专利名称:单辊组凸凹三辊薄壁管矫直机的制作方法
本实用新型为用于金属薄壁管材的高精度矫直设备。
为了矫直金属管材，目前的生产领域中多数是利用斜辊式矫直机。在已有矫直机中典型的设备是单辊组的二辊矫直机及多辊组的六辊矫直机和3－1－3型七辊矫直机等。其原理是在矫直过程中由于管材通过的轴线与辊子自身的轴线倾斜一个合适的角度，当被矫直的管材送入矫辊包围的空间时，管材按自身轴线旋转，辊子对管材施加足够大的弯曲力矩使管材内部材料产生塑性流动，管材的每一部份在各辊子所包围形成的孔型间产生弹塑性变形，在弯曲变形去除后，管材经弹性回愎即达到矫直状态。
随着技术的不断发展，各工业部门都需要高直线度，高表面光洁度，高断面尺寸精度的薄壁管材。特别是管材长度定尺短的半成品薄壁管材日渐增多。但是上述最广泛应用的斜辊矫直机。由于辊形设计和辊子布置方面原因，都满足不了高精度薄壁短管的矫直要求。这主要原因是由于1.在辊形设计方面，目前使用的方法都是假定被矫管材为直园体时与辊面密切接触为前提条件而得到的近似计算公式。由于辊子都是近似辊形，因而很难通过一次矫直得出高精度管材。如美国专利3780558的发明方法即是如此，且一种尺寸管材要设计对应的矫直辊，使之应用面窄，又如1979年机械工业出版社的“管材矫直机”一书中给出的全凹型辊的单辊组三辊机的辊子配置示意图，其辊形设计是假定管材为单曲率反弯曲线时近似辊形设计方法，由于辊子配置斜角太大、反弯曲线不合理，辊形设计近似程度较差，仍不能用于高精度矫直。
2.对于两辊对置的多辊机(六辊机等)或单辊组的二辊矫直机，在矫直过程中辊子对管子的周向压瘪力较大，因此不适于矫直薄壁管材，否则易使管材表面产生压痕和变椭园。
3.对于多辊组矫直机，尤其是多辊组的3－1－3型七辊机，两边辊组做为支点，中间辊组只用一个辊子产生弯曲作用，从而减小了压瘪力，可以得到较高精度薄壁管材的矫直，但由于被矫管长必须大于辊组中心距离的两倍才能形成反弯，所以这些机型由于结构本身的原因，都无法用于短管的矫直。
本实用新型的目的，是针对上述问题，为解决薄壁短管的高精度矫直，以及为扩大矫直管材的范围，所设计制造的一种结构简单、单辊组凸凹三辊矫直机。
本机包括传动部分与工作机座部分，传动部分由一般的直流电机拖动，并通过联合齿轮箱、球形万向接轴，实现三个辊子全驱动。本设计的特点，是工作机座与已有矫直设备的机座不同。本机座中，包括一个开式机架，(它由机座两侧的两个牌坊〔4〕、四根拉杆〔5〕固接为整体)。开式机架支持一组由一凸辊〔1〕、二凹辊〔2〕、〔3〕组成的单辊组，单辊组中凸凹辊的辊面形状，是以往设计中所没有的，本机使用的矫直辊，是按照在单向弯曲三曲率段(直线－圆弧－直线)中，选择适用的反弯曲线，用双包络法(或公法线法)设计出的，三个矫直辊中间断面直径尺寸相同，即喉径相同，这就有利于保证管材和辊面良好地接触，并取得高的表面矫直质量。三个矫直辊按圆周120度分布，当矫直机工作时，借助三个辊子的同向自转，使其辊面包围成一个封闭孔型通道，构成管材变型矫直部分。当被矫管材旋转进入孔型时，管材借助于与辊面的摩擦绕自身轴线旋转，并沿着辊子径向和角度调整好的孔型反复弯曲前进，管材发生弹性、塑性变形，达到矫直的效果。
工作机座还包括三根调节丝杆〔6〕，它可带动调节弯板〔7〕的径向进退，从而可以改变三个矫直辊辊面所包围的孔隙大小，以适应不同尺寸的管材，三根矫直辊分别安装在辊座板〔8〕上，通过调整辊座板〔8〕相对于调节弯板〔7〕的转动，使三根辊子轴线位置得以调整。工作时，矫直辊轴线与被矫管材轴线间可调到一定的夹角，当夹角在2°～10°的范围时，可获得最佳矫直状态。
