无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪的制作方法

文档序号:3135577阅读:210来源:国知局
无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪,其包括三片卡爪片,其特征在于,所述每一片卡爪片均包括分体设置的一固定卡环片和一卡爪体片,所述固定卡环片和卡爪体片可拆卸地连接。本实用新型将现有整体式卡爪改成分体复合式结构,在提高卡爪使用寿命,满足生产需要的基础上,减少了机加工作业时间,便于现场拆装作业,消除了安全隐患,提高了加工效率。
【专利说明】无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种位置固定元件,尤其涉及一种卡爪。

【背景技术】
[0002]无缝钢管是常见的冶金制品,冷轧变形加工是无缝钢管的主要生产加工方式,两辊周期式冷轧机是最常见的无缝钢管冷轧加工设备。
[0003]两辊周期式无缝钢管冷轧机一般包括轧制机构、传动机构、送进回转机构、芯棒卡盘机构、中间床身机构、授料机构、下料机构、润滑机构、液压系统、电气控制系统等机构,其中中间床身机构包括送进卡盘(或送进小车)、床身、三线丝杠、活动中心架、拉杆等构件;床身是整套中间床身机构的载体,一端连接轧制机构的机座,另一端连接送进回转机构的齿轮箱体;送进卡盘(或送进小车)安置在床身上,活动中心架分别设置于送进卡盘(或送进小车)两侧,通过拉杆依次连接;两套三线丝杠分别放置在床身顶部,依靠活动中心架支承,并通过三线螺母与送进卡盘(或送进小车)连接形成螺纹副结构并组成运动关系,三线丝杠前端插入轧制机构的机座中形成前端支承点,并设置有滚动轴承,后端通过联轴器与送进回转机构的进给轴连接,成为整套床身机构的动力输入元件。
[0004]无缝钢管轧制时,管坯由授料机构顶杆推送,穿越送进回转齿轮箱箱体芯棒卡盘轴的内孔,进入床身机构中,在顶杆的推动下,依次穿越后端活动中心架、送进卡盘(或送进小车)、前端活动中心架,当管坯尾部穿越送进卡盘时,启动快速进给装置,带动两套三线丝杠正向旋转,送进卡盘因三线螺母与三线丝杠的螺纹结构配合,将旋转运动转换为整套送进卡盘的水平位移运动,此时送进卡盘整体向前做水平运动,直至位于送进卡盘前端芯部位置的卡爪闭合并轴向顶住管坯尾部端面;此时关闭快速进给装置,启动工进装置,即由送进回转机构动作,输出动力,按照设定的进给量,带动三线丝杠旋转,使得送进卡盘按照进给量匀速向前水平位移,将管坯顶送进入轧制机构变形加工;此时管坯轧制时的反弹力全部集中在送进卡盘前端芯部的卡爪上,卡爪既要承受管坯连续的反弹力撞击,又要紧紧的顶住管坯,保证其不往后逃逸,能够顺利轧制变形,因此卡爪承受较大的轴向冲击载荷,并随着轧制的规格、进给量的增加而同步增大,故卡爪成为床身机构的主要易损件和故障点。
[0005]如图1和图2所示,目前使用的卡爪是一件三等分的异形体1,异形体I整体加工外形和内圆锥孔、台阶孔后再行三等分剖开,每块异形体I上分别加工圆形通孔,使用时将卡爪的三块异形体I成对安装在送进卡盘(或送进小车)前端,通过圆柱销固定,同时在三块异形体I半圆型环状凹槽内安装一副拉簧,这样就可依靠拉簧的弹性变形,实现卡爪的使用功能。图3-图5分别示意了卡爪工作过程中的管坯2进入卡爪前、管坯2穿越卡爪以及管坯2尾部顶住卡爪三个状态。管坯穿越送进卡盘时,卡爪的三块异形体I因受到管坯2的轴向力分别前倾打开,提供管坯2穿越的通道;当管坯2尾部端面脱离卡爪时,在拉簧3作用下三块异形体I依靠自重闭合,形成相对封闭平面正好与管坯2尾部平齐。因此卡爪主要的劣化磨损部位就是与管坯2接触并在轧制中顶住管坯2的部位B。
[0006]目前的生产实践中,送进卡盘的卡爪存在的主要问题是:
[0007]I)卡爪消耗量较大:由于卡爪的结构特点和工作性质,在轧制中特定部位,例如与管坯尾部端面直接接触面,承受连续性的冲击载荷,故容易出现内凹等劣化磨损现象,一旦出现内凹会影响到管坯轧制后的端面状态,同时导致整个卡爪受力面出现异常,造成卡爪歪斜等问题,最终引起圆柱销脱落,送进卡盘端盖变形、轴承受到异常轴向力而破损等故障;
[0008]2)卡爪物料成本高:卡爪采用黄铜制作,铜材作为有色金属采购费用相对较高,且一旦卡爪前端与管坯接触面磨损内凹后,整套卡爪就不能使用,只能废弃,不能重复使用,增加了生产成本费用的支出;
