一种轨梁式热定心机的制作方法

本发明涉及无缝钢管领域，涉及炽热管坯穿孔前的附加工序设备，特别涉及用于无缝管轧制线上的轨梁式热定心机。

背景技术：

在无缝钢管轧制的过程中，有时需要在穿孔前对热管坯进行定心工序，定心工序主要是为了减少毛管缺陷，提高产品质量，包括管坯头端定心和尾端定心。其中，对热管坯进行头部定心，使穿孔时顶头鼻部正确地对准管坯轴线，可以减小毛管前端的壁厚不均，并改善穿孔的咬入条件；对热管坯进行尾部定心，可以消除毛管末端出现“铁耳子”(环状或不规则的片状钢屑)，提高毛管质量。铁耳子造成后续轧制芯棒划伤、荒管内表面结疤等危害。消除铁耳子，不仅大大提高芯棒的使用寿命，同时也使得钢管的内划伤、结疤缺陷减少。

目前，现有的热定心机都是专门设定一片区域，设置一定的辅助工步，串联在生产线上，在无缝钢管轧制过程中，不管须不须要对管坯进行定心，管坯都得经过相关辅助工步(辅机)，影响生产节奏、占用生产周期，进而在一定程度上造成管坯温降，从而不利于穿孔。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种轨梁式热定心机，可以选择性地对管坯进行定心，降低对生产节奏的影响。

为达到上述目的，本发明提出一种轨梁式热定心机，其中，所述轨梁式热定心机包括机架和安装在所述机架内的稳固装置、支撑托架和定心装置，所述机架包括水平设置的轨梁和竖直设置的两个支撑件，所述轨梁的两端分别支撑在两个支撑件上，所述轨梁位于定心中心线的上方并平行于所述定心中心线，所述稳固装置和所述定心装置沿所述定心中心线顺序设置并均安装在所述轨梁上，所述支撑托架对应设置在所述稳固装置下方且低于所述定心中心线的位置处，所述轨梁式热定心机还包括能调节所述支撑托架与所述轨梁之间距离的距离调整装置。

与现有技术相比，本发明具有以下特点和优点：

本发明提出的轨梁式热定心机可以选择性地对管坯定心，对于无须定心的管坯，可以选择放行，完全不影响生产节奏；对于必须定心的管坯，其定心过程也用时短，占用周期少，动作节奏快，生产效率高。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为本发明提出的轨梁式热定心机的结构示意图(一)；

图2为本发明提出的轨梁式热定心机的侧视图；

图3为本发明提出的轨梁式热定心机的结构示意图(二)；

图4为本发明提出的滑座的侧视图；

图5为本发明中活动按压件的结构示意图(一)；

图6为本发明中活动按压件的结构示意图(二)；

图7为本发明中活动按压件的结构示意图(三)；

图8为本发明提出的轨梁式热定心机的结构示意图(三)；

图9为本发明中销孔定位机构的结构示意图；

图10为本发明中棘齿定位机构的结构示意图；

图11为本发明中棘齿滑块机构的结构示意图；

图12为本发明中定位装置的结构示意图；

图13为本发明中螺杆行走装置的结构示意图；

图14为本发明中导杆的结构示意图；

图15为本发明中导销的结构示意图；

图16为本发明中升降单元的结构示意图。

附图标记说明：

100轨梁式热定心机；110机架；

111轨梁；1111顶梁；

1112侧板；1113导向轨；

112支撑件；113挡板；

120稳固装置；121固定按压件；

122活动按压件；130支撑托架；

131托座；140定心装置；

141顶推液压缸；142导杆；

143导座；144顶锥；

145导销；146固定片；

147轴套；148端盖；

149密封圈；150距离调整装置；

151升降单元；1511架座；

1512曲柄；1513摆臂；

1514升降座；1515连杆；

152驱动单元；1521固定座；

1522抬升液压缸；1523拉杆；

153轨梁升降机构；160滑座；

170螺杆行走装置；171螺杆；

172螺母；1721安装扣板；

1722螺钉；173止推座；

174驱动电机；175安装组件；

1751轴承座；1752轴承；

1753透盖；1754隔套；

176安装组件；1761固定梁；

1762止推轴承；1763轴端挡板；

1764轴承；1765端盖；

1766保护罩；180链条行走装置；

181链条；182张紧轮；

183主动链轮；184从动链轮；

185链轮支架；186链端支架；

187销孔定位机构；1871轨梁销孔；

1872滑座销孔；1873插销；

188棘齿滑块定位机构1881棘齿条；

1882锁紧滑块；1883拉动杆；

1884锁紧液压缸；1885连接块；

189棘齿定位机构；1891锁紧块；

1892止挡台阶；1893锁紧液压缸；

1894棘齿条；200管坯；

c定心中心线；1421定位槽；

1731键。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。

请参考图1至图16，本发明提出一种轨梁式热定心机100，轨梁式热定心机包括机架110和安装在机架110内的稳固装置120、支撑托架130和定心装置140，机架110包括水平设置的轨梁111和竖直设置的两个支撑件112，轨梁111的两端分别支撑在两个支撑件112上，轨梁111位于定心中心线的上方并平行于定心中心线c，稳固装置120和定心装置140沿定心中心线c顺序设置并均安装在轨梁111上，支撑托架130对应设置在稳固装置120下方且低于定心中心线c的位置处，轨梁式热定心机100还包括能调节支撑托架130与轨梁111之间距离的距离调整装置150。

本发明提出的轨梁式热定心机100工作时，使管坯200沿生产线(管坯200的轴线平行于定心中心线c的方向横移过来)落入支撑托架130上，若需对管坯200进行定心，通过距离调整装置150减小支撑托架130与轨梁111之间的距离，直至管坯200上表面接触到稳固装置120，支撑托架130和稳固装置120将管坯200把稳，定心装置140沿定心中心线c对管坯200进行热定心，定心完后定心装置140缩回，通过距离调整装置150使支撑托架130和轨梁111恢复原位，最后将已经完成定心的管坯200落在横移装置上(图中未示出)，轨梁式热定心机100；若无需对管坯200进行定心，则距离调整装置150不启动，直接使管坯200落入横移装置上运离。这样，本发明提出的轨梁式热定心机100可以选择性地对管坯200定心，对于不须定心的管坯200，选择放行，完全不影响生产节奏；对于须定心的管坯200，其定心过程也用时短，占用周期少，动作节奏快，生产效率高。其中，本发明提出的轨梁式热定心机100其前后连接的设备均为现有设备，将管坯200横移至支撑托架130上及移出横移装置也为现有技术，在此不进行赘述。

在本发明一个可选的例子中，距离调整装置150为设置于支撑托架下方的托架升降装置，支撑件112为立柱，其底端直接顶抵在地面上。通过托架升降装置驱动支撑托架130上升和下降调节支撑托架130和轨梁111之间的距离。需要对管坯200进行定心时，升降装置驱动支撑托架130升起至定心高度，使管坯200上表面接触到稳固装置120；定心完后，升降装置驱动支撑托架130下降至原位。

在一个可选的例子中，支撑托架130包括沿平行于轨梁111方向顺序间隔设置的多个托座131，托架升降装置包括多个升降单元151，每个托座131下方均设有一个升降单元151，升降单元151驱动其对应的托座131上升和下降。