本实用新型还包括了一个为变换成二辊矫直机使用时所需要的导板座〔10〕，座上可安装二辊机中所需要的导板，当把机座中下二侧辊座板〔8〕，及调节弯板〔7〕一起沿导槽〔9〕提升30度后，即可更换辊子，构成二辊矫直机，可顺利地借助导板的支持，矫直更小直径的管材。
图1为工作机座的正面局部剖视图。
图2为工作机座侧视图。
图3为三个矫直辊分布图。
其中，〔1〕——凸辊，〔2〕、〔3〕——二个凹辊，〔4〕——牌坊，〔5〕——四根拉杆，〔6〕——丝杆，〔7〕——调节弯板，〔8〕——三个辊座板，〔9〕——导槽，〔10〕——导板座。
本实用新型比已有矫直设备有如下优越性1.所采用的一凸辊、二凹辊的单辊组三辊矫直机，使被矫管材借助于上凸辊强制压向下两侧的凹形辊，形成封闭孔型，使管材断面受三向应力支承，因而能胜任薄壁管材的矫直，本机矫直精度为管材母线直线度可达0.1毫米／米，椭园度偏差0.02毫米以下。
2.本机不但适用于管材生产线上的细长管的矫直，也能适用于定尺短的管材矫直，且对管材两端的鹅脖形弯度有显著矫直效果。
3.本机扩大了被矫管材规格范围，当三辊机更换成二辊机使用后，矫直范围可以扩大。在壁厚与直径比为1／50的范围，仍能获得很高的矫直精度。
本实用新型已在实践中得到证明，获得了高精度、高表面光洁度的矫直薄壁管材。
权利要求
1.一种用于薄壁金属管的矫直机，由传动部分与工作机座组成，其特征在于工作机座中的开式机架支持一组由一凸辊[1]二凹辊[2]、[3]所组成的单辊组，辊面围成一个封闭型通道，构成管材变型矫直部分，工作机座还包括调节径向位置的丝杆[6]，三块调节弯板[7]，三块辊座板[8]，它们构成辊座角度调整部分。
2.根据权利要求
1所述的矫直机，其特征在于，工作机座中所包含的三块调节弯板〔7〕，依靠与丝杆〔6〕和辊座板〔8〕相连，可以从三个方向调节三根矫直辊所包围的孔型大小。
3.根据权利要求
1所述的矫直机，其特征在于工作机座中包含三块辊座板〔8〕可分别相对于各调节弯板〔7〕转动角度，达到对三个矫直辊轴线位置的调整。
4.根据权利要求
1所述的矫直机，其特征在于单辊组中的凸辊〔1〕的形状尺寸是按照单向弯曲三曲率段反弯曲线为基准，通过双包络(或公法线法)设计的凸形矫直辊。
5.根据权利要求
1所述的矫直机，其特征在于单辊组中的二个凹辊〔2〕、〔3〕，其形状尺寸是按照单向弯曲三曲率段反弯曲线为基准，通过双包络(或公法线法)设计的凹形矫直辊。
6.根据权利要求
1所述的矫直机，其特征在于三根矫直辊的喉径是相同的。
7.根据权利要求
1所述的矫直机，其特征在于工作机座中包含有一个更换成二辊矫直机所需要的导板座〔10〕，可配上常规导板，用于二辊矫直机。
专利摘要
本实用新型为适用于薄壁金属管材的矫直设备，矫直部分为单辊组支持一凸辊与二凹辊所组成的三辊矫直机，可适用于定尺短的管材矫直。矫辊的凸、凹形状均按特定的反弯曲线所设计，经过矫直，工件可获得高直线度及高表面光洁度。本设计还可以更换成二辊矫直机使用，使被矫工件的直径范围可以扩大。
文档编号B21D3/00GK87200790SQ87200790
公开日1988年3月16日 申请日期1987年2月4日
发明者马振平, 马香峰, 侯佐亮, 张则昌, 冯德坤 申请人:电子工业部第十二研究所, 北京市冶金设备自动化研究所, 北京钢铁学院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan