专利名称：一种轧扩管机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种轧制管材的设备，更具体的说是一种轧扩管机。
在钢管生产中，二辊(斜轧)轧管机是一种比较常用的轧制设备。
图1、图2是二辊(斜轧)轧管机的原理示意图，它们的变形工具由轧辊301a、导盘302b和芯棒101a组成。它们的特征是，轧辊301a的形状为菌式(如ACCU-ROLL轧管机)或桶式(狄舍尔轧管机)，轧辊301a的轴线在轧制线的水平面内的投影与轧制线的夹角为β，此角称为辗轧角，一般在0～12°波动(狄舍尔轧管机的辗轧角为0°)，轧辊301a的轴线在轧制线垂直面内投影与轧制线的夹角为α，此角称为前进角，一般在5～15°波动。轧辊301a是一个主动变形工具，它带动钢管的旋转前进。导盘的形状为圆盘状，它的工作面呈凹形圆弧状，其作用是封闭孔型并限制钢管的横向变形，在一定程度上控制钢管的外径。芯棒101a是一种内变形工具，它与轧辊301a形成间隙，使钢管减壁。这种二辊(斜轧)轧管机，具备以下工艺特点①钢管的直径变化量(轧制前后比较)在±5～10％范围内；②钢管的减壁量为1.5～7mm③钢管的延伸系数为1.1～2.5左右，最大可达3；二辊(斜轧)扩管机是近年来钢管生产中新发展起来的一种轧制设备。据资料介绍，该设备在世界上有四台，其中美国洛雷恩USS/Kobe钢厂一台、捷克霍穆托夫厂两台、意大利达尔明厂一台。图3、图4是二辊斜轧扩管机的原理示意图，它的变形工具由盘式轧辊301b、导板302b和顶头101b组成。其特征是，盘式轧辊301b的形状为盘状，盘式轧辊4的轴线在轧制线水平面内的投影与轧制线的夹角为β，此角称为辗轧角，一般在60°左右波动。它的工作轧辊301b的轴线在轧制线垂直面内的投影与轧制线的夹角为α，此角称为前进角，一般在5～15°波动。轧辊301b是一个主动变形工具，它带动钢管的旋转前进。导板302b是固定的，它的工作面呈凹状圆弧，其作用是封闭孔型并限制钢管的横向变形，在一定程度上控制钢管的外径。顶头101b是一种内变形工具，呈似圆锥状，其作用是与轧辊辊面形成辊缝，进行钢管减壁。这种二辊(斜轧)扩管机，具备以下工艺特点
①钢管的直径变化量在30～50％范围内，最大可达80％；②钢管的减壁量为1.5～7mm；③钢管的延伸系数为1.0～1.1左右；上述两种轧制管材设备在理论和实践上都是比较成熟的，都已经应用于工业生产中。且分别安装使用在国内外两种不同类型的钢管生产线上，形成两种不同的生产工艺一种是二辊(斜轧)轧管机的减壁大延伸，钢管被轧长，而钢管的外径变化不大(前已叙述，钢管的直径变化量仅为±5～10％)，我们称此工艺为“轧管”工艺；另一种是二辊(斜轧)扩管机的减壁大扩径，把钢管外径扩大，而钢管轧前轧后的长度几乎不变(前已叙述，钢管的延伸系数为1.0～1.1)，我们称此工艺为“扩管”工艺。二者的产品规格范围如下对于二辊(斜轧)轧管机国内某厂的Φ180mm机组，它的轧制后规格范围设计为Φ168～219mm国内某厂的Φ114mm机组，它的轧制后规格范围设计为Φ63～159mm；对于二辊(斜轧)扩管机意大利达尔明厂的Φ711.2mm机组，它的产品规格范围为Φ431.8～711.2mm分析看出上面两种设备应用在不同国家、不同工厂的不同钢管生产线上，都有着产品范围窄的缺点。为了解决产品范围窄的问题，现在有①一种解决方案即在一条钢管生产线上扩大产品规格范围时，在二辊(斜轧)轧管机后，增加一台相应规格扩管机，那么，这条钢管生产线的产品规格范围将大大增加。然而，它产生的另外的一个问题是这条钢管生产线的投资也大大增加，且轧制的生产成本因多了一道扩管工序而升高。
分析还发现，上述两种轧制管材设备的工艺、设备特点(包括轧制时的变形参数、力能参数等)非常相近。于是，我们设想将这两种轧制管材设备做成一种轧扩管设备，通过改变其辊型及孔型参数，使其具备两种轧制设备的能力。
