管材斜轧机新型轧辊的制作方法

专利名称:管材斜轧机新型轧辊的制作方法
本发明是管材斜轧机新型轧辊，是制造无缝管用的主要工具之一。
最早的斜轧机是1883年德国人曼尼斯曼兄弟发明的二辊斜轧穿孔机，从此开始有了无缝钢管工业。今天，制造无缝钢管的技术和装备已有巨大进步，出现了许多不同类型的机组来制造钢管，这些机组中广泛地使用斜轧机。1972年西德发明了大导盘立式穿孔机，1982年日本发明了大导盘菌式穿孔机(日本叫交叉穿孔机)这些都是当前令人瞩目的成就。
不管老式斜轧机，还是新式斜轧机，不管是二辊式的，还是三辊式的，所安装的轧辊从几何上看都是园锥台的组合体，可简称锥形辊。锥形辊的子午线(轴向剖面的轮廓线)是折直线形，即轧辊半径是轧辊轴向坐标的线性函数。
图1给出三种典型斜轧机的锥形辊子的几何图形，其中(1)是曼尼斯曼二辊斜轧穿孔机所用的桶形轧辊，几何上是由大底对接的园锥台组成;图1的(2)是盘式穿孔机的轧辊，它由园柱和园锥台组成;图1的(3)是菌式穿孔机的轧辊，由二个园锥台组成，其中小头锥台的锥角大于大头锥台的锥角。
斜轧机不管是用于穿孔，还是用来轧管，均正和定径，为了使金属轧件获得螺旋前进运动，一台轧机的一对辊子或三个辊子都是空间交错安装这种情况下需要确定金属轧件在轧辊组中间的形状和有关参数，就是确定金属变形区的形状和参数。变形区的模型也可叫开度模型。所谓开度就是轧制中心线到辊子曲面之间的最短距离。现在轧钢专业书籍和文献里都认为变形区由入口锥和出口锥组成的，即开度模型是线性的，这是一个粗糙的，很不精确的模型。由于对这个问题认识不清楚，所以导致世界各地斜轧机一律使用锥形辊。
本文指出开度值的变化绝不是线性的，它是一个复杂得多的非线性函数。我们给出非线性模型，然后再指出锥形辊的缺点。考虑到盘式轧机应用不广，我们只给出菌式穿孔机锥形辊下的开度模型由它变形(β＝0°)可导出辊式斜轧机桶形辊下的变形区。
图2给出菌式穿孔机穿孔原理示意图。图3给出这种轧辊和轧制中心线的空间位置关系。在图3中，坐标系〔0;X′，Y′，Z′〕是右手系，0点是轧机中心点，OX′上的点O1(A0，0，0)是轧辊中心点，此处也是压缩带，半径为Ry;Oy′轴是轧制中心轴线，也是轧件中心线。轧辊在右手系〔O1;X1，y1，Z1〕中给出。O1y′绕OX′旋转α到O1T，O1T和它在oy′z′面上投影os′2组成平面л，在л平面上O1T向OS′2偏转β，就到了位置O1y1，O1y1就是轧辊的中心轴线。轧辊的二个园锥的顶点分别为S1和S2，半锥角分别为β1和β2。O1S2的侧投影O1S″2与OX′所夹锐角为θ，O1S″2向后转α1是O1Z1轴，角α1是O1y1与Oy′的交叉角;O1X1这样规定，就是O1X1垂直于侧投影O1S″2，并且O1X1在侧面上，这样选取的〔O1，X1，y1，Z1〕是右手系。这里的α和β传统上分别叫送进角和辗轧角;O1S2在水平面上的投影O1S2和O1y′成一个角δ，是角β的投影角。
锥顶高h1＝O1S1h1= (Ry)/(tgβ1) (1)角δ与辗轧角β关系是tgβ＝cosαtgδ(2)δ＝arctg( (tgβ)/(cosα) ) (2)′引入δ角目的，方程简单。直线O1y1的方程式为(X′-Ao)/(-tgδ) ＝ (Y′)/1 ＝ (Z′)/(tgα) (3)锥顶点S1(
)如下xs1＇=A0- (h1)/(K) tgδys1＇= (h1)/(K) (4)Zs1= (h1)/(K) tgα＇式中K=1+tg2α+tg2δ]]>轧辊中心轴线O1y1的方向余弦是
