一种中空锚杆杆体的加工装置及其加工工艺的制作方法

文档序号:15578851发布日期:2018-09-29 06:17

本发明涉及中空锚杆杆体的制作技术领域,尤其涉及一种中空锚杆杆体的加工装置及其加工工艺。



背景技术:

中空锚杆作为岩土工程加固的一种技术手段,已广泛应用于隧道、矿山、井巷和民用工程中,用量十分巨大。中空锚杆通常由杆体、托盘、螺母、止浆塞组成,有的还包括锚头和连接套。其中最主要是杆体以及杆体的制作。

现有技术加工中空锚杆杆体采用的热轧减径工艺,用到的主要设备是送料机-中频加热设备-三轴辊轧机-螺纹轧机-托料架,加工中空锚杆杆体的方法就是采用等直径的无缝钢管进行送料-中频加热-减径-螺纹轧制工艺,例如发明专利,专利号:200810048151.9,专利名称:低合金高强度热穿热轧一次成型全螺纹锚杆,但这种工艺存在投入大、设备多、技术要求高,成本高,投入产出相对低的缺陷;另一种发明公开号:CN101850363,专利名称:减径热轧一次成型中空注浆锚杆的工艺及设备,它采用管坯(或荒管)经过中频加热、减径热轧一次成型的工艺制作中空锚杆杆体,这种工艺比传统的热轧杆体工艺减少了工序、降低了成本,提高了工效,但这种工艺不能有效的提高杆体的力学性能。



技术实现要素:

为了解决现有中空锚杆杆体加工存在的问题,本发明提供一种中空锚杆杆体的加工装置及其加工工艺,本发明采用荒管变速送料—冷锻减径—感应加热—杆体螺纹热轧成型的工艺。

本发明是通过如下技术方案实现的,本发明一方面提供一种中空锚杆杆体的加工装置,包括送料机,由送料机牵引荒管依次经过的冷锻机,感应炉,螺纹轧机及托料架,上述设备均由控制系统控制;在所述冷锻机的机架里镶有由动力装置驱动的旋转环Ⅰ和位于旋转环Ⅰ内侧的旋转环Ⅱ,在所述旋转环Ⅰ的圆周上安装多个凸轮,在所述旋转环Ⅱ的圆周上安装多个可沿着旋转环Ⅱ的半径方向运动的锤块。

现有技术的中空锚杆杆体的加工采用热轧减径工艺,用到的装置有送料机-中频加热设备-三轴辊轧机-螺纹轧机-托料架,本专利的中空锚杆杆体的加工采用冷锻减径工艺,用到的装置有冷锻机,感应炉,螺纹轧机及托料架,而且整个加工工艺过程中,所有设备由同一个控制系统控制,操作方便;本发明减少了中频加热的过程,本发明锻打后钢管减径且有余温,感应加热快节约电能,与中频直接加热荒管相比电能节约30%以上;而且有效的提高杆体的力学性能,例如提高了致密度,提高了强度,在同等材质的情况下本装置相对于其他(热轧装置)生产的中空锚杆杆体的强度提高20%~30%,节约材料。

本发明的冷锻机的结构简单,可以通过两个旋转环以不同的速度旋转,过程中锤块经到凸轮就会被凸轮压迫沿着旋转环半径方向压向荒管,锤击荒管;旋转环转动过程中,数个锤块同时锤击荒管实现减径。

优选的,在所述锤块的两侧设有滑槽,在所述滑槽内且靠近旋转环Ⅱ中心的一端设有与旋转环Ⅱ连接的滑块,在滑块与滑槽内的另一端之间连接压缩弹簧。所述滑块可在滑槽内上下移动,进而实现了锤块沿着旋转环Ⅱ的半径方向运动,达到了锤块锤击荒管的目的。

优选的,所述送料机包括管料加紧机构,与管料加紧机构连接的定送料轮以及与无级变速电机的动力输入轴连接的运送料轮,所述荒管通过管料加紧机构加紧在定送料轮与运送料轮之间。