本实用新型的目的就是提供一种轧扩管机。这种轧扩管机能够满足上述两种轧制设备的工艺、设备特点，具备上述两种“轧管”、“扩管”工艺技术能力，它的产品规格范围很宽。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来达到的。这种轧扩管机，由内变形工具及其定位移动装置100，接送料装置200，外变形工具及定位导向调整装置300，主传动装置400，出料装置500，顶头装卸装置600组成，其特殊之处是在内变形工具及定位移动装置100中增设了一种可置换已有内变形工具、驱动小车的内变形工具、驱动小车和锁门架106，增设的内变形工具由顶头支撑棒103b和与其相连的顶头101b组成，顶头支撑棒103b与顶头101b的头部相连，增设的驱动小车是顶头小车102b，在顶头小车102b的左上角设一斜面102b-5，增设的锁门架106是锁定顶头小车102b的锁门架，该锁门架固定在内变形工具及定位移动装置100的末端；在外变形工具及定位导向调整装置300中增设了与上述增设的内变形工具相匹配的外变形工具及定位导向调整装置，增设的外变形工具及定位导向调整装置的外变形工具是，盘式轧辊301b和固定该盘式轧辊的第二转鼓305b，定位导向调整装置是可分别安装在上导向装置303、下导向装置304上的上导板架309，下导板架310和导板302b；在主传动装置400和出料装置500之间，增设了顶头装卸装置600；设一使主传动装置400移动并定位的移动定位装置700，该移动定位装置使主传动装置400能适宜驱动轧辊301a或盘式轧辊301b。
所述的顶头装卸装置600由容纳顶头101b的转盘606，驱动该转盘旋转的电机603，减速箱604，传动链605，能够定位顶头101b的推挡板602，控制该推挡板动作的液压推动装置601，夹持顶头支持棒103的支持器607组成。所述顶头101b的内壁上设有环状沟槽，顶头支持棒103b头部设有径向孔，孔内装有钢球110，该钢球可以沿径向孔移动，但不能脱离径向孔。顶头支撑棒103b的空腔内有一止推杆102b-2，该止推杆的头部较杆部粗。
所述的移动定位装置700由支撑主传动装置传动轴402的导座701，支撑主减速箱403、主电机404的圆弧形滑座710，固定在圆弧形滑座上的导轨706，连接在主减速箱403，主电机404底上的支撑板709，该支撑板上有两个导向槽，圆弧形滑座上有与两导向槽相对应并与导向槽间隙配合的空心条状凸块，位于该支撑板两个槽上的升降装置708，连接在支撑板709底上的挂钩712，带动主减速箱403、主电机404移动的电机702，减速箱703，转轮704，被动转轮707和钢丝绳705组成。
由于本实用新型的技术解决方案是提供一种既能“轧管”又能“扩管”的轧制设备，那么该设备必须具备“轧管”和“扩管”的两种功能。要实现这两种功能，必须有相应的部件并使各部件有机地结合为一体的结构，而这种结合又不是现有轧管机、扩管机的简单组合，而是充分利用其共同点，使结构尽量简单、体积小，造价低。同时，又必须保留它们不能共用的区别点。轧管和扩管的共用部分是接送料装置200，主传动装置400，出料装置500，移动定位装置700。接送料装置200的作用是用来接送轧制前的毛管。主传动装置400的作用是驱动外变形工具的旋转。出料装置500的作用是将轧制或扩制后的钢管输送出去。移动定位装置700的作用是使主传动装置400能适宜驱动轧辊301a或盘式轧辊301b。因为“轧管”时，轧辊301a的辗轧角为0～12°，而扩管时，盘式轧辊301b的辗轧角为60°左右，则本台设备的辗轧角在0～60°之间。因此，为了使主传动装置既能驱动辗轧角为0～12°的轧辊301a，又能驱动辗轧角为60°左右的盘式轧辊301b，必须使主传动装置400能够移动并定位，这样，就需要增设一台移动定位装置700。移动定位装置的结构可以简单，也可以复杂，这可根据需要而设计。简单时，利用工厂的吊车，同时在主传动装置设定的工作面上固定有螺栓，待将主传动装置移动到设定位置时，用螺栓固定主传动装置即可。