L1＝- (tgδ)/(K) m1＝ 1/(K) n1＝ (tgδ)/(K) (5)式(5)的第二式m1＝ 1/(K) 恰是交叉角α1的余弦cosα1＝ 1/(K) ＝11+tg2α+tg2δ]]>＝cosαcosβ (6)tgα1=tg2α+tg2δ]]>(6)′侧面投影O1S″2与OX′所夹锐角θ由下式求出tgθ＝ (tgα)/(tgδ) ＝ (sinα)/(tgβ) (7)在图3中过O向O1S″2作垂线OO2，令OO2＝C0，显然OO2就是轧辊中心轴线O1S1与轧制中心线Oy′之间的最短距离。再令O1O2＝B0，从图可知B0＝A0cosθ＝A0(tgδ)/(tgα1)C0＝A0sinθ＝A0(tgα)/(tgα1) (8)A20＝B20+C20tgθ= (C0)/(B0)在O2点建立坐标系〔O2;X2，y2，Z2〕其中O2X2与O1S″2重合;O2y2∥Oy′;O2Z2沿O2O方向，在O点建立坐标系〔O，X，YZ〕，〔O;X，Z〕可看成〔O，X2，Z2〕平移到O点得到的;OY和Oy′重合，下面将指出〔O;X2，Z2〕和〔O，X，Z〕是标准坐标系，在标准坐标系中二次曲线的方程是标准化的。
在图3中的小锥台曲面上任取一点M(x′，y′，z′)，连接MS1，它的方向余弦是L2=x′51-x′(x′s1-x′)2+(ys1-y′)2+(Z′s1-Z)2]]>m2=y′51-y′(x′s1-x′)2+(ys1-y′)2+(Z′s1-Z)2(9)]]>n2=Z′s1-Z′(x′s1-x′)2+(ys1-y′)2+(Z′s1-Z)2]]>由解析几何知道cosβ1＝L1L2+m1m2+n1n2(10)把(9)和(5)代入(10)化简整理得到F(X′，y′，Z′)＝AX′2+By′2+CZ′2+2DX′y′+2EX′Z′-2Fy′Z′-2GX′-2Hy′-2IZ′+J＝0 (11)式中 A＝K2cos2β1-tg2δB＝K2cos2β1-1C＝K2cos2β1-tg2αD＝tgδ
E＝tgαtgδF＝tgαG＝A0(K2cos2β1-tg2δ)+h1Ksin2β1tgδH＝A0tgδ-h1Ksin2β1I＝A0tgαtgδ-h1Ktgαsin2β1J＝A20(K2cos2β1-tg2δ)+2A0h1Ksin2β1tgδ-h21K2sin2β1式(11)就是图3中的小头锥面方程式。同样可写出大头锥面方程式。
金属变形区可看成一个回转曲面，这一回转曲面的回转半径r＝r(y)就是开度值，正是存在这一开度，金属才会充满变形区。根据线接触原理，变形区回转曲面和轧辊园锥曲面沿一条空间曲线接触。用平面y＝y＝常数去截取这二个曲面，截取变形区曲面截口是园;截取小头或大头锥曲面截口是二次曲线，对于斜轧问题，这个二次曲线是椭园。y＝y截口曲线(小头)是F2(X′，Z′)＝a11X′2+2a12X′Z′+a22Z′2+2b1X′+2b2Z′+C＝0 (12)式中 a11＝K2cos2β1-tg2δa12＝tgαtgδa22＝K2cos2β1-tg2αb1＝Dy-G＝ytgδ-A0(K2cos2β1-tg2δ)-h1Ksin2β1tgδb2＝-(Fy+I)＝-ytgα+h1Ktgαsin2β-A0tgαtgδC＝By2-2Hy+J＝y2(K2cos2β1-1)-2y(A0tgδ-h1Ksin2β1)+A20(K2cos2β1-tg2δ)+2A0h1Ksin2β1tgδ-h21K2sin2β1
