一种柔性微型的环件实验轧机的制作方法

本发明属于金属材料锻造机械技术领域，具体涉及公开一种柔性微型的环件实验轧机。

背景技术：

传统的径轴向碾环机的锥辊系统由串联机构完成，机构臃肿、体积庞大、效率低下、造价高昂，另外其环件可轧直径范围有限，不具柔性；传统的径轴向碾环机的抱辊系统是由液压缸驱动的连杆机构，机构庞大，不符合实验轧机微型化的需求。传统碾环机结构不适用于实验轧机微型化、柔性和产品灵活的特点。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能实现柔性多样化，满足设备吨位小、功率小、响应快、精度高、造价低等要求的柔性微型的环件实验轧机。

本发明主要包括芯辊、芯辊轴承座、锥齿轮、行星减速器、三相异步电机、芯辊液压缸、液压缸底板、主辊、主辊轴承座、主辊机架、主辊滑轨、抱辊液压缸、抱辊四连杆、抱辊支撑架、抱辊、滑台模组、球头连杆、锥辊连杆、锥辊平台、锥辊轴承座、锥辊、锥辊电机、下锥辊、下锥辊轴承座、下锥辊电机、下锥辊电机座、固定底座A、固定底座B、换辊滑轨、锥辊滑轨、锥辊机架、换辊支架、电机支撑架、电机、换辊滑动轨道、滑动轨道和芯辊液压缸套环。

其中，固定底座A上设有主辊机架和电机支撑架，主辊机架为C型架，在主辊机架底部设有抱辊液压缸，主辊机架的底部与固定底座A相连，主辊机架的顶部安装电机和行星减速器，电机和行星减速器被主辊机架上带通孔的隔板隔开。在主辊机架上设有主辊轴承座和一组相互平行的主辊滑轨，主辊轴承座置于两个主辊滑道之上，便于换辊。电机支撑架为侧开口的槽钢型，底部与固定底座A相连，顶部与主辊机架连接。上芯辊轴承座、下芯辊轴承座上分别安装有换辊滑动轨道，与之配合的另一组滑动轨道安装在主辊机架的顶部钢板和底部钢板上，用于芯辊换辊，芯辊安装在上芯辊轴承座、下芯辊轴承座上。在上芯辊轴承座、下芯辊轴承座的两侧分别与芯辊液压缸的输出端相连，芯辊液压缸通过芯辊液压缸套环固定在液压缸底板的外侧。在电机支撑架上设有三相异步电机，三相异步电机的输出端与行星减速器的输入端相连，由主辊机架垂直开孔隔板隔开。行星减速器的输出端设有锥形齿轮A，锥形齿轮A与锥形齿轮B相互啮合，锥形齿轮B与主辊传动端相连，驱动主辊转动。主辊通过上轴承座、下轴承座与主辊机架配合。

抱辊四连杆包括两根抱辊长杆和抱辊短杆，分别为抱辊长杆A、抱辊长杆B、抱辊短杆A和抱辊短杆B，抱辊长杆A的一端与抱辊长杆B的一端通过抱辊轴和轴承A相连，抱辊长杆A的中部与抱辊短杆A的一端通过连杆销A和轴承B相连，抱辊长杆A置于抱辊短杆A的上部，抱辊短杆A的另一端与抱辊短杆B的一端通过连杆销B和轴承C相连，抱辊短杆B的另一端与抱辊长杆B的中部通过连杆销C和轴承D相连，抱辊长杆B置于抱辊短杆B的下部。在抱辊长杆A和抱辊长杆B的另一端分别设有一根抱辊支撑架，在每根抱辊支撑架上分别套接两个抱辊连杆，在每根抱辊支撑架的两个抱辊连杆的自由端之间设有一根抱辊。