“轧管”和“扩管”有一部分共用的部件是，内变形工具及定位移动装置100，外变形工具及其定位导向调整装置300；在内变形工具及其定位移动装置100中，它们的共用部分是，内变形工具的定位导向装置，驱动机构，不同部分是，内变形工具及其支撑棒，内变形工具的驱动小车及其定位装置“轧管”时，内变形工具是芯棒，其支撑棒的长度较短；驱动小车适宜驱动芯棒，驱动小车无定位装置；“扩管”时，内变形工具是顶头，其支撑棒长度较长，该支撑棒加上顶头的长度等于芯棒加上其支撑棒的长度；驱动小车为适宜驱动顶头及支撑棒的小车，且该小车经锁门架定位。在外变形工具及定位导向调整装置300中，它们的共同部分是上、下导向装置，转鼓的安装支架。不同点是，外变形工具及其转鼓，导架对于内变形工具为芯棒时，外变形工具是与其相应的辗轧角为0～12°的轧辊301a，如
图1所示，导架为导盘架，转鼓是适宜安装轧辊301a的第一转鼓305a；对于内变形工具为顶头时，外变形工具可以是与其相适应的辗轧角60°左右的盘式轧辊301b，如图3所示，导架为导板架，转鼓是适宜安装轧辊301b的第二转鼓305b。也可以是辗轧角为0～12°的轧辊301a，导架为导盘架如
图1、图9、
图10所示，这时被轧制的管子既进行了扩管，又进行了轧管。“轧管”和“扩管”的不同部分是，相对应“扩管”或对应既扩管又轧管时，有顶头装卸装置600，它的作用是，在“扩管”或扩轧管时，随时装卸顶头，可以利用现有的顶头装卸装置，也可以设计新结构形式的顶头装卸装置，而轧制时，则不需要顶头装卸装置600。
由于本实用新型充分利用了现有的轧管机和扩管机的共用部分，增设了使主传动装置移动定位的装置，又使不同部分能方便地更换，使其与现有技术相比，具备了二辊(斜轧)轧管机和二辊(斜轧)扩管机两台轧制管材设备的特点。既能“轧管”，又能“扩管”，使轧制范围提高2～3倍，而且结构较简单，成本低。
附图图面说明
图1——现有二辊(斜轧)轧管机原理示意图；图2——
图1的左视图；图3——现有二辊(斜轧)扩管机原理示意图；图4——图3的左视图；图5——本实用新型一种轧扩管机的结构示意图；图6——图5中，外变形工具及其定位导向调整装置300的结构示意图；图7——图5中，外变形工具及其定位导向调整装置300的第一种转鼓305a与轧辊301a的装配图；图8——图5中，外变形工具及其定位导向调整装置300的第二种转鼓305b与盘式轧辊301b的装配图；图9——图5中，外变形工具及其定位导向调整装置300的一种上导盘架307的结构示意图；
图10——图5中，外变形工具及其定位导向调整装置300的一种下导盘架308的结构示意图；
图11——图5中，外变形工具及其定位导向调整装置300的一种上导板架309的结构示意图；
图12——图5中，外变形工具及其定位导向调整装置300的一种下导板架310的结构示意图；
图13——现有ACCU-ROLL轧管机主传动装置结构示意图的正视
图14——
图13的附视图；
图15——图5中主传动装置400与移动定位装置700的连接结构示意图；
图16——
图15中主减速箱403所在位置处的A-A剖视图；
图17——
图16中升降装置708锁紧主减速箱403的一种结构示意图；
图18——
图16中升降装置708松开主减速箱403的一种结构示意图；
图19——图5中移动定位装置700的转轮704通过钢丝绳移动主减速箱的原理图；图20——图5中导座701与支撑块714的连接结构示意图；图21——图20的侧视图；图22——图20的A-A局部剖面图；图23——图5中的内变形工具及其定位移动装置100的一种结构示意图；图24——图5中的锁门架106的一种结构示意图；图25——图5中的内变形工具及其定位移动装置100中的芯棒小车102a的一种结构示意图；图26——图5中的内变形工具及其定位移动装置100中顶头小车102b的一种结构示意图；图27——图5中顶头装卸装置600的一种结构示意图；图28——图5中内变形工具及其定位移动装置100中支撑棒前端部与顶头101b的一种装配关系示意图；图29——图28的A-A剖面放大图；图30——图27中液压推挡顶头装置601的左视图；图31——图27中转盘606的结构示意图；图32——图27中夹持器607的结构示意以下结合附图给出本实用新型的实施例，用来进一步说明技术解决方案。
