一種軸類件三輥楔橫軋機的製作方法與工藝
2023-09-19 17:22:15 2
本發明涉及型材軋制設備，具體地說是一種軸類件三輥楔橫軋機，可用於火車軸系列軸類件的軋制。
背景技術：
楔橫軋技術最早於1885年出現在德國。1961年，捷克斯洛伐克首先將這項工藝與設備用於工業生產。隨後，英國的雷德曼(Redman)公司引進了這項技術，東德、日本、蘇聯等國家也先後採用這種工藝生產軸類零件毛坯。早在20世紀50年代，我國就開始楔橫軋的探討與實驗工作(來源於網絡楔橫軋技術介紹)。但是，這些楔橫軋技術的研究與應用，大多數局限在兩輥楔橫軋技術研究與應用。兩輥楔橫軋機在軋制過程中，容易出現導板刮傷、內部疏鬆、軸件彎曲嚴重等缺陷。後來，部分人提出了三輥楔橫軋技術；開始也只是停留在理論成形階段，而沒有應用到實際生產中。三輥楔橫軋與兩輥楔橫軋相比，優點為：1.更容易實現軸向流動；2.軋件心部應力狀態改善；3.可以較好地控制軋件中心可能出現的疏鬆缺陷；4.取消了導板，不會發生導板刮傷軋制表面的缺陷。由於三輥楔橫軋中，軋輥最大外徑受軋件最小直徑限制，會出現三個軋輥在最大直徑外相碰的問題(出處：零件軋製成形技術》2010年4月出版，化工工業出版社，主編胡正寰)。目前，世界上最大的三輥楔橫軋機為Φ1060mm軋機，可加工零件尺寸為Φ100mm×700mm，生產效率為6～10件/min(出處：《特種軋制設備》2014年，冶金工業出版社，主編周存龍等)，無法滿足加工大直徑、長軸軸類件的需求。
技術實現要素：
為了解決兩輥楔橫軋機軋制過程中容易出現的上述缺陷，以及為了滿足大直徑、長軸軸類件的需求，本發明的目的在於提供一種軸類件三輥楔橫軋機。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：本發明包括分別安裝在軋機機架上的動力源、減速機、三軸平衡箱、軋輥A、軋輥B、軋輥C及氣動液壓系統，其中動力源通過傳動機構與所述減速機相連，該減速機的輸出端通過傳動軸B與所述三軸平衡箱輸入端連接，所述三軸平衡箱的輸出端通過三根傳動軸C分別與軋輥A、軋輥B及軋輥C連接，帶動軋輥A、軋輥B及軋輥C同步同向旋轉；所述軋輥A、軋輥B及軋輥C端面圓心之間的連線呈等邊三角形，該軋輥C位於軋輥A與軋輥B的下方、且沿軸向開有接料槽，待軋制的棒料由所述氣動液壓系統驅動推料杆軸向進料至軋輥A、軋輥B及軋輥C之間，經所述軋輥A、軋輥B及軋輥C軋制後的軸類件容置於所述接料槽內，隨所述軋輥C的轉動徑向出料。其中：所述軋輥A、軋輥B及軋輥C的軸向徑向尺寸相同，所述軋輥A與軋輥B等高設置，且軋輥A端面圓心與軋輥B端面圓心之間的邊線與水平面平行；所述軋輥A、軋輥B及軋輥C的傳動軸C上均安裝有調整各軋輥徑向的弧形齒；所述棒料始終位於軋輥A、軋輥B及軋輥C內切區域，通過所述軋輥A、軋輥B及軋輥C上的型模軋製成所述軸類件；所述傳動機構包括皮帶輪、皮帶及傳動軸A，該傳動軸A的一端與所述減速機相連，另一端連接有所述皮帶輪，所述動力源的輸出端通過皮帶與皮帶輪連接；所述動力源為氣動離合器，該氣動離合器通過皮帶與皮帶輪相連接，所述軋輥A、軋輥B及軋輥C每轉動一周，該氣動離合器分離；所述氣動離合器連接有空壓機儲氣罐，並在連接的管路上安裝有空壓機壓力表。本發明的優點與積極效果為：1.本發明採用軸向進料、徑向出料，三個軋輥同步同向旋轉對棒料進行軋制，用力均勻，更容易實現軸向流動，使得軸類件心部應力狀態得到改善，可以很好地控制軸類件中心可能出現的疏鬆缺陷。2.本發明取消了導板，避免發生導板刮傷軋制表面的情況，環保、噪音小。3.本發明三個軋輥的軸向、徑向尺寸一致，直徑可以調節，軸徑相位可調，多楔楔入，一次成型，可採用循環冷卻水進行水冷，生產全過程自動化程度高，成本低。