专利名称：一种用于斜轧管机入口的三辊导向装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及斜轧管机生产的辅助设备，尤其是一种用于斜轧管机入口的三辊导向
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背景技术：
斜轧管机是热轧无缝钢管生产的一种重要机型，目前应用最为广泛的有两辊轧管机和三辊轧管机两种型式，用于生产高精度热轧无缝钢管。斜轧管机布置在穿孔机之后，将经过穿孔后的空心管坯(以下称荒管)在轧辊和一根长芯棒之间进行旋转碾轧，使之延伸、变薄。为保证轧制过程的顺利进行，限制荒管及芯棒的甩动，在轧机入口处沿轧制方 向按一定间隔设有若干组导向装置。就目前投入使用的机组来看，入口导向装置主要有导槽式和导向辊式两种类型，导槽式导向装置由于导槽凹面与荒管之间是滑动摩擦，容易造成钢管表面损伤，影响产品外观质量，已经渐渐被导向辊式导向装置取代。导向辊式导向装置大多利用环形布置的三个导向辊之间的空间对荒管和芯棒进行导向，在结构上有整体式和分体式两种型式。整体式三辊导向装置的机架是一整体，通过液压缸-连杆机构控制三个导向辊之间的开口位置，采用这种导向装置的轧管机入口只能通过主动辊道或夹送辊的摩擦力将荒管送进轧管机；而分体式三辊导向装置分置于轧制线两侧，机架之间得以布置荒管推进装置，能够直接将荒管及芯棒推入轧管机，使轧管机获得较前者更好的咬入条件。参见图1、图2和图3，传统的分体式三辊导向装置包括有分置于轧制线两侧的机架All和机架Β29，机架All和机架Β29的内部分别铰装有对称布置的下辊液压缸Α15和下辊液压缸BI，机架Al I和机架Β29的上部分别铰装有对称布置的杠杆Α17和杠杆Β26，杠杆Α17和杠杆Β26靠轧制线一端分别装有下导向辊Α9和下导向辊Β8，杠杆Α17和杠杆Β26靠外侧的一端分别与下辊液压缸Α15和下辊液压缸BI的活塞杆铰接。在杠杆Α17和杠杆Β26上靠轧制线一侧底部分别装有左挡块Α20和右挡块Α22，在杠杆Α17和杠杆Β26上靠外侧底部分别装有左凸轮Α16和右凸轮Α27，左凸轮Α16的下方位于机架All内部和右凸轮Α27的下方位于机架Β29的内部分别装有芯棒位升降机14和芯棒位升降机2，左凸轮Α16和右凸轮Α27分别对应芯棒位升降机14和芯棒位升降机2的丝杆布置。机架All还铰装有限位液压缸Α13，机架Β29还铰装有限位液压缸Β3，限位液压缸Α13外接一根与杠杆Α17同轴铰装的限位连杆Α19，限位连杆Α19的另一侧端部装有与左挡块Α20对应布置的左挡块Β10，限位液压缸Β3外接一根与杠杆Β26同轴铰装的限位连杆Β6，限位连杆Β6的另一侧端部装有与右挡块Α22对应布置的右挡块Β7 ；限位连杆Α19和限位连杆Β6上分别装有左凸轮Β18和右凸轮Β5，左凸轮Β18下方位于机架All的内部和右凸轮Β5下方位于机架29的内部分别装有荒管位升降机12和荒管位升降机4。机架Β29上位于杠杆Β26的上方还铰装有一杠杆C23，杠杆C23的内侧端部装有上导向辊21，杠杆C23上方位于机架Β29上还铰装有一上辊液压缸28，上辊液压缸28的活塞杆与杠杆C23的中部铰接，杠杆C23的外侧底部装有压块25，压块25下方对应位于杠杆Β26上装有凸轮C24。
上述三个导向辊内装滚动轴承(图中未示出)，在轧制过程中在荒管或芯棒的摩擦力作用下可绕辊轴旋转。在轧机入口处沿轧制方向设置有若干间隔布置的三辊导向装置，各个三辊导向装置的芯棒位升降机和荒管位升降机各通过万向联轴连接在一起并由电机驱动工作，调节时各个三辊导向装置的芯棒位升降机和荒管位升降机能够各自实现集中调节。每台三棍导向装置的三个导向棍以轧制线为中心按圆周分布。导向棍之间的开口度大小可以根据荒管和芯棒的外径调整，一般三个导向辊之间的内切圆直径比荒管和芯棒的外径各大IOmm即可。每台三辊导向装置三个导向辊的开口度按大小有三个位置全开位、荒管位和芯棒位。当荒管从侧向进料时，三个导向辊处于“全开位”。在轧机轧制钢管的过程中，当荒管经过三辊导向装置时，三个导向辊处于“荒管位”，空抱荒管；当芯棒经过三辊导向装置，三个导向辊处于“芯棒位”，空抱芯棒。在整个轧制过程中，每当荒管推进装置经过某台三辊导向装置时，这台导向装置的三个导向辊也要处于“全开位”，以让荒管推进装置能够顺利通过。图1为传统的三辊导向装置位于全开位状态的工作原理图，下辊液压缸A15、限位液压缸A13、下辊液压缸B1、限位液压缸B3均伸出，只有上辊液压缸28缩回。左凸轮A16和芯棒位升降机14的丝杆、左凸轮B18和荒管位升降机12的丝杆、右凸轮A27和芯棒位升降机2的丝杆、右凸轮B5和荒管位升降机4的丝杆以及压块25和凸轮C24均处于分开状态。此时，上导向棍21、下导向棍A9和下导向棍B8均位于全开位的位置。图2为传统的三辊导向装置位于芯棒位状态的工作原理图，下辊液压缸A15、限位液压缸A13、下辊液压缸B1、限位液压缸B3均缩回，只有上辊液压缸28伸出，左凸轮A16和芯棒位升降机14的丝杆、左凸轮B18和荒管位升降机12的丝杆、右凸轮A27和芯棒位升降机2的丝杆、右凸轮B5和荒管位升降机4的丝杆以及压块25和凸轮C24均处于接触状态，通过调节两芯棒位升降机的丝杆高度来控制杠杆A17和杠杆B26的转动位置，进而控制三个导向棍开合度的大小。此时，上导向棍21、下导向棍A9和下导向棍B8均位于芯棒位的位置。图3为传统的三辊导向装置位于荒管位状态的工作原理图，下辊液压缸A15、下辊液压缸BI和上辊液压缸28均伸出，限位液压缸A13和限位液压缸B3缩回，左凸轮A16和芯棒位升降机14的丝杆以及右凸轮A27和芯棒位升降机2的丝杆均处于分开状态，左凸轮B18和荒管位升降机12的丝杆、右凸轮B5与荒管位升降机4的丝杆、左挡块A20和左挡块BlO以及右挡块A22和右挡块B7均处于接触状态，通过调节荒管位升降机的丝杆高度来控制挡块的工作位置，由挡块所处的位置控制三辊开合的极限位置。此时，上导向辊21、下导向辊A9和下导向辊B8均位于荒管位的位置。这种传统的三辊导向装置存在以下问题①使整个轧管机入口区域的设备布置非常密集，设备故障率高，可维护性差；②起定位作用的凸轮表面接触应力大，凸轮在频繁的撞击下极易磨损、松动，无法可靠地起到确定导向辊开口度的作用三辊导向装置本身结构复杂，且各个液压缸、荒管位升降机和芯棒位升降机都装在机架的内部，导致不能在线更换液压缸，必须拆下整个导向装置离线处理，更换其中任何一个部件都要将机架解体，从而大大延长了检修时间导向辊采用滚动轴承，在高温、冲击载荷下极易卡死，影响钢管表面质量。因此，设计一种能够很好地解决上述问题的三辊导向装置是十分有必要的。
发明内容
本发明的目的就是要解决传统的三辊导向装置结构复杂、设备故障率较高、可维护性差、不能准确控制导向辊开口度大小、检修所需时间较长、容易对钢管表面质量造成影响和导致整个轧管机入口区域的设备布置非常密集等问题，提供一种用于斜轧管机入口的三辊导向装置。本发明的具体方案是一种用于斜轧管机入口的三辊导向装置，包括分置于轧制线两侧的机架A和机架B，机架A和机架B的外侧分别铰装有对称布置的下辊液压缸A和下棍液压缸B,机架A和机架B上分别铰装有对称布置的杠杆A和杠杆B,杠杆A和杠杆B靠轧制线的一端分别装有下导向辊A和下导向辊B，杠杆A和杠杆B靠外侧的一端分别与下辊液压缸A和下辊液压缸B的活塞杆铰接；其特征是在机架B上位于杠杆B的上方装有V形辊臂和摇杆，V形辊臂的中间和摇杆的头部通过同一根销轴铰装在机架B上；摇杆的尾部上方铰接有上辊液压缸A，上辊液压缸A的活塞杆与V形辊臂的上臂端部铰接，V形辊臂的下臂端部装有上导向辊；在机架B上位于摇杆的尾部下方铰装有上辊液压缸B，上辊液压缸B的活塞杆与摇杆尾部下方铰接；其中下辊液压缸A、上辊液压缸B和下辊液压缸B均为带位移传感器的差动液压缸。为了方便液压缸的拆装，实现液压缸的快速在线更换，本发明中下辊液压缸A的缸体通过液压缸支座铰装在机架A上，上辊液压缸B和下辊液压缸B的缸体均通过液压缸支座铰装在机架B上。