对式(12)进行转轴变换，设转了角θ′，目的是消去X′和Z′的乘积项Ctg2θ′＝ (1-tgθ′)/(2tgθ′) ＝ (a11-a22)/(2a12) ＝ (tg2α-tg2δ)/(2tgαtgδ)由此得到θ′＝π-θ(13)式(13)指出O2X2与OX′正向夹角(π-θ)恰是旋转变换的角度θ′，这说明O2X2和O2Z2是二次曲线(12)的对称轴，因此O2X2Z2和OXZ是标准坐标系。〔O，X′，Z′〕转了(π-θ)就是〔O，X，Z〕，在〔O，X，Z〕系中式(12)变成a′11X2+a22Z2+2b′1X+2b′2Z+C′＝0 (14)式中 a′11＝1-K2sin2β1a′22＝K2cos2β1b′1＝b1cosθ′+b2sinθ′＝ 1/(tgα1) 〔-ytg2α1+h1Ksin2β1tg2α1+A0tgδ(1-K2sin2β1)〕b′2＝-b1sinθ′+b2cosθ′＝ 1/(tgα1) K2A0tgαcos2β1C′＝C二次曲线(12)的不变量I2I2＝a11a12-a212＝K2cos2β(1-K2sin2β1) (15)真实的斜轧机的锥形辊的I2＞0，由此得到sinβ1＜ 1/(K) ＝11+tg2α+tg2α=11+tg2α+(tgβcosα)2]]>(16)
这说明斜轧辊轧辊在安装和调正时的参数β1，α，β不能任意选定要满足这个基本条件。
当I2＞0时，式(12)或式(14)是椭园型的二次曲线椭园中心Ot的坐标如下Xot=- (b＇1)/(a＇11) =-A0(tgδ)/(tgα1) - (tgα1)/(1-K2sin2β1) (Kh1sin2β1-y)=-(B0-ξ+ξ0)Zot=- (b＇2)/(a＇22) =-A0(tgα)/(tgα1) -C0(17)式中 ξ＝ytgα1ξ0=(h1-ycosα1)sinα1sin2β1cos2α1-sin2β1=psinα1sin2β1cos2α1-sin2β1]]>P=h1- (y)/(cosα1) = (Ry)/(tgβ1) - (y)/(cosα1)我们看到ξ0就是椭园园心偏移的距离，而p是y＝y的平面与O1y1相交点T到锥顶点S1的距离。化简式(14)还可写出椭园长、短半轴的计算公式是a= (pcosα1sinβ1cosβ1)/(cos2α1-sin2β1)b=pcosα1sinβ1cos2α1-sin2β1]]>式(14)就简化了，如下式((x+(R0-ξ+ξ0)]2)/(a2) + ((z+c0)2)/(b2) =118)
开度模型就是变形区回转曲面，前已指出y＝y时截口园和截口椭园应当相切。为了求轧机制中心线和锥形辊曲面间最短距离r＝r(y)，我们化成如下极值问题r＝r(y)＝x2+z2]]>＝min(在椭园(18)上) (19)构造函数G1(X，Z)G1(X,Z)=X2+Z2+λ{ ([X+(B0-ξ+ξ0)2)/(a2) + ((Z+CO)2)/(b2) -1}由
得到X=-Bo-ξ+ξ01+a2λ(20)]]>z=-C01+b2λ]]>把(20)代入(18)得到G1(λ)=(B0-ξ+ξ0a+λa)2+(C0b+λb)2-1=0]]>由(21)求出入的实根后代到(20)，就得到y＝y时的切点(X，Z)代入(19)就得到开度值r
r=(B0-ξ+ξ01+a2λ)2+(C1+b2λ)2=r(y) (22)]]>这就是轧辊小头对应的变形区入口部分的开度值。对于半锥角为β2的大头锥台对应的出口部分的开度值r同法可求，此时把上面公式中的β1换成β2;椭园中心坐标是-(β0+ξ+ξ0)，这样开度值r可写成统一公式r=(Σ1+a2λ)2+(C01+b2λ)2(23)]]>这里∑＝B0±ξ+ξ0，对β1取负号，对β2取正号。