实施例，参考
图1～图32，这种轧扩管机，是由一台现有的Φ114mm ACCU-ROLL轧管机经改进而成的。
现Φ114mm ACCU-ROLL轧管机，它的变形原理图如
图1和图2，它的辗轧角β=5～12°，前进角α=5～15°。产品规格范围为63～159mm，通过按以上技术方案对该轧机进行改进，成为本实用新型一种轧扩管机后，该轧扩管机能够具备两种轧制设备的工作能力，其主要工艺特点达到a、辗轧角β=0～60°，可灵活调整；b、钢管直径变形量在-5～80％范围内调整。
下面分别叙述一下经ACCU-ROLL轧管机改进而成为本实用新型的一种轧扩管机执行“轧管”和“扩管”工艺的特征及工艺流程一、执行“轧管”工艺时，轧机的变形原理如
图1和图2，与现有ACCU-ROLL轧管机工艺流程完全一样。
整机结构原理图，如图5所示。它的内变形工具及定位移动装置100，接送料装置200，外变形工具及定位导向调整装置300，主传动装置400，出料装置500的结构与现有ACCU-ROLL轧管机的结构基本相同，不同之处是，主传动装置400的固定方式未采用
图13、
图14所示的固定形式。在
图13、
图14的固定形式中，主减速箱403、主电机404通过螺栓固定在基础座上。主传动轴的402和万向节轴401的下部没有支撑件。而是采用了图5所示的固定形式，在图5中，主传动装置400的结构与
图13、
图14所示的结构相同，固定方式通过了一个移动定位装置700。该移动定位装置700的结构除了参考图5外，还要参考
图15～图22。它由支撑主传动轴402的导座701，驱动主传动装置400移动的电机702，减速箱703，转轮704，钢丝绳705，被动转轮707，支撑主电机404，主减速箱403的导轨706和锁定主电机404、主减速箱403的升降装置708组成。由图5和
图15看出，电机702通过减速箱703带动两个转轮704，两个转轮通过钢丝绳705和主电机404，主减速箱403与位于导轨706另一端的两个被动转轮707相连。主电机404、主减速箱403与移动定位装置700的连接关系可参考
图16，
图16是
图15的A-A剖面图，主要表示了主减速箱403与移动定位装置700的连接关系。主电机404与移动定位装置700的连接关系及锁定、移动过程与其相同。在
图16中，主减速箱403通过螺栓固定在支撑板709上，该支撑板上有两个开口向下的槽，对应每个槽有一升降装置708，该支撑板的下部固定连接了一挂钩712，该挂钩的下部位于槽711内。圆弧形滑座710固定于地基上，它的上部有两个与其连为一体的条状空腔凸块，两条状空腔凸块位于支撑板的两个槽内，且在条形空腔凸块的上壁上开有槽口，它的空腔内容有升降装置708的部件，导轨706与圆弧形滑座710连为一体。升降装置708与圆弧形滑座710、支撑板709之间的连接关系如
图16、
图17、
图18所示。
图17表示了升降装置708锁紧主减速箱403的状态，
图18表示了升降装置708松开主减速箱403的状态。由
图17看出，升降装置708由液压缸708a，与其相连的轮毂708b，固定在轮毂上的转轮708c组成。轮毂708b与转轮708c位于圆弧形滑座710的凸块空腔内。此时，液压缸708a动作，轮毂708b提升，使转轮708c离开导轨706，并使支撑板709和圆弧形滑座710紧紧结合在一起，从而达到了主减速箱403或主电机404紧紧固定在圆弧形滑座710上一个位置的目的。在