为了使本发明能够适应高温和冲击载荷较大的恶劣工作环境，本发明的上导向辊、下导向辊A和下导向辊B均通过辊轴和滑动轴承安装在V形辊臂、杠杆A和杠杆B上。本发明取消了传统三辊导向装置中复杂的升降机一凸轮定位装置，简化了机械结构，提高了设备的可靠性和可维护性。同时还将液压缸通过液压缸支座铰装在机架外侧，在液压缸发生故障时只需将活塞杆与杠杆之间的销轴抽出、松开液压缸支座的螺栓即可实现在线更换液压缸或液压缸的零部件，液压缸装拆变得更加方便，检修时间也大大缩短了，给企业带来了巨大的经济效益。
图1是传统三辊导向装置处于“全开位”状态的工作原理 图2是传统三辊导向装置处于“芯棒位”状态的工作原理 图3是传统三辊导向装置处于“荒管位”状态的工作原理 图4是本发明的主剖视 图5是本发明的右视 图6是图4的A-A剖视 图7是图4的B-B剖视图。图中1-下辊液压缸B，2-芯棒位升降机，3-限位液压缸B，4_荒管位升降机，5_右凸轮B，6-限位连杆B，7-右挡块B，8-下导向辊B，9-下导向辊A，10-左挡块B，11-机架A，12-荒管位升降机，13-限位液压缸A，14-芯棒位升降机，15-下辊液压缸A，16-左凸轮A，17-杠杆A，18-左凸轮B，19-限位连杆A，20-左挡块A，21-上导向辊，22-右挡块A，23-杠杆C，24-凸轮C，25-压块，26-杠杆B，27-右凸轮A，28-上辊液压缸，29-机架B，30-下辊液压缸A，31-液压缸支座，32-机架A，33-杠杆A，34-下导向辊A，35-下导向辊B，36-上导向辊，37-V形辊臂，38-销轴，39-摇杆，40-上辊液压缸A，41-杠杆B，42-上辊液压缸B，43-机架B，44-下辊液压缸B，45-辊轴，46-滑动轴承。
具体实施例方式参见图4、图5、图6和图7，本发明包括分置于轧制线两侧的机架A32和机架B43(轧制线位于三辊的中间)，机架A32和机架B43的外侧分别铰装有对称布置的下辊液压缸A30和下辊液压缸B44，机架A32和机架B43的上部分别铰装有对称布置的杠杆A33和杠杆B41，杠杆A33和杠杆B41靠轧制线的一端分别装有下导向辊A34和下导向辊B35，杠杆A33和杠杆B41靠外侧的一端分别与下辊液压缸A30和下辊液压缸B44的活塞杆铰接；特别是在机架B43上位于杠杆B41的上方装有V形辊臂37和摇杆39，V形辊臂37的中间和摇杆39的头部通过同一根销轴38同时铰装在机架B43上；摇杆39的尾部上方铰接有上辊液压缸A40，上辊液压缸A40的活塞杆与V形辊臂37的上臂端部铰接，V形辊臂37的下臂端部装有上导向辊36 ;在机架B43上位于摇杆39的尾部下方铰装有上辊液压缸B42，上辊液压缸B42的活塞杆与摇杆39尾部下方铰接；其中下辊液压缸A30、上辊液压缸B42和下辊液压缸B44均为带位移传感器的差动液压缸。参见图4、图5和图6，本实施例中所述下辊液压缸A30的缸体通过液压缸支座31铰装在机架A32上，上辊液压缸B42和下辊液压缸B44的缸体均通过液压缸支座31铰装在机架B43上。参见图6和图7，本实施例中所述上导向辊36、下导向辊A34和下导向辊B35均通过辊轴45和滑动轴承46安装在V形辊臂37、杠杆A33和杠杆B41上。具体操作时，操作人员根据荒管及芯棒的外径确定上导向辊36、下导向辊A34和下导向辊B35三个导向辊之间的内切圆直径，通过键盘输入到计算机中，计算机通过运算得出下辊液压缸A30、上辊液压缸B42和下辊液压缸B44三个带位移传感器的液压缸对应的伸出长度。数据输入之后，这些位置不再调整。在轧制钢管时，上导向辊36、下导向辊A34和下导向辊B35三个导向辊之间的内切圆直径将由上辊液压缸B42、下辊液压缸A30和下辊液压缸B44三个带位移传感器的液压缸伸出长度所确定