计算例子已知A＝105mm，Ry＝90mm，α＝16°β＝9.62°，β1＝13°，β2＝7°计算结果如表1和表2
从这两张表可见tgt＝｜ (△r)/(△y) |不是常数，而且变化较大，表中τ＝arctg｜ (△r)/(△y) ｜(度)。长期以来人们认为τ应是常数，事实上绝不是这样，而是变化的，甚至有较大的变化。大量计算表明，仅在α＜5°，β＜5°时(23)接近线性变化。但各国都在提高生产率，要加大α，或加大α和β，例如α＝8°～20°，β＝0°～15°，这时式(23)非线性程度就很大了。tgτ＝｜ (△r)/(△y) ｜≈｜ (dr)/(dy) ｜就是压下量沿轧制中心线上的变化速率。这个速率在辊子两端处最大，入口处｜ (dr)/(dy) ｜大，影响咬入，易造成前卡和引起内折，出口区｜ (dr)/(dy) ｜大，易形成壁厚不均和内外螺旋伤痕，同时影响抛出。入口处压缩速率大，显然是很不合理的，造成轧辊剧烈磨损，咬入恶化。多少年来，工业界一直希望搞大角度下穿孔或轧管，但收效甚微。目前工业上只用到α＝12°(辊式)，菌式的送进角不过17°。角α和β不能取较大数值的原因，就是人们还不清楚开度是非线性。所以锥形辊限制了人们想进一步提高生产率和改善钢管质量的愿望。
我国钢管产量少，品种缺。目前建设新的轧机和老轧机改造的任务十分突出，为此提出本发明。本发明的斜轧机辊子，是一种新型的曲线形的辊子。其特征由下面的辊形曲线方程式表示。为了克服锥形辊的缺点，我们不是事先给定轧辊形状和尺寸，而是反过来进行，即根据工艺要求给出一个严格的线性变形区，这样有两大优点①｜ (dr)/(dy) ｜＝常数，即压缩量均匀分布;②出口部分｜ (dr)/(dy) ｜等于顶头的定径锥角的正切，这样毛管壁厚会均匀。给出线性变形区后设计，计算一种曲线形辊子，在它的作用下，能获得这种线性变形区，并且这种变形区实体和新型轧辊在空间上实现线接触。
本发明采用图4的坐标系。线性变形区在〔O;X1，y1，Z1〕中予先给定。新型轧辊在〔O;X′，y′，Z′〕中描写。坐标系〔O;X′，y′，Z′〕平移距离A0到了〔O1;Xm，y′，Z〕;〔O1，Xm，y′，Z〕绕OXm旋转α角是〔O1，Xm，ym，Zm〕，对辊式穿孔机而言它是轧件所处的坐标系。O1Zm在侧面投影是Ot″，O1Zm和Ot″是平行线，组成一个平面π，在π内，O1Zm向Ot″这边偏离一个角β得到O1Z1α和β分别是送进角和辗轧角，O1Z1就是给定的菌式穿孔机的轧件中心线，也是轧制中心线。O1Z1的水平投影O1y′0与OX′夹的锐角为θ;O1Z1的正面投影是O1t′，它与O1Z夹角δ，它是角β在正立面的投影角。O1y′0向下旋转α1角得O1y1这里α1是O1Z1与OZ′的交叉角，而OZ′是新型轧辊中心轴线。〔O1;X1，y1，Z1〕是右手系，显然O1X1⊥O1y′0。从O向O1y′0引垂线Op，则Op就是轧制中心线O1Z1和新型轧辊中心线OZ′的最短距离。在p点建立坐标系〔p;X2y2，Z2〕，pX2与py′0反向，Op方向作为py2，pZ2和OZ′平行，坐标系〔p;X2，y2，Z2〕沿pO平移到O得〔O;X，y，Z〕，〔P;X，y〕和〔O;X，y〕都是标准坐标系给定金属变形区是严格线性的。入口锥和出口锥半锥角分别是γ1和γ2;喉颈处半径是rh，园坯半径是rp;毛管半径是rm，喉颈处压缩量δ01%，扩管率δ02%，这时有下面规定(rp-rn)/(rp) ＝δ01% (24)(rm-rn)/(rm) ＝δ02% (25)由(1)和(2)得到rh＝(1-δ01%)rp (26)rm= (rh)/(1-δ02%) (27)也可规定扩管率δ00%(rm-rp)/(rm) ＝δ00% (28)显然有δ00%≈δ02%-δ01% (29)设入口锥长L1，出口锥L2，这样有tgr1= (rp-rn)/(L1) (30)tgr2= (rm-rn)/(L2) (31)一般取γ1和γ2的数值是2°～6°;扩径或扩管时，γ2取值比γ1大些。δ01%一般取12-15%。