优选的,所述送料机包括由无级变速电机驱动的三个主动轮,所述三个主动轮环抱在荒管外侧。

优选的,所述螺纹轧机的滚丝轮采用三辊滚丝轮。更换不同规格的螺纹轧机可轧制不同的螺纹。

本发明另一方面提供一种加工装置进行中空锚杆杆体的加工工艺,包括步骤为:荒管变速送料—冷锻减径—感应加热—螺纹热轧成型;冷锻减径的减径工艺为:两个旋转环以不同的速度旋转,过程中锤块经到凸轮就会被凸轮压迫沿着旋转环半径方向压向荒管,锤击荒管;旋转环转动过程中,数个锤块同时锤击荒管实现减径。旋转速度越快,锤击次数越多,荒管减径速度越快。

本发明的冷锻减径工艺技术相对于现有技术热轧减径工艺的优点有:通过冷锻改变了材料金相结构的条理走向,使其无明显的带状、网状,而呈球状;加工的中空注浆锚杆,提高了致密度,提高了强度,在同等材质的情况下本工艺相对于其他(热轧)的强度提高20%~30%,节约材料;锻打后钢管减径且有余温,感应加热快节约电能,与中频直接加热荒管相比电能节约30%以上;本发明从荒管到合格的中空锚杆杆体一次完成,无需工序的交接与管料的转移,自动化程度高,节省时间。

优选的,荒管变速送料的工艺为:荒管放入送料机,送料机通过三个主动轮抱紧荒管交叉旋转产生牵引力实现送料或者通过定送料轮和运送料轮环抱荒管且由运送料轮实现送料,送料机采用控制系统控制无级变速电机来调整送料速度。整个送料过程采用无级变速调整,调节精度高。

优选的,冷锻减径的工艺为:送料机将荒管送入冷锻机进行锻打,控制系统根据锻打成型速度调整送料速度,使荒管减径并增加壁厚,且提高管料强度。

优选的,感应加热的工艺为:经冷锻机锻打达到合适直径后,直接被送料机牵引送入感应炉加热,根据送料速度由控制系统控制调整感应加热速度。

优选的,螺纹热轧成型的工艺为:被加热的荒管经送料机牵引进入螺纹轧机轧制连续螺纹。

本发明的有益效果为:

1)整个加工工艺过程中,所有设备由同一个控制系统控制,操作方便;整个送料过程采用无级变速调整,调节精度高;通过冷锻改变了材料金相结构的条理走向,使其无明显的带状、网状,而呈球状。

2)本发明中空注浆锚杆,提高了致密度,提高了强度,在同等材质的情况下本工艺相对于其他(热轧)的强度提高20%~30%,节约材料。

3)本发明锻打后钢管减径且有余温,感应加热快节约电能,与中频直接加热荒管相比电能节约30%以上。

4)本发明工艺过程相对简单,一人可以操作多台机器,节约人工费。

5)本发明从荒管到合格的中空锚杆杆体一次完成,无需工序的交接与管料的转移,自动化程度高,节省时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明中空锚杆杆体的加工工艺的流程图;

图2是三辊滚丝轮的结构示意图;

图3是冷锻机的内部结构示意图;

图4是图3中A部分的结构示意图;

图5为图4的结构侧视图;

图6是实施例1的送料机的内部结构示意图;

图7是实施例2的送料机的内部结构示意图;

图中:1、荒管,2、送料机,21、管料加紧机构,22、定送料轮,23、运送料轮,24、动力输入轴,25、主动轮,20、三辊滚丝轮,3、冷锻机,31、机架,32、凸轮,33、旋转环Ⅰ,34、锤块,35、旋转环Ⅱ,36、滑槽,37、挡板,38、弹簧,4、感应炉,5、螺纹轧机,51、三辊滚丝轮,6、托料架。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

实施例1,如图1,3所示,一种中空锚杆杆体的加工装置,包括送料机2,由送料机2牵引荒管1依次经过的冷锻机3,感应炉4,螺纹轧机5及托料架6,上述设备均由控制系统控制;在所述冷锻机3的机架31里镶有旋转环Ⅰ33和位于旋转环Ⅰ33内侧的旋转环Ⅱ35,在所述旋转环Ⅰ33的圆周上安装多个凸轮32,在所述旋转环Ⅱ35的圆周上安装多个可沿着旋转环Ⅱ35的半径方向运动的锤块34。