在一个可选的例子中，每个升降单元151均包括架座1511、曲柄1512、摆臂1513、升降座1514和连杆1515，曲柄1512的上端和摆臂1513的一端固定连接，曲柄1512与摆臂1513之间具有固定夹角(曲柄1512与摆臂1513可一体成型加工而成)，并且曲柄1512和摆臂1513的固接点铰接在架座1511上，摆臂1513的另一端与升降座1514的上端铰接，升降座1514的下端与连杆1515的一端铰接，连杆1515的另一端铰接在架座1511上，曲柄1512、摆臂1513、升降座1514和连杆1515组成平行摇杆机构，升降座1514的上端固接有托座131，托架升降装置还有驱动单元152，驱动单元152包括固定座1521、抬升液压缸1522和平行于定心中心线c的拉杆1523，抬升液压缸1522铰接在固定座1521上，抬升液压缸1522的活塞杆与拉杆1523的一端铰接，每个曲柄1512的下端均铰接在拉杆1523上。这样，拉动拉杆1523，通过与拉杆1523铰接的曲柄1512，旋动摆臂1513，使得装有托座131的升降座1514升起和落下，从而实现抬升和放下管坯200。由于每个升降单元151的曲柄1512均铰接在拉杆1523上，保证了每个升降单元151均能同步上升和下降，避免了管坯200在移动过程中因受力不均和倾斜。同时，在拉杆1523的运动过程中，拉杆1523只承受拉力，即抬升液压缸1522施加的拉力，管坯200向下的压力均由曲柄1512上端的铰接点承受，保证了拉杆1523的使用寿命。

在本发明另一个可选的例子中，如图3所示，距离调整装置150包括两个轨梁升降机构153，两个轨梁升降机构153分别设置于两个支撑件112的底端，轨梁升降机构153驱动对应的支撑件112上升和下降，支撑托架130固设在地面上，管坯200不升降.需要定心时，通过轨梁升降机构153驱动轨梁111下降，直至稳固装置120接触到管坯200的上表面。工作时，两个轨梁升降机构153同步动作，保证轨梁111始终处于水平设置。此时支撑托架130可以替换为运输辊道、存放架，或停止运行的输送链的某个固定位。

在一个可选的例子中，轨梁升降机构153可以为螺旋升降机。

在另一个可选的例子中，轨梁升降机构153可以为液压缸(图中未示出)。

在本发明一个可选的例子中，机架110内还设有挡板113，用来止挡管坯200，挡板113固设在靠近稳固装置120一端的支撑件112上，挡板113设置为定心中心线c垂直贯穿挡板113。定心时，管坯200背向定心装置140的一端顶抵在挡板113上。

在本发明一个可选的例子中，定心装置140通过滑座160能移动地安装轨梁111上，轨梁111包括水平设置的顶梁1111和两个竖直设置的侧板1112，顶梁1111和两个侧板1112均平行于定心中心线c设置，顶梁1111的横截面呈口字形，两个侧板1112的顶沿分别固接在顶梁1111底面的两侧边上，滑座160设置在两个侧板1112之间，每个侧板1112均设有向内凸出的导向轨1113，导向轨1113平行于定心中心线c设置，滑座160的侧壁上开设有与同侧的导向轨1113对应配合的轨槽，导向轨1113伸入对应的轨槽内。这样，滑座160可沿导向轨1113往复移动，针对不同长度的管坯进行定心时候，定心装置140的行程(定心装置140中顶推液压缸141的行程)不足以满足所有各种长度管坯的定心，往往需要行近一段距离，通过滑座160将定心装置140移动至合适的位置后，再进行定心动作。

在本发明一个可选的例子中，定心装置140包括顶推液压缸141、导杆142、导座143和顶锥144，导座143和顶推液压缸141均固设在滑座160的下方，导座143具有沿定心中心线c设置的贯通腔，导杆142贯穿该贯通腔并能沿定心中心线c往复移动，导杆142朝向稳固装置120的一端(导杆142的首端)设有顶锥144，导杆142背向稳固装置120的另一端(即导杆142的尾端)与顶推液压缸141的活塞杆相连。当顶推液压缸141的活塞杆伸出时，活塞杆推动导杆142朝向管坯200滑动，导杆142首端的顶锥144对管坯200进行定心。

在本发明一个可选的例子中，导杆142的侧壁上还具有沿定心中心线c开设的定位槽1421，导座143的外壁上开设有与定位槽1421对应配合的销孔，导销145贯穿销孔并插入定位槽1421内，导销145与导座143能拆卸地连接。由于导销145的限位作用，导杆142在导座143中不可旋转，只能沿定心中心线c往复滑动。