当变形区给定时，就是已知L1，L2，rp，γ1，γ2，就可让它处于图4的空间位置，我们就可以设计、计算新型轧辊半径的大小和形状了。入口锥锥顶点S1到O1距离是锥顶高h1h1(rn)/(tgr1) (32)α，β和δ关系如下tgδ＝ (tgβ)/(cosα) (33)轧件轴线S1O1的方程式(X′-A)/(-tgδ) ＝ (y′)/(tgα) ＝ (Z′)/1 (34)由此得到tgθ＝ (tgα)/(tgδ) (35)由(34)还可求得tgα1=tg2α+tg2δ]]>(36)或者是cosα1＝cosαcosβ (36)′令op＝C0O1p＝B0，则有C0＝A0cosθ＝A0(tgα)/(tgα1) (36)B0＝A0cosθ＝A0(tgδ)/(tgα1) (37)A20＝B20+C20(38)tgθ= (C0)/(B0) (39)作截平面Z＝Z＞0截取新型轧辊截口是园，但园半径待定，入口锥截口是椭园。Z＝Z平面和O1Z1交于点T，ST由下式求出
P=ST=h1+ (Z)/(cosd1) = (rh)/(tgr1) + (Z)/(cosα1) (40)截口椭园长、短半径a和b分别是a= (pcosα1sinr1cosr1)/(cos2α1-sin2r1) (41)b=pcosα1sinr1cos2α1-sin2r1(42)]]>O1T在O1y′0上投影长度ξ是ξ＝Ztgα1(43)椭园中心OT偏离T点的距离ξ0是ξ0= (psinα1sinr1)/(cos2α1-sin2r1) (44)椭园方程式是([X-(B0-ξ-ξ0)］2)/(a2) + ((y-C0)2)/(b2) =1(45)这里X和Y是标准系下的坐标。
点O到椭园的最短距离就是Z＝Z时新型轧辊半径RR＝X2+Y2]]>＝min 在椭园上 (46)用拉氏乘子法求切点(X，Y)，进而代入式(46)求R，为此作辅助函数G2(X，Y)G2(X0Y)=X2+Y2+λ{ ([X-(B0-ξ-ξ)］2)/(a2) + ((Z-C0)2)/(b2) -1}由
得到
X=-Bo-ξ+ξ01+a2λ(47)]]>Y=-C01+b2λ]]>把(47)代入椭园方程式(45)得到入应满足的方程式G1(λ)=(B0-ξ+ξ0a+λa)2+(C0b+λb)2-1=0]]>(48)解出入的实根后，代入式(47)和式(46)得到RR=(B0-ξ+ξ01+a2λ)2+(C1+b2λ)2=R (Z) (49)]]>对于与出口锥有空间线接触的新型轧辊半径值同法可求，但此时p＇= (rh)/(tgr2) - (Z)/(cosα1) ，椭园中心坐标是X0t＇=B0+ξ+ξ0(50)Yot＇=C0式中 ξ′＝-Ztgα1ξ0＇=( (rn)/(tgr2) - (Z)/(cosα1) ) (sinα1sin2r)/(cos2α1-sin2r1)轧辊半径RR=(B0+ξ+ξ01+a2λ)2+(C01+b2λ)2(Z≤ O) (51)]]>
可以统一式(50)和(51)，为此引入∑∑＝B±(ξ+ξ0) (52)这样新型轧辊半径R，不管是与入口锥对应的半径，还是与出口锥对应半径，都可写成R=(Σ1+a2λ)2+(C1+b2λ)2=R(Z) (53)]]>注意到P= (rn)/(tgr1) - (z)/(cosα1) ，当Z≤0时，出口锥顶点S2到Z＝Z≤0的平面与轧件轴相交于点T′的距离，所以可写成P＇= (rn)/(tgr) + (｜z｜)/(cosα1) 另外注意到Z≤0时ξ＝-Ztgα＝｜Z｜tgα，所以对于Z≤0时的计算公式和Z≥0时的计算公式就完全统一起来，由此得到计算新型轧辊半径R的一系列公式如下已知δ01%(或δ02%)，rp，rm，L1，L2，A0，α，β，计算新型轧辊半径步骤如下(1) rn＝(1-δ01%)rp(2)tgr1= (rp-rn)/(L1)(3)tgr2= (rm-rn)/(L2)(4)δ＝arctg( (tgβ)/(cosα) )
(5)α1=arctg(tg2α+tg2δ]]>)或cosα1＝cosαcosβ(6)C0=A0(tgα)/(tgα1)(7)B0=A0(tgδ)/(tgα1)(8)P= (rh)/(tgr) + (Z)/(cosα1)(9)ξ＝Ztgα1(10)ξ0= (Psinα1sin2r)/(cos2α1-sin2r)(11)a= (Pcosα1sinrcosr)/(cos2α1-sin2r)(12)b=pcosα1sinr1cos2α1-sin2r1]]>(13)∑＝B±(ξ+ξ0)(14)G1(λ)=［Σa+λa］2+［Cb+λb］2-1=0]]>(15)X=Σ1+a2λY=C01+b2λ]]>(16)R=X2+Y2]]>计算时，应用这些公式仅须注意∑＝B±(ξ+ξ0)，只有公式中当γ＝γ1时取负号，γ＝γ2时取正号。
公式(53)表明R＝R(Z)这个函数结构是很复杂的，不能以显函数形式表示，并且是非线性函数，它就是新型轧辊的子午线方程式，也常称作辊形曲线方程式。
公式(53)当β＝0°时退化为另一种曲线，称斜轧曲线，用于设计、计算辊式穿孔机的轧辊。
新型轧辊半径大小R和辊子轴向坐标Z完全被公式(53)确定，这是一种非线性函数。式(53)和世界上各种各样斜轧机用的锥形辊完全不同，后者辊子半径R是线性改变的，其子午线是折直线。另外一个显著特征，本发明的轧辊与金属轧件变形区在空间上实现连续空间线接触，能保证变形区形状和尺寸按设计的方式实现，而锥形辊则不能。当提高送进角和辗轧角时，对于锥形轧辊变形区长度会显著缩短，且呈非线性，导致与其它工具不适应，影响生产，并且毛管质量不好。
为了给式(53)命名，考虑到传统习惯，式(53)所表示的曲线可称为菌式曲线。这种曲线不仅可用来设计穿孔机的轧辊，还可以设计成用于斜轧管机的轧辊，还可以用于斜轧定径和斜轧均正。不仅适用于二辊式斜轧机，也可适用于三辊式斜轧机。
式(53)另一种退化情形也极为有用，就是A0＝0，α°＝0 β＝0°，但γ1＝γ2＝0，γP＝常数，这种退化情形可称为菌式矫正曲线，不仅可用它设计菌式矫正机(目前世界上没有这种机器)，还可以用它来强化穿孔和轧管。这是辊子自身的强化，比外加推力装置和附属装置要简便得多，并且效果也好。目前大型机组，为提高生产率，往往只用一种或两种规格园钢坯，这时用菌式矫正曲线充当轧辊咬入前的准备段，不仅增加送进效率，而且导向效果也好。连铸技术的进步会大量价廉提供园柱形连铸坯，用这种坯料生产钢管，本发明的新型轧辊及强化手段更是适宜的。
设计和计算例子已知A0＝105mm，γh＝15mm，α＝16°，β＝9.62°，γ1＝γ2＝3，计算结果如表3。
表3
从表3可知新型曲线形轧辊的子午曲线的斜度是改变的，只有这种曲线形轧辊才可能和线性化变形区保持良好接触。