附圖說明圖1為本發明的整體結構示意圖；圖2為本發明進料的結構原理圖；圖3為本發明三個軋輥的結構原理圖之一；圖4為本發明三個軋輥的結構原理圖之二；圖5為本發明三個軋輥的端面結構原理圖；圖6為本發明另一種驅動方式的結構示意圖；其中：1為軋輥A，2為軋輥B，3為軋輥C，4為棒料，5為接料槽，6為軸類件，7為推料杆，8為氣動液壓系統，9為皮帶輪，10為減速機，11為傳動軸B，12為三軸平衡箱，13為傳動軸C，14為傳動軸A，15為電機，16為皮帶，17為空壓機儲氣罐，18為空壓機壓力表，19為氣動離合器。具體實施方式下面結合附圖對本發明作進一步詳述。如圖1、圖2所示，本發明包括分別安裝在軋機機架上的動力源、減速機10、三軸平衡箱12、軋輥A1、軋輥B2、軋輥C3及氣動液壓系統8，其中動力源可為電機15，傳動機構包括皮帶輪9、皮帶16及傳動軸A14，該傳動軸A14的一端與減速機10相連，另一端連接有皮帶輪9，電機15的輸出端通過皮帶16與皮帶輪9連接。減速機10的輸出端通過傳動軸B11與三軸平衡箱12輸入端連接，三軸平衡箱12的輸出端輸出有三根傳動軸C13，每根傳動軸C13上均連接有一個軋輥。如圖3、圖4及圖5所示，三根傳動軸C13上的三個軋輥分別為軋輥A1、軋輥B2及軋輥C3，該軋輥A1、軋輥B2及軋輥C3的軸向徑向尺寸相同，三個軋輥端面圓心之間的連線呈等邊三角形，即三個軋輥的圓心所在一個圓，該圓的圓心與每個軋輥圓心之間的連線之間的夾角為120°。軋輥A1與軋輥B2等高設置，軋輥C3位於軋輥A1與軋輥B2的下方、且沿軸向開有接料槽5；軋輥A1端面圓心與軋輥B2端面圓心之間的連線與水平面平行。三個軋輥上均有軋制棒料4的型模，電機15的動力通過減速機10、三軸平衡箱12傳遞給三個軋輥，使軋輥A1、軋輥B2及軋輥C3同步同向旋轉。在軋輥A1、軋輥B2及軋輥C3的輥軸(即傳動軸C13)上均安裝有弧形齒，該弧形齒為現有技術，本實施例的弧形齒的模數為6，齒寬為50mm；採用弧形齒可調整三個軋輥的徑向。本實施例的軋輥A1、軋輥B2及軋輥C3直徑可調，直徑為Φ1100mm～Φ1200mm。氣動液壓系統8位於三個軋輥進料端的一側，通過推料杆7將棒料4軸向進料至軋輥A1、軋輥B2及軋輥C3之間，棒料4始終位於軋輥A1、軋輥B2及軋輥C3內切區域(即棒料4分別與三個軋輥相切)，通過軋輥A1、軋輥B2及軋輥C3上的型模進行軋制，三個軋輥同步同向旋轉，達到徑向壓縮，軸向延伸；三個軋輥同時對棒料4用力，用力均勻，棒料4始終位於三軋輥內切區域，可迅速成形。如圖6所示，動力源為氣動離合器19，該氣動離合器19通過皮帶16與皮帶輪9相連接，從而控制軋輥A1、軋輥B2及軋輥C3的轉動與停止。三個軋輥每轉動一周，氣動離合器19分離，三個軋輥停止轉動。氣動離合器19連接有為其提供氣體的空壓機儲氣罐17，並在連接的管路上安裝有空壓機壓力表18。本發明的工作原理為：棒料4軸向進料，採用氣動液壓系統8通過推料杆7將棒料4一次性推到指定位置。電機18將電能轉化為動能通過皮帶16傳送給皮帶輪9，皮帶輪9將動能通過傳動軸A14傳送給減速機10，減速機10減速後通過傳動軸B11將動力傳送到三軸平衡箱12，三軸平衡箱12將動力均勻地通過三根傳動軸C13傳送到三個軋輥，帶動三個軋輥轉動，開始作業；三個軋輥同步同向轉動，且均為主動軸。三個軋輥同時對棒料4用力，使棒料4迅速成形，軋製成火車軸系列的軸類件6。軋制完的軸類件6在軋輥C3上的接料槽5轉至下方時，落入到接料槽5中，隨軋輥C3的轉動，徑向出料。本發明在軋制過程中，可採用循環水冷系統。本發明可以生產出大直徑(Φ140mm～Φ300mm)、長軸(1000mm～3000mm)的軸類件，可加工500KG的火車軸系列軸類件。本發明的三軸平衡箱12為市購產品，購置於遼中金龜減速機廠，型號為H-1250；氣動液壓系統8為市購產品，購置於天津市同潤液壓機銷售有限公司，型號為12.5千牛氣液頂料缸；氣動離合器19為市購產品，購置於無錫市東日機械製造有限公司，型號為85#。