一种四辊旋转穿孔机装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种四辊旋转穿孔机装置，包括：主机座；轧辊对，轧辊对包括第一轧辊和第二轧辊；导辊对，导辊对包括第一导辊和第二导辊；第一驱动电机和第二驱动电机；第三驱动电机和第四驱动电机；驱动装置，驱动装置与第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机和第四驱动电机相连；主机座旋转电机，主机座旋转电机通过同步皮带与主机座相连；控制器，控制器与驱动装置相连；人机接口，人机接口与控制器相连。本实用新型可以使得轧件在横向没有位移，从而有效地减少甚至消除扭转变形。
【专利说明】—种四辊旋转穿孔机装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无缝管生产【技术领域】，特别涉及一种四辊旋转穿孔机装置。
【背景技术】
[0002]目前国内的无缝管生产线中，主流采用的穿孔机是二辊斜轧穿孔机。但是由于超纯合金(特种不锈钢)在加热、热加工及热处理等诸多生产环节上的特殊性，以及二辊斜轧穿机本身固有的特性缺陷，使得该类型的设备在生产中会出现如下缺陷:
[0003](I) 二辊斜轧穿孔机在穿孔时，管坯至毛管各截面间产生扭转变形。并且，在变形区中，管坯至毛管各截面间产生相对角位移。
[0004](2)穿孔机穿孔时，会产生纵向剪切变形。其中，纵向剪切变形是指内外层金属沿轴向产生附加的相互剪切变形。
[0005](3) 二辊穿孔机穿孔时，轧件会产生附加变形。
[0006](4)根据统计，采用二辊穿孔机穿轧不锈钢时，钢管的内外表面缺陷较轧制碳素钢时高出10倍左右。这是由于不锈钢不易变形，内外表面很容易产生缺陷。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
[0008]为此，本实用新型的目的在于提出一种四辊旋转穿孔机装置，该装置可以使得轧件在横向没有位移，从而有效地减少甚至消除扭转变形。
[0009]为实现上述目的，本实用新型提出一种四辊旋转穿孔机装置，包括:主机座；轧辊对，所述轧辊对包括第一轧辊和第二轧辊，其中所述第一轧辊和所述第二轧辊相对设置于所述主机座上；导辊对，所述导辊对包括第一导辊和第二导辊，其中所述第一导辊和第二导辊相对设置于所述主机座上；第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机和第二驱动电机安装于轧辊轴上，所述轧辊轴与所述第一轧辊和第二轧辊相连；第三驱动电机和第四驱动电机，所述第三驱动电机和第四驱动电机安装于导辊轴上，所述导辊轴与所述第一导辊和第二导辊相连；驱动装置，所述驱动装置与所述第一驱动电机、所述第二驱动电机、所述第三驱动电机和所述第四驱动电机相连；主机座旋转电机，所述主机座旋转电机通过同步皮带与所述主机座相连；控制器，所述控制器与所述驱动装置相连；人机接口，所述人机接口与所述控制器相连。
[0010]在本实用新型的一个实施例中，所述第一轧辊、所述第二轧辊、所述第一导辊和所述第二导辊为锥形辊。
[0011]在本实用新型的又一个实施例中，所述四辊旋转穿孔机装置还包括第一至第四支撑辊，所述第一支撑辊与所述第一轧辊相连以支撑所述第一轧辊，所述第二支撑辊与所述第二轧辊相连以支撑所述第二轧辊，所述第三支撑辊与所述第一导辊相连以支撑所述第一导辊，所述第四支撑辊与所述第二导辊相连以支撑所述第二导辊。
[0012]在本实用新型的再一个实施例中，所述第一驱动电机、所述第二驱动电机、所述第三驱动电机和所述第四驱动电机为空心直驱高极性永磁同步电机。
[0013]在本实用新型的一个实施例中，所述驱动装置包括:第一至第四驱动单元，其中所述第一驱动单元与所述第一驱动电机相连，所述第二驱动单元与所述第二驱动电机相连，所述第三驱动单元与所述第三驱动电机相连，所述第四驱动单元与所述第四驱动电机相连。
[0014]在本实用新型的又一个实施例中，每个所述驱动单元为变频器。
[0015]在本实用新型的再一个实施例中，所述驱动装置包括:整流器，所述整流器与所述控制器相连；第一逆变器，所述第一逆变器的一端与所述第一驱动电机相连，另一端与所述整流器和所述控制器相连；第二逆变器，所述第二逆变器的一端与所述第二驱动电机相连，另一端与所述整流器和所述控制器相连；第三逆变器，所述第三逆变器的一端与所述第三驱动电机相连，另一端与所述整流器和所述控制器相连；第四逆变器，所述第四逆变器的一端与所述第四驱动电机相连，另一端与所述整流器和所述控制器相连。
[0016]在本实用新型的一个实施例中，所述控制器为可编程逻辑控制器PLC。
[0017]在本实用新型的又一个实施例中，所述人机接口为触摸屏或工控机。
[0018]根据本实用新型的四辊旋转穿孔机装置，以二辊锥形穿孔机为基础，将被动导板改为主动锥形轧辊，将普通传动改为四个工作辊单独驱动，增加机架旋转装置，并且增加自由的支撑辊以提高轧辊的刚度。并且，本实用新型的四辊旋转穿孔机装置在生产过程中，通过适合的速度配比，可以使得轧件在横向没有位移，从而有效地减少甚至消除扭转变形。并且，四个锥形辊做旋转运动时，可以实现顶头驱动的相对主动运动，从而减小纵向剪变形。在消除以上两种变形后，附加变形自然减小，也会同时增加轧制工具的有效生命。本实用新型的四辊旋转穿孔机装置可以作为四辊独立驱动的控制系统，是旋转轧机得以实现上述功能的基础及有力保证。
[0019]本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0021]图1为根据本实用新型的第一实施方式的四辊旋转穿孔机装置的示意图；
[0022]图2为根据本实用新型实施例的四辊旋转穿孔机的主视图；
[0023]图3为根据本实用新型实施例的四辊旋转穿孔机的侧视图；
[0024]图4为根据本实用新型实施例的四辊旋转穿孔机的立体图；
[0025]图5为根据本实用新型实施例的驱动电机的转矩-转速特性曲线示意图；
[0026]图6为根据本实用新型的第二实施方式的四辊旋转穿孔机装置的示意图；
[0027]图7为根据本实用新型的第三实施方式的四辊旋转穿孔机装置的示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0029]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0030]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0031]下面参考图1至图7对本实用新型实施例的四辊旋转穿孔机装置进行描述。本实用新型的四辊旋转穿孔机装置主要应用于超纯合金无缝管生产线，也可以应用于普通无缝管生产线。
[0032]如图1所示，本实用新型提供的四辊旋转穿孔机装置包括:主机座、轧辊对、导辊对、第一驱动电机5、第二驱动电机6、第三驱动电机7、第四驱动电机8、驱动装置、主机座旋转电机、控制器13和人机接口 14。
[0033]具体地，轧辊对包括第一轧辊I和第二轧辊2，其中第一轧辊I和第二轧辊2相对设置于主机座上。导棍对包括第一导棍3和第二导棍4,其中第一导棍3和第二导棍4相对设置于主机座上。
[0034]在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，第一轧辊1、第二轧辊2、第一导辊3和第二导辊4均为锥形辊。每个轧辊中心距是可调的。从图2中可以看出，第一轧辊1、第二轧辊2、第一导辊3和第二导辊4均匀布置，其中用两个相对布置的轧辊代替原来锥形穿孔机的导板，从而使得第一轧棍1、第二轧棍2、第一导棍3和第二导棍4组成一个符合二棍斜轧穿轧原理的封闭孔型。
[0035]在本实用新型的一个实施例中，轧辊及导辊的线速度可以按工艺的要求，针对不同规格的无缝管设定不同的速度，并且上述四辊之间要做到轧件表面线速度同步。即，第一轧辊1、第二轧辊2、第一导辊3和第二导辊4之间要做到轧件表面线速度同步。
[0036]此外，从图2中可以看出主机座可围绕轧件旋转，并配合主动驱动顶头装置21，这样可以有效降低由原二辊斜轧穿孔机固有特性造成的穿轧不锈钢管时产生的缺陷。
[0037]如图3和图4所示，本实用新型的四辊旋转穿孔机装置还包括第一至第四支撑辊。其中，第一支撑辊24与第一轧辊I相连以支撑第一轧辊1，第二支撑辊22与第二轧辊2相连以支撑第二轧辊2，第三支撑辊23与第一导辊3相连以支撑第一导辊3，第四支撑辊25与第二导辊4相连以支撑第二导辊4。通过上述四个自由的支撑辊分别支撑四个轧辊，从而达到增加轧辊刚度的目的。
[0038]具体地，轧辊和导辊的间隙可调。为实现轧辊和导辊的间隙可调以及减少机械结构的复杂程度，采用四台空心直驱力矩电机直接安装在驱动轧辊轴和导辊轴上，即第一驱动电机5、第二驱动电机6、第三驱动电机7和第四驱动电机8均为空心直驱力矩电机，将轧辊轴和导辊轴分别安装于第一驱动电机5、第二驱动电机6、第三驱动电机7、第四驱动电机8的输出端上，并采用变频器作为驱动电机的驱动单元，从而实现四轴同步。
[0039]具体地,轧棍轴安装于第一驱动电机5的输出端和第二驱动电机6的输出端上,其中轧辊轴与第一轧辊I和第二轧辊2均相连。
[0040]导辊轴安装于第三驱动电机7的输出端和第四驱动电机8的输出端上，其中导辊轴与第一导棍3和第二导棍4均相连。
[0041]第一驱动电机5、第二驱动电机6、第三驱动电机7和第四驱动电机8通过轧辊轴和导辊轴直接驱动四个锥形轧辊自转，即驱动第一轧辊1、第二轧辊2、第一导辊3和第二导辊4自转。
[0042]在本实用新型的一个实施例中，第一驱动电机5、第二驱动电机6、第三驱动电机7和第四驱动电机8均为空心直驱高极性永磁同步电机。因为是空心电机，所以安装方式灵活简单，有效地降低了机械复杂性及加工精度，从而大幅降低产品成本。
[0043]举例说明，旋转穿孔机对驱动电机的要求如下:转速范围:0-200RPM ;所需最大矩扭:4500NM ;数量:四台。
[0044]根据以上参数，本实用新型的驱动电机可以采用型号为1FW3385-2SG73-7AA0型液冷直驱力矩电机。该电机的基本参数如表1所示:
【权利要求】
1.一种四辊旋转穿孔机装置，其特征在于，包括: 主机座； 轧辊对，所述轧辊对包括第一轧辊和第二轧辊，其中所述第一轧辊和所述第二轧辊相对设置于所述主机座上； 导辊对，所述导辊对包括第一导辊和第二导辊，其中所述第一导辊和第二导辊相对设置于所述主机座上； 第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机和第二驱动电机安装于轧辊轴上，所述轧辊轴与所述第一轧辊和第二轧辊相连； 第三驱动电机和第四驱动电机，所述第三驱动电机和第四驱动电机安装于导辊轴上，所述导辊轴与所述第一导辊和第二导辊相连； 驱动装置，所述驱动装置与所述第一驱动电机、所述第二驱动电机、所述第三驱动电机和所述第四驱动电机相连； 主机座旋转电机，所述主机座旋转电机通过同步皮带与所述主机座相连； 控制器，所述控制器与所述驱动装置相连； 人机接口，所述人机接口与所述控制器相连。
2.如权利要求1所述的四辊旋转穿孔机装置，其特征在于，所述第一轧辊、所述第二轧辊、所述第一导辊和所述第二导辊为锥形辊。
3.如权利要求1所述的四辊旋转穿孔机装置，其特征在于，还包括第一至第四支撑辊，所述第一支撑辊与所述第一轧辊相连以支撑所述第一轧辊，所述第二支撑辊与所述第二轧辊相连以支撑所述第二轧辊，所述第三支撑辊与所述第一导辊相连以支撑所述第一导辊，所述第四支撑辊与所述第二导辊相连以支撑所述第二导辊。
4.如权利要求1所述的四辊旋转穿孔机装置，其特征在于，所述第一驱动电机、所述第二驱动电机、所述第三驱动电机和所述第四驱动电机为空心直驱高极性永磁同步电机。
5.如权利要求1所述的四辊旋转穿孔机装置，其特征在于，所述驱动装置包括:第一至第四驱动单元，其中所述第一驱动单元与所述第一驱动电机相连，所述第二驱动单元与所述第二驱动电机相连，所述第三驱动单元与所述第三驱动电机相连，所述第四驱动单元与所述第四驱动电机相连。
6.如权利要求5所述的四辊旋转穿孔机装置，其特征在于，每个所述驱动单元为变频器。
7.如权利要求1所述的四辊旋转穿孔机装置，其特征在于，所述驱动装置包括: 整流器，所述整流器与所述控制器相连； 第一逆变器，所述第一逆变器的一端与所述第一驱动电机相连，另一端与所述整流器和所述控制器相连； 第二逆变器，所述第二逆变器的一端与所述第二驱动电机相连，另一端与所述整流器和所述控制器相连； 第三逆变器，所述第三逆变器的一端与所述第三驱动电机相连，另一端与所述整流器和所述控制器相连； 第四逆变器，所述第四逆变器的一端与所述第四驱动电机相连，另一端与所述整流器和所述控制器相连。
8.如权利要求1所述的四辊旋转穿孔机装置，其特征在于，所述控制器为可编程逻辑控制器PLC。
9.如 权利要求1所述的四辊旋转穿孔机装置，其特征在于，所述人机接口为触摸屏或工控机。
【文档编号】B21B19/04GK203678842SQ201320888662
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】郎兵 申请人:天津市丰信泰和科技有限公司