新型轧辊优点如下(1)与被穿孔金属实现了连续空间线接触，送进效率高。例如β＝0°时的斜轧曲线轧辊用于φ100机组穿孔机，效率提高5～10%(α＝9°时)(2)可以提高α和β，前已指出用锥形辊时α和β提高受到限制，因为变形区缩短，且非线性严重。穿孔速度大体上与α1的正弦成正比，所以大送进角和大辗轧角会使生产率大大提高，甚至成倍提高。
(3)轧件呈线性变化，与新型轧辊空间适应，保证壁厚精度高;轧件呈线性变化，受新型轧辊递增半径的约束，非线性扩张不可能，这样园周剪切变形和扭转变形都受到控制，提高了钢管质量且能扩大品种，还可穿轧连铸坯。
(4)可实现自身强化穿孔，允许降低顶前压缩量，不大可能出现内折废品。且这种强化，也牢靠、经济，还会增加送进效率。
(5)压缩量均布，轧辊寿命可望增加一倍到二倍。
(6)能耗降低(如α＝9°时斜轧曲线用于穿孔时降低10%)。总之还有不少优点。
我国斜轧机改造任务很重，如何改，本文已指出，轧件处于〔0;XmYmZm〕就是曼尼斯曼二辊斜轧穿孔机穿孔时的空间关系，我国无缝管几乎90%以上是这种轧机生产的，如果在π平面偏转β＝2°-5°(α＝8°～12°)，那么产量提高5～10%是容易做到的，且改造费用很低。此外我国大都是自动轧管机组，机组中的斜轧均正机是薄弱环节，如果单改此机，机组生产量也会提高5%左右，且质量也大大改善。
新型轧辊材质没有特殊要求，现在用的轧辊材料都可用。加工轧辊可按数学分析求出的数值进行数控加工，也可仿形加工。
权利要求
1.管材斜轧机上使用锥形辊，其子午线(轮廓线)是折直线形，本发明的新型轧辊特征是，它的子午线是特殊曲线形，由下面方程式描述其形状R=［Σ1＋a2λ］2+［C01+b2λ］2R(Z)]]>式中Z-轧辊轴向坐标，R-该坐标下的新型轧辊半径。其它参数意义如下Σ=B0±(ξ+ξ0)(γ=γ1时取负号，γ=γ2时取正号)C0=A0(tgα)/(tgα1)a=pcosα1sinrcosrcosα21-sin2r]]>b=pcosα1sinrcos2α1-sin2r]]>λ是下面方程式的实根［Σa+λa］2［Cob+λb］2-1=0]]>诸式中其它符号意义如下B0=A0(tgδ)/(tgα1)α1=arccos(cosαcosβ)ξ=Ztgα1ξ0= (Psinα1sin2r)/(cos2α1-sin2r)P= (rh)/(tgr) + (Z)/(cosα1)δ=arctg( (tgβ)/(cosα) )r1=arctg( (rP-rh))/(L1) )r2=arctg( (rm-rh)/(L2) )rh=(1-δ01%)rp原始符号意义如下δ01%-轧辊压缩带处的相对压缩量，一般取δ01%=12～15%rp-管坯半径rm-毛管半径；L1-变形区入口锥长度；L2-变形区出口锥长度；α-送进角β-辗轧角；A0-轧件中心O1到轧机中心O的距离，一般可取A=(4～6)rp。
2.根据权利要求
1，本发明的新型轧辊入口准备段的子午线特征是曲线呈反翘形的，用以强化穿孔或轧管。
专利摘要
管材斜轧机上使用锥形辊，从几何上看锥形辊是二个或二个以上圆锥台的组合体，其特征是它的子午线(轮廓线)是折直线形。本发明的新型轧辊特征是它的子午线是特殊曲线形，由特定的方程式描述。本发明的另一特征是和金属轧件变形区处处空间接触。本发明的新型轧辊适用于曼乃斯曼二辊斜轧穿孔机、交叉穿孔机(菌式斜轧机)、阿赛尔轧机、狄赛尔轧管机等等的斜轧机，也适用这些斜轧机的改造。
文档编号B21B19/00GK86105420SQ86105420
公开日1987年7月22日 申请日期1986年8月27日
发明者陈惠波 申请人:陈惠波