图18表示的结构状态中，液压缸708a动作，轮毂708b下降，使转轮708c落到导轨706上，这时电机702、减速箱703就可以通过转轮704和钢丝绳705拉动挂钩712，使主减速箱403、主电机404在导轨706上移动。转轮704、被动转轮707、钢丝绳705与挂钩712之间的连接关系如
图19所示。在主减速箱、主电机在导轨706上移动的同时，主传动轴402在导座701上滑动，主传动轴402的万向节401与导座701的连接关系如图20～图22所示。万向节401连接在支撑块714上。在导座701上设有滑槽713，支撑块714上表面为凹面，下部容有钢球715，支撑块714通过钢球715沿导座701的滑槽713滑动。主传动装置400在移动定位装置700驱动下所移动的过程如
图15所示。实线部分，表示主传动装置400在移动前的位置，虚线部分，表示主传动装置400移动后的位置。
它的内变形工具及其定位移动装置100的结构如图5、图23所示。它的内变形工具是芯棒101a，支撑棒103是芯棒支撑棒103a，定位移动装置包括齿条箱滑道107，电机104，减速箱105，齿轮108，齿条箱109，和芯棒小车102a。该芯棒小车的结构如图25所示，它由小车轴102a-1，车体102a-2，电机102a-3，皮带传送装置102a-4组成，芯棒小车102a在齿条箱109的带动下做前后运动。电机102a-3通过皮带传送装置102a-4带动小车轴102a-1转动，以便在轧管过程的间隙时间内对芯棒101a进行旋转冷却。
它的外变形工具及定位导向调整装置300的结构如
图1、图2、图5、图6、图7、图9、
图10所示。它包括外变形工具301，导向工具302，上导向装置303，下导向装置304，转鼓305，螺栓306，上导盘架307，下导盘架308，主机架311及调整装置。外变形工具301是轧辊301a，如
图1、图2、图7所示。由图7看出，转鼓305通过螺栓306与轧辊301a连接。导向工具302是导盘302a。上导盘架307与上导向装置303、导盘302a的连接关系如图9所示；下导盘架308与下导向装置304、导盘302a的连接关系如
图10所示。
它的工艺流程是，参考图5。首先，根据轧制角度，通过移动定位装置700调整主传动装置的位置，使其符合驱动外变形工具，而后开机工作。从上道工序来的毛管到达位于入口侧的接送料装置200，该接送料装置将钢管定位后抱住，内变形工具及定位移动装置100，带动芯棒101a向外变形工具前进，芯棒101a伸过钢管管腔，到达轧辊301a的轧制孔型中，接送料装置200，将钢管旋转喂入轧机，进行钢管轧制。轧制完毕，钢管由位于出口侧的出料装置500将钢管送出轧机。此时，内变形工具及其定位移动装置100带动芯棒101a退回，下一支钢管到达接送料装置200，依此循环，进行钢管轧制。
二、在进行“扩管”工艺时，它的变形原理图符合图3和图4等，它不同于以上所述的用ACCU-ROLL轧管机轧管的工艺。
整机的结构原理图，如图5所示。它由内变形工具及其定位移动装置100，接送料装置200，外变形工具及其定位导向调整装置300，主传动装置400，出料装置500，顶头装卸装置600和移动定位装置700组成。
内变形工具及其定位移动装置100的结构，参考图5、图24、图26～图29。在这里，图5所示内变形工具101为图27所示的顶头101b，支撑棒103为图27所示的顶头支撑棒103b，该支撑棒较芯棒支撑棒103a长，以弥补顶头101b较芯棒101a缩短的那部分，使顶头支撑棒与顶头101b连接后的长度之和等于芯棒支撑棒与芯棒101a连接后的长度之和，以便适宜安装在内变形工具及其定位移动装置100中。内变形工具及定位调整装置其它部分的结构与图23所示的结构相同。顶头与顶头支撑棒103b的连接既不同于芯棒与芯棒支撑棒103a的连接方式，也不同于现有支撑棒与顶头的连接方式，在现有技术中，顶头支撑棒是与顶头的尾部连接。在这里，顶头支撑棒103b与顶头的头部连接，且顶头支撑棒103b头部的结构更适宜机械式连接，顶头支撑棒头部与顶头之间的连接结构形式如图27～图29所示。顶头支撑棒103b的空腔内设有止推杆102b-2，该止推杆的头部变粗，使头部成为有两个圆台与一个圆柱组成的鼓形，顶头支撑棒103b的头部设有径向孔，孔内容有钢球110，钢球110既可通过该孔与止推杆102b头部相触，又能与顶头101b相触，顶头101b的内壁上，设有能容纳钢球110的环状沟槽，能方便地使钢球进入或移出，这样待顶头支撑棒103b与顶头101b连为一体时，顶头只能在顶头支撑棒上转动，但是不能前后移动而脱离。图29所示钢球110的实线表示其在顶头支撑棒头部径向孔内并与止推杆102b-2细端相触的情况，虚线则表示钢球110一部分位于顶头内壁环状沟槽内另一部分位于顶头支撑棒径向孔内的情况。图5所示的小车102为图26所示的顶头小车102b。其结构与现有顶头小车基本相同，区别点是，小车车体上的斜面102b-5与现有小车车体斜面所处位置相反，该斜面位于顶头小车102b的左上角。该小车由小车轴102b-1，止推杆102b-2，带动该止推杆前后移动的液压缸102b-4和车体102b-3组成。液压缸102b-4通过止推杆102b-2来达到安装、卸下顶头101b的目的。锁门架106的结构如图24所示，它的作用是锁定顶头小车102b，以便使顶头101b定位，其结构与现有锁门架的结构相同。它由气缸106a，支撑滑动架106b，锁舌106c，调整装置106d组成，调整装置106d的作用是对顶头位置进行微调，以使其位于准确的轧制位置。外变形工具及定位导向调整装置300的结构如图3～图6，图8，
图11，
图12，它们与现有技术的外变形工具及定位导向调整装置300的结构相同。如图6所示，它由外变形工具301，导向工具302，上导向装置303，下导向装置304，转鼓305，螺栓306，主机架311及调整装置等组成。外变形工具301是图3、图4、图8所示的盘式轧辊301b，该轧辊为盘式轧辊，辗轧角为60°左右，前进角为5～15°。盘式轧辊301b与转鼓305固定安装于图6所示的主机架311上。导向工具302是导板302b。上导板架309与上导向装置303，导板302b的连接关系如
图11所示；下导板架310与下导向装置304，导板302b的连接关系，如
图12所示。
顶头装卸装置600的结构如图5、图27、图30～图32所示。由图5看出，它位于外变形工具及定位导向调整装置300及出料装置500之间。其具体结构如图27、图30～图32所示。该顶头装卸装置600的结构与现有技术不同。它由液压推动装置601，推挡板602，电机603，减速箱604，传动链605，转盘606和夹持器607组成。液压推动装置601的作用是驱动推挡板602定位顶头101b，以便使顶头安装到顶头支撑棒103b上，当顶头101b处于工作状态时，又使推挡板离开顶头，液压推动装置601的结构参考图27和图30，它由摆动液压缸601a，摆动轴座601b，摆动轴601c和推挡液压缸601d组成。摆动液压缸601a的活塞与摆动轴601c固定连接，摆动轴601c通过两连接件与推挡液压缸601d的外壳固定连接。摆动液压缸601a使推挡液压缸601d和推挡板602离开或回到顶头的工作通道上。推挡液压缸用于控制推挡板的左右移动，使其在水平方向靠近或离开顶头101b。电机603通过减速箱604、传动链605带动转盘606旋转，以便使卸下的顶头进入其内，和使其内的顶头位于其上部，用于安装顶头。转盘606的作用就是容纳顶头，使顶头能在其内冷却，以便循环使用。它的具体结构如图31所示，它由一个护罩606a，位于护罩内的转轮606b，该转轮的圆周上设有N个(N≥2)凹形台，用于容纳顶头，同时在护罩上还设有一个入口门606c和一个出口门606d，以便将损坏的顶头剔除，换上新的顶头。夹持器607的具体结构如图32所示，它由两个夹持臂607b和使两夹持臂组成的钳口合拢与张开的液压缸607a组成，该液压缸位于两夹持臂的施力端。