在一个可选的例子中，导销145通过固定片146和螺钉能拆卸地安装在导座143上，固定片146通过螺钉能拆卸地设置在导座143的外壁上并将导座143上的销孔封闭，进而防止导销145滑出导座143，导销145顶抵在固定片146上。同时固定片146能拆卸地连接，又可以在导销145磨损后便于取出及更换导销145。

在一个可选的例子中，导销145插入定位槽1421的一端有两导向面，可防止导销145旋转。

在一个可选的例子中，导杆142由杆身和杆头组成，其中，杆身为圆柱体，杆头为椭圆柱体，杆头固设在杆身的首端并与杆身偏置，杆头用于安装顶锥144。

在一个可选的例子中，顶锥144能拆卸地安装在杆头上并用插销固定，顶锥144可以依据不同规格的管坯进行更换。

在一个可选的例子中，导杆142与导座143之间装有轴套147，并用端盖148固定；所述的端盖148由螺钉安装在导座143上，且端盖148与导杆142间装有密封圈149。

在本发明中一个可选的例子中，稳固装置120包括两个固定按压件121和一个活动按压件122，活动按压件122固设在滑座160上，两个固定按压件121沿轨梁111的轴向间隔固设在轨梁111上。这样，工作时，两个固定按压件121位于管坯200的一端，活动按压件122位于管坯200的另一端，保证管坯200两端均匀受力。

其中，固定按压件121和活动按压件122均可采用v形板结构，并且可以根据管坯200的直径大小，更换不同规格的v形板；固定按压件121和活动按压件122也可采用v形辊结构，根据管坯200的直径大小，更换不同规格的v形辊；固定按压件121和活动按压件122还采用倾斜设置的双平辊结构，根据管坯200的直径大小，更换不同规格的双平辊大小。

在本发明一个可选的例子中，滑座160的顶端设有螺杆行走装置170，螺杆行走装置170能够驱动滑座160沿轨梁111往复移动并对滑座160进行定位，根据管坯200的长度，驱动滑座160行近一段距离，并将滑座160进行定位后，再进行定心动作。螺杆行走装置170包括螺杆171、螺母172、止推座173和驱动电机174，螺杆171平行于轨梁111设置，螺杆171的两端通过安装组件能转动地安装在轨梁111上，螺母172套设在螺杆171外并与螺杆171螺纹配合，止推座173套设在螺母172外并与螺母172固定连接，止推座173的底面与滑座160固定连接，螺杆171的一端(传动端)连接有驱动电机174(减速电机)。驱动电机174驱动螺杆171旋转，进而推动与螺杆171螺纹配合的螺母172沿螺杆171的轴向移动，进而带动止推座173和滑座160移动。

在一个可选的例子中，止推座173通过键1731安装在滑座160上；螺母172安装在止推座173内，并用由螺钉1722和安装扣板1721固定。

在一个可选的例子中，螺杆171其传动端的安装组件175包括轴承1752、轴承座1751、透盖1753和隔套1754。轴承座1751安装在轨梁111(轨梁111其两侧板端部)上，螺杆171的传动端通过轴承1752固定在轴承座1751内，并用透盖1753和隔套1754固定。

在一个可选的例子中，螺杆171另一端的安装组件176包括固定梁1761、轴承1764、端盖止推轴承1762、轴端挡板1763和防护罩1766，固定梁1761安装在轨梁111内，固定梁1761的内部装有用于支撑螺杆171的轴承1764，并用端盖1765将轴承1764固定在固定梁1761内，止推轴承1762的右环紧靠固定梁1761(止推轴承1762与固定梁1761贴合)，止推轴承1762的左环紧靠轴端挡板1763，螺杆171贯穿轴承和止推轴承1762并与轴端挡板1763固定连接(螺杆171与轴端端板可一同旋转)，止推轴承通过用防护罩1766加以保护。螺杆171的轴向力作用在止推轴承1762上，避免螺杆171沿自身轴向位移。