固定底座B的上部固定连接两根换辊滑轨和两根锥辊滑轨。换辊滑轨和锥辊滑轨相互垂直。换辊滑轨安装在固定底座B上，换辊支架可以在换辊滑轨上移动，当主辊和芯辊需要换辊时，将换辊支架移动到换辊位置，使换辊支架上的轨道与换辊滑轨的轨道相连，然后可将主辊和芯辊通过轨道移动到换辊支架上，换辊支架回到初始位置，完成换辊操作。

两根锥辊滑轨上分别滑动连接两个滑块，两根锥辊滑轨上对应的滑块的上部分别固定连接一个锥辊机架，锥辊机架为方形框体，在锥辊机架的两侧壁和上部的内壁上，分别固定连接滑台模组A、滑台模组B和滑台模组C，滑台模组C通过锥辊连杆与锥辊平台连接，锥辊连杆通过丝杠滑块与滑台模组C连接；滑台模组A和滑台模组B通过球头连杆与锥辊平台连接，球头连杆通过V型滑块与滑台模组B连接。锥辊平台的中部设有通孔，锥辊电机通过锥辊电机座安装到锥辊平台上，锥辊轴承座与锥辊平台连接，锥辊电机输出端与锥辊连接驱动锥辊转动。

在锥辊机架的下部的内壁上，固定连接滑台模组D。在滑台模组滑块D上设有下锥辊电机座，下锥辊电机座为L型，下锥辊电机座上设有通孔，下锥辊电机座上安装下锥辊电机和下锥辊轴承座，下锥辊电机输出端与下锥辊连接驱动锥辊转动。

本发明在使用时，三相异步电机通过行星减速器、锥齿轮传动驱动主辊转动，芯辊是被动辊。芯辊进给运动是通过芯辊液压缸控制实现的。抱辊系统是由抱辊液压缸驱动四连杆和抱辊支架，使抱辊对环件施加一定的抱辊力，保证轧制过程稳定运行。锥辊通过球头连杆和锥辊连杆连接到三个滑台模组上，由三个滑台模组配合运动实现锥辊的垂直和水平运动。下锥辊由下锥辊电机直驱转动，由滑台模组实现下锥辊水平和垂直运动。

本发明与现有技术相比具有如下优点：利用并联机构实现锥辊的垂直和水平运动，减小了设备吨位和功率，削弱了对电机的要求，保证了实验设备微型化的要求；锥辊机架安装在滑轨上，能够适应轧件直径大范围变化，实现柔性制造；抱辊通过四连杆驱动，动作执行距离变短，缩小了空间尺寸，减小了液压缸数量。

附图说明

图1是本发明的主辊结构示意图；

图2是本发明的抱辊结构示意图；

图3是本发明的锥辊结构示意图；

图4是本发明的下锥辊结构示意图；

图5是本发明的柔性微型环件实验轧机结构示意图。

其中：1-芯辊、2-芯辊轴承座、3-锥齿轮、4-行星减速器、5-三相异步电机、6-芯辊液压缸、7-液压缸底板、8-主辊、9-主辊轴承座、10-主辊机架、11-主辊滑轨、12-抱辊液压缸、13-抱辊四连杆、14-抱辊支撑架、15-抱辊、16-滑台模组、17-球头连杆、18-锥辊连杆、19-锥辊平台、20-锥辊轴承座、21-锥辊、22-锥辊电机、23-下锥辊、24-下锥辊轴承座、25-下锥辊电机、26-下锥辊电机座、27-固定底座A、28-固定底座B、29-换辊滑轨、30-锥辊滑轨、31-锥辊机架、32-换辊支架、33-电机支撑架、34-滑动轨道、35-芯辊液压缸套环。

