承座307及抱辊308 ;所述的抱辊308通过轴承与所述的抱辊轴承座307固定，所述的抱辊轴承座307通过螺钉与所述的摇臂306固定，所述的摇臂306与所述的摇臂轴承座307焊接，所述的摇臂轴承座307通过轴承与所述的支撑轴302连接，所述的支撑轴302通过所述的固定法兰301及螺栓固定在所述的主机架4上，摇臂306在支撑轴302的支撑下可以自由摆动，所述的摇臂液压缸304的尾部通过铰链固定在所述的主机架4上，所述的摇臂液压缸304的液压杆头部通过铰链固定在所述的摇臂306上，控制摇臂306摆动。
[0023]本实用新型的一种实施方法如下:[0024]伺服电机101通过减速箱102和皮带轮103及V形带104带动主辊105旋转，步进电机208经联轴器206带动上锥辊202转动。
[0025]芯辊液压缸108拉动或推动芯辊机架109，使芯辊机架109随滑块113在直线导轨114上来回移动，轧制过程中芯辊111缓慢地向主辊105移动，挤压环件，使得环件壁厚减小，直径增大。摇臂液压缸304推动或拉动抱辊308转动，使抱辊308贴住环件。径向液压缸212推动或拉动外部机架209，外部机架209随径向滑块213在径向直线导轨214上来回移动。轴向液压缸204推动内部机架205，内部机架205通过轴向滑块210在轴向直线导轨211上上下运动，轧制过程中，内部机架205带动上锥辊202向下运动，使上下锥辊夹持环件，产生轴向轧制力。利用芯辊液压缸108、径向液压缸212、轴向液压缸204各自的比例阀记录径向轧制、轴向轧制的轧制力和轧制速率，利用位置传感器记录环件参数。
[0026]综上所述，本实用新型基于环件轧制理论，依照工业大型轧环机结构设计，整个装置由径向轧制机构、轴向轧制机构、机架、导向机构和各类传感器构成，径向轧制机构和轴向轧制机构中的压力传感器和位置传感器采集环件成形过程中的轧制力、轧辊进给速度，并对轧制完成的环件进行圆度评估；伺服电机和步进电机控制器记录轧辊的轧制力矩。使用计算机上位机软件处理采集的数据，绘出最佳轧制曲线，并给出最佳的各项参数，模拟实验所得的最佳参数，可以作为工业生产时的参考，以此来减少工业生产的调试次数，降低成本。
【权利要求】
1.一种径-轴向轧环工艺实验机，其特征在于:包括径向轧制机构、轴向轧制机构、导向机构及主机架，所述的径向轧制机构、轴向轧制机构及导向机构分别安装在所述的主机架上，所述的径向轧制机构位于所述的轴向轧制机构的一侧，所述的导向机构位于所述的径向轧制机构的后方；所述的径向轧制机构由主辊组件及芯辊组件构成，所述的主辊组件包括伺服电机、减速箱、皮带轮、V形带、主辊及两个轴承座，所述的主辊与轴承配合并与所述的两个轴承座连接，所述的轴承座通过螺栓固定在所述的主机架上，所述的主辊通过所述的皮带轮和及V形带与所述的减速箱连接，所述的伺服电机与减速箱连接；所述的芯棍组件包括芯辊液压缸、芯辊机架、芯辊上轴承座、芯辊、芯辊下轴承座、滑块及直线导轨，所述的芯辊与轴承配合，并固定在所述的芯辊上轴承座及芯辊下轴承座上，所述的芯辊上轴承座及芯辊下轴承座通过焊接与所述的芯辊机架固定，所述的芯辊机架通过螺栓与所述的滑块连接，所述的滑块安装在所述的直线导轨上，所述的直线导轨通过螺钉与所述的主机架固定，所述的芯辊液压缸通过螺栓与所述的主机架固定，所述的芯辊液压缸通过铰链与所述的芯辊机架固定。
2.根据权利要求1所述的径-轴向轧环工艺实验机，其特征在于:所述的轴向轧制机构包括下锥辊、上锥辊、轴承座、轴向液压缸、内部机架、联轴器、步进电机座、步进电机、夕卜部机架、轴向滑块、轴向直线导轨、径向液压缸、径向滑块及径向直线导轨；所述的上锥辊与轴承配合，并与所述的轴承座固定，所述的轴承座通过螺栓与所述的内部机架固定，所述的上锥辊通过所述的联轴器与所述的步进电机连接，所述的步进电机通过螺栓与所述的步进电机座连接，所述的步进电机座通过螺栓与所述的内部机架固定；所述的下锥辊通过轴承与所述的轴承座固定，所述的轴承座通过螺栓与所述的外部机架固定，所述的下锥辊通过所述的联轴器与所述的步进电机连接，所述的步进电机通过螺栓与所述的步进电机座连接，所述的步进电机座通过螺栓与所述的内部机架固定；所述的内部机架与所述的轴向滑块通过螺钉连接，所述的轴向滑块与所述的轴向直线导轨连接，所述的轴向直线导轨通过螺栓固定在所述的外部机架上，所述的轴向液压缸通过螺栓固定在所述的外部机架上，并通过铰链与所述的内部机架固定；所述的外部机架与所述的径向滑块用螺钉连接，所述的径向滑块与所述的径向直线导轨连接，所述的径向直线导轨通过螺栓与所述的主机架连接，所述的径向液压缸通过螺栓固定在所述的主机架上，并通过铰链连接与所述的外部机架固定。
3.根据权利要求1所述的径-轴向轧环工艺实验机，其特征在于:所述的导向机构包括固定法兰、支撑轴、摇臂轴承座、摇臂液压缸、摇臂、抱辊轴承座及抱辊；所述的抱辊通过轴承与所述的抱辊轴承座固定，所述的抱辊轴承座通过螺钉与所述的摇臂固定，所述的摇臂与所述的摇臂轴承座焊接，所述的摇臂轴承座通过轴承与所述的支撑轴连接，所述的支撑轴通过所述的固定法兰及螺栓固定在所述的主机架上，所述的摇臂液压缸的尾部通过铰链固定在所述的主机架上，所述的摇臂液压缸的液压杆头部通过铰链固定在所述的摇臂上。
【文档编号】B21H1/06GK203695832SQ201420071104
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年2月19日 优先权日:2014年2月19日
【发明者】罗剑岚, 万秋实, 叶磊, 吴细军, 胡可, 杨锦涛, 柯其延 申请人:罗剑岚