专利名称:可调式三辊螺杆冷轧机的制作方法
本实用新型涉及一种专用的但又是可调的结构简单的金属螺杆冷轧机产品。可实现使用三个螺旋轧辊或环状轧辊辊子主动的螺杆冷轧工作。能轧制本例中的特种非自锁螺杆及其它φ45以下各种螺杆。
现有螺杆冷轧方法，国内皆用环状轧辊、三辊轧制；而国外则用螺旋状及环状两种轧辊及两辊和三辊两种轧制方式。轧辊主动的螺旋状轧辊轧制螺杆，可获更高精度，而三辊又总是较两辊的轧制效果好。
现有的万能轧机大多分别由两个或三个联动(多为蜗杆减速)的轧头组成，各轧头可独立调整角度和径向尺寸，并按需要吨位设计有径向油缸。该类轧机万能性高、效率高，但调整移动环节多，几个轴的角度也要手工调整，如果是三辊冷轧机，结构就更复杂。如云南第三机床厂自制的三辊轧机属此类，虽用环状辊，但由于辊子主动、三辊，所以轧制精度较高。法国ESCOFIER轧机及国内生建机械厂生产的轧机皆属于两辊的。苏联的螺杆轧机(见苏联“特种轧机”——спЕциАльньй CTOH一书)，用正齿轮传动箱，经万向轴传动，轧头箱也如上述万能的。如2×NB－30为两轴，轧不通过螺杆，两轧头返回和移近是靠电机蜗杆、螺杆等机械式移动；而3×NB－30为三轴、轧通过长螺杆，轧头不能自动返回，但调整仍是万能的。其它见苏联专利申请SU2475626(770417)及SU2390850(760719)。
国内因采用环状轧辊，不需要同步传动。故制成一种有三个固定倾斜轴孔的轧头箱，装在改造了的车床溜板上，由机床带动工件拧入轧辊孔型内并带动轧辊旋转轧出螺纹。若是不通过螺杆，则机床反转，轧头箱退出工件。由于这种轧头箱系专用的，无移动部件，无调整环节，无液压系统中可能的弹性，角度直径等参数靠工艺方法获得的一致性高，精度高，完善后又容易实现通用可调性，故具有简单、易推广，稳定性高、精度高，刚性大等优点。所以某些有现成双轴轧机的工厂(如上海机床附件六厂)，也用这种轧头箱成批轧制螺杆。但这种轧头箱的缺点是由于工件主动，并传递全部轧制力，工件的扭曲变形和内应力都十分大，返回时又反向扭曲变形，影响轧件精度；同时轧大螺距及多头螺杆时，单位压下量及轧制力更大，难于维持正常轧制，精度更低。工件既带动轧辊，又带动拖板移动，使工件螺纹退刀侧牙形面光洁度降低，另外不能用螺旋轧辊。上述原因限制了该轧头箱的使用范围。
本实用新型设计的目的是要通过用“结构组合”方法，求得一种专用又可调的，简单并易于推广的轧辊主动的三辊螺杆冷轧机，以轧制φ45以下各种螺杆，特别是大导程非自锁螺杆。
本实用新型的任务是以如下方式实现的利用上述改进了的环状辊轧头箱，和专门设计的三轴同步输出的传动相结合，装在一个具有冷却、操纵及显示系统的床身上，加上一套专门设计的轧辊“转角微调装置”，这样一种“结构组合”构成可调式三辊冷轧机。
可调式轧头箱的“可调式”，指具有成组技术中“可调整”的设计概念。可装φ120－φ180轧辊。换轧另一螺杆时，采用“更调法”，只更换轧头箱的前盖、后盖及轧辊，并按刻度调偏心套轴承以调轧件中径。轧头箱的另一特点是角度，直径固定，无移动部件，反转将螺杆拧出以精轧校正。其中传动包括可控硅，直流电机，传动箱，万向轴及转角微调装置。直流电机可控硅调速范围为750－2400转／分。传动箱为正齿轮传动，由按钮或限位开关控制的电磁离合器变换正反转，传动箱最后由一个中心齿轮轴带动三个输出轴经万向轴至轧头箱，可确保轧辊要求的同步转动。中心齿轮轴具有φ48的空心孔，轧长螺杆时可通过此孔。总减速比i≈65～70反转时i≈40～45。
转角微调装置一端为花键套，联于万向轴法兰和轧辊花键上，并可微调轧辊，使其各齿工作在工件同一螺旋槽内，以弥补加工组装时之不足，此称为“转角微调”。
在轧机上还考虑了冷却液粗精滤，轧辊速度及扭矩显示，并有超扭矩保护等。
