采用四拉杆结构的辗环机轴向轧制装置机架的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及一种大型无缝环件热轧成型设备，即径-轴向辗环机，尤其涉及一种大型径-轴向辗环机，用于径-轴向辗环机的轴向轧制。
【背景技术】
[0002]径-轴向辗环机是无缝环形件热轧成形的专用设备，即通过对加热后毛坯施加径、轴向轧制力，实现壁厚和高度减小、直径扩大，制造无缝环形锻件。轧制原理参见图1。
[0003]随着工业的发展，风电、航空航天、核电、船舶等行业需要6000~10000mm直径的大型无缝环件，单个环件重量可达20吨左右。环件轧制的大型化、重载化需要加工设备的大型化、重型化。大型数控径-轴向辗环机的各部件也非常大，非常重，因此对其各部件结构的易加工性、安全性提出了很高的要求。例如，5000mm径轴辗环机的轴向机架重50多吨，夕卜形尺寸接近7000x3000x3000mm。如果采用整体框架结构，必须大型机床才能加工，机加工费用高。
[0004]目前辗环机的轴向轧制装置，其机架多采用整体焊接型式。对于大型辗环机，整体式机架加工难度大，精度难以保证，如选用巨大的加工中心，设备难求。同时，因轴向轧制装置的滑块形状不规则，并且需要从前后方向(水平方向)嵌入机架(或者在装配时，将机架倾倒，把滑块装入后，再整体翻转，吊装难度很大，也不安全)，使轴向轧制装置的装配及维修拆卸非常困难，对于大型辗环机已经到了基本无法实现的程度。
[0005]为克服整体式机架的加工制造和设备装配的难题，在公开的文献中能查到一种键连接分体式机架，如图5所示:机架由上横梁16、左侧连接板27和右侧连接板26、下锥辊座19组成。左侧和右侧连接板通过若干个螺钉25分别与上横梁16和下锥辊座19连接。在左侧和右侧连接板与上横梁和下锥辊座之间，安装矩形平键28，矩形平键承受它们之间上下方向的力及力矩。但是，径-轴向辗环机的轴向轧制装置，在轧环时，锥辊施加轴向轧制力，滑块承受悬臂式载荷，偏载力矩很大，这些力和力矩最终传递到机架，力和力矩的叠加效果使平键前端受到巨大的力量，导致矩形平键28前端的连接处因挤压应力过大易于损坏。同时，若干个螺钉25进行连接的型式限制了左侧和右侧连接板的主体部分不能采用封闭式箱型结构，机架的刚性降低。
【发明内容】
[0006]为了克服现有辗环机轴向轧制装置的机架因设备重载化、大型化的不适用，解决加工制造和装配难题，以及维修拆卸难题。本发明提供一种采用四拉杆组合式机架的辗环机轴向轧制装置。
[0007]本发明所采用的技术方案是:一种采用四拉杆结构的辗环机轴向轧制装置机架，它包括设置于下锥辊座上的左侧立柱和右侧立柱，在左侧立柱和右侧立柱的上方设置有将左侧立柱和右侧立柱连接在一起的上横梁。两个前拉杆和两个后拉杆的两端均设有螺纹，两个前拉杆和两个后拉杆贯穿下锥辊座，左侧立柱，右侧立柱和上横梁后，通过上下两端的立柱螺母将下锥辊座，左侧立柱，右侧立柱和上横梁紧固在一起。在左侧立柱分别与上横梁、下锥辊座的对接面上安装平键，在右侧立柱分别与上横梁、下锥辊座的对接面上也安装平键，平键沿前后方向布置在对接面的中部，起定位和承受滑块因轧制时的扭转力的作用。
[0008]本方案的具体特点还有，下锥辊座包括下锥辊传动箱体，在下锥辊传动箱体的左右两侧焊接矩形箱体结构，在矩形箱体内靠近拉杆处，设置上下贯通的筋板，矩形箱体顶部的钢板加工成矩形箱体顶部平面，分别与左侧立柱和右侧立柱的下底面对应，在矩形箱体顶部平面的中间部位加工长圆形键槽，用于安装平键。矩形箱体底部的钢板与立柱螺母对应的位置锪平。在矩形箱体的上下平面上加工允许前拉杆和后拉杆穿过的圆孔。
[0009]左侧立柱和右侧立柱的截面是两端为方形管状结构，中间通过筋板连接；左侧立柱和右侧立柱的上下两端用钢板封堵，端部加工为平面(称之为钢板封堵平面)，在钢板封堵平面的中间部位加工长圆形键槽，用于安装平键。在钢板封堵平面上加工允许前拉杆和后拉杆穿过的圆孔。
[0010]左侧立柱和右侧立柱均为矩形封闭箱型结构，在靠近前后拉杆处，设置上下贯通的立筋)，左侧立柱和右侧立柱的上下两端用钢板封堵，端部加工为平面(称之为钢板封堵平面)，在钢板封堵平面的中间部位加工长圆形键槽，用于安装平键。在钢板封堵平面上加工允许前拉杆和后拉杆穿过的圆孔。
[0011]在上横梁的下部设置有与左侧立柱和右侧立柱连接的平面，在平面的中间部位加工长圆形键槽，用于安装平键。上横梁的上方为钢板。在上横梁上对应前后拉杆的位置，设置上下贯通的通孔允许前拉杆和后拉杆穿过。在上横梁上对应立柱螺母的位置锪平。
[0012]本方案的有益效果是:本发明轴向轧制装置的机架采用分体组合式结构，使复杂结构的大型机架分解为几个形状简单的小型零件，降低了对加工设备的要求，加工容易，易于保证精度。设备装配时，可通过调平下锥辊座，依次吊装滑块、左侧立柱、右侧立柱、上横梁进行装配。避免整体机架的型式，在装配时或者需要多次翻转，或者需要从前后方向(水平方向)嵌入机架(因吊装的钢丝绳与机架的上横梁干涉，对于大型设备的吊装基本实现不了)带来的装配困难。因此设备易于装配，便于维修拆卸。
[0013]本方案采用四个拉杆分别穿过上横梁、左侧立柱或右侧立柱、下锥辊座的机架结构型式，与键连接分体式机架(如图5)相比，避免了平键作为主要受力构件，平键连接的前端易损坏的缺陷。
[0014]本方案采用四拉杆结构机架，与键连接分体式机架(如图5)相比，其左侧立柱或右侧立柱结构上还允许采用封闭式箱型结构(对于图5键连接分体式机架，若采用封闭式箱型结构，会使螺栓过长，连接不便，只能采用图示井字形筋板结构)，有利于提高机架的刚度。
[0015]本方案采用四拉杆结构机架，通过对四个拉杆事先预紧，将左侧立柱和右侧立柱预压变形，提高力辗环机轧环工作过程中机架受力时的工作刚度。
【附图说明】
[0016]下面结合附图和实施例对本方案进一步说明。图1是大型数控径轴向辗环机工作原理示意图；图2是本发明第一个实施例的沿锥辊轴线的剖视图；图3是本发明第一个实施例的前视图(左侧前拉杆剖视)，图4是本发明第一个实施例的俯视图(剖视);图5是现有技术中键连接的分体式机架(图中连接螺栓和平键被抽出以方便观察)。图6是立柱的截面型式一；图7是立柱的截面型式二 ；图8是下锥辊座示意图。
[0017]图中:I—主辊，2—芯棍，3—抱棍，4一上锥辊，5—下锥辊，6—环件，7—平衡油缸，8 一主乳油缸，9 一滑块，10—机架，11 一上减速箱，12 —电机，13—下减速箱，14 一移动油缸，15 —电机，16—上横梁，17—左侧立柱，18—立柱螺母，19一下锥辊座，20—上滑块，21—右侧立柱，22—前拉杆，23—后拉杆，24—平键，25—螺钉，26—右连接板，27—左连接板，28—矩形平键，29—下锥辊传动箱体，30—矩形箱体，31—筋板，32—长圆形键槽，33—立筋。
【具体实施方式】
[0018]实施例1:
如图2所示，一种辗环机轴向轧制装置，其主体结构由平衡油缸7，主轧油缸8，上