[0009]3)卡爪加工制作难度高:卡爪作为一个三等分的剖分异形体,既有外圆锥面、又有内圆锥孔,既有半圆型环状槽、又有端面台阶孔,还要加工圆柱销孔,因此机加工作业工艺流程长,涉及锯切、车削、铣削、划线、钻孔等工序,尤其是车削加工最为复杂,故加工一副卡爪需要消耗作业工时44个,且对作业人员技能要求较高;
[0010]4)卡爪现场更换不便:由于卡爪采用三副圆柱销与送进卡盘连接,拆装时需要旋转相应的角度,而床身结构较为紧凑,送进卡盘周边还有活动中心架、拉杆等元件,故作业环境相对局促,拆卸与安装较为不便,且卡爪单件重量为8KG,一手托住一手安装较为吃力,一旦滑脱就会出现物体打击伤害,存在安全隐患。
实用新型内容
[0011]本实用新型的目的在于提供一种无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪,其能在满足生产需要的基础上,减少卡爪的消耗,延长使用寿命,节约成本,同时便于加工和更换。
[0012]为了达到上述实用新型的目的,本实用新型提供了一种无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪,其包括三片卡爪片,其中每一片卡爪片均包括分体设置的一固定卡环片和一卡爪体片,所述固定卡环片和卡爪体片可拆卸地连接。
[0013]本实用新型所述的无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪是对现有送进卡盘卡爪的技术改进,所述的无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪采用“分体复合式”结构,包括三片卡爪片,每一片卡爪片均包括分体设置的可拆卸地连接的一固定卡环片和一卡爪体片。三片固定卡环片构成周向断续的固定卡环,固定在送进卡盘前端;三片卡爪体片构成周向断续的卡爪体,卡爪体片可拆卸地连接在固定卡环片上,一旦出现磨损劣化问题,仅需更换卡爪体片即可,使得固定卡环可重复使用,减少了卡爪的消耗。由于上述方案对卡爪的结构进行了分拆,使得其加工和更换也更加方便。
[0014]本实用新型所述的无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪设计合理、结构紧凑、定位准确、使用维护便捷、安全可靠、实用高效,有效地解决了送进卡盘卡爪磨损消耗大、力口工繁琐效率低、拆装不便存在安全隐患等问题,日常维护仅需要更换卡爪体片即可,便捷高效,在满足现场生产需求的基础上,降低了生产成本,减少了故障率。
[0015]进一步地,在本实用新型所述的无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪中,所述固定卡环片和卡爪体片通过螺钉可拆卸地连接。
[0016]本实用新型所述的无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪具有下述有益效果:
[0017]I)设计合理,结构紧凑,定位准确,稳定性好,安全可靠、实用性强;
[0018]2)采用分体复合式结构,固定卡环可以长期使用,降低有色金属消耗;
[0019]3)钢制卡爪体经过热处理调质处理,耐磨抗冲击载荷能力强,使用寿命
[0020]长;
[0021]4)固定卡环与卡爪体加工工艺合理,有分有合,作业效率高、加工精度
[0022]好;
[0023]5)日常维护性能好,拆装卡爪体便捷,单重轻不易滑脱,消除安全隐患;
[0024]6)有效解决了送进卡盘卡爪磨损消耗大、加工繁琐效率低、拆装不便存
[0025]在安全隐患等问题,满足的现场生产的需要,降低生产成本,减轻劳动强
[0026]度;
[0027]7)通用性强。

【专利附图】

【附图说明】
[0028]图1为现有的无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪在一种实施方式下的结构图。
[0029]图2为图1的A-A剖视图。
[0030]图3为管坯进入现有的无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪结构状态图。
[0031]图4为管坯穿越现有的无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪结构状态图。
[0032]图5为管坯尾部顶住现有的无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪结构状态图。
[0033]图6为本实用新型所述的无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪在一种实施方式下的结构图。
[0034]图7为图6的A-A剖视图。
[0035]图8为本实用新型所述的无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪在一种实施方式下的固定卡环结构图。
[0036]图9为图8的A-A剖视图。
[0037]图10为本实用新型所述的无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪在一种实施方式下的卡爪体结构图。
[0038]图11为图10的A-A剖视图。
[0039]图12为图10的后视图。
[0040]图13为本实用新型所述的无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪在一种实施方式下的应用结构管坯输送状态图。
[0041]图14为本实用新型所述的无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪在一种实施方式下的应用结构管坯穿越状态图。
[0042]图15为本实用新型所述的无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪在一种实施方式下的应用结构管坯轧制状态图。

【具体实施方式】
[0043]下面将根据具体实施例及说明书附图对本实用新型所述的无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪做进一步说明,但是该说明并不构成对本实用新型技术方案的不当限定。
[0044]图6和图7示意了本实用新型所述的无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪在一种实施方式下的结构。图8-图12示意了其零部件的结构。
[0045]如图6和图7所示,本实施例中的无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪,其包括三件固定卡环片4、三件卡爪体片5以及九件紧固螺钉6,材质是铜。固定卡环片4是一经过三等分剖分切开的异形体(如图8和图9所示);异形体外圆周表面依次呈圆锥面、圆柱面、圆锥面、圆柱面,相邻的圆锥面和圆柱面之间采用圆角平滑过渡并连接;异形体芯部为锥孔通孔,圆锥通孔两端与异形体端面连接处分别加工圆柱孔过渡;圆锥孔小径处端面上加工九处螺纹盲孔;固定卡环片4分别以螺纹盲孔中间一孔轴心线为基准,分别加工两侧剖切点形成矩形平面,在矩形平面分别加工一处圆形通孔,通孔两端加工45度倒角。卡爪体片5的材质是45#钢,热处理调质HB350-400,是一由圆环经过三等分切开的剖分体(如图10-图12所示),圆环芯部加工三重台阶孔,其中一侧为圆锥孔,圆锥孔大径与圆环端面连接,另一侧及其与圆锥孔紧邻的均为圆柱孔;在与圆锥孔紧邻的圆柱孔端面加工有九处沉孔,沉孔顶部和底部均为圆柱孔,中间是120度圆锥孔,圆锥孔大径与顶部圆柱孔重合;外圆周面加工一半圆形环形槽,距离环形槽轴心线较远的端面与外圆周面的连接处加工圆角;卡爪体片5以三组沉孔中间一孔轴心线为基准,分别加工两侧剖切点形成矩形平面。紧固螺钉6有九件,均为国标M8*25mm内六角平机螺钉。
[0046]本实施例中的无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪使用前,先将卡爪按如下步骤拼装就位:按照使用规格,将卡爪体片5沉孔与相应的固定卡环片4螺纹盲孔对齐,矩形平面同时平齐后,采用九枚M8*25mm内六角平机紧固螺钉6旋拧紧固装配成三片卡爪片,这样就完成了本实施例中的无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪的拼装作业,可上机使用。
[0047]图13-图15示意了本实用新型所述的无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪在一种实施方式下的应用结构状态。图13示意了管坯8输送状态,图14示意了管坯8穿越状态,图15示意了管坯8轧制状态。