现例举专用螺旋状轧辊(轧特种非自锁螺杆)的情况如下本例中的特种非自锁螺杆为铁路车辆上产品，外径φ28.5，内径φ24，4头，螺矩7，导程28mm，导程角17°21′57″，T形齿，齿形角15°－1°30′，螺底为R1.5弧形，螺顶为R0.5园角，不通过螺杆，螺纹部分长755mm，材料为35号冷拔钢，硬度HB172～200。在该轧机上用螺旋轧辊一次轧制成型(包括外径及R0.5园角)。所以具有大导程角，轧辊底径参加轧制的特点。根据这些特点，确定的轧辊特殊性要求如下(a)通过换算求得轧制直径之导程角W＝17°50′。
(b)轧辊左旋，倾斜角不宜过大。
(c)用精确法计算轧辊螺矩，并考虑干涉及反弹量。螺矩精度±0.005mm，16个头，易于加工。
(d)咬入部需中径斜角，由于返回时精轧校正，故需两端具有咬入锥，咬入锥斜角可偏大，3～4°，校正部宜短15～25mm。
(e)按通用轧头箱要求轧辊总长为107mm(实际可短)。各轧辊齿端面中心相对键槽中心一致，以保证同转角的初装要求。
在该轧机上利用该轧辊经调整后，起到了一台专用轧机的作用，使工件达到了铁道部专业标准图纸的要求。
采用这一“结构组合”的轧机，简单，稳定性好，价廉。适合我国一般中小工厂的推广使用；而用“可调整”这一方法，使具有专用和万能轧机两者的效果，轧特种非自锁螺杆一次成型。体现出专用轧机的优点，另外转角微调装置可迅速微调“转角”。
以下结合附图，进一步说明结构及工作情况如下(1)外形及布置图1为轧机整体外形。控制矩〔1〕内装可控硅电源及控制电器。床身〔3〕中段为冷却液箱，内装包括8微米精度的粉末冶金精滤器的冷却系统〔9〕，右端内装磁性分离器〔23〕，显示仪表盘〔5〕在左前面，按钮开关盒〔10〕在右前方。传动及所有附属件分别被皮带罩〔2〕，传动罩〔6〕及盖罩〔7〕〔11〕〔13〕所封闭。既安全，又使外形一体化，冷却液手柄〔14〕在盖罩上方，掀开盖罩〔11〕即可清理滤油器。围板〔22〕(见图2)防油流下，兼做饰带(氧化黑色)。轧机基础色可用淡棕黄色，间以黑红标志及部分金属加工色。
(2)总体结构图2为结构概图。动力由电机〔51〕通过三角皮带传至传动箱〔4〕，通过箱内七根轴减速和变正反转并输出，经三个万向轴〔17〕和两个转角微调装置〔18〕，一个连接法兰〔19〕传给轧头箱〔8〕的三个轧辊轴〔31〕，工件从右端通过前支架〔12〕(内装可换套)伸入轧头箱正向轧制(初轧)，通过支架，碰上可随工件旋转的转动撞块〔16〕(内有滚动轴承)，使其压下微动限位开关，于是传动箱I轴上的电磁离合器换向反转，也使工件反向轧制(精制)，待工件全部退出轧头箱停止旋转，即可抽出工件。前盖〔21〕和后盖是轧头箱的可换件，更换轧辊时只卸前盖〔21〕即可，若换轧另一种工件，则要同时更换前盖〔21〕及后盖〔20〕。
图3为轧辊轴的纵向局部剖视图。两端的两刻度盘〔34〕具有四个鱼眼孔，使其可在压盖〔33〕下转动，拧松共六个压盖〔33〕的紧固螺栓〔32〕(只松开不卸下)，同方向转动两刻度盘〔34〕即可带动两偏心套轴承〔35〕旋转，以调径向尺寸。偏心套轴承为整体组装件，无内圈，外圈偏心量0.5mm(也可偏心1mm)。每转180°可调工件中径量1～2mm，调好后即重新压紧压盖〔33〕。轧辊轴〔31〕具有渐开线花键，其装轧辊的键槽中心对准一个花键的中心，而在该花键齿槽的端部沿轴线铣出一个4×20mm的方槽，此槽必须对准转角微调装置花键套上的园销〔7〕装入，以保证轧辊转角的相同方向。卸前盖〔21〕和后盖〔20〕时，靠各盖上的三个螺钉拧入，前盖，后盖即可从体内退出。
图4为轧辊的局部剖视图，图3中之〔36〕为其安装使用时之示意图。
(3)转角微调装置(a)工作状态图5为转角微调装置的工作状态，固定盘〔44〕端面上镶着对称的两个固定键〔51〕，活动盘〔45〕端面开有宽楔状槽，固定键〔51〕下在楔槽内居中间，并在槽和键的两侧间各装一楔形弧面的活动键〔48、49〕，共4个活动键由两个弹簧〔52〕的作用，迫使其始终贴靠在楔槽与固定键之间。工作时两活动键上的两个螺钉〔50〕拧入两键内，而螺钉端面又顶住对面两活动键，故4个活动键皆被顶紧。同时两个螺栓〔41〕紧固，使固定盘〔44〕和活动盘〔45〕为一体。