在一个可选的例子中，驱动电机174通过支架安装在轨梁111上。

在一个可选的例子中，螺母172和螺杆171的牙型均可采用锯齿形螺纹，更为有效地承受顶锥144定心时的反作用推力。

在本发明另一个可选的例子中，滑座160的顶端设有链条行走装置180，链条行走装置180同样能驱动滑座160沿轨梁111往复移动。链条行走装置180包括链条181、张紧轮182、主动链轮183和四个从动链轮184，其中两个从动链轮184位于顶梁1111的上沿，两个从动链轮184位于顶梁1111的下沿，四个从动链轮184呈矩形布置，主动链轮183位于该矩形的一条边上，链条181张紧在主动链轮183和四个从动链轮184外侧，张紧轮182设置在链条181外侧，张紧轮182、主动链轮183和四个从动链轮184均通过链轮支架185安装在顶梁1111上，链条181的末端还设置有链端支架186，链端支架186与滑座160固定连接。主动链轮183连接有传动电机，传动电机驱动主动链轮183转动，在主动链轮183的带动下，链条181拖动链端支架186和滑座160移动。

在本发明一个可选的例子中，链条行走装置180还具有销孔定位机构187，以对滑座160进行定位，销孔定位机构187包括插销1873、轨梁销孔组和滑座销孔组，轨梁销孔组设置在侧板1112上并包括沿滑座160的移动轨迹间隔设置的多个轨梁销孔1871，滑座销孔组包括开设在滑座160上并与轨梁销孔组对应配合的多个滑座销孔1772。销轴插入滑座销孔1872和轨梁销孔1871中，即可将滑座160进行定定位；其中，滑座销孔1872也可以开设在安装于滑座160上的固定块上。滑座销孔1872的孔距与轨梁销孔1871有间距差，其差值就是每档固定行走的距离，具体的，当滑座销孔组的第一个滑座销孔1872与轨梁销孔组的第一个轨梁销孔1871对应时，移动滑座160，使滑座销孔组的第二个滑座销孔1872与轨梁销孔组的第二个轨梁销孔1871对应，则为一个差值(即一个单位行程)，以此类推，若滑座销孔组具有六个滑座销孔1872，第六个滑座销孔1872对应时，为六个差值，而后重新开始，当滑座销孔组的第一个滑座销孔1872与轨梁销孔组的第二个轨梁销孔1871对应时，已移动一个轨梁销孔间距，依次类推，得到所需的定量行走距离。

在本发明另一个可选的例子中，链条行走装置180还具有棘齿滑块定位机构188，以对滑座160进行定位，棘齿滑块定位机构188包括棘齿条1881、锁紧滑块1882、拉动杆1883、锁紧液压缸1884和连接块1885，棘齿条1881沿顶梁1111的轴向安装在顶梁1111的下沿，锁紧液压缸1884安装在滑座160上，拉动杆1883的一端与锁紧滑块1882铰接；拉动杆1883的另一端铰接在连接块1885上，连接块1885固定在滑座160上。滑座160通过链条181拖动，当滑座160行走所需定量距离后，锁紧液压缸1884的活塞杆升起，锁紧液压缸1884的活塞杆推动锁紧滑块1882向上移动并与棘齿条1881咬合，从而实现滑座160的定位。并且棘齿条1881与锁紧滑块1882啮合后可承受定心动作的反作用力，从而避免了链条181承担定心动作的反作用力，保证链条行走装置180的正常运行。

在本发明再一个可选的例子中，链条行走装置180还具有棘齿定位机构189，以对滑座160进行定位，棘齿定位机构189包括锁紧块1891、止挡台阶1892、锁紧液压缸1893和棘齿条1894，棘齿条1894固定在顶梁1111的下沿。止挡台阶1892设置在滑座160的一端并凸出于所述滑座的上表面，锁紧液压缸1893安装在滑座160上，锁紧液压缸1893靠近止挡台阶1892设置，锁紧块1891固设在锁紧液压缸1893活塞杆的顶端并与止挡台阶1892相接(相贴合)，锁紧液压缸1893的活塞杆推动锁紧块1891向上运动，锁紧块1891上设有棘齿条1894对应配合的棘齿，锁紧块1891与棘齿条1894咬合，实现滑座160的定位。

针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本发明进行解释，以便于能够更好地理解本发明，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本发明的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。