现有技术的中空锚杆杆体的加工采用热轧减径工艺,用到的装置有送料机-中频加热设备-三轴辊轧机-螺纹轧机-托料架,本专利的中空锚杆杆体的加工采用冷锻减径工艺,用到的装置有冷锻机3,感应炉4,螺纹轧机5及托料架6,而且整个加工工艺过程中,所有设备由同一个控制系统控制,操作方便;本发明减少了中频加热的过程,本发明锻打后钢管减径且有余温,感应加热快节约电能,与中频直接加热荒管相比电能节约30%以上;而且有效的提高杆体的力学性能,例如提高了致密度,提高了强度,在同等材质的情况下本装置相对于其他(热轧装置)生产的中空锚杆杆体的强度提高20%~30%,节约材料。

本发明的冷锻机的结构简单,可以通过两个旋转环以不同的速度旋转,过程中锤块经到凸轮就会被凸轮压迫沿着旋转环半径方向压向荒管,锤击荒管;旋转环转动过程中,数个锤块同时锤击荒管实现减径。

如图4-5,在所述锤块34的两侧设有滑槽36,在所述滑槽36内且靠近旋转环Ⅱ35中心的一端设有与旋转环Ⅱ35连接的滑块37,在滑块37与滑槽36内的另一端之间连接压缩弹簧38。所述滑块37可在滑槽36内上下移动,进而实现了锤块沿着旋转环Ⅱ35的半径方向运动,达到了锤块锤击荒管的目的。

如图6,所述送料机2包括管料加紧机构21,与管料加紧机构21连接的定送料轮22以及与无级变速电机的动力输入轴24连接的运送料轮23,所述荒管1通过管料加紧机构21加紧在定送料轮22与运送料轮23之间。

如图2,所述螺纹轧机5的滚丝轮采用三辊滚丝轮51。

一种加工装置进行中空锚杆杆体的加工工艺,包括步骤为:荒管变速送料—冷锻减径—感应加热—螺纹热轧成型;冷锻减径的减径工艺为:两个旋转环以不同的速度旋转,过程中锤块经到凸轮就会被凸轮压迫沿着旋转环半径方向压向荒管,锤击荒管;旋转环转动过程中,数个锤块同时锤击荒管实现减径。旋转速度越快,锤击次数越多,荒管减径速度越快。

本发明的冷锻减径工艺技术相对于现有技术热轧减径工艺的优点有:通过冷锻改变了材料金相结构的条理走向,使其无明显的带状、网状,而呈球状;加工的中空注浆锚杆,提高了致密度,提高了强度,在同等材质的情况下本工艺相对于其他(热轧)的强度提高20%~30%,节约材料;锻打后钢管减径且有余温,感应加热快节约电能,与中频直接加热荒管相比电能节约30%以上;本发明从荒管到合格的中空锚杆杆体一次完成,无需工序的交接与管料的转移,自动化程度高,节省时间。

荒管变速送料的工艺为:荒管1放入送料机2,送料机2通过定送料轮22和运送料轮23环抱荒管1且由运送料轮23实现送料,送料机采用控制系统控制无级变速电机来调整送料速度。整个送料过程采用无级变速调整,调节精度高。

冷锻减径的工艺为:送料机2将荒管1送入冷锻机3进行锻打,控制系统根据锻打成型速度调整送料速度,使荒管减径并增加壁厚,且提高管料强度。

感应加热的工艺为:经冷锻机锻打达到合适直径后,直接被送料机牵引送入感应炉加热,根据送料速度由控制系统控制调整感应加热速度。

螺纹热轧成型的工艺为:被加热的荒管经送料机牵引进入螺纹轧机轧制连续螺纹。

应用案列:以45号钢为例,用外径42mm,壁厚5mm的荒管,锻打缩成外径27mm,壁厚7.5mm的管子,经感应加热后轧制螺纹杆体,定尺截断,安装螺母、托盘、止浆塞、锚头部件,制成中空注浆锚杆。用此工艺制作的中空锚杆,取任意300Mm作拉力试验,冷锻减径最大拉力能达到240~260KN,其余工艺(热轧减径)最大拉力只能达200KN。

实施例2,本实施例与实施例1的不同之处在于:如图7,所述送料机2包括由无级变速电机驱动的三个主动轮25,所述三个主动轮25环抱在荒管1外侧。

荒管变速送料的工艺为:荒管1放入送料机2,送料机2通过三个主动轮25抱紧荒管1交叉旋转产生牵引力实现送料,送料机采用控制系统控制无级变速电机来调整送料速度。

当然,上述说明也并不仅限于上述举例,本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现,在此不再赘述;以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制,参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨,也应属于本发明的权利要求保护范围。

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