活动盘〔45〕的花键套与轧辊轴花键连接，其上的园销〔47〕对准花键轴上的一个方槽。
(b)自由状态卸下两个螺钉〔50〕。用力按下活动键〔48、49〕，则压卡销〔42、43〕缩回，并卡住活动键不能弹出，四个键全按下，并松开带弹簧垫圈的螺栓〔41〕(只松动不卸下)，则为自由状态。
(c)进入工作状态的调整自由状态时将标准螺纹量柱拧入轧辊孔型内，再点动轧机使量柱正转1～2圈。(即输出齿轮皆工作侧接触)，然后打开两长柄卡销〔43〕即“a”“c”，该两活动键先弹出。即顶紧两螺钉〔50〕，再打开另两短柄卡销〔42〕即“b”“d”，再次拧紧两螺钉〔50〕，最后紧固两螺栓〔41〕。则装置处于工作状态。
设备的操作过程为，准备工作，包括清理冷却液滤清器，启动轧机，检查转速、限位动作、润滑及冷却液流量并调整。(2)轧制工件工件光胚通过前支架伸入轧头箱孔型内，即自动开轧，到规定长碰限位开关后，自动退出。若轧通过螺杆，则卸下限位，工件从传动箱中心轴孔通过。(3)工件检查。
权利要求
1.在一个床身[3]上装着一套传动系统(包括电机[15]和万向轴[17])及轧头[8]的三辊螺杆轧机，其特征是这个传动系统(由可控硅直流电机变速，正齿轮传动箱[4]减速)与一个可调式轧头箱[8]的“结构组合”，还增加了转角微调装置[18]，包括精滤装置的冷却系统[9]及速度与扭矩的显示仪表盘[5]和扭矩保护。
2.根据权利要求
1规定的轧机，其特征是正齿轮传动箱〔4〕带有控制正、反转的电磁离合器，且其中心齿轮轴具有φ48的空心孔。
3.根据权利要求
1规定的轧机，其特征是直流电机为750转／分时的功率为5.5瓩。
4.根据权利要求
1规定的轧机，其特征是冷却系统〔9〕中附有8微米精度的粉末冶金滤油器和磁性分离器〔23〕。
5.根据权利要求
1规定的轧机，其特征是具有轧辊速度显示和扭矩显示仪表〔5〕，并有超扭矩1.5倍时自动停车的控制装置。
6.根据权利要求
1规定的轧机，其特征是轧头箱〔8〕上的前盖〔21〕及后盖〔20〕是可更换的，并各有三个顶出螺孔，可装轧辊直径为φ120－180。换轧工件时其余各件皆不更换。
7.根据权利要求
1或6规定的轧机，其特征是整体组装的偏心套轴承〔35〕无内圈，外圈偏心量0.5～1毫米。
8.根据权利要求
1规定的轧机，其特征是轧头箱〔8〕上的刻度盘〔34〕具有四个鱼眼孔。
9.根据权利要求
1或6要求的轧机，其特征是轧辊轴〔31〕上具有保证按装方向一致的4×20毫米的方槽。
10.根据权利要求
1规定的轧机，其特征是转角微调装置〔18〕主要是由固定盘〔44〕，活动盘〔45〕，两个固定键〔51〕，四个活动键〔48〕〔49〕，两个弹簧〔52〕，两个螺钉〔50〕和四个卡肖〔42〕〔43〕等组成的结构，及其从自由状态到工作状态的调整方法。
11.做为实例，可用该轧机轧制特种非自锁螺杆，轧辊〔36〕是专用的，其特征是轧辊参数的特殊性，还在于16个头，两端有中径斜角3°～4°的咬入锥，校正部长15～25毫米，三个轧辊各齿相对于其键槽位置基本一致。换算的轧制导程角为17°50′。
12.根据权利要求
1和11规定的轧机和轧辊〔36〕按规定调整后，其特征是可以构成一台专用轧机，此时传动箱的中心齿轮轴也可以不是空心的。
专利摘要
本实用新型提供了一种可调式三辊螺杆冷轧机，主要通过一个传动系统(包括可正反转的三轴输出正齿轮传动箱与一个改进了的环状轧辊轧头箱的“结构组合”)，加上轧辊的转角微调装置及其它附属设施构成的。其“可调式”的特点，使该轧机兼有专用轧机的简单可靠价廉和万能轧机的通用性双重优点，可使用螺旋状及环状轧辊轧制φ45以下各种螺杆，获得较高精度，特别是非自锁螺杆。
文档编号B21B13/08GK85202080SQ85202080
公开日1986年8月13日 申请日期1985年6月5日
发明者刘天民 申请人:刘天民导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan