一种用于轧机的上料装置的制作方法

本发明涉及上料装置技术领域，更具体地说，涉及一种用于轧机的上料装置。

背景技术：

三辊行星轧管机轧制管材时，需要有管坯送进机构及芯棒送进机构。如何使20米左右的管坯匹配三辊行星轧管机的轧制运动，保证轧制工序的平稳运行，是金属管材加工的重要环节。

中国专利《一种管棒轧机的坯料送进机构》(公告号：CN2688406Y)所涉及的上料装置包括送料床身、设置于送料床身尾部的芯棒送进机构、设置于送料床身上的装有推料杆的送料小车及设置于送料床身外侧的可驱动送料小车工作的链轮传动装置。床身上有托槽，沿托槽横向设有按间隔排列的若干管坯支撑机构和芯棒支撑机构，在托槽两侧设有导轨，所述的送料小车两侧设有与托槽两侧导轨滚动连接的若干导轮，设置于送料小车的推料杆前端有与推料杆连成一体的旋转推头，在旋转推头与推料杆之间设有可限制旋转推头轴向移动的定位螺栓和轴向推力轴承。在送料小车后端设有与芯棒支撑机构共同组成的联动装置，联动装置包括小车后端的弹性撞轮机构和设置于芯棒支撑机构上的弹性摆动机构，送料小车前进时可将芯棒支撑辊托起，而且在送料小车后退时将芯棒支撑辊撞倒。

但是该坯料送进机构在实际生产中存在以下不足：

a、小车旋转推头与推料杆之间设置的轴向推力轴承受结构尺寸限制，规格小，而且旋转推头每次轧制都要靠近轧制变形区，受高温影响，轴承的寿命较短，轴承转动失灵后，推杆头与管坯之间就会产生干摩擦；

b、管坯支撑机构由两个圆柱辊并排布置在床身托槽中心线上，由于三辊行星轧管机工作特点，管坯在工作中是在推料小车推动下旋转前进，辊面与管坯之间存在前进滑行阻力及管坯外表面的划伤，而且小车推料杆细长悬臂布置，不可避免的存在低头现象，故存在推料杆与各管坯支撑辊存在硬划伤，被划伤表面的管坯支撑辊将会严重影响产品质量，且增加了支撑辊零件的更换费用；

c、小车的弹性撞轮与芯棒支撑机构的弹性摆动机构可靠性不高，存在芯棒与芯棒支撑辊磨损的问题。而且由于芯棒支撑机构固定在床身的托槽上，由于芯棒支撑辊高度上不可调，轧制过程中转动的芯棒就会与芯棒支撑辊表面发生磨擦，磨损后的产生的金属屑若进入到管坯中将会严重影响下一工序的产品质量。

因此，该坯料送进机构具有很大的改进空间。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种用于轧机、可有效承托管坯和芯棒、提升管坯和芯棒的定位精确度、避免管坯和芯棒与承托部件之间产生干摩擦而磨损的上料装置。

为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种用于轧机的上料装置，其特征在于：包括机架、芯棒、用于驱动芯棒沿轧制方向往复运动的芯棒送进机构和可移动地设置在机架上的管坯送进小车，以及若干芯棒支撑机构和管坯支撑机构；所述管坯送进小车通过管坯送进机构与机架连接，以实现管坯送进小车沿轧制方向往复运动；

各个芯棒支撑机构和管坯支撑机构分别沿轧制方向布设在机架上；各个管坯支撑机构分别包括管坯支撑部和升降模块一；管坯支撑部与升降模块一连接，以实现管坯支撑部升降移动；各个芯棒支撑机构分别包括芯棒支撑部和升降模块二；所述芯棒支撑部与升降模块二连接，以实现芯棒支撑部升降移动。

送进管坯时，管坯位于管坯送进小车的前方，芯棒从管坯送进小车的后方伸入到推杆的杆孔中并延伸到管坯管孔中；管坯轴向、芯棒轴向与轧制方向相同。在管坯送进小车的前方，管坯支撑部处于升高状态以承托管坯，芯棒支撑部处于降低状态以避免与管坯发生摩擦；在管坯送进小车的后方，管坯支撑部处于降低状态，芯棒支撑部处于升高状态。该设计的好处是可提升芯棒和管坯的定位精准度，避免芯棒与管坯支撑机构之间以及管坯与芯棒支撑机构之间造成磨损。

管坯送进小车在管坯送进机构的驱动下向前移动，管坯送进小车移经任一管坯支撑部或芯棒支撑部时，该管坯支撑部或芯棒支撑部下降以避免阻碍管坯送进小车行进。随着管坯送进小车移动，管坯送进小车与各个管坯支撑部和芯棒支撑部的前后位置关系发生变化，各个管坯支撑部和芯棒支撑部可升降移动以呈升高状态或降低状态，来配合管坯送进小车、管坯和芯棒的行进状态，可有效承托管坯和芯棒，保证轧制的稳定运行。

优选地，所述车架的前侧和后侧分别设有斜压板；斜压板的下端面从靠近车架的一侧向另一侧延伸时逐渐向上倾斜；所述管坯支撑部的前侧和/或后侧设有压下辊轮一；升降模块一连接有溢流阀一；所述芯棒支撑部的前侧和/或后侧设有压下辊轮二；升降模块二连接有溢流阀二。当管坯送进小车靠近任一管坯支撑机构或芯棒支撑机构时，该管坯支撑部或芯棒支撑部应处于下降位置；但是管坯支撑部或芯棒支撑部可能存在不能下降的情况。该设计的好处是，当出现不能下降的情况时，斜压板逐渐对压下辊轮一或压下辊轮二施加向下压力，由于升降模块一带有溢流阀一泄压，升降模块二带有溢流阀二泄压，因此，管坯支撑部或芯棒支撑部可被迫压下，避免管坯送进小车与管坯支撑机构或芯棒支撑机构发生相撞，提高上料装置的可靠性和安全性。

优选地，所述管坯支撑部包括与升降模块一连接的支架一和可转动地设置在支架一上的两个管坯支撑辊轮；两个管坯支撑辊轮共同形成用于承托管坯的凹位。

优选地，两个管坯支撑辊轮中，其中一个管坯支撑辊轮在竖直平面上与轧制方向形成向上倾斜的倾斜角α1，另一个管坯支撑辊轮在竖直平面上与轧制方向形成向下倾斜的倾斜角α2，且α1＝α2；两个管坯支撑辊轮在水平面上分别与轧制方向形成偏转角度α3。该设计的好处是，既增加了管坯轧制过程中的稳定性，又对管坯旋转前进有辅助的推动作用，大大减少了管坯支撑辊轮表面的磨损，并且降低了轧制过程中管坯送进小车的推力；该设计还有利于在轧机闷车时通过轧机反转使管坯从轧机中脱出。

优选地，所述芯棒支撑机构有两种，分别为芯棒支撑机构一和芯棒支撑机构二；所述芯棒支撑机构一的芯棒支撑部包括支架二和可转动地设置在支架二上的两个芯棒支撑辊轮；两个芯棒支撑辊轮共同形成用于承托芯棒的凹位；支架二与芯棒支撑机构一的升降模块二连接；

所述芯棒支撑机构二的芯棒支撑部包括支架三和可转动地架设在支架三上的V型托轮；支架三与芯棒支撑机构二的升降模块二连接。芯棒支撑机构一更适用于芯棒旋转状态下对芯棒进行承托；芯棒支撑机构二更适用于芯棒直线移动时对芯棒进行承托。轧制过程中，芯棒在原地进行旋转运动；因此位于管坯送进小车后方的芯棒支撑机构一处于升高位置，芯棒支撑机构二处于下降位置。当轧制完成后，芯棒需要返回，因此位于管坯送进小车后方的芯棒支撑机构一处于下降位置，芯棒支撑机构二处于升高位置。

优选地，所述管坯送进小车包括车架和推杆；所述推杆通过旋转轴承直接设置在车架中；推杆沿轧制方向开设有杆孔，以实现芯棒通过和支承；所述杆孔内壁设有滚动轴承。本发明上料装置，推杆通过旋转轴承直接设置在车架中，旋转轴承位于车架中以增加与轧制变形区之间的距离，避免旋转轴承受高温影响而缩短寿命，从而避免旋转轴承失效后推杆与管坯之间产生干摩擦。杆孔内壁设有滚动轴承，芯棒承托在推杆内部，可限制芯棒在轧制过程中旋转运动而产生的径向摆动。

优选地，所述旋转轴承为一对反向设置的圆锥辊子轴承，分别位于车架的前半部和后半部；所述滚动轴承位于杆孔内壁后半部。将一对反向设置的圆锥辊子轴承分别设置在车架的前半部和后半部，推杆承托在圆锥辊子轴承上，避离了高温的轧制区，避免旋转轴承受高温影响而缩短寿命，从而避免旋转轴承失效后推杆与管坯之间产生干摩擦。此外，还可避免悬臂较长的推杆存在低头现象而导致与管坯支撑辊之间造成硬划伤，改善管坯质量及节省上料装置的维护和维修费用。

优选地，所述芯棒送进机构包括上下设置的上夹送辊组和下夹送辊组，以及旋转驱动模块；所述芯棒贴合设置在上夹送辊组和下夹送辊组之间；所述旋转驱动模块分别与上夹送辊组和下夹送辊组连接，以实现上夹送辊组和下夹送辊组反向旋转来使芯棒往复运动。采用上夹送辊组和下夹送辊组共同夹送芯棒，可防止夹送时发生打滑，同时提高了零部件的使用寿命。

优选地，所述车架两侧均设有上偏心辊轮、下偏心辊轮和侧偏心辊轮；所述上偏心辊轮、下偏心辊轮和侧偏心辊轮之间形成槽位；管坯送进小车可移动地设置在机架上是指，机架的两侧分别设有导轨，导轨伸入到槽位中，使上偏心辊轮、下偏心辊轮和侧偏心辊轮分别贴合在导轨上滚动，从而实现管坯送进小车可移动地设置在机架上。通过对上下以及侧面精准定位，提高管坯送进小车定位的准确程度，从而确保推杆对准管坯中心。

优选地，所述管坯送进机构包括与车架连接的双排链条，以及链条驱动模块；所述双排链条与链条驱动模块连接。

与现有技术相比，本发明具有如下优点与有益效果：

1、本发明上料装置中各个管坯支撑部和芯棒支撑部分别可升降移动以实现呈升高状态或降低状态，可配合管坯送进小车、管坯和芯棒的行进状态来变换不同状态；可有效承托管坯和芯棒，保证轧制的稳定运行，提升芯棒和管坯的定位精准度，避免芯棒与管坯支撑机构之间以及管坯与芯棒支撑机构之间的干摩擦而造成的磨损；

2、本发明上料装置解决了管坯送进小车中旋转轴承容易受高温影响而失效的技术问题，避免推杆与管坯之间产生干摩擦；可提升芯棒的定位精准度和旋转平稳度，避免芯棒出现磨损；

3、本发明上料装置中各个管坯支撑机构和芯棒支撑机构分别设有防撞保护措施，避免管坯送进小车与管坯支撑机构或芯棒支撑机构发生相撞，具有良好的可靠性和安全性；

4、本发明上料装置中管坯支撑辊轮的设置对管坯旋转前进有辅助的推动作用，大大减少了管坯支撑辊轮表面的磨损，并且降低了轧制过程中管坯送进小车的推力；还有利于在轧机闷车时通过轧机反转使管坯从轧机中脱出；

5、本发明上料装置可避免推杆存在低头现象而导致推杆与管坯支撑机构之间造成硬划伤，延长零部件的使用寿命，节省上料装置的维护和维修费用。

附图说明

图1是本发明上料装置的结构示意图之一；

图2是本发明上料装置的结构示意图之二；

图3是本发明上料装置中管坯支撑机构的结构示意图之一；

图4是本发明上料装置中管坯支撑机构的结构示意图之二；

图5是本发明上料装置中管坯支撑机构的结构示意图之三；

图6是本发明上料装置中芯棒支撑机构一的结构示意图之一；

图7是本发明上料装置中芯棒支撑机构一的结构示意图之二；

图8是本发明上料装置中芯棒支撑机构二的结构示意图之一；

图9是本发明上料装置中芯棒支撑机构二的结构示意图之二；

图10是本发明上料装置中管坯送进小车的结构示意图；

其中，1为机架、11为导轨、2为管坯送进小车、21为车架、22为推杆、23为滚动轴承、24为斜压板、25为旋转轴承、26为上偏心辊轮、27为下偏心辊轮、28为侧偏心辊轮、3为芯棒送进机构、31为上夹送辊组、32为下夹送辊组、4为管坯支撑机构、41为管坯支撑辊轮、42为导向柱一、43为升降模块一、44为溢流阀一、45为支架一、46为压下辊轮一、5为芯棒支撑机构一、51为芯棒支撑辊轮、52为芯棒支撑机构一的导向柱二、53为芯棒支撑机构一的升降模块二、54为芯棒支撑机构一的溢流阀二、55为支架二、56为芯棒支撑机构一的压下辊轮二、6为芯棒支撑机构二、61为V型托轮、62为芯棒支撑机构二的导向柱二、63为芯棒支撑机构二的升降模块二、64为芯棒支撑机构二的溢流阀二、65为支架三、66为芯棒支撑机构二的压下辊轮二、7为托槽、8为管坯送进机构、81为双排链条、91为管坯、92为芯棒。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。

实施例

本实施例用于轧机的上料装置，其结构如图1～图10所示；包括机架1、芯棒、用于驱动芯棒沿轧制方向往复运动的芯棒送进机构3和可移动地设置在机架1上的管坯送进小车2，以及若干芯棒支撑机构和管坯支撑机构4。各个芯棒支撑机构和管坯支撑机构4分别沿轧制方向布设在机架1上。芯棒支撑机构有两种，分别为芯棒支撑机构一5和芯棒支撑机构二6。

各个管坯支撑机构4分别包括管坯支撑部和升降模块一43。管坯支撑部包括支架一45和可转动地设置在支架一45上的两个管坯支撑辊轮41；两个管坯支撑辊轮41共同形成用于承托管坯的凹位。支架一45与升降模块一43连接，以实现管坯支撑部整体升降移动。

开始时，管坯被翻转到机架1上，由非金属的托槽7支撑。之后升降模块一43将管坯支撑部升起来承托管坯，并使管坯升高到轧制中心线上。

两个管坯支撑辊轮41中，其中一个管坯支撑辊轮在竖直平面上与轧制方向形成向上倾斜的倾斜角α1，另一个管坯支撑辊轮在竖直平面上与轧制方向形成向下倾斜的倾斜角α2，且α1＝α2；两个管坯支撑辊轮在水平面上分别与轧制方向形成偏转角度α3。该设计的好处是，既增加了管坯轧制过程中的稳定性，又对管坯旋转前进有辅助的推动作用，大大减少了管坯支撑辊轮41表面的磨损，并且降低了轧制过程中管坯送进小车2的推力；该设计还有利于在轧机闷车时通过轧机反转使管坯从轧机中脱出。

管坯送进小车2通过管坯送进机构8与机架1连接，以实现管坯送进小车2沿轧制方向往复运动。管坯送进机构8包括与车架21连接的双排链条81，以及链条驱动模块；双排链条81与链条驱动模块连接。机架1的两侧分别设有导轨11。管坯送进小车2包括车架21和推杆22。车架21两侧均设有上偏心辊轮26、下偏心辊轮27和侧偏心辊轮28；上偏心辊轮26、下偏心辊轮27和侧偏心辊轮28之间形成槽位。导轨11伸入到槽位中，使上偏心辊轮26、下偏心辊轮27和侧偏心辊轮28分别贴合在导轨11上滚动，从而实现管坯送进小车2可移动地设置在机架1上。通过对上下以及侧面精准定位，提高管坯送进小车2定位的准确程度，从而确保推杆22对准管坯中心。

推杆22通过旋转轴承25直接设置在车架21中；推杆22沿轧制方向开设有杆孔，以实现芯棒通过和支承；杆孔内壁设有滚动轴承23。由于轧制过程中，推杆随着管坯的旋转而被动旋转，推杆22通过旋转轴承25直接设置在车架21中，旋转轴承25位于车架21中以增加与轧制变形区之间的距离，避免旋转轴承25受高温影响而缩短寿命，从而避免旋转轴承25失效后推杆22与管坯之间产生干摩擦。杆孔内壁设有滚动轴承23，芯棒承托在推杆22内部，可限制芯棒在轧制过程中旋转运动而产生的径向摆动。

优选地，旋转轴承25为一对反向设置的圆锥辊子轴承，分别位于车架21的前半部和后半部；滚动轴承23位于杆孔内壁后半部。将一对反向设置的圆锥辊子轴承分别设置在车架21的前半部和后半部，推杆22承托在圆锥辊子轴承上，避离了高温的轧制区，避免旋转轴承受高温影响而缩短寿命，从而避免旋转轴承失效后推杆与管坯之间产生干摩擦。此外，还可避免悬臂较长的推杆存在低头现象而导致与管坯支撑辊之间造成硬划伤，改善管坯质量及节省上料装置的维护和维修费用。实际应用中，旋转轴承也可采用其它现有旋转轴承。

芯棒送进机构3包括上下设置的上夹送辊组31和下夹送辊组32，以及旋转驱动模块；芯棒贴合设置在上夹送辊组31和下夹送辊组32之间；旋转驱动模块分别与上夹送辊组31和下夹送辊组32连接，以实现上夹送辊组31和下夹送辊组32反向旋转来使芯棒往复运动。采用上夹送辊组31和下夹送辊组32共同夹送芯棒，可防止夹送时发生打滑，同时提高了零部件的使用寿命。

芯棒支撑机构一5包括芯棒支撑部和升降模块二53；芯棒支撑部包括支架二55和可转动地设置在支架二55上的两个芯棒支撑辊轮51。两个芯棒支撑辊轮51共同形成用于承托芯棒的凹位；支架二55与升降模块二53连接，以实现升降。芯棒支撑滚轮51优选直接采用标准的圆弧面滚子轴承，避免了之前采用轴承加辊套的结构所产生的辊面磨损，同时结构简化，维护方便。

芯棒支撑机构二6包括芯棒支撑部和升降模块二63；芯棒支撑部包括支架三65和可转动地架设在支架三65上的V型托轮61。支架三65与升降模块二63连接，以实现升降。

各个管坯支撑机构4、芯棒支撑机构一5和芯棒支撑机构二6分别可升降移动以实现呈升高状态或降低状态，因此各个管坯支撑机构4、芯棒支撑机构一5和芯棒支撑机构二6可配合管坯送进小车2、管坯和芯棒的行进状态来变换不同状态；一方面可避免阻碍管坯送进小车2、管坯和芯棒的移动，另一方面可有效承托管坯和芯棒，保证轧制的稳定运行。其中，芯棒支撑机构一5更适用于芯棒旋转状态下对芯棒进行承托；芯棒支撑机构二6更适用于芯棒直线移动时对芯棒进行承托。轧制过程中，芯棒在原地进行旋转运动；因此位于管坯送进小车后方的芯棒支撑机构一5处于升高位置，芯棒支撑机构二6处于下降位置。当轧制完成后，芯棒需要返回，因此位于管坯送进小车后方的芯棒支撑机构一5处于下降位置，芯棒支撑机构二6处于升高位置。

优选的方案是：车架21的前侧和后侧分别设有斜压板24；斜压板24的下端面从靠近车架21的一侧向另一侧延伸时逐渐向上倾斜。管坯支撑部的前侧和/或后侧设有压下辊轮一46；升降模块一43连接有溢流阀一44。芯棒支撑机构一中，支架二55的前侧和/或后侧设有压下辊轮二56，升降模块二53连接有溢流阀二54。芯棒支撑机构二中，支架三65的前侧和/或后侧设有压下辊轮二66，升降模块二63连接有溢流阀二64。当管坯送进小车2靠近任一管坯支撑机构4或芯棒支撑机构移动时，该管坯支撑部或芯棒支撑部应处于下降位置；但是管坯支撑部或芯棒支撑部可能存在不能下降的情况。该设计的好处是，当出现不能下降的情况时，斜压板24利用斜面逐渐对压下辊轮一46或压下辊轮二施加向下压力，由于升降模块一43带有溢流阀一44泄压，升降模块二带有溢流阀二泄压，因此，管坯支撑部或芯棒支撑部可被迫压下，避免管坯送进小车2与管坯支撑机构4或芯棒支撑机构发生相撞，提高上料装置的可靠性和安全性。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。