一种螺旋折流板的防折断旋轧装置的制作方法

本发明涉及传热强化以及流体的输送和流体搅拌技术领域，具体地说属于螺旋折流板及螺旋板的旋轧技术及其用于实现该技术的旋轧装置。

背景技术：

公开号为cn103521667a的中国发明专利公开了一种螺旋折流板旋轧装置，其从上轧辊和下轧辊之间送入坯件，电动机经过一级变速器和二级变速器后输出两个方向相反的驱动力，分别带动上轧辊和下轧辊滚动,上轧辊和下轧辊通过驱动产生不同方向的滚动对经过上轧辊和下轧辊之间的坯件进行旋轧,经过旋轧后的坯件通过导向传动机构组合件输出后垂直于上下旋轧导向轴做螺旋运动，同时通过导向传动轴承组合件绕上下旋轧导向轴做轴向运动,最终制得螺旋折流板。

如图1所示，由于坯件需要不断做圆弧旋转才能形成螺旋折流板，坯件在一个圆弧旋转中，由最高点a向最低点c旋转（s1）或者最低点c向最高点a旋转（s2）的过程中，其在垂直上轧辊和下轧辊的轴向方向上有上下扩张的趋势，如果上轧辊和下轧辊在此过程中不能顺应该趋势做自我调整即两者之间的间隙相应张开，坯件很容易被折断。同上述一样，坯件在一个圆弧旋转中，由最左侧点b向最右侧点d旋转（s3）或者最右侧点d向最左侧点b旋转（s4）的过程中，其在上轧辊和下轧辊的轴向方向上有左右扩张的趋势，若上轧辊和下轧辊在此过程中不能顺应该趋势，坯件同样很容易被折断。

技术实现要素：

综上所述，为克服现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种螺旋折流板的防折断旋轧装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种螺旋折流板的防折断旋轧装置，包括驱动部分，变速部分和旋轧部分，所述驱动部分经过所述变速部分驱动所述旋轧部分：

所述驱动部分经过所述变速部分后输出两个方向相反的驱动力；

所述旋轧部分包括上轧辊、下轧辊、上导向旋轴、下导向旋轴、升降传动轴、导向传动轴承组合件、导向传力机构组合件和分度定位板；所述上轧辊和下轧辊互相自锁连接,上轧辊、下轧辊分别穿过上导向旋轴和下导向旋轴;所述分度定位板包括左右两部分，并且所述分度定位板的左右两部分标有用于读出所述上轧辊和所述下轧辊的旋轧角ω的刻度，所述下轧辊两端分别可沿其轴向滑动的连接在所述分度定位板左右两部分上；所述升降传动轴亦包括左右两部分，所述上轧辊的两端分别可沿垂直其轴向的方向滑动的连接在所述升降传动轴的左右两部分上；所述导向传力机构组合件在坯件的水平出料方向上；所述导向传动轴承组合件设置在上导向旋轴和下导向旋轴之间，与坯件出料的垂直方向一致；

所述两个方向相反的驱动力分别驱动所述旋轧部分的上轧辊和下轧辊转动。

本发明的有益效果是：该旋轧装置的下轧辊可沿其轴向滑动，上轧辊可沿垂直其轴向的方向滑动，通过上轧辊和下轧辊的相对滑动能顺应坯件在旋轧成螺旋折流板的一个圆弧旋转过程中的各种形状变化趋势，有效的防止坯件被旋轧折断，保证坯件能成功旋轧成螺旋折流板。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下进一步的改进：

进一步，还包括下支座和轴向卡簧；在所述分度定位板左右两部分的顶部设有水平滑槽，所述下支座有两个，每一个所述下支座的一端连接所述下轧辊的其中一端，其另一端可沿所述下轧辊轴向滑动的处于对应的所述水平滑槽内；

所述轴向卡簧有四个，每一个所述水平滑槽内对应所述下支座的两侧均设有一个所述轴向卡簧，并且所述轴向卡簧抵住对应的水平滑槽的侧壁和下支座；所述下支座在所述轴向卡簧的作用下可沿所述下轧辊轴向左右滑动的距离为l，坯件加工成的螺旋折流板的螺距为s，l=0.05s。

采用上述进一步技术方案的有益效果为：实现下轧辊轴向左右滑动，并且控制下轧辊轴向左右滑动的距离，保证顺利旋轧。

进一步，还包括固定座、上支座和竖直卡簧；所述升降传动轴左右两部分上分别设有一个所述固定座，所述固定座的底部设有竖直滑槽；所述上支座有两个，每一个上支座的一端连接所述上轧辊的其中一端，其另一端可沿垂直所述上轧辊轴向方向滑动的处于所述竖直滑槽内；

所述竖直卡簧有两个，每一个所述竖直滑槽内且对应所述上支座远离所述上轧辊一端的外侧设有一个所述竖直卡簧，并且所述竖直卡簧抵住对应的竖直滑槽的侧壁和上支座；所述上支座在所述竖直卡簧的作用下可沿垂直所述上轧辊轴向的方向上下滑动的距离为h，坯件加工成的螺旋折流板的厚度为δ，h=0.05δ。