在使用过程中，将其定位在设定的工作位置，用于夹持顶头支撑棒103b，以便安装顶头101b。顶头装卸装置的工作原理是，安装顶头101b时，用夹持器607夹住顶头支撑棒103b，启动电机603，使转盘606转动，将其中一顶头送到工作面上，通过液压推动装置601使推挡板602与顶头101b接触，并使其套到顶头支撑棒103b的头部，这时止推杆的较细部分与钢球相触(图28)，在液压缸102b-4和止推杆102b-2(图26)的作用下，其较粗部位与钢球接触，将钢球110推入顶头101b内部的环状沟槽中，使顶头与顶头支撑棒连为一体。当需要卸下顶头101b时，仍用夹持器607夹住顶头支撑棒103b，同时使转盘606没有容纳顶头的凹形台位于工作面上，这时，止推杆102b-2在液压缸102b-4的作用下，向相反的方向移动，止推杆102b-2的较粗部位脱离钢球110。在芯棒小车102b的作用下，使顶头支撑棒后退，由于夹持器607的阻挡作用，顶头101b被卸下，从而完成卸下顶头101b的目的。
接送料装置200，主传动装置400，出料装置500，移动定位装置700的结构与“轧管”时的工艺相同。
“扩管”的原理如下。首先，根据扩管工艺特点，将图23中所示的内变形工具及其定位移动装置100中的芯棒支撑棒103a、芯棒101a、图25中的芯棒小车102a依次换上顶头支撑棒103b，顶头101b，顶头小车102b，同时启用图24所示的锁门架106，将
图1、图2、图7、图9、
图10所示的外变形工具及其定位导向调整装置300中的与转鼓305连为一体的轧辊301a，导盘302a，上导盘架307，下导盘架308依次换成图3、图4、图8所示的盘式轧辊301b和转鼓305，
图11、
图12所示的导板302b，上导板架309，下导板架310。同时启用顶头装卸装置600。然后，进行“扩管”。从上道工序来的钢管到达位于入口侧的接送料装置200，接送料装置将钢管定位后抱住。内变形工具及其定位移动装置100带动顶头支撑棒103b伸过钢管管腔，并经过盘式轧辊301b的轧制孔型，到达顶头101b自动更换装置600，此时顶头支撑棒103b被夹持器607夹住，推挡板602在液压推动装置601中的推挡液压缸601d的作用下推动顶头101b，将顶头101b套入顶头支撑棒103b上，并通过控制止推杆将顶头装上，然后，推挡板602在推挡液压缸601d的作用下退回，并在摆动液压缸601a的作用下，将推挡板602和推挡液压缸601d摆起，不妨碍钢管通过。装上顶头101b的顶头支撑棒103b，在内变形工具及其定位移动装置100的作用下回退到预先设定的位置。在入口侧锁门架106中，气缸106a带动锁舌106c摆下，将顶头小车102b锁住固定，从而顶头101b的位置也就固定了。顶头位置固定后，位于入口侧的送料装置200，将钢管旋转喂入轧机，进行钢管轧制，轧制完毕，位于钢管出口侧的出料装置500，将钢管送出轧机。此时，气缸106a带动锁舌106c摆起，内变形工具及其定位移动装置100带动安装有顶头101b的支撑棒103b向前移动，到达顶头更换位置，支撑棒夹持器607将顶头支撑棒103b夹住后，内变形工具及定位移动装置带动顶头支撑棒103b后退，由于支撑棒夹持器607的阻挡作用，顶头101b被卸下。转盘606旋转一个角度，使刚工作完毕的顶头101b旋转下去，另一个顶头101b旋转上来，等待工作。卸下顶头101b的顶头支撑棒103b在内变形工具及定位移动装置的带动下，迅速回退到位，接着，另外一支钢管到达入口侧钢管接送料装置200，进行下一支钢管的轧制，依此循环。
三、既进行扩管又进行轧管当对轧制前的钢管同时进行扩管和轧管时，内变形工具及其定位移动装置100采用的是上述扩管工艺中所用的内变形工具及其定位移动装置，而对应的外变形工具及定位导向调整装置300是采用上述轧管工艺中所用的外变形工具及定位导向调整装置；其它部分的结构均采用扩管工艺中所用的结构即可达到目的。采取上述结构形式的轧制设备和轧制工艺，能达到对钢管进行扩管和轧管的目的。