“荒管位”时，上辊液压缸A40全部伸出且固定不动；下辊液压缸A30、下辊液压缸B44以及上辊液压缸B42伸出，位移传感器测量伸出长度，反馈回计算机系统，当与设定的“荒管位”所对应的伸出长度相等时，控制这些液压缸的液压比例阀阀口关闭，液压锁闭锁，各带位移传感器的液压缸活塞将停止在指定位置，上导向辊36、下导向辊A34和下导向辊B35三个导向辊的开口就是事先设定的“荒管位”，空抱荒管。“芯棒位”的情况与“荒管位”类似，上辊液压缸A40伸出且固定不动；下辊液压缸A30、下辊液压缸B44以及上辊液压缸B42三个液压缸伸出，位移传感器测量伸出长度，反馈回计算机系统，当与设定的“芯棒位”所对应的伸出长度相等时，液压锁闭锁，各带位移传感器的液压缸活塞将停止在指定位置，上导向棍36、下导向棍A34和下导向棍B35三个导向棍的开口就是事先设定的“芯棒位”，空抱芯棒。上料时，上导向辊36、下导向辊A34和下导向辊B35三个导向辊必须全开，荒管将被托辊托住对齐轧制线；另外，在轧制过程中，当荒管推进装置经过导向装置时，三个导向辊也必须全开，以避免撞上荒管推进装置。“全开位”时，上辊液压缸A40全部缩回，下辊液压缸A30和下辊液压缸B44全部伸出，上辊液压缸B42可以保留前一个动作的状态停留在“荒管位”或者“芯棒位”的位置上
本发明的下辊液压缸A30、液压缸支座31、机架A32、杠杆A33、下导向辊A34、下导向辊B35、上导向辊36、V形辊臂37、销轴38、摇杆39、上辊液压缸A40、杠杆B41、上辊液压缸B42、机架B43、下辊液压缸B44、辊轴45和滑动轴承46的大小、规格以及材料的选择，根据实际需要可进行调整，这些调整并无实质性原理的改变，都属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种用于斜轧管机入口的三辊导向装置，包括分置于轧制线两侧的机架A和机架B，机架A和机架B的外侧分别铰装有对称布置的下辊液压缸A和下辊液压缸B，机架A和机架B上分别铰装有对称布置的杠杆A和杠杆B，杠杆A和杠杆B靠轧制线的一端分别装有下导向辊A和下导向辊B，杠杆A和杠杆B靠外侧的一端分别与下辊液压缸A和下辊液压缸B的活塞杆铰接；其特征是在机架B上位于杠杆B的上方装有V形辊臂和摇杆，V形辊臂的中间和摇杆的头部通过同一根销轴铰装在机架B上；摇杆的尾部上方铰接有上辊液压缸A，上辊液压缸A的活塞杆与V形辊臂的上臂端部铰接，V形辊臂的下臂端部装有上导向辊；在机架B上位于摇杆的尾部下方铰装有上辊液压缸B，上辊液压缸B的活塞杆与摇杆尾部下方铰接；其中下辊液压缸A、上辊液压缸B和下辊液压缸B均为带位移传感器的差动液压缸。
2.根据权利要求1所述的一种用于斜轧管机入口的三辊导向装置，其特征是所述下辊液压缸A的缸体通过液压缸支座铰装在机架A上，上辊液压缸B和下辊液压缸B的缸体均通过液压缸支座铰装在机架B上。
3.根据权利要求1所述的一种用于斜轧管机入口的三辊导向装置，其特征是所述上导向辊、下导向辊A和下导向辊B均通过辊轴和滑动轴承安装在V形辊臂、杠杆A和杠杆B上。
全文摘要
一种用于斜轧管机入口的三辊导向装置，包括有机架A、B，机架A、B外侧铰装有下辊液压缸A、B,机架A、B上部铰装有杠杆A、B，杠杆A、B靠轧制线一端装有下导向辊A、B，杠杆A、B靠外侧一端分别与下辊液压缸A、B的活塞杆铰接；机架B上位于杠杆B前侧上方装有V形辊臂和摇杆，V形辊臂和摇杆通过同一根轴铰装在机架B上；摇杆尾部上方铰接有上辊液压缸A，上辊液压缸A的活塞杆与V形辊臂的上臂铰接，V形辊臂下臂端部装有上导向辊；机架B上铰装有上辊液压缸B，上辊液压缸B的活塞杆与摇杆尾部下方铰接；下辊液压缸A、上辊液压缸B和下辊液压缸B均为带位移传感器的差动液压缸；本发明结构简单、坚固，设备的可靠性和可维护性都得到了提高。
文档编号B21B39/16GK103056172SQ20131002260
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月22日 优先权日2013年1月22日
发明者张轶蔚, 汪有源 申请人:湖北理工学院, 湖北新冶钢有限公司