采用上述进一步技术方案的有益效果为：实现上轧辊的上下滑动，并且控制上轧辊上下滑动的距离，保证顺利旋轧。

进一步，所述驱动部分包括电动机。

进一步，所述变速部分包括一级变速器和二级变速器。

附图说明

图1为坯件形成螺旋折流板时在一个圆弧旋转中的骤变示意图；

图2为本发明螺旋折流板旋轧装置结构示意图；

图3为本发明所述上下轧辊旋轧角ω调节示意图；

图4为图2的e放大图；

图5为图2的f放大图；

图6为本发明所述螺旋折流板结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、旋轧坯件，2、上扎辊，3、下轧辊，4、上导向旋轴，5、下导向旋轴，6、升降传动轴7、导向传动轴承组合件，8、一级变速器,9、二级变速器,10、导向传力机构组合件，11、电动机，12、分度定位板，13、下支座，14、轴向卡簧，15、水平卡簧，16、固定座，17、上支座，18、竖直卡簧，19、竖直滑槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图2-6所示，一种由驱动部分，变速部分和旋轧部分组成的螺旋折流板的防折断旋轧装置，驱动部分包括电动机11;变速部分包括一级变速器8和二级变速器9；所述旋轧部分包括上轧辊2、下轧辊3、上导向旋轴4、下导向旋轴5、升降传动轴6、导向传动轴承组合件7、导向传力机构组合件10和分度定位板12；所述上轧辊2和下轧辊3互相自锁连接,上轧辊２、下轧辊３分别穿过上导向旋轴4和下导向旋轴5，上轧辊2、下轧辊3可沿上导向旋轴4、下导向旋轴4升降，也可以绕上导向旋轴4、下导向旋轴4旋转。所述分度定位板12包括左右两部分，并且所述分度定位板12的左右两部分标有用于读出所述上轧辊2和所述下轧辊3的旋轧角ω的刻度，所述下轧辊3两端分别可沿其轴向滑动的连接在所述分度定位板12左右两部分上，下轧辊3绕下导向旋轴5旋转与分度定位板12的不同刻度连接，达到调整上下轧辊旋轧角ω的目的。所述升降传动轴6亦包括左右两部分，所述上轧辊2的两端分别可沿垂直其轴向的方向滑动的连接在所述升降传动轴6的左右两部分上，升降传动轴6可调节上轧辊2沿上导向旋轴4的升降高度e；坯件1旋轧后垂直于上导向旋轴4、下导向旋轴5在做螺旋运动时，绕上导向旋轴4、下导向旋轴5做轴向运动，所述导向传动机构组合件10在坯件1的水平出料方向上，旋轧后的坯件1通过导向传动机构组合件10滚动导向后垂直于上导向旋轴4、下导向旋轴5做螺旋运动。所述导向传力机构组合件10在坯件１的水平出料方向上；所述导向传动轴承组合件7设置在上导向旋轴4和下导向旋轴5之间，与坯件１出料的垂直方向一致，旋轧后的坯件1通过导向传动机构组合件10滚动导向后垂直于上导向旋轴4、下导向旋轴5做螺旋运动后再通过导向传动轴承组合件7滚动导向后绕上导向旋轴5做轴向运动。

所述下轧辊3两端通过下述方式分别可沿其轴向滑动的连接在所述分度定位板12左右两部分上：

该旋轧装置还包括下支座13和轴向卡簧14；在所述分度定位板12左右两部分的顶部设有水平滑槽15，所述下支座13有两个，每一个所述下支座13的一端连接所述下轧辊3的其中一端，其另一端可沿所述下轧辊3轴向滑动的处于对应的所述水平滑槽15内。所述轴向卡簧14有四个，每一个所述水平滑槽15内对应所述下支座13的两侧均设有一个所述轴向卡簧14，并且所述轴向卡簧14抵住对应的水平滑槽15的侧壁和下支座13；所述下支座13在所述轴向卡簧14的作用下可沿所述下轧辊3轴向左右滑动的距离为l，坯件1加工成的螺旋折流板的螺距为s，l=0.05s。

所述上轧辊2的两端通过下述方式分别可沿垂直其轴向的方向滑动的连接在所述升降传动轴6的左右两部分上：

该旋轧装置还包括固定座16、上支座17和竖直卡簧18；所述升降传动轴6左右两部分上分别设有一个所述固定座16，所述固定座16的底部设有竖直滑槽19；所述上支座17有两个，每一个上支座17的一端连接所述上轧辊2的其中一端，其另一端可沿垂直所述上轧辊2轴向方向滑动的处于所述竖直滑槽19内。所述竖直卡簧18有两个，每一个所述竖直滑槽18内且对应所述上支座17远离所述上轧辊2一端的外侧设有一个所述竖直卡簧18，并且所述竖直卡簧18抵住对应的竖直滑槽18的侧壁和上支座17；所述上支座17在所述竖直卡簧18的作用下可沿垂直所述上轧辊2轴向的方向上下滑动的距离为h，坯件1加工成的螺旋折流板的厚度为δ，h=0.05δ。

坯件1在一个圆弧旋转中，由最高点a向最低点c旋转s1或者最低点c向最高点a旋转s2的过程中，其在垂直上轧辊2和下轧辊3的轴向方向上有上下扩张的趋势，上轧辊2向上滑动和下轧辊3分开，顺应该趋势做自我调整即两者之间的间隙相应张开，防止坯件1被折断；坯件1由最左侧点b向最右侧点d旋转s3或者最右侧点d向最左侧点b旋转s4的过程中，其在上轧辊2和下轧辊3的轴向方向上有左右扩张的趋势，下轧辊3相对上轧辊2左右滑动，顺应坯件1左右扩张的趋势，同样防止被折断。

将上轧辊2和下轧辊3中每一个分别做相应的滑动来顺应坯件1在旋轧过程中的两个骤变上下扩张和左右扩张，才能保证顺利旋轧。如果将上轧辊2和下轧辊3同时做左右滑动或者上下滑动来顺应坯件1在旋轧过程中的两个骤变，由于上轧辊2和下轧辊3同时滑动，不能对坯件1形成必须的扭矩，将会无法完成旋轧。

所述下支座13在所述轴向卡簧14的作用下可沿所述下轧辊3轴向左右滑动的距离为l，坯件1加工成的螺旋折流板的螺距为s；所述上支座17在所述竖直卡簧18的作用下可沿垂直所述上轧辊2轴向的方向上下滑动的距离为h，坯件1加工成的螺旋折流板的厚度为δ。下表为相同情况下l与s、h与δ在不同比值下的旋轧试验对照：

根据上表可知，在轴向卡簧14以及竖直卡簧18的作用下，控制下支座13左右滑动的距离l=0.05s，控制上支座17上下滑动的距离h=0.05δ时，其旋轧方折断的效果最好。

下表为相同情况下取l=0.05s、h=0.05δ的旋轧装置a与背景技术中所引用的技术方案的旋轧装置的旋轧试验对照：

根据上表可知，上轧辊2和下轧辊3的相对滑动能顺应坯件1在旋轧成螺旋折流板过程中的骤变，可有效的防止坯件被旋轧折断。

根据对螺旋折流板换热器的传热与流体力学的设计计算，选取螺旋折流螺旋升角β、直径dn、螺距s和厚度δ，根据螺距s选择轴向卡簧14，厚度δ选择竖直卡簧18；通过螺旋升角β,确定上下轧辊旋轧角ω,它们的关系式为:ω=β，ω取值范围0＜ω≤45°;根据厚度δ,确定上轧辊2升降高度e,它们的关系式为:e=δ;根据被旋轧坯件的直径dn,确定上下旋轧导向轴4直径φ,它们的关系为:当dn取值100mm-300mm时,φ取值25mm-32mm,当dn取值400mm-600mm时,φ取值48mm-57mm,当dn取值1000mm-300mm时,φ取值89mm-113mm;根据直径dn和螺距s,确定上、下轧辊直径d,它们的关系为:d随着dn的增大而增大且d<s;根据上、下轧辊的转速r.p.m及螺旋折流板的螺距s,确定螺旋折流板垂直于上导向旋轴4、下导向旋轴5做螺旋运动,绕上导向旋轴4、下导向旋轴5在做轴向运动时的运动速率。在β、ω、s、δ确定的条件下，还能同时旋轧螺旋板用于螺旋输送和螺旋搅拌装置。

首先根据对螺旋折流板换热器的传热与流体力学的设计计算，选取螺旋折流板螺旋升角β、直径dn、螺距s和厚度δ，通过螺旋升角β,确定上下轧辊旋轧角ω,通过下轧辊3和定位分度板12不同刻度的连接调节上下轧辊旋轧角ω达到所要求的角度；根据厚度δ,确定上轧辊2升降高度e，通过调节升降传动轴6可使上轧辊2沿上导向旋轴4上下移动达到所要求的高度，根据被旋轧坯件的直径dn,选取上导向旋轴4和下导向旋轴5直径φ；根据直径dn和螺距s,选取上、下轧辊直径d；完成上述步骤后，开启电动机12,空转平稳后,从上轧辊2和下轧辊3之间送入坯件，电动机11经过一级变速器8和二级变速器9后输出两个方向相反的驱动力，分别带动上轧辊2和下轧辊3滚动,上轧辊2和下轧辊3通过驱动产生不同方向的滚动对经过上轧辊2和下轧辊3之间的坯件进行旋轧,经过旋轧后的坯件1通过导向传动机构组合件10输出后垂直于上下旋轧导向轴4做螺旋运动，同时通过导向传动轴承组合件7绕上下旋轧导向轴4做轴向运动,最终达到如图3螺旋折流板结构示意图所示的螺旋折流板。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。