具体实施方式

在图1至图5所示的本发明的示意简图中，固定底座A27上设有主辊机架10和电机支撑架33，主辊机架为C型架，主辊机架的底部与固定底座A27相连，在主辊机架底部设有抱辊液压缸12，主辊机架的顶部安装电机5和行星减速器4，电机和行星减速器被主辊机架上带通孔的隔板隔开。在主辊机架上设有主辊轴承座9和一组相互平行的主辊滑轨11，主辊轴承座置于两个主辊滑道之上，便于换辊。电机支撑架为侧开口的槽钢型，底部与固定底座A相连，顶部与主辊机架连接。上芯辊轴承座2-1、下芯辊轴承座2-2上分别安装有换辊滑动轨道29，与之配合的另一组滑动轨道34安装在主辊机架的顶部钢板和底部钢板上，用于芯辊换辊，芯辊安装在上芯辊轴承座、下芯辊轴承座上。在上芯辊轴承座、下芯辊轴承座的两侧分别与芯辊液压缸6的输出端相连，芯辊液压缸通过芯辊液压缸套环35固定在液压缸底板7的外侧。在电机支撑架上设有三相异步电机5，三相异步电机的输出端与行星减速器的输入端相连，由主辊机架垂直开孔隔板隔开。行星减速器的输出端设有锥形齿轮A3-1，锥形齿轮A与锥形齿轮B3-2相互啮合，锥形齿轮B与主辊传动端相连，驱动主辊8转动。主辊通过上轴承座37、下轴承座38与主辊机架配合。

抱辊四连杆13包括两根抱辊长杆和抱辊短杆，分别为抱辊长杆A13-1、抱辊长杆B13-2、抱辊短杆A13-3和抱辊短杆B13-4，抱辊长杆A的一端与抱辊长杆B的一端通过抱辊轴39和轴承A40相连，抱辊长杆A的中部与抱辊短杆A的一端通过连杆销A41和轴承B42相连，抱辊长杆A置于抱辊短杆A的上部，抱辊短杆A的另一端与抱辊短杆B的一端通过连杆销B43和轴承C44相连，抱辊短杆B的另一端与抱辊长杆B的中部通过连杆销C45和轴承D46相连，抱辊长杆B置于抱辊短杆B的下部。在抱辊长杆A和抱辊长杆B的另一端分别设有一根抱辊支撑架14，在每根抱辊支撑架上分别套接两个抱辊连杆47，在每根抱辊支撑架的两个抱辊连杆的自由端之间设有一根抱辊15。

固定底座B28的上部固定连接两根换辊滑轨29和两根锥辊滑轨30。换辊滑轨和锥辊滑轨相互垂直。换辊滑轨29安装在固定底座B上，换辊支架32可以在换辊滑轨29上移动，当主辊和芯辊需要换辊时，将换辊支架移动到换辊位置，使换辊支架上的轨道与换辊滑轨29的轨道相连，然后可将主辊和芯辊1通过轨道移动到换辊支架上，换辊支架回到初始位置，完成换辊操作。

两根锥辊滑轨30上分别滑动连接两个滑块48，两根锥辊滑轨上对应的滑块的上部分别固定连接一个锥辊机架31，锥辊机架为方形框体，在锥辊机架的两侧壁和上部的内壁上，分别固定连接滑台模组A16-1、滑台模组B16-2和滑台模组C16-3，滑台模组C16-3通过锥辊连杆18与锥辊平台19连接，锥辊连杆通过丝杠滑块与滑台模组C连接；滑台模组A和滑台模组B通过球头连杆17与锥辊平台19连接，球头连杆通过V型滑块与滑台模组B连接。锥辊平台的中部设有通孔，锥辊电机22通过锥辊电机座49安装到锥辊平台上，锥辊轴承座20与锥辊平台连接，锥辊电机输出端与锥辊连接驱动锥辊转动。

在锥辊机架的下部的内壁上，固定连接滑台模组D16-4。在滑台模组滑块D上设有下锥辊电机座26，下锥辊电机座为L型，下锥辊电机座上设有通孔，下锥辊电机座上安装下锥辊电机25和下锥辊轴承座24，下锥辊电机输出端与下锥辊23连接驱动锥辊21转动。