一种依靠差动轮系与非圆齿轮组合换向的冷轧管机的制作方法

本发明涉及一种冷轧管设备。

背景技术：

无缝钢管具有中空截面，大量用作输送流体的管道，如输送液压油、石油、煤气、天然气等。同时钢管的抗弯抗扭强度高且质量轻，是一种很经济的截面钢材，广泛用于制造结构件和机械零件，譬如在场馆建设、国防军工、交通工具等领域有大范围应用。

冷轧是当今生产钢管的主要生产工艺，冷轧钢管具有尺寸好、精度高、表面光亮等优点。传统的冷轧管机由电机带动带轮旋转，传动带将运动传递到大型圆齿轮上，圆齿轮、连杆和工作机架共同组成了曲柄滑块机构，圆齿轮的旋转带动工作机架往复运动对固定工件进行轧制精整。由于曲柄滑块机构本身的特性，工作机架的速度曲线和加速度曲线进行周期性变化，因为在极限位置容易产生较大惯性力从而造成噪声和冲击，所以其曲线的平滑程度和极值大小将会直接影响轧件的质量。随着科技水平的日益提高，对钢管产品质量、生产环境的要求均与日俱增，这就需要轧机工作机架的运动速度和加速度更加平稳，减小工作机架的惯性力。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种在保证效率的前提下能使产品质量高、惯性力小并减振降噪的依靠差动轮系与非圆齿轮组合换向的冷轧管机。本发明主要是采用差动轮系与非圆齿轮的组合代替曲柄摇杆进行传动。

为实现上述目的，采用了以下技术方案：本发明主要包括电机、传动带轮、减速箱、底座、机架侧板、下轧辊支撑、下轧辊、上轧辊、上轧辊支撑及机架上顶板。其中，四个机架侧板分别配合安装在上、下轧辊支撑和上、下轧辊的四周，共同组成工作机架，在工作机架顶部安装机架上顶板，在工作机架的底部安装底座，在工作机架与和电机相连的传动带轮之间安装有减速器。该减速器主要包括一个非圆齿轮副、一个圆齿轮副和一组锥齿轮差动轮系。其中，通过传动带与电机相连的传动带轮其轮轴与减速器的输入轴相连或为同一根轴，该输入轴上设有两个齿轮，其一个为非圆齿轮A，另一个为圆齿轮A，该非圆齿轮A与另一个外形相互配合的非圆齿轮B啮合，另一个圆齿轮A与另一个圆齿轮B啮合。该圆齿轮B设中心通孔，其与空心轴的一端相连，该空心轴另一端与差动轮系中的一个锥形齿轮A的中心通孔相连，该锥齿轮A与锥齿轮B啮合，该锥齿轮B又与另一个锥齿轮C啮合，非圆齿轮B的齿轮轴向圆齿轮B方向延伸并穿过圆齿轮B的空心轴，端部与穿过锥齿轮B中心通孔的齿轮轴垂直连接，所述锥齿轮C的轮轴上还设有一个驱动齿轮，并且锥齿轮C的轮轴与非圆齿轮B的轮轴同轴线，所述驱动齿轮与固连在工作机架上的齿条相啮合。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、速度曲线更平滑，加速度曲线极点更小，即最大加速度小。轧制过程更加平稳。

2、在相同的生产效率下，运动平稳性好，冲击振动小，产品质量高。

附图说明

图1为本发明的主视局剖示意简图。

图2为本发明中减速箱轮系的俯视示意简图。

图3为非圆齿轮副节曲线主视图。

图中：1-电机、2-传动带轮、3-减速器、4-底座、5-机架侧板、6-下轧辊支撑、7-下轧辊、8-上轧辊、9-上轧辊支撑、10-机架上顶板、11-非圆齿轮A、12-非圆齿轮B、13-圆齿轮A、14-圆齿轮B、15-锥齿轮A、16-锥齿轮B、17-锥齿轮C、18-驱动齿轮、19-驱动齿条，20-空心轴，21-减速器的输入轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

在图1所示的依靠差动轮系与非圆齿轮组合换向的冷轧管机主视局剖示意简图中，四个机架侧板5分别配合安装在上轧辊支撑9和下轧辊支撑6以及上轧辊8和下轧辊7的四周，共同组成工作机架，在工作机架顶部安装机架上顶板10，在工作机架的底部安装底座4，在工作机架与和电机1相连的传动带轮2之间安装有减速器3。在图2中，该减速器主要包括一个非圆齿轮副、一个圆齿轮副和一组锥齿轮差动轮系。其中，通过传动带与电机相连的传动带轮其轮轴与减速器的输入轴21为同一根轴，该输入轴上设有两个齿轮，其一个为非圆齿轮A11，另一个为圆齿轮A13，该非圆齿轮A与另一个外形相互配合的非圆齿轮B12啮合，如图3所示，另一个圆齿轮A与另一个圆齿轮B14啮合。该圆齿轮B设中心通孔，其与空心轴20的一端相连，该空心轴另一端与差动轮系中的一个锥形齿轮A15的中心通孔相连，该锥齿轮A与锥齿轮B16啮合，该锥齿轮B又与另一个锥齿轮C17啮合，非圆齿轮B的齿轮轴向圆齿轮B方向延伸并穿过圆齿轮B的空心轴，端部与穿过锥齿轮B中心通孔的齿轮轴垂直连接，所述锥齿轮C的轮轴上还设有一个驱动齿轮，并且锥齿轮C的轮轴与非圆齿轮B的轮轴同轴线，所述驱动齿轮与固连在工作机架上的齿条相啮合。

非圆齿轮副应在初始位置处如图3所示啮合，由于非圆齿轮的轮齿是一一对应的关系，所以不能随意配合，应该在初始位置让特定的两个轮齿啮合。

本发明的工作过程大致如下：

电机输出的扭矩经过传动带轮传送到输入轴上带动非圆齿轮11和圆齿轮13旋转，齿轮11和13又分别驱动12和14运动，非圆齿轮12的运动通过系杆H输入到差动轮系中，圆齿轮14的运动通过空心轴输入到差动轮系中，然后由锥齿轮17输出到驱动齿轮18上，齿轮18与齿条19相啮合，齿条19又与工作机架相固连，也就相当于齿轮18驱动工作机架进行往复运动。

上述工作过程的设想是基于：非圆齿轮是用来传递两轴间非匀速运动的，非圆齿轮副的结构紧凑、刚性好、传动比较平稳，容易实现动平衡。由于一对非圆齿轮不能实现非单调的转角函数关系，所以采用非圆齿轮副与差动轮系组合的办法，将两个运动同时输入差动轮系并让合成的运动为两个输入运动之差，该合成运动即为输出运动，输出转角应为连续的摆动，通过和齿条的配合，来实现工作机架的往复运动。