[0048]如图13-图15所示,本实施例中的无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪使用时,将其安装在LG-11H两辊周期式无缝钢管冷轧机送进卡盘7的前端,采用三件圆柱销10分别将三件卡爪片的固定卡环片4与送进卡盘7连接并固定就位,采用拉簧11放在卡爪体半圆形环形槽内固定,通过拉簧11的弹性变形,满足管坯穿越时的卡爪打开与闭合的功能,满足生产的需要;无缝钢管轧制时,管坯8尾部端面与经过热处理加工的钢制卡爪体片5接触,卡爪体片5既不会对管坯8尾部造成伤害,又可提高耐冲击载荷磨损的能力,使用寿命长,一旦出现磨损后,只要更换卡爪体片5即可,无需更换固定卡环片4,卡爪体片5单重轻,拆装容易、不易滑脱。
[0049]下面以LG-110H两棍周期式冷轧机送进卡盘装置卡爪(芯棒规格为Φ80ι?πι)为例,简单介绍本实用新型所述的无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪在一种实施方式下的加工工艺:
[0050]1、供坯备料:
[0051](I)固定卡环备料:仓库领用规格为Φ305*500ι?πι优质铜合金铸件,锯床锯切分段,长度135mm ;
[0052](2)卡爪体备料:仓库领用规格为Φ 185mmX 5000mm的45#热轧圆钢,锯床锯切分段,长度30mm ;
[0053]2、车削:
[0054](I)车削固定卡环;
[0055](2)车削卡爪体;
[0056]3、检验;
[0057]4、划线:
[0058](I)固定卡环划线--①120度三等分中心线,②120mm宽度线,③3组9处螺纹孔加工线;
[0059](2)卡爪体划线:①20度三等分中心线,②120mm宽度线,③3组9处沉孔加工线;
[0060]5、孔加工:
[0061](I)固定卡环钻孔:钳工使用摇臂钻床根据划线标记,加工中心距为Φ 112mm、孔径Φ 8.5mm的3组9处沉孔,③修毛刺;
[0062](2)卡爪体划线:①钳工使用台钻,根据划线标记加工中心距为Φ112πιπι、孔径Φ 6.7mm的3组9处盲孔,②钳工在9处盲孔上加工M8三角螺纹,③修毛刺;
[0063]6、装配:钳工使用内六角扳手和9枚M8*25内六角螺钉分别将卡爪体固定在固定卡环上;
[0064]7、装配体检验;
[0065]8、装配体统削:使用卧式统床,统加工120-0.34mm的三等分块,中间部分用4mm的铣刀割开,粗糙度符合图示要求,加工后剖分体整修毛刺;
[0066]9、剖分体检验:对三等分切开剖分的固定卡环、卡爪体进行检验;
[0067]10、剖分体拆卸:(1)钳工使用内六角扳手拆除9枚M8*25内六角螺钉,将固定卡环与卡爪体分离;(2)在每块剖分体上标注钢印标记;
[0068]11、固定卡环后续加工:(I)在固定卡环矩形平面上对Φ 31mm通孔划线标记;(2)使用摇臂钻床加工中心距为Φ210_的Φ 31mm通孔,注意孔与侧面的垂直度并修毛刺;
[0069]12、卡爪体后续加工:(1)热处理调质,HB350-400 ; (2)去除热处理氧化物;(3)检验;(4)上油、入库。
[0070]本技术方案中的无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪设计合理、结构紧凑、使用方便,满足连续加工作业,其采用自定心装夹,精度调整要求低,普通员工就能操作,满足多种规格轧辊轴承加工,通用性强。此外,其现场装夹提高轴承稳定性,减轻“C字型”开口段车削中的跳刀误差,适用性强,改进成本低,易于实施。
[0071]需要注意的是,以上所列举的实施例仅为本实用新型的具体实施例。显然本实用新型不局限于以上实施例,随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本实用新型公开的内容直接得出或者很容易便联想到的,均应属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪,其包括三片卡爪片,其特征在于,所述每一片卡爪片均包括分体设置的一固定卡环片和一卡爪体片,所述固定卡环片和卡爪体片可拆卸地连接。
2.如权利要求1所述的无缝钢管冷轧机送进卡盘复合式卡爪,其特征在于,所述固定卡环片和卡爪体片通过螺钉可拆卸地连接。
【文档编号】B21B39/02GK203991683SQ201420132412
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年3月24日 优先权日:2014年3月24日
【发明者】柏永超, 陈涛, 刘如全, 栾昊 申请人:宝钢特钢有限公司
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