由于该轧机能够实现“轧管”和“扩管”工艺，在原坯料规格不变的情况下，其原来的外径规格范围由Φ63～159mm扩展成为Φ63～377mm，大大扩展了产品的规格范围。
同理，根据本实用新型给出的技术解决方案，利用现有的顶头装卸装置，也可以给出本实用新型的实施例。
另外，本实用新型一种轧扩管机，其出口侧也可以采取现有曼氏穿孔机的顶杆装置，包括侧出料和端出料两种装置，给出另外两个实施例。
权利要求1.一种轧扩管机，它由内变形工具及其定位移动装置(100)，接送料装置(200)，外变形工具及定位导向调整装置(300)，主传动装置(400)，出料装置(500)组成，其特征是，在内变形工具及其定位移动装置(100)中增设了一种可置换已有内变形工具、驱动小车的内变形工具、驱动小车和锁门架(106)，增设的内变形工具有顶头支撑棒(103b)和与其相连的顶头(101b)组成，顶头支撑棒(103b)与顶头(101b)头部相连，增设的驱动小车是顶头小车(102b)，在顶头小车(102b)的左上角设一斜面(102b-5)，增设的锁门架(106)是锁定顶头小车(102b)的锁门架，该锁门架固定在内变形工具及定位移动装置(100)的末端；在外变形工具及定位导向调整装置(300)中增设了与上述增设的内变形工具相匹配的外变形工具及定位导向调整装置，增设的外变形工具及定位导向调整装置的外变形工具是，盘式轧辊(301b)和固定该盘式轧辊的第二转鼓(305b)，定位导向调整装置是可分别安装在上导向装置(303)、下导向装置(304)上的上导板架(309)，下导板架(310)和导板(302b)；在主传动装置(400)和出料装置(500)之间，增设了顶头装卸装置(600)；设一使主传动装置(400)移动并定位的移动定位装置(700)，该移动定位装置使主传动装置(400)能适宜驱动轧辊(301a)或盘式轧辊(301b)。
2.根据权利要求1所述的一种轧扩管机，其特征是，所述的顶头装卸装置(600)由容纳顶头(101b)的转盘(606)，驱动该转盘旋转的电机(603)，减速箱(604)，传动链(605)，能够定位顶头(101b)的推挡板(602)，控制推挡板动作的液压推动装置(601)，夹持顶头支撑棒(103)的夹持器(607)组成；所述顶头(101b)的内壁上设有环状沟槽，顶头支撑棒(103b)头部设有径向孔，孔内装有钢球(110)，顶头支撑棒(103b)的空腔内有止推杆(102b-2)，该止推杆的头部较杆部粗。
3.根据权利要求1或2所述的轧扩管机，其特征是，所述的移动定位装置(700)由支撑主传动装置传动轴(402)的导座(701)，支撑主减速箱(403)、主电机(404)的圆弧形滑座(710)，固定在圆弧形滑座上的导轨(706)，连接在主减速箱(403)、主电机(404)底上的支撑板(709)，该支撑板上有两个导向槽，圆弧形滑座上有与两导向槽相对应并与导向槽间隙配合的空心条状凸块，位于该支撑板两个槽上的升降装置(708)，连接在支撑板(709)底上的挂钩(712)，带动主减速箱(403)、主电机(404)移动的电机(702)，减速箱(703)，转轮(704)、被动转轮(707)和钢丝绳(705)组成。
专利摘要本实用新型公开了一种轧扩管机,属金属管材的轧制设备。它由内变形工具及其定位移动装置100,接送料装置200,外变形工具及定位导向装置300,主传动装置400,出料装置500。特点是,增设了顶头装卸装置600,内变形工具101是芯棒或顶头。外变形工具及其定位导向调整装置300是与芯棒相对应的,或与顶头相对应的。设一使主传动装置400移动并定位的移动定位装置700。具有一机两用,既能轧管,又能扩管的特点,使轧制金属管材的规格范围大大增加,且结构简单,造价低。
文档编号B21B23/00GK2422073SQ0021379
公开日2001年3月7日 申请日期2000年3月23日 优先权日2000年3月23日
发明者王旭午 申请人:王旭午